FR2464277A1 - METHOD FOR MAKING NORMALLY HYDROPHOBIC, HYDROPHILIC MICROPOROUS MICROPOROUS FILM AND HYDROPHILIC MICROPOROUS FILM OBTAINED THEREBY - Google Patents
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Abstract
L'INVENTION CONCERNE UN PROCEDE POUR RENDRE UN FILM MICROPOREUX DE POLYOLEFINE NORMALEMENT HYDROPHOBE, HYDROPHILE AINSI QU'UN FILM MICROPOREUX DE POLYOLEFINE HYDROPHILE OBTENU PAR CE PROCEDE. CE PROCEDE COMPREND LE REVETEMENT DE LA SURFACE DES MICROPORES D'UN FILM MICROPOREUX A CELLULES OUVERTES DE POLYOLEFINE NORMALEMENT HYDROPHOBE AYANT UNE DENSITE VOLUMIQUE REDUITE PAR RAPPORT A LA DENSITE VOLUMIQUE D'UN FILM PRECURSEUR A PARTIR DUQUEL IL EST PREPARE, NOTAMMENT, AVEC AU MOINS UN MONOMERE HYDROCARBONE ORGANIQUE HYDROPHILE AYANT D'ENVIRON 2 A ENVIRON 18 ATOMES DE CARBONE ET COMPRENANT AU MOINS UNE DOUBLE LIAISON ET AU MOINS UN GROUPE FONCTIONNEL POLAIRE; ET LA FIXATION CHIMIQUE SUR LA SURFACE DES MICROPORES DU FILM MICROPOREUX D'UNE QUANTITE SUFFISANTE DUDIT MONOMERE POUR PRESERVER LA NATURE A CELLULES OUVERTES PRECITEE DES MICROPORES ET POUR OBTENIR UNE ADDITION D'ENVIRON 0,1 A ENVIRON 10 EN POIDS PAR RAPPORT AU FILM NON REVETU, PAR IRRADIATION DU FILM MICROPOREUX REVETU AVEC D'ENVIRON 1 A ENVIRON 10 MEGARADS DE RADIATION IONISANTE. CES FILMS PRESENTENT UNE AMELIORATION DU TAUX D'ECOULEMENT D'EAU A TRAVERS CEUX-CI ET UNE REDUCTION DE LA RESISTANCE ELECTRIQUE.THE INVENTION RELATES TO A PROCESS FOR RENDERING A MICROPOREOUS FILM OF NORMALLY HYDROPHOBIC, HYDROPHILIC POLYOLEFIN AS WELL AS A MICROPOREOUS FILM OF HYDROPHILIC POLYOLEFINE OBTAINED BY THIS PROCESS. THIS PROCESS INCLUDES COATING THE SURFACE OF THE MICROPORES WITH AN OPEN-CELL MICROPOROUS FILM OF NORMALLY HYDROPHOBIC POLYOLEFIN HAVING A REDUCED VOLUME DENSITY IN RELATION TO THE VOLUME DENSITY OF A PRECURERING FILM, IN PARTICULARLY FROM WHICH IT IS PRECESSOR. A HYDROPHILIC ORGANIC HYDROCARBON MONOMER HAVING FROM ABOUT 2 TO ABOUT 18 CARBON ATOMS AND INCLUDING AT LEAST A DOUBLE BOND AND AT LEAST ONE POLAR FUNCTIONAL GROUP; AND THE CHEMICAL FIXATION ON THE SURFACE OF THE MICROPORES OF THE MICROPOROUS FILM OF A SUFFICIENT QUANTITY OF THE SAID MONOMER TO PRESERVE THE ABOVE OPEN-CELL NATURE OF THE MICROPORES AND TO OBTAIN AN ADDITION OF ABOUT 0.1 TO ABOUT 10 IN WEIGHT COMPARED TO THE NON-FILM COATED BY IRRADIATION OF THE MICROPOREOUS FILM COATED WITH APPROXIMATELY 1 TO ABOUT 10 MEGARADS OF IONIZING RADIATION. THESE FILMS PRESENT AN IMPROVEMENT IN THE RATE OF WATER FLOW THROUGH THEM AND A REDUCTION IN ELECTRICAL RESISTANCE.
Description
La présente invention concerne essentiellement un procédé pour rendre unThe present invention essentially relates to a method for rendering a
film microporeux normalement hydrophobe, hydrophile ainsi qu'un film microporeux hydrophile obtenu par ce procédé. En particulier, la présente invention concerne un film microporeux ayant une normally hydrophilic microporous film, hydrophilic and a hydrophilic microporous film obtained by this method. In particular, the present invention relates to a microporous film having a
perméabilité & l'eau améliorée et/ou une résistance élec- permeability & improved water and / or electrical resistance
trique réduite.reduced.
Des développements récents dans le domaine des films polymères microporeux à cellules ouvertes, exemplifiés par les brevets américains NOs 3 839 516; 3 801 404; Recent developments in the field of microporous open-cell polymeric films, exemplified by US Patent Nos. 3,839,516; 3,801,404;
3 679 538; 3 558 764; et 3 426 754 ont des études approfon- 3,679,538; 3,558,764; and 3,426,754 have in-depth studies
dies pour découvrir des applications qui eploitraient les propriétés uniques de ces nouveaux films. De tels films qui sont en effet une barrière à l'eau perméable aux gaz peuvent être employés comme évents, des milieux de transfert liquide-gaz, des séparateurs de batterie et une pluralité to discover applications that would exploit the unique properties of these new films. Such films which are indeed a gas permeable water barrier can be used as vents, liquid-gas transfer media, battery separators and plurality.
d'autres emplois.other jobs.
Un inconvénient de ces films, qui dans le passé a limité le nombre des applications auxquelles ils peuvent être employés, a été leur nature hydrophobe. Ceci est spécialement vrai lorsque les films de polyoléfine, un type préféré de matériau polymère souvent employé dans la fabrication des films microporeux, sont employés. Parce que ces films ne sont pas "mouillés" par l'eau et des solutions aqueuses ils ne pourraient pas être employés de manière avantageuse dans de telles applications logiques comme composants de séparateur électrochimique au moyen A disadvantage of these films, which in the past has limited the number of applications to which they may be employed, has been their hydrophobic nature. This is especially true when polyolefin films, a preferred type of polymeric material often used in the manufacture of microporous films, are employed. Because these films are not "wetted" by water and aqueous solutions they could not be used advantageously in such logic applications as electrochemical separator components by means of
d'un filtre et analogues.of a filter and the like.
Plusieurs propositions ont été mentionnées dans le passé pour surmonter ces problèmes,telles qu'exemplifiées dans les brevets américains N0s 3 853 601; 3 231 530; 3 215 486; et le brevet canadien NO 981 991, qui utilisent une variété de genres de revêtement ou d'agents imprégnants hydrophiles. De tels agents de revêtement ou agents imprégnants, bien qu'efficaces pendant une période limitée de temps, tendent à être enlevés en un temps relativement court par des solutions qui contactent les films ou les Several proposals have been mentioned in the past to overcome these problems, as exemplified in US Patents Nos. 3,853,601; 3,231,530; 3,215,486; and Canadian Patent No. 981,991, which utilize a variety of kinds of hydrophilic coating or impregnating agents. Such coating agents or impregnating agents, although effective for a limited period of time, tend to be removed in a relatively short time by solutions which contact the films or
fibres dans lesquels ils sont présents. fibers in which they are present.
D'autres ont essayé d'impartir un caractère hydrophile à un film microporeux normalement hydrophobe Others have tried to impart a hydrophilic character to a normally hydrophobic microporous film
par l'emploi de traitements au plasma de faible énergie. by the use of low energy plasma treatments.
De tels traitements au plasma sont obtenus tout d'abord en activant les sites superficiels du film microporeux en employant un plasma d'argon ou d'hydrogène, et ensuite en réticulant sur ceux-ci une espèce de polymérisation par Such plasma treatments are obtained firstly by activating the superficial sites of the microporous film by employing an argon or hydrogen plasma, and then by crosslinking thereon a kind of polymerization by
radical libre appropriée, telle que l'acide acrylique. appropriate free radical, such as acrylic acid.
Les traitements au plasma résultent en la formation d'un Plasma treatments result in the formation of a
film ayant seulement une surface qui est remouillable. film having only one surface that is rewettable.
La surface du film devient ainsi bouchée lorsqu'elle est mouillée ce qui inhibe ensuite ou évite l'écoulement libre The surface of the film thus becomes clogged when it is wet, which then inhibits or prevents free flow
d'eau & travers l'intérieur du film. of water & through the inside of the film.
Le bouchage inévitable des pores superficiels rend le film inapproprié pour certaines applicationsde filtre, augmente la résistance électrique du film, et réduit la stabilité dimensionnelle des films comme mis en The inevitable blockage of superficial pores makes the film unsuitable for certain filter applications, increases the electrical resistance of the film, and reduces the dimensional stability of the films as set
évidence par un rétrécissement substantiel au séchage. evidence of substantial shrinkage in drying.
Comme mentionné précédemment, un inconvénient du traitement au plasma et sa capacité limitée pour rendre seulement la surface du film microporeux mouillable. Il a As previously mentioned, a disadvantage of the plasma treatment and its limited ability to render only the surface of the microporous film wettable. He has
été observé que à cause de l'aire superficielle inhabituel- It has been observed that because of the unusual surface area
lement importante d'un film microporeux du type décrit ici, une simple mouillabilité de surface n'assure pas que le film montrera certaines propriétés fonctionnelles telles Microporous film of the type described here, a simple surface wettability does not ensure that the film will show certain functional properties such as
qu'une résistance électrique faible, et des taux d'écoule- low electrical resistance, and
ment d'eau à travers le film qui soient comparables aux water through the film that are comparable to
systèmes tensio-actifs connus discutés prépédemment. known surfactant systems discussed previously.
L'inconvénient majeur des traitements au plasma, The major disadvantage of plasma treatments,
c'est-à-dire le bouchage des pores et une simple mouillabi- that is to say, the clogging of the pores and a simple wetting
lité de surface, semble résulter d'une combinaison de facteurs, telle que la tendance du plasma à faible énergie à être facilement désactivé par l'airespécifique élevéedu film microporeux. Ceci réduit la probabilité d'activation d'un site interne dans le film microporeux. De manière similaire il y a une compétition pour l'arrivée de monomères rêticulables exercée par les réticulations de polymère à radical libre qui sont initialement générées à la surface du film lorsque le monomère réticulable contacte tout Surface area appears to result from a combination of factors, such as the tendency of low energy plasma to be easily deactivated by the high specificity of the microporous film. This reduces the likelihood of activation of an internal site in the microporous film. Similarly there is a competition for the arrival of crosslinkable monomers exerted by the free radical polymer crosslinks which are initially generated on the surface of the film when the crosslinkable monomer contacts any
d'abord la surface du film microporeux activé au plasma. first the surface of the plasma-activated microporous film.
Ainsi, les chaînes de polymere réticulé initialement présentes sur la surface du film se propagent à une vitesse de plus en plus rapide au fur et à mesure que la réaction a lieu. Par conséquent, les chafnes de polymère réticulé allongées résultanteo qui se produisent à la surface du Thus, the crosslinked polymer chains initially present on the surface of the film propagate at a faster and faster rate as the reaction takes place. Therefore, the resulting elongated crosslinked polymer strands that occur on the surface of the
fila s GP,îlent ou s'enchevQtrent et bouchent les micro- fila s GP, island or entangler and clog the micro-
pores superfici els ou de surface en presence d'eau. superficial or surface pores in the presence of water.
D'autres essais pour fournir des films hydrophiles en employant un traitement au plasma sont illustrés par les Other attempts to provide hydrophilic films by employing plasma treatment are illustrated by the
brevets am'rircains N0s 3 992 495 et 4 046 843. Nos. 3,992,495 and 4,046,843.
Une autre tecólîque pour rendre des films de polyéthylene mouillables et appropriés pour l'emploi dans o,cl '?ar.uss de batterie electrîque est illustreepar V. D2Agostino et J. Lee, Manufacturinî Methods For _hh Perfoeîace Grafted-Polyetlylene Batter Segarators, Another technique for making polyethylene films that are wettable and suitable for use in electro-battery storage is illustrated by V. A. Agostino and J. Lee, Manufacturing Methods for Grafted-Polyether Battery Batter Segarators,
"IU.S. I:atlaea-l Technical Information Service", A.D. "IU.S.I: atlaea-l Technical Information Service", A.D.
Report No 745 571 (1972) résumé dans la Revue Chemical Abstract 50314 8 (1973); V. D'Agostlno et J. Lee, Low Teerature A!kaline Battery earators 27 Power Sources Symp. 87-91 (1971), résumé dans la Revue Chemical Abstract, No. 745,571 (1972) Abstract in Chemical Abstract 503148 (1973); V. D'Agostlno and J. Lee, Low Teorie A kaline Battery earators 27 Power Sources Symp. 87-91 (1971), summarized in the Chemical Abstract Review,
86, 158277f; 19 V. D'Agostino, J. Lee et G. Orban, Zinc- 86, 158277f; 19 D'Agostino, J. Lee and G. Orban, Zinc-
Silver Batteries, (A. Fleisether et J. Lander ed.,1971). Silver Batteries, (A. Fleisether and J. Lander ed., 1971).
De tels articles discutent ou concernent un produit commercial connu sous la dénomination PERMIONTM développé par la société RAI Research Corporation. En résumé, le proc6dé de préparation de ce matériau consiste en une réticulation d'une feuille de polyéthylène ayant une épaisseur égale à environ 2,5410-3 cm en employant une radiation bêta, suivie par une réticulation avec de l'acide méthacrylique dans une solution appropriée sous radiation gamma Co60. Le matériau réticulé est lavé pour enlever l'homopolymère, ensuite converti sous la forme de sel dans du KOH chaud, lavé encore pour enlever la base résiduelle, séché et emballé. L'étape de réticulation initiale crée des microfissures au des fentes longitudinales dans le film de polyéthylène non-poreux qui sont si petites qu'elles ne sont pas visibles même au microscope électronique. Le diamètre de ces microfissures est estimé pour être environ de 20 angstrôms (10-8 cm). Les microfissures sont ensuite réticulées avec l'acide méthacrylique. Le film résultant n'est pas par conséquent microporeux dans le sens des films microporeux employés dans la présente invention qui ont Such articles discuss or relate to a commercial product known as PERMION ™ developed by RAI Research Corporation. Briefly, the process for preparing this material is a crosslinking of a polyethylene sheet having a thickness of about 2.5410-3 cm using a beta radiation, followed by crosslinking with methacrylic acid in a appropriate solution under gamma radiation Co60. The crosslinked material is washed to remove the homopolymer, then converted to the salt form in hot KOH, further washed to remove the residual base, dried and packaged. The initial crosslinking step creates microcracks at the longitudinal slits in the non-porous polyethylene film that are so small that they are not visible even under the electron microscope. The diameter of these microcracks is estimated to be about 20 angstroms (10-8 cm). The microcracks are then crosslinked with methacrylic acid. The resulting film is therefore not microporous in the sense of the microporous films employed in the present invention which have
une dimension moyenne d'environ 100 à environ 5.000 Ang- an average size of about 100 to about 5,000 ang-
strôms. La dimension extrêmement faible des microfissures de PERMIONTM interdit généralement un transfert de masse d'espèces portant des électrons mobiles générés par des réactions d'oxydation-réduction à travers le film à n'importe quelle vitesse substantielle. Ceci est reflété par les résistances électriques relativement élevées (par exemple, 30 à 40 milliohms-environ 6,44 cm2) mises en évidence par des films de ce type. En outre, le PERMION! n'est pas stable dimensionnellement dans plus d'une Ströms. The extremely small size of the PERMION ™ microcracks generally prohibits mass transfer of species carrying mobile electrons generated by oxidation-reduction reactions across the film at any substantial rate. This is reflected by the relatively high electrical resistances (e.g., 30 to 40 milliohms-about 6.44 cm2) evidenced by such films. In addition, the PERMION! is not dimensionally stable in more than one
direction comme mis en évidence par un gonflage subs- direction as evidenced by a subsequent inflation.
tantiel. Il est bien connu que des substrats de polymère non-poreux tels que le polyéthylène et le polypropylène peuvent être mis à réagir avec divers monomères tels que l'acide acrylique en employant divers types de radiation ionisante comme illustré par les brevets américains NOs 2 999 056; 3 281 263; 3 372 100; et 3 709 718. Puisque aucun de ces brevets ne concerne des films microporeux, cependant, ils ne concernent pas les problèmes particuliers tantiel. It is well known that non-porous polymer substrates such as polyethylene and polypropylene can be reacted with various monomers such as acrylic acid by employing various types of ionizing radiation as exemplified by US Patent Nos. 2,999,056. ; 3,281,263; 3,372,100; and 3,709,718. Since none of these patents relate to microporous films, however, they do not relate to particular problems.
associés à ceux-ci.associated with them.
Ainsi, la recherche a continué pour ce qui concerne l'obtention d'un film microporeux hydrophile, relativement mouillable en permanence, qui montre une faible résistance électrique, et des taux d'écoulement d'eau accrus à travers le film microporeux. La présente invention a été développée Thus, research has continued on obtaining a relatively permanently wettable, hydrophilic microporous film which exhibits low electrical resistance, and increased water flow rates through the microporous film. The present invention has been developed
en réponse à cette recherche.in response to this research.
C'est par conséquent un but de la présente invention de fournir un procédé pour rendre un film microporeux normalement hydrophobe relativement hydrophile en permanence, It is therefore an object of the present invention to provide a method for rendering a normally hydrophobic microporous film relatively hydrophilic at all times,
en améliorant ainsi sa perméabilité à l'eau. thus improving its permeability to water.
Un autre but de la présente invention est de fournir un procédé pour réduire la résistance électrique Another object of the present invention is to provide a method for reducing electrical resistance
d'un film microporeux normalement hydrophobe. a microporous film normally hydrophobic.
C'est encore un autre but de la présente invention de fournir un film microporeux hydrophile ayant une It is yet another object of the present invention to provide a hydrophilic microporous film having a
résistance électrique réduite-.reduced electrical resistance.
Encore un autre but de la présente invention est de surmonter les problèmes de l'art antérieur discutés précédemment. Ces buts ainsi que d'autres, apparaîtront aux hommes du métier, ainsi que la portée, la nature et l'emploi de la présente invention revendiquée à la lumière Yet another object of the present invention is to overcome the problems of the prior art discussed above. These and other objects will be apparent to those skilled in the art, as well as the scope, nature and use of the present invention as claimed in the light of the invention.
de la description explicative qui va suivre. of the explanatory description that follows.
Selon une caractéristique de la présente invention, on fournit un procédé pour rendre un film microporeux polyoléfinique normalement hydrophobe, hydrophile, en améliorant la vitesse d'écoulement de l'eau à travers celui-ci, et en réduisant la résistance électrique de celui-ci, caractérisé en ce qu'il comprend: (a) le revêtement de la surface des micropores d'un film microporeux à cellules ouvertes de polyoléfine normalement hydrophobe caractérisé parune densité volumique ou en masse réduite par rapport à la densité volumique ou en masse d'un film précurseur à partir duquel il est préparé, une dimension de pore moyenne allant d'environ 200 à environ 10.000 Angstrôms, et une aire spécifique d'au moins environ 10 mètres carrés par gramme, avec au moins un monomère hydrocarboné organique hydrophile ayant d'environ 2 à environ 18 atomes de carbone caractérisé par la présence d'au moins une double liaison et d'au moins un groupe fonctionnel polaire; et According to a feature of the present invention, there is provided a method for rendering a normally hydrophobic, hydrophilic, polyolefin microporous film by improving the flow velocity of water therethrough, and reducing the electrical resistance thereof. , characterized in that it comprises: (a) coating the surface of the micropores with a normally hydrophobic polyolefin open-cell microporous film characterized by a bulk density or reduced mass relative to the bulk density or by mass of a precursor film from which it is prepared, an average pore size of from about 200 to about 10,000 Angstroms, and a specific surface area of at least about 10 square meters per gram, with at least one hydrophilic organic hydrocarbon monomer having about 2 to about 18 carbon atoms characterized by the presence of at least one double bond and at least one polar functional group; and
(b) la fixation chimique à la surface des micro- (b) the chemical fixation on the surface of micro-
pores du film microporeux d'une quantité dudit monomère hydrocarboné organique hydrophile suffisante pour préserver la nature à cellules ouvertes desdits micropores et suffisante pour obtenir une addition d'environ 0,1 à environ 10%, en poids, par rapport au poids du film microporeux non-revêtu par irradiation du film microporeux revêtu de (a) avec d'environ 1 à environ 10mégarads de pores of the microporous film of an amount of said hydrophilic organic hydrocarbon monomer sufficient to preserve the open cell nature of said micropores and sufficient to obtain an addition of from about 0.1 to about 10%, by weight, based on the weight of the microporous film uncoated by irradiating the microporous film coated with (a) with from about 1 to about 10 megarads of
radiation ionisante.ionizing radiation.
Selon une autre caractéristique de la présente invention on fournit un film microporeux à cellules ouvertes hydrophile caractérisé en ce qu'il comprend: (a) un film microporeux normalement hydrophobe à cellules ouvertes caractérisé par une densité volumique ou en masse réduite par rapport à la densité volumique ou en masse d'un film précurseur à partir duquel il est préparé, une dimension de pore moyenne d'environ 200 à environ 10.000 Angstrôms et une aire spécifique d'au moins mètres carrés par gramme; et (b) un revêtement sur la surface des micropores du film microporeux d'au moins un monomère hydrocarboné organique hydrophile ayant d'environ 2 à environ 18 atomes de carbone caractérisé par la présence d'au moins une double liaison et d'au moins un groupe à fonction polaire, ledit monomère hydrocarboné organique hydrophile de According to another characteristic of the present invention there is provided a hydrophilic open-cell microporous film characterized in that it comprises: (a) a normally open-cell, hydrophobic, microporous film characterized by a volume density or a density-reduced density volumetric or bulk of a precursor film from which it is prepared, an average pore size of about 200 to about 10,000 Angstroms and a specific surface area of at least square meters per gram; and (b) coating on the micropore surface of the microporous film of at least one hydrophilic organic hydrocarbon monomer having from about 2 to about 18 carbon atoms characterized by the presence of at least one double bond and at least one a group with a polar function, said hydrophilic organic hydrocarbon monomer of
revêtement étant chimiquement lié à la surface des micro- coating being chemically bonded to the surface of micro-
pores du fil microporeux, par l'exposition à environ 1 à environ 10 mégarads de radiation ionisante, et en une quantité suffisante pour préserver la nature à cellules ouvertes du film microporeux et pour obtenir une addition d'environ 0,1 à environ 10%, en poids, par rapport au pores of the microporous yarn, by exposure to about 1 to about 10 megarads of ionizing radiation, and in an amount sufficient to preserve the open cell nature of the microporous film and to obtain an addition of about 0.1 to about 10% , by weight, in relation to
poids du film microporeux non-revêtu. weight of the uncoated microporous film.
L'essence de la présente invention réside dans la découverte que des films microporeux à cellules ouvertes peuvent être rendus relativement mouillables en permanence et/ou hydrophiles lorsque les pores de ceux-ci sont chimiquement fixés avec une quantité contrôlée de monomères hydrophiles réticulables par exposition à une radiation ionisante tout en préservant la nature à cellules ouvertes du film microporeux. En outre, une telle fixation chimique des monomères hydrophiles se produit même dans ces pores disposes. à un site interne dans le film microporeux. On pense qu'en contrôlant la quantité de monomère qui est chimiquement fixée à la surface des micropores, la réticulation de chalne de polymèere qui résulte par exposi- tion a la radiation peut Stre alignee avec la surface des pores. Par conséquent, l'em-_êlage et le bouchage des pores The essence of the present invention lies in the discovery that open cell microporous films can be rendered relatively permanently wettable and / or hydrophilic when the pores thereof are chemically bound with a controlled amount of crosslinkable hydrophilic monomers upon exposure to ionizing radiation while preserving the open cell nature of the microporous film. In addition, such a chemical fixation of the hydrophilic monomers occurs even in these pores. at an internal site in the microporous film. It is believed that by controlling the amount of monomer that is chemically attached to the surface of the micropores, the polymer chain crosslinking that results from exposure to the radiation can be aligned with the pore surface. Therefore, the em-deleting and clogging of pores
est évité.is avoided.
La present'e invention concerne donc un film micro- The present invention therefore relates to a micro-film
poreux hydrophile et son procédé de fabricationi Des films poreux ou cellulaires peuvent ftre classés en deux types généraux: un type dans lequel les pors neswiespsi terconectes c 'est-àdire un film à cellules feres, et l'autre type dsns lequel les pores sent esntielleRen interconnectés par des passages tortueux qui peouvGnt s étendre d'une surfaee externe ou regio3n superoceilole ' uie autre9 c'est= dire un film & cellules ouvertl eso Les filrs poreux de la présente icvention BACKGROUND OF THE INVENTION Porous or cellular films can be classified into two general types: a type in which the pores are coated, ie, an iron cell film, and the other type in which the pores are porous. interconnected by tortuous passages which can extend from an external surface or super-liquid surface to another, that is to say, an open cell film. The porous lines of the present invention.
sont du dedlier type.are dedlier type.
En outre, les pores des films poreux de la présente invention sont microscopiques, cest==àdireg les détails de leur configuration ou arrangement de pore sont discernables seulement par examen microscopique. En fait, les pores à cellules ouvertes dans les films généralement sont plus petits que ceux qui peuvent être mesurés en employant un microscope à lulière ordinaire9 parce que la longueur In addition, the pores of porous films of the present invention are microscopic, that is, the details of their configuration or pore arrangement are discernible only by microscopic examination. In fact, the open-cell pores in the films are generally smaller than those that can be measured using a regular light microscope9 because the length
d'onde de la lumière visible, qui est d'environ 5o000 Ang- wave of visible light, which is about 5 000 Ang-
strOms (un Angstrdm est égal à 10-10 mètres), t plus longue que la dimension plane ou de surface la plus longue de la cellule ou pore ouverteo Les films microporeux de la présente invention peuvent être identifiés, cependant, en employant des techniques de microscopie électronique qui sont capables de résoudre des détais de structure de strOms (an angstrom is equal to 10-10 meters), t longer than the longest plane or surface dimension of the cell or open pore The microporous films of the present invention can be identified, however, by employing electron microscopy that are able to solve structural troubles of
pore en-dessous de 5.000 AngstrUms.pore below 5,000 Angstroms.
Les films microporeux de la présente invention sont également caractérisés par une densité volumique ou en masse réduite, parfois ci- après référencée simplement comme "faible" densité. C'est-à-dire, ces films microporeux ont une densité volumique ou en masse au total inférieure à la densité volumique ou en masse des films correspondants composés de matériau polymère identique mais n'ayant pas de cellules ouvertes ou étant dépourvu de structure comportant des vides. Le terme "densité volumique ou en masse" comme employé ici signifie le poids par unité de volume brut ou géométrique du film o le volume brut est déterminé par l'immersion d'un poids connu du film dans un récipient en partie rempli de mercure à 250C et à la pression atmosphérique. L'accroissement volumétrique dans The microporous films of the present invention are also characterized by a bulk density or reduced mass, sometimes hereinafter simply referred to as "low" density. That is to say, these microporous films have a bulk density or mass in total less than the density or mass of corresponding films composed of identical polymeric material but having no open cells or being devoid of structure comprising voids. The term "volume or bulk density" as used herein means the weight per unit gross or geometric volume of the film where the gross volume is determined by immersion of a known weight of the film in a container partially filled with mercury at room temperature. 250C and at atmospheric pressure. Volumetric increase in
le niveau de mercure est une mesure directe du volume brut. Mercury level is a direct measure of gross volume.
Cette méthode est connue comme la méthode voluménométrique au mercure, et est décrite dans la Revue Encyclopedia of Chemical Technology, volume NI 4, page 892 (Interscience This method is known as the mercury volumetric method, and is described in the Encyclopedia of Chemical Technology Journal, Vol. NI 4, page 892 (Interscience
1949).1949).
Des films poreux ont été produits qui possèdent une structure microporeuse, à cellules ouvertes, et qui sont Porous films have been produced which have a microporous, open-cell structure and which are
également caractérisés par une densité volumique réduite. also characterized by a reduced density.
Ces films possédant cette structure microporeuse sont décrits, par exemple, dans le brevet américain Ne 3 426 754 lequel brevet est cédé au cessionnaire de la présente invention et incorporé ici par référence. Le procédé préféré de préparation décrit ici inclut l'étirage ou l'allongement à des températures ambiantes, c'est-à-dire, Wun étirage à froid", d'un film précurseur élastique, cristallin, à une quantité d'environ 10 à 300% de sa longueur originelle, avec stabilisation subséquente par durcissement thermique du film étiré sous une tension telle que le film n'est pas dépourvu de contraction ou peut se contracter seulement d'une valeur limitée. D'autres Such films having this microporous structure are described, for example, in US Pat. No. 3,426,754, which patent is assigned to the assignee of the present invention and incorporated herein by reference. The preferred method of preparation described herein includes stretching or stretching at ambient temperatures, i.e., cold drawing, of an elastic, crystalline precursor film, to a quantity of about 10 parts. at 300% of its original length, with subsequent stabilization by thermal hardening of the stretched film under tension such that the film is not free of contraction or can contract only of limited value.
méthodes de préparation de films microporeux sont exempli- methods of preparing microporous films are exemplary
fiées par les brevets américains N0s 3 558 764; 3 843 762; 3 920 785; les brevets britanniques N0s 1 180 066 et US Pat. Nos. 3,558,764; 3,843,762; 3,920,785; British Patent Nos. 1,180,066 and
1 198 695 qui sont tous incorporés ici par référence. 1,198,695 which are all incorporated herein by reference.
Tandis que tous les brevets mentionnés ci-dessus décrivent des procédés de préparation de films microporeux normalement hydrophobes qui peuvent être rendus hydrophiles While all of the patents mentioned above describe processes for the preparation of normally hydrophobic microporous films that can be rendered hydrophilic
selon la présente invention, les films microporeux normale- according to the present invention, microporous films normally
ment hydrophobes préférés sont réalisés selon les procédés décrits dans le brevet américain NO 3 801 404 qui définit un procédé de préparation de films microporeux ici référencé comme procédé "d'étirage à sec" et le brevet américain NI 3 839 516 qui définit un procédé de préparation de films microporeux référencé ici en tant que procédé "d'étirement au solvant", dont les deux sont incorporés ici par The preferred hydrophobic compositions are prepared according to the methods described in US Pat. No. 3,801,404 which defines a process for the preparation of microporous films herein referred to as "dry drawing" method and US Pat. No. 3,839,516 which defines a process for the production of microporous films. microporous film preparation referred to herein as a "solvent stretch" method, both of which are incorporated herein by
référence. Chacun de ces brevets révèle des routes alterna- reference. Each of these patents reveals alternate routes
tives préférées pour l'obtention d'un film microporeux normalement hydrophobe en manipulant un film précurseur preferred for obtaining a normally hydrophobic microporous film by manipulating a precursor film
selon des étapes de procédé spécifiquement définies. according to specifically defined process steps.
Les films précurseurs préférés qui peuvent être utilisés pour préparer des films microporeux selon les procédés "d'étirement à sec" et "d'eLirement au solvant" sont spécifiquement détaillés dans chacun des brevets respectifs ci-dessus. Ainsi, le procédé "d'étirement à sec" utilise un film de polymère élastique cristallin non-poreux ayant une récupération élastique au temps de récupération zéro (ci-après défini) lorsqu'il est soumis à un allongement (extension) standard de 50% à 250C et 65% d'humidité relative d'au moins 40%, de préférence d'au moins 50% et Preferred precursor films that can be used to prepare microporous films by the "dry stretch" and "solvent stretch" methods are specifically detailed in each of the respective patents above. Thus, the "dry stretching" method uses a non-porous crystalline elastic polymer film having an elastic recovery at zero recovery time (hereinafter defined) when subjected to a standard extension (extension) of 50 % at 250C and 65% relative humidity of at least 40%, preferably at least 50% and
encore de préférence d'au moins 80o. still preferably at least 80o.
La récupération élastique comme employée ici est une mesure de la capacité de la structure ou de l'article formé telle qu'un film pour retourneràsa dimension originelle après avoir été étiré ou allongé, et peut être calculée comme suit: Récupération élastique (RE)% longueur lorsqu'il est longueur après allongé - allongement x 100 longueur ajoutée lorsqu'il est allongé Lorsqu'un allongement standard de 50% est employé pour identifier les propriétés élastiques des films de départ, un tel allongement est simplement exemplaire. En général, de tels films de départ auront des récupérations - 10 élastiques supérieures à des allongements inférieurs à 50%, et quelque peu inférieures à des allongements sensiblement supérieurs à 50%, par rapport à leur récupération élastique Elastic recovery as used herein is a measure of the capacity of the formed structure or article such as a film to return to its original dimension after being stretched or elongated, and can be calculated as follows: Elastic recovery (ER)% length when lengthened after elongation - elongation x 100 length added when elongated When a standard elongation of 50% is used to identify the elastic properties of the starting films, such elongation is merely exemplary. In general, such starting films will have elastic recoveries greater than elongations of less than 50%, and somewhat less than elongations substantially greater than 50%, relative to their elastic recovery.
à un allongement de 50%.at an elongation of 50%.
Ces films élastiques de départ auront également un pourcentage de cristallinité d'au moins 20%, de préférence d'au moins 30%, et encore de préférence d'au moins 50%, These starting elastic films will also have a percentage of crystallinity of at least 20%, preferably at least 30%, and more preferably at least 50%,
par exemple, d'environ 50 à 90%, ou davantage. Le pourcen- for example, from about 50 to 90%, or more. The percentage
tage de cristallinité est déterminé par le procédé aux rayons X décrit par R.G. Quynn et al dans le Journal of crystallinity is determined by the X-ray method described by R.G. Quynn et al in the Journal of
ApDlied Polymer Science, Vol. 2, NI 5 pages 166-173 (1959). ApDlied Polymer Science, Vol. 2, 5 pages 166-173 (1959).
Pour une discussion détaillée de la cristallinité et de sa signification dans les polymères, voir le livre Polymers For a detailed discussion of crystallinity and its meaning in polymers, see the book Polymers
and Resins, Golding (D. Van Nostrand, 1959). and Resins, Golding (Van Nostrand, 1959).
D'autres films élastiques considérés appropriés pour la préparation des films précurseurs utilisés dans le procédé d'étirement ou d'allongement à sec sont décrits dans le brevet britannique NO 1 052 550 publié le Other elastic films considered suitable for the preparation of the precursor films used in the stretching or dry elongation process are described in British Patent No. 1,052,550 published on
21 Décembre 1966.December 21, 1966.
Le film élastique précurseur utilisé dans la préparation des films microporeux par la route employant le procédé "d'allongement à sec" devrait se différencier des films formés à partir des élastomères classiques tels que les caoutchoucs naturels et synthétiques. Avec de tels The precursor elastic film used in the preparation of the microporous films by road using the "dry elongation" process should be distinguished from films formed from conventional elastomers such as natural and synthetic rubbers. With such
élastomères classiques le comportement allongement- classical elastomers the elongation behavior-
contrainte, et particulièrement la relation température- constraint, and particularly the temperature-
contrainte, est gouverné par le mécanisme d'entropie de déformation (élasticité caoutchouteuse). Le coefficient constraint, is governed by the deformation entropy mechanism (rubbery elasticity). The coefficient
de température positive de la force de rétraction, c'est- positive temperature of the retraction force, that is
à-dire, la contrainte décroissante avec la température décroissante et la perte complète des propriétés élastiques to say, the decreasing stress with decreasing temperature and the complete loss of elastic properties
de la température de transition vitreuse, sont des consé- of the glass transition temperature, are conse-
quences particulières de l'élasticité entropique. L'élasti- particular quences of entropic elasticity. The elasticity
cité des films élastiques précurseurs utilisés ici, d'autre part, est d'une nature différente. Dans des expériences thermodynamiques qualitatives avec ces films précurseurs élastiques, une contrainte croissante avec une temperature décroissante (coefficient de température négative) peut être interprétée pour signifier que l'élasticîité de ces matériaux n'est pas gouvernée par des effets entropiques mais dépend d'un terme d'énergie. De maniîre davantage significative, on a trouvé que les films eélastiques precurseurs "à allongement à sec" retiennent leurs propriîetés d'allongement à des temperatures ou l'éeasticité d'entropie normale ne pourrait être plus lonrtemps op$raiveo Ainsi, on pense que le mécanisme cited precursor elastic films used here, on the other hand, is of a different nature. In qualitative thermodynamic experiments with these elastic precursor films, increasing stress with decreasing temperature (negative temperature coefficient) can be interpreted to mean that the elasticity of these materials is not governed by entropic effects but depends on energy term. More significantly, it has been found that "dry stretch" precursor eelastic films retain their elongation properties at temperatures where the normal entropy eeasticity could not be longer op $ raiveo Thus, it is believed that the mechanism
d allongement des films élastiques précurseurs "d'allonge- elongation of the precursor elastic films
ió=â sec" es;t basé sur des relations enezgîeélastioité. This is based on enzygelelastic relations.
et ces films élastiques peuvent Otre ensuite références comme des élastomàres "non classiques"o Alternativement, le procédé allo gement au solvant" utilise un film précurseur qui peu- contenir au moins deux coposants, par exemple, un composant amorphe et un ooEiposant cristallino Ainsi, les materiax oristallns, úoo fnt par nature à deux composants narchen-t bien avéec le procédé. Le degré de criatallinîte du film precurseur peut par consuquent être d'au moins 30%, de preéférence dJau moins 4% et encore de préference d'au moins 50% en volume du film précurseuro Les polymères, c'est-à-dire le materiau resineux syiith stique à partir duquel les films précurseurs employés dans l'tue ou l'autre des procédés selon la préserite invention iinclut les polymères oléfinîques tels que le poly';ihyl&ne le polypropyl&ne, le poly3- méthylpentène=1, le poly-4-m'thylpenitène-1, ainsi que des copolymères de propyl&ne, de 3-méthylbut&lne-1, de 4-méthylpentàne-1, ou d'ét1hylène avec chacun des autres ou avec des quantités mineures d'autres oléfines, par exemple, des copolymères de propylène et d'éthylène, des copolymères d'une quantité majeure de 3-méthylbutène-1 et d'une quantité mineure d'un and these elastic films can then be referred to as "non-conventional" elastomers. Alternatively, the solvent-bonding method uses a precursor film which may contain at least two components, for example, an amorphous component and a crystalline ooEiposant. the materials, which are of two-component nature, are well suited to the process, the degree of crystallinity of the precursor film may therefore be at least 30%, preferably at least 4% and more preferably at least at least 50% by volume of the precursor film polymers, that is to say the syiithic resinous material from which the precursor films employed in the kills either of the processes according to the present invention include olefinic polymers such as polypropylene, poly (3-methylpentene) 1, poly-4-methylpenitene-1, and copolymers of propylamine, 3-methylbutene-1, 4-methylpentane-1, or ethylene with each other or with minor amounts of other olefins, for example, copolymers of propylene and ethylene, copolymers of a major amount of 3-methylbutene-1 and a minor amount of
n-alcène à chaîne droite tel que n-octène-1, n-hexadécène- n-straight chain alkene such as n-octene-1, n-hexadecene
1,n-octadécène-1, ou d'autres alcènes à chaine relativement longue, tels que des copolymères de 3-méthylpentène-1 et de n'importe lequel des mêmes n-alcènes mentionnés 1, n-octadecene-1, or other relatively long chain alkenes, such as copolymers of 3-methylpentene-1 and any of the same n-alkenes mentioned
précédemment en ce qui concerne le 3-méthylbutène-1. previously with respect to 3-methylbutene-1.
Par exemple, en général lorsque des homopolymères de propylène sont contemplés pour l'emploi dans le procédé "d'allongement à sec", un polypropylène isotactique ayant un pourcentage de cristallinité comme indiqué précédemment, un poids moléculaire moyen en poids compris entre environ 100.000 et 750.000 (par exemple d'environ 200.000 à 500.000) et un indice à la fusion (ASTM-D-1238-57T, partie 9 page 38) d'environ 0,1 à environ 75, (par exemple d'environ 0,5 à 30) peut être employé de façon à donner un produit For example, in general when homopolymers of propylene are contemplated for use in the "dry elongation" process, isotactic polypropylene having a percentage of crystallinity as indicated above, a weight average molecular weight of between about 100,000 and 750,000 (e.g., about 200,000 to 500,000) and a melt index (ASTM-D-1238-57T, part 9 page 38) of about 0.1 to about 75, (e.g., about 0.5 to 30) can be used to give a product
de film final ayant les propriétés physiques requises. final film having the required physical properties.
On doit comprendre que les termes "polymère oléfinique" et "polymère d'oléfine" sont employés de manière interchangeable ayant pour but de décrire un polymère préparé par la polymérisation de monomères d'oléfine par It is to be understood that the terms "olefin polymer" and "olefin polymer" are used interchangeably for the purpose of describing a polymer prepared by the polymerization of olefin monomers by
leur insaturation.their unsaturation.
Des polymères préférés pour l'emploi dans le procédé "d'allongement au solvant" sont les polymères employés selon l'invention décrite dans la demande de brevet-américain N 44 805, déposée le 6 Janvier 1979, par John W. Soehngen et cédée au cessionnaire de la présente invention, intitulé "Procédé d'allongement au solvant amélioré pour la préparation de films microporeux à partir de films précurseurs de structure cristalline contrôlée" Preferred polymers for use in the "solvent elongation" process are the polymers employed according to the invention described in US Patent Application No. 44,805, filed January 6, 1979, by John W. Soehngen and assigned to the assignee of the present invention entitled "Improved solvent elongation process for the preparation of microporous films from precursor films of controlled crystalline structure"
dont la description est incorporée ici par référence. whose description is incorporated herein by reference.
Ainsi, un homopolymère de polyéthylène ayant une densité d'environ 0,960 à environ 0,965 g/cm3, un indice à la fusion élevé non-inférieur à environ 3 et de préférence d'environ 3 à environ 20 et un rapport de distribution en poids moléculaire vaste (yw/fn) non-inférieur à environ 3, 8 et de préférence d'environ 3,8 à environ 13 est préféré dans la préparation d'un film microporeux par le procédé 'd'allongement au solvant". En outre, des agents de nucléation peuvent être incorporés dans le polymère employé pour préparer le film précurseur comme décrit dans la demande Soehngen incorporée auquel cas les polymères ayant un indice à la fusion aussi faible que 0,3 peuvent Thus, a polyethylene homopolymer having a density of about 0.960 to about 0.965 g / cc, a high melt index of not less than about 3 and preferably about 3 to about 20 and a molecular weight distribution ratio. A large (yw / fn) non-inferior to about 3.8, and preferably from about 3.8 to about 13 is preferred in the preparation of a microporous film by the solvent elongation process. nucleating agents may be incorporated into the polymer used to prepare the precursor film as described in the incorporated Soehngen application, in which case polymers having a melt index as low as 0.3 may
être employés.to be employed.
Les types d'appareils appropriés pour former les The types of devices suitable for forming the
films précurseurs sont bien connus dans l'art. Precursor films are well known in the art.
Par exemple, un extrudeur de film conventionnel équipé d'un écrou calibreur à canal plat et d'une matrice cintrée est satisfaisant. Généralement, la résine est introduite dans une trémie de l'extrudeur qui contient un écrou et une chemise pourvue d'éléments chauffants. La résine est fondue et transférée par l'écrou à la matrice à partir de laquelle elle est extrudée à travers une fente sous la forme d'un film à partir de laquelle elle est étirée par un rouleau preneur ou de moulage. Plus d'un rouleau preneur dans diverses combinaisons ou stades peut être employé. L'ouverture de la matrice ou la largeur de la fente peut être dans le domaine, par exemple, allant For example, a conventional film extruder equipped with a flat channel calibrating nut and a bent die is satisfactory. Generally, the resin is introduced into a hopper of the extruder which contains a nut and a jacket provided with heating elements. The resin is melted and transferred by the nut to the die from which it is extruded through a slot in the form of a film from which it is drawn by a pick-up or molding roll. More than one pick roller in various combinations or stages can be used. The opening of the matrix or the width of the slot may be in the range, for example, ranging
d'environ 2,54.10-2 cm à environ 0,51 cm. from about 2.54 × 10 -2 cm to about 0.51 cm.
En employant ce type d'appareil, le film peut être extrudé à un rapport d'étirement d'environ 5:1 à 200:1, By employing this type of apparatus, the film can be extruded at a stretch ratio of about 5: 1 to 200: 1,
de préférence 10:1 à 50:1.preferably 10: 1 to 50: 1.
Les termes "rapport d'étirement" ou plus simplement, "rapport d'étirage" comme employé ici est le rapport du film enroulé ou la vitesse de prise par rapport à la The terms "stretching ratio" or simply "draw ratio" as used herein is the ratio of the coiled film or the setting velocity relative to the
vitesse du film sortant de la matrice d'extrusion. film speed coming out of the extrusion die.
La température de fusion pour l'extrusion du film est, en général, non supérieure à environ 1000C au-dessus du point de fusion du polymère et non inférieure à environ The melting temperature for the extrusion of the film is, in general, no greater than about 1000 ° C above the melting point of the polymer and not less than about
C au-dessus du point de fusion du polymère. C above the melting point of the polymer.
Par exemple, le polypropylène peut être extrudé à une température de fusion d'environ 1800C à 2700C, de préférence 2000C à 2400C. Le polyéthylène peut être extrudé For example, the polypropylene may be extruded at a melting temperature of about 1800C to 2700C, preferably 2000C to 2400C. Polyethylene can be extruded
à une température de fusion d'environ 1750C à 2250C. at a melting temperature of about 1750C to 2250C.
Lorsque le film précurseur doit être utilisé selon le procédé "d'étirement à sec", l'opération d'extrusion est de préférence réalisée avec un refroidissement rapide et un étirement rapide de façon à obtenir un maximum d'élasticité. Ceci peut être accompli en ayant le rouleau de prise relativement proche de la fente d'extrusion, par exemple, en moins de 5,08 cm et, de préférence, en moins de 2,54 cm. Un "couteau d'air" opérant à des températures entre, par exemple, 00C et 400C, peut être employé dans When the precursor film is to be used according to the "dry stretching" method, the extrusion operation is preferably carried out with rapid cooling and rapid stretching so as to obtain a maximum of elasticity. This can be accomplished by having the pick roller relatively close to the extrusion slot, for example, in less than 5.08 cm and preferably less than 2.54 cm. An "air knife" operating at temperatures between, for example, 00C and 400C, can be used in
l'espace de 2,54 cm depuis la fente pour tremper, c'est- space of 2.54 cm from the slit to soak, that is
à-dire rapidement refroidir et solidifier le film. Le rouleau de prise peut être tourné, par exemple, à une vitesse d'environ 3 m à 305 m/mn de préférence environ 15 to quickly cool and solidify the film. The pickup roller can be rotated, for example, at a speed of about 3 m to 305 m / min, preferably about 15 m / min.
à environ 157 m/mn.at about 157 m / min.
Lorsque le film précurseur doit être utilisé selon le procédé "d'étirement au solvant", l'opération d'extrusion est de préférence réalisée avec refroidissement faible, de façon à minimiser la contrainte et toute orientation associée qui pourraient résulter d'une trempe rapide pour obtenir un maximum de cristallinité mais assez rapide tout When the precursor film is to be used according to the "solvent stretching" method, the extrusion operation is preferably carried out with low cooling, so as to minimize stress and any associated orientation that might result from rapid quenching. to get a maximum of crystallinity but fast enough all
de même pour éviter un développement important de sphéru- lites. Ceci peut être accompli en contrôlant la distance de la prise du likewise to avoid an important development of spherulites. This can be accomplished by controlling the distance of the
rouleau de trempe à partir de la fente d'extrusion. quench roll from the extrusion slot.
Tandis que la description précédente a concerné While the previous description concerned
les procédés d'extrusion par matrice ou fente, un procédé alternatif pour former les films précurseurs contemplés dans la présente invention est le procédé d'extrusion de film soufflé dans lequel une trémie et un extrudeur sont Matrix or slot extrusion processes, an alternative method for forming the precursor films contemplated in the present invention is the blown film extrusion process in which a hopper and an extruder are
employés qui sont sensiblement les mêmes que dans l'extru- employees who are substantially the same as in
deur à fente décrit ci-dessus.slotted slot described above.
A partir de l'extrudeur, la masse en fusion entre dans une matrice à partir de laquelle elle est extrudée dans une fente circulaire pour former un film tubulaire ayant un diamètre initial D1. L'air pénètre dans le système à travers une entrée à l'intérieur dudit film tubulaire et a un effet de soufflage du diamètre du film tubulaire en un diamètre D2. Des moyens tels que des noyaux d'air peuvent être prévus pour diriger l'air à l'extérieur du film tubulaire extrudé de façon à fournir différentes vitesses de refroidissement. Des moyens tels qu'un mandrin de refroidissement peuvent être employés pour refroidir l'intérieur du film tubulaire. Après une distance pendant laquelle on laisse le film se refroidir complètement et From the extruder, the melt enters a matrix from which it is extruded into a circular slot to form a tubular film having an initial diameter D1. The air enters the system through an inlet within said tubular film and has an effect of blowing the diameter of the tubular film into a diameter D2. Means such as air cores may be provided to direct air outside the extruded tubular film to provide different cooling rates. Means such as a cooling mandrel may be employed to cool the interior of the tubular film. After a distance during which the film is allowed to cool completely and
se durcir, on l'enroule sur un rouleau de prise. harden, roll up on a pick roller.
En employant le procédé de film soufflé, le rapport d'étirement est de préférence 5:1 à 100:1, l'ouverture de la fente de 2,54.10-2 cm à environ 5,1 cm, de préférence de 4.10-2 cm à environ 2,5 cm, le rapport D2/D1, par exemple, 1,0 à 4,0 et de préférence d'environ 1,0 à 2,5, By employing the blown film method, the stretch ratio is preferably from 5: 1 to 100: 1, the aperture of the slit from 2.54 × 10 -2 cm to about 5.1 cm, preferably from about 4.10 to about cm to about 2.5 cm, the ratio D2 / D1, for example, 1.0 to 4.0 and preferably about 1.0 to 2.5,
et la vitesse de prise, par exemples de 3 m à200 m/mn. and the setting speed, for example from 3 m to 200 m / min.
température de fusion peut &tre comprise dans les ,oaninns don és précédemment pour l 'extrusion par matriîce Melting temperature can be included in the formulas previously given for the material extrusion.
a fente.slit.
Le film extrudé peut ensuite être initialement traite tihermiquement 0ou recit de:gcn à améliorer la strcture cristallne- 9 par e@dem le, en au sgmentant la dien= sione des cristallites et en enlevant les i pnerfections dans ceOlleOi3co G3eeéralement, ce recuit est réealisé à we t;emprature dans le domaine allant d'environ 50C à 1000C en=Cessous du point de fusion dul polyô2re pendant tune p6riode de qualques secondes à plusieurs heures, par exemple dg 5 secondes à 24 heures, et de préférence d'environ 30 secondes à 2 hoeureso Pour le polypropylîne, la température The extruded film can then be initially treated thermomatically or recited to improve the crystalline structure by increasing the crystallite dienation and by removing the imperfections in the surface, this annealing is carried out. at a temperature within the range of from about 50 ° C to about 1000 ° C below the melting point of a polyester for a period of seconds to several hours, for example from 5 seconds to 24 hours, and preferably about 30 to seconds to 2 hrs For the polypropyline, the temperature
de recuit épferée est d'environ 100 C à 155oC. The annealing temperature is about 100 ° C to 155 ° C.
Un procédé e.mmplaire de réalisation du recuit consiste à placer le film ex:trudé dans un état contraint ou non contraint dans un four à la temperature désirée auquel cas le temps de résidence est de préférence compris An e.mmplaire method of performing the annealing consists in placing the extruded film in a constrained or unstressed state in an oven at the desired temperature, in which case the residence time is preferably included.
dans le domaine allant d'environ 30 secondes à 1 heure. in the range of about 30 seconds to 1 hour.
Dans les modes de réalisation préférés, le film précurseur partiellement cristallin résultant est de préférence soumis à une des deux procédures alternatives décrites précédemment pour obtenir un film microporeux normalement hydrophobe qui peut être utilisé selon la In preferred embodiments, the resulting partially crystalline precursor film is preferably subjected to one of the two alternative procedures described above to obtain a normally hydrophobic microporous film which can be used according to
présente invention.present invention.
La procédure premièrement préférée comme révélée dans le brevet américain No 3 801 404 ci-après référencee en tant que procédé "d'étirement à sec" comprend les étapes d'étirement ou d'allongement à froid, c'est-à-dire, l'étirage à froid du film élastique jusqu'à ce queudes régions ou aires de surface poreuse qui sont allongées normales ou perpendiculaires à la direction d'allongement soient formées,(2) un étirage ou allongement à chaud, c'est-à-dire, un étirage à chaud du film étiré froid jusqu'à ce que les fibrilles et pores ou les cellules ouvertes qui sont allongées parallèles à la direction d'allongement soient formées, et enfin (3) le durcissement à la chaleur ou thermique du film poreux résultant sous tension, c'est-à-dire, à une longueur sensiblement constante, The first preferred procedure as disclosed in U.S. Patent No. 3,801,404, hereinafter referred to as a "dry stretching" method, includes cold stretching or stretching steps, i.e., cold stretching the elastic film until porous areas or surface areas that are elongated normal or perpendicular to the elongation direction are formed, (2) stretching or hot stretching, i.e. that is, hot stretching the cold drawn film until the open-ended fibrils and pores or cells elongate parallel to the elongation direction are formed, and finally (3) heat-curing or heat-curing the film porous resulting under tension, that is to say, to a substantially constant length,
pour impartir la stabilité au film. to impart stability to the film.
Le terme "étirage à froid" comme employé ici est défini comme un étirage ou allongement d'un film à une longueur supérieure à sa longueur originelle et à une température d'allongement, c'est-à-dire, la température du film étant allongé, inférieure à la température à The term "cold drawing" as used herein is defined as stretching or stretching of a film to a length greater than its original length and at an elongation temperature, i.e., the temperature of the film being elongated, below the temperature at
laquelle la fusion commence lorsque le film est uniformé- which fusion begins when the film is uniform-
ment chauffé à partir d'une température égale à 251C et à une vitesse de 200C par minute. Le terme "étirage à heated from a temperature of 25 ° C. and at a rate of 200 ° C. per minute. The term "drawing at
chaud" comme employé ici est défini comme un étirage au- "hot" as used here is defined as stretching beyond
dessus de la température à laquelle la fusion commence lorsque le film est uniformément chauffé à partir d'une température de 250C et à une vitesse de 200C par minute, mais en-dessous du point de fusion normale du polymère, c'est-à-dire, en-dessous de la température à laquelle la fusion a lieu. Comme il est connu des hommes de l'art, la température à laquelle la fusion commence et la température de fusion peut être déterminée par un analyseur thermique différentiel standard (DTA), ou par d'autres appareils connus qui peuvent détecter les transitions thermiques above the temperature at which fusion begins when the film is uniformly heated from a temperature of 250C and at a rate of 200C per minute, but below the normal melting point of the polymer, i.e. say, below the temperature at which the fusion takes place. As is known to those skilled in the art, the temperature at which the melting begins and the melting temperature can be determined by a standard differential thermal analyzer (DTA), or other known apparatus which can detect thermal transitions.
d'un polymère.of a polymer.
La température à laquelle la fusion commence varie selon le type de polymère, la distribution de poids moléculaire du polymère, et la morphologie cristalline du film. Par exemple, un film élastique de polypropylène peut être allongé à froid à une température inférieure à environ 1200C de préférence entre environ 100C et 1100C The temperature at which fusion begins varies depending on the type of polymer, the molecular weight distribution of the polymer, and the crystalline morphology of the film. For example, a polypropylene elastic film may be cold extended at a temperature of less than about 1200 ° C, preferably about 100 ° C to 1100 ° C.
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et de manière convenable à la température ambiante, par exemple, 250C. Le film de polypropylène allongé à froid peut ensuite être allongé à chaud à une température supérieure à environ 1250C et inférieure à la température de fusion, de préférence comprise entre environ 1300C et 1500C. Encore, la température du film lui-même à allonger and suitably at room temperature, for example, 250C. The cold-extended polypropylene film may then be heat-extended at a temperature above about 1250C and below the melting temperature, preferably from about 1300C to 1500C. Again, the temperature of the film itself to lengthen
est référencée ici comme la température d'allongement. is referenced here as the elongation temperature.
L'allongement dans ces deux étapes ou stades peut être consécutif,- dans la même direction, et dans cet ordre, c'est-à-dire, à froid puis ensuite à chaud, mais peut être fait dans un procédé continu, semi-continu ou par l'eau, aussi longtemps qu'on ne laisse pas le film étiré à froid se contracter d'un degré significatif, par exemple, inférieur à 5% de sa longueur étirée à froid, avant d'être The elongation in these two steps or stages can be consecutive, in the same direction, and in this order, that is to say, cold and then hot, but can be done in a continuous, semi-continuous process. continuously or by water, as long as the cold-drawn film is not allowed to shrink to a significant degree, for example, less than 5% of its cold-drawn length, before being
étiré à chaud.stretched hot.
La somme de la quantité totale d'étirement ou d'allongement dans les deux étapes mentionnées peut être dans le domaine dtenviron 10 à 300% et de préférence d'environ 50 à 150%, par rapport à la longueur initiale du film élastique. En outre, le rapport de la quantité d'allongement à chaud à la somme de la quantité totale de l'allongement ou étirage peut être supérieur d'environ 0,10:là inférieur à 0,99:1, de préférence d'environ 0, 50:1 The sum of the total amount of stretching or elongation in the two mentioned steps can be in the range of about 10 to 300% and preferably about 50 to 150%, based on the initial length of the elastic film. Further, the ratio of the amount of elongation to heat to the sum of the total amount of elongation or stretching may be greater by about 0.10: there less than 0.99: 1, preferably about 0, 50: 1
à 0,97:1 et encore de préférence d'environ 0,50:1 à 0,95:1. at 0.97: 1 and more preferably from about 0.50: 1 to 0.95: 1.
Cette relation entre l'allongement "à froid" et "à chaud" This relationship between "cold" and "hot" elongation
est référencéeici comme "le rapport d'extension" (pour- is referenced here as "the extension report" (for-
centage de l'extension "à chaud" par rapport au pourcentage percentage of "hot" extension to percent
de l'extension "totale").of the "total" extension).
Dans toute opération d'allongement o de la chaleur peut être fournie le film peut être chauffé par des rouleaux mobiles qui peuvent à leur tour être chauffés par In any stretching operation where heat can be supplied the film can be heated by moving rollers which can in turn be heated by
un procédé par résistance électrique, par le passage au- a process by electrical resistance, by passing through
dessus d'une plaque chauffée, à travers un liquide chauffé, above a heated plate, through a heated liquid,
un gaz chauffé, ou analogues.a heated gas, or the like.
Après l'allongement en deux stades ou deux étapes décrits précédemment, le film allongé ou étiré est durci thermiquement. Ce traitement thermique peut être réalisé à une température dans le domaine allant d'environ 1250C jusqu'à une température inférieure à la température de fusion, de préférence d'environ 1300C à 1600C pour le polypropylène; d'environ 751C jusqu'à la température inférieure à la température de fusion, et de préférence d'environ 1150C à 1300C pour le polyéthylène, et à des domaines de température similaires pour d'autres polymères mentionnés précédemment. Ce traitement thermique devrait être réalisé tandis que le film est maintenu sous tension, c'est-à-dire, de façon telle que le film ne soit pas dépourvu de contraction ou puisse se contracter seulement d'une valeur contrôlée non supérieure à environ 15% de sa longueur étirée, mais pas une tension aussi grande qu'elle After the two-stage or two-stage elongation described above, the elongated or stretched film is thermally cured. This heat treatment can be carried out at a temperature in the range of about 1250C to a temperature below the melting temperature, preferably from about 1300C to 1600C for polypropylene; from about 75.degree. C. to below the melting temperature, and preferably from about 1150.degree. C. to 1300.degree. C. for the polyethylene, and to similar temperature ranges for other previously mentioned polymers. This heat treatment should be performed while the film is kept under tension, i.e., such that the film is not free of contraction or can contract only a controlled value of no more than about 15 % of its stretched length, but not as much tension as it
pemmette d'étirer le film plus de 15% supplémentaires. can stretch the film more than an additional 15%.
De préférence, la tension est telle qu'il ne se produit sensiblement pas de contraction ou d'allongement, par exemple, moins de 5% de changement de la longueur allongée Preferably, the tension is such that substantially no contraction or elongation occurs, for example, less than 5% change in elongated length
ou étirée.or stretched.
La période de traitement thermique qui est de The heat treatment period that is
préférence réalisée séquentiellement avec et après l'opéra- preferably carried out sequentially with and after the
tion d'étirage ou d'allongement, ne devrait pas être supérieure à 0,1 seconde aux températures de recuit supérieures et, en général, être comprise dans le domaine allant d'environ 5 secondes à 1 heure et de préférence stretching, should not be greater than 0.1 seconds at the higher annealing temperatures and, in general, be in the range of about 5 seconds to 1 hour and preferably
d'environ 1 à 30 minutes.from about 1 to 30 minutes.
Les étapes de durcissement mentionnées précédemment peuvent avoir lieu dans l'air, ou dans d'autres atmosphères The hardening steps mentioned above can take place in the air, or in other atmospheres
telles que l'azote, l'hélium ou l'argon. such as nitrogen, helium or argon.
Une seconde procédure alternative préférée pour la conversion du film précurseur en un film microporeux comme décrit dans le brevet américain No 3 839 516 et référencé ici comme procédé "d'étirage au solvant" inclut les étapes de base de (1) la mise en contact du film précurseur ayant au moins deux composants (par exemple un composant amorphe et un composant cristallin), dont l'un est plus faible en volume que tous les autres composants, avec un agent de gonfleneat en un temps suffisant pour permettre 1 'adsorption de l'agent de gonflement dans le film; (2) l'allongement du film dans au moins une direction tout en étant en contact avec l'agent de gonflement, et (3) le maintien du film dans son état étiré ou allongé pendant l'enlèvement de l'agent de gonflement. Eventuellement, le film peut être stabilisé par un clurcissGment thermique sous tension ou par une A second preferred alternative procedure for converting the precursor film to a microporous film as described in U.S. Patent No. 3,839,516 and referenced herein as a "solvent stretching" method includes the basic steps of (1) contacting. precursor film having at least two components (for example an amorphous component and a crystalline component), one of which is smaller in volume than all other components, with an inflating agent in a time sufficient to allow the adsorption of the swelling agent in the film; (2) stretching the film in at least one direction while in contact with the swelling agent, and (3) maintaining the film in its stretched or elongated state during removal of the swelling agent. Optionally, the film can be stabilized by a thermal clurcissGment under tension or by a
radiation ionisînte.ionizing radiation.
Généralement, un solvant ayant un param ètre de solubilité Hildebrand à ou près de celui du polymère serait une solution appropriée pour le procédé d'étirage ou d'allongement décrit ici. Le paramètre de solubilité Hildebrand mesure la densité d'énergie de cohesion0 Ainsi, le principe sous-jacent se base sur le fait qu'un solvant ayant une densîéi d9énergie de cohésion similaire un poly-ers sertit d'une affinite élevée pour ce poly ère et Generally, a solvent having a Hildebrand solubility parameter at or near that of the polymer would be a suitable solution for the stretching or elongation process described herein. The Hildebrand solubility parameter measures the energy density of cohesion. Thus, the underlying principle is based on the fact that a solvent having a cohesive energy density similar to a poly-ers crimps a high affinity for this poly era. and
serait adéquat pour ce procêdé.would be adequate for this process.
Des classes oenérales d'agents de gonfle@ent à partir desquelles on peut choisir un approprié pour le film de polyp&re particulier sont les cétones aliphatiques îinférieureo telles que l'acétone, la méthylethylcétone, la ycloheoe; des esters d'acide aliphatique inférieur tels que le formate d'éthyle, l'acétate de butVyle, etc; des hydrocarbures halogénés tels que le éZtrachlorure de carbone, le trichloroéthylène, le perchloroéthyl&ne, le chlorobenz&ne, etc; des hydrocarbures tels que l'heptane, le cyclohexnae, le benzène, le xylène, la tétraline, la décaline, etc; des composés organiques contenant de Oenal classes of blowing agents from which an appropriate for the particular polyp film may be selected are the lower aliphatic ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, cycloheole; lower aliphatic acid esters such as ethyl formate, butyl acetate, etc .; halogenated hydrocarbons such as carbon eztrachloride, trichlorethylene, perchloroethyl, chlorobenzene, etc .; hydrocarbons such as heptane, cyclohexane, benzene, xylene, tetralin, decalin, etc .; organic compounds containing
l'azote tels que la pyridine, le formamîide, le diméthyl- such as pyridine, formamide, dimethyl-
formamide, etc; des éthers tels que le méthyléther, l'éthyléther, le dioxane, etc. Un mélange de deux ou davantage de ces solvants organiques peut également être employé. On préfère que les agents de gonflement soient un composé composé de carbone, d'hydrogène, d'oxygène, d'azote, d'halogène, de soufre et contiennent jusqu'à environ 20 atomes de carbone, de préférence jusqu'à environ 10 atomes formamide, etc .; ethers such as methyl ether, ethyl ether, dioxane, etc. A mixture of two or more of these organic solvents may also be employed. It is preferred that the blowing agents be a compound composed of carbon, hydrogen, oxygen, nitrogen, halogen, sulfur and contain up to about 20 carbon atoms, preferably up to about 10 carbon atoms. carbon
de carbone.of carbon.
L'étape "d'allongement au solvant" peut être réalisée à une température comprise entre environ le point de solidification du solvant, ou de l'agent de gonflement, Jusqu'au point en-dessous de la température pour laquelle le polymère se dissout (c'est-à-dire, la température The "solvent elongation" step can be carried out at a temperature between about the solidification point of the solvent, or the swelling agent, to the point below the temperature at which the polymer dissolves. (that is, the temperature
ambiante à environ 50 C).ambient at about 50 C).
Le film précurseur employé dans le procédé "d'allon ement au solvant" peut être épais d'environ The precursor film employed in the "solvent-borne" process can be about
2,54.10 cm à environ 5,01.1i'2cm, ou même plus épais. 2.54 × 10 cm to about 5.01.1 ± 2 cm, or even thicker.
Dans un mode de réalisation préféré le film précurseur est allongé biaxialement selon les procédures décrites dans la demande de brevet américain N 44 801 déposée le 6 Janvier 1979, intitulée "Procédé d'allongement In a preferred embodiment, the precursor film is biaxially extended according to the procedures described in US Patent Application No. 44,801 filed January 6, 1979, entitled "Elongation Process".
au solvant amélioré pour la préparation de films micro- improved solvent for the preparation of micro-films
poreux" et cédée au cessionnaire de la présente invention porous "and assigned to the assignee of the present invention
dont la description est incorporée ici par référence. Ce whose description is incorporated herein by reference. This
procédé identifie des conditions d'allongement préférées dans une direction uniaxiale qui conduit à une perméabilité améliorée du film microporeux étiré uniaxialement. Le film microporeux étiré uniaxialement peut ensuite être étiré The method identifies preferred elongation conditions in a uniaxial direction that leads to improved permeability of the uniaxially stretched microporous film. The microporous film stretched uniaxially can then be stretched
dans une direction transversale pour accrottre la perméabi- in a transverse direction to increase the permeability
lité même ultérieure. Ainsi,il est préféré que le film précurseur soit "allongé au solvant" dans une direction uniaxiale non supérieure à environ 350%, et de préférence even later. Thus, it is preferred that the precursor film be "solvent extended" in a uniaxial direction of no greater than about 350%, and preferably
supérieure à 300% par rapport à sa longueur originelle. greater than 300% of its original length.
Typiquement, on n'emploie pas l'allongement supplémentaire Typically, we do not use the extra elongation
dans la même direction après l'enlèvement du solvant. in the same direction after removing the solvent.
L'étape de stabilisation éventuelle peut être soit une étape de durcissement thermique soit une étape de réticulation. Ce traitement thermique peut être réalisé à une température comprise entre environ 125 C jusqu'à une température inférieure à la température de fusion et de préférence d'environ 130 C à 150 C pour le propylène, d'environ 75 C Jusqu'à une température inférieure à la température de fusion, et de préférence d'environ 1150C à 'C pour le polyéthylène et à des domaines de température similaires pour d'autres polymères parmi les polymères mentionnés précédemment. Ce traitement thermique devrait être réalisé tandis que le film est maintenu sous tension, c'est-à-dire, de façon que le film ne soit pas dépourvu de contraction ou puisse se contracter seulement d'une valeur contrôlée non supérieure à environ 15% de sa longueur étirée, mais pas à une tension aussi grande qu'elle puisse étirer le film plus de 15% supplémentaires. De préférence, la tension est telle qu'il se produit sensiblement pas de contraction ou d'étirement, par exemple, moins de 5% de The optional stabilization step can be either a thermal cure step or a crosslinking step. This heat treatment can be carried out at a temperature of between approximately 125 ° C. and a temperature below the melting temperature and preferably from approximately 130 ° C. to 150 ° C. for propylene, of approximately 75 ° C. less than the melting point, and preferably about 1150 ° C to about C for the polyethylene and similar temperature ranges for other polymers of the aforementioned polymers. This heat treatment should be performed while the film is kept under tension, i.e., so that the film is not free of contraction or can shrink only by a controlled value of not more than about 15% its stretched length, but not at a voltage as great as it can stretch the film more than an additional 15%. Preferably, the tension is such that substantially no contraction or stretch occurs, for example, less than 5% of
modification de la longueur étirée. modification of the stretched length.
La période de traitement thermique qui est b préférence réalisée séquentiellement avec et après l'opération "d'étirage au solvant" ne devrait pas être supérieure à 0,1 seconde aux températures de recuit supérieures et, en général, peut être dans le domaine allant d'environ secondes à 1 heure et de préférence d'environ 1 à The heat treatment period which is preferably carried out sequentially with and after the "solvent stretching" operation should not be greater than 0.1 second at the higher annealing temperatures and, in general, may be in the range from from about seconds to 1 hour and preferably from about 1 to
minutes.minutes.
Les étapes de durcissement décrites précédemment peuvent avoir lieu dans l'air, ou dans d'autres atmosphères The hardening steps described above can take place in the air, or in other atmospheres
telles que l'azote, l'hélium ou l'argon. such as nitrogen, helium or argon.
Lorsque le film précurseur est étiré biaxialement l'étape de stabilisation devrait être réalisée après When the precursor film is stretched biaxially the stabilization step should be carried out after
l'étirage transversal et non avant. transverse stretching and not before.
Tandis que la présente description et les exemples While this description and examples
concernent tout d'abord les polymères d'oléfine mentionnés précédemment, l'invention englobe également les polymères d'acétal à poids moléculaire élevé, par exemple, les first of all relate to the above-mentioned olefin polymers, the invention also includes high molecular weight acetal polymers, for example,
polymères d'oxyméthylène. Tandis qu'à la fois les homo- oxymethylene polymers. Whereas at the same time
polymères et les copolymères d'acétal sont englobés, le polymère d'acétal préféré pour ce qui concerne la stabilité du polymère est un copolymère d'oxyméthylène "statistique", polymers and copolymers of acetal are encompassed, the preferred acetal polymer with respect to the stability of the polymer is a "random" oxymethylene copolymer,
qui contient des unités de récurrence oxyméthylène, c'est- which contains oxymethylene recurrence units, that is,
à-dire, -CH2 -O -, entremêlées de groupes -OR- to say, -CH2 -O -, intermingled with groups -OR-
dans la chaîne de polymère principal o R représente un radical bivalent contenant au moins deux atomes de carbone liés l'un à l'autre et positionnés dans la chaîne entre les deux valences, avec tous substituants sur ledit radical R étant inertes, c'est-à-dire ceux qui n'incluent pas de groupes fonctionnels interférents et qui n'incluent pas de réactions indésirables, et o une quantité majeure d'unités -OR- existe comme unités simples attachées aux groupes oxyméthylènes sur chaque côté. Des exemples de polymères préférés incluent des copolymères de trioxane et d'éthers cycliques, contenant au moins 2 atomes de carbone adjacents tels que les copolymères révélés dans le brevet américain N 3 027 352 de Walling et al. Ces polymères sous forme de film peuvent également avoir une cristallinité d'au moins 20%, de préférence d'au moins 30%, et encore de préférence d'au moins 50%, par exemple de 50 à 60% ou supérieure. En outre, ces polymères ont un point de fusion d'au moins 150 C et un poids moléculaire moyen en nombre d'au moins 10.000. Pour une discussion plus détaillée des polymères d'acétal et d'oxyméthylène, voir l'article Formaldehyde, Walter, pages 175-191 (Reinhold in the main polymer chain where R represents a divalent radical containing at least two carbon atoms bonded to one another and positioned in the chain between the two valencies, with all substituents on said radical R being inert, this is that is, those which do not include interfering functional groups and which do not include undesirable reactions, and o a major amount of -OR- units exist as single units attached to the oxymethylene groups on each side. Examples of preferred polymers include copolymers of trioxane and cyclic ethers containing at least 2 adjacent carbon atoms such as the copolymers disclosed in Walling et al. US Patent No. 3,027,352. These film-form polymers may also have a crystallinity of at least 20%, preferably at least 30%, and more preferably at least 50%, for example 50 to 60% or higher. In addition, these polymers have a melting point of at least 150 C and a number average molecular weight of at least 10,000. For a more detailed discussion of acetal and oxymethylene polymers, see the article Formaldehyde, Walter, pages 175-191 (Reinhold
1964).1964).
D'autres polymères relativement cristallins auxquels l'invention peut être appliquée sont les sulfures de polyalcoylène tels que le sulfure de polyméthylène et le sulfure de polyéthylène, les oxydes de polyarylène tels que l'oxyde de polyphénylène, les polyamides tels que le Other relatively crystalline polymers to which the invention can be applied are polyalkylene sulphides such as polymethylene sulphide and polyethylene sulphide, polyarylene oxides such as polyphenylene oxide, polyamides such as
polyhexaméthylène adipamide (nylon 66) et le polycapro- polyhexamethylene adipamide (nylon 66) and the polycapro-
lactame (nylon 6), dont tous sont bien connus dans l'art lactam (nylon 6), all of which are well known in the art
et ne nécessitent pas d'être décrits ici. and do not need to be described here.
Les films microporeux normalement hydrophobes employés dans la présente invention, dans un état non contraint, ont une densité volumique abaissée par rapport à la densité des matériaux polymères correspondants n'ayant pas de structure à cellules ouvertes, par exemple, ceux à partir desquels ils sont formés. Ainsi, les films ont une densité volumique non supérieure à environ 95% et de préférence de 20 à 40% du film précurseur. En d'autres termes, la densité volumique est réduite d'au moins 5% et de préférence de 60 à 80%. Pour le polyéthylène, la réduction est de 30 à 80%, de préférence de 60 à 80%. La densité volumique est d'environ 20 à 40% du matériau de départ, la porosité a augmenté de 60 à 80% & cause des The normally hydrophobic microporous films employed in the present invention, in an unconstrained state, have a density density lowered relative to the density of the corresponding polymeric materials having no open cell structure, for example, those from which they are trained. Thus, the films have a density of no greater than about 95% and preferably 20 to 40% of the precursor film. In other words, the density is reduced by at least 5% and preferably from 60 to 80%. For polyethylene, the reduction is 30 to 80%, preferably 60 to 80%. The volume density is about 20 to 40% of the starting material, the porosity has increased from 60 to 80% due to
pores ou orifices.pores or orifices.
* Lorsque le film microporem est préparé par le procédé ad'étirement à sec" ou le procd6 td'éétirement au solvantl lo cristallinitê finale du film microporeux est de prêfrence d'au moins 30%, encore de préference d'au moins 65%, et encore de manière plus appropriée d'environ 85%0 o-eme déteroiné par le procédé aux rayons X d6ec-rt par R.G. Iuyu et al dans le Jou! of ied Pol.mer SQci ciceI volume 2, H 5 aDges I 66r173 Pour ime discussion d6taille de crîstallîinit et de sa signi fcation dans los poly3res, voir Pol ers ad Resins', GoldingWhen the microporem film is prepared by the dry process or the solvent stretching process, the final crystallinity of the microporous film is preferably at least 30%, preferably at least 65%, and still more suitably about 85% as determined by the X-ray method described by RG Iuyu et al. in the Journal of Polymer SQci ciceI volume 2, H 5 ages I 66r173. a detailed discussion of crystallinity and its significance in polyesters, see Pol ers ad Resins, Golding
(S. Vtan 1ostrand, 1959).(S. Vtanostrand, 1959).
Les filnes nicroporeux qui peuvemt -trC cmployÉs dans la prOsente invention pervent aleaea'h avoir une dielnsio7no e pore moyenne dGenvi:ron 200 & 10O000 P gstr2ms, tyigiuemet dnviron A00 a 5000 A s@rSss encore plus tpiueent dI' environ 500 à environ 5o000 ALgstrems. Ces valeuro peuvent être déterixsees par ponoslmtrie au mertcure co.me dcor-i dans un articl de RoGe Guyn et ale aux pages 21-34 du nTextile Research Joural1, Janvier 1963 ou par l'emploi de microscopie électronique comme décrit dans l'artîole de Ceil "Pol Gr Sinae CrstlS', page 69 (I1'erso5ence 1963). Lorsqu'on oeploie un micrographe électronique les mesures de longueur et de largeur de pore peuvent être obtenues en utilisant simplement une règle ou mètre pour mesurer directement la longueur et la largeur The microporous filaments that can be used in this perverse invention have a mean diameter of between 200 and 10,000 grams, typically from about 100,000 to 5,000,000, even more preferably from about 500 to about 5,000. ALgstrems. These values can be determined by microstructural degradation as described in a paper by RoGe Guyn et al at pages 21-34 of the Textile Research Journal, January 1963 or by the use of electron microscopy as described in the artillery. "Pol Gr Sinae CrstlS", page 69 (Session 1963) .When an electronic micrograph is used, the length and pore width measurements can be obtained by simply using a ruler or meter to directly measure the length and width of the pore. width
des pores sur un micrographe électrenique pris habituelle- pores on an electrenic micrograph taken habitually
ment à un agrandissement de 5.000 à 10o000o Généralement, les valeurs de longueur de pore qui peuvent être obtenues par une microscopie électronique sont approximativement égales aux valeurs de dimension de pore obtenues par At an enlargement of 5,000 to 10,000, the pore length values that can be obtained by electron microscopy are approximately equal to the pore size values obtained by
porosimétrie au mercure.mercury porosimetry.
Les films microporeux employés dans la présente invention auront une aire spécifique dans certaines limites prévisibles lorsqu'ils sont préparés soit par le procédé " d'étirement au solvant" ou par le procédé d'étirement The microporous films employed in the present invention will have a specific surface area within certain predictable limits when prepared either by the "solvent stretching" method or by the stretching method.
à sec". Typiquement on trouvera que de tels films micro- "dry." Typically it will be found that such micro-films
poreux ont une aire spécifique d'au moins 10 m2 /g. et de préférence dans le domaine allant de 15 à 25 m2/g Pour des films formés à partir de polyéthylène, l'aire spécifique est généralement comprise dans le domaine allant d'environ 10 à 25 m2/g et de préférence environ 20 m2/g L'aire spécifique peut être déterminée à partir des isothermes d'adsorption de gaz d'azote ou de krypton en employant un procédé et un appareil décrits dans le brevet américain No 3 262 319. L'aire spécifique obtenue par ce procédé est habituellement exprimée en mètre carrés porous have a specific surface area of at least 10 m 2 / g. and preferably in the range of 15 to 25 m 2 / g For films formed from polyethylene, the specific surface area is generally in the range of from about 10 to 25 m 2 / g and preferably about 20 m 2 / g. The specific surface area can be determined from nitrogen gas or krypton adsorption isotherms using a method and apparatus described in US Pat. No. 3,262,319. The specific area obtained by this method is usually expressed in square meters
par gramme.per gram.
De façon à faciliter la comparaison des divers matériaux, cette valeur peut être multipliée par la densité volumique du matériau en grammes par centimètre cube résultant en une aire spécifique exprimée en mètres In order to facilitate the comparison of the various materials, this value can be multiplied by the density of the material in grams per cubic centimeter resulting in a specific area expressed in meters
carrés par centimètre cube.squares per cubic centimeter.
Les films polymères microporeux normalement hydrophobes de la présente invention qui sont rendus hydrophiles ont une épaisseur préférée d'environ The normally hydrophobic microporous polymeric films of the present invention which are rendered hydrophilic have a preferred thickness of about
2,54.10 3 cm à environ 2.10-2 cm.2.54 × 10 cm to about 2.10-2 cm.
Le film microporeux normalement hydrophobe préparé selon les procédures décrites précédemment est rendu mouillable, et/ou hydrophile en revêtant la surface des micropores du film microporeux avec un monomère hydrophile ou un mélange de celui-ci et subséquemment exposant le film microporeux revêtu à une radiation ionisante. La radiation ionisante fixe chimiquement le monomère hydrophile à la surface des micropores et le rend relativement hydrophile en permanence. L'addition ou la quantité de monomère hydrophile qui est chimiquement fixée est contrôlée dans certaines limites pour éviter le bouchage des pores tout en même temps permettant le contrôle de la porosité totale du film hydrophile. Le contrôle de la porosité à son tour permet de contrôler la perméabilité à l'eau et la résistance The normally hydrophobic microporous film prepared according to the procedures previously described is rendered wettable and / or hydrophilic by coating the micropore surface of the microporous film with a hydrophilic monomer or a mixture thereof and subsequently exposing the coated microporous film to ionizing radiation. . Ionizing radiation chemically binds the hydrophilic monomer to the surface of the micropores and makes it relatively hydrophilic at all times. The addition or amount of hydrophilic monomer which is chemically fixed is controlled within certain limits to avoid clogging of the pores while at the same time allowing control of the total porosity of the hydrophilic film. Porosity control in turn controls water permeability and resistance
électrique du film.electric film.
Comme employé ici le terme "hydrophobe" est défini comme signifiant une surface qui passe moins d'environ 0,010 millimètre d'eau par minute par centimètre carré de surface de film plat sous une pression d'eau d'environ 689,47 pièzes. De manière semblable le terme "hydrophile" s'applique aux surfaces qui passent plus d'environ 0,01 millimètre d'eau par minute par centimètre carré & As used herein the term "hydrophobic" is defined as meaning a surface that passes less than about 0.010 millimeters of water per minute per square centimeter of flat film area under a water pressure of about 689.47 cubic centimeters. Similarly, the term "hydrophilic" applies to surfaces that pass more than about 0.01 millimeters of water per minute per square centimeter.
la même pression.the same pressure.
Les monomères hydrophiles qui peuvent être employés pour revêtir la surface de pore du film microporeux de la Hydrophilic monomers that can be used to coat the pore surface of the microporous film of the
présente invention sont des composés hydrocarbonés organi- The present invention is an organic hydrocarbon compound
ques ayant de 2 à 18 atomes de carbone caractérisés par la présence d'au moins une double liaison qui rend le monomère polymérisable, et/ou copolymérisable sous l'influence with 2 to 18 carbon atoms characterized by the presence of at least one double bond which renders the monomer polymerizable and / or copolymerizable under the influence
d'une radiation ionisante à une température qui n'affecte- ionizing radiation at a temperature which does not affect
rait pas défavorablement le film microporeux et d'au moins un groupe fonctionnel polaire tel qu'un groupe carboxy, the microporous film and at least one polar functional group such as a carboxy group,
sulfo, sulfino hydroxyle, ammonio, amino, et phosphono. sulfo, sulfino hydroxyl, ammonio, amino, and phosphono.
Ainsi, les monomères hydrophiles de la présente invention incluent des composés hydrocarbonés ayant de 2 à 18 atomes de carbone avec une ou plusieurs doubles liaisons polymérisables et/ou copolymérisables tels que des acides carboxyliques ou dicarboxyliques substitués et non-substitués et des esters de ceux-ci; des monomères vinyles et allyles, particulièrement l'acide itaconique, l'acide malonique, l'acide fumarique, l'acide crotonique, Thus, the hydrophilic monomers of the present invention include hydrocarbon compounds having from 2 to 18 carbon atoms with one or more polymerizable and / or copolymerizable double bonds, such as substituted and unsubstituted carboxylic or dicarboxylic acids and esters thereof. this; vinyl and allyl monomers, especially itaconic acid, malonic acid, fumaric acid, crotonic acid,
et leurs esters ou anhydrides, des acides acryliques non- and their esters or anhydrides, non-acrylic acids
substitués ou alcoyles substitués tels que l'acide acrylique et l'acide méthacrylique, l'acroléine ou l'acrylonitrile; substituted or substituted alkyls such as acrylic acid and methacrylic acid, acrolein or acrylonitrile;
des acrylates non-substitués ou alcoyl-alcoyle, cyclo- unsubstituted acrylates or alkyl-alkyl, cyclo-
alcoyle, aryle, hydroxyalcoyle ou hydroxyaryle substitués; des acrylates alcoyl-dialcoylaminoalcoyle substituted alkyl, aryl, hydroxyalkyl or hydroxyaryl; alkyl-dialkylaminoalkyl acrylates
substitués, des acrylates époxyalcoyle; l'acide vinyl- substituted, epoxyalkyl acrylates; vinyl acid
sulfonique, et l'acide styrène sulfonique; des esters de vinyle tels que l'acétate de vinyle et des esters de vinyle d'acide carboxylique supérieur, des esters de vinyle substitués par un groupe alcoyle d'acide carboxylique contenant des groupes sulfo; des éthers de vinyle, tels que des éthers non-substitués ou alcoyle, cycloalcoyle ou aryle substitués; des silicones vinyle substitués; des hydrocarbures aromatiques ou hétérocycliques vinyle substitués; des fumarates de diallyle; des diallylmaléates, des phosphates alcoyle substitués, des phosphites ou carbonates; des vinylsulfones, le produit de réaction de sulfonic acid, and styrene sulfonic acid; vinyl esters such as vinyl acetate and vinyl esters of higher carboxylic acid, alkyl esters substituted with a carboxylic acid alkyl group containing sulfo groups; vinyl ethers, such as unsubstituted ethers or substituted alkyl, cycloalkyl or aryl; substituted vinyl silicones; substituted aromatic or heterocyclic vinyl hydrocarbons; diallyl fumarates; diallylmaleates, substituted alkyl phosphates, phosphites or carbonates; vinylsulfones, the reaction product of
nonylphénol éthoxylé et d'acide acrylique et analogues. ethoxylated nonylphenol and acrylic acid and the like.
Puisqu'on désire que le monomère hydrophile pénètre à l'intérieur du film microporeux on préfère employer des monomères hydrophiles ayant d'environ 2 à environ 14, encore de préférence d'environ 2 à environ 4 atomes de carbone. Les monomères hydrophiles préférés employés dans la présente invention sont l'acide acrylique, l'acide Since it is desired that the hydrophilic monomer penetrate the interior of the microporous film, it is preferred to employ hydrophilic monomers having from about 2 to about 14, more preferably from about 2 to about 4 carbon atoms. The preferred hydrophilic monomers employed in the present invention are acrylic acid,
méthacrylique, et le vinylacétate. methacrylic, and vinylacetate.
La quantité de monomère hydrophile qui revêt la surface intérieure des pores du film microporeux est contrôlée pour obtenir le degré correct d'addition qui est The amount of hydrophilic monomer which coats the inner surface of the pores of the microporous film is controlled to obtain the correct degree of addition which is
déterminé par les exigences d'emploi de résistance élec- determined by the requirements of use of electrical resistance
trique finale ou d'écoulement d'eau recherchées pour les films. Comme décrit précédemment, un tel contrôle est exercé d'une manière suffisante pour préserver la nature à cellules ouvertes des micropores, c'est-à-dire, pour éviter le bouchage des pores, après que le film microporeux imprégné de monomère soit soumis au traitement par radiation décrit ici de telle façon que les propriétés désirées discutées précédemment soient maintenues pendant une période plus longue qu'elle n'est obtenable par ailleurs en employant les revêtements tensio-actifs typiques de l'art antérieur. La quantité spécifique du monomère hydrophile qui est chimiquement fixée à la surface des pores est exprimée en termes de pourcents d'addition, c'est-à-dire, le pourcentage en poids du film microporeux non-revêtu qui représente le poids du revêtement monomère final cudgel or water flow sought for the films. As previously described, such control is exercised in a manner sufficient to preserve the open-cell nature of the micropores, i.e., to prevent clogging of the pores, after the microporous monomer-impregnated film is subjected to radiation treatment described herein such that the desired properties discussed above are maintained for a longer period than is otherwise obtainable by employing the surface-active coatings typical of the prior art. The specific amount of the hydrophilic monomer that is chemically attached to the pore surface is expressed in terms of percent of addition, i.e., the weight percent of the uncoated microporous film which represents the weight of the monomer coating.
hydrophile qui est présent dans le film microporeux durci. hydrophilic which is present in the hardened microporous film.
Ainsi, pour éviter le bouchage des pores des films microporeux décrits ici, le pourcentage d'addition du monomère hydrophile qui est chimiquement fixé à la surface des micropores est contrô81é pour ne pas etre supérieur à environ 10%, et généralement d'environ 0,1 a environ 10%, de preference d'environ 0,5 à environ 2,5%, et encore de preference d'environ 1 a eLviron 2,0% (par exemple 1,5%) Thus, to avoid clogging of the pores of the microporous films described herein, the percentage of addition of the hydrophilic monomer that is chemically attached to the surface of the micropores is controlled to not be greater than about 10%, and generally about 0, 1 to about 10%, preferably about 0.5 to about 2.5%, and more preferably about 1 to about 2.0% (eg 1.5%).
en poids, bat6 sur le poids du film microporeux non- by weight, beaten on the weight of the non-microporous film
revêtu. Le pouroentage d'addition particulier choisi sera dpteîiné par l'emploi final pour lequel on enploie le film microporeux hydrophile résultant et variera dans le coated. The particular addition percentage selected will be determined by the end use for which the resulting hydrophilic microporous film is applied and will vary in
domaiîe vaste de pourcentage d addition décrit précâde$ent. A large percentage of the additions described above.
Par exemple, lorsque le film microporeux hydroDhile r6t!ou! doit etre employé coFe separateur de battorie ectriquo le pourcentage d'addition est choisi sur la bane de Za. rla atanco êlgcrique du film metroporeux hy rv1a t (on ioms par om2) qui est une hydrophi!ea:USéEZ..].a-;(n:.lS ' For example, when the microporous film hydroDhile rte! Or! must be used as the separator of the electric batto the percentage of addition is chosen on the box of Za. atlantic map of the metroporous film hy rv1a t (on ioms by om2) which is a hydrophilic material: USe ..]. a -; (n: .lS '
fonetion iu pource9 'age d'add i-boi du moaomre Aydrophile. Function of the add-on of the hydrophilic moaomer.
La r6aistance électrique comme définie ici est une mesure de la oapaoité du film microporeux à conduire les électrons. Par conséquent, comme règle générale plus la résistanc,: lectrique du film microporeux est élevée moins le film iroporeux sera efficace comme séparateur de batterie. Aînsi, la résistanoce électrique du film Emicroporeux est détermin6e à divers pourcentages dladcdition du monomère hydrophile et on réalise une courbe de résistance électrique en fonction du pourcentage d'addition. Le pourcentage Electrical resistance as defined here is a measure of the ability of the microporous film to conduct electrons. Therefore, as a general rule, the higher the electrical resistance of the microporous film, the less the iroporous film will be effective as a battery separator. As a result, the electrical resistance of the microporous film is determined at various percentages of addition of the hydrophilic monomer, and an electric resistance curve is made as a function of percent addition. The percentage
d'addition est ensuite déterminé sur la base de la résis- addition is then determined on the basis of
tance électrique désirée.desired electrical energy.
La résistance électrique du film microporeux hydrophile de la présenteinvention comme décrit ci-après sera généralement contrôlée pour être inférieure à environ The electrical resistance of the hydrophilic microporous film of the present invention as described below will generally be controlled to be less than about
4,65 milliohms/cm2 (milliohms-cm2), de préférence infé- 4.65 milliohms / cm2 (milliohms-cm2), preferably below
rieure à environ 1,55 milliohms/óm2, et encore de préférence than about 1.55 milliohms / óm2, and preferably
inférieure à environ 0,775 milliohms/cm2. less than about 0.775 milliohms / cm2.
Lorsque le film microporeux hydrophile réticulé eaTelod snId et eazo; es ue aleTqdoJpTq eamouow np eaTelod euuo-.ouoj adnozS ae zlJeAuoo ap aeqTssod ase uleao anbsao ea.9Jd uonb.auuoTuew ap pTidoiddu %sa II Àe9aoTlt9e uemaalesu %s. uoTueaUT euaesgad el ep smlT; sap allaeuuoTsueaTp %TlTqu;s el 'eano ua *s9%pdga se2ABeI sep gsqade %uemexTtlnOT.aed sanbTcTd% sjTqoe-oTsuea suae2 sal enb sduel. ap sapoTagd sen2uol sntd ap ans esnaiodoioTm aoBjans BI ans atT4doapXq o aiquouom np aouasgad el ap aginp el puae% Tnb xnaaodoaoTa mIT$ nu aITdoapXq eaqouom np anbTaTo uoTYeXT; et ap elnsgi uoTueauT aeuesgad el ep xnaeodoioTm smIT; sap ae:l.ueAe ea.4n un eanbTaoet9 eouesTSa ue uoTonpgal el enqTlauoo ueamaleSp assem ep %aodsueal np aj;e$,l *'uel snld Z ueTq gpgooJd un.sa Tnb uoTsn.jjp aed mItj al saaAeBl. V nee,p.aodsueai. ne uoTI.Tsoddo ue mlj eal sae&ua4 i nuep assem ep %aodsueal un %ue.%e.azed saTl; slte ap uoTueAuT ea.uesgad el uoles gaedgad eltqdoapXg xnaiodoioTu mWT; np sea aAno sealnlleo eajn.eu e aaj.iesgad ep aelqTssod %se 0z TnbsTnid ssed el suep sgaedgid sITl4dOopZq SatT sel ans se2BIueAu sanesntld e uoT4ueAuT euespad el 'TSUTy *eaqdsome I uoiTAueap eGTe.T -uezj;;Tp UOTSSaed eun zmo/um/,mog'O uoaTÀue JneTagdns eaouea,;9d ep aeooue *ae 'mo/um/.mo o uoaTuae anaTapdns Sl eouealgj9d ep 'mzo/um/Co'O0 uoaTuae ineTadns ale inod qlgqluoo ael 4ned neep ueemalnoogp xns el 'TsuTV *seTsToqoT eaod ep suoTsuemTp sep saemTl set suep 9JTsgP emoo tgaluoo *se neea,p luamelnoopp xne. el 4e aeaudgs neTqaeum et anod eaqTaaeq aeun emmoo aT2e inod eTsToqo Ol %se mITj np aeod ep uoTsuemTp el uoTeleTj ep snq sap suep xneiodoioTm EITj el aeotldve eaTspp uonbsaol 9aTsgp neap 1uemelnoo9gp xnel np esaq el ans TsToqo %se 9Tadoidde UOTTppeBp ae2queoaznod el q.e ealTqdojpq eazmouom np uoT4Tppe,p e9e>ueoinod np uoTIouo; eun eumoo 9oeai. eaj: %ned nee,p 4uemalnoog,p xnem el 'TsUTV TOT TuTjgP eammoo xneaodooTm mIT; etl saaeeal. nee,p %uewelnooap xne% np eseq el ans TsTOtO %se xneaodoioTm mIT; np uoT.Tppep e2eueoanod el 'e4alT; eamoo 9goldme.se ZLA,9 Ceci peut être réalisé, par exemple, en faisant réagir un groupe fonctionnel acide avec une base telle que KOH pour former le sel correspondant. Ainsi, la forme de sel peut être obtenue par exemple en imbibant ou trempant le film chimiquement fixé dans une solution à 2% de KOH pendant une période d'environ 5 à environ 30 minutes. Ceci favorise When the crosslinked hydrophilic microporous film eaTelod snId and eazo; oo aleTqdoJpTq eamouow np eaTelod euuo-.ouoj adnozS ae zlJeAuoo ap aeqTssod ase uleao anbsao ea.9Jd uonb.auuoTuew ap pTidoiddu% sa II Ae9aoTlt9e uemaalesu% s. uoTueaut euaesgad el ep smlT; sap allaeuuoTsueaTp% tlTqu; s el 'eano ua * s9% pdga se2ABeI sep gsqade% uemexTtlnOT.aed sanbTcTd% sjTqoe-oTsuea suae2 sal enb sduel. ap sapoTagd sen2uol sntd ap ans esnaiodoioTm aoBjans BI ans atT4doapXq o aiquouom np aouasgad el ap aginp el puae% Tnb xnaaodoaoTa mIT $ nu aITdoapXq eaqouom np anbTaTo uoTYeXT; and ap elnsgi uoTueauT aeuesgad el ep xnaeodoioTm smIT; sap ae: l.ueAe ea.4n a eanbTaoet9 eouesTo uoTonpgal el enqTlauoo ueamaleSp assem ep% aodsueal np aj; e $, w ue Z ueTq gpgooJd un.sa Tnb uoTsn.jjp aed mItj al saaAeBl. Vnee, p.aodsueai. Do not use the same value as you want to add a% ue% e.azed saTl; tHe apiOuTuE ea.uesgad el uoles gaedgad eltqdoapXg xnaiodoioTu mWT; np sea aAno sealnlleo eajn.eu e aaj.iesgad ep aelqTssod% se 0z TnbsTnid ssed el suep sgaedgid sITl4dOopZq SatT salt ans se2BIueAu sanesntld e uoT4ueAuT euespad el 'TSUTy * eaqdsome I uoiTAueap eGTe.T -uezj ;; Tp UOTSSaed eun zmo / um /, mog'O uoaTaue JneTagdns eaouea,; 9d ep aeooue * ae 'mo / um / .mo o uoaTuae anaTapdns Sl eoualgj9d ep' mzo / um / Co'O0 uoaTuae ineTadinq inod qlgqluoo ael 4ned neep ueemalnoogp xns el TsuTV * seTsToqoT eaod ep suoTsuemTp sep saemTl set suep 9JTsgP emoo tgaluoo * se neea, p luamelnoopp xne. el 4th aeaudgs neTqaeum and ano eaqTaaeq aeun emmoo AT2E inod eTsToqo Ol% is mITj np aeod ep uoTsuemTp el uoTeleTj ep SNQ sap suep xneiodoioTm EITj el aeotldve eaTspp uonbsaol 9aTsgp neap 1uemelnoo9gp xnel np esaq el years TsToqo% is 9Tadoidde UOTTppeBp ae2queoaznod el qe ealTqdojpq eazmouom np uoT4Tppe, p e9e> ueoinod np uoTIouo; eumoo 9oeai. eaj:% ned nee, p 4uemalnoog, p xnem el 'TsUTV TOT TuTggP eammoo xneaodooTm mIT; and saaeeal. nee, p% uewelnooap xne% np eseq el ans TsTOtO% se xneaodoioTm mIT; np uoT.Tppep e2eueoanod el 'e4alT; This can be achieved, for example, by reacting an acidic functional group with a base such as KOH to form the corresponding salt. Thus, the salt form can be obtained for example by soaking or soaking the chemically fixed film in a 2% KOH solution for a period of about 5 to about 30 minutes. This favors
la mouillabilité et accroit la flexibilité du film. wettability and increases the flexibility of the film.
N'importe laquelle des méthodes de revêtement bien connues peut être employée pour revêtir le film microporeux, Any of the well-known coating methods can be used to coat the microporous film,
pourvu que de telles méthodes amènent un contrôle suffisam- provided that such methods give sufficient control
ment précis du pourcentage d'addition du monomère hydro- the percentage of addition of the hydro-
phile. La méthode préférée pour un revêtement efficace et précis de la surface interne des pores du film microporeux est de contacter le film microporeux avec la vapeur du phile. The preferred method for efficient and accurate coating of the inner surface of the pores of the microporous film is to contact the microporous film with the vapor of the microporous film.
monomère qui se condense sur la surface microporeuse. monomer that condenses on the microporous surface.
Le pourcentage d'addition peut être contrôlé en The percentage of addition can be controlled in
contrôlant la pression de vapeur à l'équilibre (c'est-à- controlling the vapor pressure at equilibrium (ie
dire la pression de vapeur dans laquelle le taux de condensation de la vapeur du monomère est égal à son taux de vaporisation à une température donnée) du monomère hydrophile et le temps pendant lequel le monomère hydrophile the vapor pressure in which the condensation rate of the vapor of the monomer is equal to its vaporization rate at a given temperature) of the hydrophilic monomer and the time during which the hydrophilic monomer
est en contact avec le film microporeux. is in contact with the microporous film.
La pression de vapeur à l'équilibre requise pour obtenir la quantité désirée du revêtement de monomère hydrophile à une température constante est déterminée à partir de courbes de pourcentage d'addition par rapport au temps à diverses pressions de vapeur à l'équilibre tout en gardant la température constante. Le pourcentage d'addition choisi comme décrit précédemment dépend de la propriété The equilibrium vapor pressure required to obtain the desired amount of the hydrophilic monomer coating at a constant temperature is determined from time addition curves with respect to time at various equilibrium vapor pressures while keeping the constant temperature. The addition percentage chosen as described above depends on the property
particulière recherchée à impartir au film microporeux. particular sought to impart to the microporous film.
La pression de vapeur à l'équilibre exigée pour obtenir le pourcentage d'addition approprié est aisément The equilibrium vapor pressure required to obtain the appropriate percentage of addition is easily
déterminée à partir des courbes précédemment mentionnées. determined from the previously mentioned curves.
Le temps de contact de la vapeur de monomère avec le film The contact time of the monomer vapor with the film
microporeux est également déterminé d'une manière similaire. microporous is also determined in a similar manner.
Ainsi, dans un procédé continu le film microporeux est passé continuellement à travers une chambre contenant la vapeur de monomère hydrophile à la pression de vapeur Thus, in a continuous process the microporous film is continuously passed through a chamber containing the hydrophilic monomer vapor at the vapor pressure
à l'équilibre appropriée et la température appropriée. at the proper balance and the appropriate temperature.
La durée de contact du film microporeux avec la vapeur de monomère hydrophile est contrôlée en ajustant la longueur de passage et la vitesse linéaire du film microporeux à The contact time of the microporous film with the hydrophilic monomer vapor is controlled by adjusting the length of passage and the linear velocity of the microporous film to
travers la vapeur.through the steam.
Evidemment la technique de revêtement à la vapeur peut également être employée lorsque la température Obviously the steam coating technique can also be used when the temperature
critique du monomère hydrophile (c'est-à-dire, la tempéra- critical of the hydrophilic monomer (ie, the temperature
ture à laquelle un monomère liquide ne peut pas exister to which a liquid monomer can not exist
indépendamment de la pression) est supérieure à la tempéra- regardless of the pressure) is greater than the temperature
ture à laquelle les propriétés du film microporeux seraient affectées de manière néfaste au temps de contact particulier to which the properties of the microporous film would be adversely affected to the particular contact time
employé.employee.
On préfère que la technique de revêtement à la vapeur soit'conduite à la pression atmosphérique à une It is preferred that the steam coating technique be conducted at atmospheric pressure to a
température qui donne la pression de vapeur appropriée. temperature which gives the appropriate vapor pressure.
Typiquement les températures auxquelles la technique de revêtement à la vapeur est conduite lorsqu'on emploie la pression atmosphérique variera d'environ 50 à environ 1700C lorsque le monomère hydrophile employé est l'acide Typically the temperatures at which the steam coating technique is conducted when the atmospheric pressure is employed will vary from about 50 to about 1700C when the hydrophilic monomer employed is the acid.
acrylique, l'acide méthacrylique ou le vinylacétate. acrylic, methacrylic acid or vinylacetate.
Des pressions inférieures à la pression atmosphé- Pressures below the atmospheric pressure
rique et supérieures à la pression atmosphérique peuvent également être employées avec des ajustements appropriés and above atmospheric pressure can also be used with appropriate adjustments
en ce qui concerne la température et le temps de contact. regarding the temperature and the contact time.
On comprendra que puisque le pourcentage d'addition est déterminé d'après le traitement de durcissement, une quantité de monomère hydrophile en excès du pourcentage d'addition est initialement appliquée au film microporeux pour compenser la perte du monomère qui peut se produire pendant le traitement de durcissement ou réticulation ou vulcanisation. D'autres méthodes appropriées par lesquelles le film microporeux peut être revêtu avec le monomère hydrophile incluent la dissolution du monomère hydrophile dans un solvant vaporisable tel que le chlorure de It will be understood that since the percentage of addition is determined from the curing treatment, an amount of hydrophilic monomer in excess of the percent addition is initially applied to the microporous film to compensate for the monomer loss that may occur during treatment. curing or crosslinking or vulcanization. Other suitable methods by which the microporous film can be coated with the hydrophilic monomer include dissolving the hydrophilic monomer in a vaporizable solvent such as
méthylène pour former un bain tampon. methylene to form a buffer bath.
Le bain tampon peut ensuite être employé dans une tecImique de rev'tement par rouleacinversés.Dans ce vrocedé un rouleau réparateur est disposé partiellement The buffer bath can then be used in a roller coating technique. In this process a repair roller is arranged partially.
dans le bain tampon de la solution de revêtement de monomère. in the buffer bath of the monomer coating solution.
Un second rouleau mené guide un ruban de film microporeux hydropJ-obe nonre $tu à travers le pincement ou étranglement formé par lui-mee et le rouleau réparateur. Les deux -ouleax qui sert de préférence menés séparément, tournent dans la mme direction de sorte que le ruban de film enrobé est guidé dans la direction à partir de laquelle le film nonenrobé provient. La quantité de monomère de A second driven roller guides a microporous film ribbon through the nip or constriction formed by it-mee and the repair roller. The two-blades, which preferably serve separately, rotate in the same direction so that the coated film ribbon is guided in the direction from which the non-coated film originates. The amount of monomer
revQtecet d.lpos6 sur le film cst s fenfoo de la diff- revteclive on the film and the fenfoo of the diff
rence de vitecse du rouleau réparateur et du second rouleau conduisant le film et également la dimension de the vitecse of the repair roller and the second roller driving the film and also the dimension of
l'4tra^gl@ment formé par les deux rouleaux. the 4tra ^ gl @ ment formed by the two rollers.
Alterneatiement, on peut employer un procédé par rouleaux, compression. Dans ce procédé le film est guidé dans un bain tampon de la solution de revêtement de monomère et copriîm entre deux rouleaux comprimants dispos6s en aval. La quantité de revêtement est ainsi une fonction de la dimension de l'espace entre les deux rouleaux de Alternately, a process by rolls, compression can be used. In this process the film is guided in a buffer bath of the monomer coating solution and co-impregnated between two compression rollers arranged downstream. The amount of coating is thus a function of the size of the space between the two rolls of
compression et la pession exercéte entre eux. compression and exercised pession between them.
Un atre procédé alternatif pour le revêtement du film microporeux hydrophobe formant substrat et le procédé par tirant ou tige de mesure d'enroulement de fil. Ce procédé est le même que le procédé par rouleaux compresseurs sauf que le film microporeux après avoir été revêtu en étant guidé à travers un bain de la solution de revêtement de monomère est comprimé entre une paire de tirants ou tiges de mesure enroulés de fil qui contr1lentla quantité de revêtement disposée sur eux par la configuration des An alternative method for coating the hydrophobic microporous substrate film and the wire rod pulling method or rod. This process is the same as the compressor roll process except that the microporous film after having been coated by being guided through a bath of the monomer coating solution is compressed between a pair of coiled wire rods or test rods which control amount of coating disposed on them by the configuration of the
enroulements de fil autour des tirants ou tiges de mesure. windings of wire around the tie rods or measuring rods.
Dans les techniques de revêtement par rouleaux inverses, par rouleaux compresseurs, et par enroulements de fil, la quantité de monomère hydrophile initialement appliquéeau film microporeux est fonction d'une ou plusieurs In reverse roll coating, roll-roll, and yarn winding, the amount of hydrophilic monomer initially applied to the microporous film is a function of one or more
variables discutées dans la description des procédés. En variables discussed in the description of the processes. In
outre, dans les trois méthodes la quantité de revêtement de monomère est également fonction de la concentration du monomère dans le bain tampon. Le bain tampon de monomère hydrophile est réalisé en dissolvant le monomère dans un solvant organique habituel qui a un point d'ébullition inférieur au point d'ébullition du monomère hydrophile employé, tel que outre le chlorure de méthylène, l'acétone, furthermore, in all three methods the amount of monomer coating is also a function of the monomer concentration in the buffer bath. The hydrophilic monomer buffer bath is made by dissolving the monomer in a usual organic solvent which has a boiling point below the boiling point of the hydrophilic monomer employed, such as, in addition to methylene chloride, acetone,
le méthanol, l'éthanol et l'isopropanol. methanol, ethanol and isopropanol.
On contrôle la concentration du monomère hydrophile dans le bain tampon pour réaliser l'application de la The concentration of the hydrophilic monomer in the buffer bath is controlled to achieve the application of the
quantité appropriée du monomère par évaporation du solvant. appropriate amount of the monomer by evaporation of the solvent.
Généralement la concentration de monomère dans le bain tampon peut varier entre environ 1 et environ 30%, et de préférence entre environ 5 et environ 15% en poids, par Generally the monomer concentration in the buffer bath may vary from about 1 to about 30%, and preferably from about 5 to about 15% by weight,
rapport au poids du bain.relative to the weight of the bath.
Lorsqu'on revêt les monomères hydrophiles sur le film microporeux en employant un bain tampon le solvant qui y est présent est enlevé en passant le film enrobé dans un sécheur. La température du sécheur devrait être assez élevée pour évaporer seulement le solvant en laissant ainsi le monomère déposé sur la surface microporeuse du film. Après que les pores du film microporeux aient été revêtus du monomère hydrophile et le solvant s'il y en a ait été enlevé de celui-ci, le film microporeux revêtu est soumis à une radiation ionisante pour fixer chimiquement le monomère hydrophile à la surface microporeuse normalement When the hydrophilic monomers are coated on the microporous film by employing a buffer bath, the solvent present therein is removed by passing the coated film through a dryer. The dryer temperature should be high enough to evaporate only the solvent leaving the deposited monomer on the microporous surface of the film. After the pores of the microporous film have been coated with the hydrophilic monomer and the solvent, if any, removed therefrom, the coated microporous film is subjected to ionizing radiation to chemically bind the hydrophilic monomer to the microporous surface. normally
hydrophobe et pour la rendre hydrophile. hydrophobic and to make it hydrophilic.
Lorsqu'il est soumis à une radiation ionisante un grand nombre demécanismes ou combinaisons possibles peut s'opérer pour réaliser l'effet désiré. Ainsi, les monomères hydrophiles peuvent devenir chimiquement liés à When subjected to ionizing radiation a large number of possible mechanisms or combinations can be made to achieve the desired effect. Thus, the hydrophilic monomers can become chemically bound to
la surface microporeuse et/ou peuvent former par polymé- the microporous surface and / or can form by polymer
risation et/ou copolymérisation une couche ou manchon polymère qui est intimement liée chimiquement à la surface microporeuse, tel que par un attachement chimique and / or copolymerization a polymer layer or sleeve which is intimately chemically bonded to the microporous surface, such as by a chemical attachment
statistique de la surface du manchon à la surface micro- statistic of the surface of the sleeve at the micro-surface
poreuse, et/ou physiquement, comme résultat de l'effet d'emprisonnement sur le manchon polymère du contour de la surface microporeuse. Le terme "fixation chimique" a pour but d'englober tous les mécanismes ou combinaisons précités. Sans être limités aux mécanismes particuliers par lesquels l'amélioration désirée peut être réalisée, les propriétés du film microporeux normalement hydrophobe sont modifiées en une ou plusieurs manières selon le porous, and / or physically, as a result of the effect of imprisonment on the polymeric sleeve of the contour of the microporous surface. The term "chemical fixation" is meant to encompass all the aforementioned mechanisms or combinations. Without being limited to the particular mechanisms by which the desired improvement can be achieved, the properties of the normally hydrophobic microporous film are modified in one or more ways according to the
pourcentage d'addition du monomère hydrophile. percentage of addition of the hydrophilic monomer.
Ainsi, le film microporeux traité par radiation résultant est rendu hydrophile sur une période plus longue d'emploi que l'orsqu'il est obtenu autrement par des revêtements par agents tensio-actifs typiques et déjà la nature à cellules ouvertes du film peut être préservée pour l'emploi du film microporeux dans ces applications o l'on exige le transport de masse et une résistance Thus, the resultant radiation-treated microporous film is rendered hydrophilic over a longer period of use than is otherwise obtained by typical surfactant coatings and already the open-cell nature of the film can be preserved. for the use of microporous film in these applications where mass transport and resistance are required
électrique faible.weak electric.
Comme indiqué précédemment la fixation chimique des monomères hydrophiles au film microporeux normalement hydrophobe est réalisée en exposant le film microporeux As indicated above, the chemical fixing of the hydrophilic monomers to the normally hydrophobic microporous film is carried out by exposing the microporous film
imprégné de monomère hydrophile à une radiation ionisante. impregnated with hydrophilic monomer to ionizing radiation.
La radiation ionisante est ici définie pour consister essentiellement du type qui fournit des particules Ionizing radiation is defined here to consist essentially of the type that provides particles
ou des photons émis ayant une énergie intrinsèque suffi- or emitted photons with intrinsic energy sufficient
sante pour produire des ions et casser les liaisons chimiques et induire ainsi des réactions par radicaux libres entre les monomères hydrophiles employés et entre to produce ions and break the chemical bonds and thus induce free radical reactions between the hydrophilic monomers employed and between
les monomères et la surface microporeuse comme décrit ici. the monomers and the microporous surface as described herein.
La radiation ionisante est de manière convenable disponible sous la forme de radiation par particule ionisante, radiation électromagnétique ionisante, et lumière Ionizing radiation is suitably available in the form of ionizing particle radiation, ionizing electromagnetic radiation, and light
actinique.actinic.
Le terme "radiation par particule ionisante N a été employé pour désigner l'émission d'électrons ou de particules nucléaires hautement accélérées teI1s que des protons, neutrons, particules alpha, deutérons, particules beta ou leurs analogues, dirigées de telle manière que la particule est projetée dans la masse à irradier. Des particules chargées peuvent être accélérées à l'aide de The term "ionizing particle radiation N" has been used to designate the emission of electrons or highly accelerated nuclear particles such as protons, neutrons, alpha particles, deuterons, beta particles or their analogues, directed in such a way that the particle is projected in the mass to be irradiated, charged particles can be accelerated by means of
gradients de tension par des dispositifs tels qu'un généra- voltage gradients by devices such as a genera-
teur de faisceaux d'électrons allongésde faible énergie (c'est-à-dire 200 KeV) tels que l'appareil ELECTROCURTAINTM fabriqué par la société Energy Sciences Corporation, accélérateurs avec chambres de résonance, des générateurs de Van der Graaff, des bétatrons, des synchrotrons, des cyclotrons, etc. Une radiation neutronique peut être produite en bombardant un métal léger choisi tel que le elongated low energy electron beams (i.e. 200 KeV) such as ELECTROCURTAINTM manufactured by Energy Sciences Corporation, accelerators with resonance chambers, Van der Graaff generators, betatrons, synchrotrons, cyclotrons, etc. Neutron radiation can be produced by bombarding a selected light metal such as
béryllium avec des particules positives d'énergie élevée. beryllium with positive particles of high energy.
Une radiation par particule peut également être obtenue Radiation per particle can also be obtained
par l'emploi d'une pile atomique, des isotopes radio- by the use of an atomic pile, radioisotopes
actifs ou d'autres matériaux radio-actifs naturels ou synthétiques. La*radiation électromagnétique d'ionisation* est produite lorsqu'une cible métallique, telle que du tungstène, est bombardée avec des électrons d'énergie appropriée. Cette énergie est conférée aux électrons par des accélérateurs de potentiel supérieur à 0,1 million électrons volts (mev). En plus de l'irradiation de ce type, active or other natural or synthetic radioactive materials. * Electromagnetic ionization radiation * is produced when a metal target, such as tungsten, is bombarded with electrons of appropriate energy. This energy is imparted to electrons by accelerators with potential greater than 0.1 million electron volts (mev). In addition to irradiation of this type,
communément appelée rayon-X, une irradiation électro- commonly referred to as X-ray, an electron irradiation
magnétique ionisante appropriée pour la pratique de la présente invention peut être obtenue au moyen d'un réacteur nucléaire (pile) ou par l'emploi d'un matériau radio-actif An ionizing magnetic unit suitable for the practice of the present invention may be obtained by means of a nuclear reactor (battery) or by the use of a radioactive material.
naturel ou synthétique, par exemple, le cobalt 60. natural or synthetic, for example, cobalt 60.
Les monomères hydrophiles décrits ici supporteront également une fixation chimique par exposition à la lumière actinique. En général, l'emploi de longueurs d'onde dans lesquelles la sensibilité à la lumière actinique se produit The hydrophilic monomers described herein will also support chemical fixation by exposure to actinic light. In general, the use of wavelengths in which sensitivity to actinic light occurs
est approximativement de 1.800 à 4.000 unités angstr5m. is approximately 1,800 to 4,000 angstrom units.
Diverses sources appropriées de la lumière actinique sont disponibles dans l'art incluant à titre d'exemple, des lampes à mercure à quartz, des arcs à coeur de carbone ultraviolet, et des lampes à flash élevé. Des initiateurs peuvent ttre employés lorsque la lumière actinique est employée. La source préférée de radiation ionisante est le générateur à faisceau électronique allongé tel que décrit dans les brevets américains N 3 702 412; 3 745 396; Various suitable sources of actinic light are available in the art including, by way of example, quartz mercury lamps, ultraviolet carbon core arcs, and high flash lamps. Initiators may be employed when actinic light is employed. The preferred source of ionizing radiation is the elongated electron beam generator as described in U.S. Patent Nos. 3,702,412; 3,745,396;
et 3 769 600 qui sont incorporés ainsi par référence. and 3,769,600 which are hereby incorporated by reference.
Les techniques pour le Contrôle du procédé précis sont suffisamment développées pout permettre la conversion des résultats à partir d'un type de radiation à l'autre et un ajustement adéquat des techniques décrites ici peut être employé de manière interchangeable dans la production de tout produit d6siré0 Un dosage de radiation d'environ 1,0 à environ 10 m6garads (mrad ) et de préférence d'environ 2 à environ m'garads (par exemple 3 mrad.) est employ6 pour obtenir Precise process control techniques are sufficiently developed to allow the conversion of results from one type of radiation to another and an adequate adjustment of the techniques described herein can be used interchangeably in the production of any desired product. A radiation dosage of from about 1.0 to about 10 m6garads (mrad) and preferably from about 2 to about mgarads (e.g., 3 mrad.) Is used to obtain
la fixation chimique. Un mégarad est un million de rads. chemical fixation. A megadar is a million rads.
Un rad eot la qfuanitt6 de radiation ionisante d'énergie élevée qui produit une absorption de 100 ergs d'énergie par gïaine de matCriau absorbant. Cette unité est largement acceptee comme un moyen convenable de mesure d'absorption A rad is the high energy ionizing radiation which produces an absorption of 100 ergs of energy per part of absorbing material. This unit is widely accepted as a suitable means of measuring absorption
de radiation par un matériau.of radiation by a material.
De préférence, la radiation ionisante minimale est employée pour obtenir la fixation chimique due à des Preferably, minimal ionizing radiation is used to obtain the chemical fixation due to
considérations économiques. Des dosages excessifs (c'est- economic considerations. Excessive dosages (ie
à-dire supérieurs à environ 20 mégarads à une exposition simple) devraient être évités pour éviter un excès de chauffage et de contraction du film et la dégradation des monomères hydrophiles et du film microporeux. Si le dosage est trop faible, cependant, la fixation chimique ne se produira pas et le monomère hydrophile sera rapidement perdu. Le dosage de radiation minimum qui donnera lieu à une fixation chimique du monomère hydrophile variera selon le type de polymère employé pour préparer le film microporeux. Ainsi, par exemple, lorsque le polymère est du polyéthylène le dosage de radiation ne devrait pas être ie greater than about 20 megarads at single exposure) should be avoided to avoid excess heating and film contraction and degradation of hydrophilic monomers and microporous film. If the dosage is too low, however, chemical fixation will not occur and the hydrophilic monomer will be rapidly lost. The minimum radiation dosage that will result in chemical uptake of the hydrophilic monomer will vary depending on the type of polymer used to prepare the microporous film. So, for example, when the polymer is polyethylene the radiation dosage should not be
inférieur à environ 1 mégarad tandis que pour le poly- less than about 1 megarad while for the poly-
propylène le dosage de radiation ne devrait pas être propylene the radiation dosage should not be
inférieur à environ 2 mégarads et de préférence non- less than about 2 megarads and preferably not
inférieur à environ 3 mégarads.less than about 3 megarads.
Des températures ambiantes peuvent être employées de manière satisfaisante pour l'irradiation bien que des Ambient temperatures can be used satisfactorily for irradiation although
températuresélevées puissent également être employées. High temperatures can also be used.
Puisque l'oxygène tend à inhiber la réticulation du monomère hydrophile sur le film microporeux on préfère conduite le traitement de radiation du film microporeux sous atmosphère inerte telle que azote ou un autre gaz inerte. Since oxygen tends to inhibit the crosslinking of the hydrophilic monomer on the microporous film, the radiation treatment of the microporous film under an inert atmosphere such as nitrogen or other inert gas is preferred.
Comme discuté précédemment, le pourcentage d'addi- As discussed previously, the percentage of addi-
tion peut être choisi sur la base de la résistance can be chosen on the basis of resistance
électrique du film microporeux.electric microporous film.
La résistance électrique (procédé par courant continu) d'un film microporeux est détermiée par la trempe ou l'immersion d'un échantillon du film microporeux ayant m2 une aire ou superficie connue (par exemple, 1,29 cm) dans une solution de KOH à 40% en poids dans l'eau pendant 24 heures. L'échantillon résultant est ensuite disposé entre des électrodes de cadmium de travail (c'est-à-dire, une anode et une cathode) immergées dans un électrolyte d'une solution de KOH à 40% en poids dans l'eau et on passe The electrical resistance (DC method) of a microporous film is determined by quenching or immersing a microporous film sample having a known area or area (e.g., 1.29 cm) in a microporous film solution. KOH at 40% by weight in water for 24 hours. The resulting sample is then disposed between working cadmium electrodes (i.e., anode and cathode) immersed in an electrolyte of a 40 wt% KOH solution in water and past
un courant continu d'ampérage connu (par exemple 40 milli- a continuous current of known amperage (for example 40 milli-
ampères) à travers la cellule entre les électrodes. La chute de potentiel à travers le film (E) est mesurée avec un électromètre. La chute de potentiel à travers la cellule sans le film microporeux disposé dans celle-ci (E') est amperes) through the cell between the electrodes. The potential drop across the film (E) is measured with an electrometer. The potential drop across the cell without the microporous film disposed therein (E ') is
également déterminée en employant le même courant. also determined by using the same current.
La résistance électrique du film microporeux est ensuite déterminée suivant l'équation: The electrical resistance of the microporous film is then determined according to the equation:
R.E. = (E' - E)AR.E. = (E '- E) A
I dans laquelle A représente l'aire ou la surface du film exposé en cm2, I représente le courant à travers la cellule en milliampères, R.E. représente la résistance électrique du film microporeux en milliohms par cm2 Where A represents the area or surface of the exposed film in cm 2, I represents the current through the cell in milliamps, R.E. represents the electrical resistance of the microporous film in milliohms per cm 2
et Et et E sont comme décrits.and Et and E are as described.
La perméabilité à l'eau ou le taux d'écoulement d'eau du film microporeux hydrophile de la présente invention est déterminée en mesurant le taux d'écoulement d'eau à travers une aire ou surface spécifique du film tandis que l'eau est sous une pression différentielle d'une atmosphère. Ainsi, le taux d'écoulement d'eau est exprimé en unités de volume d'eau en centimètres cubes par minute par centimètre carré de la surface ou de l'aire du film cl est-à-dire, en cm3/mn/cm2, La perméabilité à l'air du film microporeux de la présente invention est déterminée par le test de Gurley, c'est-à-dire, selon la norme ASTM D 726 en montant un film ayant une aire ou surface d'environ 7,46 cm2 dans un densomètre Gurley standard. Le film est soumis à une pression différentielle standard (la chute de pression à travers le film) d'environ 30,9 cm d'eau. Le temps en secondes exigé pour passer 10 cm3 à travers le film est une indication de la permiabilité. Une valeur Gurley supérieure à environ 1,5 minute est une indication que les The water permeability or water flow rate of the hydrophilic microporous film of the present invention is determined by measuring the rate of water flow through a specific area or surface of the film while the water is under a differential pressure of an atmosphere. Thus, the water flow rate is expressed in units of water volume in cubic centimeters per minute per square centimeter of the area or area of the film, i.e., in cm 3 / min / cm 2 The air permeability of the microporous film of the present invention is determined by the Gurley test, i.e., according to ASTM D 726, by mounting a film having an area or area of about 7, 46 cm2 in a standard Gurley densometer. The film is subjected to a standard differential pressure (the pressure drop across the film) of about 30.9 cm of water. The time in seconds required to pass 10 cm3 through the film is an indication of permeability. A Gurley value greater than about 1.5 minutes is an indication that
pores sont bouchés.pores are clogged.
Les films microporeux hydrophiles de la présente invention trouvent de nombreux emplois variables. En particulier, on trouve l'utilité dans des domaines o le passage contrôlé de l'humidité à travers un film ou une surface est désirée. En outre, des films fabriqués selon la présente invention peuvent être employés comme support de membrane de filtre ou des filtres utiles dans la séparation de matériaux ultra-fins à partir de divers The hydrophilic microporous films of the present invention find many variable uses. In particular, utility is found in areas where the controlled passage of moisture through a film or surface is desired. In addition, films made according to the present invention can be used as a filter membrane support or filters useful in the separation of ultra-fine materials from various
liquides et en tant que séparateurs de batterie. liquids and as battery separators.
D'autres buts, caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lumière de la Other objects, features and advantages of the present invention will become apparent in light of the
description explicative qui va suivre faite en référence explanatory description which will follow made reference
aux exemplessuivants donnés simplement à titre d'illustra- the following examples given merely as illustrations
tion et qui ne sauraient en aucune façon limiter la portée de la présente invention. Toutes les parties et les and in no way limit the scope of the present invention. All parties and
pourcentages dans les exemples ainsi que dans la description percentages in the examples as well as in the description
et les revendications sont en poids sauf indicationss and the claims are by weight unless indicated
contraires.otherwise.
EXEMPLE 1EXAMPLE 1
PARTIE APART A
Cette discussion illustre la préparation d'un film microporeux de polyoléfine normalement hydrophobe par la méthode "d'étirement à sec" comme illustrée par le brevet This discussion illustrates the preparation of a microporous polyolefin film normally hydrophobic by the method of "dry stretching" as illustrated by the patent
américain NO 3 801 404.American No. 3,801,404.
Du propylène cristallin ayant un indice de fusion de 0,7 et une densité de 0,92 est extrudé à la fusion à 230"C à travers une matrice à fente de 20,30 cm du type à cintre en employant un extrudeur de 2,54 cm avec un écrou de mesure à canal plat. Le rapport de la longueur Crystalline propylene having a melt index of 0.7 and a density of 0.92 is melt extruded at 230 ° C through a 20.30 cm slit matrix of the hanger type using an extruder of 2, 54 cm with a measuring nut with flat channel The length ratio
par rapport au diamètre du barreau extrudeur est de 24/1. relative to the diameter of the extruder bar is 24/1.
L'extrudat est étiré très rapidement Jusqu'à un rapport d'étirement à la fusion de 150, et contacté avec un rouleau de moulage tournant maintenu à 50C, et à une The extrudate is stretched very rapidly to a melt stretch ratio of 150, and contacted with a rotating molding roll held at 50 ° C, and
distance de 1,905 cm à partir de la lèvre de la matrice. distance of 1.905 cm from the lip of the matrix.
On trouve que le film produit de cette manière possède les propriétés suivantes: épaisseur: 0,00508 cm; récupération d'une élongation de 50% à 25"C, 50,3%; cristallinité: 59,6% Un échantillon de ce film est recuit au four avec de l'air sous une légère contrainte à 1400C pendant environ It is found that the film produced in this way has the following properties: thickness: 0.00508 cm; recovery of an elongation of 50% at 25 ° C, 50.3%, crystallinity: 59.6% A sample of this film is annealed in the oven with air under a slight stress at 1400C for about
minutes, enlevé du four et laissé refroidir. minutes, removed from the oven and allowed to cool.
L'échantillon du film élastique recuit est ensuite soumis à un étirage à froid et un étirage à chaud à un taux d'extension de 0,50:1, et ensuite durci thermiquement sous tension ou contrainte, c'est-à-dire, à une longueur The sample of the annealed elastic film is then subjected to cold drawing and hot stretching at an extension ratio of 0.50: 1, and then heat-cured under tension or stress, i.e., at a length
constante, à 1450C pendant 10 minutes dans l'air. La- constant, at 1450C for 10 minutes in the air. The-
partie d'étirage àfroid est conduite à 250C, la partie d'étirage à chaud est conduite à 145C, et le tirage total cold draw portion is conducted at 250C, the hot stretch portion is conducted at 145C, and the total draw
est 100%, basé sur la longueur originelle du film élastique. is 100%, based on the original length of the elastic film.
Le film résultant a une longueur de la dimension de pore moyenne d'environ 3.000 Angstr6ms, une cristallinité The resulting film has an average pore size of about 3,000 Angstroms, a crystallinity
d'environ 59,6%, et une aire spécifique d'environ 8,54m2/g. about 59.6%, and a specific surface area of about 8.54m2 / g.
L'épaisseur du film microporeux est de 2,54.10-3 cm. The thickness of the microporous film is 2.54 × 10 -3 cm.
PARTIE BPART B
Un rouleau continu du film microporeux de 3,048 m de longueur et de 15,24 cm de largeur, préparé seion la partie A est ensuite passé à travers un bain d'acide acrylique glacial (c'est-à-dire 100%) et ensuite à travers un rouleau de compression pour obtenir une addition de 1,5% après réticulation, durcissement ou vulcanisation, en poids, par rapport au poids du film avant l'imprégnation comms déterminé par analyse infrarouge. Le film impr6égné est ensuite passé en-dessous de la fenêtre d'un générateur à fa;sceau électronique allongé (c'est-à-dire, de 60,96 cm A continuous roll of microporous film 3.048 m long and 15.24 cm wide, prepared in Part A, was then passed through a bath of glacial acrylic acid (i.e. 100%) and then through a compression roll to obtain an addition of 1.5% after crosslinking, curing or vulcanization, by weight, based on the weight of the film before impregnation as determined by infrared analysis. The impregnated film was then passed under the window of an elongated electronic-format generator (ie, 60.96 cm
de longueur) à une vitesse linéaire de 6,096 m par minute. of length) at a linear speed of 6.096 m per minute.
Le générateur de faisceau électronique est réglé pour fournir une dose de 3 mégarads à la vitesse linéaire employée. La teneur en oxygène de l'atmosphère en-dessous de la fenêtre de la portière eten contact avec le film microporeux est maintenue en-dessous de 500 ppm en The electron beam generator is set to provide a dose of 3 megarads at the linear speed employed. The oxygen content of the atmosphere below the door window and in contact with the microporous film is kept below 500 ppm by
incluant la fen-ie dans une chambre purgée à l'azote. including the fen-ie in a chamber purged with nitrogen.
Un échantillon de film microporeux sec réticulé est ensuite testé pour la mouillabilité par l'essai à la goutte. L'essai à la goutte est conduit en plaçant ue@ goutte de 0,6 ml de KOH à 2% dans l'eau sur la surface du film. On observe ensuite visuellement le film. Si la portion du film sur laquelle la goutte est placée devient translucide et le cOt6 opposé du film sur lequel la goutte est placée apparaît mouillé on détermine le film comme A cross-linked dry microporous film sample is then tested for wettability by the drop test. The drop test is conducted by placing 0.6 ml of 2% KOH in water on the surface of the film. The film is then visually observed. If the portion of the film on which the drop is placed becomes translucent and the opposite side of the film on which the drop is placed appears wet, the film is determined as
étant mouillé (comme indiqué au tableau 1 par le commen- being wet (as shown in Table 1 by the commentary
taire l'oui"). L'essai à la goutte est conduit sur un échantillon à ligne fermée du film immédiatement après irradiation, et sur un échantillon qui a été stocké pendant Say yes. ") The drop test is conducted on a closed-line sample of the film immediately after irradiation, and on a sample that has been stored for a period of time.
une semaine à la température ambiante. one week at room temperature.
Plusieurs autres échantillons sont pris à partir du rouleau de film microporeux réticulé et testéspour la résistance électrique de la manière décrite ici après trempe dans une solution aqueuse à 40% en poids de KOH maintenue à 600C pendant 1 heure, 24 heures, 4 jours et Several other samples are taken from the cross-linked microporous film roll and tested for electrical resistance as described herein after quenching in 40% by weight aqueous KOH solution maintained at 600 ° C. for 1 hour, 24 hours, 4 days and
8 jours respectivement et on donne la moyenne des résultats. 8 days respectively and we give the average of the results.
La trempe de l'échantillon de film dans du KOH chaud pendant des périodes de temps progressivement plus longues simule le vieillissement sur des longues périodes de temps. L'aire ou la surface de chaque échantillon testé pour la résistance électrique est de 1,19 cm2, et le Quenching the film sample in hot KOH for progressively longer periods of time simulates aging over long periods of time. The area or area of each sample tested for electrical resistance is 1.19 cm2, and the
courant employé est de 40 milliampères en courant continu. Current used is 40 milliamperes DC.
Trois échantillons du rouleau de film microporeux réticulé sont testés pour la perméabilité à l'écoulement Three samples of the cross-linked microporous film roll are tested for flow permeability
d'air selon l'essai Gurley ASTM-D-726B. of air according to Gurley ASTM-D-726B.
On résume les résultats sous la forme d'un diagramme au tableau I. Des échantillons du rouleau de film microporeux réticulé sont également testés pour l'écoulement de l'eau après l'immersion ou la trempe dans une solution de KOH à 31% aqueuse maintenue à 1000C pendant 24 heures en plaçant chaque échantillon ayant une aire ou superficie de 11,3 cm2 dans un châssis de filtre à millipores. Le filtre à millipores est rempli d'eau et mis sous pression à une atmosphère différentielle entre les deux surfaces de l'échantillon de film. On recueille l'eau lorsqu'elle passe à travers le film microporeux pendant une période de 5 minutes. On convertit les résultats en centimètres cubes d'eau recueillis par minute par cm2 de surface de film. On résume les résultats au tableau I. The results are summarized in chart form in Table I. Samples of the crosslinked microporous film roll are also tested for water flow after immersion or quenching in 31% aqueous KOH solution. maintained at 1000C for 24 hours by placing each sample having an area or area of 11.3 cm 2 in a millipore filter frame. The millipore filter is filled with water and pressurized to a differential atmosphere between the two surfaces of the film sample. The water is collected as it passes through the microporous film for a period of 5 minutes. The results are converted into cubic centimeters of water collected per minute per cm 2 of film area. The results are summarized in Table I.
EXEMPLE COMPARATIFCOMPARATIVE EXAMPLE
On répète l'exemple 1 à l'exception que la dose de radiation employée pour la réticulation est réduite à 1 mégarad. On résume les résultats au tableau I. On expose également un film microporeux non-revêtu préparé selon l'exemple 1 à une radiation ionisante et on teste de la même manière que décrite à l'exemple 1 et on s'en sert comme contrôle. On résume les résultats au tableau I. Comme on peut le voir à partir des résultats du tableau I, on pense qu'une dose de 1 mégarad est trop faible pour réaliser une réticulation effective dans un film microporeux de polypropylène comme indiqué par la résistance électrique infinie du film microporeux de l'exemple comparatif. On pense que l'essai de mouillabilité positive de l'exemple comparatif sur l'échantillon à ligne fermée est dé à de l'acide acrylique résiduel qui n'a pas été chimiquement fixé par l'irradiation. On pense que la mouillabilité négative du film de cet exemple comparatif après une semaine est due à la perte de l'acide acrylique pendant la période de stockage d'une semaine. Ceci est confirmé par la résistance électrique infinie du film Example 1 is repeated except that the radiation dose employed for the crosslinking is reduced to 1 megarad. The results are summarized in Table I. An uncoated microporous film prepared according to Example 1 is also exposed to ionizing radiation and tested in the same manner as described in Example 1 and used as a control. The results are summarized in Table I. As can be seen from the results of Table I, it is believed that a 1 megarad dose is too low to effect effective crosslinking in microporous polypropylene film as indicated by electrical resistance. infinite microporous film of the comparative example. The positive wettability test of the Comparative Example on the closed line sample is believed to be residual acrylic acid which has not been chemically fixed by the irradiation. It is believed that the negative wettability of the film of this comparative example after one week is due to the loss of acrylic acid during the one week storage period. This is confirmed by the infinite electrical resistance of the film
après une semaine de stockage.after a week of storage.
On peut également voir que la résistance électrique du film de l'exemple 1 augmente après 4 jours d'exposition à du KOH chaud et ensuite chute légèrement après 8 jours d'exposition. On croit que la chute après 8 jours de vieillissement peut être due à la conversion complète de la réticulation acrylique en sa forme de sel tandis qu'après 4 jours de vieillissementla conversion du sel est seulement partiellement complète. Ainsi, la conversion complète de la réticulation acrylique sous sa forme de sel apparalt pour diminuer la résistance électrique. It can also be seen that the electrical resistance of the film of Example 1 increases after 4 days of exposure to hot KOH and then drops slightly after 8 days of exposure. It is believed that the drop after 8 days of aging may be due to the complete conversion of the acrylic crosslinking into its salt form while after 4 days of aging the conversion of the salt is only partially complete. Thus, the complete conversion of acrylic crosslinking in its salt form appears to decrease the electrical resistance.
un jaewzo; inod Ujlnos mITj np uoTsnz4lxa,p apoqam el jaed 9audgad.se 0'6 uoaTAuep eaiTelnolom spTod ue uoTnqTasTp ep xne un 1.a 'çmo/2 096'0 ap q:Tsuap aun '000*08 UOj -TAuep spTod ue uaXom aiTlnoglom spTod un O0'g ap uoTsnu ap aoTpuT un %uee uTIlls.4To auqlxqI4lod nu À MueAIos aed %uamaJT%9pu 9p9ooad el jed auaIlxq4&Iod ap xnaaodoJoTm mITJ un,p uoTJexedgad el aaQsnl1T uoTssnosTp a%1aD a jaewzo; inod Ujlnos mITj np uoTsnz4lxa, p apoqam el jaed 9audgad.se 0'6 uoaTAuep eaiTelnolom spTod ueTnqTasTp ep xne a 1.a 'çmo / 2 096'0 ap q: Tsuap aun' 000 * 08 UOj -TAuep spTod ue uaXom aiTlnoglom spTod an OO'g ap uoTsnu ap aoTpuT a% uee uTIlls.4To auqlxqI4lod nu to MueAIos aed% uamaJT% 9pu 9p9ooad el jed auaIlxq4 & Iod ap xnaaodoJoTm mITJ a, p uoTJexedgad el aaQsnl1T uoTssnosTp a% 1aD
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9umll&a%.p uou: UN UN O 5ú'0 WD/uN/ç?Q) nea,p %uamalnoo 01 C %N V'6 (sepuooas-&alanD) (YTe) eaaTno OL O I 0 ' (pe sxnoC 8 s> ú89'. SJn:Te 1 _; 90'1 seanet1 iZ eaanaq g (Zao/saqoTîII) LL'O oanaR Xol, enb-FaoeI[g cm uou Tno uTemas 1 sade UN Tno Tno e wa:e$ euSTI (e2%no2 Bed Tsese) 9%TTIqulTnoN 1'6 60'9 L '6 (um/w) eaTeBUTI gse%1TA ú I ç (speaesm) asoa 7I[glluOo $T1eJeamOO ealcmexa ealdexa i nyallavil film précurseur (7,62 cm d'épaisseur) et laissé refroidir par trempe dans de l'air à 25 C. Un échantillon du film précurseur résultant est ensuite immergé pendant une période d'une minute dans du trichloroéthylène à 70 C et subséquemment étiré, tout en étant immergé dans le trichloroéthylène maintenu à la température de 70 C, à un taux de contrainte de 150%/mn Jusqu'à 4 fois sa longueur initiale (c'est-à-dire, étirement total de 300%). Le trichloroéthylène est ensuite enlevé par évaporation et l'6cl2antillon est étiré dans la direction de la machine transversale à im degré d'étirement d'environ 50% et laissé sécher dans l'air à l'état étiré. Le séchage est 9umll & a% .p uou: A ONE O 5u'0 WD / uN / ç? Q) nea, p% uamalnoo 01 C% N V'6 (sepuooas- & alanD) (YTe) eaaTno OL OI 0 '(eg sxnoC 8 s > Ü89 ', SJn: Te 1 _; 90'1 seanet1 iZ eaanaq g (Zao / saqoTîII) Ooana Xol, enb-FaoeI [g cm uou Tno uTemas 1 sade A Tno Tno e wa: e $ euSTI (e2 % no2 Bed Tsese) 9% TTIqulTnoN 1'6 60'9 The 6 (um / w) eaTeBUTI gse% 1TA ú I ç (speaesm) asoa 7I [glluOo $ TlcEWeOO ealcmexa ealdexa i nyallavil precursor film (7.62 cm d thickness) and quenched in air at 25 ° C. A sample of the resulting precursor film is then immersed for one minute in trichlorethylene at 70 ° C. and subsequently stretched while being immersed in trichlorethylene. maintained at a temperature of 70 ° C. at a strain rate of 150% / min Up to 4 times its initial length (i.e. 300% total stretch) Trichlorethylene is then removed by evaporation and the 6cl2antillon is stretched in the direction of the machine tran sversale at a stretching degree of about 50% and allowed to air dry in the stretched state. Drying is
réalisé à 25 C.made at 25 C.
Le film microporeux résultant présente une cristallînité d'environ 60%, une longueur de pore moyenne d'environ 5.000 Angstrbms, et une aire spécifique entre environ 10 et environ 25 m2/go The resultant microporous film has a crystallinity of about 60%, an average pore length of about 5,000 Angstroms, and a specific surface area of about 10 to about 25 m2 / g.
PARTIE BPART B
Plusieurs échantillons de film microporeux ayant une épaisceur de 2,54.103 cm préparés selon la partie A sont plongés dans de l'acide acrylique glacial (100%) et le film devient translucide. On permet aux échantillons de sécher jusqu'A ce qe e ilm preneune apparence opaque blanche laquelle apparence est indicatrice de la quantité appropriée de revêtement monomère capable de réaliser une addition d'environ 1,5%o. Les échantillons résultants sont ensuite passes en-dessous d'un rideau de faisceau électronique allongé (c'est-à-dire 60,96 cm de longueur) et irradiés avec des doses variables de radiation tout en maintenant l'atmosphère sous la fenêtre et en contact avec le film microporeux avec moins de 500 ppm d'oxygène de la manière employée à l'exemple 1. Les films réticulés résultants sont testés par l'écoulement d'air Gurley, la résistance électrique (après immersion pendant 24 heures dans une solution à 40% de KOH à 60 C) et la mouillabilité Several microporous film samples having a thickness of 2.54 × 10 3 cm prepared according to Part A are immersed in glacial acrylic acid (100%) and the film becomes translucent. The samples are allowed to dry until they have a white opaque appearance which appearance is indicative of the appropriate amount of monomer coating capable of effecting an addition of about 1.5%. The resulting samples are then passed beneath an elongated electron beam curtain (i.e. 60.96 cm in length) and irradiated with varying doses of radiation while maintaining the atmosphere under the window and in contact with the microporous film with less than 500 ppm oxygen as used in Example 1. The resulting crosslinked films are tested by Gurley airflow, the electrical resistance (after immersion for 24 hours in a 40% KOH solution at 60 ° C) and wettability
par l'essai à la goutte de la manière décrite à l'exemple 1. by the drop test as described in Example 1.
On résume les résultats au tableau II comme essais 1 à 8. Le pourcentage d'addition des échantillons de film réticulé résultant est également déterminé par The results in Table II are summarized as Tests 1 to 8. The percentage of addition of the resulting crosslinked film samples is also determined by
analyse infrarouge et on montre les résultats au tableau II. infrared analysis and the results are shown in Table II.
Comme on peut le voir à partir des résultats du tableau II pour les essais 4 et 7, la résistance électrique est infinie et les échantillons ne se mouillent pas. On pense que ces résultats sont attribuables à l'emploi d'un trop faible dosage de radiation pour réaliser la fixation chimique. Par conséquent, on pense que le monomère hydrophile s'évapore comme mis en évidence par le manque de toute addition mesurable avec une perte résultante As can be seen from the results in Table II for Tests 4 and 7, the electrical resistance is infinite and the samples do not get wet. These results are thought to be attributable to the use of too low a dosage of radiation to achieve chemical fixation. Therefore, it is believed that the hydrophilic monomer evaporates as evidenced by the lack of any measurable addition with resulting loss.
des propriétés.properties.
Les échantillons de film des essais 1, 2, 5, 6 et 8 montrent une faible résistance électrique et sont mouillables. On pense que la résistance électrique plus élevée de l'échantillon de film de l'essai 3 est due à une hétérogénéité visuellement observée du film. En outre, ces échantillons de film dans lesquels la fixation chimique se produit, comme indiqué par une addition de 1,5%, présentent seulement une légère chute de perméabilité à l'air. Ceci indique que les pores restent non obstrués The film samples from runs 1, 2, 5, 6 and 8 show low electrical resistance and are wettable. It is believed that the higher electrical resistance of the test 3 film sample is due to a visually observed heterogeneity of the film. In addition, those film samples in which the chemical fixation occurs, as indicated by a 1.5% addition, show only a slight drop in air permeability. This indicates that the pores remain unobstructed
après une fixation chimique.after a chemical fixation.
m'11TJ ae suep 9%TpUgo,9I0Jp4 aun enp %se agpal9 enbTloalp aoue:sTsz el enb esued uo * Tlno uou Tno Tno uou Tno Tno Tno 9L'O 9 I'O 9&'O 99'O 9ú'0 09'0 9t'O 9'0 ç'0 0O-'O 0O'O 0O '0 gú'O 9{'0 V'0 4'0 siqady i:.UeAY a4no02 aud TeSSa P.TTlTqellTnoM gkO'Z &69'0 ' I. * Oz8'9 If you have not done so, please do not hesitate to send me a message. ## EQU1 ## 'I. * Oz8'9
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G', I.G ', I.
"I. o ç d. "I. "t. UOTI.UTpLZ.ZT sqade PuTwJarl.9p UOTn1TppU p enbTIlZúov apToy r.- cm t'o c0 %,, Ln irt [ iii1[ On a décrit les principaux modes de réalisation préférés et modes d'opération de la présente invention "I. o ç d." I. The main preferred embodiments and modes of operation of the present invention are described in the following text: "UOTI.UTpLZ.ZT sqade PuTwJarl.9p UOTn1TppU penbTIlZUov apToy r.- cm oo c0% ,, Ln irt [iii1
dans la description précédente. Bien entendu, l'invention in the previous description. Of course, the invention
n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits qui ont été donnés à titre d'exemple. En particulier, l'invention comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre de la protection is not limited to the described embodiments which have been given by way of example. In particular, the invention comprises all the means constituting technical equivalents of the means described and their combinations if they are executed according to its spirit and implemented in the context of protection
comme revendiquée.as claimed.
R E V E N D IC A T I ONSR E V E N D IC A T I ONS
1. Procédé pour rendre un film microporeux de polyoléfine normalement hydrophobe, hydrophile, en amémiorant le taux d'écoulement d'eau à travers celui-ci et en réduisant la résistance électrique de celui-ci, caractérisé en ce qu'il comprend: (a) le revCtament de la surface des micropores d'un film microporeux à cellules ouvertes polyoléfinique normalement hydrophobe caractérisé par une densité volumique ou enri masse réduite en comparaison de la densité volumique ou en masse d'un film précurseur à partir duquel il est préparé, une dimension de pore moyenne d'environ 200 & environ 10.000 Angstrbms, et une aire spécifique d'au moins environ 10 mètres carrés par gramme, avec au moins un monomère hydrocarbonê organique hydrophile A process for rendering a microporous, normally hydrophobic, hydrophilic polyolefin film by improving the rate of water flow therethrough and reducing the electrical resistance thereof, characterized in that it comprises: a) the surface coating of the micropores of a normally hydrophobic polyolefinic open-cell microporous film characterized by a reduced volume or mass density in comparison with the bulk or bulk density of a precursor film from which it is prepared, an average pore size of about 200 to about 10,000 Angstroms, and a specific surface area of at least about 10 square meters per gram, with at least one hydrophilic organic hydrocarbon monomer
ayant d'environ 2 à environ 18 atomes de carbone caracté- having from about 2 to about 18 carbon atoms
risoé par la présence d'au moins une double liaison et d'au moins un groupe fonctionnel polaire; et (b) la fixation chimique sur la surface des micropores du film microporeux d'une quantité dudit monomère hydrocarboné organique hydrophile suffisante pour préserver la nature à cellules ouvertes desdits micropores et suffisante pour obtenir uie addition d'environ 0,1 à environ 10%, en poids, par rapport au poids du film microporeux non-revêtu, en irradiant le film microporeux revêtu de (a) avec deenviron 1 à environ risoed by the presence of at least one double bond and at least one polar functional group; and (b) chemically binding to the micropore surface of the microporous film an amount of said hydrophilic organic hydrocarbon monomer sufficient to preserve the open-cell nature of said micropores and sufficient to obtain an addition of from about 0.1 to about 10% , by weight, based on the weight of the uncoated microporous film, by irradiating the microporous film coated with (a) with from about 1 to about
mégarads de radiation ionisante.megarads of ionizing radiation.
* 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le monomère hydrocarboné organique hydrophile a d'environ 2 à environ 14 atomes de carbone et au moins un groupe fonctionnel polaire choisi parmi le groupe consistant d'un groupe carboxyle, sulfo, sulfino, hydroxyleThe process according to claim 1, characterized in that the hydrophilic organic hydrocarbon monomer has from about 2 to about 14 carbon atoms and at least one polar functional group selected from the group consisting of carboxyl, sulfo, sulfino, hydroxyl
ammonio, amino et phosphono.ammonio, amino and phosphono.
3.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le monomère hydrocarboné organique hydrophile précité est choisi parmi le groupe consistant d'acides acryliques non-substitués et alcoyle substitués, d'esters 3. A process according to claim 1, characterized in that the aforementioned hydrophilic organic hydrocarbon monomer is selected from the group consisting of unsubstituted acrylic acids and substituted alkyl, esters
de vinyle, de vinyléthers et de leurs mélanges. vinyl, vinyl ethers and mixtures thereof.
4.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le monomère hydrocarboné organique hydrophile est choisi parmi le groupe consistant d'acide acrylique, 4. A process according to claim 1, characterized in that the hydrophilic organic hydrocarbon monomer is selected from the group consisting of acrylic acid,
d'acide méthacrylique, de vinylacétate et de leurs mélange. methacrylic acid, vinyl acetate and mixtures thereof.
5.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le film microporeux normalement hydrophobe précité est préparé à partir de polymères choisis parmi le groupe consistant de polyéthylène, et de polypropylène et est préparé par le procédé "d'étirement au solvant" 5. A process according to claim 1, characterized in that the above-mentioned hydrophobic microporous film is prepared from polymers selected from the group consisting of polyethylene and polypropylene and is prepared by the "solvent stretching" process.
ou le procédé "d'étirement à secn. or the method of dry stretching.
6.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la surface des micropores du film microporeux normalement hydrophobe est chimiquement fixée avec une addition de monomère hydrocarboné organique hydrophile d'environ 0,5 à environ 2,5%-en poids, par rapport au 6. A process according to claim 1, characterized in that the surface of the micropores of the normally hydrophobic microporous film is chemically fixed with an addition of hydrophilic organic hydrocarbon monomer of from about 0.5 to about 2.5% by weight, by report to
poids du film non-revêtu.weight of the uncoated film.
7.- Procédé pour rendre un film microporeux normalement hydrophobe à cellules ouvertes, hydrophile en augmentant le taux d'écoulement de l'eau à travers celui-ci et en réduisant la résistance électrique de celui-ci, caractérisé en ce qu'il comprend: (a) le revêtement de la surface des micropores d'un film microporeux normalement hydrophobe à cellules ouvertes préparé à partir de polymères choisis parmi le groupe consistant de polyéthylène et de polypropylène, ledit film étant caractérisé par une densité volumique réduite en comparaison de la densité volumique d'un film 7. A process for rendering a microporous film normally hydrophobic with open cells, hydrophilic by increasing the rate of flow of water therethrough and reducing the electrical resistance thereof, characterized in that it comprises (a) coating the surface of the micropores with a normally open cell hydrophobic microporous film prepared from polymers selected from the group consisting of polyethylene and polypropylene, said film being characterized by a reduced volume density in comparison with the density of a film
précurseur à partir duquel il -est préparé, une cristalli- precursor from which it is prepared, a crystallization
nité supérieure à environ 30%, une dimension de pore moyenne d'environ 400 à environ 5.000 Angstrôms, et une aire spécifique d'au moins environ 10 mètres carrés par gramme, avec au moins un monomère hydrocarboné organique hydrophile choisi parmi le groupe consistant d'acide acrylique, d'acide méthacrylique, de vinylacétate; et (b) la fixation chimique sur la surface des micropores du film microporeux d'une quantité dudit monomère hydrophile suffisante pour préserver la nature à cellules ouvertes desdits micropores et suffisante pour obtenir une addition d'environ 0,1 à environ 10%, en greater than about 30%, an average pore size of about 400 to about 5,000 Angstroms, and a surface area of at least about 10 square meters per gram, with at least one hydrophilic organic hydrocarbon monomer selected from the group consisting of acrylic acid, methacrylic acid, vinyl acetate; and (b) chemically attaching to the surface of the micropores of the microporous film an amount of said hydrophilic monomer sufficient to preserve the open cell nature of said micropores and sufficient to obtain an addition of from about 0.1 to about 10%,
poids, par rapport au poids du film microporeux non- weight, relative to the weight of the non-microporous film
revêtu, par irradiation du film microporeux revêtu de (a) avec d'environ 1 à environ 10 mégarads de radiation ionisante. 8.- Film microporeux à cellules ouvertes hydrophile caractérisé en ce qu'il comprend: (a) un film microporeux normalement hydrophobe à cellules ouvertes caractérisé par une densité volumique réduite en comparaison de la densité volumique d'un film précurseur à partir duquel il est préparé, une dimension de pore moyenne d'environ 200 à environ 10.000 Angstr ms et une aire spécifique d'environ 10 mètres carrés par gramme; et (b) un revêtement sur la surface des micropores du film microporeux d'au moins un monomère hydrocarboné organique hydrophile ayant d'environ 2 à environ 18 atomes de carbone caractérisé par la présence d'au moins une double liaison et d'au moins un groupe fonctionnel polaire, ledit revêtement de monomère hydrocarboné organique hydrophile étant chimiquement fixé à la surface des micropores du film microporeux, par exposition à environ 1 à environ 10 mégarads de radiation ionisante, et en une quantité suffisante pour préserver la nature à cellules ouvertes du film microporeux et pour obtenir une addition d'environ 0,1 à environ 10%, en poids, par rapport au coated by irradiating the microporous film coated with (a) with from about 1 to about 10 megarads of ionizing radiation. 8. Microporous film with open cell hydrophilic characterized in that it comprises: (a) a microporous film normally hydrophobic open cell characterized by a reduced density in comparison with the density of a precursor film from which it is prepared, an average pore size of about 200 to about 10,000 Angstroms and a specific area of about 10 square meters per gram; and (b) coating on the micropore surface of the microporous film of at least one hydrophilic organic hydrocarbon monomer having from about 2 to about 18 carbon atoms characterized by the presence of at least one double bond and at least one a polar functional group, said hydrophilic organic hydrocarbon monomer coating being chemically attached to the micropore film surface of the microporous film by exposure to about 1 to about 10 megarads of ionizing radiation, and in an amount sufficient to preserve the open-cell nature of the microporous film; microporous film and to obtain an addition of from about 0.1 to about 10%, by weight, relative to
poids du film microporeux non-revêtu. weight of the uncoated microporous film.
9.- Film microporeux hydrophile selon la revendi- 9. Microporous film hydrophilic according to the
cation 8, caractérisé en ce que le monomère hydrocarboné organique hydrophile précité a d'environ 2 à environ 14 atomes de carbone et au moins un groupe fonctionnel polaire choisi parmi le groupe consistant d'un groupe carboxyle, sulfo, sulfino, hydroxyle, ammonio, amino, et phosphono. 10.- Film microporeux hydrophile selon la revendication 8, caractérisé en ce que le monomère hydrocarboné organique hydrophile précité est choisi parmi le groupe consistant d'acides acryliques non- substitués et alcoyleubstitués, des esters de vinyle, cation 8, characterized in that said hydrophilic organic hydrocarbon monomer has from about 2 to about 14 carbon atoms and at least one polar functional group selected from the group consisting of carboxyl, sulfo, sulfino, hydroxyl, ammonio, amino, and phosphono. 10. The hydrophilic microporous film according to claim 8, characterized in that the abovementioned hydrophilic organic hydrocarbon monomer is chosen from the group consisting of unsubstituted and alkyl substituted acrylic acids, vinyl esters,
des vinyléthers et leurs mélanges. vinyl ethers and their mixtures.
11.- Film microporeux hydrophile selon la revendication 8, caractérisé en ce que le monomère hydrocarboné organique hydrophile précité est choisi parmi le groupe consistant d'acide acrylique, d'acide 11. The hydrophilic microporous film according to claim 8, characterized in that the above-mentioned hydrophilic organic hydrocarbon monomer is chosen from the group consisting of acrylic acid,
méthacrylique, de vinylacétate et de leurs mélanges. methacrylic acid, vinyl acetate and mixtures thereof.
12.- Film microporeux hydrophile selon la revendication 8, caractérisé en. ce que le film microporeux polymère normalement hydrophobe est choisi parmi le groupe consistant de polypropylène et de polyéthylène et est préparé par le procédé "d'étirement au solvant" ou 12. The hydrophilic microporous film according to claim 8, characterized in. the normally hydrophobic polymeric microporous film is selected from the group consisting of polypropylene and polyethylene and is prepared by the "solvent stretch" method or
le procédé "d'étirement à sec".the "dry stretching" method.
13.- Film microporeux hydrophile selon la revendication 8, caractérisé en ce que le monomère hydrophile précité est chimiquement fixé sur la surface des micropores à une addition d'environ 0,5 à environ 2,5% en poids, par rapport au poids du film microporeux non-revêtu. 13. The hydrophilic microporous film according to claim 8, characterized in that the aforementioned hydrophilic monomer is chemically fixed on the surface of the micropores at an addition of approximately 0.5 to approximately 2.5% by weight, relative to the weight of the uncoated microporous film.
14.- Film microporeux à cellules ouvertes hydro- 14.- Microporous film with open cells
phile, caractérisé en ce qu'il comprend: (a) un film microporeux à cellules ouvertes normalement hydrophobe préparé par le procédé "d'étirement au solvant" ou le procédé "d'étirement à sec" à partir de phile, characterized in that it comprises: (a) a normally hydrophobic open cell microporous film prepared by the "solvent stretching" method or the "dry stretching" method from
polymères choisis parmi le groupe consistant de poly- polymers selected from the group consisting of
éthylène, et de polypropylène, ledit film étant caractérisé par une densité volumique réduite par rapport à la densité volumique d'un film précurseur à partir duquel il est préparé, une cristallinité d'au moins 30%, une dimension de pore moyenne d'environ 400 à environ 5.000 Angstrôms, et une aire spécifique d'aumoins environ 10 mètres carrées par gramme; et (b) un revêtement sur la surface des micropores du film microporeux d'au moins un monomère hydrocarboné organique hydrophile ayant d'environ 2 à environ 18 atomes de carbone choisi parmi le groupe consistant en des acides acryliques non-substitués et alcoyl-substitués, des vinylesters, des vinyléthers, et leurs mélanges, ledit revtemient de monomère hydrocarboné organique hydrophile 6tant chimiqueïent fixé à la surface des micropores, par exposition à tune radiation ionisante 1u cd'environ 2 à arviron 5 mgaradse et en une quantité suffisante pour préserver la nature à cellules ouvertes des ic ropores du film microporeux et pour obtenir une addition d'environ 0,1 à environ 10% en poids, par ethylene, and polypropylene, said film being characterized by a reduced volume density with respect to the volume density of a precursor film from which it is prepared, a crystallinity of at least 30%, an average pore size of about 400 to about 5,000 Angstroms, and a specific area of at least about 10 square meters per gram; and (b) coating on the micropore surface of the microporous film of at least one hydrophilic organic hydrocarbon monomer having from about 2 to about 18 carbon atoms selected from the group consisting of unsubstituted and alkyl-substituted acrylic acids vinyl esters, vinyl ethers, and mixtures thereof, said hydrophilic organic hydrocarbon monomer coating being chemically attached to the micropore surface by exposure to ionizing radiation of from about 2 to about 5 mgaradse and in an amount sufficient to preserve the open-cell nature of the microporous film icoropores and to obtain an addition of from about 0.1 to about 10% by weight, by
rapport au poids du film miOcroporeux non-revêtu. relative to the weight of the uncoated microporous film.
15.- Film mieroporeux hydrophile selon la revendicat-ion 14, caractérisé en ce que le monomère trydrophile prc-iîté est choisi parmi le groupe consistant d'aoide acrylique, d'acide méthacrylique, d'acéetate de vinyle et de leurs mélanges, lequel monomère hydrophile est présent sur la surface des microporesE une quantité d'environ 0,5 & environ 2% en poids par rapport au poids 15. The hydrophilic microporous film according to claim 14, characterized in that the preferred trophilophilic monomer is chosen from the group consisting of acrylic acid, methacrylic acid, vinyl acetate and mixtures thereof, which Hydrophilic monomer is present on the surface of the microporesE in an amount of about 0.5% to about 2% by weight based on the weight
du film microporeux non-revêtu.uncoated microporous film.
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