JPH11508976A

JPH11508976A - 強化、粒子充填、およびフィブリル化されたｐｔｆｅウエブ

Info

Publication number: JPH11508976A
Application number: JP9505799A
Authority: JP
Inventors: ブイ．バルシモ，ウイリアム; アール．ホワイト，ロイド
Original assignee: ミネソタマイニングアンドマニュファクチャリングカンパニー
Priority date: 1995-07-10
Filing date: 1996-05-31
Publication date: 1999-08-03
Also published as: DE69609331D1; EP0837960B1; US6207251B1; EP0837960A1; DE69609331T2; AU715599B2; WO1997003239A1; CN1190446A; AU6027896A

Abstract

(57)【要約】強化スクリムを部分的に内部に埋没させた粒子充填フィブリル化ポリテトラフルオロエチレンウエブを含む複合物品が説明される。強化されたウエブは、機械的応力に対する優れた強度を示す。

Description

【発明の詳細な説明】強化、粒子充填、およびフィブリル化されたＰＴＦＥウエブ発明の背景Ａ．発明の分野本発明は、強化不織布スクリムが少なくとも部分的に内部に埋め込まれた多孔質の、粒子充填およびフィブリル化されたポリテトラフルオロエチレンウエブを説明する。強化されていない非強化ウエブと比べて、この強化ウエブは、変形も起こさずにより大きな圧力降下に耐えることができ、様々な機械的応力に対してより大きな強度を示す。Ｂ．従来技術不織布繊維のウエブが、圧縮、融解、溶融押し出し、エアーレイド、スパンボンド、機械的にプレスされる、または相分離工程から得ることができる粒子充填された不織布繊維の物品は、分離科学に有用なものとして開示されている。吸着粒子を内部に分散させた不織布ウエブのウエブ製品は、例えば、人工呼吸装置、保護衣類、流体保持物品、油および／または水を拭くもの、およびクロマトグラフィおよび分離物品として有用であるとして開示されている。被覆無機酸化粒子も、このようなウエブの網目に絡まされている。リガンド（生物的活性材料を含む）と共有反応性のある粒子を絡ませたこのようなウエブも、最近開発されている。粒子材料を充填、または閉じこめたＰＴＦＥの多数の例が、多くの分野で知られている。導電性材料で充填したＰＴＦＥの数多くの用途が知られている。これらには、回路基盤、油漏れセンサ、絶縁体、半浸透性ウエブ、および様々なタイプの電極を含む。その他のこのような組み合わせは、ガスケット、または密封材料、および湿式摩擦材料として使用されている。その他は、構造的要素および電子的要素としての用途での高強度ＰＴＦＥフィルム、およびウエブを製造するために使用されている。この粒子が、触媒特性を有する場合、このタイプの組み合わせは、都合良く扱うことができる形となる。米国特許第４，１５３，６６１号は、中でも、絶縁体や半浸透性ウエブで有用となる絡み合ったＰＴＦＥ小繊維群の母材に分配された様々な粒子を開示する。金属がＰＴＦＥ母材内に閉じこめられないＰＴＦＥおよび金属の数多くの組み合わせも知られている。これらには、金属、および金属の孔にフィブリル化されたＰＴＦＥ網を有する金属母材で完全に、または部分的に被覆されたＰＴＦＥウエブを含む。金属充填材を有するＰＴＦＥパウダーは、バッテリ電極として、青銅軸受上に被覆された自己潤滑層として（ペースト状で）使用されている。金属フィルムや、板上に被覆されたＰＴＦＥフィルムもまた知られている。フィブリル化されたＰＴＦＥウエブを準備する方法は、例えば、米国特許第４，１５３，６６１号、４，４６０，６４２号、および５，０７１，６１０号で説明されている。但し、このような粒子充填およびフィブリル化されたＰＴＦＥウエブの物理的特性は、若干制限されるものである。これらは、変形を起こさずに高圧力降下に耐えず、例えば、流体流、張力、機械的衝撃、および摩擦によって起きる機械的応力に対する強度に乏しい。発明の開示ある態様では、本発明は、複合物品、好ましくは内部に閉じこめられた粒子、およびウエブ内に少なくとも部分的に埋め込まれた不織布スクリムを有する多孔質のフィブリル化されたポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）ウエブを含む分離科学媒体を提供する。このウエブ、スクリム、および物品全体はすべて浸透性である。他の態様では、本発明は、内部に閉じこめた粒子を含むフィブリル化されたＰＴＦＥウエブを提供し、強化手段（すなわちスクリム）が少なくとも部分的にウエブ内に埋め込まれるように不織布スクリムをウエブに圧縮接合させるステップから成るこの物品の製造方法を提供する。特に指示されない限り、次の定義をここでは適用する。「スクリム」は、その繊維群が規則的な形状パターンのものではなく、重合体、ガラス、および金属製などである不織布ウエブを意味する。「部分的に埋め込まれた」（強化手段と関連して使用される場合）、強化手段は、（ａ）強化ウエブが、縁から見たときに強化手段の９５％まで、好ましくは９0％まで、さらに好ましくは７５％まで、最も好ましくは５０％までしか見せないように、強化手段が圧縮接合されるウエブ内に少なくとも部分的に押し込まれ、（ｂ）少なくとも部分的にウエブに機械的に絡ませられることを意味する。例えば、このような強化ウエブは、折曲げることができるが、非強化ウエブの場合は、折曲げが行われると破滅的な損傷を受ける。フィブリル化されたＰＴＦＥウエブ内に強化手段が埋め込まれると、機械的強度と、ウエブに圧力降下がかけられた場合の変形に対する耐性とをウエブに持たせる。このような強化手段を使用することによって、達成するのが不可能でない限り、かって難しかった構造にでもウエブが形成されるようにすることができる。本発明の複合物品で使用される強化手段は、少なくとも若干多孔性、好ましくは非常に多孔性（すなわち、少なくとも５０％のボイド）であるので、フィブリル化されたＰＴＦＥウエブの多孔性をあまり妨げない。この強化手段は、フィブリル化されたＰＴＦＥウエブ内に少なくとも部分的に埋め込まれる。ＰＴＦＥのフィブリルは、強化手段に実際に接着する、またはそれと機械的に絡まった状態となるようである。これは、次の図を参照することによってさらに示される。図面の簡単な説明第１図は、重合体スクリーンで強化され、フィブリル化されたＰＴＦＥウエブの走査型電子顕微鏡写真（ＳＥＭ）である。第２図は、スクリーンをウエブから部分的に取り去った第１図の強化ウエブのＳＥＭである。第３図は、第２図の強化ウエブをより拡大した図を提供するＳＥＭである。第４図は、第３図の強化ウエブの１本のスクリーンの糸のＳＥＭである。第５図は、重合体スクリムで強化され、フィブリル化されたＰＴＦＥウエブのＳＥＭである。第６図は、スクリムをウエブから部分的に取り去った第５図の強化ウエブのＳＥＭである。第７図は、第６図の強化ウエブをより拡大した図を提供するＳＥＭである。第８図は、第７図の強化ウエブの１本のスクリム繊維のＳＥＭである。発明を実施するための最良の形態第１図は、スクリーン１４が部分的に内部に埋め込まれた粒子充填フィブリル化ＰＴＦＥウエブ１２から成る強化ウエブ１０のＳＥＭ（６０倍）を示す。この特定の実施例では、フィブリル化されたＰＴＦＥウエブ１２は、活性炭粒子を閉じ込める。形状に関係なく、不織布重合体ウエブ内に閉じ込めることができる任意の粒子が、本発明の強化されて、フィブリル化されたＰＴＦＥウエブに使用できる。有用な粒子の典型例には、米国特許第４，１５３，６６１号、４，４６０，６４２号、５，０７１，６１０号、５，２０９，９６７号、および５，３５４，６０３号で記載されたものを含む。特に有用な粒子材料には、活性炭、シリカ、誘導シリカ、ジルコニア、誘導ジルコニア、ポリ（スチレン−ジビニルベンゼン、ガラスのビーズ、およびバブル、キチン等を含む。（「誘導」は、化学的成分が粒子に共有結合されていることを意味する。この特定の実施例では、スクリーン１４は、Ｎｉｔｅｘ^TM３７ナイロン（イリノイ州、ローリングメドウズ市、ＴＥＴＫＯ，Ｉｎｃ．社）である。任意の多孔質のスクリーンが強化手段として使用できるが、非常に目の細かいものは、ウエブの多孔性を妨げ、流れおよびチャネリングに対する好ましくない抵抗の原因となる。スクリーン１４は、当業者には周知の標準加圧接合技術によって、随意に上昇温度下で、ウエブ１２内に押し込むことができる。第２図は、スクリーン１４を部分的に取り去ったフィブリル化されたＰＴＦＥウエブ１２のＳＥＭ（１５倍）を示す。このスクリーンパターンは、ウエブ１２内にはっきりと見ることができる。第３図は、第２図に示されたものをさらに拡大したＳＥＭ（３５倍）を示す。再度、スクリーン１４のパターンは、ウエブ１２内にはっきりと見ることができる。第４図は、スクリーン１４がウエブ１２から部分的に取り去られた後もスクリーン１４に接合されているウエブ１２（第１〜３図の）のＰＴＦＥのフィブリルのＳＥＭ（５００倍）を示す。このフィブリル群１６は、スクリーン１４の糸に機械的に絡まった、または接着した状態となるが、スクリーン１４はウエブ１２内に埋め込まれていることは容易に分かる。第５図は、スクリム２４を部分的に内部に埋め込んだ粒子充填フィブリル化ＰＴＦＥウエブ２２から成る強化ウエブ２０のＳＥＭ（２５０倍）を示す。本実施例では、フィブリル化されたＰＴＦＥウエブ２２は、シリカを閉じ込めるが、上述のように、様々な他の粒子が使用できる。本実施例では、スクリム２４は、例えば、ＡＭＯＣＯＦａｂｒｉｃｓ＆ＦｉｂｅｒｓＣｏ．社（ジョージア州、アトランタ市）から入手できる不織布ポリプロピレンウエブである。但し、任意の多孔質スクリムが、強化手段として使用できる。第６図は、スクリム２４が部分的にそれから引き離されたフィブリル化されたＰＴＦＥウエブ２２のＳＥＭ（３５倍）を示す。このスクリムパターンは、ウエブ２２内ではっきり見ることができる。第７図は、第６図に示されたものをより拡大したＳＥＭ（１５０倍）を示す。ＰＴＦＥフィブリル群２６は、スクリム２４がウエブから取り外されるときウエブから引き離された状態で見ることができる。第８図は、第７図で示されたものをより拡大したＳＥＭ（３３０倍）を示す。フィブリル群２６内に閉じ込められたシリカ粒子２８は、はっきり見える。再度、このウエブ群２６は、スクリム２４の繊維群に機械的に絡まった、または接合した状態となるが、スクリム２４は、ウエブ２２内に埋め込まれていることは容易に分かる。意外にも、我々は、フィブリル化されたＰＴＦＥウエブが分離科学媒体として使用される場合、不織布スクリムがこのようなウエブの優れた強化手段となることを発見した。これは、スクリーンと違って、スクリムは、チャネリングに都合の良い、規則的な通路を提供しないので、本当であると思われる。さらに、スクリムそれ自体は、スクリーンが埋め込まれるのと同じぐらいの深さまでフィブリル化されたＰＴＦＥウエブ内に埋没しない。故に、大部分のウエブは、スクリムの外部表面下にある。このようなスクリム保護ウエブは、ひだとり機に固執することなく折曲がることが観察されているので、スクリーン保護ウエブのようには、容易に破れない。活性粒子が内部に閉じ込められるウエブを製造するためには、水性ＰＴＦＥ分散液から始める。この白濁分散液は、水中に浮遊させた約２０％から７０％（重量で）までの範囲の微小ＰＴＦＥ粒子を含む。これらのＰＴＦＥ粒子の主要部分は、０．０５から約０．５μｍまでの大きさの範囲にある。市販の水性ＰＴＦＥ分散液には、継続した懸濁を促進する界面活性剤や安定剤などの他の成分を含有しても良い。このような市販分散液の例には、Ｔｅｆｌｏｎ^TM３０、３０Ｂ、および４２（デラウエア州、ウイルミントン市のＤｕＰｏｎｄｅＮｅｍｏｕｒｓＣｈｅｍｉｃａｌＣｏｒｐ．社）を含む。Ｔｅｆｌｏｎ^TM３０および３０Ｂ分散液は、約５９％から６１％（重量で）までの範囲のＰＴＦＥ固体と、約５．５％から６．５％（ＰＴＦＥ樹脂の重量に基づく重量で）までの範囲の非イオン湿潤剤、典型的にはオクチルフェニル・ポリオキシエチレン、またはノニルフェニル・ポリオキシエチレンとを含む。Ｔｅｆｌｏｎ^TM４２分散液には、約３２％から３５％（重量で）までの範囲のＰＴＦＥ固体を含み、湿潤剤を含まない（但し、蒸発を防止するための有機溶剤の表面層を含む）。粒子充填フィブリル化ＰＴＦＥウエブは、パテ状稠度を尚も維持しつつも固体の収着容量に接近、または好ましくは上回るのに十分な油剤内で、所望の反応性粒子を水性ＰＴＦＥ懸濁液に混合することによって、米国特許第４，１５３，６６１号、４，４６０，６４２号、および５，０７１，６１０号のいずれかに記載された方法で準備されるのが好ましい。このパテ状固まりは、次に好ましくは４０℃と１，０００℃との間の温度で激しく混合されて、ＰＴＦＥ粒子の初期フィブレル化を起こさせる。その結果として得られるパテ状固まりは、次に、剪断作用がＰＴＦＥをフィブリル化させて、粒子を網の目に絡ませ、所望の厚みの層が得られるまで、ローラ間のギャップを徐々に狭くして（少なくとも水分を維持しながら）、反復的および二軸方向に圧延される。ウエブ物品の形成後に有機溶剤抽出法によって、または水洗浄によって残留界面活性剤、または湿潤剤を除去することが、一般に望まれる。その結果、得られるウェブは、次に乾燥される。このようなウエブは、好ましくは０．１から０．５ｍｍまでの範囲の厚みを有する。一般に０．０５から１０ｍｍまでの範囲の厚みを有するウエブ物品が有用である。複数枚の粒子層を有するウエブ物品が望まれる場合、成分層それら自体は、互いに積層されて、独立した層のＰＴＦＥフィブリル群が隣接ウエブの境界面で絡み合わされる一体の複合物を形成するまで圧延される。これらの多層ウエブは、粒子の隣接層間での境界混合をほとんど示さない。多層物品は、好ましくは０．１から１０ｍｍまでの範囲の厚みを有する。このようなウエブ物品内のボイドの大きさおよび体積は、米国特許第５，０７１，６１０号で説明されるように製造時に油剤レベルを調節することによって制御できる。ボイドの大きさおよび体積の両方とも、製造時に存在する油剤量に比例して変化するので、様々な大きさの粒子を閉じ込めることができるウエブが可能である。例えば、油剤量を、少なくとも３％（重量で）から２００％（重量で）までの粒子の油剤収着容量を上回る点まで増すと、少なくとも９０％のボイドが３．６μｍ未満の大きさとなる０．３μｍから５．０μｍまでの範囲の平均ボイドサイズを提供することができる。この方法は、内部の網目に絡ませた複数種の反応性粒子を有するウエブ物品を製造するのに使用できる。粒子がその内部に閉じ込められるウエブを形成するＰＴＦＥは、ＰＴＦＥおよび油剤がもうすでに予備混合されている（例えば、ＤｕＰｏｎｔｄｅＮｅｍｏｕｒｓから入手できるＴｅｆｌｏｎ^TM３０、または３０Ｂ）樹脂懸濁液の形で得ることができる。この懸濁液に、水、アルコール水溶液などの水をベースにした溶剤、またはケトン、エステル、およびエーテルなどの容易に除去できる有機溶剤の形で追加的油剤を添加して、上述の所望割合の油剤および粒子を得ることができる。本発明で有用な活性粒子（すなわち、溶質との化学反応、または収着、または伝導などの機能を果たすもの）には、不織布繊維母材内に固定されることができる任意の粒子を含む。典型的な収着粒子には、これらに限定されるものではないが、活性炭、シリカ、誘導シリカ、ジルコニア、誘導ジルコニア、イオン交換樹脂、内位添加スチレンジビニルベンゼン、およびキチンを含む。銀被覆ガラス球などの伝導粒子も使用できる。粒子材料は、規則的（平面状、球状、立体状、棒状、または繊維状など）、または不規則的な形状のものでも良い。有用な粒子の平均径は、０．１から１００μｍまでの範囲内、好ましくは０．１から５０μｍまでの範囲内、最も好ましくは１から１０μｍまでの範囲内である。そのような粒子は、ウエブ物品に直に組み込むことができる。粒子は、一般に、ウエブ物品内に均一に分配されるが、粒子の組み合わせを含む母材が、準備されることも可能である。代わりに、異なる粒子を含む層は、粒子の性質の異なる複数の薄層を有する１枚の母材に圧延することができる。このような多層複合物品は、最小の境界混合（粒子の性質の異なる様々な薄層間での）を示し、各層を通じて良好な均一性を維持する。異種であっても、同種であっても、この種の物品は、これらのウエブがクロマトグラフィ、または分離用途で使用される流体から除去されるべき１つ以上の化学種を選択的に吸着、またはそれらと反応させることができる。ウエブ物品の総粒子含有量は、約９７％（重量で）までの範囲を変化させることができるが、８０から９５％（重量で）までの範囲の粒子量が、より安定したウエブ物品となる傾向がある。網目に絡ませるフィブリル群は、閉じ込め、または接着によって、母材内に、絡み合わされた粒子を保持し、それらの絡み合わされた粒子が脱落するのを防ぐ。本発明のウエブ物品は、好ましくは少なくとも１０％（重量で）の量の活性粒子を含み、より好ましくは少なくとも５０％（重量で）の量の活性粒子を含み、最も好ましくは少なくとも８０％（重量で）の量の活性粒子を含む。高活性粒子を充填することは、基材の収着容量、または化学的活性度を最大限に発揮させるのに望ましいことである。活性粒子に対して先に掲げられたものと同範囲の平均径を有する非活性補助粒子も、包含できる。ウエブ物品内に組み込むことができる有用補助剤の典型例には、ガラスビーズ、および／またはバブルなどの改質剤、ガラスビーズ、またはバブル以外のガラス物品、Ｅｘｐａｎｃｅｌ^TM微小球（スウェーデン、サンズバル”Ｓｕｎｄｖａｌｌ”のＮｏｂｅｌＩｎｄｕｓｔｒｉｅｓ社）などのエネルギー膨張可能な中空重合体物品、およびマイカを含む。組み込まれる場合には、そのような非活性物品は、ウエブ物品の０から９５％（重量で）までの範囲以上から、好ましくは０から５０％（重量で）までの範囲以上から、最も好ましくは０から１０％（重量で）までの範囲以上から構成されることができる。上記方法で強化されている粒子充填フィブリル化ＰＴＦＥウエブは、膨らみ、および／または裂け、および収縮に対する耐性の改善が見られる。これは、ウエブが、それを通過する流体流に起因する圧力降下に耐えねばならない、または形状的寸法安定性を示さねばならない用途では非常に望ましい。（非強化フィブリル化ＰＴＦＥウエブは、それらが最後に機械加工される方向に収縮する傾向がある。）強化されたウエブはまた、通常に使用される場合、より扱い易くなり、損傷される可能性もより少なくなる。必要ならば、粒子を内部に閉じ込めたフィブリル化されたＰＴＦＥウエブは、両面を強化することもできる。つまり、強化手段をウエブの両面に部分的に埋め込むことができる。これは、上述の不都合な特性に対する複合物品の耐性を増すことができる。さらに、多層ウエブ／強化手段の複合物品も製造できる。これは、各ウエブが異種粒子を含有する場合に望ましい。本発明の強化粒子充填フィブリル化ＰＴＦＥウエブは、たとえ非強化粒子充填フィブリル化ＰＴＦＥウエブが有用であるところでも、特に分離科学（例えば、抽出だけでなくクロマトグラフィックおよびその他の分離）において使用できる。これらは、そのようなウエブが、同一人に譲渡された欧州特許ＥＰ−Ａ−６６２３４０号に記載されたように、折曲げられる場合には特に有用である。本発明の目的や利点は、次の例によってさらに説明される。これらの例で列挙される他の条件および詳細だけでなく、特定の材料およびそれらの量は、本発明を不当に限定するものとして使用されるべきものではない。例例１ここで説明される粒子充填フィブリル化ＰＴＦＥウエブは、米国特許第４，１５３，６６１号の第２頁の左欄から第３頁の右欄に記載された手順に従って主に行われた。次の材料が一緒に添加され、その混合物は、３８℃、３０ｒｐｍで４５秒間Ｒｏｓｓ^TMミキサ（ニューヨーク州、ハウページ市のＣｈａｒｌｅｓＲｏｓｓ＆ＳｏｎＣｏ．社）内で混合された。２，０００から３，０００ｍ²／ｇの表面積と、３．９から２００μｍまでの範囲に及ぶ３０μｍの平均粒子サイズとを有する４００ｇのスーパー活性炭（日本、尼崎市のＫａｎｓａｉＣｏｋｅａｎｄＣｈｅｍｉｃａｌｓＣｏ．Ｌｔｄ．社）３１２ｇのＦＬＵＯＮ^TMＰＴＦＥ懸濁液、２２．６％のＰＴＦＥ水溶液（デラウエアー州、ウィルミントン市のＩＣＩＡｍｅｒｉｃａｓ，Ｉｎｃ．社）、および８９４ｇの脱イオン水。この混合物は、捏粉状塊を呈した。この捏粉状塊は、初期ギャップを３．８１ｍｍに設定した２ロールミル間に通過された。最初に数回通過させると、自重を支えるほど十分な強度を持たないウエブであったが、さらに数回通過させると、そのウエブは、さらにミル間に通すために３層に折曲げて、９０°回転させることができるように、その一体性を維持するほど十分に強くなった。この二軸圧延は、合計１０回行われた。その後、ギャップは、２．５４ｍｍから１．２７ｍｍ、さらに０．６４ｍｍへと調整されて(各ギャップにウエブが通され)、１枚の長いウエブが生成された。上記３回の通過後、ウエブは８層に折曲げられて、９０°回転された。ギャップは２．５４ｍｍから、１．９０ｍｍ、１．２７ｍｍさらに０．７６ｍｍへと調整された（各ギャップにウエブが通された）。この工程は、ベルト炉を通過させることによって乾燥された１．１４ｍｍの厚みのフィブリル化ＰＴＦＥウエブを生成した。このウエブは、２層のＮａｌｔｅｘ^TMＬＷＳ濾過網（テキサス州、オースチン市のＮａｌｌｅＰｌａｓｔｉｃｓ，Ｉｎｃ．社）間に配置し、２ロールミル（ギャップ＝０．８９ｍｍ、ロール速度＝７．６ｃｍ／ｓｅｃ）間にこの複合物品を通過させることによって強化された。引張試験機（ペンシルベニア州、フィラデルフィア市のＴｈｗｉｎｇ−ＡｌｂｅｒｔＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔＣｏ．社）でウエブから離れる方向へ濾過網を引っ張ることによって測定されたウエブ／濾過網接合の引張強さは、０．１８Ｎ／ｃｍであった。例２粒子充填ＰＴＦＥウエブは、最終のウエブの厚みが０．７６ｍｍであることを除いて、例１と同じように準備された。このウエブは、強化時のギャップ幅が０．５１ｍｍであることを除いて、例１と同じように強化された。このウエブ／濾過網接合の引張強さは、０．３３Ｎ／ｃｍであった。例３粒子充填ＰＴＦＥウエブは、最終のウエブの厚みが１．５２ｍｍであることを除いて、例１と同じように準備された。このウエブは、強化時のギャップ幅が１．１４ｍｍであることを除いて、例１と同じように強化された。このウエブ／濾過網接合の引張強さは、０．２１Ｎ／ｃｍであった。例４粒子充填ＰＴＦＥウエブは、余分の圧延が０．３８ｍｍの最終のウエブ厚みにしたことを除いて、例１と同じように準備された。このウエブは、２５ｇ／ｍ² の基本重量のポリエチレン不織布ウエブの２層間で挟まれ、この複合物品は、０．２５ｍｍのギャップを有する２ロールミル間に通された。このウエブ／不織布ウエブ接合の引張強さは、０．０３５Ｎ／ｃｍであった。例５粒子充填強化ＰＴＦＥウエブは、４５ｇ／ｍ²の基本重量を有するポリエステル不織布ウエブが使用されたことを除いて、例４と同じように準備された。このウエブ／不織布ウエブ接合の引張強さは、０．１４Ｎ／ｃｍであった。例６粒子充填強化ＰＴＦＥウエブは、強化の層が１枚のみしか使用されず、圧延時のギャップの厚みは０．６４ｍｍであったことを除いて、例５と同じように準備された。この強化ウエブと、同様の非強化ウエブとは、１）汎用ベースの吸収手段として使用、２）引張強さ、および３）収縮率から成る、３つの方法で評価された。汎用ベースでの使用：インライン濾過ホルダ用汎用ベースは、紙、または紙状ウエブのために設計されたものである。これらは、ＧｅｌｍａｎＣｏ．社（ミシガン州、アナーバー市）およびＮａｌｇｅｎｅＣｏ．社（ニューヨーク州、ロチェスター市）などの広範囲の様々な商業的供給源から入手できる。非強化ウエブは、柔らかくて、汎用ベースの外形に馴染んだ。故に、青色の食品彩色溶液が非強化ウエブ内に通されると、流れは、ウエブがベースと直接接触しなかったこれらの区域で制限され、その染料は、これらの区域でのみ吸収された(すなわち、チャネリングが起こった)。同一の染料溶液が汎用ベースで支持された強化ウエブに通されると、そのような順応性は観察されず、その染料溶液もそのウエブ全体を通じて均一に分配された(すなわち、チャネリング、漏れ、および／または漏出は観察されなかった)。引張強さ：強化ウエブの引張強さは、少なくともより大きな程度のものとなった。様々な強化ウエブの引張強さが以下の表Ｉで示される。収縮率：機械的刺激によってと、熱への長期暴露とによって誘発される両方の収縮率が試験された。強化されたウエブおよび非強化されたウエブのディスク（４７ｍｍの径）は、振動篩機（オハイオ州、メンター市のＣ．Ｅ．ＴｙｌｅｒＣｏ．社）で二軸方向に約６０分間振り動かされた。非強化されたディスクは、約４２ｍｍの短軸の楕円形に収縮した(すなわち、約１０％の収縮率)。強化されたディスクに関しては実質上何の収縮も観察されなかった。強化されたウエブの２枚のディスク（４７ｍｍの径）は、７１℃の炉内に５１日間置かれた。何の収縮も観察されなかった。同一条件下で、非強化されたウエブは、少なくとも１０％は収縮していたであろう。例７粒子充填フィブリル化ＰＴＦＥウエブは、例１で説明されたものと同手順を利用して準備された。但し、活性炭の代わりに、その粒子は、Ｃ₁₈ー誘導シリカ（ニュージャージー州、フィリップスバーグ市のＪ．Ｔ．ＢａｋｅｒＣｏ．社）であった。このウエブは９０％（重量で）粒子であった。Ｎａｌｔｅｘ^TMＬＷＳ濾過網の層は、２枚のこれらのウエブ間に挟まれた。この層状複合物は、２ロールミル（ギャップ＝１．２７ｍｍ）間に通された。この強化ウエブの５０平方ミリメートルのサンプルは、支持スクリーンを本体から取り外した状態で４７ｍｍのマニフォルド真空装置（マサチューセッツ州、ベドフォード市のＭｉｌｌｉｐｏｒｅＣｏｒｐ．社）内に配置された。１滴の青色食品彩色染料を加えた１リットルの水が、強化されたウエブ内に通された。その溶液から染料を除去する間、強化されたウエブは、膨らんだり、裂けたりせず、その真空フラスコ内に引き入れられなかった。例８閉じこめられた粒子としてＣ₁₈を有する大きなウエブが、例１と同手順を利用して準備された。このウエブの部分は、様々な強化材料で強化され、これらの強化されたウエブは、比較の非強化ウエブに対して試験された。それらの結果は、以下の表Ｉに要約される。ＮＩＴＥＸ^TMナイロンスクリーンは、ＴＥＴＫＯ，Ｉｎｃ．社（イリノイ州、ローリングメドウズ市）によって製造される。Ｍｏｎｏｄｕｒ^TMＮｙｌｏｎ４７５および８５０スクリーンは、ＩｎｄｕｓｔｒｉａｌＦａｂｒｉｃｓＣｏｒｐ．社（ミネソタ州、ミネアポリス市）製である。Ｎａｌｔｅｘ^TM濾過網は、ＮａｌｌｅＰｌａｓｔｉｃｓ，Ｉｎｃ．社（テキサス州、オースチン市）製である。Ｃｅｌｅｓｔｒａ^TMおよびＰＢＮＩＩ^TM不織布ウエブは、ＦｉｂｅｒｗｅｂＩｎｃ．社（フロリダ州、ペンサコラ市）製である。Ｂｒｏｏｋｉｎｇｓ^TM 不織布ウエブは、ＭｉｎｎｅｓｏｔａＭｉｎｉｎｇａｎｄＭａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇＣｏ．社（ミネソタ州、セントポール市）製である。Ｔｙｐａｒ^TMおよび４ｄｐｆ^TMＳｔｒａｉｇｈｔ不織布ウエブは、Ｒｅｅｍａｙ，Ｉｎｃ．社（テネシー州、オールドヒッコリー市）製である。Ｃｏｖｅｒｓｔｏｃｋ^TM不織布ウエブは、ＢｏｎａｒＦａｂｒｉｃｓ社（サウスカロライナ州、グリーンヴィル市）製である。ＲＦＸ^TM不織布ウエブは、ＡＭＯＣＯＦｉｂｅｒｓａｎｄＦａｂｒｉｃｓ，Ｉｎｃ．社（ジョージア州、アトランタ市）製である。Ｎｏ．１以外の全サンプルは、強化された。強化手段の応力および歪の値のみは示されないが、対応する強化されたウエブに関するかぎり同程度の大きさのものである。サンプル２〜４は、変則的に切断されたので、それらの応力および歪の値は、３０％まで正しくない可能性があるが、これらの数字は、表Ｉから導くことができる全体の結論を、すなわち、強化の種類に関係なく、強化されたウエブが、ウエブ横方向およびウエブ縦方向の両方で別の同一非強化ウエブよりも少なくとも強い程度の大きさのものであることを立証し易くしている。例９粒子充填ウィブリル化ＰＴＦＥウエブは、複合物の最終の厚みが０．６３ｍｍとなるように、１枚層のＮａｌｔｅｘ^TMＬＷＳ濾過網（０．３８ｍｍの厚み）および１枚のＰＴＦＥウエブ（０．５０ｍｍの厚み）だけが層状に重ねられ、最終の２ロールミル間に通されたことを除いて、例７と同じように準備された。４７ｍｍの径のディスクがこのウエブから切り取られた。染料試験溶液は、８滴の青色食品彩色液と１リットルの水とを組み合わせて、次に５ｍｌのその染料溶液を１リットルの水と混合することによって準備された。１リットルの試験溶液は、例７で説明されたように４７ｍｍのマニフォルド真空装置内に、スクリーン面を下にして配置された４７ｍｍのディスクに通された。染料漏出が幾つかの濾過網格子線に沿って観察された。この例は、スクリーン強化フィブリル化ＰＴＦＥウエブがチャネリングさせることを示す。故に、スクリム強化ウエブは、そのウエブが分離科学媒体として使用されるべき用途では好ましい。本発明の趣旨および範囲を逸脱することなく様々な修正および変形が実施可能であることは、当業者には明白となろう。本発明は、ここで詳述された説明を目的とした実施例に不当に限定されるものではない。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ (72)発明者ホワイト，ロイドアール. アメリカ合衆国，ミネソタ 55133−3427, セントポール，ピー．オー．ボックス 33427

Claims

【特許請求の範囲】１．流体から１つ以上の溶質を除去するための液体浸透性分離科学媒体であって、ａ）１つ以上の前記溶質に対して化学的に反応性のある、または収着性のある粒子を内部に閉じ込めた多孔質の液体浸透性であるフィブリル化されたポリテトラフルオロエチレンウエブと、ｂ）前記ウエブ内に少なくとも部分的に埋め込まれた液体浸透性不織布スクリムと、を含む分離科学媒体。２．第２のフィブリル化されたポリテトラフルオロエチレンウエブをさらに含む、請求の範囲第１項に記載の分離科学媒体。３．少なくとも１枚のフィブリル化されたポリテトラフルオロエチレンウエブによって第１の前記スクリムから隔離されている第２のスクリムをさらに含む、請求の範囲第１項に記載の分離科学媒体。４．前記粒子は、活性炭、シリカ、誘導シリカ、ジルコニア、誘導ジルコニア、内位添加スチレンジビニルベンゼン、イオン交換樹脂、またはキチンである、請求の範囲第１項に記載の分離科学媒体。５．前記粒子は活性炭である、請求の範囲第１項に記載の分離科学媒体。６．前記粒子はシリカである、請求の範囲第１項に記載の分離科学媒体。７．前記粒子は誘導シリカである、請求の範囲第１項に記載の分離科学媒体。８．前記粒子はジルコニアである、請求の範囲第１項に記載の分離科学媒体。９．前記粒子は誘導ジルコニアである、請求の範囲第１項に記載の分離科学媒体。１０．流体から１つ以上の溶質を除去することができる多孔質液体浸透性の、強化され、粒子充填されたフィブリル化ポリテトラフルオロエチレンウエブ物品を製造する方法であって、ａ）１つ以上の前記溶質に対して化学的に反応性、または収着性のある粒子を内部に閉じ込めた多孔質液体浸透性の、フィブリル化されたポリテトラフルオロエチレンウエブを用意するステップと、ｂ）前記ウエブ内に少なくとも部分的に埋め込まれる液体浸透性スクリムを前記ウエブに圧力接合するステップと、を含み、前記圧力接合ステップは、前記ウエブの多孔性および液体浸透性を事実上変化させない、方法。