KR20180093101A - 물품 및 그의 제조방법 - Google Patents

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KR20180093101A
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fluoropolymer
perfluoroether
inches
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KR1020187022915A
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티모씨 제이. 모리스
도날드 지. 커란
데이비드 알. 에스티. 저메인
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생-고뱅 퍼포먼스 플라스틱스 코포레이션
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Abstract

물품이 용융 가공가능한(melt processable) 플루오로폴리머를 함유하는 층을 함유하되, 상기 플루오로폴리머는 테트라플루오로에틸렌과 퍼플루오로에테르의 코폴리머를 함유하고, 상기 물품이 약 200 nm 내지 약 280 nm의 자외선 복사에 노출될 때 약 0.040 인치 내지 약 0.062 인치의 두께에서 적어도 약 50%의 자외선 투과도를 갖는다. 또한, 상기 물품의 제조방법, 및 가요성 관과 같은 물품을 포함하는 수 정화용 장치가 제공된다.

Description

물품 및 그의 제조방법
본 출원은 전반적으로 물품 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 구체적으로는 유체 도관(fluid conduit)용 가요성 관(flexible tube)에 관한 것이다.
호스(hose)와 배관(tubing)은 수처리, 식품 가공, 화학 산업, 의약품 산업 및 연료 산업을 비롯한 각종 산업에서 사용되고 있다. 이러한 산업에서, 낮은 표면 에너지의 내부 표면을 갖는 유체 도관이 세척하기가 용이하고 내오염성이 있기 때문에 사용되고 있다. 특히, 이러한 산업은 플루오로폴리머와 같은 낮은 표면 에너지의 폴리머에 의존하고 있다. 그러나, 이러한 플루오로폴리머는 비싸고 종종 일부 용도의 경우에 바람직하지 않은 특성을 갖는다.
특히, 산업계는 수처리를 위한 유체 도관을 위해 상기 플루오로폴리머를 사용한다. 그러나, 많은 플루오로폴리머는 바람직한 자외선 파장에서 수 처리 및 정화를 위해 요망되는 자외선 투과도(ultraviolet transmittance) 특성을 갖지 않는다. 또한, 많은 플루오로폴리머는 비가요성이고, 이는 상기 물질이 응력, 예컨대, 곡률 반경, 압력 등을 필요로 하는 용도에 바람직하지 않게 한다.
상기와 같은 이유로, 개선된 가요성 관이 바람직할 것이다.
하나의 실시양태에서, 물품은 용융 가공가능한(melt processable) 플루오로폴리머를 함유하는 하나의 층을 함유하되, 상기 플루오로폴리머는 테트라플루오로에틸렌과 퍼플루오로에테르의 코폴리머를 함유하고, 상기 물품이 약 200 nm 내지 약 280 nm의 자외선 복사에 노출될 때 약 0.040 인치 내지 약 0.062 인치의 두께에서 측정될 때 적어도 약 50 %의 자외선 투과도(ultraviolet transmittance)를 갖는다.
또 다른 실시양태에서, 물품의 제조방법은 용융 가공가능한 플루오로폴리머를 함유하는 하나의 층을 제공하는 것을 함유하되, 상기 플루오로폴리머가 테트라플루오로에틸렌과 퍼플루오로에테르의 코폴리머를 함유하고, 상기 물품이 약 200 nm 내지 약 280 nm의 자외선 복사에 노출될 때 약 0.040 인치 내지 약 0.062 인치의 두께에서 측정될 때 적어도 약 50 %의 자외선 투과도를 갖는다.
또 다른 실시양태에서, 수 정화용 장치가 자외선 복사 공급원; 및 가요성 관을 함유하고 상기 가요성 관이 용융 가공가능한 플루오로폴리머를 함유하는 하나의 층을 함유하되, 상기 플루오로폴리머가 테트라플루오로에틸렌과 퍼플루오로에테르의 코폴리머를 함유하고, 상기 가요성 관이 약 200 nm 내지 약 280 nm의 자외선 복사에 노출될 때 약 0.040 인치 내지 약 0.062 인치의 두께에서 측정될 때 적어도 약 50%의 자외선 투과도를 갖는다.
수치와 함께 있는 하기 설명은 본원에 개시된 교시의 이해를 돕기 위해 제공된다. 하기 논의는 상기 교시의 구체적인 실행 및 구현에 초점을 두고 있다. 이러한 초점은 상기 교시를 기재하는 것을 돕기 위해 제공되며, 상기 교시의 범주나 적용가능성에 대한 제한으로 해석되지 않아야 한다.
본원에서 사용될 때, 용어 "포함하다(comprises)", "포함하는(comprising)", "함유한다(includes)", "함유하는(including)", "갖는다(has)", "갖는(having)" 또는 이들의 임의의 다른 변형은 개방형(open-ended) 용어이며, "포함하지만, 이에 제한되지는 않는..."을 의미하는 것으로 해석되어야 한다. 이들 용어는 보다 제한적인 용어인 "본질적으로 이루어진(consisting essentially of)" 및 "이루어진(consisting of)"을 포괄한다. 하나의 실시양태에서, 특징 리스트를 포함한 방법, 물품 또는 장치는 반드시 상기 특징에만 한정되지 않으며, 명시적으로 리스트에 있지 않거나 또는 이러한 방법, 물품 또는 장치에 내재하는 다른 특징을 함유할 수 있다. 또한, 반대되게 명시적으로 기재되지 않는다면, "또는"은 포함하며-또는 을 의미하며, 배제하며-또는 을 의미하지 않는다. 예컨대, 조건 A 또는 B는 하기 중 임의의 하나를 만족한다: A가 참되고(또는 존재하고) B가 그룻되며(또는 존재하지 않으며), A가 그릇되고(또는 존재하지 않고) B가 참되며(또는 존재하며), A와 B가 둘다 참되다(또는 존재한다).
또한, "하나의" ("a" or "an")의 사용은 본원에 기재된 요소 및 구성요소를 기재하기 위해 이용된다. 이는 단지 편의를 위해, 또한 본 발명 범주의 개략적인 의미를 제공하기 위한 것이다. 이러한 기재는 달리 의미하는 것이 명확하지 않는 한, 하나 또는 적어도 하나를 함유하는 것으로 읽혀져야 하며, 또한, 단수는 복수를 또한 함유하거나 또는 이와 반대이다. 예컨대, 단일 아이템이 본원에 기재될 때, 하나보다 많은 아이템이 단일 아이템을 대신하여 사용될 수 있다. 유사하게, 하나보다 많은 아이템이 본원에 기재된 경우, 단일 아이템이 하나보다 많은 아이템을 대신할 수 있다.
달리 정의되지 않는 한, 본원에 사용된 모든 기술적 및 과학적 용어는 본 발명이 속한 당업계의 일 숙련자에게 통상적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 물질, 방법 및 실시예는 단지 예시를 위한 것이며, 제한하려는 것이 아니다. 본원에 기재되지 않는 한, 특정 물질 및 가공 행위에 관한 많은 상세는 통상적인 것으로, 구조물 업계 및 상응하는 제조 업계 내의 관련 서적 및 다른 공급원에서 발견할 수 있다. 달리 표기되지 않는 한, 모든 측정은 달리 표기되지 않는 한 ASTM에 따라 약 23 ℃ +/- 5 ℃ 에서이다.
구체적인 실시양태에서, 물품이 제공된다. 상기 물품은 플루오로폴리머를 함유하는 하나의 층을 함유한다. 하나의 실시양태에서, 상기 물품은 하나의 가요성 관이다. 유리하게, 상기 물품은 자외선 복사를 통한 수처리와 같은 용도에 대하여 바람직한 특성을 갖는다. 상기 물품의 제조방법이 더 제공된다. 상기 가요성 관을 사용하여 수 정화하기 위한 장치가 또한 제공된다.
상기 물품의 상기 층의 상기 플루오로폴리머는 일반적으로, 용융 가공가능한 플루오로폴리머이다. 본원에서 사용될 때 "용융 가공가능한 플루오로폴리머"는, 용융되고 유동하여 필름, 관, 파이버(fiber), 성형 물품(molded article), 또는 시이트(sheet)와 같은 임의의 적정한 형태로 압출될 수 있는 플루오로폴리머를 의미한다. 예컨대, 상기 용융 가공가능한 플루오로폴리머는 가요성 물질이다. 예컨대, 상기 용융 가공가능한 플루오로폴리머는 적어도 약 400 MPa, 예컨대, 약 400 MPa 내지 약 1000 MP, 예컨대 약 500 MPa 내지 약 800 MPa, 예컨대 약 500 MPa 내지 약 650 MPa의 휨 모듈러스(flexural modulus)를 갖는다. 하나의 실시양태에서, 상기 용융 가공가능한 플루오로폴리머는 약 0.5 % 내지 약 15 %, 예컨대, 약 1 % 내지 약 15 %, 예컨대, 약 1 % 내지 약 10 %의 인장 항복(tensile yield)을 갖는다. 구체적인 실시양태에서, 상기 용융 가공가능한 플루오로폴리머는 바람직한 경도(hardness)를 갖는다. 예컨대, 상기 층의 상기 플루오로폴리머의 쇼어 경도(shore hardness)는 약 90 미만, 예컨대, 약 80 미만, 또는 더욱이는 약 70 미만의 쇼어 D 이다. 하나의 실시양태에서, 상기 플루오로폴리머 층의 쇼어 D 경도는 약 50 내지 약 60 이다. 상기 플루오로폴리머 층의 휨 모듈러스, 인장 항복 및 쇼어 D 경도는 상기에 언급된 최소 및 최대 값의 임의값 사이에 있는 범위 내에 있을 수 있음을 이해한다.
임의의 적정한 용융 가공가능한 플루오로폴리머가 고려된다. 상기 물품을 위한 예시적인 용융 가공가능한 플루오로폴리머는 테트라플루오로에틸렌, 헥사플루오로프로필렌, 클로로트리플루오로에틸렌, 트리플루오로에틸렌, 비닐리덴 플루오라이드, 비닐 플루오라이드, 퍼플루오로프로필 비닐 에테르, 퍼플루오로메틸 비닐 에테르, 또는 이들의 임의의 조합물과 같은 모노머로부터 형성된 호모폴리머, 코폴리머, 터폴리머(terpolymer), 또는 폴리머 블렌드로부터 형성될 수 있다. 예시적인 용융 가공가능한 플루오로폴리머는 테트라플루오로에틸렌과 퍼플루오로에테르의 코폴리머를 함유한다. 하나의 실시양태에서, 상기 퍼플루오로에테르는 퍼플루오로알킬 비닐 에테르(PAVE)일 수 있다. 임의의 알킬기가 상기 퍼플루오로알킬 비닐 에테르를 위해 고려된다. 구체적인 실시양태에서, 상기 퍼플루오로알킬 비닐 에테르는 퍼플루오로메틸 비닐 에테르, 퍼플루오로에틸 비닐 에테르, 퍼플루오로프로필 비닐 에테르, 이들의 블렌드, 또는 조합물이다. 예시적인 실시양태에서, 상기 용융 가공가능한 플루오로폴리머는 테트라플루오로에틸렌과 퍼플루오로프로필 비닐 에테르의 코폴리머, 테트라플루오로에틸렌과 퍼플루오로메틸 비닐 에테르의 코폴리머, 테트라플루오로에틸렌과 퍼플루오로에틸 비닐 에테르의 코폴리머, 이들의 블렌드 또는 임의의 조합물이다. 구체적인 실시양태에서, 테트라플루오로에틸렌과 퍼플루오로에테르의 코폴리머는 약 2 % 내지 약 12 %, 예컨대, 약 3 % 내지 약 10 %, 또는 약4 % 내지 약 8 %의 유리한 중량 퍼센트 비(weight percent ratio)를 함유한다. 몰 농도 비는 상기에 언급된 최소 및 최대 값의 임의값 사이에 있는 범위 내에 있을 수 있음을 이해한다. 하나의 실시양태에서, 상기 용융 가공가능한 플루오로폴리머는 헥사플루오로프로필렌을 실질적으로 갖지 않는다. 본원에서 사용될 때 "실질적으로 갖지 않는"은 상기 플루오로폴리머 전체 중량의 약 1.0 중량% 미만, 또는 더욱이는 약 0.1 중량% 미만을 의미한다.
추가적인 실시양태에서, 상기 층은 고려된 임의의 첨가제를 함유할 수 있다. 상기 첨가제는 예컨대, 조제(co-agent), 산화방지제, 충전제, 자외선(UV) 제제, 염료(dye), 안료(pigment), 에이징-방지제(anti-aging agent), 가소제 등 또는 이들의 조합물을 함유할 수 있다. 하나의 실시양태에서, 조제를 함유하지 않은 층과 비교할 때 조제의 이용은 그 층의 소분자의 감소된 침투 및 개선된 탄성 회복 개선과 같이 바람직한 특성을 제공할 수 있다. 예컨대, 비스-페놀 AF, 트리아릴 이소시아누레이트(TAIC), 트리아릴 시아누레이트(TAC), 유기 퍼옥사이드, 또는 이들의 조합물과 같은 임의의 조제가 고려된다. 대안적으로, 상기 층은 조제, 산화방지제, 충전제, 자외선(UV) 제제, 염료, 안료, 에이징-방지제, 가소제, 또는 이들의 조합물을 실질적으로 갖지 않을 수 있다. 본원에서 사용될 때 "실질적으로 갖지 않는"은 상기 플루오로폴리머 전체 중량의 약 1.0 중량% 미만, 또는 더욱이는 약 0.1 중량% 미만을 의미한다.
하나의 실시양태에서, 상기 물품은 상기 플루오로폴리머의 상기 자외선 투과율(transmission) 특성에 부정적인 영향을 주지 않는 부가적인 폴리머를 더 함유할 수 있다. 하나의 실시양태에서, 상기 부가적인 폴리머는 기재된 바와 같은 두께에서 측정될 때 200 nm 내지 약 280 nm의 파장에서 적어도 약 50 %, 예컨대 적어도 약 60 %, 또는 더욱이는 약 65 % 보다 큰 자외선 투과도를 갖는다. 예컨대, 상기 부가적인 폴리머는 폴리비닐 클로라이드(PVC), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE), 폴리카보네이트(PC), 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA), 아크릴계, 환형계 올레핀 코폴리머 (COC), 이들의 블렌드 또는 조합물일 수 있다. 구체적인 실시양태에서, 상기 층은 적어도 70 중량%의 상기 플루오로폴리머를 함유한다. 예컨대, 상기 층은 적어도 85 중량%의 플루오로폴리머, 예컨대 적어도 90중량%, 적어도 95중량%, 또는 더욱이는 100 중량%의 상기 플루오로폴리머를 함유할 수 있다. 하나의 실시예에서, 상기 층은 상기 플루오로폴리머로 본질적으로 이루어질 수 있다. 본원에서 사용될 때 상기 물품의 상기 층의 상기 플루오로폴리머와 관련하여 사용되는 문구 "본질적으로 이루어지다"는, 통상적으로 사용되는 가공 제제, 및 산화방지제, 충전제, UV 제제, 염료, 안료, 에이징-방지제, 및 이들의 임의의 조합물과 같은 첨가제가 상기 플루오로폴리머에 사용될 수 있으나, 상기 플루오로폴리머의 기본적이고 신규한 특징에 영향을 주는 비-플루오르화 폴리머의 존재를 배제한다. 보다 구체적인 실시양태에서, 상기 플루오로폴리머는 상기 테트라플루오로에틸렌과 상기 퍼플루오로에테르, 예컨대 상기 퍼플루오로알킬 비닐 에테르의 코폴리머로 본질적으로 이루어진다. 일 실시예에서, 상기 층은 상기 플루오로폴리머로 이루어질 수 있다. 본원에서 사용될 때, 상기 층의 상기 플루오로폴리머와 관련하여 사용될 때 문구 "이루어지다"는 상기 층 내에 임의의 다른 구성요소가 존재하는 것을 배제한다. 보다 구체적인 실시양태에서, 상기 플루오로폴리머는 상기 테트라플루오로에틸렌과 상기 퍼플루오로에테르, 예컨대 퍼플루오로알킬 비닐 에테르의 코폴리머로 이루어진다.
상기 물품은 유리한 자외선 투과도를 가질 수 있다. 예컨대, 상기 물품은 약 200 나노미터 (nm) 내지 약 280 nm의 자외선 복사에 노출될 때 약 0.040 인치 내지 약 0.062 인치의 물품 두께에서 측정될 때 적어도 약 50 %의 자외선 투과도를 갖는다. 본원에서 사용될 때 "두께"는 상기 플루오로폴리머 층의 벽 두께(wall thickness)를 의미한다. 하나의 실시양태에서, 상기 플루오로폴리머 층의 두께는 약 0.0005 인치 내지 약 0.125 인치일 수 있다. 하나의 실시양태에서, 상기 물품은 약 200 nm 내지 약 280 nm의 자외선 복사에 노출될 때 약 0.040 인치 내지 약 0.062 인치의 두께에서 측정될 때 적어도 약 60 %, 또는 적어도 약 65 %의 자외선 투과도를 갖는다. 하나의 실시양태에서, 약 200 nm 내지 약 280 nm의 자외선 복사에 노출될 때 상기 자외선 투과도가 적어도 약 50 % 라는 전제하에, 상기 물품의 임의의 두께가 고려된다. 상기 플루오로폴리머 층의 두께가 상기에 언급된 최소 및 최대 값의 임의값 사이에 있는 범위 내에 있을 수 있음을 이해한다. 하나의 실시양태에서, 상기 물품은 기재된 바와 같은 상기 플루오로폴리머 층으로 본질적으로 이루어진다. 보다 구체적인 실시양태에서, 상기 물품은 기재된 바와 같은 상기 플루오로폴리머로 이루어진다.
하나의 층으로 기재되어 있으나, 대안적인 실시양태에서, 임의의 갯수의 층이 고려된다. 예컨대, 상기 물품은 적어도 두(two) 층, 또는 더욱이는 보다 많은 갯수의 층을 함유한다. 층의 갯수는 상기 물품에서 요망되는 최종 특성에 따라 좌우된다. 하나의 실시양태에서, 상기 물품은 다른 층을 더 함유할 수 있다. 상기 물품이 상기에 기재된 바와 같은 유리한 자외선 투과도를 갖는다는 전제하에, 다른 층은 예컨대, 중합성 층, 보강 층(reinforcing layer), 접착성 층, 장벽 층(barrier layer), 내화합물 층(chemically resistant layer), 이들의 임의의 조합 등을 함유한다. 임의의 부가적인 층을 제공하는 임의의 적정한 방법이 고려되며, 선택된 물질에 따라 좌우된다. 다른 층들의 임의의 두께가 고려될 수 있다. 하나의 실시양태에서, 상기 물품의 전체 두께는 적어도 0.0005 인치 내지 약 0.250 인치일 수 있다. 상기 물품의 전체 두께는 상기에 언급된 최소 및 최대 값의 임의값 사이에 있는 범위 내에 있을 수 있음을 이해한다.
하나의 실시양태에서, 상기 물품은 임의의 적정한 수단에 의해 형성될 수 있으며, 선택된 물질 및 요망하는 최종 물품에 따라 좌우된다. 하나의 실시예에서, 상기 플루오로폴리머의 층은 임의의 적정한 수단에 의해 제공된다. 하나의 실시양태에서, 상기 플루오로폴리머는 압출 또는 사출 성형에 의해 형성된다. 하나의 실시양태에서, 상기 플루오로폴리머는 압출 시스템을 이용하여 형성된다. 상기 압출 시스템은 일반적으로 펌핑 시스템(pumping system)을 함유하며, 상기 물품의 상기 층을 형성하는데 이용될 수 있는 다수의 장치를 함유할 수 있다. 예컨대, 상기 펌핑 시스템은 기어 펌프, 스택틱 혼합기(static mixer), 압출기, 관 다이(tube die)와 같은 다이, 경화 장치, 후처리(post-processing) 장치, 또는 이들의 조합과 같은 펌핑 장치를 함유할 수 있다. 일반적으로, 상기 플루오로폴리머 물질은 혼합 및 펌핑되어, 즉, 상기 압출 시스템의 다이를 통해 압출된다. 임의의 적정한 혼합 장치가 고려된다. 하나의 실시양태에서, 상기 플루오로폴리머 물질에 또한 열이 적용될 수 있다. 예컨대, 상기 펌핑 시스템으로부터 유동되어 물질의 열화(degradation)없이 상기 다이를 통해 압출될 수 있는 물질을 제공하도록 상기 플루오로폴리머 물질 구성요소에 대해 임의의 적정한 가열 온도가 이용될 수 있다. 예컨대, 상기 온도는 약 250 ℃ 내지 약 420 ℃ 일 수 있다. 상기 가열 온도는 상기에 언급된 최소 및 최대 값의 임의값 사이에 있는 범위 내에 있을 수 있음을 이해한다. 예시적인 실시양태에서, 상기 다이는 고려되는 임의의 치수 또는 형상을 갖는 압출된 물품을 제공하도록 설계된다. 구체적인 실시양태에서, 상기 관 다이는 원형 형상을 갖는 압출된 관을 제공하도록 설계된다; 그러나, 임의의 치수 또는 형상이 고려된다.
하나의 실시양태에서, 상기 물품은 압출 후에 냉각된다. 상기 물품을 냉각시키는 임의의 방법이 고려된다. 하나의 실시양태에서, 상기 물품은 상기 플루오로폴리머의 용융 온도 미만인 온도에서 냉각된다. 구체적인 실시양태에서, 상기 물품은 약 1 ℃ 내지 약 99 ℃, 예컨대 약 1 ℃ 내지 약 70 ℃, 또는 약 70 ℃ 내지 99 ℃의 온도에서 냉각된다. 구체적인 실시양태에서, 상기 물품은 에어로졸화된 물(aerosolized water)로 분무된다. 보다 구체적인 실시양태에서, 상기 에어로졸화된 물은 약 1 ℃ 내지 약 99 ℃, 예컨대, 약 1 ℃ 내지 약 25 ℃의 온도에 있다. 하나의 실시양태에서, 상기 물품은 실온보다 낮은 온도를 갖는 액체, 예컨대, 25 ℃ 미만의 온도로 있는 물에 위치시킨다. 상기 에어로졸화된 물의 임의의 압력이 고려된다. 하나의 실시양태에서, 상기 에어로졸화된 물의 압력은 적어도 약 0.1 barr, 예컨대 약 0.1 barr 내지 약 10 barr 이다. 상기 물의 온도 및 압력은 상기에 언급된 최소 및 최대 값의 임의값 사이에 있는 범위 내에 있을 수 있음을 이해한다.
일단 상기 층이 형성되면, 상기 물품은 하나 또는 그 이상의 후가공 작업을 거칠 수 있다. 임의의 적정한 후가공 작업이 고려된다. 예컨대, 상기 물품은 임의의 복사 처리, 예컨대, UV 복사, e-빔 복사, 감마 복사 등으로 처리될 수 있다. 또한, 상기 물품은 후-가공 열처리될 수 있다. 상기 후-가공 열처리는 일반적으로 약 1 ℃ 내지 약 250 ℃의 온도에서 일어난다. 일반적으로, 상기 후 열처리는 약 5 분 내지 약 10 시간, 예컨대 약 10 분 내지 약 30 분, 또는 대안적으로는 약 1 시간 내지 약 4 시간의 시간동안 일어난다. 상기 후 열처리의 온도 및 시간은 상기에 언급된 최소 및 최대 값의 임의값 사이에 있는 범위내에 있을 수 있음을 이해한다. 대안적인 실시예에서, 상기 물품은 후 열처리되지 않는다. 하나의 실시예에서, 상기 물품은 지정된 길이를 갖는 다수의 가요성 관으로 절단될 수 있는 가요성 관이다. 또 다른 실시양태에서, 상기 후 가공은 상기 가요성 관을 배관 코일(coil of tubing)로 감싸는 것을 함유할 수 있다.
하나의 실시양태에서, 상기 물품은 상기 관의 중심 내강(central lumen)을 한정하는 내부 표면을 함유하는 가요성 관이다. 예컨대, 선택된 구체적인 용도를 위해 임의의 유용한 직경 크기를 갖는 상기 가요성 관이 제공될 수 있다. 하나의 실시양태에서, 상기 배관은 최대 약 5.0 인치, 예컨대 약 0.25 인치, 0.50 인치 및 1.0 인치의 바깥 직경(OD: outside diameter)을 가질 수 있다. 하나의 실시양태에서, 상기 배관은 약 0.03 인치 내지 약 4.00 인치, 예컨대 약 0.06 인치 내지 약 1.0 인치의 안 직경(ID: inside diameter)을 가질 수 있다. 상기 바깥 직경과 상기 안 직경은 기재된 최소 및 최대 값 사이에 있을 수 있음을 고려한다.
실시양태에서, 결과로 수득된 물품은 보다 바람직한 물리적 및 기계적 특성을 가질 수 있다. 하나의 실시양태에서, 상기 물품은 광학적 투명도(optical clarity)를 갖는다. 하나의 실시양태에서, 상기 물품은 투명하거나 또는 적어도 반투명(translucent)하게 보인다. 예컨대, 상기 물품은 가시광선 파장 범위에서 약 50 % 보다 큰, 약 75 % 보다 큰, 또는 약 99 % 보다 큰 광 투과율을 가질 수 있다. 특히, 상기 물품은 바람직한 가요성 및 실질적인 투명도 또는 반투명도를 갖는다. 하나의 실시양태에서, 상기 물품은 바람직한 결정화도(crystallinity)를 갖는다. 이론에 제한되려는 것은 아니지만, 상기 플루오로폴리머의 결정화도는 광학적 투명도 및 유리한 자외선 투과도를 제공한다. 예컨대, 상기 플루오로폴리머는 약 50 % 미만, 예컨대, 약 30 % 미만, 약 20 % 미만, 또는 약 10 % 미만의 결정화도를 갖는다. 하나의 실시양태에서, 상기 플루오로폴리머는 약 1 % 내지 약 75 %, 예컨대 약 1 % 내지 약 50 %, 예컨대 약 1 % 내지 약 40 %, 예컨대 약 1 % 내지 약 30 %의 결정화도를 갖는다.
가요성 관과 같은 물품으로 대체적으로 기재되어 있으나, 임의의 적정한 중합성 물품이 고려될 수 있다. 상기 중합성 물품은 대안적으로 필름, 와셔(washer), 컨테이너 또는 유체 도관의 형태를 가질 수 있다. 예컨대, 상기 중합성 물품은 라미네이트와 같은 필름, 또는 셉타(septa) 또는 와셔와 같은 평판형 물품 또는 형태를 가질 수 있다. 또 다른 실시예에서, 상기 중합성 물품은 배관, 파이프, 호스 또는 보다 특정하게는 가요성 배관, 수송 배관, 펌프 배관, 내화합물 배관, 고 순도 배관, 보강된 배관, 브레이드 배관(braided tubing), 활강 배관(smooth bore tubing), 플루오로폴리머 라이닝된 파이프, 또는 강성 파이프(rigid pipe), 또는 이들의 임의의 조합과 같은 유체 도관의 형태를 가질 수 있다. 구체적인 실시양태에서, 가요성 관은 수처리 관, 예컨대, 화합물 또는 세제 디스펜싱(dispensing)을 위한 연동 펌프 관(peristaltic pump tube), 또는 내화합물 액체 수송 관과 같은 액체 수송 관이다.
상기 물품에 관한 출원이 다수 있다. 예시적인 실시양태에서, 상기 물품은 수처리, 산업, 폐수, 또는 바람직한 UV 투과도 및/또는 내화합물, 및/또는 기체에 대한 낮은 투과, 및/또는 고 순도가 요망되는 기타 용도에서 사용될 수 있다.
하나의 실시양태에서, 상기 물품은 물을 정화하기 위한 장치와 함께 사용된다. 예컨대, 상기 장치는 자외선 공급원과 상기 물품, 예컨대 가요성 관을 함유한다. 물은 임의의 적정한 수단에 의해 상기 가요성 관의 내부 도관을 통해 유동한다. 하나의 실시양태에서, 상기 가요성 관의 근위 단부(proximal end)로부터 상기 가요성 관의 원위 단부(distal end)까지 물을 이동시키기 위해 펌프가 상기 장치와 함께 사용된다. 상기 근위 단부와 상기 원위 단부 사이의 임의의 길이가 고려된다. 미생물을 실질적으로 갖지 않는 물을 제공하기 위한 임의의 유동 속도가 고려된다. 하나의 실시양태에서, 상기 유동 속도는 예를 들면, 상기 가요성 관의 직경, 상기 가요성 관의 두께, 상기 자외선 공급원, 상기 자외선 공급원의 상기 가요성 관까지의 근접성, 조사되는(irradiated) 미생물 유형 등과 같은 여러 요인에 의해 좌우된다. 본원에서 사용될 때 "미생물"은 박테리아, 효모, 곰팡이(mold), 조류(algae), 바이러스 등 또는 이들의 조합을 의미한다.
상기 물이 상기 물품의 상기 근위 단부로부터 상기 물품의 상기 원위 단부까지 유동할 때, 상기 물품 내의 상기 물은 상기 자외선 공급원에 노출된다. 임의의 자외선 공급원이 상기 물품의 임의의 길이를 따라 고려된다. 하나의 실시양태에서, 상기 자외선 공급원은 약 200 nm 내지 약 280 nm의 파장에서 복사를 제공하는 "C" 유형이다. 임의의 노출 시간이 고려된다. 하나의 실시양태에서, 상기 노출 시간은 상기 물의 유동 속도, 상기 자외선 공급원으로 조사하기 전에 존재하는 미생물의 양, 상기 자외선 공급원의 상기 물품까지의 근접성, 미생물의 유형, 상기 자외선 공급원, 상기 물품의 두께, 상기 물품이 예컨대 가요성 관인 경우에 상기 물품의 직경 등 또는 이들의 조합에 따라 좌우된다. 1 초 내지 10 분, 예컨대 1 초 내지 5 분, 예컨대 20 초 내지 2 분, 또는 더욱이는 1 분 내지 5분과 같은 임의의 적정한 시간이 고려된다. 하나의 실시양태에서, 상기 물은 상기 자외선 복사에 노출된 후에 미생물을 실질적으로 갖지 않는다. 본원에서 사용될 때 "실질적으로 갖지 않는"은 약 0.1 % 미만, 또는 더욱이는 0.01 % 미만의 미생물을 의미한다.
많은 상이한 관점 및 실시양태가 가능하다. 이러한 관점 및 실시양태의 일부가 본원에 기재되어 있다. 본 명세서를 읽은 후에, 당업자들은 이들 관점 및 실시양태가 단지 예시를 위한 것이고 본 발명의 범주를 제한하지 않음을 이해할 것이다. 실시양태는 하기에 열거된 것과 같은 아이템 중 임의의 하나 또는 그 이상에 따른 것일 수 있다.
실시양태 1. 물품이 용융 가공가능한 플루오로폴리머를 함유하는 하나의 층을 함유하되, 상기 플루오로폴리머는 테트라플루오로에틸렌과 퍼플루오로에테르의 코폴리머를 함유하고, 상기 물품은 약 200 nm 내지 약 280 nm의 자외선 복사에 노출될 때 약 0.040 인치 내지 약 0.062 인치의 두께에서 측정될 때 적어도 약 50 %의 자외선 투과도를 갖는다.
실시양태 2. 물품의 제조방법은 용융 가공가능한 플루오로폴리머를 함유하는 하나의 층을 제공하는 것을 함유하되, 상기 플루오로폴리머는 테트라플루오로에틸렌과 퍼플루오로에테르의 코폴리머를 함유하고, 상기 물품은 약 200 nm 내지 약 280 nm의 자외선 복사에 노출될 때 약 0.040 인치 내지 약 0.062 인치의 두께에서 측정될 때 적어도 약 50 %의 자외선 투과도를 갖는다.
실시양태 3. 테트라플루오로에틸렌과 상기 퍼플루오로에테르의 코폴리머가 약 2 % 내지 약 12 %, 예컨대 약 3 % 내지 약 10 %, 또는 약 4 % 내지 약 8 %의 중량 퍼센트 비로 존재하는, 전술한 실시양태 중 임의의 것의 상기 물품 또는 상기 물품의 제조방법.
실시양태 4. 상기 용융 가공가능한 플루오로폴리머가 상기 테트라플루오로에틸렌과 상기 퍼플루오로에테르의 코폴리머로 본질적으로 이루어지는, 전술한 실시양태 중 임의의 것의 상기 물품 또는 상기 물품의 제조방법.
실시양태 5. 상기 용융 가공가능한 플루오로폴리머가 상기 테트라플루오로에틸렌과 상기 퍼플루오로에테르의 코폴리머로 이루어지는, 전술한 실시양태 중 임의의 것의 상기 물품 또는 상기 물품의 제조방법.
실시양태 6. 상기 퍼플루오로에테르가 퍼플루오로프로필 비닐 에테르, 퍼플루오로메틸 비닐 에테르, 퍼플루오로에틸 비닐 에테르, 또는 이들의 조합물을 함유하는, 전술한 실시양태 중 임의의 것의 상기 물품 또는 상기 물품의 제조방법.
실시양태 7. 상기 물품은 약 90 미만, 예컨대 약 50 내지 약 60의 쇼어 D 경도계(shore D durometer)를 갖는, 전술한 실시양태 중 임의의 것의 상기 물품 또는 상기 물품의 제조방법.
실시양태 8. 상기 물품은 약 0.0005 인치 내지 약 0.250 인치의 전체 두께를 갖는, 전술한 실시양태 중 임의의 것인 상기 물품 또는 상기 물품의 제조방법.
실시양태 9. 상기 플루오로폴리머가 광학적 투명도를 갖는, 전술한 실시양태 중 임의의 것의 상기 물품 또는 상기 물품의 제조방법,
실시양태 10. 상기 물품이 적어도 약 55 %, 적어도 약 60 %, 또는 적어도 약 65 %의 자외선 투과도를 갖는, 전술한 실시양태 중 임의의 것의 상기 물품 또는 상기 물품의 제조방법.
실시양태 11. 상기 용융 가공가능한 플루오로폴리머가 적어도 약 1 %, 예컨대 약 1 % 내지 약 75 %, 예컨대 약 1 % 내지 약 50 %, 예컨대 약 1 % 내지 약 40 %, 예컨대 약 1 % 내지 약 30 %의 결정화도를 갖는, 전술한 실시양태 중 임의의 것의 상기 물품 또는 상기 물품의 제조방법.
실시양태 12. 상기 물품은 유체를 위한 도관을 제공하는 내부 표면을 갖는, 전술한 실시양태 중 임의의 것의 상기 물품 또는 상기 물품의 제조방법.
실시양태 13. 상기 유체가 물인, 실시양태 12의 상기 물품 또는 상기 물품의 제조방법.
실시양태 14. 상기 물품은 적어도 약 400 MPa, 예컨대 약 500 MPa 내지 약 650 MPa의 휨 모듈러스를 갖는, 전술한 실시양태 중 임의의 것의 상기 물품 또는 상기 물품의 제조방법.
실시양태 15. 상기 용융 가공가능한 플루오로폴리머가 약 0.5 % 내지 약 15 %, 예컨대 약 1 % 내지 약 15 %, 예컨대 약 1 % 내지 약 10 %의 인장 항복을 갖는, 전술한 실시양태 중 임의의 것의 상기 물품 또는 상기 물품의 제조방법.
실시양태 16. 상기 층을 제공하는 것이 상기 용융 가공가능한 플루오로폴리머를 압출하는 것을 함유하는, 전술한 실시양태 중 임의의 것의 상기 물품의 제조방법.
실시양태 17. 약 1 ℃ 내지 약 99 ℃의 온도에서 상기 물품을 냉각하는 것을 더 함유하는, 실시양태 16의 상기 물품의 제조방법.
실시양태 18. 수 정화용 장치가 자외선 복사 공급원; 및 가요성 관을 함유하고, 상기 가요성 관이 용융 가공가능한 플루오로폴리머를 함유하는 하나의 층을 함유하되, 상기 플루오로폴리머가 테트라플루오로에틸렌과 퍼플루오로에테르의 코폴리머를 함유하고, 상기 가요성 관이 약 200 nm 내지 약 280 nm의 자외선 복사에 노출될 때 약 0.040 인치 내지 약 0.062 인치의 두께에서 측정될 때 적어도 약 50 %의 자외선 투과도를 갖는다.
실시양태 19. 상기 자외선 복사 공급원이 약 200 nm 내지 약 280 nm의 파장에 있는, 실시양태 18의 상기 장치.
실시양태 20. 테트라플루오로에틸렌과 상기 퍼플루오로에테르의 코폴리머가 약 2 % 내지 약 12 %, 예컨대 약 3 % 내지 약 10 %, 또는 약 4 % 내지 약 8 %의 중량 퍼센트 비로 존재하는, 실시양태 18 - 19의 상기 장치.
실시양태 21. 상기 용융 가공가능한 플루오로폴리머가 상기 테트라플루오로에틸렌과 상기 퍼플루오로에테르의 코폴리머로 본질적으로 이루어진, 실시양태 18 - 20의 상기 장치.
실시양태 22. 상기 용융 가공가능한 플루오로폴리머가 상기 테트라플루오로에틸렌과 상기 퍼플루오로에테르의 코폴리머로 이루어진, 실시양태 18 - 21의 상기 장치.
실시양태 23. 상기 퍼플루오로에테르가 퍼플루오로프로필 비닐 에테르, 퍼플루오로메틸 비닐 에테르, 퍼플루오로에틸 비닐 에테르, 또는 이들의 조합물을 함유하는, 실시양태 18 - 22의 상기 장치.
실시양태 24. 상기 가요성 관이 약 90 미만, 예컨대 약 50 내지 약 60의 쇼오 D 경도계를 갖는, 실시양태 18 - 23의 상기 장치.
실시양태 25. 상기 관이 약 0.0005 인치 내지 약 0.250 인치의 전체 두께를 갖는, 실시양태 18 - 24의 상기 장치.
실시양태 26. 상기 플루오로폴리머가 광학적 투명도를 갖는, 실시양태 18 - 25의 상기 장치.
실시양태 27. 상기 가요성 관이 적어도 약 55 %, 적어도 약 60 %, 적어도 약 65 % 또는 이보다 더 큰 자외선 투과도를 갖는, 실시양태 18 - 26의 상기 장치.
실시양태 28. 상기 용융 가공가능한 플루오로폴리머가 적어도 약 1 %, 예컨대 약 1 % 내지 약 75 %, 예컨대 약 1 % 내지 약 50 %, 예컨대 약 1 % 내지 약 40 %, 예컨대 약 1 % 내지 약 30 %의 결정화도를 갖는, 실시양태 18 - 27의 상기 장치.
실시양태 29. 상기 가요성 관이 상기 물을 위한 도관을 제공하는 내부 표면을 갖는, 실시양태 18 - 28의 상기 장치.
실시양태 30. 상기 물이 미생물을 실질적으로 갖지 않는, 실시양태 29의 상기 장치.
본원에 기재된 사상은 하기 실시예에 더 기재되어 있으며, 이러한 실시예는 청구범위에 기재된 개시내용의 범주를 제한하지 않는다. 하기 실시예는 본 발명의 방법 및 조성물을 보다 잘 개시하고 교시하기 위해 제공된다. 이들은 단지 예시를 목적으로 한 것으로, 이하에 있는 청구범위에 언급된 바와 같은 본 발명의 취지 및 범주에 실질적으로 영향을 주지 않으면서 사소한 변형 및 변화가 이루어질 수 있음을 인식해야 한다.
실시예
다양한 수지 및 2가지 상이한 공정 조건을 이용하여 여러 개의 관을 형성한다. 3가지 상이한 수지 옵션 1, 2, 및 3 각각은 테트라플루오로에틸렌과 퍼플루오로알킬 비닐 에테르의 코폴리머이다. 이들 관은 FEP(플루오르화 에틸렌 프로필렌 수지)의 기준치(관 5)와 비교된다. 상기 FEP는 테트라플루오로에틸렌과 헥사플루오로프로필렌의 코폴리머, 또는 테트라플루오로에틸렌, 헥사플루오로프로필렌, 및 퍼플루오로알킬 비닐 에테르의 터폴리머이다.
2가지 상이한 공정 조건을 이용하였다. 상기 용융 가공가능한 플루오로폴리머가 용융되고, 이어서 관이 압출되고 70 ℉ 보다 높은 온도 (A 공정) 또는 70 ℉ 보다 낮은 온도 (B 공정)에서 냉각된다.
상기 배관은 0.045 인치의 벽 두께를 가졌고, UV 투과율은 200 nm 내지 295 nm의 파장에서 측정된다. 결과를 표 1에서 볼 수 있다:
Figure pct00001
명백하게, 옵션 1, 2, 및 3 모두는 상기 기준치 관(FEP)에 비해 모든 파장 값에 걸쳐 개선된 UV 투과율을 갖는다. 또한, 보다 낮은 냉각 온도를 이용한 공정은 옵션 1과 2 모두의 경우에 UV 투과율에서 개선을 나타낸다.
전반적인 발명의 상세한 설명 또는 실시예에서 상기에 기재된 실시행위의 전부가 필요하지는 않으며, 특정 실시행위의 일부가 필요하지 않을 수 있으며, 기재된 것 이외에 하나 또는 이보다 많은 추가적인 실시행위가 수행될 수 있음을 유념한다. 또한, 실시행위가 열거되어 있는 순서가 반드시, 이들이 수행되는 순서는 아니다.
전술한 명세서에서, 특정한 실시양태와 관련된 사상이 개시되어 있다. 그러나, 당업계의 일 숙련자는 하기 청구범위에 기재된 바와 같은 본 발명의 범주로부터 벗어나지 않으면서 다양한 변형 및 변화가 이루어질 수 있음을 이해한다. 따라서, 명세서 및 도면은 제한적인 의미라기 보다는 예시적인 것으로 간주되어야 하며, 이러한 모든 변형은 본 발명의 범주 내에 포함되도록 한다.
이익, 다른 이점 및 문제에 대한 해결책이 특정 실시양태와 관련하여 상기에 기재되어 있다. 그러나, 임의의 이점, 다른 이장, 또는 해결책을 야기하거나 보다 뚜렷해지도록 할 수 있는 이점, 장점, 문제에 대한 해결책, 및 임의의 특징(들)이 임의의 또는 모든 청구범위의 중대한, 필수적인, 또는 본질적인 특징으로 간주되지 않아야 한다.
명세서를 읽은 후에, 당업자들은, 일부 특징이 명확화를 위해 별도의 실시양태와 관련하여 기재되어 있으며, 또한 단하나의 실시양태에서 조합되어 제공될 수도 있음을 이해한다. 역으로, 단하나의 실시양태 문맥에서 간결화를 위해 기재된 다양한 특징이 별도로 혹은 임의의 하위조합으로 제공될 수 있다. 또한, 범위에 기재된 값을 언급함은 그 범위 내에 있는 각각의 및 모든 값을 함유한다.

Claims (15)

  1. 물품(article)으로서,
    용융 가공가능한(melt processable) 플루오로폴리머를 포함하는 층을 포함하되, 상기 플루오로폴리머는 테트라플루오로에틸렌과 퍼플루오로에테르의 코폴리머를 포함하고, 상기 물품이 약 200 nm 내지 약 280 nm의 자외선 복사(ultraviolet radiation)에 노출될 때 약 0.040 인치 내지 약 0.062 인치의 두께에서 측정될 때 적어도 약 50%의 자외선 투과도(ultraviolet transmittance)를 갖는, 물품.
  2. 제1항에 있어서, 테트라플루오로에틸렌과 상기 퍼플루오로에테르의 상기 코폴리머가 약 2% 내지 약 12%, 예컨대, 약 3% 내지 약 10%, 또는 약 4% 내지 약 8%의 중량 퍼센트 비(weight percent ratio)로 존재하는, 물품.
  3. 제1항에 있어서, 상기 퍼플루오로에테르가 퍼플루오로프로필 비닐 에테르, 퍼플루오로메틸 비닐 에테르, 퍼플루오로에틸 비닐 에테르, 또는 이들의 조합물을 포함하는, 물품.
  4. 제1항에 있어서, 상기 용융 가공가능한 플루오로폴리머가 상기 테트라플루오로에틸렌과 상기 퍼플루오로에테르의 상기 코폴리머로 본질적으로 이루어진, 물품.
  5. 제1항에 있어서, 상기 물품이 약 90 미만, 예컨대 약 50 내지 약 60의 쇼어 D 경도계(shore D durometer)를 갖는, 물품.
  6. 제1항에 있어서, 상기 물품이 약 0.0005 인치 내지 약 0.250 인치의 전체 두께를 갖는, 물품.
  7. 제1항에 있어서, 상기 물품이 유체(fluid)를 위한 도관(conduit)을 제공하는 내부 표면을 갖는, 물품.
  8. 제7항에 있어서, 상기 유체가 물인, 물품.
  9. 물품의 제조방법으로서,
    용융 가공가능한 플루오로폴리머를 포함하는 층을 제공하는 단계를 포함하되, 상기 플루오로폴리머가 테트라플루오로에틸렌과 퍼플루오로에테르의 코폴리머를 포함하고, 상기 물품이 약 200 nm 내지 약 280 nm의 자외선 복사에 노출될 때 약 0.040 인치 내지 약 0.062 인치의 두께에서 측정될 때 적어도 약 50%의 자외선 투과도를 갖는, 물품의 제조방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 층을 제공하는 단계는 상기 용융 가공가능한 플루오로폴리머를 압출하는 단계를 포함하는, 물품의 제조방법.
  11. 제10항에 있어서, 약 1℃ 내지 약 99℃의 온도에서 상기 물품을 냉각시키는 단계를 더 포함하는, 물품의 제조방법.
  12. 제9항에 있어서, 상기 퍼플루오로에테르가 퍼플루오로프로필 비닐 에테르, 퍼플루오로메틸 비닐 에테르, 퍼플루오로에틸 비닐 에테르, 또는 이들의 조합물을 포함하는, 물품의 제조방법.
  13. 제9항에 있어서, 상기 용융 가공가능한 플루오로폴리머가 상기 테트라플루오로에틸렌과 상기 퍼플루오로에테르의 상기 코폴리머로 본질적으로 이루어진, 물품의 제조방법.
  14. 수 정화용 장치로서,
    자외선 복사 공급원; 및
    가요성 관을 포함하고, 상기 가요성 관이 용융 가공가능한 플루오로폴리머를 포함하는 층을 포함하되, 상기 플루오로폴리머가 테트라플루오로에틸렌과 퍼플루오로에테르의 코폴리머를 포함하며, 상기 가요성 관이 약 200 nm 내지 약 280 nm의 자외선 복사에 노출될 때 약 0.040 인치 내지 약 0.062 인치의 두께에서 측정될 때 적어도 약 50%의 자외선 투과도를 갖는, 수 정화용 장치.
  15. 제14항에 있어서, 상기 자외선 복사 공급원이 약 200 nm 내지 약 280 nm의 파장에 있는, 장치.
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