KR20150014513A - 변성 퍼플루오로중합체 재료 - Google Patents

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KR20150014513A
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coating
coated
perfluoropolymer
silicone polymer
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KR1020147036025A
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리차드 제이. 오스틴
화 판
마이클 제이. 러시어
윌리엄 이. 누넌
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생-고뱅 퍼포먼스 플라스틱스 코포레이션
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Abstract

퍼플루오로중합체 (예컨대 PTFE) 및 실리콘 중합체의 혼합물을 이용하는 개선된 퍼플루오로중합체 복합재. 기재, 예컨대 유리섬유 직물에, 퍼플루오로중합체 및 실리콘 중합체의 혼합물을 코팅함으로써, 접착층은 퍼플루오로중합체 복합재 또는 프라임 처리된 퍼플루오로중합체 복합재 표면에 퍼플루오로중합체 표면을 결합 가능하도록 하는 달리 처리할 필요없이, 예컨대 식각하거나 또는 콜로이드성 실리카 또는 다른 유사한 조제들 함유 중간 코팅재를 적층하지 않고도 직접 결합될 수 있다.

Description

변성 퍼플루오로중합체 재료{MODIFIED PERFLUOROPOLYMER MATERIAL}
본 발명은, 포괄적으로, 탄성체인 변성 퍼플루오로중합체 재료, 더욱 상세하게는 퍼플루오로중합체 표면에 대한 식각 또는 다른 추가적인 표면처리 없이도 접착층이 변성 퍼플루오로중합체 재료에 적층될 수 있는 직물 코팅재 또는 필름용도의 변성 퍼플루오로중합체 재료에 관한 것이다.
다양한 산업에서 섬유 강화 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE) 복합재가 사용된다. 섬유 강화 PTFE 복합재는 전형적으로 주요 고분자 성분들로서 PTFE를 가지는 하나 이상의 층들로 피복된 기재 (substrate) 재료, 예컨대 유리섬유를 포함한다. 일반적으로, 이러한 복합재는 이물질 (dirt) 및 오염물 (grime) 축적에 대한 저항성 및 낮은 마찰계수를 가지는 것으로 알려져 있다. 종래 강화 PTFE 복합재는 통상적으로 PTFE 피복된 기재가 다른 재료와 결합되는 것이 바람직한 분야들에 사용된다. 그러나, 오히려 PTFE 복합재의 바람직한 특성들로 인하여 접착층을 PTFE 코팅재와 결합시키기가 어려워진다.
결과적으로, PTFE 코팅재는 접착력이 개선되도록 결합 가능한 표면으로 처리되어야 한다. 가장 일반적인 표면처리는 다양한 소다-함유 화합물 예컨대 나프탈렌 소다 또는 암모니아 소다를 이용한 화학적 식각이다. 그러나 화학적 식각은 고가이고 환경적으로 바람직하지 않고, 식각액 화학물질 자체는 매우 유해하다. 플라즈마 및 이온 빔 처리 및 때로 FEP 또는 PFA의 용융 가공성 불소고분자 분산액에 현탁되는 콜로이드성 실리카 (무기 이산화규소)를 함유한 중간 층들 또는 코팅재들 이용에 의한 접착력 개선을 포함한 다른 표면처리 방법들이 알려져 있지만, 이러한 방법들은 때로 소다 식각과 같이 효과적이지 않고 또한 시간 및 재료와 설비 측면에서 추가적인 비용이 소요된다.
따라서 개선된 퍼플루오로중합체 복합재료가 바람직할 것이다.
본 발명의 바람직한 실시태양은 퍼플루오로중합체 (예컨대 PTFE) 및 실리콘 중합체의 균질 혼합물을 이용하는 개선된 퍼플루오로중합체 복합재에 관한 것이다. 유리섬유 직물과 같은 기재를 예컨대, 하기되는 퍼플루오로중합체 및 실리콘 중합체의 혼합물로 코팅함으로써, 예컨대 식각 또는 용융 가공성 불소고분자 예컨대 FEP 또는 PFA를 이용하여 불소고분자 표면에 결합되는 콜로이드성 실리카 (무기 이산화규소) 또는 표면 결합이 가능하도록 다른 유사한 조제들 함유 중간 코팅재의 적층에 의한 달리 퍼플루오로중합체 표면 처리가 필요하지 않고, 접착층은 퍼플루오로중합체 복합재 또는 상업적으로 입수되는 프라임 코팅재로 프라임 처리되는 퍼플루오로중합체 복합재 (균질 혼합물)의 표면에 직접 결합될 수 있다.
상기 설명은 이하 발명의 상세한 설명이 더욱 용이하게 이해되도록 본 발명의 특징부 및 기술적 이점을 보다 포괄적으로 제시한 것이다. 본 발명의 추가적인 특징 및 기술적 이점은 이하 설명될 것이다. 당업자는 기재된 개념 및 특정 실시태양들을 기초로 본 발명과 동일한 목적을 구현하기 위한 기타 구조체 변형 또는 설계가 가능하다는 것을 이해하여야 한다. 또한 당업자는 이러한 균등적 구조는 첨부된 청구범위에서 제시된 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않는다는 것을 이해하여야 한다.
첨부 도면들을 참조하면 본 발명은 더욱 잘 이해되고, 여러 특징부 및 이점들이 당업자에게 명백하게 될 것이다.
도 1은 선행 PTFE 피복 기재의 실시예이다.
도 2는 도 1의 PTFE 피복 기재에 적용되는 표면 처리를 도시한 것이다.
도 3은 표면처리 및 처리된 표면에 접착층을 결합한 후의 도 1의 PTFE 피복 기재를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시태양에 의한 강화 퍼플루오로중합체 복합재 제조방법에서의 단계들을 보이는 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시태양에 의한 예시적 강화 퍼플루오로중합체 복합재를 도시한 것이다.
도 6은 본 발명의 다른 바람직한 실시태양에 의한 예시적 강화 퍼플루오로중합체 복합재를 도시한 것이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시태양에 의한 퍼플루오로중합체 및 실리콘 중합체의 혼합물로 형성된 미지지 (unsupported) 시트 재료를 도시한 것이다.
첨부 도면들은 척도가 고려되지 않는다. 도면들에서, 다양한 도면에 도시된 각각의 동일한 또는 거의 동일한 구성요소는 동일한 도면부호로 표시된다. 간결성을 확보하기 위하여, 모든 도면들에서 모든 구성요소가 표기되는 것은 아니다.
PTFE 피복된 기재, 예컨대 PTFE 피복 유리섬유는, 통상적으로 PTFE 피복 기재와 다른 재료의 결합이 바람직한 분야에서 사용된다. 하나의 전형적인 실시예는 열 접착기 및 다른 포장 설비의 박리 표면으로 사용되는 PTFE 피복 유리섬유 테이프이다. 제조 과정에서, 기재, 예컨대 유리섬유는 먼저 하나 이상의 PTFE 층들로 피복된다.
도 1은 선행 PTFE 피복 기재 (100)의 실시예를 도시한 것이다. 기재 (102)는 전형적으로 약 370°C의 PTFE 가공 온도를 견딜 수 있는 충분한 열적 안정성을 가지는 필름 또는 유리섬유이다. PTFE 코팅재 (104)는 전형적으로 다중 패스들을 통하여 기재 양측들에 인가된다. 마지막으로, PTFE 필름이 피복 기재의 양측에 적층된다. 필름은 전형적으로 코팅재보다 더욱 균일한 밀도 (consistency) 및 더욱 낮은 특성 변동성을 가진다. 필름의 예시로는 스카이브 (skived) 필름, 캐스트 필름, 또는 압출 필름을 포함한다.
이후 접착층을 피복된 직물 표면에 적층시켜 PTFE 피복 기재를 또 다른 표면에 부착시킨다. PTFE가 극히 낮은 표면 에너지 (약 18 mN/m)를 가지므로 이러한 과정은 난해하다. 이러한 낮은 표면 에너지는 많은 바람직한 PTFE 특성들, 예컨대 its 윤활성 및 극히 낮은 마찰계수에 크게 기여하지만, 또한 이는 (전형적으로 30 mN/m 이상의 표면 에너지를 가지는) 대부분의 접착제가 PTFE 표면에 잘 부착되지 않는다는 것을 의미한다.
결과적으로, PTFE 코팅재를 처리하여 접착력을 높여야 한다. 도 2는 도 1의 PTFE 피복 기재 중 주요 일 표면에 적용되는 표면처리를 도시한 것이다. 가장 일반적인 표면처리는 다양한 소다-함유 화합물 예컨대 나프탈렌 소다 또는 암모니아 소다를 이용한 화학적 식각이다. 식각 공정에서, 소다 (sodium)는 PTFE와 반응하여 표면에서 불소원자를 추출하고 탄소질 층을 형성하고, 이는 접착제와 결합될 수 있다. 일단 표면이 부식되면, 접착제 예컨대 실리콘 고무 및 실리콘 수지의 혼합물을 포함한 실리콘 접착제는 도 3에 도시된 바와 같이 부식된 표면에 적합하게 결합된다. 전형적으로, 프라이머 코팅재를 식각된 표면에 도포하여 접착력을 촉진시킨 후 실리콘 접착제가 도포된다.
이러한 유형의 식각 공정은, 그러나, 고가이고, 시간-소모적이고 아주 유해한 식각액을 사용하고 다량의 폐액 처분이 필요하다. 소다-함유 식각액에 과다 노출되면 또한 PTFE 기재 표면이 분해될 수 있다. 또한, 일단 식각이 완료되면, 가열 및 UV 노출로 인하여 치리 표면이 분해되고, 이에 따라 표면 에너지 및 마찰계수 수치는 처리-전 상태 (전형적으로 접착이 되지 않는)로 복귀된다.
플라즈마 및 이온 빔 처리를 포함한 다른 표면처리 방법들이 알려져 있지만, 이러한 방법들은 소다 식각 방법만큼 효과적이지 못하고 또한 시간 및 재료와 설비 면에서 추가적인 비용이 든다. 본원에서 사용되는, 용어 “식각”이란 습식 화학적 식각, 플라즈마 또는 이온 처리, 또는 임의의 기타 처리에 의한 것 인지와 무관하게 퍼플루오로중합체 예컨대 PTFE 표면의 임의의 탈불소화 방법을 의미하는 것이다.
또한 결합성 퍼플루오로중합체 표면을 제조하기 위한 표면처리로서 FEP 또는 PFA의 용융 가공성 불소고분자 분산액에 현탁되는 콜로이드성 실리카 함유 중간 층들 또는 코팅재들을 이용하는 것이 공지되어 있다. 실질적으로, 이러한 유형의 표면처리로 상당히 거대한 실리카 입자들이 용융 가공성 코팅재에 박힌다. 이로써 접착층을 표면에 결합시킬 수 있는 더욱 거칠고, 더욱 결합 가능한 표면이 얻어지지만, 이러한 표면처리를 적용하기 위하여는 추가적인 공정 단계들 및 비용이 부가된다. 본 발명은 표면 식각 또는 콜로이드성 실리콘 (무기 이산화규소) 또는 다른 유사한 조제들 함유 용융 가공성 불소고분자 분산액 적용이 필요하지 않다.
또한 퍼플루오로중합체 표면은 다양한 상업적으로 입수되는 프라이머로 피복되어 접착력을 촉진시킬 수 있지만, 전형적으로 이러한 접착력 촉진 층들은 상기 식각 처리와 함께 사용된다. 예를들면, (식각 또는 콜로이드성 실리카 함유 FEP 또는 PFE 분산 코팅재 적용에 의해) 표면을 결합 가능하게 처리한 후, 접착력-촉진 프라이머 예컨대 액체 실리콘 층을 결합 가능한 표면에 적층한다. 이후 실리콘 접착층이 프라임 처리된 표면에 적층된다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시태양에 의한 강화 퍼플루오로중합체 복합재 제조방법에서 단계들을 보이는 흐름도이다. 단계 401에서, 상기된 바와 같이 직물 또는 필름 기재가 공급된다. 선택적 단계 402에서, 기재는 순수한 (neat) PTFE 층으로 피복된다 (이하 상세히 설명).
단계 403에서, 외부 코팅재로서 순수 PTFE 코팅재 대신, 기재는 퍼플루오로중합체 (예컨대 PTFE) 및 실리콘 중합체의 균질 혼합물로 피복된다. 실리콘 중합체는 혼합물의 약 2wt% 내지 약 30wt%를 형성한다. 이러한 퍼플루오로중합체 및 실리콘 중합체의 혼합물은 “변성 퍼플루오로중합체 시트 재료 및 이의 방법들”에 대한 Keese 등의 미국특허출원2010/0159223에 기술되어 있고, 상기 문헌은 본 발명의 양수인에게 양수되었고 참고문헌으로 본원에 통합된다. 출원인은 이러한 유형의 퍼플루오로중합체 및 실리콘 중합체 혼합물은 낮은 마찰계수 및 우수한 내열성 및 내구성을 포함한 모든 바람직한 PTFE 코팅재 품질을 제공한다는 것을 알았다. 놀랍게도, 그러나, 이러한 퍼플루오로중합체 및 실리콘 중합체 혼합물은 임의의 식각 공정 또는 용융 가공성 불소고분자 예컨대 FEP 또는 PFA 및 무기 필러 예컨대 콜로이드성 실리카 (무기 이산화규소) 함유 임의의 중간층 인가 없이도 실리콘 접착제에 결합될 수 있다. 분명히 이러한 특성은 피복 기재 예컨대 상기된 피복 유리섬유 제조에 적용될 때 제조 용이성 및 비용 관점에서 유의한 이점을 제공한다.
실시태양에서, 기재는 중합체 분산을 통하여 피복된다. 분산액은 분산액 중 총 고체 중량에 대하여2% 내지 30중량%의 퍼플루오로중합체 및 실리콘 중합체를 포함한다. 분산액은 수성 분산액일 수 있다.
혼합물은 바람직하게는 불소화 중합체를 포함한다. 불소화 중합체는 불소-치환된 단량체의 동종중합체 또는 적어도 하나의 불소-치환된 단량체를 포함하는 공중합체일 수 있다. 예시적인 불소 치환된 단량체는 테트라플루오로에틸렌 (TFE), 비닐리덴 플루오라이드 (VF2), 헥사플루오로프로필렌 (HFP), 클로로트리플루오로에틸렌 (CTFE), 퍼플루오로에틸비닐 에테르 (PEVE), 퍼플루오로메틸비닐 에테르 (PMVE), 및 퍼플루오로프로필비닐 에테르 (PPVE)을 포함한다. 불소화 중합체의 예시로는 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE), 퍼플루오로알킬비닐 에테르 (PFA), 불소화 에틸렌-프로필렌 공중합체 (FEP), 에틸렌 테트라플루오로에틸렌 공중합체 (ETFE), 폴리비닐리덴 플루오라이드 (PVDF), 폴리클로로트리플루오로에틸렌 (PCTFE), 및 VF2 또는 HFP을 가지는 TFE 공중합체를 포함한다. 더욱 상세하게는, 혼합물은 퍼플루오로중합체, 예컨대 PTFE, 폴리헥사플루오로프로필렌 (HFP), 불소화 에틸렌 프로필렌 (FEP), 퍼플루오로알킬비닐 (PFA), 또는 임의의 이들의 조합을 포함한다. 특정 실시예에서, 퍼플루오로중합체는 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE)을 포함한다. 일부 바람직한 실시태양들에서, 퍼플루오로중합체는 분산액, 예컨대 수성 분산액에서 유래된다.
실리콘 중합체는 폴리실록산을 포함한다. 예를들면, 실리콘 중합체는 폴리알킬실록산, 페닐실리콘, 플루오로실리콘, 또는 임의의 이들의 조합을 포함한다. 실시예에서, 폴리알킬실록산은 폴리디메틸실록산, 폴리디프로필실록산, 폴리메틸프로필실록산, 또는 임의의 이들의 조합을 포함한다. 더욱 상세하게는, 실리콘 중합체는 예비 가교된 실리콘 중합체의 수성 분산액에서 유래할 수 있다. 실시예에서, 실리콘 중합체는 수성 분산액에서 유래되고 건조되는 동안 축합 반응을 수행하는 말단기를 가지는 예비 가교된 실리콘을 포함한다. 더욱 상세하게는, 실리콘 중합체는 건조 시 축합 반응을 수행하는 말단기들 또는 첨가제들, 예컨대 가교제들을 가지는 예비 가교된 실리콘의 수성 분산액에서 유래될 수 있다. 예를들면, 실리콘 중합체는 실리콘 중합체 분산액 예컨대 WACKER CT27E 실리콘 고무 분산액 (상업적으로 Wacker-Chemie GmbH, Munich, Germany에서 입수), 84 ADDITIVE (상업적으로 Dow Corning에서 입수) 또는 POLON MF 56 (상업적으로 Shin-Etsu 화학적 Co., Ltd., Tokyo, Japan에서 입수)에서 선택될 수 있다.
혼합물은 융합 혼합물 총 중량 기준으로 2wt% 내지 30wt%의 실리콘 중합체를 포함한다. 예를들면, 혼합물은 5wt% 내지 30wt%, 예컨대 10wt% 내지 30wt%, 또는 15wt% 내지 20wt%의 실리콘 중합체를 포함한다. 또한, 혼합물은 70wt% 내지 98wt%, 예컨대 75wt% 내지 90wt%, 또는 80wt% 내지 85wt%의 불소고분자, 예컨대 퍼플루오로중합체를 포함한다.
선택적으로, 혼합물은 필러를 포함한다. 예를들면, 혼합물은 필러, 광안정제, 안료, 및 결합조제를 포함한다. 예시적 필러는 탈크, 실리카, 및 탄산칼슘을 포함한다. 예시적 흡광 첨가제들 및 안료는 TiO2, Fe2O3, 카본 블랙, 및 소성 혼합 금속산화물을 포함한다. 이러한 필러는 혼합물 중에 60wt% 이하, 예컨대 40wt% 이하, 15wt% 이하, 또는 5wt% 이하로 포함된다.
본 발명 실시태양들에서 사용되기에 바람직한 기재는 직조 또는 부직 섬유 기재이다. 예를들면, 섬유 기재는 직조의 직물 또는 무작위 섬유 스트랜드들의 상호 결합체들이다. 하나의 예시적 실시태양에서, 직물은 직조 유리섬유이다. 다른 실시태양들에서, 기재는 탄소섬유, 폴리아라미드, 세라믹, 플라스틱 또는 금속 재료의 메쉬, 또는 복합재료의 시트, 또는 다른 열적 안정성 직물을 포함한다. 대안으로, 기재는 시트 형태를 취할 수 있다. 실시태양들은 고융점 열가소성 수지, 예컨대 열가소성 폴리이미드, 폴리에테르-에테르 케톤, 폴리아릴 케톤, 폴리페닐렌 술피드, 및 폴리에테르이미드; 열경화성 플라스틱, 특히 고온 열경화성 수지, 예컨대 폴리이미드; 상기 열가소성 수지 또는 유사한 열안정성 수지 및 열안정성 보강재들 예컨대 유리섬유, 흑연, 및 폴리아라미드계의 피복된 또는 적층된 섬유들; 플라스틱 피복된 금속박; 및 금속화 또는 금속박 적층된 플라스틱 필름을 포함한다. 또한, 예시적 실시태양들은 아라미드, 불소화 중합체, 유리섬유, 흑연, 폴리이미드, 폴리페닐렌 술피드, 폴리케톤, 폴리에스테르, 또는 이들의 조합에서 선택되는 섬유로 형성되는 직물 및 부직 재료를 포함한다. 더욱 상세하게는, 섬유 기재는 세척 또는 열로 예비 처리된 유리섬유 보강재를 포함한다. 대안으로, 섬유 기재는 피복 유리섬유 기재를 포함한다. 특정 실시예에서, 유리섬유의 각각의 섬유는 개별적으로 중합 코팅재, 예컨대 불소고분자 코팅재, 예를들면, PTFE로 피복될 수 있다. 기재의 총 두께는 적어도 1.5 밀 (mils), 예컨대 적어도 2.0 밀, 적어도 3.5 밀, 적어도 5.0 밀, 또는 적어도 9 밀이다.
불소고분자 코팅재 (104)는 적어도 1.5 osy 함량으로 인가된다. 직물 보강재가 파형인 경우, 층의 함량은 면적 당 중량으로 제공된다 (평방 야드 당 온스 (osy)). 예를들면, 층은 적어도 0.5 osy, 예컨대 적어도 1.5 osy, 적어도 1.8 osy, 적어도 2.0 osy, 적어도 4.0 osy, 적어도 4.5 osy, 또는 적어도 6.0 osy 함량으로 인가될 수 있다. 일반적으로, 코팅재는 5.0 osy 이하로 인가된다. 인가되는 코팅재에 따라, 피복된 직물의 총 중량은 적어도 2.8 osy, 예컨대 적어도 4.0 osy, 적어도 4.5 osy, 또는 적어도 6.0 osy이다.
바람직한 실시태양에서, 기재 코팅에 사용되는 혼합물의 표면 에너지는 적어도 30 mN/m, 적어도 33 mN/m, 적어도 35 mN/m, 적어도 40 mN/m, 또는 더욱 바람직하게는 표면 에너지는 적어도 50 mN/m이다. 이는 적용된 식각 유형 및 정확한 조건에 따라 다르지만 전형적으로 대략 32 내지 44 mN/m인 식각된 PTFE의 표면 에너지와 대등하다.
다시 도 4를 참조하면, 일단 기재가 (적어도 하나의 측에) 퍼플루오로중합체 및 실리콘 중합체 혼합물 외층으로 피복되면, 단계 404에서, 표면 식각 단계 또는 FEP 또는 PFA의 용융 가공성 불소고분자 분산액에 현탁되는 콜로이드성 실리카 (무기 이산화규소) 함유 표면 처리 적용 없이 실리콘 접착제 층은 혼합물 표면에 직접 적층된다. 본원의 많은 부분이 접착층 적층에 관한 것이지만, 본 발명의 일부 실시태양들에서, 접착제가 아닌 실리콘 중합체 층이 직접 혼합물 표면에 적층될 수 있다. 일부 바람직한 실시태양들에서, 상업적으로 입수되는 프라이머가 혼합물 표면에 인가된 후 접착층 (또는 다른 실리콘 중합체 층)이 적층된다. 상업적으로 입수되는 프라이머 코팅재는 Dow Corning의 상표명 SILOFF 제품 및 Momentive Performance Materials의 상표명 SILFORCE 제품을 포함한다. 본원에서 사용되는, 표면에 “직접” 적층되는 접착층에 관한 임의의 설명은 표면이 식각 단계를 거치지 않는 한 프라임 처리된 표면에 대한 접착층 적층에도 적용되는 것이다.
상기된 바와 같이, 실리콘 접착제를 포함하는 대부분의 접착제의 표면 에너지는 적어도 30 mN/m이다. 접착 성능과 관련하여, 가장 중요한 것은 표면 에너지 차이이다. 이상적으로는, 기재 표면은 접착제의 표면 에너지보다7 내지 10 mN/m 더 높은 표면 에너지를 가져야 한다. 이에 따라 접착제로 기재 표면을 적절히 "습윤화"할 수 있고 가장 결합이 가능하다.
출원인은 본 발명의 실시태양들에 의한 퍼플루오로중합체 및 실리콘 중합체 혼합물을 사용할 때, 혼합물 표면 및 실리콘 중합체 간의 접착력은 표면 에너지만을 고려할 때보다 더욱 강하다는 것을 알았다. 이는 혼합물 표면의 실리콘 중합체는 적층된 층의 실리콘에 부착되어 예상치 못하게 강한 접착력을 유발시키기 때문이다. 결과적으로, 바람직한 실시태양들에서, 실리콘 접착제 (또는 다른 실리콘 중합체)는 처리되지 않은 퍼플루오로중합체 및 실리콘 중합체 혼합물에 직접 결합될 수 있다. 즉, 식각 또는 중간 접착력 촉진 층의 인가의 어떠한 표면처리도 필요하지 않다. 실시예에서, 실리콘 접착제는 퍼플루오로중합체 및 실리콘 중합체 혼합물의 완전한 불소화 표면에 직접 결합될 것이다.
적합한 기재, 예컨대 유리섬유를 코팅하기 위하여, 본 발명의 실시태양에 의하면, 퍼플루오로중합체 입자들 및 예비-가교된 실리콘 탄성체 입자들의 혼합물을 포함하는 분산액을 제조한다. 예를들면, 분산액은 수성 분산액일 수 있다. 특정 실시예에서, 퍼플루오로중합체, 예컨대 PTFE의 분산액은, 예비 가교된 실리콘 중합체 분산액과 혼합된다. 실리콘 중합체는 분산액 고체 기준으로2wt% 내지 30wt%로 형성된다. 예를들면, 실리콘 중합체는 분산액 고체의5wt% 내지 30wt%, 예컨대 분산액 고체의 10wt% 내지 30wt%, 10wt% 내지 25wt%, 또는 15wt% 내지 20wt%로 형성된다. 퍼플루오로중합체는 분산액 고체의 나머지를 형성한다. 예를들면, 퍼플루오로중합체는 분산액 고형량의 70wt% 내지 98wt%, 예컨대 분산액 고형량의 75wt% 내지 90wt% 또는 80wt% 내지 85wt%로 형성된다. 대안으로, 고체 필러가 분산액에 포함된다. 예를들면, 고체 필러는 분산액 고체의 60 wt% 이하, 예컨대 40 wt% 이하, 15wt% 이하, 또는 5 wt% 이하로 구성된다.
기재 재료는 섬유 기재이고 더욱 상세하게는, 피복된 섬유 기재일 수 있다. 특정 실시태양에서, 섬유 기재, 예컨대 유리섬유는, 퍼플루오로중합체 및 실리콘 탄성체의 혼합물을 포함한 수성 분산액을 통과하여 인출된다. 과량의 분산액은 와이핑 구성 (wiping arrangement), 예컨대 계량 바 (metering bar), 버드 바 (Bird bar), 와이어-권취 계량 바, K 바, 또는 다른 유사한 설비 또는 이들의 조합을 이용하여 제거될 수 있다. 이후 혼합 분산액으로 피복된 기재 재료를 오븐에 통과시킨다. 오븐은, 예를들면, 3 구역 타워 오븐일 수 있다.
더욱 상세하게는, 3 구역 타워 오븐은 피복된 재료를 융착시킬 수 있다. 예를들면, 제1 구역에서 분산액을 200° F 내지 300° F로 건조시킨다. 제2 구역에서 적층된 혼합물을 가열하여 계면활성제들 및 다른 첨가제들을 제거한다. 더욱 상세하게는, 제2 구역에서는 적층 혼합물을 500° F 내지 600° F로 가열한다. 제3 구역에서는 혼합물을 융착하도록, 예를들면, 퍼플루오로중합체를 용융시키도록, 또는 반-융착 (semi-fused) 층을 형성하도록 설정된다. 예를들면, 제3 구역은 680° F 내지 700° F로 설정되어 재료를 융착시킨다. 다른 실시예에서, 제3 구역은 550°F 내지 600°F로 설정되어 층을 반-융착시킨다. 대안으로, 코팅재는 1, 2 또는 그 이상의 영역들을 가지는 오븐에서 가열될 수 있다. 특정 실시예에서, 코팅재는 2 단계로 건조되고 하소된다.
선택적으로, 도 4에 도시된 바와 같이, 기재는 순수한 퍼플루오로중합체 (실리콘 부재) 분산액으로 피복한 후 최종 퍼플루오로중합체 코팅재로서 혼합물을 인가한다. 예를들면, 기재 재료는 PTFE 수성 분산액을 통과하여 인출하고 상기와 같이 처리한다. 예를들면, 기재 재료를 현탁액 중에 1회 통과시킨다. 일부 실시태양들에서, 기재 재료를 2회 또는 선택적으로 3회 통과시키고 융착시킨다. 각각 통과시키면서 추가 두께가 얻어지고 본원에서 이를 패스 (pass)라고 언급한다. 순수한 PTFE 코팅재를 적층하고 건조한 후, 혼합물을 상기와 동일한 방식으로 PTFE에 인가한다. PTFE 코팅재에 또는 기재에 직접 인가되거나 간에 혼합물 역시 1 이상 패스로 인가된다.
일부 바람직한 실시태양들에서, 혼합물을 기재 1측에만 인가하고, 다른 측은, 예를들면, 전형적으로 순수한 PTFE 코팅재로 피복된다. 이러한 경우, 접착층은 바람직하게는 혼합물-피복된 기재 측에 적층된다.
선택적으로 다른 재료의 추가적인 층들이 기재에 인가될 수 있다. 바람직하게는 이러한 다른 층들이 적층된 후 최종 혼합물 코팅재가 적층되어 식각 또는 추가적인 중간 접착력-촉진 층을 적용할 필요 없이 접착제가 도포될 수 있다.
퍼플루오로중합체 및 실리콘 탄성체를 포함한 혼합 분산액을 적층하기 위하여, 공정이 반복될 수 있다. 예를들면, 섬유 기재, 예컨대 피복되지 않은 섬유 기재 또는 피복된 섬유 기재는, 퍼플루오로중합체 및 실리콘 탄성체의 혼합물을 포함하는 수성 분산액의 조에서 인출될 수 있다. 과량의 분산액을 와이핑 구성, 예컨대 계량 바, 버드 바, 와이어-권취 계량 바, K 바, 또는 다른 유사한 설비 또는 이들의 조합으로 제거할 수 있다. 혼합 분산액으로 피복된 기재 재료를 가열한다. 예를들면, 분산액을 가열하여 분산액을 건조시키고, 계면활성제들 또는 다른 첨가제들을 제거하고 이어 퍼플루오로중합체를 용융 및 예비 가교된 실리콘 중합체를 경화시킨다. 더욱 상세하게는, 피복 기재 재료는 분산액을 200℉ 내지 300℉ 온도 구간에서 건조시키는 제1 구역을 포함하는3 구역 타워 오븐을 통과한다. 오븐의 제2 구역에서는 500℉ 내지 600℉ 온도 범위에서 적층 혼합 코팅재로부터 계면활성제들 및 다른 첨가제들을 제거한다. 제3 구역은 혼합물이 융착되도록, 예를들면, 퍼플루오로중합체를 용융시키도록 설정되거나, 또는 반-용착 층을 형성하도록 설정된다. 예를들면, 제3 구역은 680℉ 내지 700℉의 온도 범위로 설정되어 재료를 융착시킨다. 다른 실시예에서, 제3 구역은 층을 반-융착시키도록 550℉ 내지 600℉ 온도 범위에서 설정된다. 대안으로, 코팅재는 1, 2 이상의 구역들을 포함하는 오븐에서 가열된다. 특정 실시예에서, 코팅재는 2 단계로 건조되고 하소된다.
적층된 접착층을 가지는 혼합물-피복 기재의 실시예에서, 가열 세정 후 두께 2.1 밀의 평방 야드 당 1.38 온스 (osy) 중량의 산업체1080 유리섬유 직물, 그레이 (greige) 마감재 샘플은 직물을 분산액에 통과시키고 피복된 직물로부터 과량의 분산액을 닦아내어 PTFE 수성 분산액, DuPont TE-3859, 및 실리콘 고무 분산액, Wacker Silicones Finish CT27E (Wacker Silicones, Adrian, MI)의 분산 혼합물에 피복된다. 분산 혼합물은 약 131 중량부 (pbw)의 DuPont TE-3859 및 약 31 pbw의 Wacker CT27E을 단순히 교반하여 혼합시켜 제조된다. 혼합물은 물로 환원되지 (reduced) 않는다.
코팅재는 약 80 중량%의 PTFE 및 20 중량%의 실리콘 고무를 포함한다. 분산액으로부터 직물을 인출하고 닦아낸 후, 3-구역 타워 오븐에 통과시키고, 제1 구역에서 분산액은 200℉ 내지 300℉에서 건조되고, 제2 구역에서 적층 PTFE 수지는 500℉ 내지 600℉에서 가열되고, 제3 구역에서 PTFE는 680℉ 내지 700℉에서 용융된다. 결과적으로 피복된 직물의 총 중량은 4.24 osy이고 두께는 3.5 밀이다.
일단 직물이 피복된 후, 선택적으로 PTFE 필름이 일 표면에 적층된다. 필름은 전형적으로 코팅재보다 더욱 균일한 밀도 및 더욱 낮은 특성 변동성을 가진다. 필름의 예시로는 스카이브 (skived) 필름, 캐스트 필름, 또는 압출 필름을 포함한다.
접착제 층은 다른 표면에 인가된다. 접착제 코팅재가 원통형 금속재 롤러들 사이의 간격을 통해 계량되는 리버스 롤 코팅에 의해 실리콘 접착제는 피복 기재 표면에 인가된다. 다른 실시태양들에서, 접착제는 분무 또는 브러시 코팅을 포함한 기타 공지 방법들로 적층될 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시태양들에서 사용 가능한 적합한 실리콘 접착제의 일 예시로는 2 % 과산화 벤조일을 촉매로서 사용하는 Dow 7358 접착제 (Dow Corning에서 상업적으로 입수)이다.
도 5는 본 발명의 실시태양에 의한 퍼플루오로중합체 복합재 (500) 실시예를 도시한 것이고 기재 (502)는 퍼플루오로중합체 및 실리콘 중합체의 혼합물 (504)로 (기재 양측에) 피복된다. 순수한 PTFE 필름 (506)은 퍼플루오로중합체 복합재 일 표면에 적층되고, 접착층 (508)은 반대 표면에 직접 인가된다.
도 6은 본 발명의 실시태양에 의한 퍼플루오로중합체 복합재 (600)의 실시예를 도시한 것이고 기재 (602)는 먼저 순수한 퍼플루오로중합체 (603) (실리콘 부재)의 분산액으로 기재 양측에 피복된. 이후 퍼플루오로중합체 및 실리콘 중합체 혼합물 층이 PTFE 층에 인가되어 외부 퍼플루오로중합체 층 (604)을 형성한다. PTFE 필름 (606)이 퍼플루오로중합체 복합재 일 표면에 적층된다. 피복 기재의 다른 측에는, 프라이머 층 (607)이 퍼플루오로중합체 및 실리콘 중합체 혼합물의 표면에 도포되고, 접착층 (608)이 프라이머 상부에 적층된다.
상기 방법들에 의해 제조된 (순수한 PTFE 층 상에 인가된 퍼플루오로중합체 및 실리콘 중합체 혼합물 층을 가지는) 샘플들에 대하여 산업 웨빙 테스트에 의거하여 시험하여 접착제가 혼합물 표면에 결합하는 정도를 결정하였다. 웨빙 테스트를 수행하기 위하여, 혼합물-피복 기재 (지지판이라고도 칭함)에 작은 슬릿을 절개한다. 이후 지지판을 슬릿 방향으로 찢는다. 접착제 및 지지판 간의 결합이 양호하다면, 접착제 역시 거의 동일한 정도로 찢긴다. 결합이 양호하지 못하면, 접착제는 찢기기 보다는 지지판에서 이탈된다. 지지판 찢김 최장 점 및 접착제 층 찢김 최장 점 간의 거리 (웨빙 거리)는 접착제 및 지지판 간의 결합 강도에 대한 정량적 평가를 부여한다.
접착제가 프라임 처리되지 않은 실리콘 중합체 혼합물의 기재 표면에 인가되는 상기 방법들에 의해 제조된 샘플들은 웨빙 거리가 대략 0.75 인치이고, 식각 표면을 가지는 (또한 프라이머 코팅재가 없는) 선행기술 PTFE 샘플은 웨빙 거리가 대략 2 인치이다. 프라이머 코팅재가 혼합물-피복 기재에 적층된 후 접착제가 인가되면, 웨빙 거리는 0.5 인치 이내로 감소되고, 이는 실리콘 프라이머 층을 가지는 식각된 PTFE 표면에 도포되는 접착제에 대한 웨빙 거리와 동등하다. 이는 접착층이 프라임 처리되지 않은 혼합물 표면에 도포됨으로써 상대적으로 양호한 결합을 달성할 수 있다는 것을 보인다. 더욱 양호한 결합은 접착층을 프라임 처리된 실리콘 중합체 혼합물 표면에 도포하여 달성되지만, 바람직하지 않은 식각 단계 또는 무기 필러 예컨대 콜로이드성 실리카 (이산화규소) 함유 코팅재가 있는 용융 가공성 불소고분자 예컨대 FEP 또는 PFA로 구성되는 코팅재를 적용하지 않는다.
임의 유형의 식각 없이도 피복 기재 및 접착제 간 적합한 결합력을 제공하는 것 외에도, 본 발명의 바람직한 실시태양들은 열 또는 UV 노출에 대한 예상치 못하고도 바람직한 내분해성을 보인다. 선행기술의 PTFE 코팅재가 식각될 때, 불소 원자들은 코팅재 표면으로부터 추출되고, 이로 인하여 훨씬 화학적으로 활성인 층이 코팅재 표면에 생성된다. 탈불소화는 코팅재 표면의 박층에서만 발생된다. 시간 경과에 따라, 샘플 더 깊은 곳에 있는 불소 원자들은 탈불소화 층으로 이동된다. 이러한 이동 속도는 열 또는 UV 방사선으로 크게 증가된다. 표면 분자들이 “재-불소화”될수록 PTFE는 표면 에너지 및 마찰계수 관점에서 원래 조건들로 복귀된다. 결과적으로, 코팅재 및 접착제 간의 결합력은 약해지고 궁극적으로 파손된다.
반대로, 본 발명의 바람직한 실시태양들은 UV 손상에 더욱 저항한다. 식각 또는 탈불소화가 필요하지 않으므로, 본 발명의 코팅재 및 접착제 간의 결합력은 열 또는 UV 방사선 노출에 의해 약화되지 않는다. 결과적으로, 접착제가 혼합물에 인가된 본 발명의 실시태양들에 대하여 더욱 오랜 사용 수명이 예상된다.
다른 바람직한 실시태양에서, 접착층은 퍼플루오로중합체 및 실리콘 중합체 혼합물의 미지지 시트에 직접 적용될 수 있다. 예컨대 미지지 시트는 본원에 참고문헌으로 통합되는 미국특허출원 2010/0159223에 기재된다. 본원에서 사용되는, 용어 “시트”는 임의의 특정 두께를 의미하는 것이 아니고, 본 발명의 실시태양들에 의한 미지지 시트는, 예를들면, 3 밀 이상, 5 밀 이상, 또는 9 밀 이상의 두께를 가진다.
혼합물은 바람직하게는 중합체 분산액의 총 고체 함량 기준으로 2wt% 내지 30wt%의 실리콘 중합체를 포함한다. 예를들면, 도 7에 도시된 시트 재료 (700)는 퍼플루오로중합체 및 실리콘 중합체의 혼합물로 구성되는 층 (702)를 포함한다. 도시된 바와 같이, 재료 (700)에는 보강재가 부재하다. 대안으로, 추가적인 층들이 층 (702)의 주요 표면 어디에도 적층될 수 있다.
시트 재료를 형성하기 위하여, 퍼플루오로중합체 입자들 및 예비 가교된 실리콘 탄성체 입자들의 혼합물을 포함하는 분산액을 제조한다. 예를들면, 분산액은 수성 분산액일 수 있다. 특정 실시예에서, 퍼플루오로중합체, 예컨대 PTFE의 분산액은, 예비 가교된 실리콘 중합체의 분산액과 혼합된다. 실리콘 중합체는 분산액 고체 기준으로 2wt% 내지 30wt%로 형성된다. 예를들면, 실리콘 중합체는 분산액 고체의 5wt% 내지 30wt%, 예컨대 분산액 고체의 10wt% 내지 30wt%, 10wt% 내지 25wt%, 또는 15wt% 내지 20wt%로 구성된다. 퍼플루오로중합체는 분산액 고체의 나머지를 형성한다. 예를들면, 퍼플루오로중합체는 분산액 고형량의70wt% 내지 98wt%, 예컨대 분산액 고형량의 75wt% 내지 90wt% 또는 80wt% 내지 85wt%로 형성된다. 대안으로, 고체 필러가 분산액에 포함될 수 있다. 예를들면, 고체 필러는 분산액에서 고체의60 wt% 이하, 예컨대 40 wt% 이하, 15wt% 이하, 또는 5 wt% 이하로 구성된다.
캐리어 (carrier)는 상기 공정, 또는 대안 공정 예컨대 나이프 코팅, 또는 캐스팅을 통해 중합체 분산액의 적어도 2.0 osy로 피복된다. 과량의 재료를 닦아내고 코팅재를 건조 및 하소 또는 융착한다. 예를들면, 캐리어는 시트 재료와 분리될 수 있는 고체 재료이다. 이러한 경우, 먼저 캐리어를 코팅하고, 건조 및 하소하고, 캐리어를 분리하여 혼합물 층을 포함하는 시트 재료를 형성한다. 이러한 실시예에서, 시트 재료는 보강재 층이 부재이다.
특정 실시예에서, 캐리어 재료는 선택적으로 퍼플루오로중합체, 예컨대 PTFE 에멀전을 통과하고 융착된다. 예를들면, 캐리어 재료는 1회 에멀전을 통과할 수 있다. 다른 실시예에서, 캐리어 재료는 2회 또는 선택적으로 3회 통과하고 융착될 수 있다. 각각의 통과함으로써 패스라고 본원에서 칭하는 추가적인 두께가 얻어진다. 퍼플루오로중합체 층 인가에 이어, 사용되는 경우, 시트 재료를 퍼플루오로중합체 및 실리콘의 혼합물을 포함하는 에멀전에 통과시킨다. 시트 재료는 혼합물의 에멀전을 적어도 1회 통과한다. 더욱 상세하게는, 시트 재료는 혼합물의 에멀전을 2회 또는 에멀전을 3회 이상 통과한다. 시트 재료 상에 혼합물의 코팅에 이어, 혼합물 층을 융착시킨다. 대안으로, 상기와 같이 혼합물 층은 반-융착된다. 이후 캐리어를 제거하여 미지지 시트 재료를 남긴다.
또한, 특히 외층이 반-융착 층인 경우, 시트 재료는 압착되거나 압연된다. 실시예에서, 캘린더 드럼들의 온도는 275℉ 내지 400℉ 및 압력은 500 psi 내지 4000 psi로 설정된다. 연속하여, 반-융착 층 또는 층들을 포함하는 압연 처리된 시트 재료를 융착 조건들 예컨대 680℉ 내지 700℉ 온도 범위에 노출시킨다.
또한, 시트 재료를 냉각 공기실 (cooling plenum)에 통과시키고 이어 추가 필름 층 형성을 개시하는 딥 팬, 스트리핑 장치 또는 보관용 롤로 보낸다. 또 다른 실시태양에서, 복합재 시트가 형성되고 연속하여 기재 재료에 성층된다. 이러한 시트는 기재 재료에 결합되도록 추가 처리된다. 예를들면, 재료 시트는 기재 재료에 적층될 수 있다.
특정 실시예에서, 반-융착 층, 혼합물 층 또는 추가 층은 압착되어 또 다른 시트 재료 또는 필름의 또 다른 반-융착 층과 접촉될 수 있다. 실시예에서, 구성물은 시트 재료들 또는 시트 재료 및 필름이 함께 결합되도록 융착된다. 예를들면, 추가적인 반-융착 PTFE 외층은 제2 시트 재료 또는 필름의 반-융착 PTFE 층과 접촉되도록 압착 또는 압연되고 연속하여 융착된다. 또 다른 실시예에서, 반-융착 혼합물 층은 제2 시트 재료 또는 필름의 반-융착 혼합물 층 또는 반-융착 퍼플루오로중합체 층과 접촉하도록 배치되고, 연속하여 융착된다.
이후 접착층 (704)은 상기된 바와 같이 미지지 시트 재료에 인가된다. 일부 실시태양들에서, 시트 재료는 프라이머 층으로 피복된 후 접착층이 인가된다 (그러나 시트 재료의 표면에 대한 식각이 필요하지 않다).
전기 논의된 사항들은 실리콘 중합체와 함께 PTFE를 포함하는 퍼플루오로중합체 코팅재에 관한 것이나, 본 발명의 실시태양들은 다른 불소고분자 예컨대 헥사플루오로프로필렌 (HFP), 불소화 에틸렌 프로필렌 (FEP), 퍼플루오로알킬 비닐 에테르 (PFA), 또는 이들의 조합을 이용할 수 있다.
본원에서 위치와 관련하여 사용되는 용어들 “상부” 또는 “상부에 놓인”이란 존재하는 경우 보강재로부터 이탈될 때 시트 재료 외면에 상대적으로 더욱 인접한 위치를 의미한다. 유사한 방식으로, 층이 또 다른 층에 또는 상부에 인가될 때, 기재 또는 이미 인가된 층에 도포되는 층이 기재 또는 이미 인가된 층보다 외면에 인접하는 한 기재 방향과 무관하게 기재 주요 표면 어느 측이라도 인가될 수 있다고 이해하여야 한다.
본 발명은 광범위한 이용가능성을 가지고 상기 실시예들에서 설명되고 도시된 많은 이점들을 제공한다. 실시태양들은 특정분야에 따라 크게 달라지고, 모든 실시태양이 본 발명에서 의해 달성 가능한 모든 이점을 제공하고 모든 목적들을 충족시키는 것은 아니다. 포괄적인 설명 또는 실시예들에서 상기되는 모든 작용들이 요구되지는 않으며, 특정한 작용의 일부는 요구되지 않을 수 있으며, 하나 이상의 다른 작용이 기술된 것들에 추가하여 실행될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 게다가, 작용들이 나열되는 순서가 반드시 이들이 실행되는 순서일 필요는 없다.
상기 명세서에서, 개념들이 특정한 실시태양들을 참조하여 설명되었다. 그러나, 본 기술분야에서 통상의 기술을 가진 사람은 다양한 변형들과 변화들이 하기 청구범위에 기술되는 바와 같은 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않고 가능하다고 인정한다. 따라서, 명세서와 도면들은 제한적인 의미보다는 오히려 설명적인 의미로 간주되며, 모든 이와 같은 변형들은 본 발명의 범위의 내에 포함되도록 의도된다. 명세서를 읽은 후에, 숙련된 기술자들은 명료성을 위해 각각의 실시태양들과 관련해서 여기에서 설명되는 임의의 특징들이 또한 단일 실시태양에서 조합하여 제공될 수 있다고 인정할 것이다. 이와 반대로, 간결성을 위해 단일의 실시태양과 관련하여 설명되는 다양한 특징들은 또한 별도로 또는 임의의 하위 조합으로 제공될 수 있다. 또한, 범위에서 기술되는 값들에 대한 언급은 이 범위의 내에 있는 각각의 값 및 모든 값을 포함한다.
본원에서 사용되는 용어 "구성한다(comprises)", "구성하는(comprising)", "포함한다(includes)", "포함하는(including)", "가진다(has)", 가지는(having)" 또는 이들의 임의의 다른 변형은 비배타적인 포함을 커버하기 위한 것이다. 예를들면, 특징부들의 목록을 포함하는 공정, 방법, 물품, 또는 장치는 반드시 이러한 특징부들에만 한정될 필요는 없으며 명시적으로 열거되지 않거나 이와 같은 공정, 방법, 물품, 또는 장치에 고유한 다른 특징부들을 포함할 수 있다. 게다가, 명시적으로 반대로 기술되지 않는다면, "또는"은 포괄적인 의미의 "또는"을 가리키며 배타적인 의미의 "또는"을 가리키지 않는다. 예를들면, 조건 A 또는 B는 다음 중의 어느 하나에 의해 만족된다: A가 참이고 (또는 존재하고) B는 거짓이며 (또는 존재하지 않으며), A가 거짓이고 (또는 존재하지 않고) B는 참이며 (또는 존재하며), A와 B 모두가 참 (또는 존재한다)이다. 또한, "하나의 (a)" 또는 "하나의 (an)"은 여기에서 설명되는 요소들과 구성요소들을 설명하는데 사용된다. 이는 단지 편의성을 위해 그리고 본 발명의 범위의 일반적인 의미를 부여하기 위해 행해진다. 이 설명은 하나 또는 적어도 하나를 포함하는 것으로 읽혀져야 하며, 다르게 의미한다는 것이 명백하지 않다면 단수는 또한 복수를 포함한다.
장점들, 다른 이점들, 및 문제점들에 대한 해결방안이 특정한 실시태양들과 관련하여 상기되었다. 그러나, 장점들, 이점들, 문제들에 대한 해결방안, 및 임의의 장점, 이점, 또는 해결방안을 발생하게 하거나 더 현저하게 할 수 있는 임의의 특징(들)이 청구항들의 일부 또는 전부의 중요하거나, 요구되거나, 또는 필수적인 특징으로 해석되지 말아야 한다.
본 발명 및 이점들이 상세하게 설명되었지만, 첨부된 청구범위에 의해 규정되는 본 발명의 사상 및 범위에서 일탈되지 않고 본원에 설명된 실시태양들에 대한 다양한 변경, 치환 및 변형이 가능하다는 것을 이해하여야 한다. 게다가, 본원의 범위를 명세서에 기재된 공정, 기계, 제조물, 물질 조성, 수단, 방법 및 단계의 특정실시태양들로 국한시킬 의도가 아니다. 당업자는 본 발명의 개시로부터, 현존 또는 향후 개발되어 본원의 상응되는 실시태양들과 실질적으로 동일한 기능을 수행하고 실질적으로 동일한 결과를 달성하는 공정, 기계, 제조물, 물질 조성, 수단, 방법, 또는 단계들이 본 발명에 따라 활용될 수 있다는 것을 인정할 것이다. 따라서, 첨부된 청구범위는 이러한 공정, 기계, 제조물, 물질 조성, 수단, 방법, 또는 단계들의 범위를 포함하는 것이다.

Claims (48)

  1. 피복된 직물에 있어서,
    직물 기재;
    직물 기재 상에 퍼플루오로중합체 및 2wt% 내지 30wt% 함량의 실리콘 중합체를 포함하는 외부 불소고분자 코팅재; 및
    외부 불소고분자 코팅재에 적층되는 실리콘 중합체 층으로 구성되는, 피복된 직물.
  2. 제1항에 있어서, 외부 불소고분자 코팅재의 표면 에너지는 적어도 30 mN/m인, 피복된 직물.
  3. 피복된 직물에 있어서,
    직물 기재;
    직물 기재 상에, 퍼플루오로중합체 및 실리콘 중합체의 혼합물을 포함하고 표면 에너지가 적어도 30 mN/m인 외부 불소고분자 코팅재; 및
    외부 불소고분자 코팅재에 적층되는 실리콘 중합체 층으로 구성되는, 피복된 직물.
  4. 선행 항들 중 어느 하나의 항에 있어서, 실리콘 중합체 층은 실리콘 접착층인, 피복된 직물.
  5. 선행 항들 중 어느 하나의 항에 있어서, 직물 기재는 유리섬유로 구성되는, 피복된 직물.
  6. 제4항에 있어서, 외부 불소고분자 코팅재 상부에 및 실리콘 접착층 하부에 적층되는 프라이머 층을 더욱 포함하는, 피복된 직물.
  7. 선행 항들 중 어느 하나의 항에 있어서, 직물 상부에 및 외부 코팅재 하부에 순수한 불소고분자 코팅재를 더욱 포함하는, 피복된 직물.
  8. 선행 항들 중 어느 하나의 항에 있어서, 피복된 직물은 외부 불소고분자 코팅재와 반대측의 직물 표면에 캐스트 PTFE 필름을 더욱 포함하는, 피복된 직물.
  9. 선행 항들 중 어느 하나의 항에 있어서, 피복된 직물의 마찰계수는 0.2 이하인, 피복된 직물.
  10. 선행 항들 중 어느 하나의 항에 있어서, 피복된 직물의 총 중량은 적어도 4.0 osy인, 피복된 직물.
  11. 선행 항들 중 어느 하나의 항에 있어서, 피복된 직물의 총 중량은 적어도 4.5 osy인, 피복된 직물.
  12. 선행 항들 중 어느 하나의 항에 있어서, 피복된 직물의 총 중량은 적어도 6.0 osy인, 피복된 직물.
  13. 선행 항들 중 어느 하나의 항에 있어서, 피복된 직물에 대하여 웨빙 테스트로 시험할 때, 직물에 대한 찢어짐 위치 및 접착제에 대한 찢어짐 위치 간의 거리는 0.75 인치 이내인, 피복된 직물.
  14. 선행 항들 중 어느 하나의 항에 있어서, 피복된 직물에 대하여 웨빙 테스트로 시험할 때, 직물에 대한 찢어짐 위치 및 접착제에 대한 찢어짐 위치 간의 거리는 0.5 인치 이내인, 피복된 직물.
  15. 선행 항들 중 어느 하나의 항에 있어서, 피복된 직물에 대하여 웨빙 테스트로 시험할 때, 직물에 대한 찢어짐 위치 및 접착제에 대한 찢어짐 위치 간의 거리는 0.25 인치 이내인, 피복된 직물.
  16. 피복된 기재에 있어서,
    보강재;
    보강재 상에 퍼플루오로중합체 및 2wt% 내지 30wt% 함량의 실리콘 중합체를 포함하는 외부 불소고분자 코팅재; 및
    외부 불소고분자 코팅재에 적층되는 접착제 층으로 구성되는, 피복된 기재.
  17. 제16항에 있어서, 외부 불소고분자 코팅재의 표면 에너지는 적어도 30 mN/m인, 피복된 기재.
  18. 피복된 기재에 있어서,
    보강재;
    보강재 상에, 퍼플루오로중합체 및 실리콘 중합체의 혼합물을 포함하고 표면 에너지가 적어도 30 mN/m인 외부 불소고분자 코팅재; 및
    외부 불소고분자 코팅재에 적층되는 실리콘 중합체 층으로 구성되는, 피복된 기재.
  19. 선행 항들 중 어느 하나의 항에 있어서, 외부 불소고분자 코팅재는 10wt% 내지 25wt%의 실리콘 중합체를 포함하는, 피복된 기재.
  20. 선행 항들 중 어느 하나의 항에 있어서, 외부 불소고분자 코팅재는 15wt% 내지 20wt%의 실리콘 중합체를 포함하는, 피복된 기재.
  21. 선행 항들 중 어느 하나의 항에 있어서, 외부 불소고분자 코팅재는 식각되지 않고 접착층이 적층되는, 피복된 기재.
  22. 선행 항들 중 어느 하나의 항에 있어서, 외부 불소고분자 코팅재는 용융 가공성 불소고분자에 현탁되는 콜로이드성 실리카 도포 처리하지 않고 접착층이 적층되는, 피복된 기재.
  23. 선행 항들 중 어느 하나의 항에 있어서, 외부 불소고분자 코팅재의 표면 에너지는 적어도 33 mN/m인, 피복된 기재.
  24. 선행 항들 중 어느 하나의 항에 있어서, 외부 불소고분자 코팅재의 표면 에너지는 적어도 40 mN/m인, 피복된 기재.
  25. 선행 항들 중 어느 하나의 항에 있어서, 외부 불소고분자 코팅재의 표면 에너지는 적어도 50 mN/m인, 피복된 기재.
  26. 선행 항들 중 어느 하나의 항에 있어서, 외부 불소고분자 코팅재는 퍼플루오로중합체 및 실리콘 중합체를 포함하고, 실리콘 중합체는 예비 가교된 실리콘 중합체 분산액에서 유래되는, 피복된 기재.
  27. 선행 항들 중 어느 하나의 항에 있어서, 외부 불소고분자 코팅재는 퍼플루오로중합체 및 실리콘 중합체를 포함하고, 실리콘 중합체는 축합 중합되는 실리콘인, 피복된 기재.
  28. 선행 항들 중 어느 하나의 항에 있어서, 외부 불소고분자 코팅재는 적어도 1.5 osy 함량 적용되는, 피복된 기재.
  29. 선행 항들 중 어느 하나의 항에 있어서, 외부 불소고분자 코팅재는 적어도 1.8 osy 함량 적용되는, 피복된 기재.
  30. 선행 항들 중 어느 하나의 항에 있어서, 외부 불소고분자 코팅재는 적어도 2.0 osy 함량 적용되는, 피복된 기재.
  31. 선행 항들 중 어느 하나의 항에 있어서, 접착제 층 및 외부 불소고분자 코팅재 간의 접착력은 적어도 1.8 lb/in인, 피복된 기재.
  32. 선행 항들 중 어느 하나의 항에 있어서, 접착제 층 및 외부 불소고분자 코팅재 간의 접착력은 적어도 2.0 lb/in인, 피복된 기재.
  33. 선행 항들 중 어느 하나의 항에 있어서, 접착제 층 및 외부 불소고분자 코팅재 간의 접착력은 적어도 2.5 lb/in인, 피복된 기재.
  34. 선행 항들 중 어느 하나의 항에 있어서, 접착제 층 및 외부 불소고분자 코팅재 간의 접착력은 UV 광에 의해 손상되지 않는, 피복된 기재.
  35. 피복된 직물 형성방법에 있어서,
    직물 공급 단계;
    퍼플루오로중합체 및 2 wt% 내지 30wt% 함량의 실리콘 중합체의 혼합물을 포함하는 에멀전 코팅재를 직물에 인가하고, 에멀전 코팅재를 융착하여 외부 불소고분자 층을 형성하는 단계; 및
    외부 불소고분자 층 상부에 접착제 층을 인가하는 단계로 구성되는, 피복된 직물 형성방법.
  36. 피복된 직물 형성방법에 있어서,
    직물 공급 단계;
    퍼플루오로중합체 및 2 wt% 내지 30wt% 함량의 실리콘 중합체의 혼합물을 포함하고 표면 에너지가 적어도 30 mN/m인 제1 에멀전 코팅재를 직물에 인가하고, 제1 에멀전 코팅재를 융착하여 외부 불소고분자 층을 형성하는 단계; 및
    외부 불소고분자 층 상부에 접착제 층을 인가하는 단계로 구성되는, 피복된 직물 형성방법.
  37. 제35항 내지 제36항 중 어느 하나의 항에 있어서, 에멀전 코팅재는 식각되지 않고 접착층이 적층되는, 방법.
  38. 제35항 내지 제37항 중 어느 하나의 항에 있어서, 에멀전 코팅재는 용융 가공성 불소고분자에 현탁되는 콜로이드성 실리카 도포 처리하지 않고 접착층이 적층되는, 방법.
  39. 제35항 내지 제38항 중 어느 하나의 항에 있어서, 에멀전 층이 인가되기 전에 직물에 순수한 불소고분자 코팅재를 인가하는 단계를 더욱 포함하는, 방법.
  40. 제35항 내지 제39항 중 어느 하나의 항에 있어서, 접착층이 인가되기 전에 에멀전 코팅재에 프라이머 층을 적층하는 단계를 더욱 포함하는, 방법.
  41. 피복된 직물 형성방법에 있어서,
    직물 공급 단계;
    퍼플루오로중합체 및 2wt% 내지 30wt% 함량의 실리콘 중합체를 포함하는 제1 불소고분자 필름을 형성하는 단계;
    직물의 일 면에 제1 불소고분자 필름을 적층하는 단계;
    PTFE를 포함하는 제2 불소고분자 필름을 형성하는 단계; 및
    직물의 반대 면에 제2 불소고분자 필름을 적층하는 단계로 구성되는, 피복된 직물 형성방법.
  42. 시트 재료에 있어서,
    퍼플루오로중합체 및2wt% 내지 30wt% 함량의 실리콘 중합체를 포함하는 불소고분자 필름; 및
    불소고분자 필름에 적층되는 접착제 층으로 구성되는, 시트 재료.
  43. 시트 재료에 있어서,
    퍼플루오로중합체 및 실리콘 중합체 혼합물로 구성되고 표면 에너지가 적어도 30 mN/m인 불소고분자 필름; 및
    불소고분자 필름에 적층되는 접착제 층으로 구성되는, 시트 재료.
  44. 제42항 또는 제43항에 있어서, 시트 재료의 두께는 적어도 3 밀인, 시트 재료.
  45. 제41항 내지 제44항 중 어느 하나의 항에 있어서, 불소고분자 필름은 퍼플루오로중합체 및 10wt% 내지 25wt% 함량의 실리콘 중합체를 포함하는, 시트 재료.
  46. 제41항 내지 제44항 중 어느 하나의 항에 있어서, 불소고분자 필름은 퍼플루오로중합체 및 15wt% 내지 20wt% 함량의 실리콘 중합체를 포함하는, 시트 재료.
  47. 선행 항들 중 어느 하나의 항에 있어서, 퍼플루오로중합체는 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE), 헥사플루오로프로필렌 (HFP), 불소화 에틸렌 프로필렌 (FEP), 퍼플루오로알킬 비닐 에테르 (PFA), 또는 이들의 조합을 포함하는, 시트 재료.
  48. 선행 항들 중 어느 하나의 항에 있어서, 퍼플루오로중합체는 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE)을 포함하는, 시트 재료.
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