JP2020179669A - 組成物及び作製方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】加工補助または最終製品としての特性が改善された、補強織物と、フルオロポリマーフィルム、コーティング、またはそれらの組み合わせとを含む複合材の提供。【解決手段】複合材は、第1のフルオロポリマーの第1の層102と、第1の層の上に重なっている補強ファブリックの少なくとも1つのプライの第2の層104と、第1の層とは反対の第2の層の上に重なっている第2のフルオロポリマーの第3の層106と、を含み、第1の層、第3の層、またはそれらの組み合わせは、欠陥の無い外面を有し、該複合材は、少なくとも約3メートルの連続長を有する。【選択図】図1

Description

本開示は、補強織物と、フルオロポリマーフィルム、コーティング、またはそれらの組
み合わせとを含む複合材に関する。
複合構造は、特に、様々な用途用の加工補助のための、またはレドームもしくは伸縮継
手のような最終製品として、多数の用途を有する。複合構造は、長期間にわたって外力に
耐えなければならない。例えば、多くの複合構造は、過酷な化学物質及び/または加工環
境と接触する。このように、抵抗層、例えばフルオロポリマーで作製された抵抗層は、産
業界で広く使用されている。フルオロポリマーは、過酷な環境から複合補強材を保護する
ために、耐薬品性、耐熱性、耐久性離型(durable release)、電気絶縁
性、耐久疎水性、及び低摩擦係数等の多くの望ましい特性を有する。例えば、複合補強構
造において使用される場合、フルオロポリマー層は、過酷な環境において加工補助または
最終製品として使用すると、複合材の完全性及び性能を維持することに役立つことができ
る。所望の特性に従って複合構造を調整することは課題となり得る。
したがって、加工補助または最終製品としての物理的要求を、露出した層にとって望ま
しい特性と組み合わせることができる改善された複合構造を提供することが望ましいであ
ろう。
第1の態様では、複合材は、第1のフルオロポリマーの第1の層と、第1の層の上に重
なっている補強織物の少なくとも1つのプライの第2の層と、第1の層とは反対の第2の
層の上に重なっている第2のフルオロポリマーの第3の層と、を含み、第1の層、第3の
層、またはそれらの組み合わせは、0.5平方インチ当たり50未満の表面亀裂を有する
外面を有し、該複合材は、少なくとも約3メートルの連続長を有する。
第2の態様では、複合材を製造する方法は、第1のフルオロポリマーの第1の層を準備
することと、補強織物の少なくとも1つのプライの第2の層を第1の層の上に重ねること
と、第2のフルオロポリマーの第3の層を、第1の層とは反対の第2の層の上に重ねてス
タックを形成することと、該スタックを2つの実質的に平行な表面を介して連続的に圧縮
かつ加熱して少なくとも3メートルの連続長の複合材を形成することと、を含み、第1の
層、第3の層、またはそれらの組み合わせは、0.5平方インチ当たり50個未満の表面
亀裂を有する外面を有する。
第3の態様では、電子デバイスを製造するための装置は、複合材を含み、該複合材は、
第1のフルオロポリマーの第1の層と、第1の層の上に重なっている補強織物の少なくと
も1つのプライの第2の層と、第1の層とは反対の第2の層の上に重なっている第2のフ
ルオロポリマーの第3の層と、を含み、第1の層、第3の層、またはそれらの組み合わせ
は、100平方メートル当たり高さ寸法における0.1mmの3つ未満の表面突起と、0
.5平方インチ当たり50未満の表面亀裂と、を有する外面を有し、該複合材は、少なく
とも約3メートルの連続長を有する。
第4の態様では、食品を加工するための装置は、複合材を含み、該複合材は、第1のフ
ルオロポリマーの第1の層と、第1の層の上に重なっている補強織物の少なくとも1つの
プライの第2の層と、第1の層とは反対の第2の層の上に重なっている第2のフルオロポ
リマーの第3の層と、を含み、第1の層、第3の層、またはそれらの組み合わせは、0.
5平方インチ当たり50未満の表面亀裂と、総厚10ミルを有する複合材の場合、約0.
05oz/m・日未満の水蒸気透過性と、を有する外面を有する。
第5の態様では、ポリマーを加工するための装置は、複合材を含み、該複合材は、第1
のフルオロポリマーの第1の層と、第1の層の上に重なっている補強織物の少なくとも1
つのプライの第2の層と、第1の層とは反対の第2の層の上に重なっている第2のフルオ
ロポリマーの第3の層と、を含み、第1の層、第3の層、またはそれらの組み合わせは、
0.5平方インチ当たり50未満の表面亀裂と、総厚10ミルを有する複合材の場合、約
0.05oz/m・日未満の水蒸気透過性と、を有する外面を有する。
第6の態様では、電子デバイスを絶縁するための装置は、複合材を含み、該複合材は、
第1のフルオロポリマーの第1の層と、第1の層の上に重なっている補強織物の少なくと
も1つのプライの第2の層と、第1の層とは反対の第2の層の上に重なっている第2のフ
ルオロポリマーの第3の層と、を含み、該複合材は、総厚10ミルを有する複合材の場合
、少なくとも1000ボルト/ミルの絶縁耐力を有する。
第7の態様では、ヒートシール可能なポリマーを加工するための装置は、複合材を含み
、該複合材は、第1のフルオロポリマーの第1の層と、第1の層の上に重なっている補強
織物の少なくとも1つのプライの第2の層と、第1の層とは反対の第2の層の上に重なっ
ている第2のフルオロポリマーの第3の層と、を含み、第1の層、第3の層、またはそれ
らの組み合わせは、0.5平方インチ当たり50未満の表面亀裂を有する外面を有し、該
複合材は、20マイクロインチ未満の表面平滑性Ra値を有する。
本開示は、添付の図面を参照することによって、より十分に理解され得、その多くの特
徴及び利点が当業者に明らかにされよう。
複合材の例示的な実施形態の概略断面図である。 複合材の例示的な実施形態の概略断面図である。 複合材の例示的な実施形態の概略断面図である。 未加工の対照材料と比較した例示的な加工した複合材のピンオンディスク摩耗試験によって測定された摩擦係数のグラフ図である。 未加工の対照材料と例示的な加工した複合材とを比較している光学顕微鏡像である。 未加工の対照材料と例示的な加工した複合材とを比較している光学顕微鏡像である。
異なる図面における同じ参照番号の使用は、類似または同一のアイテムを示している。
図と組み合わせた以下の説明を、本明細書で開示される教示の理解を助けるために提供
する。以下の考察では、教示の特定の実装及び実施形態に焦点をあてる。この焦点は、教
示を説明するのを助けるために提供され、教示の範囲または適用可能性に関する限定とし
て解釈されるべきではない。
本明細書で使用される場合、「含む、備える(comprises)」、「含んでいる
、備えている(comprising)」、「含む、挙げられる(includes)」
、「含んでいる、挙げられている(including)」、「有する(has)」、「
有している(having)」という用語、またはその任意の他の変形は、オープンエン
ドの用語であり、「・・・・が挙げられるが、これらに限定されない」という意味と解釈
すべきである。これらの用語は、「から本質的になる」及び「からなる」というより限定
的な用語を包含する。一実施形態では、一覧の特徴を含む方法、物品、もしくは装置は、
必ずしもそれらの特徴に限定されるものではなく、明示的に列挙されていない他の特徴ま
たは方法、物品、もしくは装置に固有な他の特徴を含むことができる。さらに、相反する
ことが明示的に述べられていない限り、「または」は、排他的なまたはではなく、包括的
なまたはを意味する。例えば、条件Aまたは条件Bは、以下のうちのいずれか1つによっ
て満たされる:Aは真であり(または存在する)かつBは偽である(または存在しない)
、Aは偽であり(または存在しない)かつBは真である(または存在する)、及びAとB
の両方とも真である(または存在する)。
また、「a」または「an」という不定冠詞の使用は、本明細書に記載される要素及び
成分を記載するために用いられる。これは、単に、便宜上及び本発明の範囲の一般的な意
味を付与するために行われる。この説明は、1つまたは少なくとも1つを含むように読ま
れるべきであり、単数形はまた、それが他の意味であることが明らかでない限り、複数形
も含み、またはその逆も含む。例えば、本明細書で単一のアイテムが記載されているとき
、単一のアイテムの代わりに2つ以上のアイテムを使用してもよい。同様に、本明細書で
2つ以上のアイテムが記載される場合、2つ以上のアイテムを単一のアイテムで置換して
もよい。
他に定義されない限り、本明細書で使用されるすべての技術用語及び科学用語は、本発
明が属する技術分野の当業者によって一般に理解される意味と同じである。材料、方法、
及び実施例は、例示的なものに過ぎず、限定することを意図していない。本明細書に記載
されていない限り、特定の材料及び加工行為に関する多くの詳細は、従来のものであり、
構造技術及び対応する製造技術の範囲内にある参考図書及び他の情報源において見出すこ
とができる。特に明記しない限り、すべての測定値は約25℃におけるものである。
一実施形態では、複合材は、第1のフルオロポリマーの第1の層を含む。複合材は、第
1の層の上に重なっている補強織物の少なくとも1つのプライの第2の層をさらに含むこ
とができる。複合材は、第1の層とは反対の第2の層の上に重なっている第2のフルオロ
ポリマーの第3の層をさらに含むことができる。第1の層、第3の層、またはそれらの組
み合わせは、実質的に欠陥の無い望ましい外面を有する。本明細書で使用される「欠陥」
とは、表面亀裂、ボイド、突起、またはそれらの組み合わせを指す。一実施形態では、C
ognex 5605ビジョンシステムによって測定すると0.5平方インチ当たり50
個未満の表面亀裂を有する第1の層、第3の層、またはそれらの組み合わせの外面を有す
る。さらなる実施形態では、第1の層、第3の層、またはそれらの組み合わせの外面は、
Cognex 5605ビジョンシステムによって測定すると100平方メートル当たり
高さ寸法における0.1mmの最大3つの表面突起を有する。さらに、複合材は、有利な
長さ、例えば少なくとも約2メートル、少なくとも約3メートル、少なくとも約4メート
ル、少なくとも約5メートル、またはそれを超える有利な長さを有する。
図1を参照すると、複合材は、第1のフルオロポリマーの第1の層102を含む。任意
の合理的なフルオロポリマーが想定される。一実施形態では、第1のフルオロポリマーは
、任意のフルオロポリマーであることができる。特定の実施形態では、第1のフルオロポ
リマーは、任意の非溶融加工性フルオロポリマーであることができる。本明細書で使用さ
れる「非溶融加工性」とは、フルオロポリマーを指し、それが流動するようにその融点に
達したときに十分に軟化しない任意のフルオロポリマーである。一実施形態では、非溶融
加工性フルオロポリマーとしては、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、変性ポリ
テトラフルオロエチレン(mPTFE)、またはそれらの組み合わせが挙げられる。一実
施形態では、第1のフルオロポリマーは、PTFE、mPTFE、またはそれらの組み合
わせから本質的になる。より特定の実施形態では、第1のフルオロポリマーは、PTFE
、mPTFE、またはそれらの組み合わせからなる。
別の実施形態では、第1のフルオロポリマーは、溶融加工性フルオロポリマーをさらに
含む。任意の溶融加工性フルオロポリマーが想定され、例えば、テトラフルオロエチレン
−ヘキサフルオロプロピレン(FEP)、ペルフルオロアルコキシエチレン(PFA)、
エチレン−テトラフルオロエチレン(ETFE)、ポリビニリデンフルオリド(PVDF
)、エチレン−クロロトリフルオロエチレン(ECTFE)、ペルフルオロメチルビニル
エーテル(MFA)、それらのブレンド、コポリマー、またはそれらの任意の組み合わせ
が挙げられる。特定の実施形態では、溶融加工性フルオロポリマーは、フルオロポリマー
の総重量に基づいて約10重量%以下の量で存在する。
第1のフルオロポリマーを提供する任意の方法としては、例えば、キャスティング、ス
カイビング、または押出が挙げられる。別の実施形態では、第1のフルオロポリマーは、
乾燥粉末コーティングとして提供される。一実施形態では、第1のフルオロポリマーは、
乾燥粉末コーティングとして部分的に提供することができ、例えば、乾燥粉末コーティン
グの一部は、分散コーティングであることができ、残部は粉末コーティングである。任意
の合理的な厚さが、第1の層102に関して想定される。1つの特定の実施形態では、層
102の厚さは、約0.05mm〜約2.0mm、例えば約0.1mm〜約2.0mm、
またはさらに約0.2mm〜約2.0mmの範囲である。第1の層102の厚さは、上記
したいずれかの最小値と最大値との間の範囲内にあり得ることが理解されよう。
複合材は、補強織物の少なくとも1つのプライを含む第2の層104をさらに含む。一
実施形態では、第2の層104は、第1の層102と直接接触している。補強織物は、合
理的な材料を含むことができる。例えば、補強織物は、フルオロポリマー繊維、アラミド
繊維、ガラス繊維、またはそれらの組み合わせの少なくとも1つの糸(yarn)を含む
。一実施形態では、少なくとも1つの糸は、ガラス繊維である。一実施形態では、補強織
物のフルオロポリマー繊維としては、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、変性ポ
リテトラフルオロエチレン(mPTFE)、エチレン−テトラフルオロエチレン(ETF
E)、ペルフルオロアルコキシエチレン(PFA)、テトラフルオロ−エチレン−ヘキサ
フルオロプロピレン(FEP)、テトラフルオロエチレン−ペルフルオロ(メチルビニル
エーテル)(MFA)、ポリビニリデンフルオリド(PVDF)、エチレン−クロロトリ
フルオロエチレン(ECTFE)、またはそれらの任意の組み合わせを挙げることができ
る。一実施形態では、補強織物としては、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、変
性ポリテトラフルオロエチレン(mPTFE)、またはそれらの組み合わせが挙げられる
一実施形態では、補強織物のプライ104は、任意の合理的な厚さを有することができ
る。特定の実施形態では、補強織物のプライ104は、少なくとも約0.04mm、例え
ば少なくとも約0.08mm、少なくとも約0.12mm、少なくとも約0.16mm、
少なくとも約0.20mm、少なくとも約0.24mm、少なくとも約0.28mm、少
なくとも約0.32mm、または少なくとも約0.36mmの厚さを有することができる
。別の実施形態では、補強織物のプライ104は、約1mm以下、例えば約0.8mm以
下、約0.6mm以下、約0.5mm以下、約0.45mm以下、約0.4mm以下、約
0.3mm以下、約0.26mm以下、または約0.22mm以下の厚さを有することが
できる。1つの特定の実施形態では、その厚さは、約0.04mm〜約1.0mm、例え
ば約0.08mm〜約1.0mm、またはさらに約0.20mm〜約0.8mmの範囲で
あることができる。補強織物のプライ104の厚さは、上記したいずれかの最小値と最大
値との間の範囲内にあり得ることが理解されよう。
例示的な実施形態では、補強織物の層104は、糸、例えば経糸1042及び緯糸10
44のアセンブリを含む。経糸1042及び緯糸1044の任意の構成が想定される。一
実施形態では、経糸1042及び緯糸1044は、織布または不織布であることができる
。実施形態では、経糸及び緯糸は、任意の角度付き配向(angled orienta
tion)、例えば直交配向であることができ、すなわち、すべての経糸方向と緯糸方向
との間の角度は約90°である。別の実施形態では、経糸方向と緯糸方向との間の角度は
、非直交であることができ、すなわち、その角度は0°〜90°である。例えば、一実施
形態では、経糸方向と緯糸方向との間の斜めの角度は、約45°であることができる。ま
た、複合材は、互いに重なり合っている補強織物の任意の数のプライを含むことも企図さ
れる。例えば、また、任意の数のプライの場合には、アセンブリは、直行経糸/緯糸織物
及び非直交経糸/緯糸織物を含むことができる、ことも企図される。
一実施形態では、経糸1042または緯糸1044は、想定される任意の厚さを有する
。例えば、経糸1042または緯糸1044は、同じ厚さまたは異なる厚さを有すること
ができる。実施形態では、いずれの厚さも、少なくとも約0.02mm、例えば少なくと
も約0.04mm、少なくとも約0.06mm、少なくとも約0.08mm、または少な
くとも約0.1mmであることができる。別の実施形態では、糸の厚さは、約0.3mm
以下、例えば約0.28mm以下、約0.26mm以下、約0.24mm以下、約0.2
2mm以下、または約0.2mm以下であることができる。1つの特定の実施形態では、
糸の厚さは、約0.16mm〜約0.18mmの範囲であることができる。糸の厚さは、
上記したいずれかの最小値と最大値との間の範囲内にあり得ることが理解されよう。
任意の合理的な重量が、プライに関して想定される。一実施形態による各プライは、少
なくとも約100g/m、例えば少なくとも約120g/m、少なくとも約160g
/m、少なくとも約200g/m、少なくとも約240g/m、または少なくとも
約300g/mの重量を有することができる。別の実施形態では、プライは、約500
g/m以下、約480g/m以下、約460g/m以下、約440g/m以下、
約420g/m以下、または約400g/m以下の重量を有することができる。1つ
の特定の実施形態では、その重量は、約100g/m〜約500g/m、例えば約1
20g/m〜約480g/m以下、またはさらに約200g/m以下〜約400g
/mの範囲であることができる。プライの重量は、上記したいずれかの最小値と最大値
との間の範囲内にあり得ることが理解されよう。
補強織物のスレッド数(thread count)に関しては、プライは、経糸スレ
ッド(warp thread count)数及び緯糸スレッド数(weft thr
ead count)を有する。任意の合理的な経糸スレッド数及び緯糸スレッド数を想
定され得る。経糸スレッド数と緯糸スレッド数は、同じかまたは異なっていることができ
る。どちらのスレッド数も、少なくとも約100スレッド/10cm、少なくとも約15
0スレッド/10cm、少なくとも約200スレッド/10cm、少なくとも約250ス
レッド/10cm、少なくとも約300スレッド/10cm、または少なくとも約350
スレッド/10cmであることができる。別の実施形態では、どちらのスレッド数、すな
わち経糸スレッド数または緯糸スレッド数も、約600スレッド/10cm以下、約55
0スレッド/10cm以下、約500スレッド/10cm以下、約450スレッド/10
cm以下、または約400スレッド/10cm以下である。1つの特定の実施形態では、
両方の糸に関するスレッド数は、同じであり、約325スレッド/10cm〜425スレ
ッド/10cmの範囲である。スレッド数は、上記したいずれかの最小値と最大値との間
の範囲内にあり得ることが理解されよう。
さらに図1を参照すると、複合材は、補強織物のプライ104の上に重なっており、か
つ第1の層102とは反対の第3の層106を含むことができる。一実施形態では、第3
の層106は、第2の層104と直接接触している。一実施形態では、第3の層106は
、第2のフルオロポリマーである。一実施形態では、第2のポリマーは、第1のフルオロ
ポリマーについて記載した任意のフルオロポリマーであることができる。一実施形態では
、第3の層106は、第1の層102と同じ材料及び厚さであることができる。別の実施
形態では、第3の層106は、フルオロポリマーのタイプ、層を適用するモード、厚さ、
またはそれらの組み合わせにおいて、第1の層102と異なっていることができる。
さらに図1を参照すると、一実施形態において、第1の層102、第3の層106、ま
たはそれらの組み合わせは、少なくとも1つの充填材をさらに含むことができる。他の実
施形態では、層102及び106は、同じまたは異なる充填材を含むことができる。任意
の合理的な充填材が想定される。充填材は、繊維、ガラス繊維、炭素繊維、アラミド、無
機材料、セラミック材料、炭素、ガラス、グラファイト、酸化アルミニウム、硫化モリブ
デン、青銅、炭化ケイ素、織布、粉末、球、熱可塑性材料、ポリイミド(PI)、ポリア
ミドイミド(PAI)、ポリフェニレンスルフィド(PPS)、ポリエーテルスルホン(
PES)、ポリフェニレンスルホン(PPSO)、液晶ポリマー(LCP)、ポリエー
テルケトン(PEK)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、芳香族ポリエステル
(Ekonol)、鉱物材料、ウォラストナイト、硫酸バリウム、またはそれらの任意の
組み合わせから選択することができる。一実施形態では、充填材は、任意の合理的な量で
、例えば約1体積%〜約40体積%、例えば約2体積%〜約35体積%、例えば約3体積
%〜約30体積%の量で存在することができる。充填材の量は、上記したいずれかの最小
値と最大値との間の範囲内にあり得ることが理解されよう。別の実施形態では、第1の層
102、第3の層106、またはそれらの組み合わせは、実質的に充填材を含まず、1体
積%未満である。
図2A及び図2Bを参照すると、別の実施形態では、少なくとも1つの中間層が存在す
ることができる。一実施形態では、層102と、糸1042及び1044から作製された
補強層のプライ104との間に、中間層308が存在することができる。図示されるよう
に、中間層308は、層102と、補強層のプライ104と直接接触していてもよい。図
2Bに示した別の実施形態では、層102と、糸1042及び1044から作製された補
強層のプライ104との間に1つの中間層310が存在することができ、また、補強層の
プライ104と層106との間に中間層312も存在することができる。図示されるよう
に、中間層310は、層102と、補強層のプライ104と直接接触していてもよい。さ
らに、中間層312は、層106と、補強層のプライ104と直接接触していてもよい。
中間層308、310、及び312は、任意の合理的な材料を含むことができる。特定
の実施形態では、中間層308、310、及び312は、任意の合理的なフルオロポリマ
ー、例えばテトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン(FEP)、変性テトラ
フルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン(mFEP)、ペルフルオロアルコキシエ
チレン(PFA)、変性ペルフルオロアルコキシエチレン(mPFA)、それらのコポリ
マー、ブレンド、またはそれらの組み合わせである。一実施形態では、中間層は、非溶融
加工性フルオロポリマーを含むことができる。中間層は、フルオロポリマーとシリコーン
エラストマーとのブレンドを含むことができる。より特定の実施形態では、中間層は、フ
ルオロポリマー−シリコーンエラストマーブレンドを含む。ある特定の実施形態では、フ
ルオロポリマー−シリコーンエラストマーブレンドは、コーティングされた織物に改善さ
れた柔軟性を提供することができる。さらに、コーティングされた織物は、シリコーン油
でコーティングすることができる。特定の実施形態では、シリコーン油は、単独で、また
はフルオロポリマーとブレンドして適用することができる。ある特定の実施形態では、シ
リコーン油は、単独で、またはフルオロポリマーブレンドによって、コーティングされた
織物の柔軟性、耐候性、またはその両方を改善することができる。実施形態では、層31
0及び312は、同じ材料または異なる材料であることができる。任意の厚さの中間層を
想定され得る。
一実施形態では、補強織物の少なくとも一部は、中間層の表面または縁から任意の適切
な深さに少なくとも部分的に埋め込むことができる。例えば、補強織物の少なくとも一部
分を、中間層の表面または縁から約0.3ミル〜約10.0ミルまで埋め込むことができ
る。例えば、補強織物を中間層に部分的または実質的に埋め込んで、中間層の表面または
縁から適切な深さに部分的または実質的に埋め込まれた補強織物を有する複合材を提供す
ることができる。一実施形態では、中間層は、補強織物の糸のアセンブリ間に複数の隙間
を実質的に含ませる。
図1、2A、及び2Bを参照すると、複合材は、少なくとも約0.3mm、例えば少な
くとも約0.4mm、少なくとも約0.5mm、少なくとも約0.6mm、少なくとも約
0.7mm、少なくとも約0.8mm、少なくとも約0.85mm、少なくとも約0.9
mm、または少なくとも約0.95mmの総厚を有することができる。別の実施形態では
、総厚は、約2.0mm以下、例えば約1.8mm以下、約1.6mm以下、約1.5m
m以下、約1.4mm以下、約1.3mm以下、約1.2mm以下、約1.15mm以下
、または約1.1mm以下である。1つの特定の実施形態では、総厚は、約0.85mm
〜約1.15mmの範囲であることができる。複合材の総厚は、上記したいずれかの最小
値と最大値との間の範囲内にあり得ることが理解されよう。
図1には3つの層として示されているが、任意の数の層が想定される。例えば、複合材
は、少なくとも3つの層、少なくとも4つの層、またはさらにより多くの数の層を含む。
層の数は、複合材に関して所望される最終特性に依存する。一実施形態では、第1の層、
第2の層、第3の層、及び中間層として記載される任意の数の層が想定される。複合材は
、他の層をさらに含むことができる。他の層としては、例えば、ポリマー層、補強織物、
接着層、バリア層、耐薬品層、金属層、それらの任意の組み合わせ等が挙げられる。任意
の追加層を提供する任意の合理的な方法が、想定され、選択した材料によって決まる。例
えば、追加の層は、溶融加工性フルオロポリマー、非溶融加工性フルオロポリマー、また
はそれらの組み合わせ等のフルオロポリマー材料の追加のポリマー層であってもよい。任
意の厚さの他の層を想定され得る。
図1、図2A、及び図2Bを参照すると、複合材は、任意の合理的な方法によって調製
することができる。例えば、複合材は、任意の合理的な時間、温度、及び圧力を制御した
ラミネーションプロセスを用いて調製することができ、そこでは層102、補強織物のプ
ライ104、及び層106がアセンブルされ、任意選択的に、中間層308、310、及
び312を形成するための材料を含む。層102及び106を提供する任意の方法は、選
択される材料に応じて、キャスティング、スカイビング、または押出等が想定される。一
実施形態では、層102及び106は、乾燥粉末コーティングされる。一実施例では、層
102及び106は、焼結されるかまたは焼結されない。一実施例では、任意選択的な中
間層308、310、及び312は、想定される任意の方法によって形成される。例えば
、中間層308、310、及び312は、前駆体によって形成されてもよく、かかる前駆
体は、中間層材料の乾燥粉末形態であることができる。中間層308、310、及び31
2は、キャスト、スカイビング、または押出することもできる。一実施例では、中間層3
08、310、及び312は、焼結されるかまたは焼結されない。一実施形態では、中間
層308、310、及び312は、層102及び/または106は、置き換えられてもよ
く、但し、複合材は、非溶融加工性フルオロポリマーを含む少なくとも1つの外面層を含
む。
一実施形態によれば、複合材を製造するためのプロセスは、第1のフルオロポリマーの
第1の層を提供することを含み、層102をもたらす。次いで、糸1042及び1044
を含む補強織物104の少なくとも1つのプライが、第1の層102上に適用される。そ
の後、プロセスの完了時に、層106になる第2のフルオロポリマーの層が適用される。
したがって、第1のフルオロポリマー102、プライ104、及び第2のフルオロポリマ
ー106のアセンブリは、プレラミネーションスタックを形成する。プレラミネーション
スタックは、中間層308、310、及び312を含んでも、または含まなくてもよい。
層のうちのいずれかをアセンブルする前に、表面処理を適用して層間の接着強度を高めて
もよい。例えば、補強織物のプライ104は、第3の層106の上に重ねる前に、任意の
合理的な方法によって表面処理してもよい。
時間−圧力−温度を制御したラミネーションプロセスでは、任意の合理的な条件が想定
される。例示的な実施形態では、プレラミネーションスタックは、2つの実質的に平行な
表面の間で連続的に圧縮される。任意の合理的な圧力が想定される。一実施形態では、圧
縮の圧力は、少なくとも約0.5MPa、例えば少なくとも約1MPa、例えば少なくと
も約2MPa、例えば少なくとも約3MPa、または少なくとも約4MPaである。別の
プロセス例では、圧力は、約8MPa以下、例えば約6MPa以下、または約4MPa以
下である。一実施形態では、圧縮の圧力は、約0.5MPa〜約8.0MPaである。圧
力は、上記したいずれかの最小値と最大値との間の範囲内にあり得ることが理解されよう
同時に、圧縮されたプレラミネーションスタックは、連続的に加熱される。例えば、圧
縮されたプレラミネーションスタックは、少なくとも約200℃、例えば少なくとも約2
50℃、例えば少なくとも約300℃、例えば少なくとも約340℃、少なくとも約36
0℃、少なくとも約380℃、または少なくとも約400℃まで加熱することができる。
一実施形態では、温度は、約200℃〜約400℃の範囲である。別のプロセスの例では
、圧縮されたプレラミネーションスタックは、約340℃以下、例えば約320℃以下、
または約300℃以下に加熱することができる。その温度は、上記したいずれかの最小値
と最大値との間の範囲内にあり得ることが理解されよう。
ラミネーションプロセスをさらに参照すると、プレラミネーションスタックは、少なく
とも10秒間、例えば少なくとも約20秒間、例えば少なくとも約30秒間、例えば少な
くとも約45秒間、または少なくとも60秒間、上記のように連続的に圧縮かつ加熱する
ことができる。
別のプロセス例では、加熱後、該スタックを第2の温度まで冷却することができる。例
えば、スタックは、約300℃以下、例えば約200℃以下、約150℃以下、または約
50℃以下まで冷却することができる。冷却は、少なくとも5℃/秒及び20℃/秒以下
の冷却速度で行うことができる。一実施形態では、スタックは、圧力下で、例えば上記し
た圧縮の連続圧力下で、冷却することができる。別の実施形態では、スタックは、加圧せ
ずに冷却することができる。
特定の実施形態では、複合材を製造するためのプロセスは、延在長さ(extende
d length)での連続プロセスを可能にする。複合材の延在長さは、少なくとも約
2メートル、少なくとも約3メートル、少なくとも約4メートル、少なくとも約5メート
ルであり、またはさらにそれらを超える。連続長に加えて、複合材は、いくつかの望まし
い特性を有する。複合材は、最終用途に応じて任意の望ましい特性を提供するように調整
することができる。例えば、複合材は、欠陥の無い表面、層間の接着強さ、層間の凝集強
さ、蒸気透過性、屈曲寿命、耐磨耗性、及び表面平滑性等の望ましい特性の任意の組み合
わせを有することができる。
一実施形態では、複合材は、層間で接着強さを有することができる。例えば、複合材は
、増加した層間接着を有することができる。「層間」は、補強織物と中間層との間の接合
面と定義される。別の実施形態では、複合材は、層間に凝集強さを有することができる。
本明細書で使用される「凝集強さ」とは、第1の層と、第2の層と、第3の層との間の結
合が消失する前に、各それぞれの層の材料が断裂することを示している。特定の実施形態
において、層間の接着強さ及び凝集強さは、複合材におけるブリスタリング及び層間剥離
を低減し、さらに望ましいベルト継ぎ目強さ(belt seam strength)
を提供する。「ベルト継ぎ目」は、複合材の2つの端部が互いに固定されている、すなわ
ち継ぎ合わされている界面である。
一実施形態では、複合材は、望ましい水蒸気透過性を有する。特定の実施形態では、複
合材は、0.05oz/m・日以下の水蒸気透過性を有する。
いくつかの加工補助、例えばリリースベルト及びシート、及び最終製品は、高い摩耗及
び引裂きに曝される複合材の少なくとも1つの面を有する。したがって、長寿命の複合材
が所望される。高周波屈曲寿命試験によって、研究室の設定において、複合材の寿命及び
複合材の摩耗または疲労の開始の判定が可能になる。一実施形態では、複合材の屈曲寿命
は、MIT屈曲試験によって測定すると、少なくとも100サイクル、例えば少なくとも
1000サイクル、例えば少なくとも5000サイクルであり得る。一実施例では、複合
材は、例えばピンオンディスク装置を用いる摩耗試験のためのASTM G99−17「
標準試験法によって測定されるピンオンディスク摩耗試験で200回転させた後に摩擦係
数の10%未満の変化として定量化された初期耐摩耗性を有する。
さらなる実施例では、複合材は、例えば、コーティングされた織物耐摩耗性に関するT
aber Abrasion ASTM D3389標準試験法(回転プラットフォーム
摩耗試験機)によって測定すると、織物ナックルの100サイクルまたは1%未満の曝露
後に1%未満の質量損失の耐摩耗性を有する。
複合材は、第1の層、第3の層、またはそれらの組み合わせの増加した団結性を有する
ことができ、その増加した団結性により、フルオロポリマーのボイド及び亀裂が減少し、
さらにオイルの浸透、すなわちオイルの吸上が減少し、ならびにより硬く、より耐摩耗性
の表面が得られる。さらなる実施形態では、増加した団結性により、所定の複合材の厚さ
に関して望ましい絶縁耐力が得られる。一実施形態では、複合材の絶縁耐力の改善は、従
来の入手可能な製品と比較して、少なくとも約10%超、例えば少なくとも約20%、ま
たはさらには30%超である。例えば、10ミルの厚さを有する複合材は、1000ボル
ト/ミルを超える、例えば1200ボルト/ミルを超える絶縁耐力を有する。
さらに、第1の層、第3の層、またはそれらの組み合わせの外面は、清浄が容易で、か
つ延長された剥離寿命を提供する平滑面、例えば亀裂の無い表面及びしみ汚れの無い表面
を有することができる。一実施形態では、Raが20マイクロインチ以下等の表面平滑性
も達成することもできる。
特定の実施形態では、複合材は特定の最終用途のために設計することができる。例えば
、複合材は、電子デバイス、食品、ポリマー、工業用デバイス、または構造用物品のため
の加工補助等の想定される任意の合理的な装置で使用することができる。任意の加工補助
が、想定され、例えば剥離シート、ベルト、テープ、またはシートであり得る。
一実施形態では、複合材は、プリント回路基板等の電子デバイスの製造のための加工補
助として使用することができる。例示的な加工補助は、剥離シートまたはベルトを含む。
電子デバイスの製造のための加工補助として使用される複合材のために達成される特性と
しては、滑らかで突起の無い表面を有する連続的な長さを含み、清浄がより容易であって
、延長された剥離寿命を有する、しみ汚れの無い表面ならびに亀裂の無い表面を提供する
平滑で突起の無い表面を有する連続長が挙げられる。特定の実施形態では、電子デバイス
のための例示的な加工補助として使用される複合材は、Cognex 5605ビジョン
システムによって測定すると100平方メートル当たり高さ寸法における0.1mmの最
大3つの表面突起を有する。さらに、電子デバイスのための例示的な加工補助として使用
される複合材は、Cognex 5605ビジョンシステムによって測定すると0.5平
方インチ当たり最大50の表面亀裂を有する。
別の実施形態では、複合材は、食品加工のための加工補助として使用してもよい。例示
的な加工補助は、剥離シートまたはベルトを含む。食品のための加工補助として使用され
る複合材で達成される特性としては、第1の層と、第2の層と、第3の層との間の層間接
着強さ及び凝集強さの増加が挙げられ、それにより望ましいベルト継ぎ目強さを有する複
合材ではブリスタリング及び層間剥離が低減される。複合材は、第1の層、第3の層、ま
たはそれらの組み合わせの増加した団結性をさらに有することができ、その増加した団結
性により、ポリマーのボイド及び亀裂が減少し、さらにオイルの浸透、すなわちオイルの
吸上が減少し、ならびにより硬く、より耐摩耗性の表面が得られる。さらに、複合材の第
1の層、第3の層、またはそれらの組み合わせは、清浄が容易であり、かつ延長された剥
離寿命を有する平滑面、例えば亀裂の無い表面を有する平滑面を有する。一実施形態では
、食品のための例示的な加工補助として使用される複合材は、Cognex 5605ビ
ジョンシステムによって測定すると0.5平方インチ当たり最大50の表面亀裂を有する
。さらなる実施形態では、食品のための例示的な加工補助として使用される複合材は、0
.05oz/m・日未満の水蒸気透過性を有した。さらに別の実施形態では、食品加工
補助として使用される複合材は、少なくとも100サイクル、例えば少なくとも1000
サイクル、例えば少なくとも5000サイクルの屈曲寿命[MIT屈曲試験]、織物ナッ
クルの100サイクルまたは1%未満の曝露後に1%未満の質量損失の耐摩耗性[コーテ
ィングされた織物耐摩耗性に関するTaber Abrasion ASTM D338
9 標準試験法(回転プラットフォーム摩耗試験機)]、及び20マイクロインチ以下の
表面平滑性(Ra)を有する。一実施形態では、複合材は少なくとも約3メートルの連続
長を有する。
別の実施形態では、複合材は、ポリマー加工のための加工補助として使用してもよい。
例示的な加工補助は、剥離シートまたはベルトを含む。ポリマーのための加工補助として
使用される複合材で達成される特性としては、ポリマーにおけるボイド及び亀裂の減少を
もたらす増加した団結性が挙げられ、それはオイルの浸透、すなわちオイルの吸上を減少
させ、ならびにより硬く、より耐摩耗性の表面をもたらす。さらに、複合材は、清浄が容
易であり、かつ延長された剥離寿命を有する平滑面、例えば亀裂の無い表面を有する平滑
面を有する。一実施形態では、食品のための例示的な加工補助として使用される複合材は
、Cognex 5605ビジョンシステムによって測定すると0.5平方インチ当たり
最大50の表面亀裂を有する。さらなる実施形態では、食品のための例示的な加工補助と
して使用される複合材は、0.05oz/m・日未満の水蒸気透過性を有した。さらに
別の実施形態では、例示的な食品加工補助として使用される複合材は、少なくとも500
0の屈曲寿命[MIT屈曲試験]及び20マイクロインチ以下の表面平滑性(Ra)を有
する。一実施形態では、複合材は、少なくとも約3メートルの連続長を有する。
さらに別の実施形態では、複合材は、電子デバイスのための絶縁材として使用してもよ
い。その絶縁材の例示的な形態としては、テープまたはシートが挙げられる。絶縁材とし
て使用される複合材で達成される特性としては、ポリマーにおけるボイド及び亀裂の減少
をもたらす増加した団結性が挙げられ、それは所定の複合材の厚さに関して望ましい絶縁
耐力をもたらす。例えば、該複合材は、厚さ10ミルを有する複合材に関して少なくとも
約1000ボルト/ミルの絶縁耐力を有する。
さらに別の実施形態では、複合材は、ポリマーをヒートシールするための加工補助とし
て使用することができる。溶融加工性ポリマーをシールするための例示的な加工補助とし
ては、テープ、シート、またはベルトが挙げられる。さらに、複合材は、増加した団結性
を有し、ポリマーにおけるボイド及び亀裂を減少させ、より硬くより耐摩耗性の表面をも
たらす。さらに、複合材は、清浄がより容易であってかつ延長された剥離寿命を有する平
滑面を有する。さらに、少なくとも第1の層、第3の層、またはそれらの組み合わせの表
面は、亀裂が無く、延長された剥離寿命を提供する。一実施形態では、ポリマーをヒート
シールするための例示的な加工補助として使用される複合材は、Cognex 5605
ビジョンシステムによって測定すると0.5平方インチ当たり最大50の表面亀裂を有す
る。さらなる実施形態では、ヒートシールのための例示的な加工補助として使用される複
合材は、20マイクロインチ以下の表面平滑性(Ra)を有する。一実施形態では、複合
材は、少なくとも約3メートルの連続長を有する。
いくつかの用途が上記されているが、複合材は、上記の利益が望まれる任意の用途で使
用することができる。一実施例では、複合材料は、最終製品であってもよい。特定の実施
例では、複合材は、レドームまたは伸縮継手である。
多くの異なる態様及び実施形態が可能である。それらの態様及び実施形態のいくつかを
以下で説明する。本明細書の読了後、当業者は、それらの態様及び実施形態が単なる例示
であり、本発明の範囲を限定しないことを理解するであろう。実施形態は、以下に列挙さ
れる項目のうちの任意の1つ以上に従うことができる。
実施形態1.複合材であって、第1のフルオロポリマーの第1の層と、第1の層の上に
重なっている補強織物の少なくとも1つのプライの第2の層と、第1の層とは反対の第2
の層の上に重なっている第2のフルオロポリマーの第3の層と、を含み、第1の層、第3
の層、またはそれらの組み合わせは、実質的に欠陥の無い外面を有する、複合材。
実施形態2.複合材を製造する方法であって、第1のフルオロポリマーの第1の層を準
備することと、補強織物の少なくとも1つのプライの第2の層を第1の層の上に重ねるこ
とと、第2のフルオロポリマーの第3の層を第1の層とは反対の第2の層の上に重ねてス
タックを形成することと、該スタックを、2つの実質的に平行な面によって、約0.5M
Pa〜約8MPaの圧力で連続的に圧縮し、約200℃〜約400℃の温度で加熱して、
少なくとも3メートルの連続長の複合材を形成することと、を含む、方法。
実施形態3.複合材が、第1の層と、第2の層と、第3の層との間に凝集強さを有する
、実施形態1または2に従う、複合材またはその複合材を製造する方法。
実施形態4.複合材が、第1の層と、第2の層と、第3の層と、またはそれらの組み合
わせとの間に接着強さを有する、実施形態1または2に従う、複合材またはその複合材を
製造する方法。
実施形態5.複合材が、ピンオンディスク摩耗試験において200回転を受けた後に摩
擦係数の10%未満の変化として定量化された初期摩耗抵抗性を有する、実施形態1また
は2に従う、複合材またはその複合材を製造する方法。
実施形態6.複合材が、織物ナックルの100サイクル後または1%未満の曝露後に1
%未満の質量損失の耐摩耗性を有する、実施形態1または2に従う、複合材またはその複
合材を製造する方法。
実施形態7.複合材が、10ミルの総厚を有する複合材に関して約0.05oz/m
・日未満の水蒸気透過性を有する、実施形態1または2に従う、複合材またはその複合材
を製造する方法。
実施形態8.第1の層及び第3の層が、第1の層と第3の層との厚さにわたって亀裂及
びボイドが実質的に無い、実施形態1または2に従う、複合材またはその複合材を製造す
る方法。
実施形態9.第1の層、第3の層、またはそれらの組み合わせが、0.5平方インチ当
たり50未満の表面亀裂と、100平方当たり高さ寸法における0.1mmの最大3つの
表面突起とを有する外面を有する、実施形態1または2に従う、複合材またはその複合材
を製造する方法。
実施形態10.複合材が、10ミルの総厚を有する複合材に関して少なくとも1200
ボルト/ミルの絶縁耐力を有する、実施形態1または2に従う、複合材またはその複合材
を製造する方法。
実施形態11.第1の層の外面及び第3の層の外面が、20マイクロインチ以下の表面
粗さRaを有する、実施形態1または2に従う、複合材またはその複合材を製造する方法
実施形態12.複合材が、MIT屈曲試験によって測定すると、少なくとも5000サ
イクルの屈曲寿命サイクルを有する、実施形態1または2に従う、複合材またはその複合
材を製造する方法。
実施形態13.第1のフルオロポリマー及び第2のフルオロポリマーが、非溶融加工性
である、実施形態1または2に従う、複合材またはその複合材を製造する方法。
実施形態14.非溶融加工性フルオロポリマーが、ポリテトラフルオロエチレン(PT
FE)、変性ポリテトラフルオロエチレン(mPTFE)、またはそれらの組み合わせを
含む、実施形態13に従う、複合材またはその複合材を製造する方法。
実施形態15.第1のフルオロポリマーが、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)
または変性ポリテトラフルオロエチレン(mPTFE)を含む、実施形態14に従う、複
合材またはその複合材を製造する方法。
実施形態16.第2のフルオロポリマーが、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)
または変性ポリテトラフルオロエチレン(mPTFE)を含む、実施形態14に従う、複
合材またはその複合材を製造する方法。
実施形態17.第1のフルオロポリマー、第2のフルオロポリマー、またはそれらの組
み合わせが、第1のフルオロポリマー及び第2のフルオロポリマーの総重量に基づいて約
10重量%以下の量で溶融加工性フルオロポリマーをさらに含む、実施形態13に従う、
複合材またはその複合材を製造する方法。
実施形態18.第1のフルオロポリマー、第2のフルオロポリマー、またはそれらの組
み合わせが、充填材をさらに含む、実施形態1または2に従う、複合材またはその複合材
を製造する方法。
実施形態19.充填材が、繊維、ガラス繊維、炭素繊維、アラミド、無機材料、セラミ
ック材料、炭素、ガラス、黒鉛、酸化アルミニウム、硫化モリブデン、青銅、炭化ケイ素
、織物、粉末、球、熱可塑性材料、ポリイミド(PI)、ポリアミドイミド(PAI)、
ポリフェニレンスルフィド(PPS)、ポリエーテルスルホン(PES)、ポリフェニレ
ンスルホン(PPSO2)、液晶ポリマー(LCP)、ポリエーテルケトン(PEK)、
ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、芳香族ポリエステル(エコノール)、無機材
料、ウォラストナイト、硫酸バリウム、またはそれらの組み合わせを含む、実施形態18
に従う、複合材またはその複合材を製造する方法。
実施形態20.充填材が、約1体積%〜約40体積%、例えば約2体積%〜約35体積
%、例えば約3体積%〜約30体積%の量で存在する、実施形態18に従う、複合材また
はその複合材を製造する方法。
実施形態21.第2の層の補強織物が、経糸方向、緯糸方向、またはそれらの組み合わ
せで少なくとも1つの糸を含み、その少なくとも1つの糸が、フルオロポリマー繊維、ア
ラミド繊維、ガラス繊維、またはそれらの組み合わせを含む、実施形態1または2に従う
、複合材またはその複合材を製造する方法。
実施形態22.少なくとも1つの糸が、ガラス繊維を含む、実施形態21に従う、複合
材またはその複合材を製造する方法。
実施形態23.経糸方向及び緯糸方向における少なくとも1つの糸が、ガラス繊維を含
む、実施形態22に従う、複合材またはその複合材を製造する方法。
実施形態24.フルオロポリマー繊維が、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)ま
たは変性ポリテトラフルオロエチレン(mPTFE)を含む、実施形態21に従う、複合
材またはその複合材を製造する方法。
実施形態25.補強織物が、織布または不織布である、実施形態21に従う、複合材ま
たはその複合材を製造する方法。
実施形態26.第1の層及び第2の層が、直接接触し、第2の層及び第3の層が、直接
接触し、またはそれらの組み合わせである、実施形態1または2に従う、複合材またはそ
の複合材を製造する方法。
実施形態27.第1の層、第3の層、またはそれらの組み合わせが、約0.05mm〜
約2.0mm、例えば約0.1mm〜約2.0mm、またはさらに約0.2mm〜約2.
0mmの厚さを有する、実施形態1または2に従う、複合材またはその複合材を製造する
方法。
実施形態28.補強織物が、約0.04mm〜約1.0mm、例えば約0.08mm〜
約1.0mm、またはさらに約0.20mm〜約0.8mmの厚さを有する、実施形態1
または2に従う、複合材またはその複合材を製造する方法。
実施形態29.補強織物が、約100g/m〜約500g/m、例えば約120g
/m〜約480g/m、またはさらに約200g/m〜約400g/mの重量を
有する、実施形態1または2に従う、複合材またはその複合材を製造する方法。
実施形態30.スタックを連続的に圧縮及び加熱することが、少なくとも2MPaの圧
力及びび約250℃〜約380℃の温度で、少なくとも20秒間の第1の持続時間行われ
る、実施形態2の方法。
実施形態31.第1の持続時間が、少なくとも約30秒である、実施形態30に従う方
法。
実施形態32.加熱後に、スタックを、約5℃/秒〜約20℃/秒の冷却速度で第2の
温度まで冷却することをさらに含む、実施形態30〜31に従う方法。
実施形態33.圧力が、約2MPa〜約8MPaである、実施形態30〜32に従う方
法。
実施形態34.第1の層及び第3の層が、キャスト、スカイビング、または押出される
、実施形態2に従う方法。
実施形態35.第1の層及び第3の層が、乾燥粉末コーティングされる、実施形態2に
従う方法。
実施形態36.第2の層が、乾燥粉末コーティングを含む、実施形態2に従う方法。
実施形態37.乾燥粉末コーティングが、非溶融加工性フルオロポリマーを含む、実施
形態36に従う方法。
実施形態38.第3層の上に重ねる前に、補強織物を表面処理することをさらに含む、
実施形態2に従う方法。
実施形態39.補強織物の主表面と直接接触する少なくとも1つの中間層をさらに含む
、実施形態1に従う複合材。
実施形態40.中間層が、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン(FE
P)、変性テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン(mFEP)、ペルフル
オロアルコキシエチレン(PFA)、変性パーフルオロアルコキシエチレン(mPFA)
、それらのコポリマー、ブレンド、またはそれらの組み合わせを含む、実施形態39に従
う複合材。
実施形態41.少なくとも1つの中間層が、中間層と補強織物との間の界面において接
着強さを有する、実施形態39に従う複合材。
実施形態42.実施形態1に従う複合材を含む装置であって、電子デバイス、食品、ポ
リマー、工業用デバイス、または構造用物品のための加工補助である、装置。
実施形態43.加工補助が、剥離シート、ベルト、テープ、またはシートである、実施
形態42に従う装置。
実施形態44.電子デバイスを製造するための装置であって、該装置は、複合材を含み
、該複合材は、第1のフルオロポリマーの第1の層と、第1の層の上に重なっている補強
織物の少なくとも1つのプライの第2の層と、第1の層とは反対の第2の層の上に重なっ
ている第2のフルオロポリマーの第3の層とを含み、第1の層、第3の層、またはそれら
の組み合わせは、100平方当たり高さ寸法における0.1mmの最大3つの表面突起と
、Cognex 5605ビジョンシステムによって測定すると0.5平方インチ当たり
最大50の表面亀裂とを有する外面を有し、該複合材は、少なくとも約3メートルの連続
長を有する、装置。
実施形態45.食品を加工するための装置であって、該装置は、複合材を含み、該複合
材は、第1のフルオロポリマーの第1の層と、第1の層の上に重なっている補強織物の少
なくとも1つのプライの第2の層と、第1の層とは反対の第2の層の上に重なっている第
2のフルオロポリマーの第3の層とを含み、第1の層、第3の層、またはそれらの組み合
わせは、Cognex 5605ビジョンシステムによって測定すると0.5平方インチ
当たり50未満の表面亀裂と、総厚10ミルを有する複合材の場合、約0.05oz/m
・日未満の水蒸気透過性とを有する外面を有する、装置。
実施形態46.複合材が、MIT屈曲試験によって測定すると、少なくとも5000サ
イクルの屈曲寿命サイクルを有する、実施形態45の装置。
実施形態47.複合材が、20マイクロインチ以下の表面平滑性Raを有する、実施形
態45の装置。
実施形態48.ポリマーを加工するための装置であって、該装置は、複合材を含み、該
複合材は、第1のフルオロポリマーの第1の層と、第1の層の上に重なっている補強織物
の少なくとも1つのプライの第2の層と、第1の層とは反対の第2の層の上に重なってい
る第2のフルオロポリマーの第3の層とを含み、第1の層、第3の層、またはそれらの組
み合わせは、Cognex 5605ビジョンシステムによって測定すると0.5平方イ
ンチ当たり50未満の表面亀裂と、総厚10ミルを有する複合材の場合、約0.05oz
/m・日未満の水蒸気透過性とを有する外面を有する、装置。
実施形態49.複合材が、MIT屈曲試験によって測定すると、少なくとも5000サ
イクルの屈曲寿命サイクルを有する、実施形態48の装置。
実施形態50.複合材が、20マイクロインチ以下の表面平滑性Raを有する、実施形
態45の装置。
実施形態51.電子デバイスを絶縁するための装置であって、該装置は、複合材を含み
、該複合材は、第1のフルオロポリマーの第1の層と、第1の層の上に重なっている補強
織物の少なくとも1つのプライの第2の層と、第1の層に対向して第2の層の上に重なっ
ている第2のフルオロポリマーの第3の層とを含み、該複合材は、総厚10ミルを有する
複合材の場合、少なくとも1000ボルト/ミルの絶縁耐力を有する、装置。
実施形態52.ヒートシール可能なポリマーを加工するための装置であって、該装置は
、複合材を含み、該複合材は、第1のフルオロポリマーの第1の層と、第1の層の上に重
なっている補強織物の少なくとも1つのプライの第2の層と、第1の層に対向して第2の
層の上に重なっている第2のフルオロポリマーの第3の層とを含み、第1の層、第3の層
、またはそれらの組み合わせは、Cognex 5605ビジョンシステムによって測定
すると0.5平方インチ当たり50未満の表面亀裂を有する外面を有し、該複合材は、2
0マイクロインチ未満の表面平滑性Ra値を有する、装置。
本明細書に記載される概念を以下の実施例においてさらに説明するが、以下の実施例は
特許請求の範囲に記載される開示の範囲を限定するものではない。以下の実施例は、本発
明のプロセス及び組成物をより十分に開示かつ教示するために提供する。それらは説明の
みのためであり、以下の特許請求の範囲に記載された本発明の趣旨及び範囲に具体的に影
響を及ぼすことなく、わずかな改変及び変更をなし得ることが認められなければならない
実施例1
ガラス繊維織布とPTFEフルオロポリマーコーティングとの複合材料を、浸漬コーテ
ィングプロセスによって製造する。ガラス繊維織布基材は、スタイル128である。最終
複合材の重量は16.5oz/平方ヤード(560グラム/平方メートル)であり、最終
厚さは0.010インチである。長さ110ヤードのこの材料の一部を、連続ロールツー
ロールプロセスで4MPa(40バール)の圧力及び536°F(280℃)の温度に曝
露する実施形態2に記載した方法で加工した。元の複合材(すなわち、「対照」、実施形
態2によって加工されていない)と、加工された材料の両方を、表面突起の数、表面粗さ
、及び摩耗特性について評価する。
表面突起の数を材料の視覚的及び物理的検査によって評価する。作製したままの未加工
の対照複合材は、10平方メートル毎に高さ少なくとも0.1mmの1.5の表面突起を
有することが分かる。加工された材料は、10平方メートル毎に高さ少なくとも0.1m
mの0.4表面突起を有することが分かる。これは、加工材料と未加工材料との間の表面
突起の約70%の減少である。
対照物質の平均表面粗さは15Raと測定される。加工材料は、16Raの平均粗さと
同程度のレベルの表面粗さを維持した。
材料の磨耗特性を、ASTM G99−17「ピンオンディスク装置を用いた摩耗試験
のための標準試験法によって試験した。性能の差は、図3に示すような2つの材料に関す
る摩擦係数のプロットを比較することによって最も良く示される。対照材料の平均摩擦係
数は約0.1で始まり、試験を開始すると急速に約0.16に増加するが、加工されたサ
ンプルは最初の200回転の試験の間、約0.06の摩擦係数を維持する。したがって、
加工されたサンプルに関する摩擦係数は実質的に変化しない。
10ミルのコーティングされた織物の別の一部を、連続ロールツーロールプロセスで4
MPa(40バール)の圧力及び644°F(340℃)の温度に曝露する以外は実施形
態2に従って加工した。この材料を、光学顕微鏡法を用いることによってボイド率につい
て評価し、その結果を図4に示す。画像の暗い部分は織物の経糸及び緯糸であり、明るい
領域はPTFEのみからなっている。対照材料のより明るい領域内では、ボイドはPTF
E内で泡立ったように認められる。しかしながら、加工された材料は、複合材内の光学的
に視認可能なボイドに関してほぼ完全な排除を示している。
この材料はまた絶縁耐力についても評価する。対照サンプルは、平均絶縁耐力850.
3ボルト/ミルと測定され、一方、処理された材料は平均絶縁耐力1268ボルト/ミル
を有していた。これは絶縁耐力の49%増加に等しい。
実施例2
ガラス繊維織布とPTFEフルオロポリマーコーティングとの別の例もまた、浸漬コー
ティングプロセスによって製造する。このプロセスは、第1の実施例とわずかに異なり、
高度に亀裂が入った表面を有する複合材をもたらす。ガラス繊維織布基材は、スタイル1
28である。最終複合材の重量は16.5oz/平方ヤード(560グラム/平方メート
ル)であり、最終厚さは0.010インチである。この材料は、2.3MPa(23バー
ル)の圧力及び689°F(365℃)の温度を使用して、実施形態2に記載のように加
工される。表面亀裂の程度を、光学顕微鏡法によって評価し、対照サンプルと加工サンプ
ルとの比較を図5に示す。加工サンプルは、表面亀裂の90%以上の減少を示す。
一般的な説明または実施例において上で説明したすべての作業が必要というわけではな
く、特定の作業の一部は必要とされなくてもよく、説明した作業に加えて1つ以上のさら
なる作業を実施してもよい、ことに留意すべきである。なおさらに、作業が列挙される順
序は、必ずしもそれらが実施される順序ではない。
上記明細書では、特定の実施形態を参照して概念を説明してきた。しかしながら、当業
者は、以下の特許請求の範囲に記載した本発明の範囲から逸脱することなく、様々な修正
及び変更をなし得ることを理解する。したがって、明細書及び図面は、限定的な意味では
なく例示的な意味と考えるべきであり、すべてのかかる修正は、本発明の範囲内に含まれ
ることが意図される。
利益、他の利点、及び問題に対する解決策を、特定の実施形態に関して上で説明した。
しかしながら、利益、利点、問題の解決策、及びなんらかの利益、利点、または解決策を
生み出すかまたは顕在化させる可能性がある任意の特徴(複数可)を、任意のまたはすべ
てのクレームの重要な、必要な、もしくは不可欠な特徴と解釈するべきではない。
本明細書を読了後、当業者は、ある特定の特徴は、別個の実施形態の文脈において本明
細書に明確に記載され、単一の実施形態において組み合わせて提供され得ることも理解す
るであろう。逆に、単一の実施形態の文脈において簡潔に説明される様々な特徴を、別々
にまたは任意のサブコンビネーションで提供することもできる。さらに、範囲として記載
された値の参照は、その範囲内のすべての値を含む。

Claims (15)

  1. 複合材であって、
    第1のフルオロポリマーの第1の層と、
    前記第1の層の上に重なっている補強ファブリックの少なくとも1つのプライの第2の層と、
    前記第1の層とは反対の前記第2の層の上に重なっている第2のフルオロポリマーの第
    3の層であって、前記第1の層、前記第3の層、またはそれらの組み合わせが、実質的に
    欠陥の無い外面を有する、第3の層と、を含み、
    前記複合材が、少なくとも約3メートルの連続長を有する、複合材。
  2. 前記複合材が、ピンオンディスク摩耗試験において200回転を受けた後に、摩擦係数
    の10%未満の変化として定量化された初期摩耗抵抗性を有する、請求項1に記載の複合
    材。
  3. 前記複合材が、ファブリックナックルの100サイクル後または1%未満の曝露後に、1%未満の質量損失の耐摩耗性を有する、請求項1に記載の複合材。
  4. 前記第1の層及び前記第3の層が、前記第1の層及び前記第3の層の厚さにわたって亀
    裂及びボイドが実質的に無い、請求項1に記載の複合材。
  5. 前記第1の層、前記第3の層、またはそれらの組み合わせが、0.5平方インチ当たり
    50未満の表面亀裂と、100平方メートル当たり高さ寸法における0.1mmの最大3
    つの表面突起と、を有する外面を有する、請求項1に記載の複合材。
  6. 前記複合材が、10ミルの総厚を有する前記複合材に関して、少なくとも1200ボル
    ト/ミルの絶縁耐力を有する、請求項1に記載の複合材。
  7. 前記第1の層の外面及び前記第3の層の外面が、20マイクロインチ以下の表面粗さR
    aを有する、請求項1に記載の複合材。
  8. 前記第1のフルオロポリマー及び前記第2のフルオロポリマーが、非溶融加工性である
    、請求項1に記載の複合材。
  9. 前記非溶融加工性フルオロポリマーが、ポリテラフルオロエチレン(PTFE)、変性
    ポリテトラフルオロエチレン(mPTFE)、またはそれらの組み合わせを含む、請求項
    8に記載の複合材。
  10. 前記第1のフルオロポリマー、前記第2のフルオロポリマー、またはそれらの組み合わ
    せが、充填材をさらに含む、請求項1に記載の複合材。
  11. 前記補強ファブリックの主表面と直接接触する少なくとも1つの中間層をさらに含む、請求項1に記載の複合材。
  12. 複合材を製造する方法であって、
    第1のフルオロポリマーの第1の層を提供することと、
    前記第1の層の上に補強ファブリックの少なくとも1つのプライの第2の層を重ねることと、
    第2のフルオロポリマーの第3の層を、前記第1の層とは反対の前記第2の層の上に重
    ねてスタックを形成することと、
    前記スタックを、2つの実質的に平行な面によって、約0.5MPa〜約8MPaの圧
    力で連続的に圧縮し、約200℃〜約400℃の温度で加熱して、少なくとも3メートル
    の連続長の前記複合材を形成することと、を含む、方法。
  13. 前記第1の層及び前記第3の層が、キャスト、スカイビング、または押出される、請求
    項12に記載の方法。
  14. 前記第1の層及び前記第3の層が、乾燥粉末コーティングされる、請求項12に記載の
    方法。
  15. 前記第2の層上に乾燥粉末コーティングをさらに含み、前記乾燥粉末コーティングが、
    非溶融加工性フルオロポリマーを含む、請求項12に記載の方法。
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