專利名稱：一種可控制收縮量的聚四氟乙烯膜熱處理設備的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及聚四氟乙烯微孔濾膜的加工制造設備，屬于聚四氟乙烯微孔濾膜 的加工制造技術領域，尤其是空氣過濾膜、服裝膜與水過濾聚四氟乙烯膜的制造領域。
背景技術：
膨化聚四氟乙烯微孔濾膜的制造技術，市場上多數沒有熱處理這一步工藝。膨化 聚四氟乙烯微孔濾膜的制造工序如下首先將膨化聚四氟乙烯粉末用合適的助劑油按比例 配合成糊膏狀，通過打坯機制成圓柱狀毛坯，放進推擠機在一定的壓力下擠成一定直徑的 圓柱狀經過導向器進入壓延機壓成壓延片，然后經過縱拉、擴幅形成呈兩維平面結構的微 孔聚四氟乙烯薄膜。縱拉后，為消除縱拉時殘留在聚四氟乙烯薄膜上的應力，以前常采用常 溫下放置一段時間自然收縮的方法對聚四氟乙烯薄膜自然時效，自然時效時間通常是1 2天，耗時很長，并且自然收縮只能消除縱拉帶外表面的應力，內表面的應力仍然存在，應力 的存在會造成下一道工序橫向拉伸時的聚四氟乙烯薄膜不均勻。
實用新型內容本實用新型的目的是提供一種將縱向拉伸過的聚四氟乙烯濾膜進行熱收縮的設 備，利用該設備可以控制聚四氟乙烯濾膜的收縮量，縮短生產周期，提高生產效率，消除濾 膜縱向上的應力，減少極細纖維的存在，提高濾膜的強度和透氣率。本實用新型的可控制收縮量的聚四氟乙烯膜熱處理設備，包括把聚四氟乙烯膜以 恒張力恒線速送入爐體的放卷裝置、爐體、以恒張力恒線速把聚四氟乙烯膜牽引出爐體的 收卷裝置；爐體內具有加熱裝置、聚四氟乙烯膜依次繞過的多個主動輥。本實用新型所述設備的有益效果本實用新型是將經過縱向拉伸后的聚四氟乙烯 膜采用熱處理爐加熱收縮的方式，消除聚四氟乙烯膜上的應力，相對于自然時效，可以大幅 縮短生產周期，提高生產效率。本實用新型收放卷采用恒張力恒線速控制，爐體內各主動輥 速度無級可調，根據設定的收縮量，可通過調試爐體內主動輥速比達到預定的收縮效果。上述的熱處理設備，放卷裝置包括放卷電機、與放卷電機相連的放卷輥，用于檢測 聚四氟乙烯膜的放卷張力的放卷張力檢測裝置，放卷張力檢測裝置的輸出接可編程控制 器，可編程控制器與控制放卷電機轉速的放卷變頻器相連。上述的熱處理設備，收卷裝置包括收卷電機、與收卷電機相連的收卷輥，用于檢測 聚四氟乙烯膜的收卷張力的收卷張力檢測裝置，收卷張力檢測裝置的輸出接可編程控制 器，可編程控制器與控制收卷電機轉速的收卷變頻器相連。上述的熱處理設備，還包括多個用于檢測任意相鄰兩個主動輥之間的聚四氟乙烯 膜張力的張力檢測裝置；每個主動輥分別與一變頻電機的輸出軸相連；每個張力檢測裝置 的輸出接與變頻器相連的可編程控制器，每個變頻器和與兩個主動輥中的后面一個主動輥 相連的變頻電機連接。
圖1是熱處理設備的示意圖圖2是熱處理設備的控制原理圖圖3是熱處理設備中的主動輥等速比調整示意圖
具體實施方式
參見圖1，該可控制收縮量的聚四氟乙烯膜熱處理設備包括放卷裝置100、爐體 200、收卷裝置300、PLC、觸摸屏HMI、變頻器等。放卷裝置100包括放卷變頻電機、與放卷變頻電機相連的放卷輥1、被動輥2、被動 輥4、包括張力浮輥3在內的用于檢測聚四氟乙烯膜的放卷張力的放卷張力檢測裝置，放卷 張力檢測裝置的輸出接控制放卷變頻電機轉速的放卷變頻器。收卷裝置300包括收卷變頻電機、與收卷變頻電機相連的收卷輥17、牽引輥12、 13、14，被動輥16，包括張力浮輥15在內的用于檢測聚四氟乙烯膜的收卷張力的收卷張力 檢測裝置，放卷張力檢測裝置的輸出接控制收卷變頻電機轉速的收卷變頻器。熱處理爐體200包括罩殼18、設置在罩殼18內的電加熱管19和主動輥5、6、7、8、 9、10、11。每一個主動輥分別與帶動其轉動的變頻電機相連，每個變頻電機與控制其轉速的 變頻器相接。參加圖2，PLC分別與觸摸屏HMI、變頻器(包括控制各變頻電機的變頻器、控制收 卷電機的收卷變頻器、控制放卷電機的放卷變頻器)等相連。采用現場總線方式通訊，分布式的I/O系統進行現場傳感器信號的采集，觸摸屏 將控制信號數據傳輸給PLC，由PLC分析處理后發送給各變頻器控制電機實現無級調速。放卷裝置的控制目的為恒張力、恒線速主動放卷，放卷控制由放卷變頻電機、矢量 放卷變頻器、張力浮輥反饋等構成閉環控制系統，跟蹤放卷輥上的縱拉帶101的卷裝量由 矢量變頻器模擬出放卷速度曲線，根據實際情況下放卷張力反饋修正曲線，實現恒張力、恒 線速主動放卷。收卷裝置的工作機理與放卷裝置類似，唯一不同的是矢量收卷變頻器模擬出的速 度曲線在邏輯上相反，放卷電機轉速曲線應該是由小向大變化，收卷電機轉速曲線由大向 小變化。本方法是將根據聚四氟乙烯微孔濾膜的具體技術要求制作都符合標準的縱拉帶 101放在恒張力、恒線速主動放卷裝置的放卷輥1上；這些縱拉帶經被動輥2、張力浮輥3、 被動輥4后，進入熱處理爐體200內；熱處理爐體200內有7根主動輥5、6、7、8、9、10、11， 每根主動輥之間的速度是遞減的，縱拉帶在經過各主動輥之間不斷收縮，最終出爐后經牽 引輥12、13、14、張力浮輥15、被動輥16，在收卷輥17上卷成熱處理帶301。熱處理爐體200底部安裝有電加熱管19，由溫控表、可控硅、溫度傳感器等構成的 溫控系統保證爐體內溫度范圍在100°C 200°C可調。縱拉帶在主動輥5、6、7、8、9、10、11 這7個輥之間分6段行程收縮，每個主動輥都有一個變頻電機和變頻器控制其轉速。縱拉帶在一定的溫度下放置的時間不同，收縮量也是不同的。為實現預定的收縮 量就必須首先確定縱拉帶在爐體內運行的時間，根據分解到各主動輥之間的收縮時間可粗 略計算出各主動輥之間的速比，而實際情況下各主動輥之間的收縮量并不是均勻分布，為
4避免縱拉帶在各主動輥出現過松或過緊，就必須對各主動輥之間的速比進行優化微調，在 保證縱拉帶熱處理過程適當的張力情況下，實現收縮量的控制和穩定。根據不同的收縮率(參見圖3)，可計算出相應的收卷線速度V2和放卷線速度 V1的比率為。假定某工藝的縱拉帶在T°C的環境中存放t分鐘的收縮率為，縱拉帶 在爐體內的行程總長為S米，則放卷線速度V1 = (l+n% ) S/t，收卷線速度V2 = V1 (l-n% )， 主動輥5的表面線速度與放卷線速度匹配，主動輥11的表面線速度與收卷線速度V2相同，
理論上6段行程的收縮率一樣，則各相鄰兩個主動輥之間的線速度比率為(1 - # ),
6
主動輥6的線速度V3= (1 -) V2，主動輥7的線速度力=(1 -) V3,
6 6
以此類推，但實際上因為縱拉帶在爐體內表面加熱有一個過程，開始的時候必然因為自身
表面溫度低而收縮得少一些，所以縱拉帶在爐體內各主動輥上運行的過程中收縮率是不一
樣的，在實際操作中，通常采用理論上的各輥線速度為參考，以縱拉帶進入爐體的方向為起
點，從前至后依次調整各輥的線速度，使6個行程都有一定的超喂量，避免因為縱拉帶在6
個行程上過松或過緊影響產品質量。實施例1-30 所選膨化聚四氟乙烯粉末粉末分子量為800萬，所用油劑為Isopar M型油。縱拉 帶寬度170mm，厚度141. 7 μ m ；長度600m。以放卷裝置將縱拉帶恒張力恒線速經被動輥2、 張力浮輥3、被動輥4進入爐體，依次經過直徑相同的主動輥5、6、7、8、9、10、11，各主動輥轉 速見表1。縱拉帶在表1中的不同的爐體內溫度為下，依靠各主動輥的速比收縮，再經牽引 輥12、13、14牽引，張力浮輥15控制張力后收卷。收卷的聚四氟乙烯膜寬度、長度、長度收 縮率見表1。本專利是將經過縱向拉伸后的聚四氟乙烯膜采用熱處理爐加熱收縮的方式，消除 聚四氟乙烯膜上的應力。收放卷采用恒張力恒線速控制，爐體內分多段收縮，爐體內各主動 輥速度無級可調，根據設定的收縮量，可通過調試爐體內主動輥速比達到預定的效果。本實 用新型旨在提供將縱向拉伸過的聚四氟乙烯濾膜進行熱收縮的生產工藝和設備，利用該方 法可以通過控制聚四氟乙烯濾膜的收縮量，消除濾膜縱向上的應力，減少極細纖維的存在， 提高濾膜的強度和透氣率。表1
權利要求一種可控制收縮量的聚四氟乙烯膜熱處理設備，其特征是它包括把聚四氟乙烯膜以恒張力恒線速送入爐體的放卷裝置、爐體、以恒張力恒線速把聚四氟乙烯膜牽引出爐體的收卷裝置；爐體內具有加熱裝置、聚四氟乙烯膜依次繞過的多個主動輥。
2.如權利要求1所述的熱處理設備，其特征是放卷裝置包括放卷電機、與放卷電機相 連的放卷輥，用于檢測聚四氟乙烯膜的放卷張力的放卷張力檢測裝置，放卷張力檢測裝置 的輸出接可編程控制器，可編程控制器與控制放卷電機轉速的放卷變頻器相連。
3.如權利要求1所述的熱處理設備，其特征是它還包括多個用于檢測任意相鄰兩個 主動輥之間的聚四氟乙烯膜張力的張力檢測裝置；每個主動輥分別與一變頻電機的輸出軸 相連；每個張力檢測裝置的輸出接與變頻器相連的可編程控制器，每個變頻器和與兩個主 動輥中的后面一個主動輥相連的變頻電機連接。
4.如權利要求1所述的熱處理設備，其特征是收卷裝置包括收卷電機、與收卷電機相 連的收卷輥，用于檢測聚四氟乙烯膜的收卷張力的收卷張力檢測裝置，收卷張力檢測裝置 的輸出接可編程控制器，可編程控制器與控制收卷電機轉速的收卷變頻器相連。
專利摘要本實用新型提供一種將縱向拉伸過的聚四氟乙烯濾膜進行熱收縮的設備，利用該設備可以控制聚四氟乙烯濾膜的收縮量，縮短生產周期，提高生產效率，消除濾膜縱向上的應力，減少極細纖維的存在，提高濾膜的強度和透氣率該設備包括把聚四氟乙烯膜以恒張力恒線速送入爐體的放卷裝置爐體以恒張力恒線速把聚四氟乙烯膜牽引出爐體的收卷裝置；爐體內具有加熱裝置聚四氟乙烯膜依次繞過的多個主動輥多個用于檢測任意相鄰兩個主動輥之間的聚四氟乙烯膜張力的張力檢測裝置；每個主動輥分別與變頻電機的輸出軸相連；每個張力檢測裝置的輸出接與變頻器相連的可編程控制器，每個變頻器和與兩個主動輥中的后面一個主動輥相連的變頻電機連接。
文檔編號B01D71/36GK201744308SQ20102027579
公開日2011年2月16日 申請日期2010年7月28日 優先權日2010年7月28日
發明者何宏, 宋尚軍, 白耀宗, 鄧志剛, 項朝衛, 黃箭玲 申請人:中材科技股份有限公司