KR101473074B1 - 미세다공성 물질 - Google Patents

Abstract

열가소성 유기 폴리올레핀 중합체(예를 들어, 초고분자량의 폴리올레핀, 예를 들어, 폴리에틸렌), 입자형 충전제(예를 들어, 침강 실리카) 및 상호연결 공극의 망상을 포함하는 미세다공성 물질이 개시되어 있다. 본 발명의 미세다공성 물질은 제어된 휘발성 물질 이동 특성을 보유한다. 상기 미세다공성 물질은, 0.8 g/cm³ 이상의 밀도; 및 0.04 내지 0.6 mg/(시간*cm²)의, 휘발성 물질 접촉면으로부터 증기 방출면으로의 휘발성 물질 이동 속도를 가질 수 있다. 추가로, 휘발성 물질이 휘발성 물질 접촉면으로부터 증기 방출면으로 이동될 때, 증기 방출면에는 액체 형태의 휘발성 물질이 실질적으로 없다.

Description

미세다공성 물질{MICROPOROUS MATERIAL}

본 발명은, 열가소성 유기 중합체, 입자형 충전제, 및 상호연결 공극의 망상(network)을 포함하는 미세다공성 물질에 관한 것이다. 본 발명의 미세다공성 물질은 제어된 휘발성 물질 이동 특성을 보유한다.

휘발성 물질들, 예를 들어, 향료(예를 들어, 에어 프레쉬너)의 수송은, 휘발성 물질을 함유하는 저장소를 포함하는 수송 장치에 의해 달성될 수 있다. 상기 수송 장치는 전형적으로 상기 저장소를 덮거나 둘러싸는 증기-투과성 막을 포함한다. 상기 저장소 내부의 휘발성 물질들은 증기 투과성 막을 통과하여 상기 막의 대기측 위의 대기(예를 들어, 공기)로 방출된다. 증기 투과성 막은 전형적으로 유기 중합체로부터 제조되고 다공성이다.

휘발성 물질이 증기 투과성 막을 통과하는 속도는 일반적으로 중요한 요인이다. 예를 들어, 휘발성 물질이 증기 투과성 막을 통과하는 속도가 너무 느리면, 휘발성 물질과 관련된 특성들, 예를 들어, 향이 전형적으로 바람직하지 않을 정도로 낮거나 감지불가능할 것이다. 만약, 예를 들어, 휘발성 물질이 증기 투과성 막을 통과하는 속도가 너무 빠르면, 휘발성 물질의 저장소가 너무 빠르게 고갈되고 휘발성 물질과 관련된 특성들, 예를 들어, 향이 바람직하지 않을 정도로 강하거나 일부 경우에는 과도하게 강할 수 있다.

휘발성 물질이 대기(예를 들어, 공기)로 방출되는, 증기 투과성 막의 외부면 또는 대기측 위에 액체 휘발성 물질의 형성을 최소화하거나 예방하는 것이 일반적으로 바람직하다. 증기 투과성 막의 외부면에 형성되는 액체 휘발성 물질은 수송장치 내부에 수집되어(예를 들어, 고여서) 수송 장치로부터 누출되어, 예를 들어, 서로 접촉하는 제품, 예를 들어, 의류 또는 가구에 얼룩을 만들 수 있다. 추가로, 증기 투과성 막의 외부면 위의 액체 휘발성 물질의 형성은, 수송 장치로부터의 휘발성 물질의 불균일한 방출을 유발할 수 있다.

주위 온도 상승에 노출되면, 휘발성 물질이 증기 투과성 막을 통과하는 속도가 원치않는 높은 속도까지 증가될 수 있다. 예를 들어, 차량의 승객 객실 내부에 사용되는 수송 장치는 주위 온도 상승에 노출될 수 있다. 이와 같이, 주위 온도 상승의 작용으로서, 휘발성 물질이 증기 투과성 막을 통과하는 속도의 증가를 최소화하는 것이 전형적으로 바람직하다.

제어된 휘발성 물질 이동 특성을 보유하는 신규한 미세다공성 물질을 개발하는 것이 바람직할 수 있다. 이러한 신규하게 개발된 미세다공성 물질이 외부면 또는 그의 표면 위의 액체 휘발성 물질의 형성을 최소화하도록 하는 것이 추가로 바람직할 것이다. 추가로, 휘발성 물질이 이러한 신규하게 개발된 미세다공성 물질을 통과하는 속도는, 주위 온도 상승에 따라 최소한만 증가할 것이다.

본 발명에 따르면,

(a) 폴리올레핀을 포함하는, 실질적으로 수-불용성인 열가소성 유기 중합체의 매트릭스;

(b) 미세 분쇄된 실질적으로 수-불용성인 입자형 충전제로서, 상기 매트릭스 전반에 걸쳐서 분포되어 있고 미세다공성 물질의 총 중량을 기준으로 40 내지 90중량%를 구성하는, 입자형 충전제;

(c) 실질적으로 미세다공성 물질 전반에 걸쳐서 연통되는 상호연결 공극의 망상

을 포함하는 미세다공성 물질로서,

상기 미세다공성 물질이,

0.8 g/cm³ 이상의 밀도,

휘발성 물질 접촉면,

상기 휘발성 물질 접촉면과 서로 실질적으로 마주하는 증기 방출면, 및

0.04 내지 0.6 mg/(시간*cm²)의, 상기 휘발성 물질 접촉면으로부터 상기 증기 방출면으로의 휘발성 물질 이동 속도

를 갖고,

상기 휘발성 물질이 상기 휘발성 물질 접촉면으로부터 상기 증기 방출면으로 (0.04 내지 0.6 mg/(시간*cm²)의 휘발성 물질 이동 속도로) 이동될 때, 상기 증기 방출면에 액체 형태의 휘발성 물질이 실질적으로 없는,

미세다공성 물질을 제공한다.

추가로, 본 발명은,

(a) 폴리올레핀을 포함하는, 실질적으로 수-불용성인 열가소성 유기 중합체의 매트릭스;

(b) 미세 분쇄된 실질적으로 수-불용성인 입자형 충전제로서, 상기 매트릭스 전반에 걸쳐서 분포되어 있고 미세다공성 물질의 총 중량을 기준으로 40 내지 90중량%를 구성하는, 입자형 충전제;

(c) 실질적으로 미세다공성 물질 전반에 걸쳐서 연통되는 상호연결 공극의 망상

을 포함하는 미세다공성 물질로서,

상기 미세다공성 물질이,

0.8 g/cm³ 미만의 밀도,

휘발성 물질 접촉면,

상기 휘발성 물질 접촉면과 서로 실질적으로 마주하는 증기 방출면, 및

0.04 내지 0.6 mg/(시간*cm²)의, 상기 휘발성 물질 접촉면으로부터 상기 증기 방출면으로의 휘발성 물질 이동 속도

를 갖되,

(i) 상기 휘발성 물질 접촉면의 적어도 일부가 그 위에 제 1 코팅을 갖고/갖거나 (ii) 상기 증기 방출면의 적어도 일부가 그 위에 제 2 코팅을 갖고,

상기 휘발성 물질이 상기 휘발성 물질 접촉면으로부터 상기 증기 방출면으로 (0.04 내지 0.6 mg/(시간*cm²)의 휘발성 물질 이동 속도로) 이동될 때, 상기 증기 방출면에 액체 형태의 휘발성 물질이 실질적으로 없는,

미세다공성 물질을 제공한다.

또한, 본 발명은,

(a) 폴리올레핀을 포함하는, 실질적으로 수-불용성인 열가소성 유기 중합체의 매트릭스;

(b) 미세 분쇄된 실질적으로 수-불용성인 입자형 충전제로서, 상기 매트릭스 전반에 걸쳐서 분포되어 있고 미세다공성 물질의 총 중량을 기준으로 40 내지 90중량%를 구성하는, 입자형 충전제;

(c) 실질적으로 미세다공성 물질 전반에 걸쳐서 연통되는 상호연결 공극의 망상

을 포함하는 미세다공성 물질로서,

상기 미세다공성 물질이,

휘발성 물질 접촉면,

상기 휘발성 물질 접촉면과 서로 실질적으로 마주하는 증기 방출면, 및

0.04 mg/(시간*cm²) 이상의, 상기 휘발성 물질 접촉면으로부터 상기 증기 방출면으로의 휘발성 물질 이동 속도

를 갖되,

(i) 상기 휘발성 물질 접촉면의 적어도 일부가 그 위에 제 1 코팅을 갖고/갖거나 (ii) 상기 증기 방출면의 적어도 일부가 그 위에 제 2 코팅을 갖고, 상기 제 1 코팅과 상기 제 2 코팅이 서로 독립적으로 폴리(비닐 알콜)을 포함하는 코팅 조성물 중에서 선택되고,

상기 미세다공성 물질(즉, 폴리(비닐 알콜) 코팅된 미세다공성 물질)이 25℃로부터 60℃로의 온도 상승에 노출되는 경우, 상기 휘발성 물질 이동 속도가 150% 이하만큼 증가하는,

미세다공성 물질을 제공한다.

본원 및 특허청구범위에 사용되는 경우, "휘발성 물질 접촉면"이란, 추가로 상세하게 후술하는 바와 같이, 예를 들어, 테스트 저장소 내에 함유된, 휘발성 물질과 맞대고 있고, 전형적으로는 휘발성 물질과 접촉하고 있는 미세다공성 물질의 표면이다.

본원 및 특허청구범위에 사용되는 경우, "증기 방출면"이란, 휘발성 물질과 맞대고 있지 않고/않거나 휘발성 물질과 직접 접촉하고 있지 않으며, 이로부터 휘발성 물질이 기체 형태 또는 증기 형태로 외부 대기로 방출되는 미세다공성 물질의 표면이다.

본원 및 특허청구범위에 사용되는 경우, "(메트)아크릴레이트" 및 유사 용어, 예를 들어, "(메트)아크릴산의 에스터"는 아크릴레이트 및/또는 메타크릴레이트를 의미한다.

본원 및 특허청구범위에 사용되는 경우, 미세다공성 물질의 "휘발성 물질 이동 속도"는 하기 설명에 따라 측정하였다. 테스트 저장소는, 벤질 아세테이트와 같은 휘발성 물질, 2밀리리터를 함유하기에 충분한 내부 용량을 갖는, 투명한 열가소성 중합체로 제조되었다. 상기 저장소의 내부 치수는, 약 4cm의 개방면의 가장자리에서의 원형 직경 및 1cm 이하의 깊이에 의해 정의되었다. 개방면은 휘발성 물질 이동 속도를 측정하기 위해서 사용되었다. 편평하게 눕힌 테스트 저장소(개방면이 위를 향함)를 사용하여, 약 2밀리리터의 벤질 아세테이트를 테스트 저장소에 도입하였다. 벤질 아세테이트를 테스트 저장소에 도입한 채로, 6 내지 18밀의 두께를 갖는 미세다공성 물질 시트를, 테스트 저장소의 개방면/개방측 위에 두어서, 미세다공성 시트의 12.5 cm²의 휘발성 물질 접촉면을 저장소의 내부에 노출시켰다. 상기 테스트 저장소의 중량을 재서, 전체 충전된 조립체의 초기 중량을 구하였다. 그다음, 벤질 아세테이트를 함유하고 미세다공성 물질로 둘러싸인 테스트 저장소를, 약 5 피트(높이)×5 피트(폭)×2 피트(깊이)의 대략적인 치수를 갖는 실험실용 화학 흄 후드에 직립식으로 놓아두었다. 테스트 저장소를 직립시킨 채, 벤질 아세테이트를 미세다공성 시트의 휘발성 물질 접촉면의 적어도 일부와 직접 접촉시켰다. 흄 후드의 유리 문을 아래로 당기고, 시간 당 후드 체적의 8 회전(또는 회전율)을 갖도록 상기 후드를 통한 공기 유동을 조절하였다. 다르게 언급하지 않는 한, 후드 내의 온도를 25℃ ± 5℃로 유지하였다. 흄 후드 내부의 습도는 주변과 같았다. 테스트 저장소는 후드 내에서 정기적으로 무게를 쟀다. 테스트 저장소의 내부에 노출된 미세다공성 시트의 표면적 및 경과 시간과 함께, 벤질 아세테이트의 계산된 중량 손실을 사용하여, 미세다공성 시트의 휘발성 물질 이동 속도(mg/(시간 * cm²))을 측정하였다.

본원 및 특허청구범위에 사용되는 경우, 25℃로부터 60℃에서의 본 발명의 미세다공성 물질의 휘발성 물질 이동 속도의 증가%는, 전술한 방법에 따라 25℃ 및 60℃에서 개별적이지만 실질적으로 동일한 미세다공성 물질 시트에 대해 측정하였다. 저장소를, 큰 유리 벨 자(bell jar) 내부에, 상기 벨 자 내부에 함유되어 있는 염화칼륨 50% 수용액 위에 두었다. 내용물과 함께 전체 벨 자를 60℃로 가열된 오븐에 두었다. 상기 저장소를 이러한 조건하에서 7시간 내지 10시간 동안 유지하였다. 그다음, 상기 저장소를 밤새 주변 조건하에서 후드로 되돌리고 상기 방법을 수 일 반복하였다. 각각의 저장소는, 벨 자에 배치하기 전에 중량을 재고, 벨 자로부터 제거된 이후에 중량을 쟀다. 벨 자로부터 제거한 직후, 저장소가 주변 온도로 되돌아 온 후에, 각각의 저장소의 중량을 측정하였다.

본원 및 특허청구범위에 사용되는 경우, 미세다공성 물질의 증기 방출면에 "액체 형태의 휘발성 물질이 실질적으로 없는지" 여부는, 하기 설명에 따라 결정되었다. 테스트 저장소의 중량을 전술한 바와 같이 잴 때, 미세다공성 시트의 증기 방출면을 나안으로 시각적으로 관찰하여, 액체의 방울 및/또는 필름이 그 위에 존재하는지 여부를 결정하였다. 액체의 액적(즉, 하나의 액적) 및/또는 액체의 필름의 어떠한 증거라고 증기 방출면 위에서 시각적으로 관찰되지만 표면을 흐르지 않는다면, 상기 미세다공성 시트는 허용가능한 것으로 고려되었다. 액적들이 표면을 흐르는 경우, 미세다공성 시트는 "실패"한 것으로 결정되었다. 증기 방출면 위에서 액체의 액적(즉, 하나의 액적) 및/또는 액체의 필름의 어떠한 증거도 시각적으로 관찰되지 않는다면, 미세다공성 시트에 액체 형태의 휘발성 물질이 실질적으로 없는 것으로 결정되었다.

다르게 언급되지 않는다면, 본원에서 개시된 모든 범위는, 본원에서 포괄된 임의의 및 모든 하부범위를 포함하는 것으로 이해되어야만 한다. 예를 들어, "1 내지 10"의 언급된 범위는, 1의 최소값 내지 10의 최대값 사이의(이를 포함함) 임의의 및 모든 하부 범위를 포함하는 것으로 고려되어야만 한다; 즉 모든 하부 범위는 1 이상의 최소값에서 시작되어 10 이하의 최대값에서 종결된다. 예를 들어, 1 내지 6.1, 3.5 내지 7.8, 5.5 내지 10 등.

다른게 언급되지 않는 한, 본원의 명세서 및 특허청구범위에 사용되는 바와 같은, 모든 숫자 또는 표현들, 예를 들어, 구조물의 치수, 성분들의 양 등을 표현하는 것들은, 모든 경우에 "약"이라는 용어에 의해 수득되는 것으로 이해되어야 한다.

"휘발성 물질"이라는 용어는, 본원 및 특허청구범위에 사용되는 경우, 부여된 추가 또는 보충 에너지(예를 들어, 열 및/또는 진탕의 형태) 없이도, 주변의 상온 및 압력에서 기체 형태 또는 증기 형태로 전환될 수 있는(즉, 증발될 수 있음) 물질을 의미한다. 휘발성 물질은 용매계 물질을 포함하는 휘발성 물질을 포함할 수 있는 유기 휘발성 물질 또는 용매계 물질에 분산된 것을 포함한다. 휘발성 물질은 액체 형태 및/또는 고체 형태일 수 있고, 천연적으로 발생된 것 또는 합성으로 형성된 것일 수 있다. 고체 형태인 경우, 휘발성 물질은 중간체인 액체 형태 없이 전형적으로 고체 형태로부터 증기 형태로 승화된다. 휘발성 물질은 비휘발성 물질, 예를 들어, 담체(예를 들어, 물 및/또는 비휘발성 용매)와 선택적으로 조합되거나 배합될 수 있다. 고체 휘발성 물질의 경우, 비휘발성 담체는, 고체 휘발성 물질이 고정되어 있는 다공성 물질(예를 들어, 다공성 무기 물질)의 형태로 존재할 수 있다. 또한, 고체 휘발성 물질은 세미-고체 겔의 형태일 수 있다.

휘발성 물질은, 향료 물질, 예를 들어, 천연적으로 발생된 오일 또는 합성 퍼퓸 오일일 수 있다. 액체 휘발성 물질이 선택될 수 있는 퍼퓸 오일의 예는, 이로서 한정하는 것은 아니지만, 버가모트 오일, 광귤유, 레몬유, 만다린유, 캐러웨이유, 상엽유, 정향나무 잎 오일, 삼목유, 제라늄 오일, 라벤더유, 오렌지유, 오리가남유, 페티트그레인, 편백나무 오일, 파촐리 오일, 네로일리 오일, 장미유 앱솔루트, 및 이들의 조합으로 구성된 군 중에서 선택될 수 있다. 휘발성 물질이 선택될 수 있는 고체 향료 물질의 예는, 이로서 한정하는 것은 아니지만, 바닐린, 에틸 바닐린, 쿠마린, 토날리드, 칼론, 헬리오트로펜, 머스크 자일롤, 세드롤, 머스크 케톤 벤조페논, 래스프베리 케톤, 메틸 나프틸 케톤 베타, 페닐 에틸 살리실레이트, 벨톨, 말톨, 메이플 락톤, 프로유제놀 아세테이트, 에베밀 및 이들의 조합을 포함할 수 있다.

미세다공성 물질의 휘발성 물질 이동 속도는. 0.7 mg/(시간*cm²) 이하, 0.6 mg/(시간*cm²) 이하, 0.55mg/(시간*cm²) 이하, 또는 0.50mg/(시간*cm²) 이하일 수 있다. 미세다공성 물질의 휘발성 물질 이동 속도는 0.02 mg/(시간*cm²) 이상, 0.04mg/(시간*cm²) 이상, 0.30mg/(시간*cm²) 이상, 또는 0.35mg/(시간*cm²) 이상일 수 있다. 미세다공성 물질의 휘발성 물질 이동 속도의 범위는 이러한 상한치와 하한치의 임의의 조합일 수 있다. 예를 들어, 미세다공성 물질의 휘발성 물질 이동 속도는, 언급된 값들을 포함하는 각각의 경우에 0.04 내지 0.6 mg/(시간*cm²), 0.2 내지 0.6mg/(시간*cm²), 또는 0.30 내지 0.55mg/(시간*cm²), 또는 0.35 내지 0.50mg/(시간*cm²)이다.

어떠한 이론으로도 구속하고자 하는 것은 아니지만, 휘발성 물질이 미세다공성 물질의 휘발성 물질 접촉면으로부터 증기 방출면으로 이동하면, 휘발성 물질은 액체, 증기 및 그의 조합 중에서 선택된 형태인 것으로 고려된다. 추가로, 어떠한 이론으로도 구속하고자 하는 것은 아니지만, 휘발성 물질은 적어도 부분적으로는 실질적으로 미세다공성 물질 전반에 걸쳐서 연통되는 상호연결 공극의 망상을 통해 이동하는 것으로 고려된다.

미세다공성 물질의 밀도는 0.7 g/cm³ 이상 또는 0.8g/cm³ 이상일 수 있다. 본원 및 특허청구범위에 사용되는 경우, 미세다공성 물질의 밀도는 미세다공성 물질 샘플의 중량 및 체적을 측정함으로써 결정된다. 미세다공성 물질의 밀도의 상한치는, 이것이 예를 들어, 0.04 내지 0.6 mg/(시간*cm²)의 목표 휘발성 물질 이동 속도를 갖고 휘발성 물질이 휘발성 물질 접촉면으로부터 상기 증기 방출면으로 이동하는 경우 증기 방출면에 액체 형태의 휘발성 물질이 실질적으로 없는 경우에 폭넓게 변할 수 있다. 전형적으로 미세다공성 물질의 밀도는 1.5 g/cm³ 이하 또는 1.0g/cm³ 이하이다. 미세다공성 물질의 밀도는 언급된 값들을 포함하는, 전술한 임의의 값들 사이의 범위일 수 있다. 예를 들어, 미세다공성 물질의 밀도는, 언급된 값들을 포함하는, 0.7 g/cm³ 내지 1.5g/cm³, 예를 들어, 0.8g/cm³ 내지 1.2g/cm³의 밀도를 가질 수 있다.

미세다공성 물질의 밀도가 0.7 g/cm³ 이상, 예를 들어, 0.8g/cm³ 이상이면, 미세다공성 물질의 휘발성 물질 접촉면 및 증기 방출면에는 각각 그 위에 코팅 물질이 없을 수 있다. 그 위에 코팅 물질이 없는 경우, 휘발성 물질 접촉면 및 증기 방출면 각각은 미세다공성 물질에 의해 정의된다.

미세다공성 물질의 밀도가 0.7% g/cm³ 이상, 예를 들어, 0.8g/cm³ 이상이면, 미세다공성 물질의 휘발성 물질 접촉면의 적어도 일부는 선택적으로 그 위에 제 1 코팅을 가질 수 있고/있거나 미세다공성 물질의 증기 방출면의 적어도 일부는 그 위에 제 2 코팅면을 가질 수 있다. 제 1 코팅 및 제 2 코팅은 동일하거나 상이할 수 있다. 휘발성 물질 접촉면의 적어도 일부가 그 위에 제 1 코팅을 갖는 경우, 휘발성 물질 접촉면은 제 1 코팅에 의해 적어도 부분적으로 정의된다. 증기 방출면의 적어도 일부가 그 위에 제 2 코팅을 갖는 경우, 증기 방출면은 제 2 코팅에 의해 적어도 부분적으로 정의된다.

제 1 코팅 및 제 2 코팅이 각각 액체 코팅 및 고체 입자형 코팅(예를 들어, 분말 코팅) 중에서 선택된 코팅으로부터 형성될 수 있다. 전형적으로, 제 1 및 제 2 코팅은 각각 독립적으로 물, 유기 용매 및 이들의 조합 중에서 선택된 용매를 선택적으로 포함할 수 있는 액체 코팅으로부터 선택된 코팅으로부터 형성된다. 제 1 및 제 2 코팅은 각각 독립적으로 가교결합성 코팅(예를 들어, 열경화성 코팅 및 광-경화성 코팅) 및 비-가교결합성 코팅(예를 들어, 공기-건조 코팅) 중에서 선택될 수 있다. 제 1 및 제 2 코팅은 당업계에 공지된 방법, 예를 들어, 분사 적용, 커튼 코팅, 침지 코팅 및/또는 드로우 다운 코팅(예를 들어, 닥터 블레이드 또는 드로우 다운 바에 의한) 기법에 따라 미세다공성 물질의 개별적인 표면에 도포될 수 있다.

제 1 및 제 2 코팅 조성물을 각각 독립적으로 당업계에 공지된 첨가제, 예를 들어, 산화방지제, 자외선 안정화제, 유동 제어제, 분산 안정화제(예를 들어, 수성 분산액의 경우), 및 착색제(예를 들어, 염료 및/또는 안료)를 포함할 수 있다. 전형적으로 제 1 및 제 2 코팅 조성물에는 착색제가 없고 실질적으로 투명하거나 불투명하다. 선택적인 첨가제는, 코팅 조성물의 총 중량을 기준으로, 예를 들어, 0.01 내지 10중량%의 개별적인 양으로 코팅 조성물에 존재할 수 있다.

제 1 코팅 및 상기 제 2 코팅 각각은 분산된 유기 중합체 물질을 포함하는 수성 코팅 조성물로부터 형성될 수 있다. 수성 코팅 조성물은 200 내지 400 nm의 입자 크기를 가질 수 있다. 수성 코팅 조성물의 고체는, 각각 수성 코팅 조성물의 총 중량을 기준으로, 예를 들어, 0.1 내지 30중량%, 또는 1 내지 20중량%로 폭넓게 변할 수 있다. 수성 코팅 조성물을 포함하는 유기 중합체의 수 평균 분자량(Mn)은, 예를 들어, 1000 내지 4,000,000, 또는 10,000 내지 2,000,000이다.

수성 코팅 조성물은, 수성 폴리(메트)아크릴레이트 분산액, 수성 폴리우레탄 분산액, 수성 실리콘(또는 규소) 오일 분산액 및 이들의 조합 중에서 선택될 수 있다. 수성 폴리(메트)아크릴레이트 분산액의 폴리(메트)아크릴레이트 중합체는 당업계에 공지된 방법에 따라 제조될 수 있다. 예를 들어, 폴리(메트)아크릴레이트 중합체는 알킬기 내 1 내지 20의 탄소수를 갖는 알킬(메트)아크릴레이트의 잔기(또는 단량체 단위체)를 포함할 수 있다. 알킬기 내 1 내지 20의 탄소수를 갖는 알킬(메트)아크릴레이트의 예는, 이로서 한정하는 것은 아니지만, 메틸(메트)아크릴레이트, 에틸(메트)아크릴레이트, 2-하이드록시에틸 (메트)아크릴레이트, 프로필 (메트)아크릴레이트, 2-하이드록시프로필 (메트)아크릴레이트, 아이소프로필 (메트)아크릴레이트, 부틸 (메트)아크릴레이트, 아이소부틸 (메트)아크릴레이트, 3급-부틸 (메트)아크릴레이트, 2-에틸헥실 (메트)아크릴레이트, 라우릴 (메트)아크릴레이트, 아이소보닐 (메트)아크릴레이트, 사이클로헥실 (메트)아크릴레이트, 및 3,3,5-트라이메틸사이클로헥실 (메트)아크릴레이트를 포함한다. 비-제한적인 설명을 위해서, 제 1 및 제 2 코팅 조성물이 각각 독립적으로 선택될 수 있는 수성 폴리(메트)아크릴레이트의 분산액의 예는, 루브리졸 어드밴스트 머티리얼스 인코포레이티드(Lubrizol Advanced Materials, Inc.)에서 상업적으로 시판중인 하이카(HYCAR) 26138이다.

제 1 및 제 2 코팅이 각각 독립적으로 선택될 수 있는 수성 폴리우레탄 분산액의 폴리우레탄 중합체는, 당분야의 숙련자들에게 공지된 임의의 것을 포함한다. 전형적으로, 폴리우레탄 중합체는 2개 이상의 아이소시아네이트 기를 갖는 아이소시아네이트 작용성 물질, 및 2개 이상의 활성 수소 기를 갖는 활성 수소 작용성 물질로부터 제조된다. 활성 수소 기는, 예를 들어, 하이드록실 기, 티올기, 1차 아민, 2차 아민, 및 이들의 조합 중에서 선택될 수 있다. 비-제한적인 설명을 위해서, 제 1 및 제 2 코팅 조성물이 독립적으로 선택될 수 있는 수성 폴리우레탄 분산액의 예는, 켐투라 코포레이션(Chemtura Corporation)에서 시판중인 위트코본드(WITCOBOND) W-240이다.

수성 실리콘 오일 분산액의 규소 중합체가, 공지되고 당분야에 인식된 수성 실리콘 오일 분산액 중에서 선택될 수 있다. 비-제한적인 설명을 위해서, 제 1 및 제 2 코팅 조성물이 각각 독립적으로 선택될 수 있는 수성 규소 분산액의 예는, 모멘티브 퍼모먼스 머티리알스(Momentive Performance Materials)에서 시판 중엔 모멘티브(MOMENTIVE) LE-410이다.

미세다공성 물질의 목표 휘발성 물질 이동 속도가 예를 들어, 0.04 내지 0.6 mg/(시간*cm²)이면, 제 1 코팅 및 제 2 코팅이 각각 독립적으로 임의의 적합한 두께로 적용될 수 있고, 휘발성 물질이 휘발성 물질 접촉면으로부터 상기 증기 방출면으로 이동될 때, 증기 방출면에 액체 형태의 휘발성 물질이 실질적으로 없다. 또한, 제 1 코팅 및 제 2 코팅은 각각 독립적으로 0.01 내지 5.5 g/m², 예를 들어, 0.1 내지 5.0g/m², 또는 0.5 내지 3g/m², 또는 0.75 내지 2.5g/m², 또는 1 내지 2g/m²의 코팅 중량(즉, 미세다공성 물질 위의 코팅의 중량)을 가질 수 있다.

미세다공성 물질은 0.8 g/cm³ 미만의 밀도를 가질 수 있고, 미세다공성 물질의 휘발성 물질 접촉면의 적어도 일부는 그 위에 제 1 코팅을 가질 수 있고/있거나, 미세다공성 물질의 증기 방출면의 적어도 일부는 그 위에 제 2 코팅면을 가질 수 있다. 제 1 코팅 및 제 2 코팅은 동일하거나 상이할 수 있고, 0.8 g/cm³ 이상의 밀도를 갖는 미세다공성 물질의 선택적인 제 1 및 제 2 코팅과 관련해서는 각각 독립적으로 본원에서 앞서 기술한 바와 같다.

0.8 g/cm³ 미만인 경우, 미세다공성 물질의 목표 휘발성 물질 이동 속도가 예를 들어, 0.04 내지 0.6 mg/(시간*cm²)이면, 본 발명의 미세다공성 물질의 밀도는 임의의 적합한 하한치를 가질 수 있고, 휘발성 물질이 휘발성 물질 접촉면으로부터 상기 증기 방출면으로 이동될, 증기 방출면에 액체 형태의 휘발성 물질이 실질적으로 없다. 본 발명의 구체적인 실시양태에 따라, 미세다공성 물질의 밀도는 0.6 내지 0.8 g/cm³ 미만, 또는 0.6 내지 0.75g/cm³(예를 들어, 0.60 내지 0.75g/cm³), 또는 0.6 내지 0.7g/cm³(예를 들어, 0.60 내지 0.70g/cm³), 또는 0.65 내지 0.70g/cm³이다.

추가로, 미세다공성 물질의 휘발성 물질 접촉면의 적어도 일부는 그 위에 제 1 코팅을 가질 수 있고/있거나, 미세다공성 물질의 증기 방출면의 적어도 일부는 그 위에 제 2 코팅을 가질 수 있고, 여기서 제 1 및 제 2 코팅은 각각 독립적으로 폴리(비닐 알콜)을 포함하는 코팅 조성물 중에서 독립적으로 선택된다.

본 발명의 폴리(비닐 알콜) 코팅된 실시양태를 사용하여, 미세다공성 물질(즉, 폴리(비닐 알콜) 코팅된 미세다공성 물질)이 25℃로부터 60℃로의 온도 상승에 노출되면, 그의 휘발성 물질 이동 속도는 150% 이하만큼 증가된다. 폴리(비닐 알콜) 코팅된 미세다공성 물질이 온도 상승(예를 들어, 25℃의 주변 온도로부터 60℃까지)에 노출되면, 휘발성 물질 이동 속도는 전형적으로 증가하고, 예를 들어, 미세다공성 물질이 보다 고온의 주변 온도에 노출되어 손상되지 않는 한, 떨어지지 않는다. 이와 같이 및 본원 및 특허청구범위에 사용되는 경우, "그의 휘발성 물질 이동 속도가 [언급된] %(예를 들어, 150%) 이하로 증가한다"라는 기재는, 0%의 하한치를 포함하지만, 0% 미만의 하한치는 포함하지 않는다.

설명을 위해, 폴리(비닐 알콜) 코팅된 미세다공성 물질의 휘발성 물질 이동 속도는 25℃에서 0.3mg/(시간*cm²)이고, 미세다공성 물질이 60℃에 노출되는 경우, 휘발성 물질 이동 속도는 0.75mg/(시간*cm²) 이하의 값으로 증가한다.

하나의 실시양태에서, 미세다공성 물질(즉, 폴리(비닐 알콜) 코팅된 미세다공성 물질)은 25℃로부터 60℃의 온도 상승에 노출되면, 그의 휘발성 물질의 이동 속도가 125% 이하이다. 예를 들어, 폴리(비닐 알콜) 코팅된 미세다공성 물질의 휘발성 물질 이동 속도는 25℃에서 0.3 mg/(시간*cm²)이고, 미세다공성 물질이 60℃의 온도에 노출되는 경우, 휘발성 물질의 이동 속도는 0.68mg/(시간*cm²) 이하의 값까지 증가한다.

추가로, 미세다공성 물질(즉, 폴리(비닐 알콜) 코팅된 미세다공성 물질)이 25℃로부터 60℃로의 온도 상승에 노출되면, 그의 휘발성 물질 이동 속도는 100% 이하만큼 증가한다. 예를 들어, 폴리(비닐 알콜) 코팅된 미세다공성 물질의 25℃에서의 휘발성 물질 이동 속도가 0.3 mg/(시간*cm²)이면, 미세다공성 물질이 60℃의 온도에 노출될 때, 휘발성 물질 이동속도는 0.6mg/(시간*cm²) 이하의 값까지 증가한다.

미세다공성 물질의 목표 휘발성 물질의 이동 속도가 예를 들어, 0.04 mg/(시간*cm²) 이상이면, 제 1 및 제 2 폴리(비닐 알콜) 코팅은 각각 독립적으로 임의의 적합한 코팅 중량으로 존재할 수 있고, 미세다공성 물질(즉, 폴리(비닐 알콜) 코팅된 미세다공성 물질)이 25℃로부터 60℃의 온도 상승에 노출되면, 그의 휘발성 물질 이동 속도는 150% 이하만큼 증가한다. 전형적으로 제 1 폴리(비닐 알콜) 코팅 및 제 2 폴리(비닐 알콜) 코팅의 코팅 중량은 각각 독립적으로 0.01 내지 5.5 g/m², 또는 0.1 내지 4.0g/m², 또는 0.5 내지 3.0 g/m², 또는 0.75 내지 2.0g/m²이다.

폴리(비닐 알콜) 코팅된 미세다공성 물질의 휘발성 물질 이동 속도는 0.02 mg/(시간*cm²) 이상일 수 있다. 폴리(비닐 알콜) 코팅된 미세다공성 물질의 휘발성 물질 이동 속도는 0.04 mg/(시간*cm²) 이상, 0.1mg/(시간*cm²) 이상, 0.2mg/(시간*cm²) 이상, 0.30mg/(시간*cm²) 이상, 0.35mg/(시간*cm²) 이상일 수 있다. 폴리(비닐 알콜) 코팅된 미세다공성 물질의 휘발성 물질 이동 속도는 0.7 mg/(시간*cm²) 이하, 0.6mg/(시간*cm²) 이하, 0.55mg/(시간*cm²) 이하, 또는 0.50mg/(시간*cm²) 이하일 수 있다. 폴리(비닐 알콜) 코팅된 미세다공성 물질의 휘발성 물질 이동 속도는 언급된 값들을 포함하는, 그의 상한치와 하한치의 임의의 조합 사이의 범위일 수 있다. 예를 들어, 폴리(비닐 알콜) 코팅된 미세다공성 물질의 휘발성 물질 이동 속도는, 각각의 경우 언급된 값들을 포함하여, 0.02 mg/(시간*cm²) 이상, 예를 들어, 0.04 내지 0.70mg/(시간*cm²), 0.04 내지 0.60mg/(시간*cm²), 0.20 내지 0.60mg/(시간*cm²), 0.30 내지 0.55mg/(시간*cm²), 또는 0.35 내지 0.50mg/(시간*cm²)이다.

폴리(비닐 알콜) 코팅된 미세다공성 물질의 목표 휘발성 물질 이동 속도가 예를 들어, 0.04 mg/(시간*cm²)이면, 본 발명의 폴리(비닐 알콜) 코팅된 미세다공성 물질의 실시양태의 미세다공성 물질의 밀도는 폭넓게 변할 수 있고, 미세다공성 물질(즉, 폴리(비닐 알콜) 코팅된 미세다공성 물질)이 25℃로부터 60℃의 온도 상승에 노출될 때, 그의 휘발성 물질 이동 속도는 150% 이하만큼 증가한다.

추가로, 폴리(비닐 알콜) 코팅된 미세다공성 물질의 미세다공성 물질의 밀도는, 언급된 값들을 모두 포함하여, 0.7 g/cm³ 이상, 예를 들어, 0.8 g/cm³ 이상(예를 들어, 0.8 내지 1.2 g/cm³)일 수 있다. 본 발명의 실시양태에서, 폴리(비닐 알콜) 코팅된 미세다공성 물질의 밀도(즉, 폴리(비닐 알콜) 코팅의 적용 이전에 미세다공성 물질의 밀도)는 0.8 g/cm³ 미만이다. 예를 들어, 폴리(비닐 알콜) 코팅된 미세다공성 물질의 미세다공성 물질의 밀도는, 언급된 값들을 모두 포함하여, 0.6 내지 0.8 g/cm³ 미만, 0.6 내지 0.75g/cm³(예를 들어, 0.60 내지 0.75g/cm³). 또는 0.6 내지 0.7g/cm³(예를 들어, 0.60 내지 0.70g/cm³), 또는 0.65 내지 0.70g/cm³이다.

본 발명의 폴리(비닐 알콜) 코팅된 미세다공성 물질을 사용하면, 휘발성 물질이 휘발성 물질 접촉면으로부터 증기 방출면으로 이동될, 증기 방출면에 액체 형태의 휘발성 물질이 실질적으로 없다.

폴리(비닐 알콜) 코팅은, 물, 유기 용매 및 이들의 조합 중에서 선택된 용매를 선택적으로 포함할 수 있는 액체 코팅 중에서 선택될 수 있다. 폴리(비닐 알콜) 코팅은 가교결합성 코팅(예를 들어, 열경화성 코팅), 및 비-가교결합성 코팅(예를 들어, 공기-건조 코팅) 중에서 선택될 수 있다. 폴리(비닐 알콜) 코팅은 당분야에 공지된 방법, 예를 들어, 분사 적용, 커튼 코팅 및/또는 드로우 다운 코팅(예를 들어, 닥터 블레이드 또는 드로우 다운 바에 의한) 기법에 따라 미세다공성 물질의 개별적인 표면에 도포될 수 있다.

하나의 실시양태에서, 제 1 및 제 2 폴리(비닐 알콜) 코팅은 각각 독립적으로 수성 폴리(비닐 알콜) 코팅 조성물로부터 형성된다. 수성 폴리(비닐 알콜) 코팅 조성물의 고체는, 각각의 경우 수성 코팅 조성물의 총 중량을 기준으로 예를 들어, 0.1 내지 15 중량%, 또는 0.5 내지 9중량%로 폭넓게 변할 수 있다. 폴리(비닐 알콜) 코팅 조성물의 폴리(비닐 알콜) 중합체의 수 평균 분자량(Mn)은, 예를 들어, 100 내지 1,000,000, 또는 1000 내지 750,000이다.

폴리(비닐 알콜) 코팅 조성물의 폴리(비닐 알콜) 중합체는 단독중합체 또는 공중합체일 수 있다. 폴리(비닐 알콜) 공중합체가 제조될 수 있는 공단량체는, 비닐 아세테이트와 (라디칼 중합에 의해) 공중합가능하고, 당업계의 숙련자들에게 공지된 것을 포함한다. 설명을 위해서, 폴리(비닐 알콜) 공중합체가 제조될 수 있는 공단량체는, 이로서 한정하는 것은 아니지만, (메트)아크릴산, 말레산, 푸마르산, 크로톤산, 이들의 금속 염, 이들의 알킬 에스터(예를 들어, 그의 C₂-C₁₀ 알킬 에스터), 그의 폴리에틸렌 글리콜 에스터, 및 그의 폴리프로필렌 글리콜 에스터; 비닐 클로라이드; 테트라플루오로에틸렌; 2-아크릴아미도-2-메틸-프로판 설폰산, 및 그의 염; 아크릴아미드; N-알킬 아크릴아마이드; N,N-다이알킬 치환된 아크릴아마이드; 및 N-비닐폼아마이드를 포함한다.

비-제한적인 설명을 위해서, 본 발명의 폴리(비닐 알콜) 코팅된 미세다공성 물질을 형성하기 위해서 사용될 수 있는 폴리(비닐 알콜) 코팅 조성물의 예는, 셀볼(CELVOL) 325이고, 이는 세키스 스페셜티 케미칼스(Sekisui Specialty Chemicals)로부터 시판 중이다.

제 1 및 제 2 폴리(비닐 알콜) 코팅 조성물은 각각 독립적으로 당업계에 공지된 첨가제, 예를 들어, 산화방지제, 자외선 안정화제, 유동 제어제, 분산액 안정화제(예를 들어, 수성 분산액의 경우) 및 착색제(예를 들어, 염료 및/또는 안료)를 포함한다. 전형적으로, 제 1 및 제 2 폴리(비닐 알콜) 코팅 조성물에는 착색제가 없고, 실질적으로 투명하거나 불투명하다. 선택적인 첨가제는, 코팅 조성물의 총 중량을 기준으로 예를 들어, 0.01 내지 10중량%의 각각의 양으로 폴리(비닐 알콜) 코팅 조성물에 존재할 수 있다.

미세다공성 물질의 매트릭스는 실질적으로 수-불용성인 열가소성 유기 중합체로 구성된다. 매트릭스로서 사용하기에 적합한 이러한 중합체의 개수 및 종류는 폭넓다. 일반적으로, 필름, 시트, 스트립 또는 웹으로 압출되거나 칼렌더링되거나 압축되거나 롤링될 수 있는, 임의의 실질적으로 수-불용성인 열가소성 유기 중합체가 사용될 수 있다. 중합체는 단일 중합체일 수 있거나 중합체들의 혼합물일 수 있다. 중합체들은 단독중합체, 공중합체, 랜덤 공중합체, 블록 공중합체, 그래프트 공중합체, 어택틱 중합체, 아이소택틱 중합체, 신디오택틱 중합체, 선형 중합체 또는 분지형 중합체일 수 있다. 중합체 혼합물이 사용되면, 혼합물은 균일하거나 2종 이상의 중합체 상을 포함할 수 있다.

적합한 실질적으로 수-불용성인 열가소성 유기 중합체의 예는, 열가소성 폴리올레핀, 폴리(할로-치환된 올레핀), 폴리에스터, 폴리아마이드, 폴리우레탄, 폴리우레아, 폴리(비닐 할라이드), 폴리(비닐리덴 할라이드), 폴리스티렌, 폴리(비닐 에스터), 폴리카보네이트, 폴리에터, 폴리설파이드, 폴리이미드, 폴리실란, 폴리실록산, 폴리카프로락톤, 폴리아크릴레이트, 및 폴리메타크릴레이트를 포함한다. 수-불용성인 열가소성 유기 중합체가 선택될 수 있는 하이브리드 부류로는, 예를 들어, 열가소성 폴리(우레탄-우레아), 폴리(에스터-아마이드), 폴리(실란-실록산), 폴리(에터-에스터)가 고려된다. 적합한 실질적으로 수-불용성인 열가소성 유기 중합체의 추가 예는, 열가소성 고밀도 폴리에틸렌, 저 밀도 폴리에틸렌, 초고분자량 폴리에틸렌, 폴리프로필렌(어택틱, 아이소택틱, 또는 신디오택틱), 폴리(비닐 클로라이드), 폴리테트라플루오로에틸렌, 에틸렌과 아크릴산의 공중합체, 에틸렌과 메타크릴산의 공중합체, 폴리(비닐리덴 클로라이드), 비닐리텐 클로라이드와 비닐 아세테이트의 공중합체, 비닐리덴 클로라이드와 비닐 클로라이드의 공중합체, 에틸렌과 프로필렌의 공중합체, 에틸렌과 부텐의 공중합체, 폴리(비닐 아세테이트), 폴리스티렌, 폴리(오메가-아미노운데칸산) 폴리(헥사메틸렌 아디프아마이드), 폴리(엡실론-카프로락탐), 및 폴리(메틸 메타크릴레이트)를 포함한다. 이러한 부류와 실질적으로 수-불용성인 열가소성 유기 중합체의 예에 대한 언급은 배타적인 것이 아니고, 설명을 위해 제공된 것이다.

실질적으로 수-불용성인 열가소성 유기 중합체는 특히, 예를 들어, 폴리(비닐 클로라이드), 비닐 클로라이드의 공중합체, 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 하나의 실시양태에서, 수-불용성인 열가소성 유기 중합체는, 10 데시리터/그램 이상의 고유 점도를 갖는 초고분자량 폴리올레핀(예를 들어, 본질적으로 선형인 초고분자량 폴리올레핀); 또는 6 데시리터/그램 이상의 고유 점도를 갖는 초고분자량 폴리프로필렌(예를 들어, 본질적으로 선형인 초고분자량 폴리프로필렌); 또는 그의 혼합물 중에서 선택된 초고분자량 폴리오레핀을 포함한다. 구체적인 실시양태에서, 수-불용성인 열가소성 유기 중합체는, 18 데시리터/그램 이상의 고유 점도를 갖는 초고분자량 폴리에틸렌(예를 들어, 선형 초고분자량 폴리에틸렌)을 포함한다.

초고분자량 폴리에틸렌(UHMWPE)은 무한 분자량을 갖는 열경화 중합체가 아니며, 이는 기술적으로 열가소성으로서 분류된다. 그러나, 분자량이 실질적으로 매우 긴 쇄이기 때문에, UHMWPE는 가열되면 연화되지만, 일반적인 열가소성 방식으로는 용융된 액체로서 유동하지는 않는다. 매우 긴 쇄 및 이들이 UHMWPE에 제공하는 특유의 특성들은, 이러한 중합체를 사용하여 제조된 미세다공성 물질의 목적하는 특성에 대해 상당히 기여하는 것으로 여겨진다.

전술한 바와 같이, UHMWPE의 고유 점도는 약 10 데시리터/그램 이상이다. 일반적으로, 고유 점도는 약 14 데시리터/그램 이상이다. 종종, 고유 점도는 약 18 데시리터/그램 이상이다. 많은 경우에, 고유 점도는 약 19 데시리터/그램 이상이다. 고유 점도의 상한치에 대해 어떠한 구체적인 제한도 없지만, 고유 점도는 종종 약 10 내지 약 39 데시리터/그램의 범위이다. 고유 점도는 종종 약 14 내지 약 39 데시리터/그램의 범위이다. 대부분의 경우, 고유 점도는 약 18 내지 약 39 데시리터/그램이다. 약 18 내지 약 32 데시리터/그램의 고유 점도가 바람직하다.

UHMWPE의 공칭 분자량은 하기 수학식 1에 따라 중합체의 고유 점도와 실험적으로 관련된다:

[수학식 1]

M(UHMWPE) = 5.3x10⁴[η]^1.37

상기 식에서, M(UHMWPE)는 공칭 분자량이고,

[η]는 UHMW 폴리에틸렌의 고유 점도(데시리터/그램)이다.

본원 및 특허청구범위에 사용되는 경우, 고유 점도는, UHMWPE의 몇가지의 희석 용액(여기서 용매는 새롭게 증류된 데카하이드로나프탈렌이고 여기에 0.2중량%로 3,5-다이-3급-부틸-4-하이드록시하이드로신남산, 네오펜탄테트라일 에스터[CAS 등록번호 6683-19-8]가 첨가되어 있음)의 감소된 점도 또는 내제 점도(intrinsic viscosity)를 0 농도까지 외삽함으로써 결정된다. UHMWPE의 감소된 점도 또는 내재 점도는, 단지 상이한 농도의 몇가지 희석 용액을 사용하는 것을 제외하고는, ASTM D 4020-81의 일반적인 방법을 따라, 우베로드(Ubbelohde) 제 1 호 점도계를 사용하여 135℃에서 수득된 상대 점도로부터 확인하였다. ASTM D 4020-81는 그 전체가 본원에서 참고로 인용된다.

하나의 실시양태에서, 매트릭스는 10 데시리터/그램 이상의 고유 점도를 갖는 실질적으로 선형인 초고분자량의 폴리에틸렌과, 50 그램/10 분 미만의 ASTM D 1238-86 조건 E 용융 지수를 갖고 0.1 그램/10 분 이상의 ASTM D 1238-86 조건 F 용융 지수를 갖는 저분자량의 폴리에틸렌의 혼합물을 포함한다. 저분자량 폴리에틸렌(LMWPE)의 공칭 분자량은 UHMW 폴리에틸렌의 것보다 낮다. LMWPE는 열가소성이고, 많은 상이한 유형들이 공지되어 있다. 하나의 분류 방법은, 그램/cm³으로 표현되고 하기에서 요약된 바와 같이, ASTM D 1248-84(재승인 1989)에 따라 가장 가까운 1000분의 1까지 어림한 밀도를 이용하는 것이다:

임의의 또는 모든 이러한 폴리에틸렌들은 본 발명에서 LMWPE로서 사용될 수 있다. 동일한 적용례의 경우, HDPE가 사용될 수 있는데, 그 이유는 이것이 일상적으로 MDPE 또는 LDPE보다 더 선형인 경향이 있기 때문이다. ASTM D 1248-84(재승인 1989)은, 그 전체를 본원에서 참고로 인용한다.

다양한 LMWPE의 제조 방법이 공지되어 있고 문서로 기록되어 있다. 이들은 고압 방법, 필립스 페트로리엄 캄파니(Phillips Petroleum Company) 방법, 스탠다드 오일 캄파니(인디아나)(Standard Oil Company(indiana)) 방법 및 지에글러 방법을 포함한다.

LMWPE의 ASTM D 1238-86 조건 E(즉, 190℃ 및 2.16 킬로그램 하중) 용융 지수는 약 50 그램/10 분 미만이다. 종종, 조건 E 용융 지수는 약 25 그램/10 분 미만이다. 바람직하게, 조건 E 용융 지수는 약 15 그램/10 분 미만이다.

LMWPE의 ASTM D 1238-86 조건 F(즉, 190℃ 및 21.6 킬로그램 하중) 용융 지수는, 0.1 그램/10 분 이상이다. 많은 경우, 조건 F 용융 지수는 약 0.5 그램/10 분 이상이다. 바람직하게, 조건 F 용융 지수는 약 1.0 그램/10 분 이상이다.

ASTM D 1238-86는 그 전체가 본원에서 참고로 인용된다.

충분한 UHMWPE 및 LMWPE는 매트릭스 내부에 존재하여 미세다공성 물질에 이들의 특성을 제공한다. 다른 열가소성 유기 중합체도, 이들의 존재가 부정적인 방식으로 미세다공성 물질의 특성에 실질적인 영향을 미치지 않는 한, 매트릭스 내부에 존재할 수 있다. 다른 열가소성 중합체는 하나의 다른 열가소성 중합체일 수 있거나, 이것은 하나 초과의 다른 열가소성 중합체일 수 있다. 존재할 수 있는 다른 열가소성 중합체의 양은 이러한 중합체의 특성에 좌우된다. 선택적으로 존재할 수 있는 열가소성 유기 중합체의 예는 폴리(테트라플루오로에틸렌), 폴리프로필렌, 에틸렌과 프로필렌의 공중합체, 에틸렌과 아크릴산의 공중합체, 에틸렌과 메타크릴산의 공중합체를 포함한다. 목적하는 경우, 카복실-함유 공중합체의 카복실기의 일부 또는 전부는 나트륨, 아연 등으로 중성화될 수 있다.

대부분의 경우, UHMWPE 및 LMWPE는 매트릭스의 중합체의 약 65중량% 이상을 구성한다. 종종, UHMWPE 및 LMWPE는 함께 매트릭스의 중합체의 약 85중량% 이상을 구성한다. 바람직하게, 다른 열가소성 유기 중합체는 실질적으로 존재하지 않아서 UHMWPE 및 LMWPE가 함께 매트릭스의 중합체의 100%를 실질적으로 구성한다.

UHMWPE는 매트릭스의 중합체의 1중량% 이상을 구성할 수 있고, UHMWPE 및 LMWPE는 함께 매르틱스의 중합체의 실질적으로 100중량%를 구성한다.

UHMWPE 및 LMWPE가 함께 미세다공성 물질의 매트릭스의 중합체의 100중량%를 구성하면, UHMWPE는 매트릭스의 중합체의 40중량% 이상, 예를 들어, 45중량% 이상, 48중량% 이상, 50중량% 이상, 또는 55중량% 이상을 구성할 수 있다. 또한, UHMWPE는, 매트릭스의 중합체의 99중량% 이하, 예를 들어, 80중량% 이하, 또는 70중량% 이하, 또는 65중량% 이하, 또는 60중량% 이하를 구성한다. 매트릭스의 중합체를 구성하는 UHMWPE의 수준은, 언급된 값을 포함하는 이러한 값들 중 임의의 값들의 범위일 수 있다.

유사하게, UHMWPE 및 LMWPE 모두가 미세다공성 물질의 매트릭스의 중합체의 100중량%를 구성하면, LMWPE는 매트릭스의 중합체의, 1중량% 이상, 예를 들어, 5중량% 이상, 또는 10중량% 이상, 또는 15중량% 이상, 또는 20중량% 이상, 또는 25중량% 이상, 또는 30중량% 이상, 또는 35중량% 이상, 또는 40중량% 이상, 45중량% 이상, 또는 50중량% 이상, 55중량% 이상을 구성할 수 있다. 또한, LMWPE는, 매트릭스의 중합체의, 70중량% 이하, 예를 들어, 65중량% 이하, 또는 60중량% 이하, 또는 55중량% 이하, 또는 50중량% 이하, 또는 45중량% 이하를 구성할 수 있다. LMWPE의 수준은 언급된 값들을 포함하는 이들 값중 임의의 값들 사이의 범위일 수 있다.

본 발명의 전술한 임의의 미세다공성 물질의 경우, LMWPE는 고밀도 폴리에틸렌을 포함할 수 있는 것으로 언급되어야만 한다.

미세다공성 물질을 또한 미세-분쇄된 실질적으로 수-불용성인 입자형 충전제 물질을 포함한다. 상기 입자형 충전제 물질은 유기 입자형 물질 및/또는 무기 입자형 물질을 포함할 수 있다. 입자형 충전제 물질은 전형적으로 착색되지 않아서, 예를 들어, 입자형 충전제 물질은 백색 또는 회백색 입자형 충전제 물질, 예를 들어, 규토질 또는 점토 입자형 물질이다.

미세 분쇄된 실질적으로 수-불용성인 충전제 입자는 미세다공성 물질의 20 내지 90중량%를 구성할 수 있다. 예를 들어, 이러한 충전제 입자들은 미세다공성 물질의 20 내지 90중량%, 예를 들어, 미세다공성 물질의 30 내지 90중량%, 또는 미세다공성 물질의 40 내지 90중량%, 미세다공성 물질의 40 내지 85중량%, 또는 미세다공성 물질의 50 내지 90중량%, 더더욱 미세다공성 물질의 60중량% 내지 90중량%를 구성할 수 있다.

미세-분쇄된 실질적으로 수-불용성인 입자형 충전제는, 소립자, 소립자의 응집체, 또는 둘다의 조합의 형태일 수 있다. 미세다공성 물질을 제조하기 위해서 사용되는 충전제의 약 90중량% 이상은, 0.04 마이크로미터 정도로 작은 입자 직경을 측정할 수 있는, 레이저 회절 입자 크기 기기 LS20(베크만 코울터(Beckman Coulter))을 사용하여 측정시, 0.5 내지 약 200 마이크로미터, 예를 들어, 1 내지 100 마이크로미터의 범위의 그로스 입자 크기(gross particle size)를 갖는다. 전형적으로, 입자형 충전제의 90중량% 이상의 그로스 입자 크기는 10 내지 30 마이크로미터의 범위이다. 충전제 응집체의 크기는, 미세다공성 물질을 제조하기 위해서 사용되는 성분들을 가공하는 동안 감소될 수 있다. 따라서, 미세다공성 물질의 그로스 입자 크기의 분포는, 원료 충전제 자체보다 작을 수 있다.

본 발명의 미세다공성 물질에 사용될 수 있는 적합한 유기 및 무기 입자형 물질들의 비-제한적인 예는, 그 전체를 본원에서 참고로 인용하는 미국특허 제 6,387,519 B1 호의 제9컬럼, 제4행 내지 제13컬럼, 제62행에 기재된 것들을 포함한다.

본 발명의 구체적인 실시양태에서, 입자형 충전제 물질은 규토질 물질을 포함한다. 미세다공성 물질을 제조하기 위해서 사용될 수 있는 규토질 충전제의 비-제한적인 예는, 실리카, 운모, 몬트모릴로나이트, 카올리나이트, 나노점토, 예를 들어, 클로이시트(사우턴 클레이 프로덕츠(Southern Clay Products)에서 시판중임), 활석, 규조토, 질석, 천연 및 합성 제올라이트, 칼슘 실리케이트, 알루미늄실리케이트, 나트륨 알루미늄 실리케이트, 알루미늄 폴리실리케이트, 알루미나 실리카 겔 및 유리 입자들을 포함한다. 규토질 충전제 이외에, 다른 미세-분쇄된 입자형인 실질적으로 수-불용성인 충전제도 선택적으로 사용될 수 있다. 이러한 선택적인 입자형 충전제의 비-제한적인 예는, 카본 블랙, 차콜, 흑연, 티탄 옥사이드, 철 옥사이드, 구리 옥사이드, 아연 옥사이드, 안티몬 옥사이드, 지르코니아, 마그네시아, 알루미나, 몰리브덴 다이설파이드, 아연 설파이드, 바륨 설페이트, 스트론튬 설페이트, 칼슘 카보네이트, 및 마그네슘 카보네이트를 포함한다. 비-제한적인 실시양태에서, 규토질 충전제는, 실리카 및 임의의 전술한 점토를 포함할 수 있다. 실리카의 비-제한적인 예는, 침강 실리카, 실리카 겔, 흄드 실리카, 및 이들의 조합을 포함한다.

실리카 겔은, 일반적으로 가용성 금속 실리케이트, 예를 들어, 나트륨 실리케이트의 수용액을 산으로 낮은 pH로 산성화시킴으로써 상업적으로 제조된다. 사용된 산은, 이산화탄소가 사용될 수도 있지만, 일반적으로 강한 무기산, 예를 들어, 황산 또는 염화수소산이다. 겔 상과 둘러싸는 액체 상 사이의 밀도 차가 거의 없으면서 점도가 낮다면, 겔 상은 침강되지 않는다. 즉, 침전되지 않는다. 결론적으로, 실리카 겔은, 콜로이드성 무정형 실리카의 인접한 입자들의 비-침전된 간섭성 경질의 3차원 망상으로 기술될 수 있다. 세분 상태는 큰 고체 덩어리로부터 극미소 입자까지의 범위이고, 수화 정도는 거의 무수물인 실리카로부터 실리카의 중량부 당 물을 100 중량부의 수준으로 함유하는 연질의 겔라틴 덩어리까지의 범위이다.

침강 실리카는 일반적으로 수용성 금속 실리케이트, 보통 알칼리 금속 실리케이트, 예를 들어, 나트륨 실리케이트의 수용액과, 산을 조합함으로써 상업적으로 제조되어, 실리카의 콜로이드성 입자들이 약 알칼리성 용액에서 성장할 것이고 생성되는 수용성 알칼리 금속 염의 알칼리 금속 이온에 의해 응고될 것이다. 이로서 한정하는 것은 아니지만 무기산을 비롯한 다양한 산들이 사용될 수 있다. 사용될 수 있는 산들의 비-제한적인 예는, 염화수소산 및 황산을 포함할 수 있지만, 침강 실리카를 제조하기 위해서 이산화탄소도 사용될 수 있다. 응고제의 부재하에서, 실리카는 어떠한 pH에서도 용액으로부터 침전될 수 있다. 비-제한적인 실시양태에서, 실리카의 침전에 영향을 미치기 위해서 사용되는 응고제는 콜로이드성 실리카 입자의 형성 동안 생성된 수용성 알칼리 금속 염일 수 있거나, 이것은 첨가된 전해질, 예를 들어, 가용성 무기 또는 유기 염일 수 있거나, 이 둘의 조합일 수 있다.

침강된 실리카들은 많은 등급으로 입수될 수 있고 PPG 인더스트리즈 인코포레이티드(PPG Industries, Inc)로부터 형성된다. 이러한 실리카들은 하이-실(Hi-Sil, 등록상표)의 상표로 시판중이다.

본 발명의 목적을 위해서, 미세 분쇄된 입자형인 실질적으로 수-불용성인 규토질 충전제는, 실질적으로 수-불용성인 충전제 물질의 50중량% 이상(예를 들어, 65중량% 이상, 75중량% 이상), 또는 90중량% 이상을 구성할 수 있다. 규토질 충전제는 입자형 충전제 물질의 50 내지 90중량%(예를 들어, 60 내지 80중량%)를 구성할 수 있거나, 규토질 충전제는 실질적으로 수-불용성인 입자형 충전제 물질의 실질적으로 전부를 구성할 수 있다.

입자형 충전제(예를 들어, 규토질 충전제)는, 높은 오일 흡수능을 가져서 상기 충전제가 발명의 미세다공성 물질을 제조하기 위해서 사용되는 가공 가소화제 조성물의 대부분을 수송하는 것을 허용한다. 충전제 입자들은 실질적으로 수-불용성이고, 또한 미세다공성 물질을 제조하기 위해서 사용되는 임의의 유기 가공 액체에 실질적으로 불용성일 수 있다. 이는, 미세다공성 물질에서의 입자형 충전제의 보유를 용이하게 할 수 있다.

본 발명의 미세다공성 물질에는 또한 가공에 사용되는 다른 물질들, 예를 들어, 윤활제, 가공 가소화제, 유기 추출액, 물 등이 소량으로(예를 들어, 미세다공성 물질의 총 중량을 기준으로 5중량% 이하)로 존재할 수 있다. 추가로, 예를 들어, 열적, 자외선 및 치수 안정성과 같은 구체적인 목적을 위해 도입된 물질은, 소량으로(미세다공성 물질의 총 중량을 기준으로 15중량% 이하) 미세다공성 물질에 존재할 수 있다. 이러한 추가 물질의 예는, 이로서 한정하는 것은 아니지만, 산화방지제, 자외선 흡수제, 강화 섬유, 예를 들어, 쵸핑 유리 섬유 스트랜드 등을 포함한다. 충전제와, 임의의 코팅, 인쇄 잉크 또는 하나 이상의 구체적인 목적을 위해 적용된 함침제를 제외한 미세다공성 물질의 나머지는 본질적으로 열가소성 유기 중합체이다.

본 발명의 미세다공성 물질은, 또한 실질적으로 미세다공성 물질 전반에 걸쳐서 연통되는 상호연결 공극의 망상을 포함한다. 본원에서 추가로 기술한 방법으로 제조되는 경우, 코팅-부재, 인쇄 잉크 부재 및 함침제-부재를 기준으로, 미세다공성 물질의 총 체적을 기준으로 공극은 전형적으로 35 내지 95체적%를 구성한다. 미세다공성 물질의 총 체적을 기준으로, 공극은 미세다공성 물질의 60 내지 75 체적%를 구성할 수 있다. 본원 및 특허청구범위에 사용되는 경우, 체적%로 표시되는 미세다공성 물질의 다공도(또는 공극 체적으로 공지됨)는, 하기 수학식 2에 따라 결정된다:

[수학식 2]

다공도 = 100[1-d₁/d₂]

여기서, d₁은 샘플의 밀도이고, 이는 샘플 치수의 측정으로부터 확인할 수 있는 샘플 중량 및 샘플 체적으로부터 결정되고,

d₂는 샘플의 고체부의 밀도이고, 이는 샘플 중량 및 샘플의 고체부의 체적으로부터 결정된다.

미세다공성 물질의 고체부의 체적은, 설비를 동반하는 작동 매뉴얼에 따라 퀀타크롬 스테레오피크노미터(Quantachrome stereopycnometer)(퀀타크롬 코포레이션(Quantachrome Corp.))를 사용하여 측정된다.

미세다공성 물질의 공극의 체적 평균 직경은, 설비를 동반하는 작동 매뉴얼에 따라, 오토스캔 수은 포로시미터(퀀타크롬 코포레이션)를 사용하여 수은 포로시메트리에 의해 측정된다. 단일 스캔의 경우 체적 평균 공극 반경은 자동적으로 포로시미터에 의해 측정된다. 포로시미터를 작동하면서, 고압 범위(138 킬로파스칼 앱솔루트 내지 227 메가파스칼 앱솔루트)에서 스캔한다. 2% 이하의 총 침범 체적이 고압 범위의 하한치(138 내지 250 킬로파스칼 앱솔루트)에서 발생하는 경우, 체적 평균 공극 직경은 포로시미터에 의해 측정되는 체적 평균 공극 직경의 2배로 한다. 다르게는, 저압 범위(7 내지 165 킬로파스칼 앱솔루트)에서 추가로 스캔하고, 체적 평균 공극 직경이 하기 수학식 3에 따라 계산된다:

[수학식 3]

d = 2 [ v₁r₁/w₁ + v₂r₂/w₂]/[v₁/w₁+v₂/w₂]

상기 식에서,

d는 체적 평균 공극 직경이고;

v₁는 고압 범위에서 침범된 수은의 총 체적이고;

v₂는 저압 범위에서 침범된 수은의 총 체적이고;

r₁은 고압 스캔으로부터 측정된 체적 평균 공극 반경이고;

r₂는 저압 스캔으로부터 측정된 체적 평균 공극 반경이고;

w₁는 고압 스캔에 적용된 샘플의 중량이고;

w₂는 저압 스캔에 적용된 샘플의 중량이다.

일반적으로, 코팅-부재, 인쇄 잉크 부재 및 함침제-부재를 기준으로, 미세다공성 물질의 공극의 체적 평균 직경은 0.02 마이크로미터 이상, 전형적으로 0.04 마이크로미터 이상, 보다 전형적으로 0.05 마이크로미터 이상이다. 동일한 기준으로, 미세다공성 물질의 공극의 체적 평균 직경은 또한 전형적으로는 0.5 마이크로미터 이하, 보다 전형적으로 0.3 마이크로미터 이하, 추가로 전형적으로 0.25 마이크로미터 이하이다. 이러한 기준에서, 공극의 체적 평균 직경은, 언급된 값을 포함하는, 이러한 값들 중 임의의 범위일 수 있다. 예를 들어, 미세다공성 물질의 공극의 체적 평균 직경은, 언급된 값들을 포함하는 각각의 경우에, 0.02 내지 0.5 마이크로미터, 0.04 내지 0.3 마이크로미터, 또는 0.05 내지 0.25 마이크로미터의 범위일 수 있다.

전술한 절차에 따라 체적 평균 공극 직경을 측정하는 동안, 검출된 최대 공극 반경도 측정될 수도 있다. 이것은, 수행되는 경우, 저압 범위 스캔에서 취하고, 다르게는 고압 범위 스캔에서 취한다. 미세다공성 물질의 최대 공극 직경은 전형적으로 최대 공극 반경의 2배이다.

코팅, 인쇄 및 함침 방법은, 결과적으로 미세다공성 물질의 공극의 적어도 일부를 충전시킬 수 있다. 추가로, 이러한 방법은 또한 미세다공성 물질을 비가역적으로 압출할 수도 있다. 따라서, 다공도, 공극의 체적 평균 직경, 및 최대 공극 직경과 관련된 파라미터들은 하나 이상의 이러한 방법의 적용 이전에 미세다공성 물질에 대해 측정된다.

본 발명의 미세다공성 물질을 제조하기 위해서, 다수의 당업계 공지된 방법들이 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 미세다공성 물질은, 실질적으로 균일한 혼합물이 수득될 때까지, 충전제 입자, 열가소성 유기 중합체 분말, 가공 가소화제, 및 소량의 윤활제와 산화방지제를 혼합함으로써 제조될 수 있다. 혼합물을 형성하는데 사용되는 중합체 분말에 대한 입자형 충전제의 중량비는 생성되는 미세다공성 물질의 것과 실질적으로 동일하다. 추가 가공 가소화제와 함께, 혼합물은 전형적으로 스크류 압출기의 가열된 배럴에 도입된다. 시팅 다이(sheeting die)는 압출기의 말단에 부착된다. 다이에 의해 형성된 연속 시트는, 다이로부터 배출되는 연속 시트보다 두께가 얇은 연속 시트를 형성하기 위해서 협동-작동하는 한쌍의 가열된 칼렌더 롤로 이동한다. 공정 중 이러한 시점에서 연속 시트에 존재하는 가공 가소화제의 수준은 폭넓게 변할 수 있다. 예를 들어, 연속 시트내 존재하는 가공 가소화제의 수준은, 본원에서 후술하는 바와 같이 추출하기 전에, 추출 이전의 연속 시트의 30중량% 이상, 40중량% 이상, 45중량%일 수 있다. 또한, 추출 이전에 연속 시트 내에 존재하는 가공 가소화제는, 추출 이전 연속 시트의 중량을 기준으로 70중량% 이하, 예를 들어, 65 중량% 이하, 또는 60 중량% 이하, 또는 55 중량% 이하이다. 추출 이전에, 이러한 방법의 시점에서 연속 시트내에 존재하는 가공 가소화제의 수준은, 언급된 값을 포함하는 이러한 값들 중 임의의 값 사이의 범위일 수 있다.

그다음, 칼렌더링으로부터의 연속 시트는 제 1 추출 대역으로 이동하고, 여기서 가공 가소화제에 대해서는 우수한 용매이면서 유기 중합체에 대해서는 불량한 용매이고 가공 가소화제보다 휘발성인 유기 액체로의 추출에 의해 가공 가소화제가 실질적으로 제거된다. 일반적으로, 필수적이지는 않지만, 가공 가소화제 및 유기 추출 액체 둘다는 실질적으로 물과 불혼화성이다. 그다음, 연속 시트는 제 2 추출 대역으로 이동하는데, 여기서는 잔류 유기 추출 액체가 스팀 및/또는 물에 의해 실질적으로 제거된다. 그다음, 연속 시트는, 잔류 물 및 남아있는 잔류 유기 추출 액체의 실질적인 제거를 위해 가압된 공기 건조기를 통과한다. 건조기로부터, 미세다공성 물질인 연속 시트는 권취-롤(take-up roll)로 이동한다.

가공 가소화제는 상온에서 액체이고 일반적으로 파라핀계 오일, 나프텐계 오일 또는 방향족 오일과 같은 가공 오일이다. 적합한 가공 오일은, ASTM D 2226-82, 타입 103 및 104의 요구사항을 충족시키는 것을 포함한다. 보다 전형적으로, ASTM D 97-66(재승인 1978)에 따라 220℃ 미만의 유동점을 갖는 가공 오일은 본 발명의 미세다공성 물질을 생성하기 위해서 사용된다. 본 발명의 미세다공성 물질을 제조하는데 유용한 가공 가소화제는, 본원에서 그 전체를 참고로 인용하는, 미국특허 제 5,326,391 호의 제10컬럼, 제26행 내지 제50행에 충분히 상세하게 논의되고 있다.

본 발명의 실시양태에서, 미세다공성 물질을 제조하기 위해서 사용되는 가공 가소화제 조성물은 60 ℃에서는 폴리올레핀에 대한 용매화 효과가 거의 없고 100℃ 자릿수 정도의 승온된 온도에서만 중간 정도의 용매화 효과를 갖는다. 가공 가소화제 조성물은 일반적으로 상온에서 액체이다. 사용될 수 있는 가공 오일의 비-제한적인 예는, 나프텐계 조질의 오일로부터 유도된 용매 정제되고 하이드로처리된 오일인, 셀프렉스(SHELLFLEX, 등록상표) 412 오일, 셀프렉스(등록상표) 371 오일(셀 오일 캄파니(Shell Oil Co.)); 백색 광유인, 아르코프라임(등록상표) 400 오일(아트란틱 리치필드 캄파니(Atlantic Richfield Co.)) 및 케이돌(KAYDOL, 등록상표) 오일(위트코 코포레이션(Witco Corp.))을 포함할 수 있다. 가공 가소화제의 다른 비-제한적인 예는 프탈레이트 에스터 가소화제, 예를 들어, 다이부틸 프탈레이트, 비스(2-에틸헥실) 프탈레이트, 다이아이소데실 프탈레이트, 다이사이클로헥실 프탈레이트, 부틸 벤질 프탈레이트, 및 트라이데실 프탈레이트를 포함할 수 있다. 전술한 임의의 가공 가소화제의 혼합물은, 본 발명의 미세다공성 물질을 제조하기 위해서 사용될 수 있다.

본 발명의 미세다공성 물질을 제조하기 위해서 사용될 수 있는 많은 유기 추출액이 존재한다. 다른 적합한 유기 추출액의 예는, 본원에서 그 전체를 인용하는, 미국특허 제 5,326,391 호의 제10컬럼, 제51행 내지 제57행에 기술된 것을 포함한다.

추출 액체 조성물은 할로겐화된 탄화수소, 예를 들어, 염소화된 탄화수소 및/또는 불소화된 탄화수소를 포함할 수 있다. 특히, 추출 액체 조성물은 할로겐화된 탄화수소(들)을 포함할 수 있고, 4 내지 9(Jcm³)^1/2의 계산된 용해도 파라미터인 쿨롱 텀(δclb)을 가질 수 있다. 본 발명의 미세다공성 물질을 생성하기 위해 사용하기 위한 추출 액체 조성물로서 적합한 할로겐화된 탄화수소들의 비-제한적인 예는, 트랜스-1,2-다이클로로에틸렌, 1,1,1,2,2,3,4,5,5,5-데카플루오로펜탄, 및/또는 1,1,1,3,3-펜타플루오로부탄 중에서 선택된 할로겐화된 탄화수소의 하나 이상의 공비 혼합물을 포함할 수 있다. 이러한 물질은, 둘다 마이크로케어 코포레이션(MicroCare Corporation)에서 시판 중인, 베르트렐(VERTREL) MCA(62%/38%의 1,1,1,2,2,3,4,5,5,5-다이하이드로데카플루오로펜탄 및 트랜스-1,2-다이클로로에틸렌의 2원 공비 혼합물) 및 베르트렐 CCA(33%/28%/39%의 1,1,1,2,2,3,4,5,5,5-다이하이드로데카플루오로펜탄, 1,1,1,3,3-펜타플루오로부탄, 및 트랜스-1,2-다이클로로에틸렌의 3원 공비 혼합물)로서 시판 중이다.

본 발명에 따르면 미세다공성 물질의 잔류 가공 가소화제의 함량은, 미세다공성 물질의 총 중량을 기준으로 일반적으로 10중량% 미만이고, 이 양은 동일하거나 상이한 유기 추출 액체를 사용하여 추가 추출에 의해 추가로 감소될 수 있다. 종종, 잔류 가공 가소화제 함량은, 미세다공성 물질의 총 중량을 기준으로 5중량% 미만이고, 이 양은 추가 추출에 의해 추가로 감소될 수 있다.

본 발명의 미세다공성 물질은 미국특허 제 2,772,322 호; 미국특허 제 3,696,061 호; 및/또는 미국특허 제 3,862,030 호의 일반적인 원리 및 전차에 따라 제조될 수 있다. 매트릭스의 중합체가 주로 폴리(비닐 클로라이드) 또는 대량의 중합된 비닐 클로라이드를 함유하는 공중합체인, 이러한 원리 및 절차가 특히 적용가능하다.

전술한 방법에 의해 제조된 미세다공성 물질은 선택적으로 연신될 수 있다. 미세다공성 물질의 연신은 전형적으로 물질의 공극 체적의 증가 및 증가되거나 개선된 분자 배향의 형성을 유발한다. 당업계에 공지된 바와 같이, 인장 강도, 인장 모듈러스, 영 모듈러스, 및 기타를 포함한, 분자 배향된 열가소성 유기 중합체의 많은 물리적 특성들은, 분자 배향을 거의 또는 전혀 갖지 않는 상응하는 열가소성 유기 중합체과는 (예를 들어, 상당히) 상이하다. 연신은, 전술한 바와 같은 가공 가소화제의 실질적인 제거 후에 전형적으로 달성된다.

다양한 유형의 연신 장치 및 방법은, 당분야의 숙련자들에게 공지되어 있고, 본 발명의 미세다공성 물질의 연신을 달성하기 위해서 사용될 수 있다. 미세다공성 물질의 연신은, 본원에서 그 전체를 참고로 인용하는, 미국특허 제 5,326,391 호의 제11컬럼, 제45행 내지 제13컬럼, 제13행에 보다 상세하게 기술되어 있다.

본 발명은 하기 실시예에서 보다 구체적으로 설명되며, 당업계의 숙련자들에게 다수의 개질 및 변형이 명백할 수 있기 때문에, 이러한 실시예는 단지 설명하기 위한 것이다. 다르게 언급되지 않는 한, 모든 부 및 %는 중량 기준이다.

실시예

하기 실시예의 파트 1에서는, 표 1에 나타낸 것으로 파일롯 플랜트에서 제조된 실시예 및 비교예 믹스를 제조하기 위해 사용된 물질 및 방법, 및 표 2에 나타낸 비교예인 시판 중인 샘플 및 스케일-업 공정에서 제조된 실시예 믹스가 기재되어 있다. 파트 2에서는, 파트 1로부터 제조된 시트를, 압출하고, 칼렌더링하고, 추출하는데 사용된 방법이 기재되어 있다. 파트 3에서는, 표 3 및 4에서 보고된 물리적 특성들을 측정하기 위해 사용된 방법이 기재되어 있다. 파트 4A 및 4B에서, 사용된 코팅 배합물이 표 5 및 7에 열거되어 있고, 코팅된 시트의 특성들이 표 6 및 8에 열거되어 있다. 파트 5에서, 표 1, 2, 6 및 8의 생성물에 대한 벤질 아세테이트 테스트 결과가 표 9, 10, 11 및 12에 열거되어 있다.

파트 1 - 믹스 제조

건조된 성분들의 중량을 측정하여, 표 1에 구체화된 순서 및 양(g)으로 하나의 고 강도 쵸퍼 스타일의 혼합 블레이드가 장착된 FM-130D 리틀포드 플라우 블레이드 혼합기(Littleford plough blade mixer)에 넣었다. 건조 성분들은 플라우 블레이드만을 사용하여 15초 동안 예비혼합하였다. 그다음, 플라우 블레이드는 가동하면서, 혼합기 상부에 분사 노즐을 통해 핸드 펌프로 가공 오일을 펌핑하였다. 실시예를 위한 펌핑 시간은 45 내지 60초 사이에서 변했다. 플라우 블레이드와 함께 고 강도 쵸퍼 블레이드를 가동하고, 믹스를 30초 동안 혼합하였다. 혼합기를 끄고 혼합기의 내측을 스크랩-다운하여 모든 성분들이 균일하게 혼합되는 것을 보장하였다. 고강도 쵸퍼와 플라우 블레이드를 가동하면서 혼합기를 되돌리고 믹스를 추가 30초 동안 혼합하였다. 혼합기를 끄고 믹스를 저장 용기로 옮겼다.

[표 1]

(a) 하이실(HI-SIL, 등록상표) 135: PPG 인더스트리즈 인코포레이티드(PPG Industries, Inc.)로부터의 침강 실리카.

(b) 인히비실(INHIBISIL) 75: PPG 인더스트리즈 인코포레이티드로부터의 침강 실리카.

(c) 카멜 화이트(Camel White)로부터의 탄산칼슘.

(d) 이.아이 듀퐁 드 네무아르 앤드 캄파니(E.I. du Pont de Nemours and Company)로부터의 티푸어(TIPURE, 등록상표) R-103 이산화티탄.

(e) 티코나 코포레이션(Ticona Corp.)로부터의 구어(GUR, 등록상표) 4130 초고분자량 폴리에틸렌(UHMWPE).

(f) 토탈 테트로케미칼스(Total Petrochemicals)로부터의 피나(FINA, 등록상표) 1288 고밀도 폴리에틸렌(HDPE).

(g) 라이온델 바이셀(Lyondell Basel)로부터의 페트로텐(Petrothene, 등록상표) NA206000 LDPE.

(h) 사이텍 인더스트리즈 인코포레이티드(Cytec Industries, Inc.)로부터의 사이아녹스(CYANOX, 등록상표) 1790 산화방지제.

(i) 칼슘 스테아레이트 윤활제, 공업용.

(j) 애쉬랜드 디스트리뷰션(Ashland Distribution)으로부터의 프로-팩스(PRO-FAX, 등록상표) 7523 폴리프로필렌 공중합체가 사용됨.

(k) 아마세트 코포레이션(Amacet Corporation)으로부터의 화학 발포제인 폼 PE MB(Foam PE MB).

(l) 나노코어(Nanocor)로부터의 나노맥스(NanoMax, 등록상표) HDPE 마스터배치 나노점토.

(m) PPC 루브리컨트로부터의 터플로(Tufflo, 등록상표) 6056 가공 오일.

스케일-업 실시예 10 내지 18은 전술한 설비 및 절차와 유사한 생산 규모 설비를 사용하여 공장 스케일-업 배치 크기로 제조하였다. 스케일-업 샘플은 총 믹스의 중량%로서 표 2에 기재된 성분들의 믹스로부터 제조되었다.

[표 2]

파트 2 - 압출, 칼렌더링 및 추출

실시예 1 내지 9 및 비교예 1 내지 5의 혼합물을, 하기와 같이 기술된 공급, 압출 및 칼렌더링 시스템을 포함하는 압출 시스템을 사용하여 최종 시트 형태로 압출 및 칼렌더링하였다. 원료 정량 투입 공급 시스템(gravimetric loss in weight feed system)(K-트론(K-tron) 모델 # K2MLT35D5)을 사용하여, 개별적인 믹스를 각각 27mm 트윈 스크류 압출기(모델 #는 라이스트리츠 마이크로(Leistritz Micro)-27gg였다)에 공급하였다. 압출기 배럴은 8개의 온도 대역 및 시트 다이를 위한 가열된 어댑터로 구성되었다. 압출 혼합물 공급 포트는 제 1 온도 대역 직전에 배치되었다. 공기구(atmospheric vent)는 제 3 온도 대역에 위치하였다. 진공환기구(vacuum vent)는 제 7 번째 온도 대역 내에 배치되었다.

믹스는 90g/분의 속도로 압출기에 공급되었다. 부가 가공 오일은 또한 요구되는 바와 같이, 제 1 온도 대역에 주입되어, 압출된 시트 내에 목적하는 총 오일 함량을 달성하였다. 압출기로부터 배출되는 압출된 시트(압출물)내에 함유된 오일은 본원에서 "압출물 오일 중량%"로 지칭된다.

배럴로부터의 압출물은, 1.5밀리미터의 배출 개구를 갖는 15센티미터 폭 시트 마스터플렉스(15-centimeter wide sheet Masterflex, 등록상표) 다이로 배출되었다. 압출 용융 온도는 203 내지 210℃였고, 처리량은 시간 당 7.5 킬로그램이었다.

칼렌더링 공정은 하나의 닙 포인트 및 하나의 냉각 롤을 갖는 3개의 롤 수직 칼렌더링 스택을 사용하여 달성하였다. 각각의 롤들은 크롬 표면을 가졌다. 롤 치수는, 길이가 약 41 cm이고 직경이 14 cm였다. 탑 롤 온도는 135℃ 내지 140℃로 유지되었다. 중간 롤 온도는 140℃ 내지 145℃로 유지되었다. 바닥 롤은 냉각 롤이고, 여기서 온도는 10 내지 21℃였다. 압출물은 시트 형태로 칼렌더링되고 바닥의 수 냉각된 롤 위를 통과한 후, 권취되었다.

폭이 25.4 cm이고 길이가 305 cm로 절단된 샘플 시트를 말아 올리고 캐니스터에 배치하고 약 7 내지 8 시간 동안 고온의 액체인 1,1,2-트라이클로로에틸렌에 노출시켜 시트 샘플로부터 오일을 추출하였다. 그 후, 압출된 시트를 공기 건조시키고 하기에서 기술된 테스트 방법에 적용하였다.

스케일-업 실시예 10 내지 18의 믹스들을, 전술한 시스템의 생산 크기 버전이며 미국특허 제 5,196,262 호의 제7컬럼 제52행 내지 제8컬럼 제47행에서 기술된 바와 같이 작동하는, 압출 시스템 및 오일 추출 방법을 사용하여, 압출하고 최종 시트로 칼렌더링하였다. 최종 시트는, 파트 3에서 전술한 테스트 방법을 사용하여 물리적 파라미터에 대해 테스트하였다. 비교예 6 내지 10은 하기와 같은 시판중인 미세다공성 제품이다: CE 6은 테슬린(TESLIN, 등록상표) 디지털이고; CE 7은 테슬린(등록상표) SP 10 밀이고; CE 8은 테슬린(등록상표) SP 14밀이고; CE 9는 테슬린(등록상표) SP 12 밀이다.

파트 3 - 시험 및 결과

압출 및 건조된 필름에 대해 측정된 물리적 특성들 및 수득된 결과를 하기 표 3 및 표 4에 나타냈다. 압출물 오일 중량%는 속레트(Soxhlet) 압출기를 사용하여 측정하였다. 압출물 오일 중량% 측정은 어떠한 사전 추출 없이 압출물 시트의 시험편을 사용하였다. 약 2.25 x 5 인치(5.72 cm x 12.7 cm)의 샘플 시험편의 중량을 재고, 4개의 소수점 자리까지 기록하였다. 그다음, 각각의 시험편을 원통에 말고 속레트 압출기 장치에 놓고 용매로서 트라이클로로에틸렌(TCE)을 사용하여 약 30분 동안 추출하였다. 그다음, 시험편을 제거하고 건조시켰다. 그다음, 압출되고 건조된 시험편의 중량을 쟀다. 오일의 중량% 값(압출물)은 하기 수학식 4와 같이 계산하였다:

[수학식 4]

오일 중량% = (초기 중량 - 압출된 중량) x 100 / 초기 중량%

두께는, 오노 소키 두께 게이지 EG-225를 사용하여 측정하였다. 각각의 샘플로부터 4.5 x 5 인치(11.43 cm x 12.7 cm)의 시험편 2개를 절단하고, 각각의 시험편의 두께에 대해 9개의 장소(어떠한 가장자리라도 그로부터 1인치(1.91 cm)의 적어도 3/4)에서 측정하였다. 측정치의 산술 평균을 2개의 소수자리까지 밀 단위로 기록하고 ㎛ 단위로 환산하였다.

전술한 실시예의 밀도는, 각각의 샘플로부터 절단된 것으로 4.5 x 5 인치(11.43 cm x 12.7 cm) 크기의 2개의 시험편의 평균 건조 중량을 각각의 시험편의 평균 체적으로 나눠서 측정하였다. 평균 체적은, 10 분 동안 탈이온수에 2개의 시험편을 끓이고, 꺼내고, 상온의 탈이온수에 2개의 시험편을 놓고, 이것을 상온에서 평형 상태를 이룬 후 탈이온수에 현탁된 각각의 시험편의 중량을 측정하고, 표면의 물을 닦아 제거한 후 각각의 시험편의 중량을 공기 중에서 다시 쟀다. 시험편의 평균 체적은 하기 수학식 5와 같이 계산하였다:

[수학식 5]

체적(평균) = [(공기 중에서 잰 가볍게 닦은 시험편의 중량-함침된 중량의 합계)x1.002]/2

건조 중량은, 분석용 저울 위에서 2개의 시험편 각각의 중량을 측정하고, 시험편이 2%의 습기를 함유한다고 가정하였기 때문에, 상기 중량에 0.98을 곱해서 결정하였다.

표 3 및 4에 보고된 다공도는 GPI 거얼리 프리시즌 인스트루먼트(GPI Gurley Precision Instruments; 미국 뉴욕주 트로이 소재)에서 제조된 거얼리 덴소미터 모델 4340을 사용하여 측정하였다. 보고된 다공도는 샘플을 통한 공기 유동의 속도의 척도이거나, 샘플을 통한 공기 유동에 대한 그의 저항이었다. 측정치의 단위는 "거얼리 초"이고, 4.88 인치의 물의 압력차를 사용하여 1평방인치 면적을 통해 공기 100cc가 통과하는 시간(초)을 나타낸다. 낮은 값일수록 공기 유동에 대한 낮은 저항을 의미한다(보다 많은 공기가 자유롭게 통과함). 측정은, 매뉴얼인 모델 4340 자동 덴소미터 및 평활도 테스터 매뉴얼에 열거된 절차를 사용하여 완료하였다. 종이의 TAPPI 방법 T 460 om-06의 공기 저항이, 측정의 기본 원리에 대해 참고가 될 수 있다.

[표 3]

[표 4]

파트 4A - 코팅 배합물 및 코팅된 생성물

표 5의 코팅 1 내지 5는, 600mL 비이커에서 가볍게 진탕된 냉수에 셀볼(등록상표) 325 폴리비닐 알콜을 분산시킴으로써 제조되었다. 약한 진탕은 전기 교반 모터에 의해 구동하는 1인치(2.54 cm) 패들 교반기로 제공되었다. 혼합물을 190℉(87.8℃)까지 가열하고 20분 내지 30분 동안 교반하였다. 생성된 용액은, 교반하면서 상온으로 냉각시켰다. 구체적인 믹스 양과 생성된 측정 고체를 하기 표 5에 나타냈다.

[표 5]

가시적인 비-용해된 입자가 없는 것으로 확인된 코팅을 테슬린(등록상표) HD 미세다공성 기판(PPG 인더스트리, 미국 피츠버그 소재)에 도포하였다. 코팅을 8.5" x 11"(21.59 cm x 27.94 cm)의 11밀 두께 기판의 시트에 적용하되, 상기 기판은 각각 투명한 유리면 위에 상기 시트를 놓기 전에 저울 위에서 중량을 재고 테이프를 사용하여 상기 유리에 시트의 상단 코너를 접착하였다. 투명한 10 밀의 두꺼운 폴리에스터 11" x 3"(27.94 cm x 7.62 cm)의 조각을 상기 시트의 상단을 관통하여 배치하여 상기 시트의 상단 가장자리로부터 아랫방향으로 1/2"(1.27 cm)를 덮었다. 상기 폴리에스터를 테이프로 유리면에 고정하였다. 디버시파이드 엔터프라이스(Diversified Enterprises)로부터의 와이어 랩핑 계량 막대를 상기 상부 가장자리에 평행하게 폴리에스터의 상단 가장자리 근처에 상기 시트 위로 1 내지 2인치에 두었다. 10 내지 20 mL 양의 코팅물을, 휴대용 피펫을 사용하여, 계량 막대 바로 옆에 계량 막대와 인접하게 비드 스트립(약 1/4"인치(0.64 cm) 폭)으로서 침착시켰다. 시트를 통해 연속적/일정한 속도를 시도하면서 상기 바를 완전히 밀었다. 생성된 습윤 시트를 유리면으로부터 제거하고, 이전의 중량 측정한 저울 위에 놓고, 중량을 재고, 습윤 코팅 중량을 기록하고, 그다음 코팅된 시트를 가압된 공기 오븐에 두고 2분 동안 95℃에서 건조시켰다. 상기 건조된 시트를 오븐으로부터 제거하고, 동일한 코팅 절차를 동일한 코팅 시트 표면에 반복하였다. 2개의 습윤 코팅 중량을 사용하여 최종 건조 코팅의 평방미터 당 중량(그램)을 계산하였다. 실시예 19 내지 23의 코팅된 시트를 하기 표 6에 기술하였다.

[표 6]

하기 수학식 6를 사용하여 최종 건조 코팅 중량을 계산하였다:

[수학식 6]

계산된 최종 건조 코팅 중량(평방미터 당 그램) = ((코팅 고체 x 0.01) x (제 1 습윤 코팅 중량 + 제 2 습윤 코팅 중량))/(8.5x10.5)x1550

파트 4B - 코팅 배합물 및 코팅된 제품

코팅 6 내지 12의 코팅 배합물 제조에 파트 4A의 절차를 따르되, 단 코팅 7은 사용 전 2일 동안 교반하였다. 코팅 배합물을 하기 표 7에 열거하였다.

파트 4B에 사용된 기판은 PPG 인더스트리즈(미국 팬실베니아주 피크버그 소재)에서 시판중인 테슬린(TESLIN, 등록상표) SP1000 미세다공성 기판이다. 파트 4A에 사용된 동일한 절차를 따르되, 단 일부 시트는 양쪽면을 코팅하고, 제 1 코팅된 쪽을, 반대쪽의 제 2 코팅을 도포하기 이전에 건조시키고, 모든 코팅을 위해 제 9 번 계량 막대를 사용하였다. 최종 코팅된 시트에 대한 정보는 하기 표 8에 포함되어 있다.

[표 7]

(n) 위트코본드(WITCOBOND) W-240, 켐투라 코포레이션(Chemtura Corporation)으로부터의 폴리우레탄 수성 분산액.

(o) 에어로실(Aerosil, 등록상표) 200, 데구사(Degussa)로부터의 흄드 실리카.

(p) 하이실(등록상표) T700, PPG 인더스트리즈 인코포레이티드로부터의 침강 실리카.

(q) 로-벨(Lo-Vel; 등록상표) 6200, PPG 인더스트리즈 인코포레이티드로부터의 침강 실리카.

(R) 모멘티브 LE-410, 모멘티브 퍼모먼스 머티리얼스(Momentive Performance Materials)로부터의 수성 실리콘 분산액.

(s) 하이카(HYCAR), 루브리졸 어드밴스드 머티리얼스 인코포레이티드(Lubrizol Advanced Materials, Inc.)의 폴리(메트)아크릴레이트의 수성 분산액.

[표 8]

파트 5 - 벤질 아세테이트 테스트

막의 증발 속도 및 성능 테스트를 위해 사용되는 홀더 조립체는, 링 가스켓을 갖는 전방 클램프, 후방 클램프, 테스트 저장소 컵 및 4개의 스크류로 구성되었다. 테스트 저장소 컵은 투명한 열가소성 중합체로 제조되되, 약 4센티미터의 개방면의 가장자리에서의 원형 직경 및 1센티미터 이하의 깊이에 의해 한정되는 내부 치수를 갖는다. 개방면은 휘발성 물질 이동 속도를 측정하기 위해서 사용되었다.

홀더 조립체의 각각의 클램프는 테스트 저장소 컵을 수용하고 테스트 하에서 막을 노출시키는 개구부를 제공하도록 1.5"(3.8 cm) 직경의 원형 개구부를 갖는다. 테스트 하에, 막을, 즉 6 내지 18밀의 두께를 갖는 미세다공성 물질을 배치하는 경우, 홀더 조립체의 후방 클램프를 코르크 링의 상부에 배치하였다. 테스트 저장소 컵을 후방 클램프에 배치하고 약 2 mL의 벤질 아세테이트로 충전하였다. 약 2"(5.1 cm) 직경 디스크를 막 시트로부터 절단하고, 저장소 컵의 가장자리 바로 위에 이와 접촉하도록 배치하여, 12.5 cm²의 미세다공성 시트의 휘발성 물질 접촉면을 저장소의 내부로 노출시켰다.

홀더의 전방 클램프를 전체 조립체 위에 조심스럽게 배치하되, 막 디스크가 분산되지 않도록 스크류 홀더를 정렬하였다. 코팅된 미세다공성 시트가 사용되는 경우, 코팅면을, 하기 표에서 나타낸 바와 같이, 저장소를 향해 또는 하기 표에 나타낸 대기를 향해 배치하였다. 스크류를 부착하고 누출을 방지하기에 충분하도록 조였다. 링 가스켓은 밀봉부를 생성하였다. 테스트 하의 막 샘플을 확인하기 위해서 홀더를 라벨화하였다. 각각의 테스트에 대해 5개 내지 10개의 반복검증물을 준비하였다. 대조군(미코팅된 샘플)의 5개의 반복검증물이, 코팅된 실시예의 경우 포함된다. 표 11의 실시예의 경우, 각각의 실시예에 대해 5개의 대조군이 있고, 각각의 대조군의 평균 증발 속도는, 상응하는 대조군에 비교한 실시예의 증발 속도의 감소율(%) 뿐만 아니라 상응하는 실시예와 함께 보고하였다. 표 11의 실시예 19 내지 23의 코팅면은 대기를 향한다.

각각의 홀더 조립체의 중량을 재서 전체 충전된 조립체의 초기 중량을 수득하였다. 그다음, 상기 조립체를 배치하고, 5 피트(높이) x 5피트(폭) x 2피트(깊이)의 대략적인 치수를 갖는 실험실용 화학 흄 후드 내부에, 직립시켰다. 테스트 저장소를 직립시킨 상태로, 벤질 아세테이트는 미세다공성 시트의 휘발성 물질 접촉면의 적어도 일부와 접촉한다. 흄 후드의 유리 문을 아래도 당기고, 시간 당 후드 체적의 8 회전(또는 회전율)이 되도록 후드를 통한 공기 유동을 조절하였다. 다르게 구체적으로 언급하지 않는 한, 후드의 온도는 25℃ ± 5℃로 유지되었다. 흄 후드내의 습도는 주변 정도이다. 테스트 저장소는 후드 내에서 정기적으로 중량을 쟀다. 테스트 저장소의 내부에 노출된 미세다공성 시트의 표면적과 경과 시간과 함께 벤질 아세테이트의 계산된 중량 손실을 사용하여 미세다공성 시트의 휘발성 물질 이동 속도(단위: mg/(시간*cm²)를 측정하였다. 반복검증물의 평균 증발속도(mg/hr)는 하기 표에서 전체 조립체에 대해 기록하였다. 이러한 2개의 값들은 하기와 같은 수학식 7과 관련된다:

[수학식 7]

평균 증발속도(mg/hr)/12.5cm² = 휘발성 물질 이동 속도(mg/(시간*cm²))

경계(Marginal)는, 통과 반복검증물 및 실패 반복검증물이 둘다 존재하거나, 막의 표면에 벤질 아세테이트가 "모이고," "떨어짐"으로 기술되는 바와 같은 실패는 없지만, 허용가능하지 않은 정도로, 막의 표면 위에 벤질 아세테이트 형성 비드가 몇 방울 생긴 것을 나타낸다.

[표 9]

[표 10]

[표 11]

[표 12]

(1) 실시예 24, 25, 비교예 13 내지 16과 관련된 미코팅된 테슬린(TESLIN, 등록상표) HD 미세다공성 물질의 대조군

(2) 코팅면이 휘발성 물질의 저장소를 향함.

(3) 코팅면이 대기를 향함.

(4) 실시예 26, 실시예 27, 비교예 11 및 비교예 12와 관련된 미코팅된 테슬린(등록상표) HD 미세다공성 물질의 대조군.

본 발명의 구체적인 실시양태가 설명을 위해 전술되었지만, 당분야의 숙련자들에게, 첨부된 특허청구범위에서 정의한 바와 같은 본 발명으로부터 벗어나지 않으면서 본 발명의 세부사항이 다양하게 변형될 수 있음은 명백할 것이다.

Claims (59)

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38. (a) 폴리올레핀을 포함하는, 수-불용성인 열가소성 유기 중합체의 매트릭스;
    (b) 입자형(particulate) 실리카를 포함하는 규토질(siliceous) 입자를 포함하는 미세 분쇄된 수-불용성인 입자형 충전제로서, 상기 매트릭스 전반에 걸쳐서 분포되어 있고 미세다공성 물질의 총 중량을 기준으로 20 내지 90중량%를 구성하는, 입자형 충전제; 및
    (c) 미세다공성 물질 전반에 걸쳐서 연통되는 상호연결 공극의 망상
    을 포함하는, 휘발성 물질과 접촉하는 증기 투과성 미세다공성 물질로서,
    상기 미세다공성 물질이,
    휘발성 물질과 접촉하는 휘발성 물질 접촉면,
    상기 휘발성 물질 접촉면과 서로 마주하는 증기 방출면, 및
    0.04 내지 0.6 mg/(시간*cm²)의, 상기 휘발성 물질 접촉면으로부터 상기 증기 방출면으로의 휘발성 물질 이동 속도
    를 갖되,
    (i) 상기 휘발성 물질 접촉면의 적어도 일부가 그 위에 제 1 코팅을 갖고/갖거나 (ii) 상기 증기 방출면의 적어도 일부가 그 위에 제 2 코팅을 갖고, 상기 제 1 코팅과 상기 제 2 코팅이 서로 독립적으로 0.01 내지 3.0 g/m²의 코팅 중량을 가지며, 상기 제 1 코팅과 상기 제 2 코팅이 서로 독립적으로 폴리(비닐 알콜)을 포함하는 코팅 조성물 중에서 선택되고,
    상기 미세다공성 물질이 25℃로부터 60℃로의 온도 상승에 노출되는 경우, 상기 휘발성 물질 이동 속도가 150% 이하만큼 증가하고,
    상기 휘발성 물질이 상기 휘발성 물질 접촉면으로부터 상기 증기 방출면으로 이동될 때, 상기 증기 방출면에 액체 형태의 휘발성 물질이 없고,
    상기 폴리올레핀이
    (i) 10 데시리터/그램 이상의 고유 점도를 갖는 초고분자량의 폴리에틸렌; 또는
    (ii) 10 데시리터/그램 이상의 고유 점도를 갖는 선형인 초고분자량의 폴리에틸렌, 및 50 그램/10 분 미만의 ASTM D 1238-86 조건 E 용융 지수 및 0.1 그램/10 분 이상의 ASTM D 1238-86 조건 F 용융 지수를 갖는 저분자량의 폴리에틸렌의 혼합물
    을 포함하고, 이때 상기 저분자량의 폴리에틸렌의 공칭 분자량은 상기 초고분자량의 폴리에틸렌보다 낮은, 미세다공성 물질.
39. 제 38 항에 있어서,
    상기 미세다공성 물질이 25℃로부터 60℃로의 온도 상승에 노출되면, 상기 휘발성 물질 이동 속도가 125% 이하만큼 증가하는, 미세다공성 물질.
40. 제 38 항에 있어서,
    상기 미세다공성 물질이 25℃로부터 60℃로의 온도 상승에 노출되면, 상기 휘발성 물질 이동 속도가 100% 이하만큼 증가하는, 미세다공성 물질.
41. 제 38 항에 있어서,
    상기 휘발성 물질의 이동 속도가 0.1 내지 0.6 mg/(시간*cm²)인, 미세다공성 물질.
42. 제 38 항에 있어서,
    상기 휘발성 물질의 이동 속도가 0.30 내지 0.55 mg/(시간*cm²)인, 미세다공성 물질.
43. 제 38 항에 있어서,
    상기 휘발성 물질의 이동 속도가 0.35 내지 0.50 mg/(시간*cm²)인, 미세다공성 물질.
44. 제 38 항에 있어서,
    상기 미세다공성 물질의 밀도가 0.8 g/cm³ 미만인, 미세다공성 물질.
45. 제 38 항에 있어서,
    상기 미세다공성 물질의 밀도가 0.6 g/cm³ 내지 0.8g/cm³ 미만인, 미세다공성 물질.
46. 제 38 항에 있어서,
    상기 미세다공성 물질의 밀도가 0.6 g/cm³ 내지 0.7g/cm³인, 미세다공성 물질.
47. 삭제
48. 제 38 항에 있어서,
    상기 폴리(비닐 알콜)이 단독중합체인, 미세다공성 물질.
49. 삭제
50. 삭제
51. 제 38 항에 있어서,
    상기 초고분자량의 폴리올레핀이, 18 데시리터/그램 이상의 고유 점도를 갖는 초고분자량의 폴리에틸렌인, 미세다공성 물질.
52. 제 51 항에 있어서,
    상기 초고분자량의 폴리에틸렌이 18 내지 39 데시리터/그램의 범위의 고유 점도를 갖는, 미세다공성 물질.
53. 삭제
54. 제 38 항에 있어서,
    상기 선형인 초고분자량의 폴리에틸렌이 상기 매트릭스의 1중량% 이상을 구성하고, 상기 선형인 초고분자량의 폴리에틸렌 및 상기 저분자량의 폴리에틸렌이 함께 상기 매트릭스의 중합체의 100중량%를 구성하는, 미세다공성 물질.
55. 제 54 항에 있어서,
    상기 저분자량의 폴리에틸렌이 고밀도 폴리에틸렌을 포함하는, 미세다공성 물질.
56. 제 38 항에 있어서,
    상기 입자형 충전제가, 상기 미세다공성 물질의 총 중량을 기준으로, 상기 미세다공성 물질의 40 내지 90중량%를 구성하는, 미세다공성 물질.
57. 삭제
58. 제 38 항에 있어서,
    상기 입자형 실리카가 입자형 침강 실리카를 포함하는, 미세다공성 물질.
59. 제 38 항에 있어서,
    상기 공극이, 상기 미세다공성 물질의 총 체적을 기준으로, 상기 미세다공성 물질의 35 내지 95체적%를 구성하는, 미세다공성 물질.