Ptfe中空纖維膜生產(chǎn)線及中空纖維膜生產(chǎn)工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種PTFE中空纖維膜生產(chǎn)線及中空纖維膜生產(chǎn)工藝，其能獲得高孔隙率、孔徑分布均勻、微孔結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定的PTFE中空纖維膜。PTFE中空纖維膜生產(chǎn)線包括PTFE中空纖維推壓成型裝置、PTFE中空纖維拉伸成膜裝置、PTFE中空纖維膜燒結(jié)定型裝置和用于將燒結(jié)定型后的PTFE中空纖維膜收卷的收卷裝置。經(jīng)其生產(chǎn)的PTFE中空纖維膜其膜孔徑可控制在0.05-0.5μm，孔隙率大于50％，并且孔徑分布均勻、微孔結(jié)構(gòu)非常穩(wěn)定。
【專利說明】PTFE中空纖維膜生產(chǎn)線及中空纖維膜生產(chǎn)工藝

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于PTFE纖維膜成型【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地說是涉及一種PTFE中空纖維膜生 產(chǎn)線。本發(fā)明還涉及一種PTFE中空纖維膜生產(chǎn)工藝。

【背景技術(shù)】
[0002] PTFE中空纖維膜具有超強耐化學(xué)腐蝕性、搞輻射性和優(yōu)良的生物相容性等優(yōu)點， 可在-20(TC?250°C下長期使用，是生物、醫(yī)藥、環(huán)保、化工過程理想膜品種之一。特別是， 其能解決膜分離過程遇到的斷絲，膜持久疏水性、耐氧化性和耐高溫性差等問題。因此， PTFE中空纖維膜具有廣闊的市場前景。
[0003] 目前，雖然已有生產(chǎn)設(shè)備可成功應(yīng)用于PTFE微孔薄膜（平板膜）的生產(chǎn)，但是 PTFE中空纖維膜微孔形成過程理論尚不完善，部分過程條件與微孔結(jié)構(gòu)的關(guān)系述不清晰， 因此，制備PTFE中空纖維膜卻仍是一個新的課題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是提供一種PTFE中空纖維膜生產(chǎn)線，其能獲得高孔隙率、孔徑分布 均勻、微孔結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定的PTFE中空纖維膜。
[0005] 本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的：一種PTFE中空纖維膜生產(chǎn)線，包括PTFE中空纖維推 壓成型裝置、PTFE中空纖維拉伸成膜裝置、PTFE中空纖維膜燒結(jié)定型裝置和用于將燒結(jié)定 型后的PTFE中空纖維膜收卷的收卷裝置；
[0006] 所述PTFE中空纖維拉伸成膜裝置包括第一導(dǎo)輪、第二導(dǎo)輪、其線速度與第二導(dǎo)輪 相等的第三導(dǎo)輪、其線速度大于第三導(dǎo)輪的第四導(dǎo)輪、第一加熱系統(tǒng)和第二加熱系統(tǒng)；第一 導(dǎo)輪設(shè)置在PTFE中空纖維推壓成型裝置的出料口端，第二導(dǎo)輪設(shè)置在第一導(dǎo)輪的側(cè)方，在 第一導(dǎo)輪和第二導(dǎo)輪之間供PTFE中空纖維墜掛，第一加熱系統(tǒng)設(shè)在第二導(dǎo)輪和第三導(dǎo)輪 之間，第二加熱系統(tǒng)設(shè)在第三導(dǎo)輪和第四導(dǎo)輪之間；
[0007] 所述PTFE中空纖維膜燒結(jié)定型裝置包括第五導(dǎo)輪和第三加熱系統(tǒng)；所述第三加 熱系統(tǒng)設(shè)在第四導(dǎo)輪和第五導(dǎo)輪之間。
[0008] 在上述方案的基礎(chǔ)上并作為上述方案的優(yōu)選方案：所述第一導(dǎo)輪、第二導(dǎo)輪、第三 導(dǎo)輪、第四導(dǎo)輪和第五導(dǎo)輪的側(cè)面上均具有錐面，在該錐面的底部上設(shè)有肩部。
[0009] 在上述方案的基礎(chǔ)上并作為上述方案的優(yōu)選方案：第一加熱系統(tǒng)、第二加熱系統(tǒng)、 第三加熱系統(tǒng)均由多臺具有螺旋加熱元件的加熱裝置形成。
[0010] 本發(fā)明還提供一種應(yīng)用了上述方案中PTFE中空纖維膜生產(chǎn)線的PTFE中空纖維膜 生產(chǎn)工藝，包括采用PTFE中空纖維推壓成型裝置以獲得PTFE中空纖維的推壓成型步驟，
[0011] 將PTFE中空纖維墜掛在第一導(dǎo)輪和第二導(dǎo)輪之間所形成的同步調(diào)整步驟；
[0012] 第二導(dǎo)輪的線速度與第三導(dǎo)輪的線速度相等，利用第一加熱系統(tǒng)對PTFE中空纖 維進行加熱的揮發(fā)步驟；
[0013] 第四導(dǎo)輪的線速度大于第三導(dǎo)輪的線速度，并用設(shè)在第三導(dǎo)輪和第四導(dǎo)輪之間的 第二加熱系統(tǒng)對PTFE中空纖維進行加熱，從而將PTFE中空纖維拉伸成PTFE中空纖維膜的 拉伸步驟；
[0014] 第四導(dǎo)輪的線速度與第五導(dǎo)輪的線速度相等，利用第三加熱系統(tǒng)對PTFE中空纖 維膜進行燒結(jié)定型的燒結(jié)定型步驟；
[0015] 對燒結(jié)定型后的中空纖維膜收卷步驟。
[0016] 在上述方案的基礎(chǔ)上并作為上述方案的優(yōu)選方案，所述第一加熱系統(tǒng)具有多個加 熱區(qū)，并且從第二導(dǎo)輪往第三導(dǎo)輪方向升高。
[0017] 在上述方案的基礎(chǔ)上并作為上述方案的優(yōu)選方案，所述第二加熱系統(tǒng)具有多個加 熱區(qū)，從第三導(dǎo)輪往第四導(dǎo)輪方向升高。
[0018] 在上述方案的基礎(chǔ)上并作為上述方案的優(yōu)選方案，所述第三加熱系統(tǒng)具有多個加 熱區(qū)，從第四導(dǎo)輪往第五導(dǎo)輪方向降低。
[0019] 本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)突出且有益的技術(shù)效果是：
[0020] 1、本發(fā)明的PTFE中空纖維膜生產(chǎn)線采用PTFE中空纖維推壓成型裝置、PTFE中空 纖維拉伸成膜裝置、PTFE中空纖維膜燒結(jié)定型裝置，經(jīng)其生產(chǎn)的PTFE中空纖維膜其膜孔徑 可控制在〇. 05-0. 5 μ m，孔隙率大于50%，并且孔徑分布均勻、微孔結(jié)構(gòu)非常穩(wěn)定。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021] 圖1是本發(fā)明PTFE中空纖維膜生產(chǎn)線的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022] 圖2是本發(fā)明的纏繞有PTFE中空纖維的第二導(dǎo)輪的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0023] 下面結(jié)合附圖以具體實施例對本發(fā)明作進一步描述，參見圖1-圖2 ;
[0024] 本實施例給出的PTFE中空纖維膜生產(chǎn)線，包括PTFE中空纖維推壓成型裝置1、 PTFE中空纖維拉伸成膜裝置、PTFE中空纖維膜燒結(jié)定型裝置和用于將燒結(jié)定型后的PTFE 中空纖維膜收卷的收卷裝置4。
[0025] 其中，PTFE中空纖維拉伸成膜裝置包括第一導(dǎo)輪21、第二導(dǎo)輪22、第三導(dǎo)輪23、第 四導(dǎo)輪24、第一加熱系統(tǒng)25和第二加熱系統(tǒng)26。第一導(dǎo)輪21設(shè)置在PTFE中空纖維推壓成 型裝置1的出料口端，第二導(dǎo)輪22設(shè)置在第一導(dǎo)輪21的側(cè)方。在第一導(dǎo)輪22和第二導(dǎo)輪 21之間供PTFE中空纖維100墜掛，在生產(chǎn)PTFE中空纖維膜的過程中，如圖1中所示，在第 一導(dǎo)輪和第二導(dǎo)輪之間的PTFE中空纖維100處于耷拉下來的狀態(tài)，形成預(yù)留的PTFE中空 纖維，作為同步調(diào)整區(qū)。當(dāng)?shù)谌龑?dǎo)輪23的進給速度大于PTFE中空纖維推壓成型裝置1的 擠出速度時，可利用這段被預(yù)留的PTFE中空纖維補足，保證了位伸階段工作的持續(xù)性。在 第二導(dǎo)輪22和第三導(dǎo)輪23之間設(shè)有第一加熱系統(tǒng)25,其PTFE中空纖維穿過，供以形成揮 發(fā)工序。在第三導(dǎo)輪23和第四導(dǎo)輪24之間設(shè)有第二加熱系統(tǒng)26。在本實施例中，第一加 熱系統(tǒng)和第二加熱系統(tǒng)都有多個加熱區(qū)。具體地說，每一個加熱系統(tǒng)由兩套以上加熱裝置， 沿著PTFE中空纖維的進給方向排例，使其具有多個加熱區(qū)。優(yōu)選地，加熱裝置具有螺旋加 熱元件，螺旋加熱元件供PTFE中空纖維穿過，以使PTFE中空纖維均勻受熱。PTFE中空纖維 膜生產(chǎn)線在工作時，第三導(dǎo)輪23的線速度與第二導(dǎo)輪22的線速度相等，第四導(dǎo)輪24的線 速度大于第三導(dǎo)輪24的線速度，使其二者之間具有速差，以對PTFE中空纖維進行拉伸形成 PTFE中空纖維膜。該PTFE中空纖維拉伸成膜裝置先對PTFE中空纖維進行揮發(fā)步驟，再利 用第三導(dǎo)輪和第四導(dǎo)輪的轉(zhuǎn)動線速度差并配合第二加熱對PTFE中空纖維的加熱以完成拉 伸作業(yè)，以使膜孔徑可控，孔隙率高、孔徑分布均勻。
[0026] 所述PTFE中空纖維膜燒結(jié)定型裝置包括第五導(dǎo)輪31和第三加熱系統(tǒng)32 ;第三加 熱系統(tǒng)32設(shè)在第四導(dǎo)輪24和第五導(dǎo)輪31之間。在本實施例中，第三加熱系統(tǒng)32也具有 多個加熱區(qū)。具體地說，每一個加熱系統(tǒng)由兩套以上加熱裝置，沿著PTFE中空纖維膜的進 給方向排例，使其具有多個加熱區(qū)。優(yōu)選地，加熱裝置具有螺旋熱元件，加熱元件供PTFE中 空纖維膜穿過，以使PTFE中空纖維膜均勻受熱。
[0027] 用該PTFE中空纖維膜生產(chǎn)線制成的PTFE中空纖維親水膜，其膜孔徑可控制在 0. 05-0. 5 μ m，孔隙率大于50 %，斷裂強度大于20N。
[0028] 在本實施例中，如圖2所示，所述第二導(dǎo)輪22的側(cè)面上具有錐面221，使用時，該錐 面供PTFE中空纖維100纏繞。在該錐面221的底部上設(shè)有肩部222。采用這種結(jié)構(gòu)的第一 導(dǎo)輪，在其轉(zhuǎn)動過程中，能防止第一導(dǎo)輪上的PTFE中空纖維偏斜。優(yōu)選地，第一導(dǎo)輪、第三 導(dǎo)輪、第四導(dǎo)輪和第五導(dǎo)輪也采用與第二導(dǎo)輪相同的結(jié)構(gòu)。
[0029] 本發(fā)明還提供一種PTFE中空纖維膜生產(chǎn)工藝，其利用上述結(jié)構(gòu)的PTFE中空纖維 膜生產(chǎn)線，包括采用PTFE中空纖維推壓成型裝置的推壓成型步驟；
[0030] 擠出物料墜掛在第一導(dǎo)輪和第二導(dǎo)輪之間所形成的同步調(diào)整步驟；第二導(dǎo)輪的線 速度與第三導(dǎo)輪的線速度相等，利用設(shè)在第二導(dǎo)輪和第三導(dǎo)輪之間的第一加熱系統(tǒng)對PTFE 中空纖維進行加熱的揮發(fā)步驟。優(yōu)選地，所述第一加熱系統(tǒng)所加熱的溫度從第二導(dǎo)輪往第 三導(dǎo)輪方向升高。以第一加熱系統(tǒng)具有四個加熱區(qū)為例，從第二導(dǎo)輪往第三導(dǎo)輪方向依次 為第一加熱區(qū)、第二加熱區(qū)、第三加熱區(qū)和第四加熱區(qū)，第一加熱區(qū)可以是60°C、第二加熱 區(qū)可以是80°C、第三加熱區(qū)可以是100°C、第四加熱區(qū)可以是120°C。當(dāng)然，依據(jù)實際的生產(chǎn) 工藝，第一加熱系統(tǒng)的溫度也可以是其它的數(shù)值。
[0031] 利用第四導(dǎo)輪的線速度大于第三導(dǎo)輪的線速度，并用設(shè)在第三導(dǎo)輪和第四導(dǎo)輪之 間的第二加熱系統(tǒng)進行加熱的拉伸步驟。優(yōu)選地，所述第二加熱系統(tǒng)所加熱的溫度從第三 導(dǎo)輪往第四導(dǎo)輪方向升高。以第二加熱系統(tǒng)具有四個加熱區(qū)為例，從第三導(dǎo)輪往第四導(dǎo)輪 方向依次為第一加熱區(qū)、第二加熱區(qū)、第三加熱區(qū)和第四加熱區(qū)，第一加熱區(qū)可以是180°c、 第二加熱區(qū)可以是200°C、第三加熱區(qū)可以是240°C、第四加熱區(qū)可以是280°C。當(dāng)然，依據(jù) 實際的生產(chǎn)工藝，第二加熱系統(tǒng)的溫度也可以是其它的數(shù)值。
[0032] 利用第四導(dǎo)輪的線速度與第五導(dǎo)輪的線速度相等，利用設(shè)在第五導(dǎo)輪和第四導(dǎo)輪 之間的第三加熱系統(tǒng)對PTFE中空纖維膜進行燒結(jié)定型的燒結(jié)定型步驟步驟。優(yōu)選地，第三 加熱系統(tǒng)所加熱的溫度從第四導(dǎo)輪往第五導(dǎo)輪方向降低。以第三加熱系統(tǒng)具有四個加熱區(qū) 為例，從第四導(dǎo)輪往第五導(dǎo)輪方向依次為第一加熱區(qū)、第二加熱區(qū)、第三加熱區(qū)和第四加熱 區(qū)，第一加熱區(qū)可以是260°C、第二加熱區(qū)可以是260°C、第三加熱區(qū)可以是240°C、第四加 熱區(qū)可以是220°C。當(dāng)然，依據(jù)實際的生產(chǎn)工藝，第三加熱系統(tǒng)的溫度也可以是其它的數(shù)值。
[0033] 上述實施例僅為本發(fā)明的較佳實施例，并非依此限制本發(fā)明的保護范圍，故：凡依 本發(fā)明的結(jié)構(gòu)、形狀、原理所做的等效變化，均應(yīng)涵蓋于本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種PTFE中空纖維膜生產(chǎn)線，其特征在于：包括PTFE中空纖維推壓成型裝置、PTFE 中空纖維拉伸成膜裝置、PTFE中空纖維膜燒結(jié)定型裝置和用于將燒結(jié)定型后的PTFE中空 纖維膜收卷的收卷裝置； 所述PTFE中空纖維拉伸成膜裝置包括第一導(dǎo)輪、第二導(dǎo)輪、其線速度與第二導(dǎo)輪相等 的第三導(dǎo)輪、其線速度大于第三導(dǎo)輪的第四導(dǎo)輪、第一加熱系統(tǒng)和第二加熱系統(tǒng)；第一導(dǎo)輪 設(shè)置在PTFE中空纖維推壓成型裝置的出料口端，第二導(dǎo)輪設(shè)置在第一導(dǎo)輪的側(cè)方，在第一 導(dǎo)輪和第二導(dǎo)輪之間供PTFE中空纖維墜掛，第一加熱系統(tǒng)設(shè)在第二導(dǎo)輪和第三導(dǎo)輪之間， 第二加熱系統(tǒng)設(shè)在第三導(dǎo)輪和第四導(dǎo)輪之間； 所述PTFE中空纖維膜燒結(jié)定型裝置包括第五導(dǎo)輪和第三加熱系統(tǒng)；所述第三加熱系 統(tǒng)設(shè)在第四導(dǎo)輪和第五導(dǎo)輪之間。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的PTFE中空纖維膜生產(chǎn)線，其特征在于：所述第一導(dǎo)輪、第二 導(dǎo)輪、第三導(dǎo)輪、第四導(dǎo)輪和第五導(dǎo)輪的側(cè)面上均具有錐面，在該錐面的底部上設(shè)有肩部。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的PTFE中空纖維膜生產(chǎn)線，其特征在于：第一加熱系統(tǒng)、第二 加熱系統(tǒng)、第三加熱系統(tǒng)均由多臺具有螺旋加熱元件的加熱裝置形成。
4. 一種應(yīng)用權(quán)利要求1-3中任一項PTFE中空纖維膜生產(chǎn)線的PTFE中空纖維膜生產(chǎn)工 藝，包括采用PTFE中空纖維推壓成型裝置以獲得PTFE中空纖維的推壓成型步驟， 將PTFE中空纖維墜掛在第一導(dǎo)輪和第二導(dǎo)輪之間所形成的同步調(diào)整步驟； 第二導(dǎo)輪的線速度與第三導(dǎo)輪的線速度相等，利用第一加熱系統(tǒng)對PTFE中空纖維進 行加熱的揮發(fā)步驟； 第四導(dǎo)輪的線速度大于第三導(dǎo)輪的線速度，并用設(shè)在第三導(dǎo)輪和第四導(dǎo)輪之間的第二 加熱系統(tǒng)對PTFE中空纖維進行加熱，從而將PTFE中空纖維拉伸成PTFE中空纖維膜的拉伸 步驟； 第四導(dǎo)輪的線速度與第五導(dǎo)輪的線速度相等，利用第三加熱系統(tǒng)對PTFE中空纖維膜 進行燒結(jié)定型的燒結(jié)定型步驟； 對燒結(jié)定型后的中空纖維膜收卷步驟。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的PTFE中空纖維膜生產(chǎn)工藝，其特征在于：所述第一加熱系統(tǒng) 具有多個加熱區(qū)，并且從第二導(dǎo)輪往第三導(dǎo)輪方向升高。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的PTFE中空纖維膜生產(chǎn)工藝，其特征在于：所述第二加熱系統(tǒng) 具有多個加熱區(qū)，從第三導(dǎo)輪往第四導(dǎo)輪方向升高。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的PTFE中空纖維膜生產(chǎn)工藝，其特征在于：所述第三加熱系統(tǒng) 具有多個加熱區(qū)，從第四導(dǎo)輪往第五導(dǎo)輪方向降低。
【文檔編號】B01D71/36GK104096490SQ201410364447
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年7月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月29日
【發(fā)明者】吳波 申請人:孫小平