KR101480926B1

KR101480926B1 - 융합된 열가소성 입자를 갖는 다공성 물품

Info

Publication number: KR101480926B1
Application number: KR1020137006408A
Authority: KR
Inventors: 존 이. 바시노
Original assignee: 더블유.엘. 고어 앤드 어소시에이트스, 인코포레이티드
Priority date: 2010-09-10
Filing date: 2011-09-07
Publication date: 2015-01-13
Also published as: SG10201703734WA; US8808848B2; CN103180035A; MX2013002675A; EP2613870B1; CN103180035B; WO2012033804A1; RU2543193C2; CA2810667A1; KR20130048781A; JP2013537924A; SG188432A1; RU2013115907A; EP2613870A1; JP5969481B2; ZA201301758B; US20120064273A1

Abstract

본 발명은 확장된 불소중합체 및 밀착성 불규칙 망상체를 갖는 다공성 물품에 관한 것이다. 일 구체예에서, 밀착성 불규칙 망상체는 인접 영역의 일부에만 확장된 불소중합체에 결합된다. 본 발명의 또다른 측면에서, 밀착성 불규칙 망상체는 자립성 있는 필름이다. 일 구체예에서, 밀착성 불규칙 망상체는 35 um 초과의 Sp 값으로 정의된 표면 조도를 갖는다.

Description

융합된 열가소성 입자를 갖는 다공성 물품{POROUS ARTICLE WITH FUSED THERMOPLASTIC PARTICLES}

본 발명은 다공성 불소중합체 및 열가소성 물질의 밀착성 불규칙 망상체(coherent irregular network)를 포함하는 다공성 물품으로서, 상기 망상체는 다공성 불소중합체에 결합되는 다공성 물품에 관한 것이다. 자립성 있는(free-standing) 다공성의 밀착성 불규칙 망상체 물품이 또한 기술된다.

확장된 불소중합체, 예컨대 확장된 PTFE(ePTFE)는 비제한적인 예로서 여과, 벤팅(venting), 의복, 의료 이식물, 전자 와이어 및 케이블 등을 포함하는 광범위한 범위의 적용예에 사용된다. 확장된 PTFE는 유체가 통과될 수 있는 다공성이다. 일부 적용예에서, 확장된 불소중합체는 치수 안정성 및 기계적 보강을 제공하는 하나 이상의 지지체 층에 결합된다. 추가적으로, 일부 적용예에서는 확장된 불소중합체를 고온 또는 공격적인 화학물질에 노출시켜 사용될 수 있는 지지 재료의 유형이 한정된다. 이러한 도전적 적용예에서는, 때때로 불소중합체 지지체, 특히 고온에 안정한 것을 사용할 필요가 있다. 불소중합체 지지 재료, 예컨대 부직포, 그물류(netting), 직물류, 펠트, 또는 기타 다공성 불소중합체 재료는 매우 고가이고, 한정된 이용가능성을 가지며 다른 불소중합체 재료, 예컨대 확장된 불소중합체에 결합시키는 데 어려움이 있다.

추가적으로, 벤팅 등과 같은 다수의 적용예에서, 통기성 및 구조적 완전성은 모두 최상의 물품 성능을 위해 필요하다. 이러한 점에 있어서, 다수의 종래 기술 분야의 복합재는 내구성 있는 재료를 이용하지만, 통기성을 저하시켜 내구력을 실현한다. 또한, 고도의 통기성을 갖는 다수의 종래 기술의 복합재가 존재하지만, 이의 적용예에 필요한 내구력은 부족하다.

따라서, 당 업계에는 저렴하고 광범위하게 이용가능하며 사용과 결합에 용이하고, 구조적 완전성 및 통기성에 모두 특출난 특징을 갖는 다공성 복합재에 대한 요구가 남아 있는 실정이다.

발명의 개요

본원에는 확장된 불소중합체 층 및 이에 결합된 열가소성 입자의 밀착성 불규칙 망상체를 갖는 다공성 물품이 기술된다. 본 발명의 일 측면에서는, 다공성 물품이 제1 및 제2 표면 양쪽 상에 밀착성 불규칙 망상체를 갖고, 다른 구체예에서는 밀착성 불규칙 망상체가 오직 제1 표면 상에만 있다. 다공성 물품은 투과성이 있고 일부 구체예에서는 비저항이 2400 크라일 미만이고 0.24 크라일 초과이다. 일부 구체예에서는 본 발명의 다공성 물품이 본원에 측정되고 정의된 바와 같이 치수 안정성이 있고 20% 미만의 면적 수축률을 갖도록 제공된다. 또한, 일부 구체예에서 다공성 물품에는 본원에 기술된 바와 같이 엠보싱 처리된, 선형, 불연속, 연속 등과 같은 패턴을 갖는 밀착성 불규칙 망상체가 제공된다.

본 발명의 또다른 측면은 튜브, 막대, 시트 또는 막 형태의 확장된 불소중합체를 제공한다. 일 구체예에서, 확장된 불소중합체는 확장된 PTFE이다.

본 발명의 일 측면에서, 밀착성 불규칙 망상체에는 개방 부분이 제공되고, 일부 구체예에서 이러한 개방 부분은 크기가 50 미크론 초과이다. 또한, 일부 구체예에는 브리징(bridging)을 갖는 밀착성 불규칙 망상체가 제공된다. 밀착성 불규칙 망상체는 추가로 5 미크론 초과의 두께를 갖도록 제공되거나, 또는 일부 구체예에서는 5 미크론 초과이지만 500 미크론 미만이다. 본 발명의 일 측면에서, 밀착성 불규칙 망상체는 다공성 물품의 하나 이상의 표면 상에 35 미크론 초과의 Sp 값에 의해 제공되고 한정된다. 일부 구체예에서, 밀착성 불규칙 망상체는 BET 표면적이 0.35 m²/g 이상, 다른 구체예에서는 0.25 m²/g 내지 5 m²/g이도록 제공된다.

일부 구체예에서, 밀착성 불규칙 망상체는 열가소성 불소중합체를 포함하고, 상기 열가소성 불소중합체 중 일부는 0.3 g/10분 내지 10 g/10분의 용융 유동 지수(MFI)를 갖도록 제공된다. 일부 구체예에서, 밀착성 불규칙 망상체를 제조하는 데 사용되는 열가소성 불소중합체는 플루오르화된 에틸렌 프로필렌(FEP)이고, 더욱 구체적으로는, 일부 구체예에서, 이러한 FEP는 1.0 g/10분 미만의 MFI를 갖도록 제공된다.

일부 구체예에서는, 하나 이상의 중합체 유형을 포함하는 밀착성 불규칙 망상체가 제공되고, 이러한 구체예 중 일부에서는, 중합체가 상이한 크기, 형상, 또는 용융 특성, 예컨대 용융 온도 또는 MFI를 갖는다.

다양한 구체예에서 상기 기술된 특징을 갖는 밀착성 불규칙 망상체의 자립성 있는 필름이 제공된다. 일부 구체예에서 본 발명의 다공성 물품 및 자립성 있는 필름은 둘다 소유성(oleophobic) 또는 친수성 처리를 갖도록 제공된다. 또한, 본 발명의 자립성 있는 필름 또는 다공성 물품의 표면에 부착된 지지체 층이 제공된다.

도면의 간단한 설명

본 발명의 상기 및 여전히 다른 목적은, 본 발명의 구체예에 속하는 신규성의 각종 장점 및 특징과 함께, 구체예의 설명 및 하기 도면의 연구로부터 자명하게 이해될 것이다. 참조 표시는 본문, 마찬가지로 여기에 부가된 청구범위 부분에 언급된 관련 대상과 대응되도록 제시되고; 따라서 본 발명의 더 나은 이해와 다양한 용도는 도면을 참고 인용하는 것으로 의도하고, 이는 주로 예시로서 간주되고 이에 따라 사실상 한정된 것으로 이해해서는 안된다.

도 1은 다공성 물품의 예시 구체예의 표면의 SEM 현미경사진이다;

도 2는 다공성 물품의 예시 구체예의 단면의 SEM 현미경사진이다;

도 3은 다공성 물품의 예시 구체예의 단면의 SEM 현미경사진이다;

도 4A는 다공성 물품의 예시 구체예의 표면의 SEM 현미경사진이다;

도 4B는 다공성 물품의 예시 구체예의 단면의 SEM 현미경사진이다;

도 5는 분말 A, 불소중합체 입자의 SEM 현미경사진이다;

도 6은 분말 B, 불소중합체 입자의 SEM 현미경사진이다;

도 7A는 분말 C, 불소중합체 입자의 SEM 현미경사진이다;

도 7B는 분말 C, 불소중합체 입자의 SEM 현미경사진이다;

도 8A는 다공성 물품의 예시 구체예의 표면의 SEM 현미경사진이다;

도 8B는 다공성 물품의 예시 구체예의 단면의 SEM 현미경사진이다;

도 9는 지지 재료를 갖는 다공성 물품의 예시 구체예의 단면도이다;

도 10은 다공성 물품의 예시 구체예의 단면도이다;

도 11은 다공성 물품의 예시 구체예의 단면도이다;

도 12는 다공성 물품의 예시 구체예의 등각투상도이다;

도 13A는 다공성 물품의 예시 구체예의 단면도이다;

도 13B는 다공성 물품의 예시 구체예의 표면도이다;

도 14는 다공성 물품의 예시 구체예의 표면도이다;

도 15는 다공성 물품의 예시 구체예의 표면도이다;

도 16A는 다공성 물품의 예시 구체예의 단면도이다;

도 16B는 다공성 물품의 예시 구체예의 표면도이다;

도 15는 다공성 물품의 예시 구체예의 표면도이다;

도 17은 핀에 의해 천공처리된 확장된 불소중합체 막에 의한 핀 프레임의 등각투상도이다;

도 18은 핀에 의해 천공처리된 확장된 불소중합체 막 및 그 위에 분산된 입자에 의한 핀 프레임의 등각투상도이다;

도 19A는 자립성 있는 밀착성 불규칙 망상체의 제1 표면의 SEM 현미경사진이다;

도 19B는 자립성 있는 밀착성 불규칙 망상체의 제2 표면의 SEM 현미경사진이다; 그리고

도 20은 막 A의 SEM 현미경사진이다.

발명의 상세한 설명

본원에 기술된 것은 다공성 불소중합체 및 열가소성 물질의 밀착성 불규칙 망상체를 포함하는 다공성 물품이다. 밀착성 불규칙 망상체는 함께 결합되고, 일 구체예에서는 불소중합체가 실질적으로 이의 다공성 구조를 유지하는 방식으로 다공성 불소중합체에 결합 또는 부착되는 열가소성의 입자 또는 부재를 포함한다. 예를 들면, 일부 구체예에서, 다공성 불소중합체의 표면에 밀착성 불규칙 망상체를 결합시키기 전과 후의 불소중합체의 경우 포점(bubble point), 프래이저 수(Frazier number), 및 걸리(Gurley)에 대한 값은 실질적으로 동일하다.

본 발명은 특정 구체예를 예시하는 하기 설명 및 도면과 관련하여 기술될 것이다. 당업자라면 이러한 구체예는 본원에 첨부된 청구범위에 의해 포함될 수 있는 바와 같이 변화예 및 등가물의 형태로 광범위하게 적용가능한 본 발명의 완전한 범위를 나타내는 것이 아님을 알 것이다. 추가적으로, 일 구체예의 일부로서 설명 또는 예시된 특징은 또다른 구체예에 의해 여전히 추가 구체예를 형성하는 데 사용될 수 있다. 청구범위의 범위는 모든 그러한 변화예 및 구체예로 확장되는 것으로 간주된다.

본원에 제시된 임의의 주어진 범위는 모든 더 적게 포함된 범위를 포함하는 것으로 간주된다는 것을 유념해야 한다. 예를 들면, 45∼90의 범위는 또한 50∼90; 45∼80; 46∼89 등을 포함할 것이다. 따라서, 예를 들면 95%∼99.999%의 범위는 또한, 예를 들어 96%∼99.1%, 96.3%∼99.7%, 및 99.91∼99.999%의 범위를 포함한다.

본 발명의 일 측면에서, 밀착성 불규칙 망상체는 확장된 불소중합체 층에 결합되고 35 um 초과의 Sp 값에 의해 한정된 표면 조도를 갖는다. 도 1에서 표면 주사 전자 현미경(SEM)에 도시된 바와 같이, 다공성 물품(10)의 밀착성 불규칙 망상체(20)는 함께 융합되어 연결 부위(96), 다공성(18), 및 개방 부분(14)을 갖는 망상체를 생성한 결합된 열가소성 부재(16)를 포함한다.

도 2에는 다공성 물품(10)의 일 구체예의 단면의 SEM이 도시되고, 여기서 밀착성 불규칙 망상체(20)는, 결합 부분(32)에 도시된 바와 같이, 인접 영역(30) 중 일부에서만 확장된 불소중합체(12)에 결합된다. 또한, 도 2에는 밀착성 불규칙 망상체(20)와 확장된 불소중합체 층(12) 사이의 인접 영역(30)을 따라 밀착성 불규칙 망상체(20)의 브리징(34)이 추가로 도시된다. 도 2에서 밀착성 불규칙 망상체(20)의 두께는 대략 200 um이고 확장된 불소중합체(12)의 두께는 대략 10 um이다. 도 2에 도시된 다공성 물품(10)은 제1 표면(22)으로서 밀착성 불규칙 망상체(20) 및 제2 표면(24)으로서 확장된 불소중합체 층(12)을 갖는다. 도 3에는 또다른 구체예의 단면의 SEM이 제공되고, 여기서 밀착성 불규칙 망상체(20)의 두께는 대략 126 um이고 확장된 불소중합체 층(12)의 두께는 대략 114 um이다. 또한, 도 3에서 확장된 불소중합체 및 밀착성 불규칙 망상체의 두께의 차이는 도 2에 도시된 확장된 불소중합체 및 밀착성 불규칙 망상체의 두께의 차이보다 훨씬 더 적다. 도 2 및 도 3에는 둘다 밀착성 불규칙 망상체가 인접 영역(30) 중 일부에서만 확장된 불소중합체 층(12)에 결합하는 결합 부분(32) 및 밀착성 불규칙 망상체(20)의 다공성(18)이 도시된다. 밀착성 불규칙 망상체 대 확장된 불소중합체의 두께 비율은 도 2에 도시된 바와 같이 20 이상, 또는 도 3에 도시된 바와 같이 훨씬 더 적게, 예를 들어 대략 1이 되도록 할 수 있다. 밀착성 불규칙 망상체 대 확장된 불소중합체의 두께 비율은 비교적 대량의 밀착성 불규칙 망상체가 있는 높은 말단 상에 큰 범위, 예컨대 5∼40, 또는 5∼80, 그리고 더 적게, 예를 들어 0.25∼5, 또는 0.25∼80의 임의의 비율에 걸쳐 이루어 질 수 있다.

일부 구체예에서, 밀착성 불규칙 망상체에는 확장된 불소중합체에 대해 매우 적은 결합을 갖는 것이 바람직할 수 있다. 도 2, 및 도 3 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 밀착성 불규칙 망상체는 인접 영역(30)을 따라 결합 부분(32)을 갖는다. 임의의 이론으로 한정하고자 하는 것은 아니지만, 밀착성 불규칙 망상체를 확장된 불소중합체에 결합시키는 것을 최소화하는 것은 더 높은 투과성을 유도하는 것으로 여겨진다. 결합 부분 비율은 단면의 SEM의 분석에 의해 결정될 수 있고; 여기서 SEM에 도시된 결합 부분의 길이는 동일 SEM 이미지에 도시된 인접 영역의 전체 길이에 의해 측정되고 나누어진다. 결합 부분 비율은 매우 낮게 되고, 예를 들어 0.1 미만 또는 그 이상, 예컨대 0.8 이상, 바람직하게는 약 0.05∼0.25일 수 있다.

놀랍게도, 밀착성 불규칙 망상체의 브리징이 비교적 두꺼운 밀착성 불규칙 망상체에도 존재한다는 것을 발견하였다. 본원에 정의되고 사용된 브리징은 확장된 불소중합체 표면과 2개의 결합 영역 사이의 밀착성 불규칙 망상체의 연결 부분의 표면 사이의 간극 또는 다공성을 기술하는 데 사용된다. 브리징(34)은 도 2 및 3에서 단면의 SEM에 도시되고, 여기서 SEM은 밀착성 불규칙 망상체 부재와 그 밑의 확장된 불소중합체 사이의 간극을 명확하게 도시한다.

본원에 사용된 개방 부분은 재료의 두께를 통해 완전하게 확장된 밀착성 불규칙 망상체의 다공성 부분으로 정의된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 밀착성 불규칙 망상체(20)는 밑의 확장된 불소중합체(12)의 표면을 완전하게 가리지 않고, 확장된 불소중합체가 밀착성 불규칙 망상체를 통해 확인될 수 있는 부분이 개방 부분(14)이다. 본원에 사용된 개방 부분의 "크기"는 도 8A 및 도 19A에 도시된 바와 같이 개방된 개방 부분을 가로질러 그려질 수 있는 가장 긴 직선의 거리인 것으로 정의된다. 예를 들면, 도 8A는 도시된 바와 같이 크기가 대략 350 미크론인 개방 부분(14)을 갖는 밀착성 불규칙 망상체를 포함하는 다공성 물품의 표면 SEM이고, 도 19A는 도시된 바와 같이 크기가 대략 200 미크론인 개방 부분(14)을 갖는 밀착성 불규칙 망상체의 자립성 있는 필름의 표면 SEM이다.

본원에 사용된 밀착성 불규칙 망상체의 연결 부위는 도 1, 도 4A 및 19A에 도시된 바와 같이 말단에서 입자, 부재, 또는 밀착성 불규칙 망상체의 다른 연결 부위에 결합되는 밀착성 불규칙 망상체의 분절로서 정의된다.

확장된 불소중합체는 확장시켜 다공성 및 투과성 물품을 제조할 수 있는 임의의 불소중합체로부터 제조될 수 있고; 적당한 재료는 확장가능한 불소중합체, 비제한적 예로서, 확장된 PTFE, 및 미국 특허 번호 5,708,044(Branca, 1998), 미국 특허 번호 6,541,589(Baillie, 2003), 미국 특허 번호 7,531,611(Sabol 등, 2009), 미국 특허 출원 번호 11/906,877(Ford) 등에 기술된 중합체로 제조된 확장된 산물을 포함한다.

확장된 불소중합체는 다공성 물품이 의도된 적용예에 특정한 성질을 갖도록 제조될 수 있다. 확장된 불소중합체는 5 psi 초과, 25 psi 초과, 50 psi 초과, 75 psi 초과, 100 psi 초과, 또는 5 psi∼150 psi의 포점을 갖도록 제조될 수 있다. 확장된 불소중합체 층은 매우 얇게, 예를 들어 대략 1 um 두께, 또는 10 mm 초과의 두께와 같은 두께로 제조될 수 있다. 확장된 불소중합체 층은 본원에 정의된 광범위한 범위의 투과성, 또는 특정 흐름 저항을 갖도록 제조될 수 있다. 물품의 투과성은 본원에 정의된 걸리 덴소미터(Gurley Densometer) 및/또는 프래이저 테스트를 사용하여 측정되고; 단순하게는 상기 값은 하기 정의된 바와 같이 걸리 초에 정비례하고 프래이저 수에 반비례하는 특정 흐름 저항 또는 크라일로 전환될 것이다:

크라일 = 걸리 초 × 7.834

크라일 = 24.4921 / 프래이저 수

크라일 값은 미터 당 킬로 파스칼 * 초 또는 (kPa s / m)이다.

확장된 불소중합체는 약 2400 크라일∼0.61 크라일, 또는 약 2400 크라일∼0.12 크라일의 특정 흐름 저항을 갖도록 제조될 수 있다. 비저항, 또는 크라일 값이 클수록 다공성 물품의 투과성이 감소한다.

하기 표 1에는 4개의 상이한 ePTFE 막(모두 W. L. Gore and Associates Inc.에 의해 제공됨)의 성질이 표시된다. 하기 표 1에 기술된 막은 본 발명의 다공성 물품을 제조하는 데 사용될 수 있는 확장된 불소중합체의 광범위한 다양성을 입증하는 일정 범위의 성질 및 특성을 갖는다.

막 A는 Gore에 의한 미국 특허 번호 3,953,566의 교시에 따라 제조되었고 도 20에 도시된 바와 같이 원섬유(94)에 서로 연결된 노드(92)를 갖는 것으로 추가로 기술된다. 막 B는 일반적으로 Branca 등에 의한 미국 특허 번호 5,814,405의 교시에 따라 제조되었다. 막 C는 일반적으로 Bacino 등에 의한 미국 특허 번호 7,306,729의 교시에 따라 제조되었다. 막 D는 일반적으로 Bacino에 의한 미국 특허 번호 4,902,423의 교시에 따라 제조되었다.

본원에 정의된 바와 같이 자립성 있는 물품으로 제조되거나 또는 확장된 불소중합체에 결합될 수 있는 밀착성 불규칙 망상체는 함께 결합된 열가소성 입자의 밀착성 불규칙 망상체이다. 밀착성 불규칙 망상체를 규정하는 데 사용되는 용어 "밀착성(coherent)"이란 물품은 물품이 자립성이 있을 수 있도록 함께 효과적으로 연결되는 부재를 포함하고, 이에 따라 기재에 결합될 수 있는 개별 입자, 예컨대 확장된 불소중합체 기재 상에 코팅된 불소수지 접착제를 포함하지 않는다는 것을 의미한다. 밀착성 불규칙 망상체를 규정하는 데 사용되는 용어 "불규칙(irregular)"은 밀착성 불규칙 망상체의 구조가, 다른 연결 부위, 입자 또는 부재와의 교차점 또는 결합점 사이의 연결 부위의 길이를 따라 가로지르는 일관된 직경 또는 단면적을 갖지않고 이에 따라 일관된 단면적을 갖는 섬유로 이루어진 스펀본드 처리된(spunbonded), 직조된, 또는 펠트처리된 산물을 포함하지 않는 연결 부위를 포함하는 것을 의미한다. 밀착성 불규칙 망상체를 규정하는 데 사용되는 용어 "망상체(network)"는 밀착성 불규칙 망상체의 개별 부재가 함께 효과적으로 결합되어 인접 구조를 제공하는 것을 의미한다. 밀착성 불규칙 망상체는 추가로 밀착성 불규칙 망상체에 다공성 및 투과성이 있도록 두께의 전반에 걸쳐 결합된 부재 사이에 다공성을 갖는 것으로 규정된다. 밀착성 불규칙 망상체는 추가로 개방 부분을 갖도록 규정된다.

광범위한 범위의 열가소성 입자는 고분자량, 또는 낮은 용융 유동 지수(MFI)를 갖는 입자를 포함하는 밀착성 불규칙 망상체를 생성하는 데 사용될 수 있다. 본원에 기술된 MFI 방법에 따라 테스트된 경우 MFI 값이 0.2∼30 g/10분인 입자가 더욱 바람직할 수 있다. 하지만, MFI 값이 0.1 초과 또는 50 g/10분 미만인 입자가 또한 사용될 수도 있다. 또한, 일부 적용예에서는 비제한적 예로서 FEP, EFEP, PFA, THV, PVDF, CTFE 등, 및 이의 혼합물을 포함하는 불소수지 입자가 바람직하다. 하기 표 2에는 밀착성 불규칙 망상체를 제조하는 데 사용되는 입자 중 일부의 MFI 값이 제공된다. 표 2에 기재된 데이터는 달리 기재되지 않는 한 본원에 제공된 MFI 테스트 방법을 따라 수집되었다.

* 상기 값은 분말 B의 공급자에 의해 기재되었다.

분말 A, 또는 FEP-NC1500 및 분말 C, 또는 EFEP 분말은 둘다 Daikin Industries, Ltd.(미국 뉴욕주 오렌지버그 소재)에 의해 제공되었다. 분말 B, 또는 PFA 9724는 E. I. du Pont de Nemours and Company(미국 델라웨어주 윌밍턴 소재)에 의해 공급되었다.

입자 크기는 목적하는 다공성, 투과성, 표면적 또는 표면 조도를 갖는 특정한 망상체를 제공하도록 선택될 수 있다. 밀착성 불규칙 망상체를 생성하는 데 사용되는 입자 중 일부는 본원에 기술된 입자 크기에 대해 분석되었고, 그 데이터는 하기 표 3에 기재된다. 평균 입자 크기(MA)가 20 um∼대략 30 um임을 유념한다. 이는 더 작고 더 큰 입자 또는 2 이상의 상이한 크기의 입자의 혼합물이 밀착성 불규칙 망상체를 생성하는 데 사용될 수 있다는 것을 입증한다. 예를 들면, 5∼20 um 정도로 작은 입자가 사용될 수 있거나, 또는 100 um 이하 또는 이 사이의 임의의 크기의 입자 가 사용될 수 있다. 도 5 내지 도 7에는 입자(71)의 일부 구체예의 SEM 이미지가 제공되고, 여기서 표 2에 규정된 바와 같이, 도 5는 분말 A(72)이고, 도 6은 분말 C(74)이고 도 7a 및 7b는 분말 B(76)이다. 도 5 내지 도 7에 도시된 3가지 분말의 표면적은 본원에 기술된 바와 같이 측정되었고, 분말 B 또는 PFA 입자는 하기 표 4에 기재된 바와 같이 13m²/g 초과의 매우 넓은 표면적을 가졌다. 넓은 표면적 입자는 일부 적용예에서 더 나은 액체의 롤-오프(roll-off) 특성을 실현하는 데 사용될 수 있다.

일부 구체예에서, 2 이상의 상이한 유형의 입자가 밀착성 불규칙 망상체를 제조하는 데 선택되고 사용될 수 있다. 일 구체예에서, 상이한 유형의 입자는 도 8A 및 8B에 도시된 바와 같이 함께 혼합되고, 또다른 구체예에서는, 도 4A 및 4B에 도시된 바와 같이 제1 유형의 입자가 제2 유형의 입자에 적용되기 전에 확장된 불소중합체 층에 적용된다. 2 이상의 상이한 유형의 입자를 사용하는 것은 밀착성 불규칙 망상체를 확장된 불소중합체 층에 결합시키고, 투과성 층을 지지체 층에 결합시키는 것을 돕거나, 또는 목적하는 투과성, 다공성, 표면적, 내마모성, 표면 조도, 자립성 있는 필름 강도, 또는 전기 전도성 등을 제공할 수 있다.

일 구체예에서, 도 4A 및 4B에 도시된 바와 같이, 제1 입자는 제2 유형의 입자가 코팅되기 전에 확장된 불소중합체 표면 상에 적용 또는 코팅되었고, 입자가 상이한 용융 온도를 가졌기 때문에, 밀착성 불규칙 망상체는 밀착성 불규칙 망상체(20) 내에 별개의 제1 부재(28) 및 제2 부재(29)를 포함한다. 또다른 구체예에서, 제1 및 제2 입자는 순차적으로 확장된 불소중합체에 적용되고, 제1 입자는 확장된 불소중합체에 우수한 접착력을 갖도록 선택되고, 제2 입자는 높은 내마모성으로 선택된다. 일부 경우에, 여러가지 상이한 입자, 예컨대 3 이상의 상이한 입자는 밀착성 불규칙 망상체를 형성하기 위해 순차적으로 적용하는 데 바람직할 수 있다.

일 구체예에서, 2 이상의 유형의 입자는 밀착성 불규칙 망상체를 형성하기 전에 또는 확장된 불소중합체 상에 적용 또는 코팅되기 전에 함께 혼합 또는 배합된다. 추가적으로, 하나의 입자 유형은 나머지 입자 유형보다 더 낮은 용융 온도를 갖도록 선택될 수 있고, 그 결과 더 낮은 용융 입자 유형은 용융되어 밀착성 불규칙 망상체를 형성하여, 2 이상의 상이한 입자 유형을 결합시킨다. 도 8B에 도시된 바와 같이, 제1 부재(28)와 제2 부재(29) 사이의 계면(98)은 밀착성 불규칙 망상체(20) 내에서 구별될 수 있다.

밀착성 불규칙 망상체는 확장된 불소중합체의 표면 상에 생성될 수 있거나 또는 자립성 있는 물품 내에 제조될 수 있다. 일 구체예에서, 밀착성 불규칙 망상체는 자립성 있는 물품 내에 형성되고, 이후 확장된 불소중합체에 결합되는데, 여기서 결합은 다공성 물품이 투과성을 남기도록 불연속성이 있다. 자립성 있는 밀착성 불규칙 망상체는 가열하여 밀착성 불규칙 망상체 중 일부를 용융시켜 확장된 불소중합체에 결합시키거나, 또는 불연속적 결합, 예컨대 접착제, 또는 포인트 결합(point bonding) 등의 사용을 통해 확장된 불소중합체에 결합될 수 있다. 도 9에 도시된 바와 같이, 불연속 결합(44)은 밀착성 불규칙 망상체(20) 및 지지 재료(46)를 확장된 불소중합체(12)에 부착시킨다.

일 구체예에서, 밀착성 불규칙 망상체는 비용융 가공성 입자를 추가로 포함한다. 비용융 가공성 입자는 무기 입자, 예컨대 실리카, 탄소 등, 또는 비용융 가공성 중합체, 예컨대 폴리이미드, PPS, PTFE 등일 수 있다. 이러한 구체예에서, 열가소성 입자 또는 부재는 결합되어 밀착성 불규칙 망상체를 생성하고, 비용융 가공성 입자는 여기에 또는 그 위에 결합된다.

일 구체예에서, 비용융 가공성 입자는 밀착성 불규칙 망상체가 융합되기 전에 적용될 수 있다. 예를 들면, 일 구체예에서, 제1 열가소성 유형의 입자 또는 2 이상의 열가소성 유형의 입자의 혼합물은 제2 비용융 가공성 유형의 입자가 적용되기 전에 확장된 불소중합체에 적용된다. 이후 밀착성 불규칙 망상체는, 예를 들어 열가소성 입자가 밀착성 불규칙 망상체를 형성하는 데 충분한 온도 및 시간으로 가열함으로써 융합된다. 또다른 구체예에서, 비용융 가공성 입자와 열가소성 입자의 혼합물은 확장된 불소중합체에 또는 밀착성 불규칙 망상체에 적용되고 여기에 또는 그 위에 혼입된 비용융 가공성 입자를 갖는 밀착성 불규칙 망상체를 생성하는 데 충분한 온도 및 시간으로 가열된다.

밀착성 불규칙 망상체는 일부 적용예에 유용한 특징이 있는 넓은 표면적을 갖도록 제조될 수 있다. 하기 표 5에는 실시예 7 및 실시예 10에 따라 제조된 밀착성 불규칙 망상체의 표면적이 기재되고 50 um 두께의 FEP 필름의 표면적, 또는 비교예 1과 비교될 수 있다. 실시예 7 및 실시예 8의 표면적은 각각 0.086 m²/g, 및 3.262 m²/g이었고, 둘다 FEP 필름의 표면적이 0.024 m²/g 초과이다. FEP 필름은 다수의 적용예에 바람직하지 못한 평판, 평활 표면을 갖는다. 일부 구체예에서, 밀착성 불규칙 망상체는 0.050 m²/g 초과, 4.0 m²/g 초과, 또는 0.050 m²/g∼6.0 m²/g의 표면적을 갖도록 제조될 수 있다.

일부 구체예에서, 밀착성 불규칙 망상체는 이를 생성하는 데 사용되는 열가소성 입자의 단층만큼 얇은, 예를 들어 20 um 두께 미만으로 매우 얇게 제조될 수 있다. 다른 구체예에서, 밀착성 불규칙 망상체는, 예를 들어 20 um 두께 초과, 50 um 두께 초과, 100 um 두께 초과, 250 um 두께 초과, 1 mm 두께 초과, 또는 20 um∼1 mm 두께, 또는 약 25 um∼500 um 또는 약 25 um∼250 um 두께로 더 두껍게 제조될 수 있다. 밀착성 불규칙 망상체의 두께는 적용에의 요건에 따라 이에 의도된 대로 선택될 수 있다.

일 구체예에서, 밀착성 불규칙 망상체는 도 2 및 도 3B에 도시된 바와 같이 확장된 불소중합체 층의 한 면에 결합된다. 또다른 구체예에서, 밀착성 불규칙 망상체는 도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이 확장된 불소중합체 층의 다른 면에 결합되어, 다공성 물품(10)의 제1 표면(22) 및 제2 표면(24)으로서 밀착성 불규칙 망상체(20)를 제공한다. 또다른 구체예에서, 두개의 상이한 유형의 밀착성 불규칙 망상체는 도 11에 도시된 바와 같이 확장된 불소중합체 층의 다른 면에 결합되는데, 여기서 제2 표면(24) 상의 밀착성 불규칙 망상체(20)는 제1 표면(22) 상의 밀착성 불규칙 망상체(20)보다 상당히 더 얇게 도시된다. 또한, 상이한 밀착성 불규칙 망상체가 확장된 불소중합체의 다른 면에 결합된 구체예에서, 밀착성 불규칙 망상체, 또는 밀착성 불규칙 망상체는 상이한 유형, 크기, 배치, 또는 입자 비율로부터 포함되거나 생성될 수 있다.

예를 들면, 확장된 불소중합체 대 밀착성 불규칙 망상체의 두께 비율은, 예를 들어 약 1:1 내지 약 1:10, 1:20, 1:50, 1:100, 또는 1:200 및 이 사이의 모든 범위로 상당히 다양할 수 있다. 상기 비율은 또한 1:200보다 높을 수 있다. 추가적으로, 밀착성 불규칙 망상체 대 확장된 불소중합체의 비율은 또한 예를 들어 약 1:1 내지 약 1:10, 1:20, 1:50, 1:100, 또는 1:200 및 이 사이의 모든 범위로 상당히 다양할 수 있다. 상기 비율은 또한 1:200보다 높을 수 있다.

다공성 물품은 시트, 튜브 또는 막대의 형태로 제조될 수 있다. 확장된 불소중합체, 구체적으로는 확장된 PTFE는 시트, 또는 막, 튜브, 또는 막로 제조될 수 있다는 것이 잘 공지되어 있다. 밀착성 불규칙 망상체는 시트, 튜브 또는 막대 형태의 확장된 불소중합체 층에 결합될 수 있거나, 또는 시트 형태의 다공성 물품은 랩핑되어 튜브를 형성하거나 감겨서 막대를 형성할 수 있다. 도 12에 도시된 바와 같이, 다공성 물품(10)은 길이(38) 및 비코팅된 길이(40)에 의해 도시된 바와 같이 전체 길이 중 일부(36) 상에만 확장된 불소중합체 튜브(30)에 결합된 밀착성 불규칙 망상체(20)를 포함한다. 밀착성 불규칙 망상체는 확장된 불소중합체 튜브의 외경(32) 상에 있는 것으로 도시되지만, 또한 내경(34) 상에도 있을 수 있다.

놀랍게도, 일부 구체예에서 확장된 불소중합체의 투과성은 밀착성 불규칙 망상체의 결합에 의해 그다지 유의적으로 감소되지 않는다는 것을 발견하였다. 이는 밀착성 불규칙 망상체를 전술된 확장된 불소중합체에 결합시킨 후 확장된 불소중합체의 투과성을 다공성 물품의 투과성과 비교함으로써 입증되었고; 이러한 데이터는 하기 표 6 및 표 7에 기재된다. 특히, 놀랍게도 초기에 100 프래이저 또는 0.24 크라일의 높은 투과성을 갖는 확장된 불소중합체는 실시예 5에 도시된 바와 같이 밀착성 불규칙 망상체의 결합 후 77 프래이저, 0.32 크라일을 유지하였다. 추가적으로, 실시예 5는 밀착성 불규칙 망상체가 확장된 불소중합체의 강도, 특히, 고도의 투과성이 있는 확장된 불소중합체의 강도를 매우 증가시킬 수 있다는 것을 입증한다. 실시예 5에 사용된 확장된 불소중합체의 볼 버스트(ball burst) 값은 밀착성 불규칙 망상체의 결합에 의해 6.45 N∼11.44 N, 또는 거의 두배로 증가하였다.

비교적 낮은 투과성의 확장된 불소중합체, 예컨대 실시예 6의 제조에 사용되는 것의 투과성은 하기 표 7에 기재된 바와 같이 밀착성 불규칙 망상체의 결합에 의해 그다지 유의적으로 감소되지 않았다.

일부 구체예에서, 밀착성 불규칙 망상체의 결합은 투과성, 포점 또는 이의 바람직한 조합을 그다지 유의적으로 감소시키지 않으면서 확장된 불소중합체의 내마모성은 매우 향상시킬 수 있다. 하기 표 8에 제시된 바와 같이, 밀착성 불규칙 망상체를 실시예 1에 기술된 막 A에 결합시키는 것은 본원에 기술된 마틴데일 마모 테스트의 실패 사이클을 40∼150 사이클로 증가시켰다.

확장된 불소중합체는 통상 일부 적용예에 바람직하지 않은 비교적 평활한 표면을 갖는다. 본 발명의 밀착성 불규칙 망상체는 확장된 불소중합체보다 더욱 더 거친 표면을 갖는다. 비제한적 예로서 벤트, 필터, 의류 등과 같은 일부 적용예에서, 거친 표면은 액체의 롤 오프를 용이하게 하며, 특히 다공성 물품이 소유성을 갖도록 처리하는 경우에 용이할 것이다. 하기 표 9에는 본원에 기술된 절차에 따라 측정된 표면 조도가 기재된다. Sa 값은 평면 피트(plane fit)로부터 테스트 부분 표면까지의 모든 점수의 평균 조도 또는 편차, 또는 평균으로부터의 편차의 산술 평균이다. 테스트된 밀착성 불규칙 망상체의 Sa 값은 확장된 불소중합체, 및 FEP 압출된 필름에 대한 Sa 값보다 큰 자리수 이상이었다. 본 발명의 밀착성 불규칙 망상체는 대략 12 이상, 20 초과, 40 초과 또는 12∼60 um의 Sa 값을 갖도록 제조될 수 있다. Sp 값은 가장 높은 피크와 평균 평면 사이의 높이이다. 밀착성 불규칙 망상체의 Sp 값은 각각 확장된 불소중합체 및 FEP 필름보다 대략 30배 및 15배 높았다. 본 발명의 밀착성 불규칙 망상체는 대략 50 이상, 100 초과, 200 초과 또는 50∼300 um의 Sp 값을 갖도록 제조될 수 있다.

다공성 물품은 지지체 층, 비제한적 예로서 직조, 또는 부직 직물류, 메쉬, 스크린, 펠트, 또는 또다른 확장된 불소중합체에 부착될 수 있다. 도 9에 도시된 지지체 층(46)에는 불연속 결합(44)을 갖는 확장된 불소중합체(12), 또는 밀착성 불규칙 망상체(20)에 결합되어 추가의 치수 안정성, 강성, 강도 등이 제공될 수 있다. 불연속 결합은 열 및 /또는 압력, 또는 초음파 용접 등을 사용하는 접착제, 또는 접착제 그물 또는 직물류, 포인트 결합일 수 있다.

밀착성 불규칙 망상체는 우선 부재 또는 입자를 함께 결합시킨 후 밀착성 불규칙 망상체를 확장된 불소중합체 층에 결합시킴으로써 제조될 수 있다. 밀착성 불규칙 망상체는 입자의 일부를 확장된 불소중합체에 결합시키면서 입자를 서로 결합시킴으로써 제조될 수 있다. 밀착성 불규칙 망상체는 확장된 불소중합체의 한 면에 부착시킬 수 있고, 이후 제2 밀착성 불규칙 망상체는 동일 표면 또는 대향 표면에 부착시킬 수 있다.

밀착성 불규칙 망상체를 제조하는 데 사용되는 입자 또는 부재는 임의의 종래의 가열원, 예컨대 대류식 오븐, 열판, 복사열 등을 사용하여 가열에 의해 결합될 수 있다. 대안적으로, 유도 가열 또는 초음파 가열에 의해 입자는 서로 또는 확장된 불소중합체에 결합될 수 있다.

일 구체예에서, 밀착성 불규칙 망상체는 확장된 불소중합체의 한 표면을 FEP, 분말 A의 입자에 의해 코팅함으로써 생성된다. 이후 코팅된 확장된 불소중합체는 FEP 분말이 그 자체로 결합되어 밀착성 불규칙 망상체를 형성하고 확장된 불소중합체에 결합되기에 충분한 온도 및 시간으로 가열된다.

또다른 구체예에서, 밀착성 불규칙 망상체는 도 13A 내지 도 16B에 도시된 패턴으로 제조될 수 있다. 패턴은 표면에 걸쳐 및/또는 망상체의 두께를 통해 밀착성 불규칙 망상체의 성질, 예컨대 두께 또는 밀도를 변화시키는 임의의 패턴일 수 있다. 본원에 정의되고 도 13A 및 도 13B에 도시된 선형 패턴(50)은, 확장된 불소중합체(12) 상에는 밀착성 불규칙 망상체(20)가 존재하지 않는 개방 부분(52)의 평행 길이 사이의 밀착성 불규칙 망상체(20)의 복수의 비교적 평행한 길이를 포함하는 패턴이다. 또다른 구체예에서, 본원에 정의되고 도 14에 도시된 불연속 패턴(54)은 개방 부분(52)에 의해 둘러싸인 밀착성 불규칙 망상체(56)의 불연속 구간을 포함한다. 또다른 구체예에서, 본원에 정의되고 도 15에 도시된 연속 패턴(58)은 연속된 밀착성 불규칙 망상체(60) 및 불연속된 개방 부분(62)을 포함한다. 또다른 구체예에서, 다공성 물품은 밀착성 불규칙 망상체가 표면에 걸쳐 두께에 실질적으로 규칙적인 변화를 갖는 도 16A 및 16B에 도시된 엠보싱 처리된 패턴(65)을 포함할 수 있다. 엠보싱 처리된 패턴은 더 얇은 부분이 개방 부분에 대향하는 재료에 형성되는 연속, 불연속 또는 선형 패턴의 일반적인 특징을 채택할 수 있다. 패턴은 의도하는 적용예의 특정 성질을 제공하도록 선택될 수 있다. 예를 들면, 선형 패턴 또는 불연속 패턴은 표면을 가로지르는 유동이 중요한 경우에 사용될 수 있다.

밀착성 불규칙 망상체의 패턴은 입자 또는 부재가 표면에 적용되는 경우 마스크를 사용하여 생성될 수 있거나, 또는 패턴은 입자가 서로 결합되기 이전에, 동안에 또는 이후에, 열 및/또는 압력을 사용하여 패턴을 재료에 가압시킴으로써 형성시킬 수 있다. 또한, 패턴은, 확장된 불소중합체 재료가 입자 적용 부분을 지나 표시됨으로써 간헐적으로 입자를 분산시켜 생성될 수 있다. 또다른 구체예에서, 패턴은 재료를 제거하여 패턴을 생성시킴으로써 생성된다.

본 발명의 다공성 물품은 각종 기술에 의해 소유성이 있도록 할 수 있고, 이에 의해 재료가 높은 공기 유동 및 높은 물 진입 압력을 갖고 오일과 같은 낮은 표면 장력 유체에 의해 투과에 저항성이 있는 특정 적용예, 예컨대 벤팅 분야에 사용하기에 적절하게 제조된다. 이러한 적용예에 사용된 바와 같이, 용어 "소유성(oleophobic)"은 약 2 초과의 AATCC 테스트 방법 118-2002 오일 등급을 갖는 물품을 의미한다. 예를 들면, 다공성 물품은 미국 특허 번호 5,116,650에 기술된 바와 같이 퍼플루오로디옥솔 중합체의 용액으로 코팅될 수 있다. 코팅은 또한 이들이 함께 부착되기 전에 다공성 물품의 부재 중 하나 이상에 도포될 수 있다. 예를 들면, 확장된 불소중합체에는 밀착성 불규칙 망상체가 중합체에 결합 또는 적용되기 전에 코팅 용액을 처리하여 소유성(oleophobicity)이 제공될 수 있다.

다공성 물품은 예를 들어 수성 유체의 여과를 비롯한 액체 여과 적용예에 사용가능한 각종 기술에 의해 친수성이 되도록 할 수 있다. 본원에 사용된 친수성은 물이 10 kPa 미만의 저압에 의해 제1 표면에서 제2 표면으로 재료를 투과하는 물 습윤성이 있는 재료로서 정의된다.

본 발명의 다공성 물품은 고온에서 치수적으로 안정하도록 제조될 수 있다. 확장된 불소중합체 재료는 고온에 노출되었을 때 극적으로 수축할 수 있다. 예를 들면, 하기 표 10에 기재된 데이터는 shows that an 확장된 PTFE 막, 막 C가 150℃에서 5분 동안 가열되었을 때 면적 당 대략 72%가 수축하는 반면, 실시예 9에 따라 제조된, 여기에 결합된 밀착성 불규칙 망상체를 갖는 동일한 막은 단지 6%만이 수축하였다. 본 발명의 다공성 물품은 본원에서 이들이 본원에 기술된 치수 안정성 테스트에 따라 테스트되었을 때 20% 미만의 면적 수축율을 가지는 경우 치수적으로 안정한 것으로 정의된다.

불연속 불소수지 및 ePTFE 막 복합재의 비교예에서는 치수 안정성을 위해 제조되고 테스트되었다. 확장된 막은 Bacino 등에 의한 미국 출원 번호 11/738,761의 교시에 따라 제조되었고, 각각 실시예 11 및 10에 제시된 바와 같이 FEP의 불연속 표면 층을 포함 및 불포함하도록 제조되었다. 밀착성 불규칙 망상체는 실시예 10의 ePTFE 막, 및 실시예 11의 불연속 표면 층의 면에 결합되어, 각각 실시예 12 및 13을 생성하였다. 본원에 기술된 열적 치수 안정성을 위해 모든 4개의 샘플을 테스트하였고 그 결과는 하기 표 11에 기재된다. 밀착성 불규칙 망상체를 포함하지 않는 2개의 샘플은 대략 70%의 면적 수축률을 가진 반면, 밀착성 불규칙 망상체를 포함하는 샘플은 3% 미만의 면적 수축률을 가졌다.

하기 표 12에는 실시예에서 제조되고 기술된 다공성 물품을 위해 측정된 데이터가 제공된다.

추가 정의:

본원에 사용된 "다공성 물품"은 제1 표면 및 제2 표면, 및 그 사이에 기공을 갖는 재료로 한정하고, 여기서 유체, 공기 또는 기체는 압력이 가해지는 경우 제1 표면에서 제2 표면으로 통과할 수 있고; 예를 들어 본 특허의 목적의 경우 500초 미만 또는 대략 4,000 크라일의 걸리 값을 갖는 재료는 다공성으로 간주된다.

본원에 사용된 "밀착성 불규칙 망상체"는, 예를 들어 함께 용융 또는 융합시킴으로써 함께 결합시켜 본질적으로 비-균일한 부재로 이루어진 다공성 및 투과성 재료를 형성하는 불소수지의 입자 또는 부재로서 정의되고, 여기서 균일한 부재는 주요 길이 부위에 걸쳐 일정한 단면 형상을 갖는 것이다.

본원에 사용된 "결합"은 예를 들어 보다 더 큰 서로로부터 이들을 분리시키는 측정가능한 힘(중력)을 취하도록 재료를 함께 연결시키는 것으로 정의된다.

본원에 사용된 "인접 영역"은 투과성 층과 확장된 불소중합체 층 사이의 영역으로 정의되고 투과성 층이 확장된 불소중합체의 다른 면에 부착되는 구체예에서는, 확장된 불소중합체의 다른 면 상에 인접 영역이 있다.

본원에 사용된 "자립성 있는(free standing)"은 또다른 재료에 대해 지지 또는 결합하는 일 없이 스스로 취급하고자 하는 데 충분한 기계적 완전성을 갖는 재료로서 정의된다. 예를 들면, 자립성 있는 재료는 확장된 불소중합체 상에 그리고 결합하여 배치될 수 있다.

본원에 사용된 "인접"은 연속된 결과로 전반에 걸쳐 연결된 표면으로 정의된다.

테스트 방법

열적 치수 안정성:

시트 재료 샘플을 15.2 × 3.8 cm로 컷팅하여 얇은 알루미늄 팬 위에 놓고 알루미늄 호일로 느슨하게 덮어 샘플을 보호하지만 이를 제한하지는 않고, 그리고나서 설정 온도 150℃로 예열된 오븐에 놓는다. 5분 후 오븐에서 팬을 제거하였다. 팬을 냉각시킨 후 팬에서 샘플을 제거하고 치수를 측정하였다. 그리고나서 수축률을 계산하여 표 10에 이러한 결과를 기재하였다.

용융 유동 지수( MFI )

ASTM D1238, 압출 가소도계에 의한 열가소성 물질의 용융 유속을 위한 표준 테스트 방법의 일반적인 교시에 따라 용융 유동 지수(MFI)에 대해 밀착성 불규칙 망상체를 제조하는 데 사용되는 분말을 테스트하였다. 특히, 절차 A는 일반적으로 372℃의 온도 및 216 Kg의 하중을 이용하여 수행하였다. 이는 ASTM의 섹션 8에 상세하게 설명된다.

이러한 테스트 방법은 압출 가소도계를 사용한 용융 열가소성 수지의 압출 속도의 측정을 포괄한다. 특정한 예열 시간 후, 수지는 배럴 내 피스톤 위치, 하중 및 온도의 규정된 조건 하에서 특정된 길이 및 오리피스 직경을 가진 다이를 통해 압출되었다. 측정수단의 단위는 재료의 g/10분(g/10분)이다. 이는 제시된 시간에 걸쳐 다이로부터 압출되는 재료의 질량의 측정을 기초로 한다. 이는 일반적으로 0.15∼50 g/10분에 속하는 용융 유속을 갖는 재료를 사용하였다.

입자 크기

입자 크기는 Honeywell 마이크로트랙 ASVR 및 마이크로트랙 X100 Laser를 사용하여 측정하였다. 이소프로필 알콜(IPA)로 80 ㎖ 비커를 채우고, 그리고나서 대략 2 g의 샘플을 비커에 배치하였다. 그리고나서 Caframo Type RZRI(캐나다 위어톤 소재) 믹서를 사용하여 대략 3∼4분 동안 비커를 교반하였다. 마이크로트랙의 배쓰 부분을 IPA로 채우고 유동을 전환시켰다. 마이크로트랙 상에 판독되는 배경이 0으로 판독되는 경우, 신호를 받는 마이크로트랙이 준비될 때까지 테스트 샘플을 서서히 첨가하였다. 각 샘플에서 3가지 측정을 취하였다. 이러한 테스트로부터 기재된 데이터는 다음을 포함한다:

MV - "부피 분포"의 평균 직경(미크론)은 분포의 중력의 중심을 나타낸다. Mie 또는 변형된 Mie 계산은 분포를 계산하는 데 사용된다. MV를 계산하는 데 사용되는 식의 실시는 분포에서 큰 입자의 부피량을 변화시킴으로써 (강하게 영향받는) 가중치가 주어지는 것을 제시할 것이다. 이는 일 유형의 평균 입자 크기 또는 중간 경향이다.

MN - "수 분포"의 평균 직경(미크론)은 부피 분포 데이터를 사용하여 계산하고 분포시 더 작은 입자로 가중치가 된다. 이러한 유형의 평균은 입자의 집단 또는 계수에 관한 것이다.

MA - "면적 분포"의 평균 직경(미크론)은 부피 분포로부터 계산된다. 이러한 면적 평균은 분포시 거친 입자의 양을 변화시키는 MV보다 덜 가중치를 주는(또한 덜 예민한) 유형의 평균이다. 이는 분포 입자의 표면적의 분포 상에서 정보를 제공한다.

CS - 계산된 표면 - M2/cc의 단위로 제공되는 상기 값은 비표면적의 표시를 제공한다. CS 계산은 평활한, 고체의, 구형의 입자를 추정한다. 이는 입자의 밀도에 의한 값을 통해 나누는 M2/g의 SSA 전형적인 단위로 전환될 수 있다. CS가 입자의 효과 다공성, 입자의 흡착 특이성 또는 지형학적 특징을 취하지 않기 때문에 BET 또는 표면적 측정의 다른 흡착 방법으로 교환될 수 없다.

SD - 그래픽 표준 편차(σg)로도 공지된 표준 편차(미크론)는 분포의 폭의 한 측정수단이다. 이는 복수의 측정에 대한 가변성의 표시가 아니다. 계산된 식은 84%-16%)/2이다.

두께 측정

Kafer FZ1000/30 두께 스냅 게이지(Kafer Messuhrenfabrik GmbH, 독일 빌링겐-슈벤닝겐 소재)의 2개의 플레이트 사이에 재료를 놓고 두께를 측정하였다. 3회 측정의 평균을 사용하였다. 일부 경우에, Mitutoyo 스냅 게이지 - JVD028 No. 2804S-10(일본 가나가와 소재)를 사용하여 샘플의 두께를 측정하였다.

다공률

샘플의 면적 질량 및 두께를 사용하여 다공률을 계산하였다. The area mass of 샘플의 면적 질량을 두께로 나누어 샘플의 밀도를 측정하였다(ρs). 그리고나서 하기 식을 이용하여 다공률을 계산하였다:

상기 식에서, ρm = 원료의 밀도(g/cc). 예를 들면, FEP에 사용된 밀도값은 2.14 g/cc이었다.

포점 측정

모세관형 유동 포로미터(Model CFP 1500 AEXL, Porous Materials Inc., 미국 뉴욕주 이타카 소재)를 사용하여 ASTM F31 6-03의 일반적인 교시에 따라 포점 및 평균 유동 기공 크기를 측정하였다. 샘플 막을 샘플 챔버에 놓고 표면 장력이 19.1 dynes/cm인 SilWick Silicone Fluid(Porous Materials Inc.에서 구입가능)로 습윤시켰다. 샘플 챔버의 하단 클램프는 2.54 cm 직경, 3.175 mm 두께의 다공성 금속 디스크 인서트(Mott Metallurgical, 미국 코네티컷 주 파밍턴 소재, 40 미크론 다공성 금속 디스크)를 가졌고 샘플 챔버의 상단 클램프는 3.175 mm 직경 홀을 가졌다. Capwin 소프트웨어 버전 6.62.1을 사용하여 하기 표에 구체화된 바와 같이 하기 매개변수를 설정하였다. 포점 및 평균 유동 기공 크기에 제시된 값은 2회 측정의 평균이었다.

투과성 걸리 측정

걸리 공기 유동 테스트는 12.4 cm의 수압에서 6.45 cm² 샘플을 통해 유동시키는 100 cm³의 공기에 대한 시간(초)을 측정한다. Gurley Densometer Model 4340 Automatic Densometer로 샘플을 측정하였다. 3회 측정의 평균을 사용하였다.

투과성 테스트: 프래이저

Textest Instruments, FX3310 - 스위스 슈베르첸바흐, 테스트 압력은 125Pa로 설정되고 CFM으로 측정된다.

표면적 측정 / ( BET )

Coulter SA3100 Gas Adsortion Analyzer(Beckman Coulter Inc., 미국 캘리포니아 풀러턴 소재) 상에서 Brunauer-Emmett-Teller(BET) 방법을 이용하여 m²/g의 단위로 표시되는 ePTFE 막의 단위 질량 당 표면적을 측정하였다. ePTFE 막 시트의 중심으로부터 샘플을 컷팅하고 소형 샘플 튜브에 배치하였다(참조 번호 8201151). ePTFE 샘플의 질량은 대략 0.1∼0.2 g이었다. Beckman Coulter Inc.(미국 캘리포니아주 풀러턴 소재)의 Coulter SA-Prep Surface Area Outgasser(Model SA-PREP, P/N 5102014) 내에 튜브를 배치하고 110℃에서 2시간 동안 헬륨으로 퍼징하였다. 그리고나서 SA-Prep Outgasser로부터 샘플 튜브를 제거하고 칭량하였다. 그리고나서 SA3100 Gas Adsorption Analyzer 내에 샘플 튜브를 배치하고 헬륨을 사용하는 장치 지시에 따라 BET 표면적 분석을 가동시켜 자유 공간 및 흡착질 가스로서의 질소를 계산하였다. 각 샘플에 대해 단일 측정을 기록하였다.

표면 조도 측정

Micro Photonic, Inc.의 Nanovea ST400 Series를 사용하여 다공성 물품의 표면 조도를 측정하였다. 하기 매개변수를 설정하였다:

스캔 매개변수: x 및 y 방향 둘다 25 um 스텝을 갖는 2 mm x 2 mm 면적

표면 치수: 면적

출발 위치: 중심

단일 방향:

펜: 3500 옵티컬

CHR 획득: 30 hz

각종 매개변수는 하기 기술된 바와 같이 측정된다:

1. Sa -- 평균으로부터의 편차의 산술 평균. 평면 피트에서 테스트 부분 표면의 모든 포인트의 평균 조도 또는 편차.

2. Sq -- 평균으로부터의 편차의 이차 평균. 표면의 진폭에 대한 효과적인 값을 계산함(RMS).

3. Sp -- 표면의 가장 높은 피크. 가장 높은 피크와 평균 평면 사이의 높이.

4. Sv -- 표면의 가장 깊은 밸리. 평균 평면과 가장 깊은 밸리 사이의 깊이.

5. St -- 표면의 총 높이. 가장 높은 피크와 가장 깊은 홀 사이의 높이.

6. Ssk -- 깊이의 분포 곡선의 대칭. 네거티브 Ssk는 하나의 평탄역(plateau)과 깊고 미세한 밸리로 주로 이루어진 표면을 나타냄. 이러한 경우, 그 분포는 상단부로 기울어짐. 포지티브 Ssk는 평면 상에 수많은 피크를 가진 표면을 나타냄. 분포는 바닥부로 기울어짐. 사용된 큰 지수로 인해, 이러한 매개변수는 측정의 노이즈와 샘플링에 매우 민감함.

7. Sku -- 깊이의 분포 곡선의 편평함. 사용된 큰 지수로 인해, 이러한 매개변수는 측정의 노이즈와 샘플링에 매우 민감함.

8. Sz -- 표면의 10 포인트의 높이. 평가 길이에 걸쳐 5개의 가장 높은 피크와 5개의 가장 깊은 홀 사이의 거리의 평균. 피크와 밸리를 발견하는 것은 3×3의 부근을 고려함.

내마모성 테스트

마틴데일 마모 테스트 장치를 사용하여 하기 변형에 의한 ASTM D4966, "텍스타일 직물류의 내마모성에 대한 표준 테스트 방법(마틴데일 마모 테스트 방법)"에 따라 마모를 테스트하였다. 6.25" 직경의 원형 견본을 테스트 테이블 상의 펠트의 표준 조각 위에 앞면이 위로 오도록 배치하여, 샘플의 필름 표면에 마모 실험을 실시하였다. 견본 홀더의 견본은 샘플에 실험하도록 앞면이 아래로 가도록 하여 후크를 가진 고리 잠금장치와 후크의 후크 면의 1.5" 직경의 원형 견본으로 대체하였다. 이러한 재료는 "2 인치 폭의 블랙 후크"로서 Norman Shatz Co.(미국 19020 펜실베니아주 벤살렘 이스트 스트리트 로드 3570 소재)에서 얻을 수 있는 나일론 후크이다.

마모 운동은 각 운동 간격의 끝에서 이루어진 정수압 저항 측정에 의해 규칙적 간격으로 실시되었다. 초기에는, 운동 간격은 50회 운동에 도달할 때까지 25회 운동이다.

방수(liquidproof) 테스트를 다음과 같이 실시하였다. 샘플은 전형적인 테스트 액체로서 작용하는 물에 의해 변형된 Suiter 테스트 장치를 사용하여 방수성에 대해 테스트되었다. 클램핑된 장치에서 2개의 고무 개스킷으로 밀봉된 약 4¼ 인치 직경의 샘플 부분에 대하여 물이 가해졌다. 샘플의 외부 필름 표면이 물이 가해지는 표면이도록 샘플을 배향시킴으로써 샘플이 테스트되었다. 샘플 상의 수압은 적절한 게이지에 의해 표시되고 인라인 밸브에 의해 조절되는 물 저장소에 연결된 펌프에 의해 약 1 psi로 증가되었다. 테스트 샘플은 비스듬하게 두어서 물을 재순환시켜 샘플의 더 낮은 표면에 물은 접촉시키고 공기는 접촉되지 않도록 보장하였다. 샘플의 외부 필름 표면을 대향하는 표면은 샘플을 통해 가해지는 임의의 물의 외관에 대해 3분 동안 관찰되었다. 표면 상에 보여지는 액체 물은 누출로서 해석되었다. 통과 (방수) 등급은 액체 물이 3분 내에 샘플 표면 상에 가시화되지 않을 경우에 제공되었다. 샘플은 이 테스트를 통과하는 경우 본원에 사용된 "방수"이다. 예를 들어 위핑(weeping), 핀 홀 누출 등의 형태로 임의의 가시화된 액체 물 누출을 갖는 샘플은 방수가 아니며 테스트에 실패한다. 방수 실패에 대한 마모 사이클의 횟수는 표 8에 기재되었다. 실시예 2의 다공성 물품을 제조하는 데 사용되는 ePTFE 막은 대조군으로 테스트되었고 방수 실패에 대해 40 사이클을 가진 반면, 실시예 2에 따라 제조된 샘플은 방수 실패에 대해 150 사이클을 가졌다.

하기 실시예는 본 발명의 예시로서 간주되지만, 어떤 방식으로든 본 발명의 범위를 한정하는 것으로서 이해되서는 안된다.

다공성 물품 제조 방법

도 17에 도시된 바와 같이, 대략 모든 12 mm에 공간을 둔 12 mm 높은 핀(84)을 갖는 30.5 cm × 30.5 cm 핀 프레임(80) 상에 표 1에 기술된 확장된 PTFE 막(82)의 샘플을 배치하였다. 0.180 mm 개구를 갖는 미국 표준 시리즈 체, 체 #80(Dual Manufacturing Co., 미국 일리노이주 시카고 소재)에 분말 또는 분말 배합물을 배치하였다. 도 18에 도시된 바와 같이, 체를 탭핑하여 ePTFE 샘플(82) 상에 열가소성 입자(86)를 분산시켰다. 그리고나서, 도 19에 도시된 바와 같이, 주변길이 주변에 대략 1 cm 높이의 가장자리를 갖는 대략 36 cm × 36 cm로 측정된 알루미늄 트레이(90) 상에 핀 프레임을 배치하였다. 주변길이 주변에 대략 5 cm 높은 가장자리를 갖는 36 cm × 36 cm로 측정된 뚜껑을 샘플 상에 두었다. 그리고나서 덮힌 샘플을 가열하고; 이를 Despatch V Series Oven(Despatch Industries 미국 미네소타주 미네폴리스 소재) 상에 배치하고, 대략 15분 동안 305℃의 온도로 설정한 후 뚜껑을 제거하고 샘플을 제거하기 전 추가 5분 동안 오븐에서 샘플을 방치하여 함께 융합되고 확장된 불소중합체 막에 결합된 열가소성 입자의 밀착성 불규칙 망상체를 갖는 다공성 물품을 생성하였다.

하기 실시예에서 제조된 모든 다공성 물품은 실시예에서 달리 언급되지 않는 한 기술된 일반 절차에 따랐다.

실시예 1

막 A로서 본원에 기술된 ePTFE 막 상에 분말 A로 본원에 기술된 FEP 분말, NC1500(Daikin, 일본 소재)을 분산시키고 뚜껑을 제거한 후 8분 동안 오븐에 방치시킨 것을 제외하고는 다공성 물품 제조 방법에 기술된 바와 같이 오븐에서 가열함으로써 다공성 물품 제조 방법에 따라 다공성 물품을 제조하였다. 도 1의 SEM 이미지에 도시된 바와 같이 함께 융합되고 확장된 불소중합체 막에 결합된 열가소성 입자의 밀착성 불규칙 망상체를 갖도록 다공성 물품을 제조하였다.

그리고나서 상기 다공성 물품은 본원에 기술된 방식으로 각종 성질을 측정함으로써 특성화되었고, 본 실시예에 따라 제조된 샘플에 대한 데이터는 표 9 및 12에 나타내었다.

이러한 샘플은 본원에 기술된 테스트 방법에 따라 내마모성에 대해 추가로 평가되었다. 실시예 1의 다공성 물품을 제조하는 데 사용된 ePTFE 막은 대조군으로서 테스트되었고 방수 실패에 대해 40 사이클을 가진 반면, 실시예 1에 따라 제조된 샘플은 방수 실패에 대해 150 사이클을 가졌다.

실시예 2

막 A 상에 50 중량%의 분말 A와 50 중량%의 분말 B의 배합물을 분삼시킴으로써 다공성 물품 제조 방법에 따라 다공성 물품을 제조하였다. 대형 용기 내에 분말을 배치하고 입자가 배합될 때까지 용기를 회전시킴으로써 2개의 분말을 배합하였다. 그리고나서 다공성 물품 제조 방법의 절차에 따라 오븐에 분말 코팅된 샘플을 배치하였다. 도 8A 및 도 8B의 SEM 이미지에 도시된 바와 같이 함께 융합된 열가소성 입자를 가져서 확장된 불소중합체 막에 결합된 밀착성 불규칙 망상체를 형성하도록 다공성 물품을 제조하였다.

실시예 3

본원에 기술된 바와 같이 막 A 상에 분말 A를 분산시킴으로써 다공성 물품 제조 방법에 따라 다공성 물품을 제조하였다. 실시예 1의 절차에 따라 샘플을 오븐에 배치하고 15분 동안 305℃에서 가열하였다. 15분 후, 뚜껑을 제거하고 샘플을 제거하기 전에 추가 5분 동안 오븐에 샘플을 방치하였다. 오븐에서 제거 직후, 분말 B를 샘플 상에 분산시키고, 뚜껑을 샘플 위에 다시 배치하고 덮힌 샘플을 다시 305℃의 온도로 여전히 설정되어 있는 오븐에 배치하였다. 5분 후 샘플로부터 뚜껑을 제거하고, 추가 3분 동안 오븐에서 샘플을 방치하였다.

도 4A 및 도 4B의 SEM 이미지에 도시된 바와 같이 함께 융합된 열가소성 입자를 가져서 확장된 불소중합체 막에 결합된 밀착성 불규칙 망상체를 형성하도록 다공성 물품을 제조하였다.

실시예 4

핀 프레임에 부착시키는 대신 호스 클램프를 가진 대략 30 cm 직경 × 2.5 cm 높이의 후프에 막 A를 부착시키는 것을 제외하고는 다공성 물품 제조 방법에 따라 다공성 물품을 제조하였다. 분말 A를 막 B 상에 분산시키고, 트레이 상에 샘플을 배치하고 뚜껑을 덮는 것을 비롯한 다공성 물품 제조 방법의 절차에 따라 가열하였다. 함께 융합된 열가소성 입자를 가져서 확장된 불소중합체 막에 결합된 밀착성 불규칙 망상체를 형성하도록 다공성 물품을 제조하였다.

샘플의 투과성은 본원에 기술된 방법에 따라 측정되고 51 프래지어의 평균을 가졌다. 그리고나서 트레이에 샘플을 다시 배치하고 뚜껑을 덮고 추가 15분 동안 305℃의 온도로 설정된 오븐에 다시 배치하였다. 다시 오븐에서 샘플을 제거한 후, 샘플은 47.5 프래이저의 평균 투과성을 가졌다. 그리고나서 트레이에 샘플을 다시 배치하고 뚜껑을 덮고 15분 동안 3회 305℃의 온도로 설정된 오븐에 다시 배치하였다. 다시 오븐에서 샘플을 제거한 후, 샘플은 41.8 프래이저의 평균 투과성을 가졌다. 투과성 평균은 측정된 2개의 값의 평균이다. 그리고나서 상기 다공성 물품은 본원에 기술된 방식으로 각종 성질을 측정함으로써 특성화되었고, 본 실시예에 따라 제조된 샘플에 대한 데이터는 표 9 및 표 12에 나타내었다.

실시예 5

핀 프레임에 부착시키는 대신 호스 클램프를 가진 대략 30 cm 직경 × 2.5 cm 높이의 후프에 막 D를 부착시키는 것을 제외하고는 다공성 물품 제조 방법에 따라 다공성 물품을 제조하였다. 분말 A를 막 D 상에 분산시키고 다공성 물품 제조 방법에 따라 가열하였다. 함께 융합된 열가소성 입자의 투과성 층을 가져서 확장된 불소중합체 막에 결합된 밀착성 불규칙 망상체를 형성하도록 다공성 물품을 제조하였다. 함께 융합된 열가소성 입자를 가져서 확장된 불소중합체 막에 결합된 밀착성 불규칙 망상체를 형성하도록 다공성 물품을 제조하였다.

그리고나서 상기 다공성 물품은 본원에 기술된 방식으로 각종 성질을 측정함으로써 특성화되었고, 본 실시예에 따라 제조된 샘플에 대한 데이터는 표 6 및 표 12에 나타내었다.

본 실시예의 다공성 물품을 제조하는 데 사용된 ePTFE 막, 막 D는 높은 투과성을 가졌지만 매우 얇고 약해서 단지 6.4 뉴턴의 낮은 볼 버스트 값을 가진 반면, 상기 막으로 제조된 다공성 물품은 여전히 높은 투과성을 갖지만 11.4 뉴턴의 거의 두배의 볼 버스트 값을 가졌다.

실시예 6

오븐 온도가 샘플을 가열하는 동안 220℃로 설정된 것을 제외하고는 다공성 물품 제조 방법에 따라 다공성 물품을 제조하였다. 분말 B늘 막 C 상에 분산되었고, 샘플은 기술된 바와 같이 가열되었다. 함께 융합된 열가소성 입자를 가져서 확장된 불소중합체 막에 결합된 밀착성 불규칙 망상체를 형성하도록 다공성 물품을 제조하였다.

그리고나서 상기 다공성 물품은 본원에 기술된 방식으로 각종 성질을 측정함으로써 특성화되었고, 본 실시예에 따라 제조된 샘플에 대한 데이터는 표 9, 10 및 표 12에 나타내었다.

실시예 7

확장된 막 대신에 50 um 두께의 얇게 잘린 PTFE 필름(Dewall, 미국 로드아일랜드주 선더스타운 소재) 상에 분말 A를 분산시키는 것을 제외하고는 다공성 물품 제조 방법에 따라 투과성있는 자립성 있는 재료를 제조하였다. 분말 A를 얇게 잘린 PTFE 상에 분산시키고 다공성 물품 제조 방법에 따랐다. 샘플을 냉각시킨 후, 밀착성 불규칙 망상체에서 얇게 잘린 PTFE를 박리시켜 도 19A 및 도 19B의 SEM 이미지에 도시된 바와 같이 함께 융합된 열가소성 입자의 밀착성 불규칙 망상체를 갖는 자립성 있는 다공성 물품을 제조하였다. 도 19A에는 자립성 있는 재료(15)의 제1 표면(23)을 도시하였고, 도 19B에는 편평한 표면 영역(27)을 갖는 제2 표면(25)을 도시하였다. 그리고나서 상기 투과성있는 자립성 있는 재료는 본원에 기술된 방식으로 각종 성질을 측정함으로써 특성화되었고, 본 실시예에 따라 제조된 샘플에 대한 데이터는 표 5, 9 및 표 12에 나타내었다.

실시예 8

확장된 막 대신에 50 um 두께의 얇게 잘린 PTFE 필름(Dewall, 미국 로드아일랜드주 선더스타운 소재) 상에 50 중량%의 분말 A와 50 중량%의 분말 C의 혼합물을 분산시키는 것을 제외하고는 다공성 물품 제조 방법에 따라 투과성있는 자립성 있는 재료를 제조하였다. 대형 용기 내에 분말을 배치하고 입자가 배합될 때까지 용기를 회전시킴으로써 2개의 분말을 배합하였다. 분말을 얇게 잘린 PTFE 상에 분산시키고 다공성 물품 제조 방법에 따랐다. 샘플을 냉각시킨 후, 밀착성 불규칙 망상체에서 얇게 잘린 PTFE를 박리시켜 함께 융합된 열가소성 입자의 밀착성 불규칙 망상체를 갖는 자립성 있는 다공성 물품을 제조하였다. 그리고나서 상기 투과성있는 자립성 있는 재료는 본원에 기술된 방식으로 각종 성질을 측정함으로써 특성화되었고, 본 실시예에 따라 제조된 샘플에 대한 데이터는 표 5에 나타내었다. 자립성 있는 재료의 다공률은 대략 57%이었다.

실시예 9

분말 A를 막 C 상에 분산시킴으로써 다공성 물품 제조 방법에 따라 다공성 물품을 제조하였다. 다공성 물품 제조 방법에 따른 가열 절차에 따랐다. 함께 융합된 열가소성 입자를 가져서 확장된 불소중합체 막에 결합된 밀착성 불규칙 망상체를 형성하도록 다공성 물품을 제조하였다.

그리고나서 이러한 다공성 물품은 본원에 기술된 방식으로 각종 성질을 측정함으로써 특성화되었고, 본 실시예에 따라 제조된 샘플에 대한 데이터는 표 12에 나타내었다.

이러한 다공성 물품은 열적 치수 안정성에 대해 추가로 평가되었다. 10.2 cm × 20.3 cm 컷팅을 측정한 직사각형 샘플은 긴 치수가 길이 방향 또는 기계 방향과 평행하게 가동되도록 실시예 9에 따라 제조된 다공성 물품의 샘플과 마찬가지로 막 C로부터 유래하였다. 컷팅 직사각형 샘플을 금속 트레이 상에 배치하고 5분 동안 150℃의 온도로 설정된 Despatch V Series Oven에서 가열하였다. 샘플을 제거하여 냉각시켰다. 치수를 측정하고 수축률을 계산하여 표 10에 나타내었다.

다공성 물품은 고온에 노출시킨 후 낮은 면적 감소율에 의해 입증된 바와 같이 극적으로 더 높은 열적 치수 안정성을 가졌다.

실시예 10

다공성 확장된 PTFE 막을 제조하였다. PTFE 중합체(Daikin Industries, Ltd., 미국 뉴욕주 오렌지버그 소재)의 미세 분말을 Isopar K(Exxon Mobil Corp., 미국 버지니아주 페어팍스 소재)과 0.192 g/g의 미세 분말 비율로 배합시켰다. 실린더에서 윤활된 분말을 압착시켜 펠렛을 형성시키고 대략 12시간 동안 70℃에서 설정된 오븐에 배치하였다. 압착되고 가열된 펠렛을 램(ram) 압출시켜 대략 15.2 cm 폭 × 0.73 mm 두께의 테이프를 생성하였다. 압출된 테이프는 0.254 mm의 두께로 2개의 압착 롤 사이에 캘린더화시켰다. 그리고나서 테이프를 56 cm(즉, 3.7:1의 비율에서)으로 가로측으로 측정한 후, 250℃에서 설정된 오븐 내에서 건조시켰다. 건조 테이프는 345℃의 온도로 설정된 가열된 플레이트 위에서 롤의 뱅크 사이에 길이 방향으로 확장되었다. 제2 뱅크의 롤과 제1 뱅크의 롤 사이의 속도 비율, 및 이에 따른 팽창 비율은 14:1이었다. 그리고나서 길이 방향으로 확장된 테이프는 대략 15:1의 비율로 대략 350℃의 온도에서 가로축으로 확장시킨 후 대략 20초 동안 380℃로 설정된 오븐에서 구속하고 가열하였다. 그리고나서 이러한 다공성 ePTFE는 본원에 기술된 방식으로 각종 성질을 측정함으로써 특성화되었고, 본 실시예에 따라 제조된 샘플에 대한 데이터는 표 12에 나타내었다.

실시예 11

다공성 복합재는 일반적으로 Bacino 등에 의한 미국 특허 출원 번호 11/738,761의 교시에 따라 제조되었다. 플레이트 위에서 팽창시키기 전에 12.5 미크론 두께의 FEP 필름을 PTFE 테이프 상에 적층시키는 것을 제외하고는 실시예 10의 공정에 따랐다. 제2 뱅크의 롤과 제1 뱅크의 롤 사이의 속도 비율, 및 이에 따른 팽창 비율은 또한 14:1이었다. FEP 필름은 용융된 바와 같이 PTFE 테이프에 결합되었고 2개의 층으로 확장된 바와 같이 렌트(rent)는 FEP 필름으로 형성되었다. 그리고나서 길이 방향으로 확장된 복합재는 대략 15:1의 비율로 대략 350℃의 온도에서 가로축으로 확장시킨 후 대략 20초 동안 380℃로 설정된 오븐에서 구속하고 가열하였다. 그리고나서 이러한 다공성 복합재는 본원에 기술된 방식으로 각종 성질을 측정함으로써 특성화되었고, 본 실시예에 따라 제조된 샘플에 대한 데이터는 표 12에 나타내었다.

실시예 12

실시예 11에 따라 제조된 다공성 복합재는 다공성 물품 제조 방법에 따라 본원에 기술된 바와 같이 다공성 물품으로 추가 처리하였다. 다공성 복합재는 FEP 면의 앞면이 위로 오도록 핀 프레임 내에 배치하였고, 분말 A는 상기 표면 상에 분산시켰다. 그리고나서 샘플은 다공성 물품 제조 방법에 따라 가열하였다. 함께 융합된 열가소성 입자를 가져서 확장된 불소중합체 막에 결합된 밀착성 불규칙 망상체를 형성하도록 다공성 물품을 제조하였다. 밀착성 불규칙 망상체는 다공성 복합재의 불연속 FEP 표면에 부분적으로 결합되었다.

실시예 13

실시예 10에 따라 제조된 다공성 ePTFE 막은 다공성 물품 제조 방법에 따라 추가로 처리되었다. 다공성 복합재는 핀 프레임 내에 배치하고 분말 A를 표면에 분산시켰다. 그리고나서 다공성 물품 제조 방법에 따라 샘플을 가열하였다. 함께 융합된 열가소성 입자를 가져서 확장된 불소중합체 막에 결합된 밀착성 불규칙 망상체를 형성하도록 다공성 물품을 제조하였다.

그리고나서 실시예 10 내지 13에 따라 제조된 상기 물품은 본원에 기술된 방식으로 각종 성질을 측정함으로써 특성화되었고, 본 실시예에 따라 제조된 샘플에 대한 데이터는 표 12에 나타내었다.

상기 동일한 물품을 본원에 기술된 바와 같이 열적 치수 안정성에 대해 평가하였고 그 데이터는 표 11에 기재하였다. ePTFE 막에 결합된 밀착성 불규칙 망상체를 갖는 샘플은 훨씬 더 적은 면적 수축률을 가졌다.

비교예

각종 성질에 대해 FEP(Daikin Industries, Ltd., 미국 뉴욕주 오렌지버그 소재)의 대략 50 um 두께의 필름을 테스트하였고 그 데이터는 표 5, 9 및 12에 기재하였다.

Claims

다공성, 확장된 폴리테트라플루오로에틸렌(ePTFE) 막;
함께 융합된 하나 이상의 열가소성 불소중합체 입자를 포함하는 밀착성 불규칙 망상체(coherent irregular network); 및
상기 다공성 ePTFE 막과 상기 밀착성 불규칙 망상체 사이에 위치한 인접 영역
을 포함하고,
상기 다공성 ePTFE 막은 인접 영역에서 상기 밀착성 불규칙 망상체에 부착된 것이며,
상기 밀착성 불규칙 망상체는 개방 부분을 포함하고,
상기 개방 부분 중 하나 이상은 크기가 100 ㎛초과인 것인, 다공성 물품.
제1항에 있어서, 2400 크라일 미만 및 0.24 크라일 초과의 비저항을 갖는 다공성 물품.
제1항에 있어서, 밀착성 불규칙 망상체는 복수의 공극을 포함하고 인접 영역 중 일부에서만 상기 다공성 ePTFE 막에 부착되는 것인 다공성 물품.
삭제
삭제
삭제
제1항에 있어서, 밀착성 불규칙 망상체는 브리징(bridging)을 포함하는 것인 다공성 물품.
제1항에 있어서, 밀착성 불규칙 망상체는 두께가 5 ㎛ 초과인 다공성 물품.
제1항에 있어서, 밀착성 불규칙 망상체는 두께가 5 ㎛ 초과 및 500 ㎛ 미만인 다공성 물품.
제1항에 있어서, 하나 이상의 표면 상에 35 ㎛ 초과의 Sp 값(표면의 가장 높은 피크와 평균 평면 사이의 높이)으로 특정된 표면조도를 갖는 다공성 물품.
삭제
삭제
제1항에 있어서, 하나 이상의 열가소성 불소중합체의 입자는 372℃ 및 2.16 kg 하중에서 테스트된 경우 0.3 g/10분 내지 10 g/10분의 용융 유동 지수(MFI)를 갖는 것인 다공성 물품.
제1항에 있어서, 하나 이상의 열가소성 불소중합체의 입자는 플루오르화된 에틸렌 프로필렌(FEP)으로 이루어지는 것인 다공성 물품.
제14항에 있어서, 플루오르화된 에틸렌 프로필렌(FEP)은 372℃ 및 2.16 kg 하중에서 테스트된 경우 1.0 g/10분 미만의 용융 유동 지수(MFI)를 갖는 것인 다공성 물품.
제1항에 있어서, 밀착성 불규칙 망상체는 0.35 m²/g 이상의 BET 표면적을 갖는 것인 다공성 물품.
제1항에 있어서, 밀착성 불규칙 망상체는 0.25 m²/g 내지 5 m²/g의 BET 표면적을 갖는 것인 다공성 물품.
제1항에 있어서, 20% 미만의 면적 수축률을 갖는 다공성 물품.
제1항에 있어서, 5% 미만의 면적 수축률을 갖는 다공성 물품.
제1항에 있어서, 친수성 코팅을 추가로 포함하고 친수성인 다공성 물품.
제1항에 있어서, 소유성(oleophobic) 코팅을 추가로 포함하고 친수성인 다공성 물품.
삭제
삭제
제1항에 있어서, 밀착성 불규칙 망상체는 복수의 열가소성 중합체를 포함하는 것인 다공성 물품.
제1항에 있어서, 시트 형태의 다공성 물품.
제1항에 있어서, 막대 형태의 다공성 물품.
제1항에 있어서, 튜브 형태의 다공성 물품.
제1항에 있어서, 지지체 층을 추가로 포함하는 다공성 물품.
제28항에 있어서, 지지체 층은 상기 밀착성 불규칙 망상체에 부착되는 것인 다공성 물품.
제28항에 있어서, 지지체 층은 상기 다공성 ePTFE 막에 부착되는 것인 다공성 물품.
제1항에 있어서, 밀착성 불규칙 망상체는 패턴을 추가로 포함하는 것인 다공성 물품.
제31항에 있어서, 밀착성 불규칙 망상체는 엠보싱 처리된 패턴인 다공성 물품.
제31항에 있어서, 밀착성 불규칙 망상체는 선형 패턴인 다공성 물품.
제31항에 있어서, 밀착성 불규칙 망상체는 불연속 패턴인 다공성 물품.
제31항에 있어서, 밀착성 불규칙 망상체는 연속 패턴인 다공성 물품.
제1항에 있어서, 다공성 막 대 밀착성 불규칙 망상체의 두께 비율은 1:10 내지 1:200의 범위인 다공성 물품.
삭제
다공성, 확장된 폴리테트라플루오로에틸렌(ePTFE) 막;
함께 융합된 하나 이상의 열가소성 불소중합체 입자를 포함하고, 상기 다공성 ePTFE 막의 한 면에 부착된 제1 밀착성 불규칙 망상체; 및
함께 융합된 하나 이상의 열가소성 불소중합체 입자를 포함하고, 상기 다공성 ePTFE 막의 제1 밀착성 불규칙 망상체의 반대 면에 부착된 제2 밀착성 불규칙 망상체
를 포함하고,
상기 밀착성 불규칙 망상체는 개방 부분을 포함하고,
상기 개방 부분 중 하나 이상은 크기가 100 ㎛ 초과인 것인, 다공성 물품.