專利名稱：高強度聚四氟乙烯纖維及其制造工藝的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種高強度聚四氟乙烯纖維及其制造工藝。
背景技術：
聚四氟乙烯纖維具有耐熱、耐腐蝕、高絕緣、不粘性等優(yōu)良特性，因此在很多領域具有廣泛的前景，但聚四氟乙烯的不活潑性、不熔性，對熱的穩(wěn)定性使得聚四氟乙烯纖維不能用傳統(tǒng)技術來成型。美國專利第2772444號公開了一種聚四氟乙烯的乳液紡絲法，是將聚四氟乙烯乳液加入粘膠進行攪拌后通過紡絲泵經(jīng)噴絲頭擠出，通過一種酸性溶液成束狀，用流水沖洗，經(jīng)燒結、牽伸得到成束的聚四氟乙烯纖維，不適宜需要用單根纖維加工的產(chǎn)品的制造，例如縫紉線的制造。而且由于聚四氟乙烯纖維在燒成后，粘結劑作為碳殘渣殘留下來，不但影響聚四氟乙烯纖維的強度而且纖維被著色為黑色，進一步的漂白處理，還存在環(huán)保問題。中國專利申請?zhí)枮?00510053046.0、發(fā)明名稱為“聚四氟乙烯纖維及其制造方法”的發(fā)明專利申請公開說明書公開的制造方法，采取將聚四氟乙烯粉制成原始膜，在膜的縱向方向上部分切割取向的PTFE膜所得到的長絲，該長絲沿著膜的縱向方向線性地并且在膜的橫向方向上以類似于Z字形狀或凸凹形狀進行壓紋處理，隨后進行切割，由此得到的長絲包含其中部分斷開的單個原纖規(guī)則排列的網(wǎng)絡結構。該方法的工藝較復雜，對設備的要求較高，所以成本較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一是提出一種成本低而強度更高的高強度聚四氟乙烯纖維，本發(fā)明的目之二的是提出一種上述高強度聚四氟乙烯纖維的制造工藝。
為達到上述目的之一，本發(fā)明所提出的高強度聚四氟乙烯纖維是由聚四氟乙烯高壓分散料經(jīng)預壓、擠絲、燒結、牽伸而獲得的截面為橢圓形或圓形且表面光滑無分枝的聚四氟乙烯纖維。
該纖維的細度為5～1400旦尼爾。
為達到上述目的之二，本發(fā)明所提出的高強度聚四氟乙烯纖維的制造工藝如下
①將聚四氟乙烯高壓分散料與潤滑油進行混合；②將混合料預壓成模制品；③將模制品擠壓成單絲；④單絲經(jīng)除油處理、再經(jīng)燒結、牽伸，完成成品。
所述的潤滑油為煤油，聚四氟乙烯高壓分散料與煤油混合的重量比為85∶15～75∶25。
所述混合料預壓成模制品的壓力為9～11千克力。
所述模制品擠壓成單絲的模具的擠出口直徑為0.5～2.5mm，所需要的壓力為32～45千克力。
在加工過程中，單絲的除油溫度為280℃～310℃、燒結溫度為380℃～400℃、牽伸溫度為350℃～370℃。
所述成品的線徑在0.04～0.10mm之間。
所述的預壓和擠絲工藝在普通壓力機上完成。
所述除油、燒結、牽伸工藝在加熱設備上以流水線形式完成；所述加熱設備的機架上前部設有除油滾筒、中部設有燒結熱板、后部設有牽伸熱板，燒結熱板與牽伸熱板之間設有走絲滾筒，走絲滾筒由一電機通過傳動機構帶動旋轉(zhuǎn)，牽伸熱板的后方設有牽伸滾筒，牽伸滾筒由另一電機通過另一傳動機構帶動旋轉(zhuǎn)，牽伸熱板的后方設有收卷筒；單絲依次經(jīng)過除油滾筒、燒結熱板、走絲滾筒、牽伸熱板、牽伸滾筒，由收卷筒收卷。
本發(fā)明中的聚四氟乙烯纖維采用的新技術是將聚四氟乙烯微粉末擠壓成單絲，再將單絲加工成纖維，所以該纖維的強度很高，是一種超高強度的聚四氟乙烯纖維。本發(fā)明中的聚四氟乙烯纖維的制造，所采取的加工設備簡單，操作方便、而且成品率高，使產(chǎn)品的成本大幅下降。本發(fā)明在加工過程中，基本上不存在污染問題。


圖1為本發(fā)明的部分工藝流程圖。
具體實施例方式
實施例本實施例所指的高強度聚四氟乙烯纖維，是由聚四氟乙烯高壓分散料經(jīng)預壓、擠絲、燒結、牽伸而獲得的截面為橢圓形或圓形的聚四氟乙烯纖維。聚四氟乙烯纖維的細度5～1400旦尼爾。
上述高強度聚四氟乙烯纖維的工藝流程為混合、預壓、擠絲、除油、燒結、收卷。參看附圖，A為擠絲，B為除油，C為燒結，D為牽伸，E為收卷。
工藝細述如下將聚四氟乙烯高壓分散料與潤滑油進行混合。潤滑油使上述混合原料預壓后的脫模方便。潤滑油采用航空煤油。聚四氟乙烯高壓分散料與航空煤油混合的重量比為85∶15～75∶25，優(yōu)先的混合比例為80∶20。將混合后的原料進行加熱，以保證潤滑油與聚四氟乙烯高壓分散料混合均勻，加熱溫度為40～50℃。
將混合料放入普通立式油壓機的模具中進行預壓形成模制品。預壓的壓力為9～11千克力。模制品形狀優(yōu)選為棒形。實施例中棒料直徑40mm，預壓力10千克力。壓機也可采用普通螺旋壓機。預壓是保證混合料在模具中擠壓均勻。
預壓結束將模制品放入立式油壓機的擠出模具中進行推壓擠出成單絲，單絲的截面為橢圓形或圓形的單絲，截面形狀決定于模具的擠出口形狀。推壓擠出必須緩慢漸進。模具的擠出口直徑為0.5～2.5mm，則擠出的單絲的直徑為0.5～2.5mm，所采用的壓力為32～45千克力。擠壓出的單絲外形應光滑。如模具的直徑為為0.5mm，則壓力一般選擇43千克力；如模具的擠出口直徑為1mm，則壓力一般選擇40千克力；如模具的擠出口直徑為1.5mm，則壓力一般選擇38千克力；如模具的擠出口直徑為2mm，則壓力一般選擇為35千克力。擠出口小，壓力需要大一些，上面的數(shù)值允許有一定的誤差。
擠出的單絲的除油、燒結和牽伸在加熱設備上完成。加熱設備可參看附圖1，該設備的機架的前部設有多個除油熱滾筒1，中部和后部設有熱板，熱板可為多層，中部的熱板為燒結熱板2，燒結熱板2可以是2～5層，后部的熱板為牽伸熱板4，燒結熱板2和牽伸熱板4之間設有走絲滾筒3，由一電機7通過傳動機構帶動旋轉(zhuǎn)。牽伸熱板4的后端設有牽伸滾筒5，牽伸滾筒5由另一電機8通過另一傳動機構帶動旋轉(zhuǎn)。牽伸熱板4的后端設有收卷筒6。單絲依次經(jīng)過除油滾筒1、燒結熱板2、走絲滾筒3、牽伸熱板4、牽伸滾筒5形成成品，成品由收卷筒6收卷。
單絲通過除油熱滾筒1上進行除油處理，除油熱滾筒1的溫度為280℃～310℃，熱滾筒的線速為8～10M/分鐘。實施例中，采用2只熱滾筒，單熱滾筒的溫度為300℃、熱滾筒的線速為9M/分鐘。
燒結是將單絲加熱至熔點以上溫度，在高溫下使氟樹脂粒子粘和在一起。單絲貼在燒結熱板板面上通過各燒結熱板，燒結熱板溫度為380～400℃，線速為10～12M/分鐘。實施例中，采用3層燒結熱板，燒結熱板溫度為390℃，走絲滾筒的線速為11M/分鐘。
牽伸是將單絲拉成細絲，牽伸溫度350～370℃，牽伸滾筒的線速為110～130M/分鐘，拉單絲經(jīng)拉伸后成為直徑為0.04～0.10mm的成品，拉伸倍率7～30倍。表面光滑。實施例中，牽伸熱板溫度為360℃，牽伸滾筒的線速為120M/分鐘，單絲直徑由0.5mm拉成直徑為0.05mm的成品，拉伸倍率達20＿倍。
最后是收卷，打包。
上述實施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對本發(fā)明的實施方式的限定。對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它實施方式。這里不再對所有的實施方式予以舉例。
本發(fā)明可以應用在縫紉線的制造上。將上述成品由三根并線、加捻，進行熱牽伸定型后即為一種縫紉用線。該線可用于聚四氟乙烯耐高溫除塵袋的縫制。也可以將上述成品經(jīng)二根并線、加捻，進行熱牽伸定型后，作為經(jīng)、緯線織造成布、網(wǎng)，適用于離子膜、橡膠墊等增強用。
權利要求
1.一種高強度聚四氟乙烯纖維，其特征在于該纖維是由聚四氟乙烯高壓分散料經(jīng)預壓、擠絲、燒結、牽伸而獲得的截面為橢圓形或圓形且表面光滑無分枝的聚四氟乙烯纖維。
2.根據(jù)權利要求1所述的高強度聚四氟乙烯纖維，其特征在于該纖維的細度為5～1400旦尼爾。
3.一種高強度聚四氟乙烯纖維的制造工藝，其特征在于它具有以下步驟①將聚四氟乙烯高壓分散料與潤滑油進行混合；②將混合料預壓成模制品；③將模制品擠壓成單絲；④單絲經(jīng)除油、燒結、牽伸，完成成品。
4.根據(jù)權利要求3所述的高強度聚四氟乙烯纖維的制造工藝，其特征在于所述的潤滑油為煤油，聚四氟乙烯高壓分散料與煤油混合的重量比為85∶15～75∶25。
5.根據(jù)權利要求3所述的高強度聚四氟乙烯纖維的制造工藝，其特征在于上述混合料預壓成模制品的壓力為9～11千克力。
6.根據(jù)權利要求3所述的高強度聚四氟乙烯纖維的制造工藝，其特征在于上述模制品擠壓成單絲的模具的擠出口直徑為0.5～2.5mm，所需要的壓力為32～45千克力。
7.根據(jù)權利要求3所述的高強度聚四氟乙烯纖維的制造工藝，其特征在于單絲的除油溫度為280℃～310℃、燒結溫度為380℃～400℃、牽伸溫度為350℃～370℃。
8.根據(jù)權利要求3所述的高強度聚四氟乙烯纖維的制造工藝，其特征在于成品的線徑在0.04～0.10mm之間。
9.根據(jù)權利要求3所述的高強度聚四氟乙烯長纖維的制造工藝，其特征在于所述的預壓和擠絲工藝在普通壓力機上完成。
10.根據(jù)權利要求3所述的高強度聚四氟乙烯長纖維的制造工藝，其特征在于所述除油、燒結、牽伸工藝在加熱設備上以流水線形式完成；所述加熱設備的機架上前部設有除油滾筒(1)、中部設有燒結熱板(2)、后部設有牽伸熱板(4)，燒結熱板(2)與牽伸熱板(4)之間設有走絲滾筒(3)，走絲滾筒(3)由一電機(7)通過傳動機構帶動旋轉(zhuǎn)，牽伸熱板(4)的后方設有牽伸滾筒(5)，牽伸滾筒(5)由另一電機(8)通過另一傳動機構帶動旋轉(zhuǎn)，牽伸熱板4的后方設有收卷筒(6)；單絲依次經(jīng)過除油滾筒(1)、燒結熱板(2)、走絲滾筒(3)、牽伸熱板(4)、牽伸滾筒(5)，成品由收卷筒(6)收卷。
全文摘要
一種高強度聚四氟乙烯纖維是由聚四氟乙烯高壓分散料經(jīng)預壓、擠絲、燒結、牽伸而獲得的截面為橢圓形或圓形且表面光滑無分枝的聚四氟乙烯纖維。它的加工工藝如下①將聚四氟乙烯高壓分散料與潤滑油進行混合；②將混合料預壓成模制品；③將模制品擠壓成單絲；④單絲經(jīng)除油、燒結、牽伸，完成成品。本發(fā)明中的聚四氟乙烯纖維采用的新技術是將聚四氟乙烯微粉末擠壓成單絲，再將單絲加工成纖維，所以該纖維的強度很高，是一種超高強度的聚四氟乙烯纖維。本發(fā)明中的聚四氟乙烯纖維的制造，所采取的加工設備簡單，操作方便、而且成品率高，使產(chǎn)品的成本大幅下降。本發(fā)明在加工過程中，不存在污染問題。
文檔編號D01D5/00GK1966786SQ20061005679
公開日2007年5月23日 申請日期2006年3月8日 優(yōu)先權日2006年3月8日
發(fā)明者何正興, 陸小強, 李仕金 申請人:常州市興誠高分子材料有限公司