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微纖維裂膜過濾氈及其制造方法

文檔序號:1704894閱讀:202來源:國知局
專利名稱:微纖維裂膜過濾氈及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域
本文所公開和教導(dǎo)的發(fā)明大體上涉及氈制品;更具體地說,涉及 用作高溫氣體過濾介質(zhì)的氈制品。
背景技術(shù)
用于生產(chǎn)合成纖維氈的技術(shù)是本領(lǐng)域公知的。氈制品(即,非織造 的非結(jié)合纖維結(jié)構(gòu),其內(nèi)聚力和強度源自纖維間的纏結(jié)和伴隨的摩擦 力)代表一種老式織物。氈材料已廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)應(yīng)用。它們具有 良好的尺寸穩(wěn)定性,并且可用多種天然或合成纖維來制造,以滿足應(yīng) 用所需的機械、化學(xué)和熱要求。
在最近二十年間,已開發(fā)了眾多技術(shù)以用聚四氟乙烯(PTFE)(通常 也用杜邦的商標(biāo)TEFLONTM來代表)來制造纖維和紗線。PTFE具有多 種有用的性質(zhì),因為它是全氟聚合物,其中所有的氫均被氟取代,從 而得到高度惰性的材料。有大量專利描述了 PTFE纖維和紗線用于耐高溫、耐化學(xué)品和耐 氣候的物品如過濾介質(zhì)、裝飾織物(bearing cloths)、雷達(dá)覆蓋物(radar coverings)等的用途。
例如,作為工業(yè)材料如過濾材料,PTFE在通常會使許多常規(guī)金屬 和聚合物材料降解的嚴(yán)苛化學(xué)環(huán)境中顯示出優(yōu)異的實用性。當(dāng)將膨脹 PTFE (expandedPTFE, ePTFE)膜過濾介質(zhì)作為表面層壓材加入到常規(guī) 過濾元件上時,在顆粒過濾領(lǐng)域取得了顯著的進(jìn)步。由PTFE纖維構(gòu) 成的氈制品具有優(yōu)越的耐化學(xué)性和耐熱性以及理想的機械性質(zhì),特別 是具有低摩擦系數(shù)。對所用材料類型的選擇通常基于要與該過濾元件 接觸的流體物流、系統(tǒng)的操作條件和所過濾的顆粒類型。
對于許多過濾應(yīng)用,優(yōu)選的過濾介質(zhì)包括層壓到多孔膜(如膨脹 PTFE膜)上的氈(如PTFE、膨脹PTFE、聚丙烯、玻璃纖維等)的復(fù)合 物。合適的該類材料可從W丄.Gore and Associates以商標(biāo) GORE-TEXTM的膜管式過濾套筒通過商業(yè)途徑購得。
轉(zhuǎn)讓給Lauterbach的美國專利2,893,105和2,910,763涉及用纖維 形成非織造氈樣產(chǎn)品。這些氈產(chǎn)品由PTFE及其它合成或天然切斷纖 維(staple fiber)通過針刺法制得。
Lauterbach專利公開了用合成的長絲材料(filamentary material)形 成非織造氈樣產(chǎn)品。這通過下述方式來實現(xiàn)將長絲材料(該材料的至 少大部分是可伸縮的,并且具有合成組成)形成為作為多層疊置的基本 水平的平行層的疏松毛層(batt),在每層上所述絲材料基本共面地鋪 放,將來自每層的一些長絲材料強制定向為彼此基本平行,并以分布 在整個毛層內(nèi)的不定間隔進(jìn)入至少一個相鄰層中,隨后通過將所述毛
述毛層壓實。
美國專利2,933,154涉及一種從氣態(tài)介質(zhì)中過濾懸浮顆粒的方法。 使用切斷纖維通過針刺法得到氈材料。也可使用單絲及單絲與切斷纖 維的組合。
美國專利4,361,619和4,840,838公開了適用于制造氣體過濾用氈 的PTFE與玻璃切斷纖維混紡物的過濾器。這種復(fù)合氈通過下述方式 而由針刺的非織造毛層構(gòu)成制造粗梳網(wǎng)(cardedweb),該粗梳網(wǎng)被交叉鋪網(wǎng)(crosslapped)以形成毛層,隨后進(jìn)行針刺以形成氈。這種交叉鋪 網(wǎng)的毛層也可被針刺到機織PTFE的支持稀松布(scrim)上,以形成氈 或者氈合稀松布(felted scrim)。美國專利6,468,930和6,151,763也描述 了由玻璃纖維和PTFE的切斷纖維制成的氈。
Sassa的美國專利4,983,434公開了將膨脹的多孔PTFE膜與PTFE 氈層狀結(jié)合,其中所述氈用機織稀松布(woven scrim)來增強。所得層 壓物可用在濾袋組件(用于從流體物流中過濾固體的過濾器)中。所用 的多孔膜通過多種不同的已知方法來制造,但優(yōu)選如美國專利 4,187,390、 4,110,392和3,953,566中所述的那樣通過使PTFE膨脹來制 造,以得到膨脹的多孔PTFE。所述氈如Lauterbach的美國專利 2,893,105中大體上描述的那樣通過對PTFE切斷纖維進(jìn)行針刺來制 造,并且本文所用的氈有時也稱為針刺氈。機織稀松布元件可由任何 PTFE制造,但優(yōu)選膨脹的多孔PTFE。針刺過程同時導(dǎo)致疏松網(wǎng)絡(luò)向 針刺氈的轉(zhuǎn)化以及稀松布和切斷纖維之間足以形成 一體化粘附 (coherent)材料的緊密接觸。諸如氟化乙丙烯(fluorinated ethylene propylene,FEP)共聚物等的聚合物粘合劑被涂覆到所述氈上,且ePTFE 膜材料層被層壓到包含F(xiàn)EP的側(cè)面。
Sassa等的美國專利5,620,669公開了一種催化過濾材料,其用于 從流體物流中去除諸如N(X等的雜質(zhì)。這種過濾器采用了用催化顆粒 填充的膨脹PTFE復(fù)合纖維。該復(fù)合物的帶材經(jīng)旋轉(zhuǎn)針輪(pinwheel)加 工以形成紗線束(towyam)。 一旦紗線通過了針輪,就形成了細(xì)紗線的 "蛛網(wǎng),,,其沿絲束(tow)在隨機位點處彼此結(jié)合。 一旦形成絲束,則 將該紗線束切碎成短的切斷纖維。將復(fù)合纖維切碎成切斷纖維,后者 被針刺到稀松布背襯材料內(nèi)以形成氈。隨后在該氈材料的至少一側(cè)上 層壓保護(hù)性微孔膜。
美國專利6,133,165描述了通過用針刃輥(needle blade rolls)在拉伸 方向上劈裂單軸拉伸的PTFE膜來生產(chǎn)具有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的劈裂(split)紗線
PTFE長絲的方法,還有通過將PTFE劈裂紗線或PTFE長絲切割為指 定長度隨后打開(open)來生產(chǎn)棉樣PTFE材料的方法。這種方法的主要 特征是一次性劈裂PTFE膜的單軸拉伸制品,而不是直接撕成切斷纖維。為得到這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),必須適當(dāng)?shù)剡x擇單軸拉伸PTFE膜的進(jìn)料 速率與針刃輥的旋轉(zhuǎn)速率之間的關(guān)系以及針刃輥的針的設(shè)置和數(shù)量。
Daikin的美國專利6,156,681涉及一種通過下述步驟來生產(chǎn)多層 氈的方法將PTFE切斷纖維的網(wǎng)置于氈的至少一個表面上,隨后通 過射流針刺(water jet needling)或針刺來交纏(intermingle)而將PTFE切 斷纖維與形成氈的纖維連結(jié)。優(yōu)選通過用高速旋轉(zhuǎn)的針刃輥來撕裂和 打開單軸拉伸的PTFE膜以獲得PTFE切斷纖維,且在打開后立即將 PTFE切斷纖維堆積在待連結(jié)的氈上以形成網(wǎng)。
使用由微纖維形成的非織造氈用于過濾應(yīng)用有多種優(yōu)點;然而, 在將切斷纖維打開、清潔并定向進(jìn)入網(wǎng)(其被交叉鋪網(wǎng)并形成為毛層) 的梳理過程中,非常困難的是將細(xì)纖維和微纖維轉(zhuǎn)化為網(wǎng),因為毛結(jié) (nep,纏結(jié)纖維的小結(jié))的數(shù)量和纖維破損量。本發(fā)明的目的在于獲得 包括來自單軸拉伸膜的氟化聚合物材料的網(wǎng)的氈制品,所述單軸拉伸 膜被劈裂以形成具有相連的細(xì)纖維和微纖維的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。毛層(交叉鋪 網(wǎng)的材料)不是由分離的(切斷)纖維制成,而是由通過用針刃輥在拉伸 方向上劈裂來處理的拉伸膜制成,因此當(dāng)橫向展開時所述膜變?yōu)榫W(wǎng)狀 的。本發(fā)明的另一目的是產(chǎn)生具有小孔徑、高表面積和良好分布的氈 制品。本發(fā)明的另一目的是提高頂破強度(burststrength)。本發(fā)明的又 一目的是提供一種具有高過濾效率和低生產(chǎn)成本的集塵用過濾氈。
本文所公開和教導(dǎo)的發(fā)明涉及一種由氟化聚合物膜形成的改進(jìn)的 非織造氈,所述氟化聚合物膜被劈裂并原纖化(fibrillated)以形成網(wǎng)絡(luò) 結(jié)構(gòu),隨后進(jìn)行纏結(jié)。

發(fā)明內(nèi)容
申請人已構(gòu)建了 一種非織造材料,其包括來自單軸拉伸的原纖化 膜的氟化聚合物膜材料的網(wǎng),所述單軸拉伸的原纖化膜沿縱向被劈裂 以形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)并隨后進(jìn)行纏結(jié),其中所述材料不經(jīng)切割即形成為毛 層。
本發(fā)明是一種氈樣材料(felt-like material),其包括來自單軸拉伸膜 的氟化聚合物材料的網(wǎng),所述單軸拉伸膜被劈裂以形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),其 通過針刺或者通過水力纏結(jié)(hydroentanglement)而^皮纏結(jié)。這種新產(chǎn)品采用其中細(xì)纖維和微纖維彼此相連的裂膜來替代不連續(xù)的短切斷纖 維。該氈可用機織、針織或多軸的稀松布來增強,或者用位于橫向和/ 或縱向的長絲來增強。同時,可通過粘合劑或其它方法將膜層壓到氈 上??椢镏兴諝饣蚩障兜捏w積與總織物體積之比定義為孔隙率。 孔由各纖維之間存在的小空間形成??紫堵实臄?shù)量、尺寸和分布影響 過濾的效率。隨著過濾器孔隙率的升高,壓降降低。但當(dāng)孔較大時, 較大尺寸的顆粒得以通過,降低了過濾器的效率。如果主要目的是分
離較細(xì)的顆粒,則需要包含微纖維的非織造氈;該氈應(yīng)當(dāng)具有小尺寸 且良好分布的孔。
公知的是對于比孔尺寸更小的顆粒,存在5種可發(fā)生的分離機制。 (1)攔截-當(dāng)顆粒試圖在間隔小于顆粒半徑的空隙處通過纖維表面時, 它只能與纖維發(fā)生碰撞并且可被阻止或攔阻。(2)慣性沉積-由于連續(xù) 性方程,當(dāng)通過過濾器的空隙時,流體的速度增大。當(dāng)流體攜帶有重 顆粒時,該重顆粒由于其慣性(質(zhì)量x速度)而被甩出流體的流線。這 可能導(dǎo)致該顆粒被其它纖維所俘獲。(3)隨機擴(kuò)散(布朗運動)-由于布 朗型運動(其表現(xiàn)為流體中顆粒的隨機振動和移動),顆粒沿Z字形路 線運動而非筆直地穿過過濾器的開口 ,這增加了被纖維材料俘獲的機 會。(4)重力-在重力影響下,沉降中的顆??赡芘c纖維發(fā)生碰撞并被 俘獲。(5)靜電沉積-亞微米級顆粒難以被捕獲,即使借助組合機械方法。 公知的是纖維的強靜電力能吸引顆粒。因此,可賦予纖維持久的電荷, 來吸引小尺寸或者中等尺寸的顆粒。帶電荷的纖維提高了過濾效率。
本發(fā)明的改進(jìn)在于存在微纖維(小于1旦尼爾的纖維),而微纖維 是實現(xiàn)精細(xì)過濾所必需的。在用針刃輥劈裂膜時,許多微纖維形成并 保持固定到網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上。這些微纖維增大了總的可利用纖維表面積和 靜電荷,并降低了氈的孔隙率,這得到改善的集塵效率。在常規(guī)梳理 過程中,非常難以將細(xì)纖維和微纖維轉(zhuǎn)化成網(wǎng),因為沒有將纖維打開 會使網(wǎng)的質(zhì)量變差,因為增加了毛結(jié)的數(shù)量和纖維破損。梳理機設(shè)計 為機械地推動纖維通過一系列覆有金屬絲的輥,其目的是打開和梳理 纖維并形成網(wǎng)。梳理過程去除了灰塵(特別是在處理天然纖維的時候)、 短纖維和毛結(jié),但實際上只消除了一部分毛結(jié),而大部分被打開了 (openup)。遺憾的是,微纖維所具有的使其特別有利于過濾應(yīng)用的性200880001736.3
質(zhì)同樣會導(dǎo)致加工困難。細(xì)直徑導(dǎo)致纖維的撓性上升,從而在梳理過 程中有更高的幾率形成毛結(jié)和纖維石皮損。本發(fā)明的^L纖維是交叉鋪網(wǎng) 的或在縱向上對齊的裂膜的一部分,并且可通過針刺或者通過水力纏 結(jié)來提供纏結(jié)。本發(fā)明的毛層不是通過梳理或者其它常規(guī)系統(tǒng)形成的, 而是由具有相連的細(xì)纖維和微纖維的裂膜形成的。在形成毛層之前,
可將裂膜沿橫向拉伸;隨后通過下述方式將若干層裂膜形成為毛層,
即,通過將單個裂膜交叉鋪網(wǎng),或者通過將多個膜平行結(jié)合,或者通 過上述兩者的組合。
本發(fā)明的另 一改進(jìn)是頂破強度的顯著提高,這可能是由針刺過程 中未斷裂的平行長絲而導(dǎo)致的。這些連續(xù)長絲能充當(dāng)增強物,因此在 與現(xiàn)有的氈相比時可提高材料的強度和穩(wěn)定性。施加垂直于氈平面的 壓力能產(chǎn)生垂直于該氈平面的雙軸拉伸力。彈性模數(shù)和隨著所述壓力 產(chǎn)生的張力會影響氈在壓力下的總拉伸和形狀。當(dāng)空氣通過該氈時, 壓力會使其拉伸。如果氈不夠牢固,可能會出現(xiàn)開放區(qū),并且覆蓋系
數(shù)可能降低,這會增大其孔隙率和透過率。此外,PTFE纖維是能塑 造變形的(viscoelastic),并且在負(fù)載下可能發(fā)生變形。由于力的持續(xù)施 加,氈的空氣透過率可能隨時間而增大。因此,重要的是氈的模數(shù)必 須足夠高,這樣該氈不會變形、扭曲、開口或者開放至讓過量氣體通 過且不再構(gòu)成有效過濾器的程度。
本發(fā)明的另 一優(yōu)點是其可用更輕的稀松布來制造,從而降低氈的 總重量并提高過濾效率。本發(fā)明的其它改進(jìn)是與其它常規(guī)方法相比降 低了成本并簡化了生產(chǎn)過程。


圖l是裂膜在劈裂前后的示意圖。
圖2是在橫向拉伸的、具有相連的細(xì)纖維和微纖維的裂膜的示意圖。
圖3是劈裂膜的原纖化系統(tǒng)的簡圖。 圖4是橫向拉伸裂膜的曲桿(curved bar)的簡圖。 圖5是沿橫向?qū)⒘涯ぽ斔偷奖景l(fā)明傳送帶的交叉鋪網(wǎng)機 (crosslapper)的簡圖。圖6是沿縱向?qū)⒘涯ぶ苯虞斔偷奖景l(fā)明傳送帶上的機構(gòu)的簡圖。
圖7是沿縱向?qū)⑷舾蓪恿涯さ慕M合直接輸送到本發(fā)明傳送帶上的
機構(gòu)的簡圖。
具體實施例方式
上述附圖和以下對具體結(jié)構(gòu)和功能的書面描述不是用來限制申請 人所做的發(fā)明或者所附權(quán)利要求的范圍。相反,該附圖和書面描述提
技術(shù)人員可以理解,為表述清楚和便于理解,并不需要描述或者顯示 本發(fā)明的工業(yè)實施方式的所有特征。同樣,本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解, 包含本發(fā)明各方面的實際工業(yè)實施方式的開發(fā)需要大量的特定執(zhí)行
(implementation-specific)決策來實現(xiàn)開發(fā)者對工業(yè)實施方式的最終目 標(biāo)。這種特定執(zhí)行決策可以包括,但可能不限于,符合與系統(tǒng)相關(guān)的、 工業(yè)相關(guān)的、政府相關(guān)的和其它約束,而這些約束可能隨著具體的實 施、地點和時間變化而改變。雖然,絕對而言開發(fā)者的努力可能是復(fù) 雜和耗時的,但是這種努力對于享有本文公開的利益的本領(lǐng)域技術(shù)人 員而言是一項常規(guī)的工作。必須理解,本文公開和教導(dǎo)的發(fā)明可以有 眾多和各種的變型和替代形式。最后,單數(shù)術(shù)語的使用并不意味著限 制對象的數(shù)量,這類單數(shù)術(shù)語例如但不限于"a"。同樣,書面描述中為 了表述清楚而使用了對應(yīng)具體附圖的相對關(guān)系術(shù)語,其并不意味著限 制本發(fā)明或所附權(quán)利要求的范圍,這類相對關(guān)系術(shù)語例如但不限于"頂 部"、"底部"、"左"、"右"、"上部"、"下部"、"下"、"上"、"側(cè)面"等等。 本發(fā)明是一種非織造氈樣材料,其包括來自單軸拉伸膜的氟化聚 合物材料的網(wǎng),所述單軸拉伸膜被劈裂以形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),其通過針刺 或者通過水力纏結(jié)而纏結(jié)在一起。通過以下方式形成膨脹PTFE帶 將PTFE樹脂細(xì)粉與液體潤滑劑混合直至形成復(fù)合物,混合比為 17%-29%的潤滑劑和83%-71%的PTFE。在該混合物中也可加入其它 成分,例如填料、顏料或者其它有機或無機組分。在后續(xù)步驟中,將 該復(fù)合物在預(yù)成型機中壓制形成坯段(billet)。隨后將該坯段置于擠出 機中,在這里材料被壓入模具中形成粘附的擠出物。這一過程可用于 PTFE顆粒形成為原纖維??墒褂眉s10:1到1000:1的縮減比(reductionratio),且對大多數(shù)應(yīng)用來說優(yōu)選25:1到200:1的縮減比。隨后使擠出 物通過壓延輥(calendarroll),以形成厚度介于55到1500lam之間的帶 材。隨后使壓延產(chǎn)生的帶通過干燥烘箱以除去液體潤滑劑。在至少一 個方向?qū)⒃搸Р睦斓狡湓奸L度的約1.1到200倍,優(yōu)選2-160倍。 拉伸通過使干燥的帶材在100-450。C的溫度通過位于兩個牽拉輥 (pulling roller)單元之間的張力輥(tensioning roller)來進(jìn)行。拉伸可以在 加熱下在一個、兩個或者更多個步驟中進(jìn)行,加熱通過如烘箱等的加 熱元件,用熱空氣、蒸汽或高沸點液體加熱的板,或者加熱氣缸(heated cylinder)來實現(xiàn)。單軸拉伸膜的厚度為1-100 jim,優(yōu)選5-40 pm。拉伸 后,可在纏繞器(winder machine)中纏繞該薄膜。
通過一個或多個針刃輥沿縱向?qū)TFE膜1進(jìn)行機械劈裂,從而 形成纖維3的網(wǎng)絡(luò),這類纖維在隨機位點彼此相連,如圖1和2所示。 如圖2所示,裂膜2具有帶有許多懸吊(suspended)微纖維4的纖維5。 原纖化系統(tǒng)由 一個或多個針刃輥組成,這些針刃輥位于兩對夾持所述 膜的圓筒之間。單輥原纖化系統(tǒng)的典型配置如圖3所示。夾持圓筒7 的速度介于1到200 m/min之間,且針刃輥6的速度介于2到10000 m/min之間。
接下來,雖然在現(xiàn)有技術(shù)中,原纖化的PTFE膜被切割至指定長 度以形成短的切斷纖維,這些短的切斷纖維隨后會進(jìn)行梳理,并通過 交叉鋪網(wǎng)或其它方法來形成為毛層,但是在本發(fā)明中該裂膜用于形成 毛層而無需將其切割為不連續(xù)的纖維。
在橫向以其原始寬度的1.1-10倍的比率對該膜進(jìn)行拉伸,從而使 其外觀類似于漁網(wǎng)或蜘蛛網(wǎng)(圖4);這一步驟可使用曲桿8來實施,該 曲桿沿橫向逐漸打開該網(wǎng),減少單位面積的重量,并由此增加達(dá)到最 終毛層重量所需的層數(shù);多層膜的形成還改善了該非織造材料的均勻 性(evenness)。也可使用帶螺桿的圓筒或者任何其它能逐漸打開所述網(wǎng) 的適合方法來替代曲桿。隨后將若干層網(wǎng)狀膜合并形成毛層。這可以 通過在傳送帶上對一張或多張膜進(jìn)行交叉鋪網(wǎng)從而使其沿橫向鋪設(shè)來 實現(xiàn)(如圖5所示),或者通過一張裂膜(圖6)或者也可通過在傳送帶10 上將若干張膜9沿縱向直接結(jié)合來實現(xiàn)(如圖7所示)。要結(jié)合的層數(shù) 例如會在最終的非織造材料中得到所需的厚度和重量。隨后將該毛層針刺到稀松布背襯材料中,以形成非織造材料。稀 松布可被橫向或縱向上的單軸長絲所代替,或者被針織稀松布、多軸
稀松布、或者它們的某些組合所替代。增強材料優(yōu)選為PTFE,但其 它材料也可使用,例如FEP、聚甲醛(PFA)、乙烯四氟乙烯(ETFE)共聚 物、聚酯(PES)、聚乙烯醇(PVA)、玻璃纖維、碳纖維或者其它類型的 纖維??稍谙∷刹嫉牧硪粋?cè)上形成第二毛層并再次進(jìn)行針刺。該氈應(yīng) 當(dāng)經(jīng)過多次針刺或者多次借助噴射水流來交纏(水力纏結(jié)法),以使裂 膜與稀松布充分地互鎖(interlock)。隨后可對該產(chǎn)物進(jìn)行數(shù)分鐘的熱定 形(但是局限在橫向加工方向(cross machine direction)上),以提高熱穩(wěn) 定性。在優(yōu)選實施方式中,最終的非織造材料優(yōu)選具有約50-3000 g/m2 的重量。此外,可通過粘合劑來將膨脹PTFE膜與氈層壓到一起。在 優(yōu)選實施方式中,本發(fā)明的氈材料具有626g/m2的重量、l.lmm的厚 度、510 lb/英寸的頂破強度和26 cfm/ft2的透氣性。
實施例1
按如下方式制造了本發(fā)明氈材料的一種實施方式
將PTFE樹脂細(xì)粉與液體潤滑劑(擠出助劑)混合,混合比分別為 22。/。的潤滑劑和78。/。的PTFE。在以下步驟中,對所述材料進(jìn)行壓制、 形成坯段并在柱塞式擠出機中擠出,得到擠出的預(yù)制品。
隨后,將擠出的預(yù)制品輸送通過壓延輥,以形成厚度為100 pm的 帶材,隨后通過將該帶材輸送通過溫度為220。C的烘箱來揮發(fā)和去除 液體潤滑劑。通過下述方式將干燥帶材沿縱向單軸拉伸到其原始長度 的6倍將該干燥帶材通過以6:1的拉伸比和350。C的溫度操作的張 力輥。形成厚度為33 pm且密度為2.0g/cmS的薄膜。在下一步中,用 針刃輥將該膜劈裂,產(chǎn)生網(wǎng)。隨后通過在曲桿上通過來沿橫向進(jìn)一步 拉伸該網(wǎng)以增大其原始寬度,隨后經(jīng)由交叉鋪網(wǎng)機鋪設(shè)到傳送帶上, 在PTFE機織稀+>布上形成具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的的毛層。
通過針刺對該材料進(jìn)行加工,得到重量為390 g/n^的氈,將其纏 繞到輥上。隨后將該氈翻轉(zhuǎn),并再次通過所述針刺機。在該氈的背側(cè) 再鋪設(shè)另一層具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的毛層,并通過針刺再次使其交纏。最終 的針刺氈顯示出45 cfm/ft2的透氣性和620 g/m2的重量。在該氈上涂覆氟碳化合物基(fluorocarbon-based)表面活性劑,并在 烘箱中加熱固化。隨后輸送通過一對加熱至220。C的平滑壓延輥來將 所述材料壓實。輥之間的間隙被調(diào)節(jié)為提供1 mm的最終厚度。完成 的層壓物具有626 g/m2、 1.1 mm厚度、26 cfm/ft2的透氣性和510 lb/ 平方英寸的頂破強度。
實施例2
按與實施例1中類似的方式,以不同的帶材制造本發(fā)明氈材料的 一種實施方式。實施例2中使用的帶材具有l(wèi).lg/cn^的密度。將與實 施例1中相同的擠出物輸送通過壓延輥,以形成厚度為1000jmi的帶 材,隨后將該帶材輸送通過溫度為220。C的烘箱以揮發(fā)和去除液體潤 滑劑。沿縱向?qū)⒏稍锏膸Р睦斓牡狡湓奸L度150倍,形成厚度為 32(im且密度為1.1g/cmS的薄膜。在下一步中,用針刃輥將該膜劈裂, 產(chǎn)生網(wǎng)。隨后通過在曲桿上通過來沿橫向進(jìn)一步將該網(wǎng)拉伸到其原始 寬度的10倍,隨后經(jīng)由交叉鋪網(wǎng)機鋪設(shè)到傳送帶上,在PTFE機織稀 松布上形成具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的毛層。通過針刺對該材料進(jìn)行加工,得到 重量為385 g/n^的氈,將后者纏繞到輥上。隨后將該氈翻轉(zhuǎn),并再次 通過針刺^/L。在該氈的背側(cè)再鋪"i殳另一層具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的毛層,并通 過針刺再次使其交纏。最終的針刺氈顯示出40cfm/f^的透氣性和635 g/m2的重量。
在該氈上涂覆氟碳化合物基表面活性劑,并在烘箱中加熱固化。 隨后輸送通過一對加熱至220。C的平滑壓延輥來將所述材料壓實。輥 之間的間隙纟皮調(diào)節(jié)為提供1.0 mm的最終厚度。完成的層壓物具有639 g/m2、 21 cfm/ft2的透氣性和580 lb/英寸2的頂破強度。
在不偏離本發(fā)明精神的情況下,可以設(shè)計出利用本發(fā)明上述的一
個或多個方面的其它和進(jìn)一步的實施方式。此外,本發(fā)明的各種方法
元件的描述涵蓋了復(fù)數(shù)個元件,反之亦然。
除非有明確的限定,所述步驟的次序可以有多種順序。本文描述 的各種步驟可以與其它步驟組合,中間插入所述的步驟和/或分解成多個步驟。類似地,各元件是按功能描述的,并且可以表現(xiàn)為獨立的元 件,也可以合并成具有多功能的組件。
文中描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施方式和其它實施方式,但并沒有描 述本發(fā)明的所有實施方式。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以得到所描述的實施方 式的明顯變型和替代。所公開的和未公開的實施方式并不意味著限制 或局限申請人構(gòu)思的發(fā)明的范圍或適用性,相反根據(jù)專利法的規(guī)定, 申請人:意圖完全保護(hù)落入所附權(quán)利要求的范圍及其等同范圍的所有這 些變形和改進(jìn)。
權(quán)利要求
1.一種非織造材料,其包括來自單軸拉伸原纖化膜的氟化聚合物膜材料網(wǎng),所述原纖化膜沿縱向被劈裂以形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu);其中所述材料無需經(jīng)過切割即形成為毛層,并且所述材料是纏結(jié)的。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的非織造材料,其中所述原纖化膜是機械 劈裂的。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的非織造材料,其還包括機織稀松布。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的非織造材料,其中所述機織稀松布通過 下述方式而被結(jié)合到氈上將所述氈與所述稀松布進(jìn)行針刺交纏。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的非織造材料,其中第二毛層被結(jié)合到所 述稀;^布的另一側(cè)上,并再次進(jìn)行針刺。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的非織造材料,其還包括相對于所述無紡 材料位于橫向的長絲。
7. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的非織造材料,其還包括相對于所述無紡 材料位于縱向的長絲。
8. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的非織造材料,其還包括針織材料。
9. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的非織造材料,其還包括多軸機織材料。
10. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的非織造材料,其還包括相對于所述非 織造材料位于橫向的長絲和相對于所述非織造材料位于縱向的長絲。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的非織造材料,其中所述原纖化膜相對 于所述非織造材料在^f黃向鋪設(shè)。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的非織造材料,其中所述原纖化膜相對 于所述非織造材料在縱向鋪設(shè)。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的非織造材料,其中所述原纖化膜包括聚四氟乙烯、氟化乙丙烯、聚曱醛、乙烯四氟乙烯或者其它氟化聚合 物。
14. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的非織造材料,其中所述增強材料包括 聚四氟乙烯、氟化乙丙烯、聚曱醛、聚酯、聚乙烯醇、玻璃纖維或碳 纖維。
15. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的非織造材料,其中所述裂膜層通過針 刺交纏來連接。
16. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的非織造材料,其中所述裂膜層通過水 力纏結(jié)來連接。
17. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的非織造材料,其中聚四氟乙烯膜通過 粘合劑結(jié)合到所述氈上。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的非織造材料,其中所述粘合劑是氟化 聚合物。
19. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的非織造材料,其中所述非織造材料具 有濾袋的形式。
20. —種從被劈裂為微纖維的膜來制造非織造材料的方法,該方 法包括以下步驟(a) 形成膜;(b) 將所述膜劈裂以形成纖維網(wǎng)絡(luò);(c) 由所述膜形成毛層而無需將該膜切割成纖維網(wǎng)絡(luò);和(d) 使所述毛層纏結(jié)。
21. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法,其中步驟(a)包括如下步驟(1) 將聚四氟乙烯樹脂與液體潤滑劑混合以形成復(fù)合物;(2) 對所述復(fù)合物進(jìn)行壓制以形成坯4殳;(3) 將所述坯段壓入模具中以形成擠出物;(4) 對所述擠出物進(jìn)行壓制以形成帶材;(5) 將所述帶材干燥以去除所述液體潤滑劑;(6) 將所述帶材拉伸以形成膜;以及(7) 將所述膜纏繞起來。
22. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法,其中步驟(d)包括如下步驟(1) 在相對于所述劈裂成橫向的方向上拉伸所述膜以形成網(wǎng)狀膜;(2) 將若干層所述網(wǎng)狀膜結(jié)合以形成毛層;(3) 將所述毛層針刺進(jìn)入稀松布背襯材料中;(4) 將若干層所述網(wǎng)狀膜結(jié)合以形成第二毛層;(5) 再次將所述第二毛層針刺到所述稀松布背襯材料的另 一側(cè) 上;和(6) 使所述裂膜與所述稀松布背襯材料互鎖。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種由氟化聚合物膜形成的非織造氈,所述氟化聚合物膜被劈裂并原纖化以形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),隨后進(jìn)行纏結(jié)。
文檔編號D04H13/00GK101617076SQ200880001736
公開日2009年12月30日 申請日期2008年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月9日
發(fā)明者喬斯·A·D·A·內(nèi)托, 馬塞洛·C·阿多諾 申請人:泰帝特工商股份有限公司
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