JP6462700B2 - 適合性微多孔繊維及びこれを含む織物 - Google Patents

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Description

本発明は一般に、適合性微多孔繊維、より具体的には透湿性の高いノード及びフィブリル構造を有する適合性微多孔繊維に関する。適合性微多孔繊維を含む織物もまた提供される。
本技術分野において、耐水性、透湿性のある衣類が知られている。これらの衣類は、多くの場合、それぞれの層が特定の機能性を与える多層から構成される。例えば、衣服は、外側布地層と、耐水性、透湿性のフィルム層と、内側布地層とを用いて構成することができる。外側布地層及び内側布地層は、透湿性フィルム層に保護を提供する。しかしながら、外側織物層及び内側織物層を追加すると、アパレル物品が重くなるだけでなく、潜在的に外表面上の吸水性が高い材料につながる。外側織物層による水の吸収は、布帛を通して着用者への熱伝導、及び水の温度の移動を許す。着用者が寒冷環境にいて寒さが着用者の体へ伝わる場合、これは有害であることがある。更に、水の吸収は衣服内部の結露につながることがあり、着用者に湿った感覚を与える。更に、水を吸収すると外側の布帛が色あせ又は暗くなり、衣服の美的外観を低下させることがある。また、外側の布帛によっては布帛自体を乾燥させるのに長時間かかることがあり、着用者は、水の吸収に伴う不利益により長時間耐えることを強いられる。さらに、内側層及び外側層に使用される従来の布帛に伴う繊維はマルチフィラメント繊維で構成され、フィラメントの間に水及び/又は混入物を許す。さらに、マルチフィラメント繊維は布帛の透湿性のためにゆるく充填されているので、望ましくないことに、水が繊維のすきまを満たす可能性がある。
したがって、本技術分野において、透湿性が高く、水侵入圧力が高く、吸水性の低い衣類に使用される織物を作るための繊維の必要性が存在する。
本発明は、ノード及びフィブリルの微多孔構造を有する経糸及び緯糸延伸ポリテトラフルオロエチレン(ePTFE)繊維を含む織物であって、ePTFE繊維の幅が、織物のエンドカウント(end count)又はピックカウント(pick count)に基づいてePTFE繊維に割り当てられる幅よりも大きい織物を提供することを目的とする。この幅の違いにより、ePTFE繊維がそれ自身の上に折り畳まれ、経糸及び緯糸繊維の交差点に提供される織り目の隙間に適合する。ePTFE繊維はモノフィラメント繊維でもよい。ePTFE繊維の密度は約1.2g/cm未満であり、アスペクト比は約15より大きく、断面形状は実質的に長方形であってもよい。有利にも、ePTFE織物は高い水蒸気透過性と高い水侵入圧力との両方を有する。具体的には、織物の水蒸気透過率は約10,000g/m/24時間より高く、水侵入圧力は約1kPaより高い。したがって、織物は透湿性が高く、吸水性が低く、耐水性が高い。
本発明の他の目的は、複数の経糸繊維及び緯糸繊維を含む織物であって、経糸繊維及び緯糸繊維のそれぞれが、濃度が約1.2g/cm未満で実質的に長方形の断面形状を有する延伸ポリテトラフルオロエチレン繊維を含む、織物を提供することである。ePTFE繊維はモノフィラメント繊維でもよい。経糸ePTFE繊維及び緯糸ePTFE繊維の少なくとも一つのアスペクト比は約15より大きくてもよい。少なくとも一つの例示的な実施形態において、ePTFE繊維の幅は織物の1インチ当たりのピック数より大きい。更に、織物の平均剛性は約300g未満であり、吸水性は30gsm未満である。経糸繊維及び緯糸繊維は、織物を疎油性にするフルオロアクリレートコーティングを有してもよい。フルオロポリマー膜又は他の機能性膜若しくは保護層を、フルオロアクリレートコーティングの反対側の織物に固定してもよい。いくつかの実施形態において、フルオロポリマー膜に布地を固定して積層物品を形成してもよい。他の実施形態において、フルオロポリマー膜及び/又は布地を、コーティングが適用されていない織物に固定してもよい。
本発明の更なる目的は、アスペクト比が約15より大きく実質的に長方形の断面形状を有する、延伸ポリテトラフルオロエチレン繊維の経糸繊維及び緯糸繊維を含む織物を提供することである。織物の水侵入圧力は約1kPaより高く、水蒸気透過率は約10,000g/m/24時間より高い。ePTFE繊維はモノフィラメント繊維でもよい。さらに、繊維の織る前の厚みは約100マイクロメートルより小さく、織る前の幅は約4.0mmより小さく、織る前の密度は約1.0g/cmより小さくてもよい。更に、ePTFE繊維はノード及びフィブリル構造を有し、ノードは、繊維を通る通路を画定するフィブリルによって相互接続している。フィブリルの長さは、約5マイクロメートル〜約120マイクロメートルであってよい。
更に他の本発明の目的は、経糸及び緯糸フルオロポリマー繊維を含む織物であって、経糸及び緯糸フルオロポリマー繊維の少なくとも一つが繊維の長さに沿って折り畳まれた形状にある織物を提供することである。少なくとも一つの例示的な実施形態において、フルオロポリマー繊維は、密度が約1.2g/cmより小さく実質的に長方形の形状を有するePTFE繊維である。例示的な実施形態において、ePTFE繊維の織る前の密度は約0.85g/cmより小さい。織物の水蒸気透過率は約10,000g/m/24時間より高く、水侵入圧力は約1kPaより大きい。更に、織物の引裂強度は少なくとも30Nであり、平均剛性は約300g未満である。少なくとも一つの例示的な実施形態において、フルオロポリマー繊維の幅は、織物のエンドカウント又はピックカウントに基づいて織物のフルオロポリマー繊維に割り当てられる幅よりも大きい。
本発明は、適合性の経糸及び緯糸フルオロポリマー繊維を含む織物であって、経糸及び緯糸繊維の少なくとも一つは、繊維を通る通路を形成するノード及びフィブリル構造を有する、織物を提供することもまた目的とする。フィブリルの長さは、約5マイクロメートル〜約120マイクロメートルであってよい。少なくとも一つの実施形態において、フルオロポリマー繊維は、織る前の密度が約1.0g/cm未満、他の実施形態において約0.85g/cm未満のePTFE繊維である。繊維の適合性は、繊維がそれ自身の上に曲がって及び/又は折り畳まれて、織物構造中の経糸及び緯糸繊維の交差点の間に提供される織り目の隙間に適合することを可能にする。さらに、機能性膜又は保護層、例えばフルオロポリマー膜をePTFE織物に固定してもよい。いくつかの実施形態において、フルオロポリマー膜に布地を固定して、積層物品を形成してもよい。
本発明の更に別の目的は、延伸ポリテトラフルオロエチレンを含むモノフィラメント繊維を提供することである。ePTFEモノフィラメント繊維の密度は1.0g/cm以下であり、厚みは約100マイクロメートル未満であり、幅は約4.0mm未満であり、アスペクト比は約15より大きく、実質的に長方形の断面形状を有する。更に、繊維は、約1.6cN/dtexより高い引張強度、及び少なくとも約1.5Nの破壊強度を有する。ePTFEモノフィラメント繊維は、その上にフルオロアクリレートコーティング、又は他の疎油性処理を有してもよい。さらに、ePTFEモノフィラメント繊維はノード及びフィブリル構造を有し、ノード及びフィブリルは繊維を通る通路を画定する。フィブリルの長さは、約5マイクロメートル〜約120マイクロメートルであってよい。更に、ePTFEモノフィラメント繊維は、織物構造においてePTFEモノフィラメント繊維がそれ自身の上に折り畳まれて織物の経糸及び緯糸繊維の交差点の間に提供される織り目の隙間に整合するように、整合することができる。本発明の例示的な実施形態においてそのようなePTFEモノフィラメント繊維を利用して、高い水蒸気透過性及び高い水侵入圧力(すなわち、高い透湿性及び高い耐水性)が要求される物品で最終的に使われることがある織物を形成する。
本発明の利点は、ePTFE繊維をきつく織ったとしても、ePTFE織物は透湿性が高く、水侵入圧力が高いことである。
本発明の他の利点は、ePTFE繊維をきつく織って、透湿性が高いが通気性の低い織物にしてもよいことである。
織物が静かで、柔らかく、羽織ることができることもまた本発明の利点である。
本発明の更なる他の利点は、ePTFE繊維の高いアスペクト比が布帛の単位面積当たりの質量を小さくし、より容易及びより効率的な再形成を可能にし、1インチ当たりのピック及びエンドがより少ない織物において、高い耐水性を達成することができることである。
本発明の特徴は、ePTFE繊維がそれ自身の上に曲がって及び/又は折り畳まれて、織物の経糸繊維及び緯糸繊維の交差点の間に提供される織り目の隙間に適合することである。
ePTFE繊維から構成される織物が、平坦な又は実質的に平坦な織り目、及び対応する滑らかな表面を有することも本発明の特徴である。
本発明の他の特徴は、ePTFE繊維が、特に織る前に、実質的に長方形の断面形状を有することである。
本発明の利点は、特に以下の添付の図面を参照しながら、本発明の以下の詳細な開示を考慮することにより明らかとなる。
図1は、本発明の一つの例示的な実施形態による、倍率1000xで撮った例示的なePTFE繊維の上面の走査型電子顕微鏡写真(SEM)である。
図2は、倍率1000xで撮った、図1に示すePTFE繊維の側面の走査型電子顕微鏡写真である。
図3は、倍率150xで撮った、図1に示す繊維の2/2綾織り織物の上面の走査型電子顕微鏡写真である。
図4は、倍率150xで撮った、図3に示す織物の側面の走査型電子顕微鏡写真である。
図5は、倍率150xで撮った、上にフルオロアクリレートコーティングを有する図3に示す2/2綾織り織物の上面の走査型電子顕微鏡写真である。
図6は、倍率150xで撮った、図5に示す織物の側面の走査型電子顕微鏡写真である。
図7は、倍率150xで撮った、積層されたePTFE膜を有する図5に示す2/2綾織り織物の上面の走査型電子顕微鏡写真である。
図8は、倍率100xで撮った、図7に示す物品の側面の走査型電子顕微鏡写真である。
図9は、倍率1000xで撮った、図7に示す布帛の側面の走査型電子顕微鏡写真である。
図10は、本発明の他の例示的な実施形態による、倍率150xにおける、布地に積層された図5に示す織物の上面の走査型電子顕微鏡写真である。
図11は、倍率100xで撮った、図10に示す物品の側面の走査型電子顕微鏡写真である。
図12は、倍率500xで撮った、図10に示す物品の側面の走査型電子顕微鏡写真である。
図13は、倍率150xで撮った、本発明の例示的な実施形態による、積層されたePTFE膜及び布地を有する織物の上面の走査型電子顕微鏡写真である。
図14は、倍率100xで撮った、図13に示す物品の側面の走査型電子顕微鏡写真である。
図15は、倍率300xで撮った、図13に示す物品の側面の走査型電子顕微鏡写真である。
図16は、倍率150xで撮った、本発明の一つの例示的な実施形態による、平織りの織物の上面の走査型電子顕微鏡写真である。
図17は、倍率250xで撮った、図16に示す布帛の側面の走査型電子顕微鏡写真である。
図18は、倍率150xで撮った、上にフルオロアクリレートコーティングを有する、図16に示す平織り織物の上面の走査型電子顕微鏡写真である。
図19は、倍率250xで撮った、図18に示す織物の側面の走査型電子顕微鏡写真である。
図20は、倍率150xにおける、本発明の例示的な実施形態による、積層されたePTFE膜及び布地を有する、図16に示す織物の上面の走査型電子顕微鏡写真である。
図21は、倍率250xで撮った、図20に示す物品の側面の走査型電子顕微鏡写真である。
図22は、本発明の他の例示的な実施形態による、倍率1000xで撮った、例示的なePTFE繊維の上面の走査型電子顕微鏡写真である。
図23は、倍率1000xで撮った、図22に示すePTFE繊維の側面の走査型電子顕微鏡写真である。
図24は、倍率150xで撮った、図22に示すePTFE繊維の2/2の綾織り織物の上面の走査型電子顕微鏡写真である。
図25は、倍率200xで撮った、図24に示す布帛の側面の走査型電子顕微鏡写真である。
図26は、倍率150xで撮った、上にフルオロアクリレートコーティングを有する、図16に示す織った綾織り布帛の上面の走査型電子顕微鏡写真である。
図27は、倍率200xで撮った、図26に示す布帛の側面の走査型電子顕微鏡写真である。
図28は、倍率1000xで撮った、本発明の他の実施形態による、例示的なePTFE繊維の上面の走査型電子顕微鏡写真である。
図29は、倍率1000xで撮った、図28に示す繊維の側面の走査型電子顕微鏡写真である。
図30は、倍率150xで撮った、図26に示すePTFE繊維の2/2綾織り織物の上面の走査型電子顕微鏡写真である。
図31は、倍率150xで撮った、図30に示す布帛の側面の走査型電子顕微鏡写真である。
図32は、倍率1000xで撮った、比較の高密度ePTFE繊維の上面の走査型電子顕微鏡写真である。
図33は、倍率1000xで撮った、図32に示す繊維の織物の側面の走査型電子顕微鏡写真である。
図34は、倍率150xで撮った、比較の高密度ePTFE繊維を利用した、比較の2/2綾織り織物の上面の走査型電子顕微鏡写真である。
図35は、倍率150xで撮った、図34に示す布帛の側面の走査型電子顕微鏡写真である。
図36は、倍率1000xで撮った、例示的な繊維の上面の走査型電子顕微鏡写真である。
図37は、倍率1000xで撮った、図36に示す繊維の側面の走査型電子顕微鏡写真である。
図38は、倍率150xで撮った、図36に示す繊維の織物の上面の走査型電子顕微鏡写真である。
図39は、倍率150xで撮った、図38に示す布帛の側面の走査型電子顕微鏡写真である。
図40は、折り畳まれた形状へと折り畳まれ、織物構造における繊維に割り当てられた隙間に適合した、例示的な繊維の側面を示す模式図である。
図41は、折り畳まれた形状へと折り畳まれ、織物構造における繊維に割り当てられた隙間に適合した、例示的な繊維の上面を示す模式図である。
図42は、倍率150xにおける、スレッドカウント40×40の例示的な平織り織物の上面の走査型電子顕微鏡写真である。
図43は、倍率150xで撮った、図42に示す織物の側面の走査型電子顕微鏡写真である。
図44は、倍率300xで撮った、図42に示す織物の側面の走査型電子顕微鏡写真である。
図45は、倍率400xで撮った、図42に示す織物の側面の走査型電子顕微鏡写真である。
図46は、倍率1000xで撮った、比較の非多孔質ePTFE繊維の上面の走査型電子顕微鏡写真である。
図47は、倍率1000xで撮った、図46に示す繊維の側面の走査型電子顕微鏡写真である。
図48は、倍率150x拡大で撮った、図46に示す繊維の織物の走査型電子顕微鏡写真である。
図49は、倍率150xで撮った、図48の織物の側面の走査型電子顕微鏡写真である。
図50は、倍率150xで撮った、比較の高密度ePTFE繊維の比較の織物の上面の走査型電子顕微鏡写真である。
図51は、倍率150xで撮った、図50に示す織物の側面の走査型電子顕微鏡写真である。
図52は、ギャップ幅の測定を示す走査型電子顕微鏡写真である。
《定義》
本明細書で用いる用語「モノフィラメント繊維」及び「モノフィラメントePTFE繊維」は、布帛へと織られることがある、本来連続的又は実質的に連続的なePTFE繊維を意味する。
本明細書で用いる用語「繊維」及び「ePTFE繊維」は、モノフィラメントePTFE繊維、及び複数のモノフィラメントePTFE繊維、例えば、並んだ構成、束ねられた構成、又は撚られた若しくはそうでなければ混合された形態の繊維を含むものを意味する。
本明細書で用いる用語「適合性」及び「適合性繊維」は、それ自身の上に曲がって及び/又は折り畳まれて、経糸繊維及び緯糸繊維の交差点の間に提供され、経糸繊維及び緯糸繊維の1インチ当たりのピック数及び/又は1インチ当たりのエンド数によって定まる織り目の隙間に適合することができる繊維を意味する。
本明細書で用いる「高い水侵入圧力」は、水侵入圧力が約1kPaより高い織物を意味する。
本明細書で用いる用語「低い吸水性」は、吸水性が約50gsmより低い織物を意味する。
本明細書で用いる用語「実質的に長方形の形状」は、適合性微多孔繊維が、丸くなった又は尖った端(又は側面)を有する又は有しない長方形又はほぼ長方形の断面を有することを意味する。
《発明を実施するための形態》
本発明は、ノード及びフィブリル構造を有する適合性微多孔繊維、及びそれから製造される織物に関する。ポリマー膜及び/又は布地を織物に積層して、積層物品を提供してもよい。織物は、高い水蒸気透過性(すなわち、高い透湿性)と、高い水侵入圧力と、低い吸水性とを同時に有する。織物は、例えば印刷によって着色することができる。更に、織物は静かで、柔らかく、羽織ることができ、特に衣類、手袋、及びフットウェア用途における使用に適する。用語「織物(woven fabric)」及び「布帛(fabric)」は、本明細書において区別せずに使用することがある点に留意されたい。さらに、用語「ePTFE繊維」及び「繊維」は、本出願において区別せずに使用することがある。
適合性繊維はノード及びフィブリル構造を有し、ノードはフィブリルによって相互接続しており、それらの隙間は繊維を通る通路を画定する。また、適合性繊維は微多孔質である。本明細書において、微多孔質とは、肉眼では見えない細孔を有するものとして定義する。繊維内のノード及びフィブリル構造は、繊維及び繊維から織られた布帛を高透湿性にすることができ、着色剤及び疎油性組成物の浸透を可能にする。また、ノード及びフィブリルによって提供されるマトリクスは、所望の充填材及び/又は添加物を含むことを可能にする。
適合性微多孔繊維について、考察の容易性のため、本明細書において延伸ポリテトラフッ化エチレン(ePTFE)繊維に関する引用を行うことが認められる。しかしながら、ノード及びフィブリル構造を有するあらゆる適切な適合性フルオロポリマーを、本出願に記載されているようなePTFEと交換可能に使用してもよいことを理解すべきである。フルオロポリマーの非限定的な例としては、限定されないが、延伸PTFE、延伸変性PTFE、PTFEの延伸コポリマー、フッ化エチレンプロピレン(FEP)、及びパーフルオロアルコキシコポリマー樹脂(PFA)が挙げられる。PTFEの延伸可能なブレンド、延伸可能な変性PTFE、及びPTFEの延伸コポリマーに特許が付与されており、例えば、限定されないが、Brancaに対する米国特許第5,708,044号明細書;Baillieに対する米国特許第6,541,589号明細書;Sabol等に対する米国特許第7,531,611号明細書;Ford等に対する米国特許出願第11/906,877号明細書;及び、Xu他に対する米国特許出願第12/410,050号明細書である。ePTFE繊維のフィブリルの長さは、約5マイクロメートル〜約120マイクロメートル、約10マイクロメートル〜約100マイクロメートル、約15マイクロメートル〜約80マイクロメートル、又は約15マイクロメートル〜約60マイクロメートルである。
さらに、ePTFE繊維は実質的に長方形の形状を有する。本出願の少なくとも図4、6、12、14、17、19、21、27、30、39、43、44、及び45は、実質的に長方形の形状を有する例示的なePTFE繊維を示す。本明細書で用いる用語「実質的に長方形の形状」は、繊維が長方形又はほぼ長方形の断面を有することを意味する。すなわち、ePTFE繊維はその高さ(厚み)より大きい幅を有する。繊維は丸くなった又は尖った端(又は側面)を有してもよい点に留意されたい。織る前に撚られなければならない従来の繊維とは異なり、ePTFE繊維は、ePTFE繊維を最初に撚ることなく平面状態で織ることができる。ePTFE繊維は有利にも、繊維の幅が織物の上面を形成するように繊維の幅を配向して織ってもよい。したがって、本発明のePTFE繊維から製造された織物は、平坦又は実質的に平坦な織り目、及び対応する滑らかな表面を有する。布帛の滑らかで平坦な表面は、織物の柔らかさを強化する。
更に、本明細書に用いられるePTFE繊維は低い密度を有する。より具体的には、繊維の織る前の密度は約1.0g/cm未満である。例示的な実施形態において、繊維の織る前の密度は、約0.9g/cm未満、約0.85g/cm未満、約0.8g/cm未満、約0.75g/cm未満、約0.7g/cm未満、約0.65g/cm未満、約0.6g/cm未満、約0.5g/cm未満、約0.4g/cm未満、約0.3g/cm未満、又は約0.2g/cm未満である。布帛、例えば織物を製造するために使用される方法は、織物を通した透湿性を維持しつつ、ePTFE繊維を折り畳んで繊維の密度を上昇させる。その結果、繊維の織った後の密度は約1.2g/cm以下であってよい。繊維の(織る前及び織った後の両方の)低い密度は繊維の透湿性を強化する。
さらに、繊維の単位長さ当たりの質量は、約50dtex〜約3500dtex、約70dtex〜約1000dtex、約80dtex〜約500dtex、約90dtex〜約400dtex、約100dtex〜約300dtex、又は約100dtex〜約200dtexであってよい。より低いdtexはより低い質量/面積の布帛を提供し、布帛から形成される衣服の快適性を強化することが認められる。更に、ePTFE繊維のデニールが低いと、織物の耐ピック性を高めることができる。耐ピック性は、布帛内の個々の繊維をつかんで移動させることに対抗する布帛の能力を意味する。一般に、繊維が微細で(例えば、デニール又はdtexが小さく)、織りがタイトであればあるほど、より良好な耐ピック性が達成される。
また、ePTFE繊維の(織る前又は織った後の)高さ(厚み)は、約200マイクロメートル未満である。いくつかの実施形態において、厚みは、約20マイクロメートル〜約150マイクロメートル、約20マイクロメートル〜約100マイクロメートル、約20マイクロメートル〜約70マイクロメートル、約20マイクロメートル〜50マイクロメートル、約20マイクロメートル〜40マイクロメートル、又は約26マイクロメートル〜36マイクロメートルである。ePTFE繊維の織る前又は織った後の高さ(厚み)は、100マイクロメートル未満、75マイクロメートル未満、50マイクロメートル未満、40マイクロメートル未満、30マイクロメートル未満、又は20マイクロメートル未満であってよい。また、繊維の(織る前又は織った後の)幅は、約4.0mm未満である。少なくとも一つの例示的な実施形態において、繊維の織る前又は織った後の幅は、約0.5mm〜約4.0mm、約0.40mm〜約3.0mm、約0.45mm〜約2.0mm、又は約0.45mm〜約1.5mmである。ePTFE繊維の得られるアスペクト比(すなわち、高さに対する幅の比率)は約10より大きい。いくつかの実施形態において、アスペクト比は約15より大きく、約20より大きく、約25より大きく、約30より大きく、約40より大きく、又は約50より大きい。例えばePTFE繊維によって達成される高いアスペクト比は、布帛の単位面積当たりの質量を小さくし、より容易及びより効率的な再形成を可能にし、1インチ当たりのピック及びエンドが少ない織物において、高い耐水性を達成することができる。
更に、ePTFE繊維の引張強度は、約1.4cN/dtexより高い。本発明の少なくとも一つの実施形態において、ePTFE繊維の引張強度は、約1.6cN/dtex〜約5cN/dtex、約1.8cN/dtex〜約4cN/dtex、又は約1.9cN/dtex〜約3cN/dtexである。さらに、ePTFE繊維の繊維破壊強度は、少なくとも約1.5Nである。一つ又は複数の実施形態において、ePTFE繊維の繊維破壊強度は、約2N〜約20N、約2N〜約15N、約2N〜約10N、又は約2N〜約5Nである。
本明細書に記載のePTFE繊維を用いて、反復する織目で互いに織り交ぜられた経糸繊維及び緯糸繊維を有する織物を形成してもよい。あらゆる織目、例えば、限定的されないが、平織り、サテン織り、綾織り、及び斜子織りを用いて、ePTFE繊維を織物へと形成してもよい。1インチ当たりのピック及び/又は1インチ当たりのエンドの数に基づいて繊維に提供される割り当てられた隙間よりもePTFE繊維の幅が小さいとき、ePTFE繊維は、織り目又は皺なく平坦に織られることがある。そのような繊維は、ゆるく織ったとき、経糸繊維及び緯糸繊維の交差点(交点)の間に可視性のギャップを含む。したがって、布帛は高透湿性であるが耐水性ではない。そのような布帛の大きなギャップは、例えば、他の層によって耐水性が提供される用途において、又は一般的な領域の被覆が所望され、耐水性が重要でない状況において、許容できることがある。
他の実施形態において、例えば1インチ当たりのピック及び/又は1インチ当たりのエンドの数に基づいて織物に割り当てられる隙間よりもePTFE繊維の幅が大きいとき、繊維はよりきつく織られる。そのような布帛では、交差点の間のギャップが全くないか、又は実質的にない。ePTFE繊維の幅は、1インチ当たりのピック及び/又は1インチ当たりのエンドの数に基づいて繊維に提供される隙間の1倍より大きく、約1.5倍より大きく、約2倍より大きく、約3倍より大きく、約4倍より大きく、約4.5倍より大きく、約5倍より大きく、約5.5倍より大きく、又は約6倍(若しくはそれ以上)大きい。言い換えれば、ePTFE繊維はePTFE繊維の幅よりもタイトに織られる。そのような実施形態において、ePTFE繊維は、実質的に長方形の形状で、織り工程を開始する。しかしながら、1インチ当たりのピック及び/又は1インチ当たりのエンドによって提供される隙間と比較して繊維のサイズがより大きいため、ePTFE繊維は、それ自身の上に曲がって及び/又は折り畳まれて、経糸繊維及び緯糸繊維の1インチ当たりのピック及び/又は1インチ当たりのエンドの数によって決定される織り目の隙間に適合する。一般に、繊維が折り畳まり又は曲がるとそれぞれの個々の繊維幅がより小さくなるように、繊維幅における折り畳まり又は曲がりが起こる。したがって、繊維は、繊維の長さに沿って折り畳まれた形状になる。
ePTFE繊維の適合性を、図40及び41に図式的に示す。図40及び41において、繊維10が織物の隙間(S)に配置される。図40及び41に示すように、繊維10の幅(W)は、織物の繊維10に割り当てられる隙間(S)よりも大きい。繊維10に割り当てられる隙間(S)に適合するために、繊維10は、例えば図40に示す折り畳まれた形状15へと折り畳まり又は曲がる。
少なくとも図3、5、7、10、13、16、18、20、24、26、30、及び38に示すように、ePTFE繊維の「折り畳まり」又は「折り畳まれた形状」は、繊維に沿って延在するライン20によって明示されている。例示的な織物の断面SEMである図44及び45は、これらの図が繊維のそれ自身の上への折り畳まり(及び/又は曲がり)を明確に示しているので、ePTFE繊維の適合性を示している。図41は、曲がった形状の繊維の上面の概略図を示す。繊維は、経糸方向及び/又は緯糸方向において、それ自身の上に折り畳まれてもよい。図41に示すように、繊維は隙間(S)に適合してフィットする。経糸繊維及び緯糸繊維を含む布帛において、経糸繊維及び緯糸繊維の少なくとも一つは、繊維の長さに沿って又は実質的に沿って折り畳まれた形状である。したがって、ePTFE繊維は、織物においてより小さな幅へと折り畳まれ及び/又は曲がっている。一つの仮想例として、88ppi×88epiの織物、ePTFE繊維幅1mmでは、織物構造中に提供される隙間に適応するために、ePTFE繊維をそれ自身の上に折り畳まり、その元の幅の3.5倍より小さく折り畳まれた幅になる(例えば、88ppiを25.4mm/1インチで割ると、1mmにつき3.5ピックである)。
ePTFE繊維の適合性は、より大きいサイズのePTFE繊維をより小さい織り目の隙間に利用することを可能にする。繊維の幅と比較して1インチ当たりのピック及び/又は1インチ当たりのエンドの数を増加させると、経糸繊維及び緯糸繊維が交差する間のギャップが低減され又は除去されもする。そのようなきつく織った布帛は、高い透湿性と耐水性(例えば、高い水侵入圧力を有する)とを同時に有する。存在することがあるあらゆるギャップを通してだけでなく、ePTFE繊維自身を通しても、布帛は透湿することが認められる。ギャップが存在しない場合も、織物は透湿性のままである。対照的に、従来の織物はきつく織ると非透湿性になる。
理論に制約されないが、ePTFE繊維の適合性並びにノード及びフィブリル構造は、本明細書に記載されている特徴及び利点の全てではないとしても多くを織物が達成することを可能にすると考えられる。例えば、ePTFE繊維のノードは、繊維が織られたときに繊維がフィブリルの「開いた」構成を維持するのを助ける。ePTFE繊維の開孔は織物の透湿性を非常に強化する。細孔が細いことは、高い透湿性を維持しつつ、繊維構造に入る水を妨げる。上述のように、ePTFE繊維の適合性は、織物を耐水性であるが透湿性にするタイトな構成へと繊維を織ることを可能にする。
処理を提供して、織物に一つ又は複数の所望の機能性、例えば、限定されないが、疎油性を与えてもよい。疎油性コーティング、例えば、限定されないが、フルオロアクリレート疎油性コーティングを提供する場合、織物のオイル評価は、本明細書に記載のオイル評価試験にしたがって試験したときに、1以上、2以上、3以上、4以上、5以上、又は6以上である。コーティング又は処理、例えばフルオロアクリレートコーティングは、織物の片面又は両面に適用してもよく、織物を通して又は部分的に通して浸透させてもよい。あらゆる機能性保護層、機能性コーティング、又は機能性膜を、例えば、限定されないが、ポリアミド、ポリエステル、ポリウレタン、セロハン(登録商標)、耐水性かつ透湿性の非フルオロポリマー膜を、織物上に取り付けてもよく、又はそうでなければ固定若しくは積層してもよいことを理解すべきである。適切な着色剤組成物で織物を着色してもよい。
ePTFE繊維は、ePTFE繊維の細孔が耐水性を提供する程度に十分にタイトであり、特性、例えば水蒸気透過性及び着色剤のコーティングによる浸透を提供する程度に十分に開いた、ミクロ構造を有する。ePTFE繊維は、印刷したときに耐久性のある美観を提供する表面を有する。美的耐久性は、いくつかの実施形態において、ePTFE繊維の細孔内及び/又は織物内に適合する程度に十分に小さい粒子径を有する色素を含む着色剤コーティング組成物によって達成することができる。複数の色素を用いて、一つ又は複数の色素の濃度を変化させることによって、又はこれらの技術の組合せによって、複数の色を適用してもよい。さらに、コーティング組成物は、任意の形態、例えば固体、パターン、又は印刷で適用してもよい。コーティング組成物は、従前の印刷方法によって織物に適用することができる。着色を適用する方法としては、限定されないが、転写式塗布、スクリーン印刷、グラビア印刷、インクジェット印刷、及びナイフコーティングが挙げられる。
従来の織物とは異なり、ePTFE織物は、布帛を形成する繊維(すなわち、ePTFE繊維)を通して、並びに織物の間に形成されるePTFE繊維のギャップを通して透湿することができる。上記のように、ePTFE繊維は、ePTFE繊維を透湿性にする繊維を通る通路を形成するノード及びフィブリル構造を有する。ePTFE繊維を織ったとき、ノード及びフィブリル構造は開いた通路を維持する。したがって、ギャップが織物構造中に形成されないか又は実質的にギャップが形成されない程度にePTFE繊維をきつく織ったとしても、ePTFE織物はその高い透湿性を維持する。ePTFE織物の水蒸気透過率(MVTR)は、本明細書に記載されている水蒸気透過率(MVTR)試験方法に従って試験したとき、約3000g/m/24時間より高く、約5000g/m/24時間より高く、約8000g/m/24時間より高く、約10000g/m/24時間より高く、約12000g/m/24時間より高く、約15000g/m/24時間より高く、約20000g/m/24時間より高く、又は約25000g/m/24時間より高い。本明細書で用いる用語「透湿性(breathable)」又は「透湿性(breathability)」は、水蒸気透過率(MVTR)が少なくとも約3000グラム/m/24時間である織られた布帛又は積層体を意味する。水蒸気透過性又は透湿性は、衣服、例えば、織物から構成される衣服の着用者に冷却を提供する。
織物の通気性は、約500cfm未満、約300cfm未満、100cfm未満、約50cfm未満、約25cfm未満、約20cfm未満、約15cfm未満、約10cfm未満、約5cfm未満、約3cfm未満、及び更には約2cfm未満であってもよい。低い通気性は、布帛の防風性の改善に相関することを理解すべきである。
本明細書に記載されているePTFE織物の吸水性は、約50g/m以下、40g/m、約30g/m以下、約25g/m以下、約20g/m以下、約15g/m以下、又は約10g/m以下であり、水侵入圧力は、少なくとも約1kPa、少なくとも約1.5kPa、少なくとも約2kPa、少なくとも約3kPa、少なくとも約4kPa、少なくとも約5kPa、又は少なくとも約6kPaである。ePTFE繊維は、織物への(例えば、繊維構造への、織物のギャップを通った)水の侵入を制限し、水を吸収して布帛がより重くなり、布帛を通した水の温度の熱伝導を許す従来の織物に関連する問題を取り除く。着用者が寒冷環境にいて寒さが着用者の体へ伝わる場合、そのような熱伝導は有害であることがある。
さらに、織物は薄く軽量であり、エンドユーザは織物から形成される物品を容易に持ち運び及び/又は輸送することができる。織物の質量は、約50g/m〜約500g/m、約80g/m〜約300g/m、又は約90g/m〜約250g/mであってよい。さらに、織物の単位面積当たりの質量は、約1000g/m未満、約500g/m未満、約400g/m未満、約300g/m未満、約200g/m未満、約150g/m未満、又は約100g/m未満であってよい。さらに、織物の高さ(厚み)は、約0.05mm〜約2mm、約0.1mm〜約1mm、約0.1mm〜約0.6mm、約0.1mm〜約0.5mm、約0.1mm〜約0.4mm、約0.15mm〜約0.25mm、又は約0.1mm〜約0.3mmであってよい。織物が薄いと、コンパクトに折り畳まれる織物から形成される物品を可能にする。薄く軽量であるという特徴は、特に着用者が動いている間、着用者は運きに対する制限が少ないと感じるので、衣服の着用者の全体的な快適性にも寄与する。
更に、織物は柔らかく、羽織ることができ、衣類、手袋、及びフットウェアに適切に使用することができる。織物の平均剛性は、約1000g未満、約500g未満、約400g未満、約300g未満、約250g未満、約200g未満、約150g未満、約100g未満、及び更には約50g未満であってもよい。驚くべきことに、織物は、柔らかさに加えて、織物を曲げる又は折り畳むことに伴う音を低減することが実証された。特に従来のePTFE積層体と比較したとき、多孔質ポリマー膜を追加したとしても、以下に述べるように音が低減されることを更に見いだした。
織物は耐引裂抵抗性でもある。例えば、織物の引裂強度は、本明細書に記載されているエルメンドルフ引裂試験で測定したとき、約10N〜約200N(又はこれより大きい)、約15N〜約150N、又は約20N〜約100Nである。そのような高い引裂強度は、使用中により耐久性のある織物を可能にする。
少なくとも一つの実施形態において、多孔質又は微多孔質ポリマー膜は、織物に積層又は結合している。多孔質膜の非限定的な例としては、延伸PTFE、延伸変性PTFE、PTFEの延伸コポリマー、フッ化エチレンプロピレン(FEP)、及びパーフルオロアルコキシコポリマー樹脂(PFA)が挙げられる。ポリマー材料、例えばポリオレフィン(例えば、ポリプロピレン及びポリエチレン)、ポリウレタン、及びポリエステルは、ポリマー材料を処理して多孔質又は微多孔膜構造体を形成することができれば、本発明の範囲内であると考えられる。発明の織物が多孔質又は微多孔膜に積層又は結合されている場合であっても、得られる積層体は高透湿性のままであり、実質的に織物の透湿性を維持することが認められる。言い換えれば、織物に積層された多孔質又は微多孔膜は、積層されたときでも織物の透湿性に影響を及ぼさず、又は及ぼす影響は最小限である。
微多孔膜は非対称膜でもよい。本明細書で用いる「非対称」は、膜構造が膜内に多層のePTFEを含み、膜内の少なくとも一つの層が膜内の第二の層のミクロ構造とは異なるミクロ構造を有することを意味する。例えば、第一のミクロ構造と第二のミクロ構造との違いは、孔径の違い、ノード及び/又はフィブリルの形状又は径の違い、及び/又は密度の違いによって生じることがある。
更なる実施形態において、布地は、微多孔膜に取り付けてもよく、又は織物に直接取り付けてもよい。本明細書で用いる用語「布地」は、任意の織物、不織布、フェルト、フリース、又はニットを意味し、天然及び/又は合成の繊維材料及び/又はその他の繊維又はフロック材料で構成されることができる。例えば、布地としては、例えば、限定されないが、綿、レーヨン、ナイロン、ポリエステル、及びこれらの混合物などの材料が挙げられる。布地を形成する材料の質量は、用途によって求められる場合を除き、特に制限されない。例示的な実施形態において、布地は通気性及び透湿性である。
膜及び/又は布地を織物に(及び布地を膜に)接続するための任意の好適な方法、例えばグラビア積層、融着、スプレー接着等を使用してもよい。接着剤は、積層体を通した透湿性が維持される限りにおいて、不連続的又は連続的に適用してもよい。例えば、接着剤は、不連続な接着、例えば、個別のドット又は格子パターンによる形態で、又は積層体の層を互いに接着する接着剤ウェブの形態で適用してもよい。
ePTFE織物は、様々な用途、例えば限定されないが、衣類、テント、カバー、ビビィバッグ、フットウェア、手袋等おける使用に適する。織物は、高透湿性であると同時に耐水性である。これらの有利な特徴は、少なくとも部分的に、ePTFE繊維の高いアスペクト比によって達成される。ePTFE織物は単独で使用することができ、又はフルオロポリマー膜及び/又は布地と共に使用することができる。ePTFE織物の表面は、例えば、印刷によって着色することができる。さらに、ePTFE布帛の表面及び/又はePTFE繊維を疎油性コーティング組成物でコーティングして、疎油性を提供することができる。本明細書に記載されている利点及び有利な点は、本明細書に述べられている織られた布帛及び物品と同様に、編まれた布帛及び物品に等しく適用されることを理解すべきである。
《試験方法》
以下特定の方法及び設備を記載するが、しかしながら、当業者によって適切に決定された任意の方法又は設備を代替的に利用してもよいことを理解すべきである。
〈単位長さ当たりの繊維質量〉
かせリールを使用して長さ45メートルの繊維を得た。長さ45メートルのものを秤で計量すると0.0001グラムであった。この質量に200を掛けて、デニール(g/9000m)に換算した長さ当たりの質量を求めた。この値に10を掛けて9で割り、dtex(g/10,000m)に換算した長さ当たりの質量を求めた。
〈繊維幅〉
概数0.1mmまでのグラデーションを有する10xアイループを利用して、従来の方法で繊維幅を測定した。3回の測定を行い、平均して、0.05mmの概数まで幅を決定した。
〈繊維厚み〉
はさみゲージを利用して0.0001インチの正確な概数まで繊維の厚みを測定した。はさみゲージで繊維を圧縮しないよう注意した。3回の測定を行い、平均して、0.0001mmまでの概数にした。
〈繊維密度〉
すでに測定した単位長さ当たりの繊維質量、繊維幅、及び繊維厚みを利用して、下式を用いて繊維密度を算出した:
繊維密度(g/cm)=単位長さ当たりの繊維質量(dtex)/繊維幅(mm)×繊維厚み(mm)×10,000
〈繊維破壊強度〉
繊維破壊強度は、繊維を破壊する(破断する)のに必要な最大負荷の測定である。破壊強度は、引張試験機、例えばカントン、マサチューセッツ州のインストロン(登録商標)機で測定した。張力加重の測定の間、繊維及びストランド物を固定するのに適する繊維ジョー(ホーンタイプ)を、インストロン(登録商標)機に装着した。引張試験機のクロスヘッド速度は、毎分25.4cmであった。ゲージ長は25.4cmであった。それぞれの繊維種類を5回測定し、平均値をニュートンの単位で報告する。
〈繊維引張強度〉
繊維引張強度は、繊維の単位長さ当たりの質量で規格化した繊維の破壊強度である。下式を用いて繊維引張強度を算出した:
繊維引張強度(cN/dtex)=繊維破壊強度(N)×100/単位長さ当たりの繊維質量(dtex)
〈布帛及び膜の厚み〉
布帛及び膜の厚は、ミツトヨ543―252BSはさみゲージの2枚のプレートの間に膜又は織物積層体を置くことで測定した。3回の測定の平均値を使用した。布帛及び/又は膜の厚みは、当業者によって決定された任意の好適な方法で決定してもよいことが認められる。
〈膜のマトリクス引張強度(MTS)〉
平面グリップ及び0.445kNロードセルを備えたインストロン(登録商標)1122引張試験機を使用して、膜のマトリクス引張強度を測定した。ゲージ長は5.08cmであり、クロスヘッド速度は50.8cm/分であった。サンプル寸法は2.54cm×15.24cmであった。
結果が比較できるように、研究室の温度を68°F(20℃)〜72°F(22.2℃)の間に維持して、結果を比較できるようにした。サンプルがグリップ接続点で破壊した場合、データを廃棄した。
長手方向のMTS測定については、サンプルのより長い寸法を、機械方向又は「垂直(down web)」方向に配向させた。横方向のMTS測定については、サンプルのより長い寸法を、「交差(cross web)」方向とも呼ばれる、機械方向に対して垂直方向に配向した。それぞれのサンプルを、メトラートレド天秤モデルAG204を使用して計量した。ケーファーFZ1000/30はさみゲージを使用して、サンプルの厚みを測定した。引張試験機で個別にサンプルを試験した。それぞれのサンプルの3つの異なる部分を測定した。3回の最大の負荷(すなわち、ピークの力)を測定し、平均値を使用した。
下式を用いて長手方向及び横方向のMTSを算出した:
MTS=(最大負荷/断面積)×(PTFEのバルク密度)/多孔質膜の密度)
式中、PTFEのバルク密度は2.2g/cmとした。
3つのクロス−ウェブ測定の平均値を、長手方向及び横方向のMTSとして記録した。
〈膜の密度〉
マトリクス引張試験の測定を使用して、膜の密度を算出した。上記のように、サンプル寸法は2.54cm×15.24cmであった。それぞれのサンプルを、メトラートレド天秤モデルAG204を用いて計量し、ケーファーFZ1000/30はさみゲージを使用してサンプルの厚みを測った。このデータを使用して、下式によってサンプルの密度を算出することができる:
ρ=m/w×l×t
式中、ρ=密度(g/cm
m=質量(g)
w=幅(1.5cm)
l=長さ(16.5cm)
t=厚み(cm)である。
報告する結果は3回の算出の平均値である。
〈膜のガーレー気流〉
ガーレー気流試験は、100cmの空気が6.45cmのサンプルを12.4cmの水圧で通って流れる秒数での時間の測定である。サンプルは、ガーレーデンソメーターモデル4340自動デンソメーターで測定した。同じサンプルに複数の試験を行う場合、確実に試験領域の端が重複しないよう注意しなければならない。(ガーレー試験の間に材料を封止するよう固定したとき試験領域の端に沿って材料に起こる圧縮は、気流の結果に影響を及ぼす可能性がある。)報告する結果は3回の測定の平均値である。
〈水蒸気透過率試験―(MVTR)〉
装置水蒸気透過性(WVPapp)に基づき、及び以下の転化率を使用して、サンプル水蒸気透過性(WVP)をMVTR水蒸気透過率(MVTR)に変換したことを除いては、ISO15496の一般的な教示に準拠して、それぞれのサンプル布帛のMVTRを決定した。
MVTR=(デルタP値×24)/((1/WVP)+(1+WVPapp値))
結果が比較できるように、試験前に試料を73.4±0.4°F及び50±2%rHで2時間調整し、湯浴は73.4°F±0.4°Fで一定にした。
それぞれのサンプルのMVTRを1回測定し、g/m/24時間として結果を報告する。
〈質量/面積〉
単位面積当たりの質量を測定するために、少なくとも100cmの面積の布帛サンプルを調製した。カールシュローダー100cmサークルカッターを用いてもよい。メトラートレド天秤モデルAB204を使用してそれぞれのサンプルを計量した。試料を計量する前にスケールを再調整し、平方メートル当たりのグラム(gsm)で結果を報告する。膜サンプルについて報告する結果は3回の測定の平均値である。印刷積層体サンプルについて報告するデータは一回の測定結果である。
〈オイル評価試験〉
膜及び積層体のオイル評価を測定した。試験は、AATCC試験法118―1997の一般的な教示に準拠して行った。オイル評価値は、30±2秒の試験暴露時間内で材料を濡らさない、最も高い値のオイルである。報告する結果は3回の測定の平均値である。
〈SEMサンプル調製方法〉
断面SEMサンプルは、サンプルに液体窒素を吹き付けて、ライカマイクロシステムズ社、ヴェッツラー、ドイツから入手可能なライカウルトラカットUCTで、吹き付けたサンプルをダイヤモンドナイフで切ることによって調製した。
〈フィブリル長さの測定〉
表面のSEM画像を用いてフィブリル長さを測定した。フィブリルがノードに接続した点の鮮明な視界を含む、複数のフィブリルを見ることができるように倍率を選択した。測定したそれぞれのサンプルについて同じ倍率を使用した。これらのノード及びフィブリル構造が不規則だったので、それぞれの画像全体にランダムに分布した15個の異なるフィブリルを測定のために識別した。
それぞれのフィブリルを正確に測定するために、フィブリルがノードに接続した両端上のフィブリルに対して垂直になるようにカーソルでラインを引いた。カーソルで引いたライン間の距離を測定し、それぞれのフィブリルについて記録した。それぞれのサンプルのそれぞれの表面画像についての結果を平均した。フィブリルの長さについて報告する値は、SEM画像上の15個のサンプル測定の平均値を表す。
〈耐液体試験(サッター)、及び吸水性〉
耐液体試験及び吸水性は以下のように行った。試験液体の代表として水を用いた変更サッター試験装置を用いて、積層体の耐液体性を試験した。クランプした配置の2つのゴムガスケットで封止した、直径約4と1/4インチ(10.8cm)のサンプル領域に対して水を押し当てた。サンプルの外側のフィルム表面に水が押し当てられるようにサンプルを配向することによって、サンプルを試験した。適切なゲージで表示しインラインバルブによって制御しながら、水タンクに接続されたポンプによって、サンプルの水圧を約0.7psi(6.94.81KPa)に上げた。試験サンプルをある角度に配置し、水を再循環して、空気ではなく水をサンプルの底面に確実に接触させた。サンプルを通って押し出されるいくらかの水が現れるか、サンプルの外側のフィルム表面の反対側の表面を3分間観察した。表面に認められた液体の水をリークと判断した。
3分以内に液体の水が試料の表面に見られない場合、合格(耐液体)等級を与えた。サンプルがこの試験に合格した場合、本明細書で用いる「耐液体性」とみなした。なんらかの視認できる液体水の漏出、例えば、滲出、ピンホールリーク等の形態の漏出があったサンプルは耐液体性とはみなさず、試験不合格とした。
吸水性を決定するために、サンプルを試験前後で計量した。グラムの違いを、10.8cmの直径の円のサンプルから1平方メートル当たりのグラムに変換して、吸水により増加した質量を求めた。報告する結果は3回の測定の平均値である。
〈繊維間のギャップ測定〉
表面SEM画像を用いて繊維間のギャップを測定した。繊維の重複箇所のギャップがはっきり見える、少なくとも10個の繊維の交差を見ることができるように倍率を選択した。それぞれのギャップについて、図52に示す交差30において繊維間の距離(D)を測定し、経糸方向においてマイクロメートルまでの概数にした。図の領域中、少なくとも10個の交差についてこの距離(D)を測定して平均した。2つの交差30のみを図52に示しており、単に例示を目的とする点に留意されたい。また、ギャップごとに、交差30において繊維間の距離に対応する方向に直交する距離(D’)を測定し、緯糸方向においてマイクロメートルまでの概数とした。図の領域中、少なくとも10個の交差についてこの距離(D’)を測定して平均した。経糸方向の平均ギャップ距離(D)、及び緯糸方向の平均ギャップ距離(D’)を、最初に報告されたより大きい値で報告する。
〈水侵入圧力(WFP)〉
水侵入圧力は、膜及び/又は布帛を通した水の侵入についての試験方法を提供する。試験サンプルを一対の試験プレートの間に固定した。下のプレートは、サンプル部分に水で加圧することができる。水侵入を表す示標として、pH紙の断片を、非加圧側のプレートの間のサンプル上に置いた。pH紙の変色が水侵入の最初のサインを示すまで、少しの増大量で圧力を変更した後それぞれ10秒待ちながら、サンプルを加圧した。突破又は侵入の際の水圧を水侵入圧力として記録した。試験結果は試験サンプルの中心からとり、傷ついた端から発生することがある誤った結果を回避した。
〈引裂強度〉
この試験は、織物の切れ目から始まるシングルリップ舌型の裂け目を伝播するのに必要な平均的な力を決定するよう設計されている。ツイン−アルバート(Thwing-Albert)重負荷エレメンドルフ引裂試験機(Heavy Duty Elmendorf Tearing Tester)(MAI227)を使用した。機器をキャリブレーションして正しい振り子質量を選択したあと、ディスプレイ左側上で点滅する星印は機器の試験の準備ができたことを示す。振り子を初期位置に持ち上げた。試料をジョーに置き、機器の右下に位置するエアクランプを用いて固定した。空気圧力は414KPa〜621KPaの間であった。試料をストッパに対して慎重に当ててボトムエッジの中心に置いた。試料の上部領域を振り子の方向に向けて剪断動作を確実にした。完全な裂け目が達成されるまで試験を行った。デジタルの読み取りをニュートンで記録した。これを1セット(経糸1回及び緯糸1回)繰り返した。報告する結果は、1セットの測定の平均値である。
〈剛性〉
1000gの梁及び1/4”スロット幅を有するツイン−アルバート(Thwing- Albert)ハンドルオメーター(Handle-O-Meter)を用いて、ハンド(剛性)を測定した。布帛から4”×4”のサンプルを切断した。試料台の上に試料を表にして置いた。試験方向をスロットに対して垂直にして経糸方向を試験するよう試料を整列した。クリックが聞こえるまで試験開始(START/Test)ボタンを押し、離した。第二のクリックが聞こえた後にデジタルディスプレイに表示された数値を記録した。測定値はゼロに戻らないが、それぞれの個々の試験のピーク測定値を示す。試料を裏返して再び試験し、数値を記録した。次に試料を90度回して緯糸方向を試験し、数値を記録した。最後に、試料を裏返して再び試験し、数値を記録した。記録した4つの数値を合計し(経糸表面1回、経糸裏面1回、緯糸表面1回、緯糸裏面1回)、試料の全体的な剛性をグラムで算出した。一つのサンプルについて結果を報告する。
〈通気性−フレージャー数法〉
空気流測定のための約6平方インチ(直径2.75インチ)の円形領域を提供するガスケットフランジ治具に試験サンプルを固定することによって、通気性を測定した。サンプル治具の上流側は、乾燥した圧縮空気の源とインラインの流量計に接続した。サンプル治具の下流側は雰囲気に解放した。
サンプルの上流側に0.5インチの水圧を適用し、インライン流量計(ボール―フロートロータメーター)を通る空気の流速を記録することによって試験を行った。
試験前に70°F(21.1℃)及び相対湿度65%で少なくとも4時間サンプルを調整した。
水圧0.5インチにおけるサンプルの立方フィート/分/平方フットにおける気流であるフラジール数で結果を報告する。
《例1a》
微粉末PTFE樹脂(イー.アイ.デュポンデヌムール社、ウィルミントン、デラウェア州から商業的に入手可能なテフロン(登録商標)669X)を得た。樹脂を、粉末の質量で0.184g/gの比率で、Isopar(登録商標)Kと混合した。潤滑性になった粉末を筒状体内に詰めて、室温に18時間置いた。次に、ペレットを169分の1の縮小率でラム押し出しして、厚さ約0.64mmのテープを製造した。押出しテープを圧縮して厚さ0.25mmにした。圧縮テープを2つのロールのバンク間で長手方向に延伸した。第二のロールのバンクと第一のロールのバンクとの間の速度比率、したがって延伸比率は、30%/秒の延伸速度で1.4:1であった。延伸テープを拘束して200℃で乾燥させた。乾燥テープを、温度300℃に加熱されたチャンバー内の加熱ロールのバンク間で、延伸速度0.2%/秒で比率1.02:1に、次に延伸速度46%/秒で更なる延伸比率1.75:1で、次に延伸速度0.5%/秒で更なる延伸比率1.02:1で延伸した。このプロセスで厚さ0.24mmのテープを製造した。
次にテープを切断して、幅1.78mm×厚さ0.24mmの断面、単位長さ当たりの質量3494dtexにした。切断したテープを、390℃に設定した加熱プレートで、延伸速度65%/秒、延伸比率6.25:1で延伸した。その次に、390℃に設定した加熱プレートで、延伸速度66%/秒、延伸比率2.50:1で更に延伸した。その次に、390℃に設定した加熱プレートで、延伸速度23%/秒、延伸比率1.30:1で更に延伸した。その次に、継続時間1.6秒間、延伸比率1.00:1で、390℃に設定した加熱プレートに通して、非晶質に固定された延伸PTFE繊維にした。
172dtex、長方形の断面を有する、最終的な非晶質に固定したePTFE繊維は、以下の特性を有していた:幅=1.0mm、高さ=0.0356mm、密度=0.48g/cm、破壊強度3.51N、引張強度2.04cN/dtex、及びフィブリル長=53.7マイクロメートル。
得られた繊維の側面の倍率1000xで撮った走査型電子顕微鏡写真(SEM)を図1に示す。図2は、倍率1000xで撮った繊維の上面の走査型電子顕微鏡写真である。
繊維を用いて織物を製造した。織りパターンは、88×88スレッド/インチのスレッドカウントを用いた2/2の綾織りであった。織物は以下の特性を有していた:厚み=0.20mm、MVTR=27860g/m/24時間、吸水性=13gsm、ハンド=71g、引裂強度=75.6N、WFP=5.38kPa、通気性=0.81cfm、及びオイル評価=<1。倍率150xにおける布帛の表面の走査型電子顕微鏡写真を図3に示す。倍率150xにおける布帛の側面の走査型電子顕微鏡写真を図4に示す。経糸及び緯糸繊維間のギャップの長さ及び幅は0.01mm未満であった。布帛の質量は135g/mであった。
繊維(172dtex)を織物から除去し、織った後のその適合状態の寸法測定を行い、繊維の適合性を実証した。繊維は、織った後に折り畳まれた幅0.30mm、織った後に折り畳まれた高さ0.0699mm、織った後のアスペクト比4.3、織った後の密度0.82g/cmであることが決定された。織る前の幅と織った後の折り畳まれた幅との比は3.3対1であった。
《例1b》
多孔質及び微多孔構造を維持しつつ疎油性にするために、例1aの織物にフルオロアクリレートコーティングを適用した。
得られた疎油性織物は以下の特性を有していた:厚み=0.20mm、MVTR=21206g/m/24時間、吸水性=11gsm、ハンド=131g、引裂強度=63.8N、WFP=6.11KPa、通気性=1.72cfm、及びオイル評価=6。倍率150xにおける織物の表面の走査型電子顕微鏡写真を図5に示す。倍率150xにおける布帛の側面の走査型電子顕微鏡写真を図6に示す。繊維間のギャップの長さ及び幅は0.01mm未満であった。布帛の質量は158g/mであった。
《例1c》
以下の特性を有する、非晶質に固定されたePTFE膜が得られた:厚み=0.04mm、密度=0.47g/cc、最も強い方向のマトリクス引張強度=105.8MPa、最も強い方向に直交方向のマトリクス引張強度=49.9MPa、ガーレー=16.2秒、MVTR=64168g/m/24時間。
例1bの織物を以下の態様でePTFE膜に積層した。溶融ポリウレタン接着剤のドットパターンを膜に適用することによって、布帛及びePTFE膜を共に結合した。ポリウレタン接着剤のドットが溶融している間に、布帛を膜の接着剤側の上に配置した。この構造耐(物品)を冷却させた。
得られた物品は以下の特性を有していた:厚み=0.22mm、VTR=12845g/m/24時間、吸水性=12gsm、ハンド=196g、引裂強度=46.19N、及びオイル評価=6。倍率150xで撮った、物品の上面の走査型電子顕微鏡写真を図7に示す。倍率100xで撮った物品の側面を図8に示す。倍率1000xで撮った物品の側面を図9に示す。繊維間のギャップの長さ及び幅は0.01mm未満であった。布帛の質量は192g/mであった。
《例1d》
例1bの織物を、以下の態様で平織りナイロン布地(質量18g/m、1インチ当たりのエンド150、1インチ当たりのピック109、17dtex(5フィラメント))に積層した。溶融ポリウレタン接着剤のドットパターンを布帛に適用することによって、布帛及び布地を共に結合した。ポリウレタン接着剤のドットが溶融している間に、布地を布帛の接着剤側の上に配置した。この構造体を冷却させた。
得られた物品は以下の特性を有していた:厚み=0.25mm、MVTR=14407g/m/24時間、吸水性=54gsm、ハンド=288g、引裂強度=43.18N、WFP=5.72KPa、通気性=0.86cfm、及びオイル評価=6。倍率150xで撮った、物品の上面の走査型電子顕微鏡写真を図10に示す。倍率100xにおける物品の側面の走査型電子顕微鏡写真を図11に示す。倍率500xにおける物品の側面の走査型電子顕微鏡写真を図12に示す。繊維間のギャップの長さ及び幅は0.01mm未満であった。布帛の質量は192g/mであった。
《例1e》
以下の態様で積層物品を製造した。溶融ポリウレタン接着剤のドットパターンを膜に適用することによって、膜及び例1aに記載したような布地を共に結合した。ポリウレタン接着剤のドットが溶融している間に、布地を布帛の接着剤側の上に配置した。この構造体を冷却させた。次に、溶融ポリウレタン接着剤のドットパターンを膜に適用することによって、布帛を膜に結合した。ポリウレタン接着剤のドットが溶融している間に、布帛を膜の上に配置した。この構造体を冷却させた。
得られた物品は以下の特性を有していた:厚み=0.26mm、MVTR=8708g/m/24時間、吸水性=11gsm、ハンド=526g、引裂強度=37.78N、及びオイル評価=6。倍率150xで撮った物品の上面の走査型電子顕微鏡写真を図13に示す。倍率100xにおける物品の側面の走査型電子顕微鏡写真を図14に示す。倍率300xにおける物品の側面の走査型電子顕微鏡写真を図15に示す。繊維間のギャップの長さ及び幅は0.01mm未満であった。布帛の質量は216g/mであった。
《例2a》
織目を平織りとしたこと以外は例1aに記載されているような態様と同じように織物を製造した。織物は以下の特性を有していた:厚み=0.15mm、MVTR=21336g/m/24時間、吸水性=4gsm、ハンド=83g、オイル評価=<1、WFP=3.13KPa、通気性=0.44cfm、及び引裂強度=36.3N。倍率150xで撮った布帛の上面の走査型電子顕微鏡写真を図16に示す。倍率250xにおける物品の側面の走査型電子顕微鏡写真を図17に示す。繊維間のギャップの長さ及び幅は、それぞれ、約0.01mm及び0.01mmであった。布帛の質量は142g/mであった。
繊維(172dtex)を織物から除去し、織った後のその適合状態の寸法測定を行い、繊維の適合性を実証した。繊維は、織った後の折り畳まれた幅0.25mm、織った後の折り畳まれた高さ0.0736mm、織った後のアスペクト比3.4、織った後の密度0.94g/cmであることが決定された。織る前の幅と織った後の折り畳まれた幅との比は4.0対1であった。
《例2b》
例1bに記載したような態様と同じように例2aの織物を疎油性した。
疎油性織物は以下の特性を有していた:厚み=0.16mm、MVTR=13265g/m/24時間、吸水性=7gsm、ハンド=141g、引裂強度=30.3N、WFP=4.01KPa、通気性=0.49cfm、及びオイル評価=6。倍率150xで撮った、布帛の上面の走査型電子顕微鏡写真を図18に示す。倍率250xにおける布帛の側面の走査型電子顕微鏡写真を図19に示す。繊維間のギャップの長さ及び幅は、それぞれ、約0.01mm及び0.02mmであった。布帛の質量は158g/mであった。
《例2c》
以下の態様で疎油性積層物品を製造した。溶融ポリウレタン接着剤のドットパターンを膜に適用することによって、膜及び布地を共に結合した。ポリウレタン接着剤のドットが溶融している間に、布地を布帛の接着剤側の上に配置した。この構造体を冷却させた。次に、溶融ポリウレタン接着剤のドットパターンを膜に適用することによって、布帛を膜に結合した。ポリウレタン接着剤のドットが溶融している間に、布帛を膜の上に配置した。この構造体を冷却させた。
得られた物品は以下の特性を有していた:厚み=0.24mm、MVTR=8274g/m/24時間、吸水性=10gsm、ハンド=465g、引裂強度=20.59N、及びオイル評価=6。倍率150xで撮った、物品の上面の走査型電子顕微鏡写真を図20に示す。倍率250xにおける物品の側面の走査型電子顕微鏡写真を図21に示す。繊維間のギャップの長さ及び幅は、それぞれ、約0.01mm及び0.03mmであった。布帛の質量は214g/mであった。
《例3a》
例1aに記載したような態様と同じようにテープを製造した。次にテープを切断して、幅1.14mm×厚さ0.24mmの断面、単位長さ当たりの質量2184dtexとした。切断したテープを、390℃に設定した加熱プレートで、延伸速度70%/秒、延伸比率6.00:1で延伸した。その次に、390℃に設定した加熱プレートで、延伸速度74%/秒、延伸比率2.50:1で延伸した。その次に、390℃に設定した加熱プレートで、延伸速度26%/秒、延伸比率1.30:1で更に延伸した。その次に、継続時間1.4秒、延伸比率1.00:1で、390℃に設定した加熱プレートを通すことによって、非晶質に固定された延伸PTFE繊維にした。
112dtex、長方形の断面を有する、非晶質に固定されたePTFE繊維は、以下の特性を有していた:幅=0.7mm、高さ=0.0356mm、密度=0.45g/cm、破壊強度2.14N、引張強度1.92cN/dtex、及びフィブリル長=57.2マイクロメートル。
倍率1000xで撮った、繊維の走査型電子顕微鏡写真を図22に示す。倍率1000xで撮った、繊維の側面の走査型電子顕微鏡写真を図23に示す。
繊維を用いて織物を製造した。織りパターンは2/2の綾織り、スレッドカウント100×100スレッド/インチであった。織物は以下の特性を有していた:厚み=0.15mm、MVTR=32012g/m/24時間、吸水性=21gsm、ハンド=47g、オイル評価=<1、WFP=2.15KPa、通気性=1.17cfm、及び引裂強度=57.8N。倍率150xにおける織物の走査型電子顕微鏡写真を図24に示す。倍率200xにおける布帛の側面の走査型電子顕微鏡写真を図25に示す。繊維間のギャップの長さ及び幅は0.01mm未満であった。布帛の質量は102g/mであった。
繊維(112dtex)を織物から除去し、織った後のその適合状態の寸法測定を行い、繊維の適合性を実証した。繊維は、織った後の折り畳まれた幅0.25mm、織った後の折り畳まれた高さ0.0559mm、織った後のアスペクト比4.5、及び織った後の密度0.80g/cmであった。織る前の幅と織った後の折り畳まれた幅との比は2.8対1であった。
《例3b》
例1bに記載したような態様と同じように例3aの織物を疎油性にした。この物品は以下の特性を有していた:厚み=0.15mm、MVTR=20526g/m/24時間、吸水性=15gsm、ハンド=86g、引裂強度=48.2N、WFP=5.45KPa、通気性=1.85cfm、及びオイル評価=6。倍率150xにおける布帛の走査型電子顕微鏡写真を図26に示す。倍率200xにおける布帛の側面の走査型電子顕微鏡写真を図27に示す。繊維間のギャップの長さ及び幅は0.01mm未満であった。布帛の質量は120g/mであった。
《例4》
微粉末PTFE樹脂(イー.アイ.デュポンデヌムール社、ウィルミントン、デラウェア州から商業的に入手可能なテフロン(登録商標)669X)を得た。樹脂を、粉末の質量で0.184g/gの比率で、Isopar(登録商標)と混合した。潤滑性にした粉末を筒状体の中に詰め、温度49℃のオーブン内に18時間置いた。次に、ペレットを169分の1の縮小率でラム押し出しして、厚さ約0.64mmのテープを製造した。押出しテープを圧縮して厚さ0.25mmにした。圧縮テープを、2つのロールのバンク間で長手方向に延伸した。第二のロールのバンクと第一のロールのバンクとの間の速度比率、したがって延伸比率は、30%/秒の延伸速度で1.4:1であった。延伸テープを拘束して200℃で乾燥させた。乾燥テープを、温度300℃の加熱されたチャンバー内の加熱ロールのバンク間で、延伸速度0.2%/秒で比率1.02:1に、次に延伸速度46%/秒で更なる延伸比率1.75:1で、次に延伸速度0.5%/秒で更なる延伸比率1.02:1で延伸した。このプロセスで厚さ0.24mmのテープを製造した。
次にテープを切断して、幅1.14mm×厚さ0.24mmの断面、単位長さ当たりの質量2373dtexにした。切断したテープを、390℃に設定した加熱プレートで、延伸速度69%/秒、延伸比率6.00:1で延伸した。その次に、390℃に設定した加熱プレートで、延伸速度32%/秒、延伸比率2.20:1で更に延伸した。その次に、390℃に設定した加熱プレートで、延伸速度19%/秒、延伸比率1.40:1で更に延伸した。その次に、390℃に設定した加熱プレートで、延伸速度12%/秒、延伸比率1.20:1で更に延伸した。その次に、継続時間2.1秒、延伸比率1.00:1で、390℃に設定した加熱プレートを通すことによって、非晶質に固定された延伸PTFE繊維にした。
107dtex、長方形の断面を有する、最終的な非晶質に固定したePTFE繊維は、以下の特性を有していた:幅=0.45mm、高さ=0.0279mm、密度=0.85g/cm、破壊強度3.20N、引張強度3.01cN/dtex、及びフィブリル長さ=16.1マイクロメートル。
倍率1000xで撮った繊維の上面の走査型電子顕微鏡写真を図28に示す。図29は、倍率1000xで撮った繊維の側面の走査型電子顕微鏡写真である。
繊維を用いて織物を製造した。織りパターンは2/2の綾織り、スレッドカウントは100×100スレッド/インチであった。織物は以下の特性を有していた:厚み=0.13mm、MVTR=28497g/m/24時間、吸水性=5gsm、ハンド=72g、オイル評価=<1、WFP=1.96KPa、通気性=2.4cfm、及び引裂強度=71.2N。倍率150xで撮った布帛の上面の走査型電子顕微鏡写真を図30に示す。倍率150xにおける布帛の側面図を図31に示す。繊維間のギャップの長さ及び幅は0.01mm未満であった。布帛の質量は93g/mであった。
繊維(107dtex)を織物から除去し、織った後のその適合状態の寸法測定を行い、繊維の適合性を実証した。繊維は、織った後の折り畳まれた幅0.25mm、織った後の折り畳まれた高さ0.0356mm、織った後のアスペクト比7.0、及び織った後の密度1.20g/cmであった。織る前の幅と織った後の折り畳まれた幅との比は1.8対1であった。
《例5》
例1aと同様の方法でテープを製造した。次にテープを切断して、幅4.57mm×厚さ0.236mmの断面、単位長さ当たりの質量7937dtexにした。切断したテープを、390℃に設定した加熱プレートで、延伸速度70%/秒、延伸比率6.00:1で延伸した。その次に、390℃に設定した加熱プレートで、延伸速度74%/秒、延伸比率2.50:1で更に延伸した。その次に、390℃に設定した加熱プレートで、延伸速度26%/秒、延伸比率1.30:1で更に延伸した。その次に、継続時間1.4秒、延伸比率1.00:1で、390℃に設定した加熱プレートを通すことによって、非晶質に固定された延伸PTFE繊維にした。
452dtex、長方形の断面を有する、非晶質に固定されたePTFE繊維は、以下の特性を有していた:幅=2.2mm、高さ=0.0406mm、密度=0.51g/cm、破壊強度11.48N、引張強度2.55cN/dtex、及びフィブリル長=60マイクロメートル。倍率1000xで撮った繊維表面の走査型電子顕微鏡写真を図36に示す。倍率1000xで撮った、繊維の側面の走査型電子顕微鏡写真を図37に示す。
織りパターンは平織りであり、スレッドカウントは50×50スレッド/インチ(19.7×19.7スレッド/cm)であった。織る前の繊維幅と織りパターン内の繊維当たりに割り当てられる算出された隙間との比は4.3対1であった。織物は以下の特性を有していた:厚み=0.24mm、MVTR=14798g/m/24時間、吸水性=15gsm、ハンド=281g、オイル評価=<1、WFP=1.86kPa、及び通気性=2.1cfm。倍率150xにおける織物の走査型電子顕微鏡写真を図38に示す。倍率150xにおける布帛の側面の走査型電子顕微鏡写真を図39に示す。繊維間のギャップの長さ及び幅は、それぞれ、約0.04mm及び0.01mmであった。それぞれ、水平方向のギャップ幅測定、及び垂直方向のギャップ幅測定を示す、倍率120xにおける布帛の上面の走査型電子顕微鏡写真を図40及び41に示す。布帛の質量は211g/mであった。
繊維(452dtex)を織物から除去し、織った後のその適合状態の寸法測定を行い、繊維の適合性を実証した。繊維は、織った後の折り畳まれた幅0.40mm、織った後の折り畳まれた高さ0.1524mm、織った後のアスペクト比2.6、及び織った後の密度0.74g/cmであった。織る前の幅と織った後折り畳まれた幅との比は5.5対1であった。
《例6》
平織りパターンが40×40スレッド/インチ(15.7×15.7スレッド/cm)のスレッドカウントを有したことを除いて、例5に記載した態様と同様に織物を製造した。織物は以下の特性を有していた:厚み=0.25mm、MVTR=27846g/m/24時間、吸水性=7gsm、ハンド=71g、オイル評価=<1、WFP=1.69Pa、及び通気性=3.87cfm。倍率150xで撮った布帛の上面の走査型電子顕微鏡写真を図42に示す。倍率150xにおける布帛の側面の走査型電子顕微鏡写真を図43に示す。倍率300x及び400xにおける布帛の側面の走査型電子顕微鏡写真を、それぞれ、図44及び45に示す。図45は、繊維がそれ自身の上に折り畳まれ、繊維が織り目の隙間に適合することを明確に示す。
繊維間のギャップの長さ及び幅は、それぞれ、約0.08mm及び0.02mmであった。布帛の質量は157g/mであった。
繊維(452dtex)を織物から除去し、織った後のその適合状態の寸法測定を行い、繊維の適合性を実証した。繊維は、織った後の折り畳まれた幅0.50mm、織った後の折り畳まれた高さ0.1219mm、織った後のアスペクト比4.1、及び織った後の密度0.74g/cmであった。織る前の幅と織った後折り畳まれた幅との比は4.4対1であった。
《比較例1》
ダブリュ.エル.ゴア&アソシエーツ社によるePTFE繊維(製品番号V111776、ダブリュ.エル.ゴア&アソシエーツ社、エルクトン、メリーランド州)を得た。111dtex、長方形の断面を有するePTFE繊維は、以下の特性を有していた:幅=0.5mm、高さ=0.0114mm、密度=1.94g/cm、破壊強度=3.96N、引張強度=3.58cN/dtex、フィブリル長=未決定(フィブリルのエンドポイントを画定するノードが見られなかった)。倍率1000xで撮った繊維の上面の走査型電子顕微鏡写真を図32に示す。倍率1000xで撮った、繊維の側面の走査型電子顕微鏡写真を図33に示す。
この繊維をうまく織るために、315回転/メートルで撚った。撚った繊維を、2/2の綾織りパターン、スレッドカウント100×100スレッド/インチの布帛へと織った。
織物は以下の特性を有していた:厚み=0.12mm、MVTR=36756g/m/24時間、吸水性=4gsm、ハンド=102g、WFP=0.39kPa、通気性=367cfm、及びオイル評価=<1。倍率150xで撮った布帛の上面の走査型電子顕微鏡写真を図34に示す。倍率10xにおける布帛の側面の走査型電子顕微鏡写真を図35に示す。繊維間のギャップの長さ及び幅は、それぞれ、約0.09mm及び0.12mmであった。布帛の質量は94g/mであった。
《比較例2》
ダブリュ.エル.ゴア&アソシエーツ社から入手可能な、非微多孔質の商業的に入手可能なePTFE繊維(製品番号V112961、ダブリュ.エル.ゴア&アソシエーツ社、エルクトン、メリーランド州)を得た。457dtex、長方形の断面を有するePTFE繊維は、以下の特性を有していた:幅=0.6mm、高さ=0.0419mm、密度=1.82g/cm、破壊強度=18.33N、引張強度=4.03cN/dtex、及びフィブリル長=未決定(フィブリルのエンドポイントを画定するノードが見られなかった)。倍率1000xで撮った繊維の上面の走査型電子顕微鏡写真を図46に示す。倍率1000x拡大で撮った繊維の側面の走査型電子顕微鏡写真を図47に示す。
このePTFE繊維をうまく織るために、118回転/メートルで撚った。撚った繊維を、平折りパターン、スレッドカウント50×50スレッド/インチの布帛へと織った。
織物は以下の特性を有していた:厚み=0.21mm、MVTR=11659g/m/24時間、吸水性=10gsm、ハンド=380g、WFP=0.49kPa、通気性=70cfm、及びオイル評価=<1。倍率150xで撮った布帛の上面の走査型電子顕微鏡写真を図48に示す。倍率150xにおける布帛の側面の走査型電子顕微鏡写真を図49に示す。繊維間のギャップの長さ及び幅は、それぞれ、約0.11mm及び0.08mmであった。布帛の質量は201g/mであった。
《比較例3》
ダブリュ.エル.ゴア&アソシエーツ社から入手可能な、商業的に入手可能なePTFE繊維(製品番号V112961、ダブリュ.エル.ゴア&アソシエーツ社、エルクトン、メリーランド州)を得た。457dtex、長方形の断面を有するePTFE繊維は、以下の特性を有していた:幅=0.6mm、高さ=0.0419mm、密度=1.82g/cm、破壊強度=18.33N、引張強度=4.03cN/dtex、及びフィブリル長=未決定(フィブリルのエンドポイントを画定するノードが見られなかった)。倍率1000xで撮った繊維の上面の走査型電子顕微鏡写真を図46に示す。倍率1000xで撮った繊維の側面を図47に示す。
このePTFE繊維をうまく織るために、138回転/メートルで撚った。撚った繊維を、平織りパターン、スレッドカウント64×64スレッド/インチの布帛へと織った。
織物は以下の特性を有していた:厚み=0.24mm、MVTR=7840g/m/24時間、吸水性=9gsm、ハンド=698g、WFP=1.12kPa、通気性=26cfm、及びオイル評価=<1。倍率150xにおける布帛の上面の走査型電子顕微鏡写真を図50に示す。倍率150xにおける布帛の側面図を図51に示す。繊維間のギャップの長さ及び幅は、それぞれ、約0.07mm及び0.02mmであった。布帛の質量は261g/mであった。
以上、本出願の本発明を、一般的に、及び特定の実施形態について両方記載した。添付の特許請求の範囲に定義するような本発明の精神及び範囲を逸脱しない範囲において、本発明の様々な変更及び変形を行うことができることは、当業者にとって明らかである。以下、本発明の実施形態の例を列記する。
[1]
複数の経糸繊維及び緯糸繊維を含む織物であって、
それぞれの前記経糸繊維及びそれぞれの前記緯糸繊維は、実質的に長方形の断面形状を有する延伸ポリテトラフルオロエチレン(ePTFE)繊維を含み、
前記ePTFE繊維の織る前の幅が、前記織物のエンドカウント又はピックカウントに基づいて前記ePTFE繊維に割り当てられる幅よりも大きい、織物。
[2]
前記ePTFE繊維がモノフィラメント繊維である、項目1に記載の織物。
[3]
前記ePTFE繊維の密度が約1.2g/cm 未満である、項目1に記載の織物。
[4]
前記ePTFE繊維の織る前の密度が約0.85g/cm 未満である、項目1に記載の織物。
[5]
前記ePTFE繊維が前記繊維を通る通路を画定するノード及びフィブリルを有し、
前記フィブリルは約5マイクロメートル〜約120マイクロメートルの長さを有する、項目1に記載の織物。
[6]
前記織物の通気性が約5cfm未満である、項目1に記載の織物。
[7]
前記織物の水蒸気透過率が約10,000g/m /24時間より高い、項目5に記載の織物。
[8]
前記織物の吸水性が約30gsm未満である、項目1に記載の織物。
[9]
前記ePTFE繊維のアスペクト比が約15より大きい、項目1に記載の織物。
[10]
前記ePTFE繊維の単位長さ当たりの質量が約500dtex未満である、項目1に記載の織物。
[11]
前記織物の平均剛性が約300g未満である、項目1に記載の織物。
[12]
前記織物の単位面積当たりの質量が約300g/m 未満である、項目1に記載の織物。
[13]
前記織物の引裂強度が少なくとも30Nである、項目1に記載の織物。
[14]
前記織物の平均水侵入圧力が約1kPaより高い、項目1に記載の織物。
[15]
前記経糸繊維及び前記緯糸繊維が、前記織物を疎油性にするフルオロアクリレートコーティングを有する、項目1に記載の織物。
[16]
前記フルオロアクリレートコーティングの反対側の前記経糸繊維及び前記緯糸繊維に固定された機能性膜を更に含む、項目15に記載の織物。
[17]
前記機能性膜に固定された布地を更に含む、項目16に記載の織物。
[18]
前記フルオロアクリレートコーティングの反対側の前記経糸繊維及び前記緯糸繊維に固定された布地を更に含む、項目15に記載の織物。
[19]
前記織物に固定された布地及び機能性膜の少なくとも一つを更に含む、項目1に記載の織物。
[20]
前記織物が衣服、手袋、又はフットウェアの形態である、項目1に記載の織物。
[21]
複数の経糸繊維及び緯糸繊維を含む織物であって、
それぞれの前記経糸繊維及び前記緯糸繊維は、密度が約1.2g/cm 未満であり実質的に長方形の断面形状を有する延伸ポリテトラフルオロエチレン(ePTFE)繊維を含む、織物。
[22]
前記ePTFE繊維がモノフィラメント繊維である、項目21に記載の織物。
[23]
前記織物の水侵入圧力が約1kPaより高い、項目21に記載の織物。
[24]
前記織物の水蒸気透過率が約10,000g/m /24時間より高い、項目21に記載の織物。
[25]
前記織物の吸水性が約30gsm未満である、項目21に記載の織物。
[26]
前記織物の単位面積当たりの質量が約300g/m 未満である、項目21に記載の織物。
[27]
前記経糸繊維及び前記緯糸繊維の少なくとも一つのアスペクト比が約15より大きい、項目21に記載の織物。
[28]
前記織物の通気性が約5cfm未満である、項目21に記載の織物。
[29]
前記経糸繊維及び前記緯糸繊維のそれぞれの織る前の厚みが約100マイクロメートル未満であり、織る前の幅が約4.0mm未満である、項目21に記載の織物。
[30]
前記経糸繊維及び前記緯糸繊維の前記幅が、前記織物のエンドカウント又はピックカウントに基づいて前記延伸ポリテトラフルオロエチレン繊維に割り当てられる幅よりも大きい、項目29に記載の織物。
[31]
前記延伸ポリテトラフルオロエチレン繊維の織る前の密度が約0.85g/cm 未満である、項目21に記載の織物。
[32]
前記織物の平均剛性が約300g未満である、項目21に記載の織物。
[33]
前記織物の引裂強度が少なくとも30Nである、項目21に記載の織物。
[34]
前記経糸繊維及び前記緯糸繊維が、前記織物を疎油性にするフルオロアクリレートコーティングを有する、項目21に記載の織物。
[35]
前記フルオロアクリレートコーティングの反対側の前記経糸繊維及び前記緯糸繊維に固定された機能性膜を更に含む、項目34に記載の織物。
[36]
前記機能性膜に固定された布地を更に含む、項目35に記載の織物。
[37]
前記フルオロアクリレートコーティングの反対側の前記経糸繊維及び前記緯糸繊維に固定された布地を更に含む、項目34に記載の織物。
[38]
前記織物に固定された布地及び機能性膜の少なくとも一つを更に含む、項目21に記載の織物。
[39]
前記ePTFE繊維が、前記繊維を通る通路を画定するノード及びフィブリル構造を有し、前記フィブリルの長さは約5マイクロメートル〜約120マイクロメートルである、項目21に記載の織物。
[40]
前記織物が衣服、手袋、又はフットウェアの形態である、項目21に記載の織物。
[41]
実質的に長方形の断面形状を有する延伸ポリテトラフルオロエチレン(ePTFE)繊維を含む経糸繊維及び緯糸繊維を含む、織物であって、
前記織物の水侵入圧力が約1kPaより高く、
前記織物の水蒸気透過率が約10,000g/m /24時間より高い、織物。
[42]
前記ePTFE繊維がモノフィラメント繊維である、項目41に記載の織物。
[43]
前記延伸ポリテトラフルオロエチレン繊維の織る前の密度が約0.85g/cm 未満である、項目41に記載の織物。
[44]
前記経糸繊維及び前記緯糸繊維の織る前の厚みが約100マイクロメートル未満であり、織る前の幅が約4.0mm未満である、項目41に記載の織物。
[45]
前記延伸ポリテトラフルオロエチレン繊維の前記幅が、前記織物のエンドカウント又はピックカウントに基づいて前記織物の前記延伸ポリテトラフルオロエチレン繊維に割り当てられる幅よりも大きい、項目44に記載の織物。
[46]
織物構造において前記延伸ポリテトラフルオロエチレン繊維がそれ自身の上に折り畳まれるように、前記延伸ポリテトラフルオロエチレン繊維が適合性である、項目41に記載の織物。
[47]
前記織物の平均剛性が約300g未満である、項目41に記載の織物。
[48]
前記織物の通気性が約5cfm未満である、項目41に記載の織物。
[49]
前記織物の引裂強度が少なくとも30Nである、項目41に記載の織物。
[50]
前記織物の平均水侵入圧力が約2kPaより高い、項目41に記載の織物。
[51]
前記布帛の単位面積当たりの質量が約300g/m 未満である、項目41に記載の織物。
[52]
前記経糸繊維及び前記緯糸繊維がフルオロアクリレートコーティングを有する、項目41に記載の織物。
[53]
前記フルオロアクリレートコーティングの反対側の前記経糸繊維及び前記緯糸繊維に固定された機能性膜を更に含む、項目52に記載の織物。
[54]
前記機能性膜に固定された布地を更に含む、項目53に記載の織物。
[55]
前記フルオロアクリレートコーティングの反対側の前記経糸繊維及び前記緯糸繊維に固定された布地を更に含む、項目52に記載の織物。
[56]
前記織物に固定された布地及び機能性膜の少なくとも一つを更に含む、項目41に記載の織物。
[57]
前記延伸ポリテトラフルオロエチレン(ePTFE)繊維が、前記繊維を通る通路を画定するノード及びフィブリル構造を有し、前記フィブリルの長さは約5マイクロメートル〜約120マイクロメートルである、項目41に記載の織物。
[58]
前記ePTFE繊維がモノフィラメント繊維である、項目57に記載の織物。
[59]
前記織物が衣服、手袋、又はフットウェアの形態である、項目41に記載の織物。
[60]
長さ及び幅を有する経糸フルオロポリマー繊維及び緯糸フルオロポリマー繊維を含む織物であって、前記経糸フルオロポリマー繊維及び前記緯糸フルオロポリマー繊維の少なくとも一つは前記繊維の前記長さに沿って折り畳まれた形状である、織物。
[61]
前記織物の水蒸気透過率が約10,000g/m /24時間より高く、水侵入圧力が約1kPaより高い、項目60に記載の織物。
[62]
前記フルオロポリマー繊維の単位長さ当たりの質量が約500dtex未満である、項目60に記載の織物。
[63]
前記フルオロポリマー繊維のアスペクト比が約15より大きい、項目60に記載の織物。
[64]
織物構造において前記フルオロポリマー繊維がそれ自身の上に折り畳まれるように、前記フルオロポリマー繊維が適合性である、項目60に記載の織物。
[65]
前記フルオロポリマー繊維が、多孔質ミクロ構造を有するモノフィラメント繊維である、項目60に記載の織物。
[66]
前記フルオロポリマー繊維が、前記繊維を通る通路を画定するノード及びフィブリルを有し、
前記フィブリルの長さは約5マイクロメートル〜約120マイクロメートルである、項目60に記載の織物。
[67]
前記フルオロポリマー繊維が延伸ポリテトラフルオロエチレン(ePTFE)繊維である、項目60に記載の織物。
[68]
前記ePTFE繊維の密度が約1.2g/cm 未満である、項目67に記載の織物。
[69]
前記ePTFE繊維がモノフィラメント繊維である、項目67に記載の織物。
[70]
前記ePTFE繊維の織る前の密度が約0.85g/cm 未満である、項目67に記載の織物。
[71]
前記ePTFE繊維の前記幅が、前記織物のエンドカウント又はピックカウントに基づいて前記織物中の前記ePTFE繊維に割り当てられる幅よりも大きい、項目67に記載の織物。
[72]
前記ePTFE繊維の織る前の幅が約4.0mm未満であり、織る前の厚みが約100マイクロメートル未満である、項目67に記載の織物。
[73]
前記織物の吸水性が約30gsm未満である、項目67に記載の織物。
[74]
前記ePTFE繊維のアスペクト比が約15より大きい、項目67に記載の織物。
[75]
前記織物の平均剛性が約300g未満である、項目67に記載の織物。
[76]
前記織物の通気性が約5cfm未満である、項目67に記載の織物。
[77]
前記織物の単位面積当たりの質量が約300g/m 未満である、項目67に記載の織物。
[78]
前記経糸繊維及び前記緯糸繊維がフルオロアクリレートコーティングを有する、項目67に記載の織物。
[79]
前記フルオロアクリレートコーティングの反対側の前記経糸繊維及び前記緯糸繊維に固定された機能性膜を更に含む、項目78に記載の織物。
[80]
前記機能性膜に固定された布地を更に含む、項目79に記載の織物。
[81]
前記フルオロアクリレートコーティングの反対側の前記経糸繊維及び前記緯糸繊維に固定された布地を更に含む、項目78に記載の織物。
[82]
前記織物に固定された布地及び機能性膜の少なくとも一つを更に含む、項目67に記載の織物。
[83]
前記ePTFE繊維の破壊強度が少なくとも約1.5Nである、項目67に記載の織物。
[84]
前記布帛が衣服、手袋、又はフットウェアの形態である、項目67に記載の織物。
[85]
前記繊維を通る通路を画定するノード及びフィブリル構造を有する経糸フルオロポリマー繊維及び緯糸フルオロポリマー繊維を含む、織物であって、
前記フルオロポリマー繊維は微多孔質であり、
前記織物の通気性が約5cfm未満であり、水蒸気透過率が約10,000g/m /24時間より高い、織物。
[86]
前記フルオロポリマー繊維が延伸ポリテトラフルオロエチレン繊維である、項目85に記載の織物。
[87]
前記延伸ポリテトラフルオロエチレン繊維の織る前の密度が約0.85g/cc未満である、項目87に記載の織物。
[88]
前記織物の水侵入圧力が約1kPaより高い、項目85に記載の織物。
[89]
前記布帛の吸水性が約30gsm未満である、項目85に記載の織物。
[90]
前記布帛の単位面積当たりの質量が300g/m である、項目85に記載の織物。
[91]
前記経糸フルオロポリマー繊維及び緯糸フルオロポリマー繊維の少なくとも一つのアスペクト比が約15より大きい、項目85に記載の織物。
[92]
前記経糸フルオロポリマー繊維及び前記緯糸フルオロポリマー繊維のそれぞれの織る前の厚みが約100マイクロメートル未満であり、幅が約4.0mm未満である、項目85に記載の織物。
[93]
前記幅が、前記織物のエンドカウント又はピックカウントに基づいて前記フルオロポリマー繊維に割り当てられる幅よりも大きい、項目85に記載の織物。
[94]
前記織物の平均剛性が約300g未満である、項目85に記載の織物。
[95]
前記織物の引裂強度が少なくとも30Nである、項目85に記載の織物。
[96]
前記フィブリルの長さが約5マイクロメートル〜約120マイクロメートルである、項目85に記載の織物。
[97]
前記織物に固定された布地及びフルオロポリマー膜の少なくとも一つを更に含む、項目85に記載の織物。
[98]
前記織物が衣服、手袋、又はフットウェアの形態である、項目85に記載の織物。
[99]
延伸ポリテトラフルオロエチレンを含むモノフィラメント繊維であって、
前記モノフィラメント繊維の密度が約1.0g/cm 以下であり、厚みが約100マイクロメートル未満であり、幅が約4.0mm未満であり、アスペクト比が約15より大きく、実質的に長方形の断面形状を有する、モノフィラメント繊維。
[100]
前記モノフィラメント繊維の引張強度が約1.6cN/dtexより高い、項目99に記載のモノフィラメント繊維。
[101]
前記モノフィラメント繊維の破壊強度が少なくとも約1.5Nである、項目99に記載のモノフィラメント繊維。
[102]
前記モノフィラメント繊維上にフルオロアクリレートコーティングを有する、項目99に記載のモノフィラメント繊維。
[103]
織物構造において前記モノフィラメント繊維がそれ自身の上に折り畳まれるように、前記モノフィラメント繊維が適合性である、項目99に記載のモノフィラメント繊維。
[104]
前記モノフィラメント繊維が、前記繊維を通る通路を画定するノード及びフィブリルを有する、項目99に記載のモノフィラメント繊維。
[105]
前記フィブリルの長さが約5マイクロメートル〜約120マイクロメートルである、項目99に記載のモノフィラメント繊維。
[106]
前記モノフィラメント繊維の単位長さ当たりの質量が約500dtex未満である、項目99に記載のモノフィラメント繊維。

Claims (24)

  1. 複数の経糸繊維及び緯糸繊維を含む織物であって、
    それぞれの前記経糸繊維及びそれぞれの前記緯糸繊維は、実質的に長方形の断面形状を有する延伸ポリテトラフルオロエチレン(ePTFE)繊維を含み、
    前記ePTFE繊維の織る前の幅が、前記織物のエンドカウント又はピックカウントに基づいて前記ePTFE繊維に割り当てられる幅よりも大きく、
    前記ePTFE繊維の幅が前記織物の上面を形成するように、前記ePTFE繊維が撚られずに織られている、織物。
  2. 前記ePTFE繊維がモノフィラメント繊維である、請求項1に記載の織物。
  3. 前記ePTFE繊維の密度が1.2g/cm未満である、請求項1に記載の織物。
  4. 前記ePTFE繊維の織る前の密度が0.85g/cm未満である、請求項1に記載の織物。
  5. 前記ePTFE繊維が前記繊維を通る通路を画定するノード及びフィブリルを有し、
    前記フィブリルは5マイクロメートル〜120マイクロメートルの長さを有する、請求項1に記載の織物。
  6. 前記織物の通気性が5cfm未満である、請求項1に記載の織物。
  7. 前記織物の水蒸気透過率が10,000g/m/24時間より高い、請求項5に記載の織物。
  8. 前記織物の吸水性が30gsm未満である、請求項1に記載の織物。
  9. 前記ePTFE繊維のアスペクト比が15より大きい、請求項1に記載の織物。
  10. 前記ePTFE繊維の単位長さ当たりの質量が500dtex未満である、請求項1に記載の織物。
  11. 前記織物の平均剛性が300g未満である、請求項1に記載の織物。
  12. 前記織物の単位面積当たりの質量が300g/m未満である、請求項1に記載の織物。
  13. 前記織物の引裂強度が少なくとも30Nである、請求項1に記載の織物。
  14. 前記織物の平均水侵入圧力が1kPaより高い、請求項1に記載の織物。
  15. 前記経糸繊維及び前記緯糸繊維が、前記織物を疎油性にするフルオロアクリレートコーティングを有する、請求項1に記載の織物。
  16. 前記フルオロアクリレートコーティングの反対側の前記経糸繊維及び前記緯糸繊維に固定された機能性膜を更に含む、請求項15に記載の織物。
  17. 前記機能性膜に固定された布地を更に含む、請求項16に記載の織物。
  18. 前記フルオロアクリレートコーティングの反対側の前記経糸繊維及び前記緯糸繊維に固定された布地を更に含む、請求項15に記載の織物。
  19. 前記織物に固定された布地及び機能性膜の少なくとも一つを更に含む、請求項1に記載の織物。
  20. 前記織物が衣服、手袋、又はフットウェアの形態である、請求項1に記載の織物。
  21. 前記経糸繊維及び前記緯糸繊維のそれぞれの織る前の厚みが100マイクロメートル未満であり、織る前の幅が4.0mm未満である、請求項1に記載の織物。
  22. 織物構造において前記延伸ポリテトラフルオロエチレン繊維がそれ自身の上に折り畳まれるように、前記延伸ポリテトラフルオロエチレン繊維が適合性である、請求項1に記載の織物。
  23. 前記織物の平均水侵入圧力が2kPaより高い、請求項1に記載の織物。
  24. 前記フルオロポリマー繊維は微多孔質である、請求項1に記載の織物。
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