SE520692C2

SE520692C2 - Flexibla vatten- och oljeresistenta sammansatta material

Info

Publication number: SE520692C2
Application number: SE9804385A
Authority: SE
Inventors: Wolfgang Buerger; Rainer Von Fragstein; Rudolf Steffl; Wolfgang Zehnder
Original assignee: Gore W L & Ass Gmbh
Priority date: 1996-06-25
Filing date: 1998-12-17
Publication date: 2003-08-12
Also published as: US6074738A; HUP9903311A3; JP2000503608A; EP0907507A1; CZ297871B6; CN1085962C; CN1222882A; GB2331043A; CZ422998A3; AU3437097A; HU227374B1; GB9827544D0; KR20000022185A; HUP9903311A2; PL187104B1; PL330728A1; JP2006347180A; DE19782217C2; ES2187792T3; WO1997049552A1

Description

520 692 2 förfarande för att behandla polymerer med lösningar av amorfa fluoropolymerer (WO 92/ 1 0532).

Lösningar av fluorinnehållande polymerer är också inbegripna i ett patent för beläggning av ePTFE med Teﬂon AF (EP 0561875). WO 91/01791 (Gelman Sciences Technology; EP 0561277 (Millipore)/U S patent 5,217,802 föreslår behandling av ett poröst membran med en fluorinnehållande monomer och ett tvärbindningsmedel. Behandlingen följs av polymerisation. Perﬂuoropolyetrar i samband med ePTFE för användning som vatttenavvisande yta nämns i WO 92/21715.

För förbättrad prestanda gällande vattenavvisning nämns oleofobiserade och hydrofobiserade textilsubstrat som besprutats med emulsioner av ﬂuoriderade kolväten i EP 0594154.

En typ av sammansatt membran är känt från US patent 4,969,998. I detta membran har materialet i det inre skiktet delvis penetrerat in i porerna hos det mikroporösa yttre skiktet.

Som material för det mikroporösa yttre skiktet föreslås mikroporös expanderad polytetra- fluoroetylen. Som material för det inre skiktet föreslås en polyeter-polytioeter. Det senare materialet fyller, till en viss grad, porerna i det mikroporösa skiktet, men är genomgående tätt, amorft och icke-poröst. Det anges att detta sammansatta material har genomsläppningshastig- heter för fuktånga, vilka är högre än genomsläppningshastigheterna för fuktånga i det först beskrivna laminatet. Emellertid befanns det att, när det sammansatta materialet användes som ett textillaminat för regnkläder, under extrem idrottslig belastning och den därmed förknippade starka utvecklingen av svett, den senare ej alltid till fullo kan försvinna till omgivningen. Det ﬂytande svett som stannar kvar på beklädnadens insida påverkar klädernas behaglighet och känsla av välbefinnande negativt.

SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Ett ändamål med föreliggande uppﬁnning är att tillhandahålla flexibla, mot ﬂytande vatten resistenta, mot vattenånga perrneabla, sammansatta material med förbättrad resistens mot föroreningar, särskilt oljeföroreningar. Den ökade oleofobiciteten ökar de sammansatta materialens användbarhet i klädesplagg och inom separationsanvändningar.

Ett annat ändamål med uppfinningen är att tillhandahålla sammansatta material med förhöjd genomsläppningshastighet av fuktånga.

De sammansatta materialen enligt tippﬁnningen flexibla, mot ﬂytande vatten resistenta, oleofoba, vattenångperrneabla sammansatta material. l dess enklaste och första utföringsform är det sammansatta materialet: 520 692 3 (a) ett skikt av en mikroporös polymer som är vattenångperrneabelt, oleofobt och vilket är resistent mot flytande vatten, varvid nämnda skikt är fäst vid (b) ett lufttätt polymerskikt som är vattenångpermeabelt.

Den mikroporösa polymeren har tomrum genom hela de inre strukturen, vilket bildar en sammanbunden kontinuerlig luftväg från den ena sidan till den andra.

Enligt en utföringsforrn består det sammansatta materialet enligt uppfinningen av enbart skikten (a) och (b) såsom deﬁnierats ovan.

Enligt en annan utföringsfonn kan ett tredje skikt, skikt (c), av en mikroporös polymer föreligga på den andra sidan av det lufttäta polymerskiktet. Skikt (c) är också vattenångperrneabelt. Det kan vara framställt av samma polymer som används i skikt (a) eller så kan det vara en annan polymer. Företrädesvis är det samma.

Enligt en föredragen aspekt exempliﬁeras de mikroporösa polymerskikten med en porös, expanderad polytetrafluoroetylen(ePTFE)-film.

I ett fall enligt denna andra utföringsforrn kan membran (c) vara hydrofobt. I ett annat fall kan det också vara oleofobt. I ett annat fall kan det göras oleofobt. I ytterligare ett annat fall är det hydroﬁlt.

Skikt (a) göres oleofobt genom att behandla det med en oleofob polymer såsom exempelvis en polymer som har återkommande vidhängande fluorerade sidokedjor. En triﬂuorometylgrupp kommer att ﬁnnas vid slutet av de återkommande vidhängande alkyl- perﬂuoroalkylgruppema, vilka utgår från polymerryggraden. Särskilt användbara är polymerer med en akrylat- eller metakrylatpolymerryggrad. Enligt en aspekt består den mikroporösa filmen av ePTFE, som är belagd med ett material, vilket har perfluoroalkyl- grupper CF3-(CF2)n-, där n är 2 0, fogade till polymerryggraden. l detta senare fall, dvs när skiktet (c) är hydroﬁlt, har det konstaterats att när det sammansatta materialet innehållande detta skikt används i ett plagg och detta skikt är innerst, är genomsläppligheten för fuktånga oväntat större från insidan till utsidan än genomsläppningshastigheten för fuktånga hos ett av de andra treskiktsmaterialen enligt uppfinningen. Detta inträffande, vilket är överraskande, kan möjligtvis tillskrivas det faktum att genomsläppningshastigheten för fuktånga i mittskiktet (b) ökar i överskottsförhållande när flytande vatten föreligger på gränsytan. Det kan vara att det mikroporösa innerskiktet, vilket verk har hydroﬁla egenskape >-1 ar som en typ av svamp och avsoberar det sv_tt som bildas och sprider det över större ytarea så att de individuella vattenmolekylema på gränsskiktet till det inre diffusionsskiktet lätt passerar, eller i högre koncentration, i lösning och dänned vandrar eller diffunderar snabbare till utsidan. 520 692 4 Mikroporöst skikt (c) kan göras hydroﬁlt genom att använda kända förfaranden, exempelvis med användning av förfarandet beskrivet i US patent 5,209,850. Förfaranden för att göra mikroporösa polymerer hydrofila beskrivs i två US patent 5,3 52,51 1 och 5,3 54,587.

DETALJERAD BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN Deﬁnitioner Med "flexibel" avses lättböjd, dvs böjlig.

Med "resistent mot ﬂytande vatten" menas att materialet är vattentätt vid ett vattentryck av 13,8 kN/mz.

Med "oleofob" menas att ett material har en olj eresistens av l eller mer.

Med "mikroporös" menas att ett material har mycket små, mikroskopiska tomrum genom hela den inre strukturen vilka bildar en sammanbunden kontinuerlig luftväg från en yta till en annan.

Med "lufttät" menas att inget luftﬂöde observeras under åtminstone två minuter såsom fastställes med Gurley-testet beskrivet nedan.

Med "vattenångperrneabel" menas ett MVTR av åtminstone 1000 g/mz per 24 timmar, företrädesvis 2000 g/mz per 24 timmar.

Med "hydrofilt" material menas ett poröst material, vars porer blir fyllda med flytande vatten när det utsätts för ﬂytande vatten utan påförande av tryck.

Med "vidhäftad" menas ytkontakt skikt mot skikt, eller impregnering, helt eller delvis, av skikt (b) in i porema av skikt (a), samt vidhäﬁning med användning av ett lim.

Lämpliga mikroporösa polymerer för skikt (a) och (c) häri innefattar ﬂuoro- polymerer, t ex polytetraﬂuoroetylen eller polyvinylidenﬂuorider, polyolefiner, t ex polyetylen eller polypropylen; polyamider; polyestrar; polysulfon, poly(etersulfon) och kombinationer av dessa, polykarbonat, polyuretaner. För att uppnå böjlighet bör skikten vara tunna.

Om den mikroporösa polymeren i skikt (a) ej naturligt är oleofob, kan den göras oleofob genom att behandla den med ett oleofobt material. Vanligt påförande av oleofoba material på polymeren är att anbringa en ﬂytande form av materialet, t ex en smälta eller lösning eller latexdispersion av materialet, såsom genom doppning, målning, sprutning, vals- beläggning eller penselstrykning av vätskan på ytan. Påföring utföres tills inre ytor i den mikroporösa strukturen är belagda, men ej tills porema är fyllda vilket skulle förstöra eller väsentligen minska egenskapen hos skiktet att släppa igenom vattenånga. Således har 520 692 s närvaron av den oleofoba polymeren liten effekt på porositeten; dvs väggarna som begränsar tomrummen i den mikroporösa polymeren har företrädesvis endast en mycket tunn beläggning av den oleofoba polymeren. Påföring av det oleofoba materialet kan åstadkommas genom att variera koncentrationen, fastämneshalten i lösningen eller dispersionen och/eller genom att variera påföringstemperaturen eller -trycket.

Vanliga oleofoba kompositioner är föreningar av oleofoba fluoriderade kolväten.

Exempelvis kan det ﬂuoriderade kolvätet vara ett, vilket innehåller perﬂuoroalkylgrupper CF3-(CFg)n-, där n är 2 0. De följande föreningama eller gruppema av oleofoba material kan användas.

Icke-polära perﬂuoropolyetrar med CFg-sidogrupper, såsom Fomblin Y - Ausimont; Krytox -DuPont; Blandningar av icke-polära perﬂuoroetrar med polära monofunktionella perﬂuoropolyetrar PFPE (Fomblin- och Galden MF-kvaliteter, vilka saluförs av Ausimont); Polära vattenolösliga PFPE såsom exempelvis Galden MF med fosfat-, silan- eller amidändgrupper; Blandningar av icke-polära PFPE med ﬂuorerade alkylmetakrylater och ﬂuorerade alkylakrylater som monomer eller i polymer form.

De ovannämnda töreningama kan tvärbindas genom exempelvis UV-strålning i vattenlösning eller -emulsion.

De följande kan också användas: Mikroemulsioner baserade på PFPE (se EP 0615779, Fomblin Fe2O mikroemulsioner); Emulsioner baserade på sampolymerer av siloxaner och perﬂuoroalkylsubstituerade (met)akrylater (Hoechst); Emulsioner baserade på perﬂuorerade eller partiellt ﬂuorerade sam- eller terpolymerer, varvid en komponent innehåller åtminstone hexaﬂuoropropen eller perﬂuoroalkylvinyleter; Emulsioner baserade på perﬂuoroalkyl-substituerade poly(met)akrylater och sampolymerer (produkter från Asahi Glass, Hoechst, DuPont och andra).

Mikroemulsioner baserade på perﬂuoroalkyl-substituerade poly(met)akrylater och sampolymerer (WU, US patent 5,539âO72; US patent 14605872; Komplex av polyelektrolyter och långkedjiga perﬂuorerade ytaktiva medel vilka företrädesvis är: 520 692 6 PFPE-COOH (perfluoropolyeter med terrninala karboxylgrupper), perfluorokarboxylsyror, CFg-(CFﬂn-COOH n > 6.

Perﬂuoroalkylsulfonsyror, t ex CF3-(CF2)n-SO2OH n > 6.

Enligt en utforingsfonn innefattar beläggningen ett lösningsrnedelsﬁitt system av PFPE eller en kombination av olika PF PE.

Det är allmänt känt att -(CFg)n-CF3-vidhängande grupper fórlänar polymeren mycket låga ytenergivärden och därmed tillfredsställande egenskaper vad gäller olja- och vatten- resistens. Representativa sådana oleofoba polymerer kan framställas från organiska monomerer med vidhängande perﬂuoroalkylgrupper. Dessa innefattar ﬂuoroalkylakrylater och ﬂuoroalkylmetakrylater med terminala perﬂuoroalkylgrupper enligt formeln: O CF=(CF2>n-(CH2)m-O-ci-c=ci-i, I R vari n är ett grundtal av 1-21, m är ett grundtal av l-l0 och R är H eller CH3; fluoroalkylaryluretaner, till exempel o CH, Il I I 1 ' H CH; ﬂuoroalkylallyluretaner, till exempel O I! Cf-'ﬂCFàn-CHZCHZ-O-C-N-CH2-CH=CH,; I H ﬂuoroalkyluretanakrylater; fluoroalkylakrylamider; fluoroalkylsulfonamidakrylater och liknande.

Det är underförstått att i den perﬂuorerade alkyländgruppen CF3(CF2),1, är det svårt att framställa en förening, i vilken n är en enkel siffra och att ändgruppen vanligtvis är en blandning av grupper med varierande kedjelängder i vilka n är en blandning avi huvudsak 5; 7, 9.

Dessa polymerer och framställningen av dessa är kända inom tekniken. 520 692 7 Enligt en föredragen aspekt erhålles dessa oleofoba polymerer från en vattenhaltig latex i vilken polymerpartiklamas diameter ligger i nanopartikelintervallet, 0,01 till 0,5 mikrometer. Sådana partiklar, vilka framställs från mikroemulsioner beskrivs t ex i Wu, US patent 5,539,072 och Wu, US patent 5,460,872.

Det lufttäta polymerskiktet (b) är vattenångperrneabelt och transporterar individuella vattenmolekyler över dess molekylstruktur. Detta fenomen är allmänt känt. Men på grund av dess natur är masstransporten av vätskor och gaser förhindrad. Skiktet är mycket tunt och tjänar som bärare och barriärskikt. Skiktet (b) kan till exempel vara polyuretan, eller en sampolyeter, sampolyester eller en silikon. I dessa polymerer, särskilt polyuretaner, underlättas genomgång av vattenångmolekyler genom närvaron av återkommande oxietylenenheter: -(CH2-CH2-O-) i polymerkedj an. Polyuretaner av denna typ beskrivs i Henn, US patent 4,532,3 l 6 samt Gore, US patent 4,l94,04l och US patent 4,942,2l4. Mängden etylenoxidenheter kan i hög grad variera, t ex från över 70% till så lite som 10%. Sampolyetrar och sampolyeterestrar, såsom de vilka beskrivits i US patent 4,725,48l och US patent 4,493,870 är också användbara.

Likaså användbara är polyetyleniminer, polyoxietylenaminer, polyoxipropylenaminer och polyvinylaminer, polyakryler. Likaså användbara är stängda cellskum av sådana polymerer, Det lufttäta polymerskiktet (b) förenas med det oleofoba polymerskiktet (a) med hjälp av någon av flera metoder. Den lufttäta polymeren kan anbringas i ﬂytande form från en vätskeblandning eller så kan den anbringas i fast arkfonn. Om polymeren föreligger i arkfonn kan den lamineras på det oleofoba membranet genom att låta arken passera genom nypvalsar eller genom att använda ett vidhäftningsmedel som kan andas. Alternativt kan det mikroporösa polymemiaterialet och den lufttäta polymeren förenas innan det oleofoba materialet anbringas. Enligt denna variation kan det mikroporösa polymerskiktet behandlas genom penselstrykning eller beläggning med hjälp av andra sedvanliga sätt, inklusive sprutning eller valsbeläggning eller liknande. En lämplig polymer för skikt (b) är en vattenångperrneabel, lufttät polyuretan, såsom Hypol® 2000. Den kan anbringas innan den tvärbinds eller så kan den tvärbindas efter påföring.

Material som kan användas för att behandla de mikroporösa polymererna för att göra (iPm hvrirñ Ilﬂ år' SIT? Ofﬁra riPrn Qnvänrﬂﬁara enm elzilrf (n) innn Qffar' vaffnrn allznhnl- øllør --.U HJ cuvuw. -v .... av... ann.. .....u..\..._,....u öv... un... (v) . v unc... mattv.. , u . . \ V . . V . V . . v. vatten-/alkohollösningar av en sampolymer av tetraﬂuoroetylen och vinylacetat, polyakrylsyra och sampolymerer av dessa, polyakrylamid och sampolymerer av dessa, polyvinylacetat (PVA), polystyrensulfonat; polyetylen- eller propylenglykoler (PEG, PPG), hydroﬁla 520 692 8 silikoner; anjoniska, katjoniska, icke-joniska eller amfotera ytaktiva medel eller blandningar och komplex av de ovannämnda. Behandling med hydrofilt material åstadkommes med hjälp av samma metodik som beskrivits ovan för behandling med oleofoba material.

Framställningsförfarandena för de sammansatta materialen av tre skikt, dvs där skikt (c) föreligger, är desamma. Mikroporöst skikt (c) kan förbehandlas för att göra det oleofobt eller hydrofilt, allt efter omständighetema. Detta kan göras innan skiktet fästs eller efter, såsom beskrivits ovan.

Enligt ett förfarande for att framställa ett sammansatt material i tre skikt anbringas det tidigare tvärbundna polyuretanhartset med härdningsmedel på en första film av ePTFE med hjälp av en påläggsvals. Beläggningsvikten kan exempelvis vara 10 g/mz. Därefter anbringas ytterligare ett mikroporöst ePTFE-skikt och skikten som ihopfogats på detta sätt bringas igenom ett gap mellan två tryckvalsar så att ännu ej fullständigt tvärbundet harts till en viss grad pressas in i den mikroporösa strukturen och tränger in i porerna. Polyuretan- hartset kan emellertid fästas vid eller lamineras som en färdig ﬁlm till ett av skikten först såsom exempelvis beskrivs i DE-PS29253l8. Därefter göres ett skikt (skikt (a)) av mikroporös film olj eavvisande. Det andra skiktet kan därefter göras hydrofilt eller oleofobt genom behandling såsom beskrivits ovan; eller så kan det förbli obehandlat.

De använda ePTFE-skiktens skikttj ocklek, densitet och porstorlek kan variera beroende på användningsområdet.

De sammansatta materialen enligt uppfinningen kan lamineras till material på en eller båda sidor och det använda resulterande materialet kan användas till att tillverka vattentäta men vattenångpernieabla klädesplagg.

Det sammansatta materialet kan användas i samband med regn- och Sportkläder.

Naturligtvis kan det sammansatta materialet också användas inom andra industriella användningsområden, där det kan användas för att avlägsna molekyler med låg molekylvikt från lösningar, vid destillation, avloppskoncentrering, koncentrering av j uicer eller biologiska system eller vid dialysanvändningar. De nödvändiga förutsättningarna för denna användning är uppträdandet vad gäller selektiv diffusion hos mellanskiktet, vilket måste ha högre löslighet för de passerande molekylema än för de andra molekylema i blandningen som skall koncentreras.

Enligt den unönngsxarfn... xfid vilken skikt (c) "r hydrofilt, är det sammansatta SD materialet fördelaktigt vad gäller att närvaron av små hål etc ej leder till läckage. Vatten som tränger in via ett hål på insidan, dvs den sida som vetter mot bärarens kropp, kommer först att bilda en droppe. Denna droppe kommer dock återigen att transporteras in i detta inre skikt 520 692 9 med hjälp av kapillärkrafter och transporteras till mittskiktet (b). På denna ytan fördelas vattnet över ytan och "överföres" som ånga därifrån till utsidan.

TESTFÖRFARANDEN Permeabilitet/Impermeabilitet av luft- Gurleytal-test Gurleytal erhölls enligt följ ande: Provemas motståndskraft mot luftflöde mättes med hjälp av en Gurley-densitometer (ASTM) D726-58) tillverkad av W. & L.E. Gurley & Sons. Resultaten anges i termer av Gurleytal, vilket är den tid i sekunder för 100 kubikcentimeter luﬁ att passera genom 6,54 cmz av ett testprov vid ett tryckfall av 1,2l5 kN/mz vatten. Ett material är luftimpenneabelt om ingen luftgenomgång noteras under intervall av 120 sekunder.

Test avseende oljeavvisning Vid dessa tester mättes oljeklassiﬁcering med användning av testmetoden AATCC 118-1983 när de sammansatta filmmaterialen testades. Oljeklassiﬁceringen av ett sammansatt ﬁlmmaterial är den lägre av de två klassiﬁceringar som erhålles när det sammansatta materialets två sidor testas. Ju högre tal, desto bättre oljeavvisning. Ett värde över 1, företrädesvis 2 eller högre, mer föredraget 4 eller högre, föredrages.

Försöket modiﬁeras enligt följande när laminat av det sammansatta ﬁlmmaterialet med en textilie testas. Tre droppar av testolj an sätts på textilieytan. En glasplatta lägges direkt över oljedroppama. Efter 3 minuter inspekteras laminatets baksida beträffande en förändring av utseende, vilket visar på penetrering av eller färgning av testolj an. Oljeklassiﬁceringen av laminatet motsvarar det högsta oljetal som ej väter genom laminatet eller orsakar synlig missfärgning från den motsatta sidan med oljeexponering. Ju högre tal, desto bättre oljeavvisning. Ett värde större än l, företrädesvis 2 eller högre, mer föredraget 4 eller högre, och mest föredraget 6 eller högre, föredrages.

Test avseende genomsläppningshastighet av fuktånga (MVTR=Moisture Vapor Tansmission Rate) - Metod A Vid detta förfarande infördes ungefär 70 ml av en lösning, vilken bestod av 35 viktdelar kaliumacetat och 15 viktdelar destillerat vatten in i en bägare av polypropylen om 133 ml, vilken hade en innerdiameter av 6,5 cm vid dess myrming. En expanderad polytetrafluoroetylen(PTFE)-ñlm med ett minimum MVTR av ungefär 60.000 g/mz per 24 timmar som testats med den metod som beskrivs i US patent 4,862,73O till Crosby med användning av kaliumacetat och tillgänglig från W.L. Gore & Associates, Inc. Newark, Delaware, värmeförseglades vid bägarens kant för att skapa en tät, icke-läckande, mikroporös barriär innehållande lösningen. En liknande expanderad PTFE~f1lm anbringades på ytan av ett 520 692 vattenbad. Anordningen med vattenbad styrdes till 23°C plus/minus 0,2°C, med användning av en temperaturstyrd rulle och ett vattencirkulerande bad. Det prov som skulle testas fick anta en temperatur av 23°C och en relativ fuktighet av 50% innan testforfarandet utfördes.

Provet placerades så att den mikroporösa polymerfilmen som skulle testas var i kontakt med den expanderade polytetrafluoroetylenfilmen som anbringats vid vattenbadets yta och en jämviktsinställning på åtminstone 15 minuter användes for laminat med textilier och åtminstone 10 minuter for sammansatta ﬁlmmaterial innan införandet av bägarenheten.

Bägarenheten vägdes till närmaste 1/1000 g och placerades upp- och nedvänt på provets centrum. Vattentransport tillhandahölls med hjälp av den drivande kraften mellan vattnet i vattenbadet och den mättade saltlösningen, vilket gav vattenﬂöde genom diffusion i den riktningen. Provet testades i 15 minuter och bägarenheten avlägsnades därefter och vägdes åter. MVTR beräknas från bägarenhetens viktökning och uttrycks i g vatten per kvadratmeter provyta per 24 timmar.

Test avseende genomsläppningshastíghet av fuktånga (MVTR) - Metod B Denna metod är densamma som Metod A förutom att provet vilar direkt på vattnet, dvs ingen PTFE-ﬁlm är anordnad på vattenbadets yta.

Exempel 1 En oleofob expanderad mikroporös film av polytetrafluoroetylen (PTFE) framställdes genom att belägga en expanderad mikroporös film av polytetrafluoroetylen (PTFE), vilken tillhandahölls från W. L. Gore & Associates, Inc. Filmen hade innan beläggning en nominell porstorlek av 0,2 mikron och en vikt av ca 23 g/mz och en tjocklek av ca 65 mikrometer och ett Gurleytal av 7,5 sekunder.

Filmen gjordes oleofob genom att behandla den med en vattenhaltig latex av en organisk polymer med vidhängande perﬂuoroalkylsidokedjor, vilken erhölls från W. L. Gore & Associates, Inc. och framställdes baserat på Exempel lB i US patent 5,539,072 (häri inforlivad som hänvisning) så att oljeklassiﬂceringen 8 uppmättes för filmen efter beläggning och efterföljande torkning vid 200°C. Gurleytalet var 14 sekunder, vilket visade att porema fortfarande var öppna. Den nu oleofoba filmen belades med en vattenångperrneabel prepolymer, Hypol® 2000 (W.R. Grace & Co) med härdningsmedel av hexametylendiamin för att ge ett sammansatt material enligt den forsta utforingsforinen av uppfinningen. Det sammansatta materialet överförde snabbt fukt men var impermeabelt mot luft. Det sammansatta materialet testades avseende överfórandehastighet av fuktånga och 520 692 §a@Q%ff;åÅ;š¿t 11 oljeavvisning: MVTR var 11.000 g/mz per 24 timmar och oljepoängen mätt på den sida av ﬁlmen bort från det lufttäta polyinerskiktet var 8.

I Gurley-testet noterades inget luﬁtlöde, vilket visade att en fullständigt luftimperrneabel polyuretanbeläggning anbringats.

Det sammansatta materialet fästes punktvis på ett polyestertyg. Det sammansatta filmmaterialet placerades så att det kontinuerliga polyuretanskiktet vette bort från tyget. Ett MVTR med användning av Metod A av 11.000 g/mz per 24 timmar uppmättes for detta laminat när polyuretanskiktet var mot vattnet.

I motsats härtill hade MVTR för ett sammansatt material av den expanderade mikroporösa polytetraﬂuoroetylenen belagd med Hypol® 2000, men vilken ej behandlats med den vattenhaltiga latexen av den organiska polymeren, ett oljetal av noll. MVTR var 14.230 vilket fastställdes med Metod A.

Exempel 2 En oleofob expanderad mikroporös ﬁlm av polytetraﬂuoroetylen (PTFE) framställdes genom att belägga en expanderad mikroporös film av polytetrafluoroetylen (PTFE), vilken tillhandahölls från W. L. Gore & Associates, Inc. Filmen hade innan beläggning en nominell porstorlek av 0,2 mikron och en vikt av ca 23 g/mz och en tjocklek av ca 65 mikrometer och ett Gurleytal av 7,5 sekunder. Membranet gjordes oleofobt genom att behandla det med en vattenhaltig latex av en organisk polymer med vidhängande perﬂuoroalkylsidokedjor, vilken erhölls från W. L. Gore & Associates, Inc. och framställdes baserat på Exempel lB i US patent 5,539,072 så att oljetalet 8 uppmättes for ñlmen efter beläggning och därpå följ ande torkning vid 200°C. Gurleytalet var 14 sekunder.

Två separata skikt av den belagda filmen bands därefter samman med prepolymeren Hypol® 2000 genom att samtidigt bringa de två skikten att passera genom en nypvals med prepolymeren Hypol® 2000 mellan skikten. Tryck på nypet tvingade en del av prepolymeren Hypol® 2000 att penetrera båda skikten i den belagda filmen. Den sammansatta strukturen fick därefter fukthärda. Den oleofoba sammansatta strukturen som framställts sålunda överför snabbt fukt men är imperrneabel mot luft. Den sammansatta strukturen hade, när den testades avseende oljeavvisning, en avvisning av 8 mätt på båda sidor av den sammansatta strukturen.

Inget luftflöde noterades med användning av Gurley-testet.

Avsaknaden av luftpernieabilitet visar att en fullständigt luftimperrneabel polymerbeläggning anbringats. MVTR hos det sammansatta materialet, mätt med användning av Metod A, var 7.000 g/mz per 24 timmar. 520 692 12 Exempel 3 Ett oleofobt material, Galden MF 201 (Ausimont), ett mono- och bis-triﬂuorometyl- polyoxiperfluoroalkylen-metylen-polyoxietylenfosfat med genomsnittlig molvikt av 850 g/mol, vilken innehåller fosfatgrupper, är polärt och av mycket viskös till vaxig konsistens vid rumstemperatur. Det upphettades till 50-70°C och anbringades genom valsbeläggning med användning av en upphettad vals på ena sidan av en expanderad, mikroporös ﬁlm av polytetraﬂuoroetylen belagd med en vattenångpermeabel (förmåga att andas) polyuretan- prepolymer av MDI och en alkylenoxid beskriven i US patent 4,942,2l4. Galden-belägg- ningsvikten justeras via inställningar av nyp och valstryck så att en påföring av 1,0 i 0,2 g/mz uppnås. Galden-beläggningen anbringas på polyuretanbeläggningens motsatta sida.

För att göra beläggningen homogen och för att värmehärda beläggningen, följs beläggningssteget av uppvärmning i en kontinuerlig ugn vid 150-l 70°C under en uppehållstid av 0,5-5 minuter.

Olj etalet, fastställt på den MF20l-belagda sidan, är 4. MVTR, med användning av Metod A är 22.000 g/mz per 24 timmar. Den kemiska stabiliteten eller beständigheten bestäms genom att utföra tvättester vid 60°C. Det sammansatta materialet är fortfarande oleofobt efter tvättning.

Exempel 4 Exempel 3 upprepades förutom att beläggningsvikten var 2 i 0,3 g/mz i stället för 1 i 0,2 g/mz. Beläggningsmaterial, värmebehandling och beläggningsmetod var oförändrade.

Oljetalet på den MF20l-belagda sidan var 6. MVTR, med användning av Metod A, var 20.500 g/mz per 24 timmar. Den kemiska stabiliteten eller beständigheten fastställdes genom att utföra tvättest vid 60°C. Det sammansatta materialet var fortfarande oleofobt efter tvättning eller efter kemisk tvätt med perkloroetylen.

Exempel 5 Beläggningsmaterial, vännebehandling och beläggningsförfarande var såsom i Exempel 3 förutom att beläggningsvikten var 5 i 1 g/mz. Oljetalet på den MFZOI-belagda sidan var 7. MVTR med användning av Metod A var 19.000 g/mz per 24 timmar. Materialet behöll oleofobicitet efter tvättning.

Exempel 6 a) en blandning av en oleofob icke-polär polyfluoropolyeter (Fomblin VAC 2 5/6) mol vikt 3300 g/mol, Ausimont Spa, Italien) och Galden MF 201 i blandningsförhållande av 65% MF 201 och 35% Fomblin användes. Beläggning och värmebehandling var såsom i 520 692 13 Exempel 3. Beläggningsvikt var 2 i 0,2 g/mz. Oljevärde var 4 på den belagda sidan. MVTR var 20.000 g/mz per 24 timmar. b) Del a) upprepades förutom att blandningsförhållandet j usterades till 80% MF201 och 20% Fomblin.

Beläggningsvikten bestämdes genom Vägning och var 2 i 0,2 g/mz. Olj etalet på den sida som var belagd med PFPE-blandning var 6. MVTR med användning av Metod A var 19.000 g/mz per 24 rimmar.

Materialet behöll sin oleofobicitet efter tvättning.

Fomblin VAC 25/6 är l-propen, 1,1,2,3ßß-hexaﬂuoro-oxiderad, polymeriserad, Mw 3300 g/mol.

Exempel 7 Ett forfarande för oleofobiliseringen av ett sammansatt ePTFE-membran belagt med en polyuretan med förmåga att andas utfördes med följ ande behandlingssteg: Den porösa sidan (se Exempel 3) av materialet vättes med 1:2 isopropanol/vatten.

En polyelektrolytlösning (se tabell nedan) anbringades genom valsbeläggning. Denna följdes av anbringande av en vattenhaltig ytaktiv ﬂuorolösning, utklämning, torkning och vännehärdning av materialet vid 150°C.

Resultaten visas i Tabellen.

Polyelektrolyt Ytaktivt ﬂuormedel (% i vikt) Oljevärde Polyallylamin (PAA) 5% styrka FC 99 (3M) > 2 (0. IN) (Aldrich Chemical Company, Inc) PAA (0.lN) Fe20 AG (Ausimont) > 2 Polyetylenamin 5% styrka FC 99 (3M) > 2 (PEI) (0. IN) G100 Gl00 (0.lN) Fe20 AG (Ausimont) > 2 Exempel 8 Det beläggningsmaterial som användes var en polysiloxan med fluorerade sidokedjor (Nuva 4190, Hoechst) i ett blandningsförhållande 20% Nuva/ 80% isopropanol.

Beläggningsmetodik och värmebehandling utfördes såsom beskrivits i Exempel 3.

Beläggningsvikten är 2,5 i 0,2 g/mz. Oljetalet på den belagda sidan var 6. MVTR med användning av Metod A var 19.000 g/mz per 24 timmar. 520 692 14 Exempel 9 En mikroemulsion FE 20 AG (Ausimont), vilken har en låg viskositet vid rumstemperatur valsbelades på den mikroporösa polymersidan av ett sammansatt material av expanderad PTFE och den polyuretan som beskrivits i Exempel 3. Beläggningsvikten j usterades via nypinställningar och valstryck så att en påläggning av 2,0 i 0,2 g/mz uppnåddes.

F e 20Ag är en Fomblin-mikroemulsion i vatten, täthet 1,16 g/ml vid 25°C och består av Galden MF 310 som neutraliserats med ammoniak; och Galden MF 3100, en trifluorometyl-polyoxiperﬂuoroalkylen-metylenkarboxylsyra.

För att göra beläggningen homogen och värmehärda beläggningen följdes beläggningssteget av behandling av filmen i en kontinuerlig ugn vid 150-l70° under en uppehållstid av 5 minuter för det belagda materialet. Resultaten var ett MVTR-värde av 17.500 g/mz per 24 timmar med användning av Metod A och ett oljetal av > 2.

Exempel 10 Det beläggningsmaterial som användes var perﬂuoropolyeter Fomblin Y VAC 06/6 (Mw 1800 g/mol, Ausimont).

Perlluoropolyetem anbringades på den mikroporösa ﬁlmsidan (substrat liknande Exempel 3) genom att leda ﬁlmen över en beläggningsvals vid en linjär hastighet av 40-60 m/min. För att uppnå den nödvändiga beläggningsviskositeten, värmes valsarna till 50-70°C.

Den anbringade beläggningen göres därefter homogen i en kontinuerlig ugn vid l30°C under loppet av en uppehållstid på 12 till 18 sekunder. Tillägget var 3,5 i 0,5 g/mz. En svepelektronbild av den belagda mikroporösa strukturen visar att endast den inre ytan av strukturen är belagd. Vattenångpermeabiliteten, uttryckt som MVTR med användning av Metod A, var 18.500 g/mz per 24 timmar. Oljepoängen på membransidan belagd med perﬂuoropolyetrar är 2.

Det framställda materialet användes för att framställa sammansatta textilskikt (sammansatta material, textillaminat) såsom 2- och 3-skiktslaminat genom att fästa ihop textilarkmaterial bestående av polyester eller polyamid på den ena eller båda sidoma med membranet genom punktvis vidhäftning.

Laminat kan också framställas genom att använda Fomblin Y VAC 16/6 (Mw 2800 g/'mol, Ausimont). 520 692 Exempel 1 1 Ett sammansatt material framställdes genom att laminera ihop två expanderade mikroporösa polytetraﬂuoroetylen(PTFE)-filmer från W. L. Gore & Associates, Inc. De två PTFE-ﬁlmema hade en nominell porstorlek av 0,25 tim, en vikt av ca 20 g/mz och en tjocklek av 40 pm. För laminering anbringades ett vattenångpermeabelt polyuretanharts (PUR) såsom beskrivits i Exempel 3 och trängde delvis in i den mikroporösa strukturen av den första filmen med användning av en anordning för valsbeläggning, därefter laminerades den andra filmen, med användning av PUR som lim, mellan de två nypvalsama. Efter ﬁlkthärdning av PUR vid rumstemperatur belades den ovannämnda laminerade filmen på en sida med Galden MF 201 (Ausimont) såsom beskrivits i Exempel 3. Vid nästa steg belades den andra sidan med den polymerlösning som beskrivits i US patent nr 5,209,850 för att göra den mikroporösa PTFE hydrofil (skikt = 4 g/mz). Efter torkning blev det resulterande sammansatta materialet klart på en sida efter neddoppning i vatten.

Fuktånggenomgångshastigheten för detta sammansatta material mättes med Metod B genom att först vända den oleofoba sidan, därefter den hydroﬁla sidan av membranet mot Valtnêï.

MVTR mätt med Metod B visar 25.000 g/mz per 24 timmar för den sida som behandlats med Galden MF och 71.000 g/mz 24 timmar för den hydroﬁla sidan som vetter mot vattnet.

Exempel 12 Ett sammansatt material framställdes såsom i Exempel 11 med en sida belagd med Galden MF 201. Detta sammansatta material laminerades på den Galden-behandlade sidan på en polyestertextil, 120 g/mz, med användning av ett förfarande med punktvis vidhäftning.

Efter laminering belades den obehandlade sidan med den polymer som beskrivits i US patent ,209,850 såsom i Exempel ll.

MVTR mätt med Metod B visar 7.200 g/mz per 24 timmar för textilsida vettande mot vattnet och 21.500 g/mz per 24 timmar för den hydroﬁla ﬁlmsidan, som vetter mot vattnet.

Exempel 13 Ett sammansatt material framställdes såsom i Exempel 11, förutom den avseende hydroﬁl behandling, anbringades ett kommersiellt tillgängligt dimhindrande medel (Nigrin Anti Fogging Spray, Inter-Union Teclinohandel Landau) på en sida. l/IV TR uppmätt med Metod B visar 27.000 g/mz per 24 timmar för den obehandlade och 79.000 g/mz per 24 timmar för den hydroﬁla sidan, som vetter mot vattnet.

Claims

10 15 20 25 30 520 692 46, Patentkrav

1. Sammansatt material, innefattande a) ett lager av en vattenångpermeabel, mikroporös uppbyggnad som innefattar en mikroporös polymer, vilken på åtminstone en del av sina porväggar har en beläggning av en andra polymer som förlänar den mikroporösa polymeren en högre oleofobicitet, varvid nämnda lager är vidhäftat till b) ett lager av en för luft ogenomtränglig tredje polymer, vilken är genomtränglig för vattenånga.

2. Sarnmansatt material enligt krav 1, vilket på sin ena sida eller båda sidorna är laminerat till ett textilmaterial.

3. Sarnrnansatt material enligt krav 1, vari den mikroporösa uppbyggnaden utgöres av expanderad polytetraﬂuoreten.

4. Sammansatt material enligt krav 3, vari lagret b) utgöres av en polyuretan.

5. Sammansatt material enligt krav 1, vilket har ett oljetal av minst 2

6. Sammansatt material enligt krav l, vilket har ett oljetal av minst 4.

7. Sammansatt material enligt krav l, vilket har ett olj etal av minst 6.

8. Sarnrnansatt material enligt krav 1, vilket har ett oljetal av minst 8. 10 15 20 25 30 520 692 *l 1.

9. Sammansatt material enligt krav 1, vari den mikroporösa uppbyggnaden är resistent mot ﬂytande vatten.

10. Sammansatt material, innefattande a) ett lager av en vattenångpenneabel, mikroporös uppbyggnad, vilken innefattar en mikroporös polymer som på åtminstone en del av sina porväggar har en beläggning av en andra polymer, vilken forlänar den mikroporösa polymeren en högre oleofobicitet, varvid nämnda lager är vidhäftat till b) ett lager av en luftogenomtränglig tredje polymer, vilken är permeabel for vattenånga; och c) ett lager av en fjärde polymer på den sida av lagret b) som är motsatt lagret a), och som utgöres av en mikroporös polymer som är permeabel för vattenånga.

11. 1 1. Sammansatt material enligt krav 10, vilket på sin ena sida eller båda sidorna är laminerat till ett textilmaterial.

12. Sammansatt material enligt krav 10, vari den mikroporösa polymeren i del a) och c) utgöres av expanderad polytetraﬂuoreten.

13. Sarnmansatt material enligt krav 10, vari lagret b) utgöres av en polyuretan.

14. Sammansatt material enligt krav 10, vilket har ett oljetal av minst 2.

15. Sammansatt material enligt krav 10, vilket har ett oljetal av minst 4.

16. Sammansatt material enligt krav 10, vilket har ett oljetal av minst 6.

17. TJ Sammansatt meaerial enligt .rav 10, vilket har ett oljetal av minst 8.

18. Sammansatt material enligt krav 10, i vilket den mikroporösa uppbyggnaden är resistent mot flytande vatten. 10 15 20 25 30 520 692 48

19. Sammansatt material, innefattande a) ett lager av en för vattenånga perrneabel, mikroporös uppbyggnad, innefattande en mikroporös polymer, vilken på åtminstone en del av sina porväggar har en beläggning av en andra polymer, vilken förlänar den mikroporösa polymeren en högre oleofobicitet, varvid nämnda lager a) är vidhäftat till b) ett lager av en för luft ogenomtränglig, tredje polymer, som är genomtränglig för vattenånga; och c) ett lager av en fjärde polyrner på den sida av lager b) som är motsatt lagret a) och som har en mikroporös uppbyggnad som innefattar en mikroporös polymer som på åtminstone en del av sina porväggar har en beläggning av en polymer som förlänar den mikroporösa polymeren i detta lager c) en högre oleofobicitet.

20. Sarnmansatt material enligt krav 19, vilket på sin ena sida eller båda sidoma är laminerat till ett textilmaterial.

21. Sammansatt material enligt krav 19, vari den mikroporösa polymeren i del a) och c) utgöres av expanderad polytetraﬂuoreten.

22. Sammansatt material enligt krav 19, vari lagret b) utgöres av en polyuretan.

23. Sammansatt material enligt krav 19, vilket har ett oljetal av minst 2.

24. Sammansatt material enligt krav 19, vilket har ett oljetal av minst 4.

25. Sammansatt material enligt krav 19, vilket har ett oljetal av minst 6. m ch co s: š 3 D .

26. J U) material enligt krav 19, vilket har ett oljetal av minst 8.

27. Sammansatt material enligt krav 19, vari de mikroporösa uppbyggnaderna är resistenta mot flytande vatten. 10 15 20 25 30 520 692 46k

28. Sammansatt material, innefattande a) ett lager av en för vattenånga genomtränglig, mikroporös uppbyggnad, vilken innefattar en mikroporös polymer som på åtminstone en del av sina porväggar har en beläggning av en andra polymer, vilken förlänar den mikroporösa polymeren en högre oleofobicitet; och b) ett lager av en för luft ogenomtränglig tredje polymer, vilken är permeabel för vattenånga, och som åtminstone till en del intränger i porerna av den mikroporösa polymeren.

29. Sammansatt material enligt krav 28, vilket på sin ena sida eller båda sidoma är laminerat till ett textilmaterial.

30. Sammansatt material enligt krav 28, vari den mikroporösa polymeren i del a) utgöres av expanderad polytetraﬂuoreten.

31. Sammansatt material enligt krav 28, vari lagret b) utgöres av en polyuretan.

32. Sarnmansatt material enligt krav 28, vilket har ett oljetal av minst 2.

33. Sammansatt material enligt krav 28, vilket har ett oljetal av minst 4.

34. Sammansatt material enligt krav 28, vilket har ett oljetal av minst 6.

35. Sammansatt material enligt krav 28, vilket har ett oljetal av minst 8.

36. Sammansatt material enligt krav 28, vari den mikroporösa uppbyggnaden är resistent mot flytande vatten.

37. Sainimansa. material, innefattande 10 520 692 go. a) ett lager av en uppbyggnad som innefattar expanderad polytetraﬂuoreten som har porer, varvid åtminstone en del av porväggarna har en beläggning av en andra polymer som lörlänar polytetraﬂuoretenen en högre oleofobicitet; och b) ett lager av en för luft ogenomtränglig polyuretan, som är permeabel För vattenånga.

38. Sammansatt material enligt krav 37, i vilket ett lager c) ﬁnnes närvarande som utgör ett annat lager av expanderad polytetraﬂuoreten.

39. Sammansatt material enligt krav 37, i vilket ett lager c) ﬁnnes närvarande som utgöres av expanderad, porös polytetraﬂuoreten som har porer, varvid åtminstone en del porväggarna har en beläggning av en andra polymer som förlänar polytetraﬂuoretenen en högre oleofobicitet.

40. Artikel, innefattande det sammansatta materialet enligt krav 1, 10, 19, 28, 37, 38 eller 39.