TWI447161B - 微孔材料 - Google Patents

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TWI447161B TW100109966A TW100109966A TWI447161B TW I447161 B TWI447161 B TW I447161B TW 100109966 A TW100109966 A TW 100109966A TW 100109966 A TW100109966 A TW 100109966A TW I447161 B TWI447161 B TW I447161B
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Carol L Knox
Luciano M Parrinello
Robert Swisher
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Description

微孔材料
本發明係關於包含熱塑性有機聚合物、顆粒填充劑、及互連孔網絡之微孔材料。本發明之微孔材料擁有受控之揮發性材料轉移性質。
揮發性材料(例如芳香劑(例如，空氣清新劑))之遞送可藉助包含含有揮發性材料之儲存器的遞送裝置來達成。遞送裝置通常包含覆蓋或封閉儲存器之蒸氣可透性膜。儲存器內之揮發性材料可穿過蒸氣可透性膜且釋放至位於該膜大氣側之大氣(例如，空氣)中。蒸氣可透性膜通常自有機聚合物製得且係多孔膜。
揮發性材料穿過蒸氣可透性膜之速率通常係重要因素。舉例而言，若揮發性材料穿過蒸氣可透性膜之速率過低，則與揮發性材料有關之性質(例如香味)通常很低或難以察覺。舉例而言，若揮發性材料穿過蒸氣可透性膜之速率過高，則揮發性材料之儲存器可消耗過快，且與揮發性材料有關之性質(例如香味)可很高或在一些情形下使人無法忍受。
通常期望將液體揮發性材料在蒸氣可透性膜(揮發性材料自此釋放至大氣中(例如，釋放至空氣中))之大氣側或外側的形成降至最低或予以防止。在蒸氣可透性膜外側形成之液體揮發性材料可收集(例如，沈積)於遞送裝置內並自其發生洩漏，從而導致(例如)與其接觸之物件(例如衣服或傢具)發污。此外，液體揮發性材料在蒸氣可透性膜外側之形成可導致揮發性材料自遞送器件的釋放不均勻。
在暴露於增加之環境溫度後，揮發性材料穿過蒸氣可透性膜之速率可增加至不期望之高速率。舉例而言，用於汽車乘客室內之遞送裝置可暴露於增加之環境溫度中。因此，通常期望將揮發性材料穿過蒸氣可透性膜之速率隨環境溫度升高而變化的增加降至最低。
期望研發擁有受控之揮發性材料轉移性質之新穎微孔材料。進一步期望該等新研發微孔材料可將液體揮發性材料在其外側或表面上之形成降至最低。此外，揮發性材料穿過該等新研發微孔材料之速率隨環境溫度升高而發生最小限度之增加。
本發明提供微孔材料，其包括：
(a)　包括聚烯烴之實質上水不溶性之熱塑性有機聚合物的基質；
(b)　實質上水不溶性之微細顆粒填充劑，該顆粒填充劑分佈於整個該基質中且佔該微孔材料總重量之40重量%至90重量%；及
(c)　實質上在整個該微孔材料中連通之互連孔網絡；其中該微孔材料具有至少0.8 g/cm3 之密度，揮發性材料接觸表面，蒸氣釋放表面，其中該揮發性材料接觸表面與該蒸氣釋放表面實質上彼此相對，且自該揮發性材料接觸表面至該蒸氣釋放表面之揮發性材料轉移速率為0.04-0.6 mg/(小時*cm2 )，且其中，在揮發性材料自該揮發性材料接觸表面轉移至該蒸氣釋放表面(以0.04-0.6 mg/(小時*cm2 )之揮發性材料轉移速率)時，該蒸氣釋放表面實質上不含呈液體形式之揮發性材料。
另外，本發明提供微孔材料，其包括：
(a)　包括聚烯烴之實質上水不溶性之熱塑性有機聚合物的基質；
(b)　實質上水不溶性之微細顆粒填充劑，該顆粒填充劑分佈於整個該基質中且佔該微孔材料總重量之40重量%至90重量%；及
(c)　實質上在整個該微孔材料中連通之互連孔網絡；其中該微孔材料具有小於0.8 g/cm3 之密度，揮發性材料接觸表面，蒸氣釋放表面，其中該揮發性材料接觸表面與該蒸氣釋放表面實質上彼此相對，其中(i)該揮發性材料接觸表面之至少一部分上具有第一塗層，及/或(ii)該蒸氣釋放表面之至少一部分上具有第二塗層，自該揮發性材料接觸表面至該蒸氣釋放表面之揮發性材料轉移速率為0.04-0.6 mg/(小時*cm2 )，且其中，在揮發性材料自該揮發性材料接觸表面轉移至該蒸氣釋放表面(以0.04-0.6 mg/(小時*cm2 )之揮發性材料轉移速率)時，該蒸氣釋放表面實質上不含呈液體形式之揮發性材料。
另外，本發明提供微孔材料，其包括：
(a)　包括聚烯烴之實質上水不溶性之熱塑性有機聚合物的基質；
(b)　實質上水不溶性之微細顆粒填充劑，該顆粒填充劑分佈於整個該基質中且佔該微孔材料總重量之40重量%至90重量%；及
(c)　實質上在整個該微孔材料中連通之互連孔網絡；其中該微孔材料具有揮發性材料接觸表面，蒸氣釋放表面，其中該揮發性材料接觸表面與該蒸氣釋放表面實質上彼此相對，其中(i)該揮發性材料接觸表面之至少一部分上具有第一塗層，及/或(ii)該蒸氣釋放表面之至少一部分上具有第二塗層，其中該第一塗層與該第二塗層各自獨立地選自包括聚(乙烯醇)之塗層組合物，且自該揮發性材料接觸表面至該蒸氣釋放表面之揮發性材料轉移速率為至少0.04 mg/(小時*cm2 )，且其中，在該微孔材料(亦即，經聚(乙烯醇)塗覆之微孔材料)所暴露之溫度自25℃升高至60℃時，該揮發性材料轉移速率會增加小於或等於150%。
如本文及申請專利範圍中所用，「揮發性材料接觸表面」係微孔材料面對且通常接觸揮發性材料之表面，其(例如)含於測試儲存器中，如下文進一步所詳述。
如本文及申請專利範圍中所用，「蒸氣釋放表面」係微孔材料中並不直接面對及/或接觸揮發性材料之表面，且揮發性材料自該表面以氣態或蒸氣形式釋放至外部大氣中。
如本文及申請專利範圍中所用，術語「(甲基)丙烯酸酯」及相似術語(例如「(甲基)丙烯酸之酯」)意指丙烯酸酯及/或甲基丙烯酸酯。
如本文及申請專利範圍中所用，微孔材料之「揮發性材料轉移速率」係根據下列闡述來測定。自澄清熱塑性聚合物來製造測試儲存器，其內部體積足以含有2毫升諸如乙酸苄基酯等揮發性材料。儲存器之內部尺寸係由敞開面邊緣約4公分之圓周直徑及不大於1公分之深度來界定。使用敞開面來測定揮發性材料轉移速率。將測試儲存器放平(其中敞開面朝上)，將約2毫升乙酸苄基酯引入測試儲存器中。在將乙酸苄基酯引入測試儲存器中後，將厚度為6至18密耳之微孔材料薄片放置於測試儲存器之敞開面/側上，從而使微孔薄片中12.5 cm2 之揮發性材料接觸表面暴露於儲存器內部。稱量測試儲存器以獲得整個經裝填總成之初始重量。然後將含有乙酸苄基酯且經微孔材料薄片封閉之測試儲存器豎直放置於實驗室化學通風櫥中，該通風櫥之大致尺寸為5英尺(高)×5英尺(寬)×2英尺(深)。在測試儲存器豎直放置時，乙酸苄基酯與微孔薄片中揮發性材料接觸表面之至少一部分直接接觸。拉下通風櫥之玻璃門，且調節流經櫥之空氣以便每小時八(8)次周轉(或更新)櫥體積。除非另有所述，否則將櫥中之溫度維持於25℃±5℃。通風櫥內之濕度為環境濕度。在櫥中定期稱量測試儲存器。使用乙酸苄基酯之計算重量損失、以及經過時間及微孔薄片暴露於測試儲存器內部之表面積來測定微孔薄片的揮發性轉移速率，其單位為mg/(小時*cm2 )。
如本文及申請專利範圍中所用，根據上述方法，在25℃及60℃下測定單獨但實質上等效微孔材料薄片試樣中本發明微孔材料之揮發性材料轉移速率自25℃至60℃的增加百分比。將儲存器放置於大型玻璃鐘罩中，且該鐘罩中亦含有50%以上之氯化鉀水溶液。將具有內容物之整個鐘罩放置於加熱至60℃之烘箱中。將儲存器在該等條件下保持7至10小時之時間。然後將儲存器放回環境條件下之櫥中過夜，且經若干天重複該過程。在放置於鐘罩中之前及在自鐘罩中取出之後，稱量儲存器中之每一者。自鐘罩中取出之後，在儲存器返回環境溫度之後獲取每一儲存器之重量。
如本文及申請專利範圍中所用，根據下列闡述來測定微孔材料之蒸氣釋放表面是非「實質上不含呈液體形式之揮發性材料」。在如上所述稱量測試儲存器時，藉由肉眼目視檢驗微孔薄片之蒸氣釋放表面以確定上面是否存在液滴及/或液膜。若在蒸氣釋放表面上目視觀察到液滴(亦即，單滴)及/或液膜之任何跡象但其並不自表面流下，則該微孔薄片視為可接受。若液滴自表面流下，則確定微孔薄片不合格。若在蒸氣釋放表面上未目視觀察到液滴(亦即，無任何一滴)及/或液膜之跡象，則確定微孔薄片實質上不含呈液體形式之揮發性材料。
除非另有所述，否則本文所揭示之所有範圍皆應理解為涵蓋其中所包含之任一及所有子範圍。舉例而言，所示範圍「1至10」應視為包含介於(且包含)最小值1與最大值10之間的任一及所有子範圍；亦即，以最小值1或較大值開始且以最大值10或較小值結束之所有子範圍，例如，1至6.1、3.5至7.8、5.5至10等。
除非另有所述，否則在說明書及申請專利範圍中使用之所有數值或表達(例如彼等表達結構尺寸、成份量等者)應理解為在所有情形下皆由術語「約」修飾。
本文及申請專利範圍中所用之術語「揮發性材料」意指如下材料：在不存在施加之額外或補充能量(例如，熱量及/或攪動形式)下，其能夠在環境室溫及壓力下轉化成氣態或蒸氣形式(亦即，能夠蒸發)。揮發性材料可包括有機揮發性材料，其可包含彼等包括溶劑基材料之揮發性材料、或彼等分散於溶劑基材料中者。揮發性材料可呈液體形式及/或呈固體形式，且可天然存在或以合成方式形成。在呈固體形式且不存在中間體液體形式時，揮發性材料通常自固體形式發生昇華而變成蒸氣形式。揮發性材料可視需要與非揮發性材料(例如載劑(例如，水及/或非揮發性溶劑))組合或一起調配。在固體揮發性材料之情形下，非揮發性載劑可呈支撐固體揮發性材料之多孔材料(例如，多孔無機材料)形式。另外，固體揮發性材料可呈半固體凝膠形式。
揮發性材料可為芳香材料，例如天然存在或合成之芳香油。可自其選擇液體揮發性材料之芳香油實例包含但不限於香檸檬油、苦橙油、檸檬油、蜜桔油、葛縷子油、雪松葉油、丁香葉油、香柏木油、天竺葵油、薰衣草油、柑橘油、牛至油、橙葉油、白色香柏油、綠葉刺蕊草油、橙花油、玫瑰純油、及其組合。可自其選擇揮發性材料之固體芳香劑材料實例包含但不限於香草醛、乙基香草醛、香豆素、吐納麝香、西瓜酮、歐洲天芥菜、麝香二甲苯、柏木腦、麝香酮二苯甲酮、覆盆子酮、β甲基萘基甲酮、水楊酸苯乙酯、3-羥基-2-甲基-4-吡喃酮、麥芽酚、楓木內酯、原丁香酚(proeugenol)、埃維姆(evemyl)、及其組合。
微孔材料之揮發性材料轉移速率可小於或等於0.7 mg/(小時*cm2 )、或小於或等於0.6 mg/(小時*cm2 )、或小於或等於0.55 mg/(小時*cm2 )、或小於或等於0.50 mg/(小時*cm2 )。微孔材料之揮發性材料轉移速率可等於或大於0.02 mg/(小時*cm2 )、或等於或大於0.04 mg/(小時*cm2 )、或等於或大於0.30 mg/(小時*cm2 )、或等於或大於0.35 mg/(小時*cm2 )。微孔材料之揮發性材料轉移速率可介於該等上限值及下限值之任一組合之間。舉例而言，微孔材料之揮發性材料轉移速率可為0.04至0.6 mg/(小時*cm2 )、或0.2至0.6 mg/(小時*cm2 )、或0.30至0.55 mg/(小時*cm2 )、或0.35至0.50 mg/(小時*cm2 )，在每一情形下皆包含所述值。
儘管不期望受限於任何理論，但在揮發性材料自微孔材料之揮發性材料接觸表面轉移至蒸氣釋放表面時，據信，揮發性材料呈選自液體、蒸氣、及其組合之形式。此外且不期望受限於任何理論，據信，揮發性材料至少部分地移動經過實質上在整個微孔材料內連通之互連孔網絡。
微孔材料可具有至少0.7 g/cm3 、或至少0.8 g/cm3 之密度。如本文及申請專利範圍中所用，藉由量測微孔材料試樣之重量及體積來測定微孔材料之密度。微孔材料密度之上限可具有寬範圍，前提係目標揮發性材料轉移速率為(例如)0.04至0.6 mg/(小時*cm2 )且在揮發性材料自揮發性材料接觸表面轉移至蒸氣釋放表面時該蒸氣釋放表面實質上不含呈液體形式之揮發性材料。通常，微孔材料之密度小於或等於1.5 g/cm3 、或小於或等於1.0 g/cm3 。微孔材料之密度可介於任一上述值之間(包含所述值)。舉例而言，微孔材料可具有0.7 g/cm3 至1.5 g/cm3 (例如，0.8 g/cm3 至1.2 g/cm3 )之密度(包含所述值)。
在微孔材料具有至少0.7 g/cm3 (例如至少0.8 g/cm3 )之密度時，微孔材料之揮發性材料接觸表面及蒸氣釋放表面上各自不含塗層材料。在揮發性材料接觸表面及蒸氣釋放表面上不含塗層材料時，其各自由微孔材料界定。
在微孔材料具有至少0.7% g/cm3 (例如至少0.8 g/cm3 )之密度時，微孔材料之揮發性材料接觸表面之至少一部分上可視需要具有第一塗層，及/或微孔材料之蒸氣釋放表面之至少一部分上可視需要具有第二塗層。第一塗層及第二塗層可相同或不同。在揮發性材料接觸表面之至少一部分上具有第一塗層時，揮發性材料接觸表面至少部分地由該第一塗層界定。在蒸氣釋放表面之至少一部分上具有第二塗層時，蒸氣釋放表面至少部分地由該第二塗層界定。
第一塗層及第二塗層可分別自選自液體塗層及固體顆粒塗層(例如，粉末塗層)之塗層形成。通常，第一及第二塗層各自獨立地自選自液體塗層之塗層形成，該等液體塗層可視需要包含選自水、有機溶劑及其組合之溶劑。第一及第二塗層可各自獨立地選自可交聯塗層(例如，熱固性塗層及光可固化塗層)、及不可交聯塗層(例如，風乾塗層)。可根據業內認可之方法將第一及第二塗層施加至微孔材料之相應表面上，該等方法係(例如)噴塗施加、幕塗、浸塗、及/或下引塗覆(drawn-down coating)(例如，藉助刮刀或刮板)技術。
第一及第二塗層組合物可各自獨立地包含業內認可之添加劑，例如抗氧化劑、紫外光穩定劑、流動控制劑、分散穩定劑(例如，在水性分散液之情形下)、及著色劑(例如，染料及/或顏料)。通常，第一及第二塗層組合物不含著色劑，且由此實質上澄清或不透明。基於塗層組合物之總重量， 可選添加劑可以(例如)0.01重量%至10重量%之個別量存在於塗層組合物中。
第一塗層及該第二塗層可各自獨立地自包含分散之有機聚合材料的水性塗層組合物形成。水性塗層組合物可具有200 nm至400 nm之粒徑。水性塗層組合物之固體量可變化很大，例如0.1重量%至30重量%、或1重量%至20重量%，在每一情形下皆係基於水性塗層組合物之總重量。構成水性塗層組合物之有機聚合物可具有(例如)1000至4,000,000、或10,000至2,000,000之數目平均分子量(Mn)。
水性塗層組合物可選自水性聚(甲基)丙烯酸酯分散液、水性聚胺基甲酸酯分散液、水性聚矽氧(或矽)油分散液、及其組合。水性聚(甲基)丙烯酸酯分散液之聚(甲基)丙烯酸酯聚合物可根據業內認可之方法製得。舉例而言，聚(甲基)丙烯酸酯聚合物可包含在烷基中具有1至20個碳原子之(甲基)丙烯酸烷基酯的殘基(或單體單元)。在烷基中具有1至20個碳原子之(甲基)丙烯酸烷基酯之實例包含但不限於(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸2-羥乙基酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸2-羥丙基酯、(甲基)丙烯酸異丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸異丁酯、(甲基)丙烯酸第三丁基酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己基酯、(甲基)丙烯酸月桂基酯、(甲基)丙烯酸異莰基酯、(甲基)丙烯酸環己基酯、及(甲基)丙烯酸3,3,5-三甲基環己基酯。出於非限制性闡釋之目的，第一及第二塗層組合物可各自獨立地自其選擇之水性聚(甲基)丙烯酸酯分散液的實例係HYCAR 26138，其購自Lubrizol Advanced Materials公司。
第一及第二塗層可各自獨立地自其選擇之水性聚胺基甲酸酯分散液之聚胺基甲酸酯聚合物包含彼等為熟習此項技術者所習知者中之任一者。通常，聚胺基甲酸酯聚合物係自具有兩個或更多個異氰酸酯基團之異氰酸酯功能材料、及具有兩個或更多個活性氫基團之活性氫功能材料製得。活性氫基團可選自(例如)羥基、硫醇基團、一級胺、二級胺、及其組合。出於非限制性闡釋之目的，第一及第二塗層組合物可各自獨立地自其選擇之水性聚胺基甲酸酯分散液的實例係WITCOBOND W-240，其購自Chemtura公司。
水性聚矽氧油分散液之矽聚合物可選自已知且業內認可之水性聚矽氧油分散液。出於非限制性闡釋之目的，第一及第二塗層組合物可各自獨立地自其選擇之水性矽分散液的實例係MOMENTIVE LE-410，其購自Momentive Performance Materials。
第一塗層及第二塗層可各自獨立地以任一適宜厚度進行施加，前提係微孔材料具有(例如)0.04至0.6 mg/(小時*cm2 )之目標揮發性材料轉移速率且在揮發性材料自揮發性材料接觸表面轉移至蒸氣釋放表面時該蒸氣釋放表面實質上不含呈液體形式之揮發性材料。另外，第一塗層及第二塗層可各自獨立地具有0.01 g/m2 至5.5 g/m2 之塗層重量(亦即，微孔材料上之塗層的重量)：例如0.1 g/m2 至5.0 g/m2 、或0.5 g/m2 至3 g/m2 、或0.75 g/m2 至2.5 g/m2 、或1 g/m2 至2 g/m2 。
微孔材料可具有小於0.8 g/cm3 之密度，且微孔材料之揮發性材料接觸表面之至少一部分上可具有第一塗層，及/或微孔材料之蒸氣釋放表面之至少一部分上可具有第二塗層。對於密度為至少0.8 g/cm3 之微孔材料的可選第一及第二塗層而言，該第一塗層及第二塗層可相同或不同，且各自獨立地如前文所述。
在小於0.8 g/cm3 時，本發明微孔材料之密度可具有任一適宜下限，前提係該微孔材料具有(例如)0.04至0.6 mg/(小時*cm2 )之目標揮發性材料轉移速率且在揮發性材料自揮發性材料接觸表面轉移至蒸氣釋放表面時該蒸氣釋放表面實質上不含呈液體形式之揮發性材料。對於本發明之此特定實施例而言，微孔材料之密度可為0.6 g/cm3 至小於0.8 g/cm3 、或0.6 g/cm3 至0.75 g/cm3 (例如，0.60 g/cm3 至0.75 g/cm3 )或0.6 g/cm3 至0.7 g/cm3 (例如，0.60 g/cm3 至0.70 g/cm3 )、或0.65 g/cm3 至0.70 g/cm3 。
另外，微孔材料之揮發性材料接觸表面之至少一部分上可具有第一塗層，及/或微孔材料之蒸氣釋放表面之至少一部分上可具有第二塗層，其中該第一及第二塗層各自獨立地選自包括聚(乙烯醇)之塗層組合物。
對於本發明之經聚(乙烯醇)塗覆之實施例而言，在微孔材料(亦即，經聚(乙烯醇)塗覆之微孔材料)所暴露之溫度自25℃升高至60℃時，其揮發性材料轉移速率會增加小於或等於150%。在經聚(乙烯醇)塗覆之微孔材料暴露於溫度升高(例如，25℃至60℃之環境溫度)時，揮發性材料轉移速率通常有所增加，且通常並不降低，除非(例如)微孔材料已因暴露於較高環境溫度而損害。因此，且如本文及申請專利範圍中所用，陳述「其揮發性材料轉移速率會增加小於或等於[所述]百分比」(例如，150%)包含0%之下限，但並不包含小於0%之下限。
出於闡釋之目的，在經聚(乙烯醇)塗覆之微孔材料在25℃下具有0.3 mg/(小時*cm2 )之揮發性材料轉移速率且在微孔材料暴露於60℃之溫度下時，揮發性材料轉移速率會增加至小於或等於0.75 mg/(小時*cm2 )之值。
在一實施例中，在微孔材料(亦即，經聚(乙烯醇)塗覆之微孔材料)所暴露之溫度自25℃升高至60℃時，其揮發性材料轉移速率會增加小於或等於125%。舉例而言，在經聚(乙烯醇)塗覆之微孔材料在25℃下具有0.3 mg/(小時*cm2 )之揮發性材料轉移速率且在微孔材料暴露於60℃之溫度下時，揮發性材料轉移速率會增加至小於或等於0.68 mg/(小時*cm2 )之值。
另外，在微孔材料(亦即，經聚(乙烯醇)塗覆之微孔材料)所暴露之溫度自25℃升高至60℃時，其揮發性材料轉移速率會增加小於或等於100%。舉例而言，在經聚(乙烯醇)塗覆之微孔材料在25℃下具有0.3 mg/(小時*cm2 )之揮發性材料轉移速率且在微孔材料暴露於60℃之溫度下時，揮發性材料轉移速率會增加至小於或等於0.6 mg/(小時*cm2 )之值。
第一及第二聚(乙烯醇)塗層可各自獨立地以任一適宜塗層重量存在，前提係微孔材料具有(例如)至少0.04 mg/(小時*cm2 )之目標揮發性材料轉移速率且在微孔材料(亦即，經聚(乙烯醇)塗覆之微孔材料)所暴露之溫度自25℃升高至60℃時其揮發性材料轉移速率會增加小於或等於150%。通常，第一聚(乙烯醇)塗層及第二聚(乙烯醇)塗層各自獨立地具有0.01 g/m2 至5.5 g/m2 、或0.1 g/m2 至4.0 g/m2 、或0.5 g/m2 至3.0 g/m2 、或0.75 g/m2 至2.0 g/m2 之塗層重量。
經聚(乙烯醇)塗覆之微孔材料之揮發性材料轉移速率可為至少0.02 mg/(小時*cm2 )。經聚(乙烯醇)塗覆之微孔材料之揮發性材料轉移速率可等於或大於0.04 mg/(小時*cm2 )、或等於或大於0.1 mg/(小時*cm2 )、或等於或大於0.2 mg/(小時*cm2 )、等於或大於0.30 mg/(小時*cm2 )、或等於或大於0.35 mg/(小時*cm2 )。經聚(乙烯醇)塗覆之微孔材料之揮發性材料轉移速率可小於或等於0.7 mg/(小時*cm2 )、或小於或等於0.6 mg/(小時*cm2 )、或小於或等於0.55 mg/(小時*cm2 )、或小於或等於0.50 mg/(小時*cm2 )。經聚(乙烯醇)塗覆之微孔材料之揮發性材料轉移速率可介於該等上限值及下限值之任一組合之間(包含所述值)。舉例而言，經聚(乙烯醇)塗覆之微孔材料之揮發性材料轉移速率可為至少0.02 mg/(小時*cm2 )，例如0.04至0.70 mg/(小時*cm2 )、或0.04至0.60 mg/(小時*cm2 )、或0.20至0.60 mg/(小時*cm2 )、或0.30至0.55 mg/(小時*cm2 )、或0.35至0.50 mg/(小時*cm2 )，在每一情形下皆包含所述值。
本發明中經聚(乙烯醇)塗覆之微孔材料實施例之微孔材料的密度可變化較大，前提係該經聚(乙烯醇)塗覆之微孔材料具有(例如)至少0.04 mg/(小時*cm2 )之目標揮發性材料轉移速率且在微孔材料(亦即，經聚(乙烯醇)塗覆之微孔材料)所暴露之溫度自25℃升高至60℃時其揮發性材料轉移速率會增加小於或等於150%。
另外，經聚(乙烯醇)塗覆之微孔材料之微孔材料密度可為至少0.7 g/cm3 ，例如至少0.8 g/cm3 (例如，0.8 g/cm3 至1.2 g/cm3 )(皆包含所述值)。在本發明一實施例中，經聚(乙烯醇)塗覆之微孔材料之密度(亦即，微孔材料在施加聚(乙烯醇)塗層之前之密度)小於0.8 g/cm3 。舉例而言，經聚(乙烯醇)塗覆之微孔材料之微孔材料密度可為0.6 g/cm3 至小於0.8 g/cm3 、或0.6 g/cm3 至0.75 g/cm3 (例如，0.60 g/cm3 至0.75 g/cm3 )或0.6 g/cm3 至0.7 g/cm3 (例如，0.60 g/cm3 至0.70 g/cm3 )、或0.65 g/cm3 至0.70 g/cm3 (皆包含所述值)。
對於本發明之經聚(乙烯醇)塗覆之微孔材料而言，在揮發性材料自揮發性材料接觸表面轉移至蒸氣釋放表面時，蒸氣釋放表面實質上不含呈液體形式之揮發性材料。
聚(乙烯醇)塗層可選自可視需要包含選自水、有機溶劑及其組合之溶劑的液體塗層。聚(乙烯醇)塗層可選自可交聯塗層(例如，熱固性塗層)、及不可交聯塗層(例如，風乾塗層)。可根據業內認可之方法將聚(乙烯醇)塗層施加至微孔材料之相應表面上，該等方法係(例如)噴塗施加、幕塗、及/或下引塗覆(例如，藉助刮刀或刮板)。
在一實施例中，第一及第二聚(乙烯醇)塗層各自獨立地自水性聚(乙烯醇)塗層組合物形成。水性聚(乙烯醇)塗層組合物之固體量可變化很大，例如0.1重量%至15重量%、或0.5重量%至9重量%，在每一情形下皆係基於水性塗層組合物之總重量。聚(乙烯醇)塗層組合物之聚(乙烯醇)聚合物的數量平均分子量(Mn)可為(例如)100至1,000,000、或1000至750,000。
聚(乙烯醇)塗層組合物之聚(乙烯醇)聚合物可為均聚物或共聚物。可自其製備聚(乙烯醇)共聚物之共單體包含彼等可與乙酸乙烯酯共聚(藉助自由基聚合)且為熟習此項技術者所習知者。出於闡釋之目的，可自其製備聚(乙烯醇)共聚物之共單體包含但不限於：(甲基)丙烯酸、馬來酸、富馬酸、巴豆酸、其金屬鹽、其烷基酯(例如，其C2 -C10 烷基酯)、其聚乙二醇酯、及其聚丙二醇酯；氯乙烯；四氟乙烯；2-丙烯醯胺基-2-甲基-丙烷磺酸及其鹽；丙烯醯胺；N-烷基丙烯醯胺；N,N-二烷基取代之丙烯醯胺；及N-乙烯基甲醯胺。
出於非限制性闡釋之目的，可用於形成本發明經聚(乙烯醇)塗覆之微孔材料之聚(乙烯醇)塗層組合物的實例係CELVOL 325，其購自Sekisui Specialty Chemicals。
第一及第二聚(乙烯醇)塗層組合物可各自獨立地包含業內認可之添加劑，例如抗氧化劑、紫外光穩定劑、流動控制劑、分散穩定劑(例如，在水性分散液之情形下)、及著色劑(例如，染料及/或顏料)。通常，第一及第二聚(乙烯醇)塗層組合物不含著色劑，且由此實質上澄清或不透明。基於塗層組合物之總重量，可選添加劑可以(例如)0.01重量%至10重量%之個別量存在於聚(乙烯醇)塗層組合物中。
微孔材料之基質由實質上水不溶性之熱塑性有機聚合物構成。適於用作基質之該等聚合物的數量及種類較大。一般而言，可使用可擠出、壓延、壓製或輥壓成膜、薄片、帶、或網的任一實質上水不溶性之熱塑性有機聚合物。聚合物可為單一聚合物或其可為聚合物之混合物。聚合物可為均聚物、共聚物、無規共聚物、嵌段共聚物、接枝共聚物、無規聚合物、全同立構聚合物、間同立構聚合物、直鏈聚合物、或具支鏈聚合物。在使用聚合物之混合物時，混合物可為均質混合物或其可包括兩個或更多個聚合相。
實質上水不溶性之適宜熱塑性有機聚合物之種類的實例包含熱塑性聚烯烴、聚(鹵素取代之烯烴)、聚酯、聚醯胺、聚胺基甲酸酯、聚脲、聚(乙烯基鹵化物)、聚(亞乙烯基鹵化物)、聚苯乙烯、聚(乙烯酯)、聚碳酸酯、聚醚、多硫化物、聚亞醯胺、聚矽烷、聚矽氧烷、聚已酸內酯、聚丙烯酸酯、及聚甲基丙烯酸酯。涵蓋水不溶性熱塑性有機聚合物之混合種類包含(例如)熱塑性聚(胺基甲酸酯-脲)、聚(酯-醯胺)、聚(矽烷-矽氧烷)、及聚(醚-酯)。實質上水不溶性之適宜熱塑性有機聚合物之其他實例包含熱塑性高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、超高分子量聚乙烯、聚丙烯(無規、全同立構、或間同立構)、聚(氯乙烯)、聚四氟乙烯、乙烯及丙烯酸之共聚物、乙烯及甲基丙烯酸之共聚物、聚(亞乙烯基二氯)、亞乙烯基二氯及乙酸乙烯酯之共聚物、亞乙烯基二氯及氯乙烯之共聚物、乙烯及丙烯之共聚物、乙烯及丁烯之共聚物、聚(乙酸乙烯酯)、聚苯乙烯、聚(ω-胺基十一酸)、聚(六亞甲基己二醯胺)、聚(ε-己內醯胺)、及聚(甲基丙烯酸甲酯)。所列舉實質上水不溶性之熱塑性有機聚合物之該等種類及實例並不完全，且係出於闡釋目的而提供。
特定而言，實質上水不溶性之熱塑性有機聚合物可包含(例如)聚(氯乙烯)、氯乙烯之共聚物、或其混合物。在一實施例中，水不溶性熱塑性有機聚合物包含選自以下之超高分子量聚烯烴：固有黏度為至少10分升/克之超高分子量聚烯烴(例如，實質上直鏈之超高分子量聚烯烴)；或固有黏度為至少6分升/克之超高分子量聚丙烯(例如，實質上直鏈之超高分子量聚丙烯)；或其混合物。在一特定實施例中，水不溶性熱塑性有機聚合物包含固有黏度為至少18分升/克之超高分子量聚乙烯(例如，直鏈之超高分子量聚乙烯)。
超高分子量聚乙烯(UHMWPE)並非具有無限分子量之熱固性聚合物，其在技術上歸類為熱塑性。然而，因分子實質上係極長鏈，故UHMWPE在加熱時會發生軟化但並不作為融化液體以正常熱塑性方式進行流動。據信，提供至UHMWPE之極長鏈及獨特性質在很大程度上有助於使用此聚合物製得之微孔材料的期望性質。
如前文所述，UHMWPE之固有黏度為至少約10分升/克。固有黏度經常為至少約14分升/克。通常，固有黏度為至少約18分升/克。在許多情形下，固有黏度為至少約19分升/克。儘管對固有黏度之上限並無特定限制，但固有黏度之範圍通常為約10分升/克至約39分升/克。固有黏度之範圍通常為約14分升/克至約39分升/克。在大多數情形下，固有黏度之範圍為約18分升/克至約39分升/克。約18分升/克至約32分升/克之固有黏度範圍較佳。
根據下述經驗公式，UHMWPE之標稱分子量與聚合物之固有黏度有關：
M(UHMWPE)=5.3×104 [η]1.37
其中M(UHMWPE)為標稱分子量，且[η]為UHMW聚乙烯之固有黏度(以分升/克表示)。
如本文及申請專利範圍中所用，藉由外推至零濃度時UHMWPE之若干稀溶液之比濃黏度或特性黏度來確定固有黏度，其中，該等溶液之溶劑為其中添加有0.2重量%3,5-二-第三-丁基-4-羥氫肉桂酸、新戊烷四基(neopentanetetrayl)酯[CAS登記號為6683-19-8]之新蒸餾十氫化萘。使用1號Ubbelohde黏度計根據ASTM D 4020-81之一般程序自在135℃下獲得之相對黏度來確定UHMWPE之比濃黏度或特性黏度，只是採用若干不同濃度之稀溶液。ASTM D 4020-81之全部內容以引用方式併入本文中。
在一實施例中，基質包括實質上直鏈之超高分子量聚乙烯(固有黏度為至少10分升/克)、及較低分子量聚乙烯(ASTM D 1238-86條件E熔融指數小於50克/10分鐘且ASTM D 1238-86條件F熔融指數為至少0.1克/10分鐘)之混合物。較低分子量聚乙烯(LMWPE)之標稱分子量低於UHMW聚乙烯之標稱分子量。LMWPE係熱塑性材料且已知其許多不同種類。根據ASTM D 1248-84(1989年再次批准)，一種分類方法係根據密度進行分類，其係以克/立方公分形式表示且四捨五入至最接近千分位，如下文所概述：
可使用任一或所有該等聚乙烯作為本發明中之LMWPE。對於一些應用而言，可使用HDPE，此乃因通常其線性往往大於MDPE或LDPE。ASTM D 1248-84(1989年再次批准)之全部內容以引用方式併入本文中。
製備各種LMWPE之方法已眾所周知且在許多文獻中有記載。其包含高壓方法、菲利普斯石油公司(Phiiiips Petroleum Company)方法、標準石油公司(Standard Oil Company)(印第安納)方法、及齊格勒(Ziegler)方法。
LMWPE之ASTM D 1238-86條件E(亦即，190℃及2.16公斤載量)熔融指數小於約50克/10分鐘。通常，條件E熔融指數小於約25克/10分鐘。較佳地，條件E熔融指數小於約15克/10分鐘。
LMWPE之ASTM D 1238-86條件F(亦即，190℃及21.6公斤負載)熔融指數為至少0.1克/10分鐘。在許多情形下，條件F熔融指數為至少約0.5克/10分鐘。較佳地，條件F熔融指數為至少約1.0克/10分鐘。
ASTM D 1238-86之全部內容以引用方式併入本文中。
在基質中應存在足量UHMWPE及LMWPE以將其性質提供至微孔材料。其他熱塑性有機聚合物亦可存在於基質中，只要其存在並不以不利方式顯著影響微孔材料之性質。其他熱塑性聚合物可為一種其他熱塑性聚合物或其可為一種以上之其他熱塑性聚合物。可存在之其他熱塑性聚合物的量端視該聚合物之性質而定。可視需要存在之熱塑性有機聚合物之實例包含聚(四氟乙烯)、聚丙烯、乙烯及丙烯之共聚物、乙烯及丙烯酸之共聚物、及乙烯及甲基丙烯酸之共聚物。若需要，可使用鈉、鋅、或諸如此類來中和含羧基共聚物中之全部或一部分羧基。
在大部分情形下，UHMWPE及LMWPE一起佔基質聚合物之至少約65重量%。通常，UHMWPE及LMWPE一起佔基質聚合物之至少約85重量%。較佳地，實質上不存在之其他熱塑性有機聚合物，從而使得UHMWPE及LMWPE一起實質上佔基質聚合物之100重量%。
UHMWPE可佔基質聚合物之至少1重量%，且UHMWPE及LMWPE一起實質上佔基質聚合物之100重量%。
若UHMWPE及LMWPE一起佔微孔材料之基質聚合物之100重量%，則UHMWPE可佔基質聚合物之大於或等於40重量%，例如佔基質聚合物之大於或等於45重量%、或大於或等於48重量%、或大於或等於50重量%、或大於或等於55重量%。另外，UHMWPE可佔基質聚合物之小於或等於99重量%，例如佔基質聚合物之小於或等於80重量%、或小於或等於70重量%、或小於或等於65重量%、或小於或等於60重量%。UHMWPE佔基質聚合物之含量可介於任一該等值之間(包含所述值)。
同樣，若UHMWPE及LMWPE一起佔微孔材料之基質聚合物之100重量%，則LMWPE可佔基質聚合物之大於或等於1重量%，例如佔基質聚合物之大於或等於5重量%、或大於或等於10重量%、或大於或等於15重量%、或大於或等於20重量%、或大於或等於25重量%、或大於或等於30重量%、或大於或等於35重量%、或大於或等於40重量%、或大於或等於45重量%、或大於或等於50重量%、或大於或等於55重量%。另外，LMWPE可佔基質聚合物之小於或等於70重量%，例如佔基質聚合物之小於或等於65重量%、或小於或等於60重量%、或小於或等於55重量%、或小於或等於50重量%、或小於或等於45重量%。LMWPE之含量可介於任一該等值之間(包含所述值)。
應注意，對於前文所述本發明微孔材料中之任一者而言，LMWPE可包括高密度聚乙烯。
微孔材料亦包含實質上水不溶性之微細顆粒填充劑材料。顆粒填充劑材料可包含有機顆粒材料及/或無機顆粒材料。通常不對顆粒填充劑材料實施著色，舉例而言，顆粒填充劑材料為白色或灰白色顆粒填充劑材料，例如矽質或黏土顆粒材料。
實質上水不溶性之微細填充劑微粒可佔微孔材料之20重量%至90重量%。舉例而言，該等填充劑微粒可佔微孔材料之20重量%至90重量%，例如微孔材料之30重量%至90重量%、或微孔材料之40重量%至90重量%、或微孔材料之40重量%至85重量%、或微孔材料之50重量%至90重量%且甚至微孔材料之60重量%至90重量%。
實質上水不溶性之微細顆粒填充劑可呈基本微粒、基本微粒之聚集物、或二者之組合之形式。在製造微孔材料時所用之至少約90重量%填充劑之總粒徑介於0.5微米至約200微米範圍內，例如1微米至100微米，如藉由使用購自Beckman Coulton之能夠量測小至0.04微米粒徑之雷射繞射粒徑儀LS230所測定。通常，至少90重量%之顆粒填充劑之總粒徑介於10微米至30微米範圍內。在處理用於製造微孔材料之成份期間，填充劑聚集物之尺寸會有所減小。因此，微孔材料中之總粒徑分佈可小於原填充劑本身中之分佈。
可用於本發明微孔材料中之適宜有機及無機顆粒材料的非限制性實例包含彼等闡述於U.S. 6,387,519 B1中第9行之第4列至第13行之第62列中者，所引用部分以引用方式併入本文中。
在本發明之一特定實施例中，顆粒填充劑材料包括矽質材料。可用於製造微孔材料之矽質填充劑之非限制性實例包含二氧化矽、雲母、蒙脫石、高嶺石、奈米黏土(例如購自Southern Clay Products之cloisite)、滑石粉、矽藻土、蛭石、天然及合成沸石、矽酸鈣、矽酸鋁、矽酸鋁鈉、聚矽酸鋁、氧化鋁、矽膠及玻璃微粒。除矽質填充劑外，視需要亦可採用其他實質上水不溶性之微細顆粒填充劑。該等可選顆粒填充劑之非限制性實例包含炭黑、木炭、石墨、氧化鈦、氧化鐵、氧化銅、氧化鋅、氧化銻、氧化鋯、氧化鎂、氧化鋁、二硫化鉬、硫化鋅、硫酸鋇、硫酸鍶、碳酸鈣、及碳酸鎂。在一非限制性實施例中，矽質填充劑可包含二氧化矽及上述黏土中之任一者。二氧化矽之非限制性實例包含沉澱二氧化矽、矽膠、發菸二氧化矽、及其組合。
在商業上，矽膠通常係藉由在低pH下使用酸酸化可溶性金屬矽酸鹽(例如，矽酸鈉)之水溶液來製得。所用酸通常為強無機酸，例如硫酸或鹽酸，但亦可使用二氧化碳。因在黏度較低時凝膠相與周圍液相之間之密度基本沒有差別，故凝膠相並不沉降出來，亦即其並不沉澱。因此，可將矽膠描述為膠體非晶型二氧化矽之連續微粒的無沉澱、凝聚、剛性、三維網絡。細分狀態介於較大固體物質與亞微觀微粒之間，且水化程度係自幾乎無水二氧化矽至含有約100份水/份二氧化矽(以重量計)之軟凝膠狀物質。
在商業上，沉澱二氧化矽通常係藉由以下方式製得：合併可溶性金屬矽酸鹽之水溶液、常用鹼金屬矽酸鹽(例如矽酸鈉)及酸以使二氧化矽膠體微粒在弱鹼性溶液中生長，且藉由所得可溶性鹼金屬鹽之鹼金屬離子使其凝聚。可使用各種酸，包含但不限於無機酸。可使用之酸之非限制性實例包含鹽酸及硫酸，但亦可使用二氧化碳來製備沉澱二氧化矽。在不存在促凝劑之情況下，二氧化矽在任一pH下均不會自溶液中沉澱。在一非限制性實施例中，用於沉澱二氧化矽之促凝劑可為在形成膠體二氧化矽微粒期間生成之可溶性鹼金屬鹽，或其可為所添加之電解質(例如可溶性無機或有機鹽)，或其可為二者之組合。
沉澱二氧化矽可以許多等級及形式購自PPG Industries公司。該等二氧化矽係以Hi-Sil商品名出售。
出於本發明之目的，實質上水不溶性之微細顆粒矽質填充劑可佔實質上水不溶性之填充劑材料之至少50重量%(例如，至少65重量%、至少75重量%、或至少90重量%)。矽質填充劑可佔顆粒填充劑材料之50重量%至90重量%(例如，60重量%至80重量%)，或矽質填充劑可佔實質上水不溶性之顆粒填充劑材料之實質上100%。
顆粒填充劑(例如矽質填充劑)通常具有高表面積以使填充劑可攜帶大量用於製造本發明微孔材料之處理增塑劑組合物。填充劑微粒實質上不溶於水且亦可實質上不溶於任何用於製造微孔材料之有機處理液體中。此可促進顆粒填充劑在微孔材料內之滯留。
本發明微孔材料亦可包含少量(例如，小於或等於5重量%，基於微孔材料之總重量)用於處理之其他材料，例如潤滑劑、處理增塑劑、有機提取液體、水、及諸如此類。出於特定目的(例如熱穩定性、紫外穩定性及尺寸穩定性)引入之其他材料可視需要以少量(例如，小於或等於15重量%，基於微孔材料之總重量)存在於微孔材料中。該等其他材料之實例包含但不限於抗氧化劑、紫外光吸收劑、增強纖維(例如短切玻璃纖維股)、及諸如此類。除填充劑及出於一或多種特定目的所施加之任何塗層、印刷墨水、或浸漬劑外，微孔材料之其餘部分基本上為熱塑性有機聚合物。
本發明之微孔材料亦包含互連孔網絡，該互連孔網絡在整個微孔材料內實質上連通。在藉由本文進一步闡述之方法製備時，在無塗層、無印刷墨水且無浸漬劑之基礎上，孔通常佔微孔材料總體積之35體積%至95體積%。孔基於微孔材料之總體積可佔微孔材料之60體積%至75體積%。如本文及申請專利範圍中所用，微孔材料之孔隙率(亦稱作孔隙體積，以體積%表示)係根據以下等式來確定：
孔隙率=100[1-d1 /d2 ]
其中，d1 為試樣密度，其係根據試樣重量及自試樣尺寸量測值所確定之試樣體積來測定，且d2 為試樣固體部分之密度，其係根據試樣固體部分之試樣重量及體積來測定。微孔材料之固體部分的體積係使用Quantachrome立體比重瓶(stereopycnometer)(Quantachrome公司)根據儀器中之隨附操作手冊來測定。
藉由汞孔隙度測定法使用Autoscan汞孔率計(Quantachrome公司)根據儀器中之隨附操作手冊來測定微孔材料中孔之體積平均直徑。藉由孔率計來自動測定單次掃描之體積平均孔隙半徑。在操作孔率計時，掃描係在高壓範圍(138千帕絕對壓力至227兆帕絕對壓力)中進行。若2%或以下之總侵入體積係在高壓範圍之低端(138-250千帕絕對壓力)出現，則體積平均孔隙直徑應取藉由孔率計所測得體積平均孔隙半徑的兩倍。另外，可在低壓範圍(7-165千帕絕對壓力)中實施額外掃描，且根據以下等式計算體積平均孔隙直徑：
d=2[v1 r1 /w1 +v2 r2 /w2 ]/[v1 /w1 +v2 /w2 ]
其中，d為體積平均孔隙直徑；v1 為在高壓範圍中侵入汞之總體積；v2 為在低壓範圍中侵入汞之總體積；r1 為自高壓掃描測得之體積平均孔隙半徑；r2 為自低壓掃描測得之體積平均孔隙半徑；w1 為經受高壓掃描之試樣重量；且w2 為經受低壓掃描之試樣重量。
通常，在無塗層、無印刷墨水及無浸漬劑之基礎上，微孔材料中孔之體積平均直徑為至少0.02微米、通常至少0.04微米、且更通常至少0.05微米。在相同基礎上，微孔材料中孔之體積平均直徑亦通常小於或等於0.5微米、更通常小於或等於0.3微米、且另外通常小於或等於0.25微米。在此基礎上，孔之體積平均直徑可介於任一該等值之間(包含所述值)。舉例而言，微孔材料中孔之體積平均直徑範圍可為0.02微米至0.5微米、或0.04微米至0.3微米、或0.05微米至0.25微米，在每一情形下皆包含所述值。
在藉助上述程序測定體積平均孔隙直徑之過程中，亦可測得所檢測之最大孔隙半徑。其可得自低壓範圍掃描(若實施)，或者其可得自高壓範圍掃描。微孔材料之最大孔隙直徑通常為最大孔隙半徑之兩倍。
塗覆、印刷及浸漬過程可填充微孔材料之至少一些孔。此外，該等過程亦可不可逆地壓縮微孔材料。因此，在應用該等過程之一或多者之前，測定微孔材料之關於孔隙率、孔體積平均直徑、及最大孔隙直徑的參數。
可使用諸多業內認可之方法來製備本發明之微孔材料。舉例而言，本發明之微孔材料可藉由以下方式製得：將填充劑微粒、熱塑性有機聚合物粉末、處理增塑劑及少量潤滑劑及抗氧化劑混合至一起，直至獲得實質上均勻之混合物為止。在形成混合物時所用之顆粒填充劑與聚合物粉末的重量比率基本上與所製得之微孔材料相同。通常將混合物與額外處理增塑劑一起引入螺杆擠出機之加熱筒中。擠出機之末端附接有壓片模具。將由模具形成之連續薄片不經拉伸即輸送至一對協同作用之加熱壓延輥處，從而形成厚度小於離開模具之連續薄片的連續薄片。在製程中之此時刻，連續薄片中存在之處理增塑劑的含量可有較大變化。舉例而言，在如下文所述提取之前，連續薄片中存在之處理增塑劑的含量可大於或等於連續薄片之30重量%，例如在提取之前大於或等於連續薄片之40重量%、或大於或等於45重量%。另外，在提取之前，連續薄片中存在之處理增塑劑的量可小於或等於連續薄片之70重量%，例如在提取之前小於或等於連續薄片之65重量%、或小於或等於60重量%、或小於或等於55重量%。在製程中之此時刻，在提取之前，連續薄片中存在之處理增塑劑的含量可介於該等值之任一者之間(包含所述值)。
然後將來自壓延機之連續薄片傳送至第一提取區，在此藉由使用有機液體進行提取來實質上去除處理增塑劑，該有機液體係處理增塑劑之良好溶劑，係有機聚合物之不良溶劑，且其揮發性大於處理增塑劑。通常但非必須，處理增塑劑及有機提取液體二者均實質上不與水混溶。然後可將連續薄片傳送至第二提取區中，在此藉由蒸汽及/或水來實質上去除殘餘有機提取液體。然後可使連續薄片經過強迫通風乾燥器以實質上去除殘餘水及剩餘之殘餘有機提取液體。通過乾燥器後，使連續薄片(其為微孔材料)經過捲繞輥。
處理增塑劑在室溫下係液體且經常係處理油，例如石蠟基油、環烷基油、或芳族油。適宜處理油包含彼等符合ASTM D 2226-82中第103及104類要求者。更通常而言，使用根據ASTM D 97-66(1978年再次批准)傾點小於220℃之處理油來製備本發明之微孔材料。用於製備本發明微孔材料之處理增塑劑進一步詳述於美國專利第5,326,391號中第10行之第26至50列中，其揭示內容以引用方式併入本文中。
在本發明一實施例中，用於製備微孔材料之處理增塑劑組合物在60℃時應對聚烯烴具有較小之溶劑化效應，且在約100℃高溫時僅具有中等溶劑化效應。處理增塑劑組合物在室溫下通常為液體。可使用之處理油之非限制性實例可包含412油、371油(Shell Oil公司)(此二者為衍生自環烷基粗製油之經溶劑精製及加氫處理的油),400油(Atlantic Richfield公司)及油(Witco公司)(此二者係白色礦物油)。處理增塑劑之其他非限制性實例可包含鄰苯二甲酸酯增塑劑，例如鄰苯甲二酸二丁酯、鄰苯二甲酸雙(2-乙基己基)酯、鄰苯二甲酸二異癸基酯、鄰苯二甲酸二環己基酯、鄰苯二甲酸丁基苄基酯、及鄰苯二甲酸二(十三烷基)酯。可使用任一上述處理增塑劑之混合物來製備本發明之微孔材料。
存在許多可用於製備本發明之微孔材料之有機提取液體。其他適宜有機提取液體之實例包含彼等闡述於美國專利第5,326,391號中第10行之第51至57列中者，其揭示內容以引用方式併入本文中。
提取流體組合物可包括鹵代烴，例如氯化烴及/或氟化烴。特定而言，提取流體組合物可包含鹵代烴且具有介於4至9(Jcm3 )1/2 之間之經計算溶解度參數庫侖術語(δclb)。適於作為提取流體組合物用於製備本發明微孔材料之鹵代烴之非限制性實例可包含一或多種選自反-1,2-二氯乙烯、1,1,1,2,2,3,4,5,5,5-十氟戊烷、及/或1,1,1,3,3-五氟丁烷的鹵代烴共沸物。該等材料可係市售之VERTREL MCA(1,1,1,2,2,3,4,5,5,5-二氫十氟戊烷及反-1,2-二氯乙烯之二元共沸物：62%/38%)及VERTREL CCA(1,1,1,2,2,3,4,5,5,5-二氫十氟戊烷、1,1,1,3,3-五氟丁烷、及反-1,2-二氯乙烯之三元共沸物：33%/28%/39%)，其皆購自MicroCare公司。
基於本發明微孔材料之總重量，微孔材料之殘餘處理增塑劑含量經常小於10重量%，且此量可進一步藉由使用相同或不同有機提取液體實施額外提取來予以減小。通常，基於微孔材料之總重量，殘餘處理增塑劑含量小於5重量%，且此量可進一步藉由額外提取來予以減小。
本發明之微孔材料亦可根據美國專利第2,772,322號、第3,696,061號、及/或第3,862,030號之一般原理及程序製得。該等原理及程序尤其適用於基質聚合物係或主要係聚(氯乙烯)或含有較大比例聚合氯乙烯之共聚物之情形。
視需要可拉伸藉由上述方法製得之微孔材料。拉伸微孔材料通常會增加材料之空隙體積並形成分子取向有所增加或增強的區域。如業內所習知，分子取向熱塑性有機聚合物之許多物理性質(包含拉伸強度、拉伸模數、楊氏模數(Young's modulus)、及其他)與彼等具有較小或沒有分子取向之相應熱塑性有機聚合物者不同(例如，顯著不同)。通常在實質上去除如上所述之處理增塑劑之後進行拉伸。
各種類型之拉伸裝置及方法對於彼等熟習此項技術者而言已眾所周知，且可用於拉伸本發明之微孔材料。微孔材料之拉伸進一步詳述於美國專利第5,326,391號中第11行之第45列至第13行之第13列中，其揭示內容以引用方式併入本文中。
本發明更具體地闡述於下文實例中，該等實例僅意欲具有闡釋性，此乃因彼等熟習此項技術者將明瞭許多修改及改變。除非另有所指，否則所有份數及百分比皆係以重量計。
實例
在下列實例之部分1中，闡述用於製備以下物質之材料及方法：在中試工廠中所製備及表1中所示之實例及對比混合物，及在放大過程中所製備之實例混合物及表2中所示之商業對比試樣。在部分2中，闡述用於擠出、壓延及提取自部分1及部分2之混合物製得之薄片的方法。在部分3中，闡述用於測定表3及表4中所報告物理性質之方法。在部分4A及4B中，所用塗層調配物列示於表5及表7中且經塗覆薄片之性質列示於表6及表8中。在部分5中，關於表1、表2、表6及表8之產物的乙酸苄基酯測試結果列示於表9、表10、表11及表12中。
部分1-混合物製備
以表1中所指定之順序及量(克(g))將乾燥成份稱量至具有一個高強度斬截式混合葉片之FM-130D Littleford犁式葉片混合器中。僅使用犁式葉片將乾燥成份預混合15秒。然後經由手動幫浦抽入處理油使之經過混合器頂部之噴霧噴嘴，同時僅使犁式葉片運轉。各實例之抽入時間在45-60秒之間。開啟高強度斬截式葉片以及犁式葉片，且將混合物混合30秒。關閉混合器且刮下混合器之內側物質以確保所有成份皆得以均勻混合。再次開啟混合器，同時開啟高強度斬截式及犁式葉片，且將混合物額外混合30秒。關閉混合器且將混合物傾倒入儲存容器中。
使用類似於上述設備及程序之製造規模設備以工廠放大批量來製備放大實例10-18。自表2中所列示成份(呈總混合物之重量百分比形式)之混合物來製備放大試樣。
部分2-擠出、壓延及提取
使用如下所述包含進料、擠出及壓延系統之擠出系統將實例1-9及對比實例1-5之混合物擠出並壓延成最終薄片形式。使用減量式進料系統(K-tron K2MLT35D5型)將每一單獨混合物供給至27 mm雙螺杆擠出機(Leistritz Micro-27gg型)。擠出機筒包括8個溫度區及薄片模具之加熱適配器。擠出混合物進料埠恰好位於第一溫度區前面。大氣排放口位於第三溫度區中。真空排放口位於第七溫度區中。
以90 g/分鐘之速率將混合物進給至擠出機中。若需要，亦在第一溫度區注入額外處理油以在擠出之薄片中達成期望總油含量。在自擠出機中排出之擠出薄片(擠出物)中所含之油在本文中稱作「擠出物油重量百分比」。
將來自筒之擠出物排入具有1.5毫米排放口之15公分寬之薄片模具中。擠出熔融溫度為203-210℃且通量為7.5公斤/小時。
使用具有一個捲入點及一個冷卻輥之三輥垂直壓延堆疊來實施壓延過程。每一輥皆具有鉻表面。輥尺寸為大約41 cm長且直徑為14 cm。頂部輥溫度保持於135℃-140℃之間。中部輥溫度保持於140℃-145℃之間。底部輥為冷卻輥，其中溫度保持於10-21℃之間。將擠出物壓延成薄片形式且使其通過底部水冷卻輥並將其捲繞起來。
將切割成寬度高達25.4 cm且長度為305 cm之薄片試樣卷起，且放置於罐中並暴露於熱液體1,1,2-三氯乙烯達約7-8小時，從而自薄片試樣提取油。然後，將提取之薄片風乾且使其經受下文所述之測試方法。
使用擠出系統及油提取方法(其係上述系統之生產規模形式)將放大實例10-18之混合物擠出並壓延成最終薄片形式，如U.S. 5,196,262中第7行之第52列至第8行之第47列中所述來實施。使用上文在部分3中所述之測試方法來測試最終薄片之物理參數。對比實例6-10係具有以下標識之商業微孔產物：CE 6係Digital；CE 7係SP(10密耳)；CE 8係SP(14密耳)；且CE 9係SP(12密耳)。
部分3-測試及結果
針對經提取及乾燥之膜量測之物理性質及所獲得結果列示於表3及表4中。使用索克斯累特提取器(Soxhlet extractor)量測擠出物油之重量百分比。擠出物油之重量百分比的測定使用先前並未提取之擠出物薄片樣品。稱量約2.25×5英吋(5.72 cm×12.7 cm)之試樣樣品且將記錄結果精確至四個小數位。然後將每一樣品卷成圓柱體且置於索克斯累特提取裝置中，並使用三氯乙烯(TCE)作為溶劑提取約30分鐘。然後取出樣品並將其乾燥。然後稱量經提取及乾燥之樣品。按如下方法計算油之重量百分比值(擠出物)：油重量%=(初始重量-所提取重量)×100/初始重量。
使用Ono Sokki測厚儀EG-225測定厚度。自每一試樣切割兩個4.5×5英吋(11.43 cm×12.7 cm)之樣品且在9個位置(距任一邊緣至少3 /4 英吋(1.91 cm))量測每一樣品之厚度。
以密爾為單位記錄讀數之算術平均值，精確至2個小數位且將其轉換為微米。
藉由以下方式來測定上述實例之密度：使自每一試樣切割且量測為4.5×5英吋(11.43 cm×12.7 cm)之兩個樣品的平均無水重量除以該等樣品之平均體積。藉由以下方式來測定平均體積：將兩個樣品在去離子水中沸騰10分鐘，取出兩個樣品並放置於室溫去離子水中，在已平衡至室溫之後稱量懸浮於去離子水中之每一樣品，且在吸乾表面水之後在空氣中再次稱量每一樣品。如下所述計算樣品之平均體積：
體積(平均)=[(在空氣中稱量之輕輕吸乾樣品的重量-總浸漬重量)×1.002]/2
藉由以下方式來測定無水重量：在分析天平上稱量兩個樣品中之每一者並將該重量乘以0.98，此乃因假設樣品含有2%之水分。
使用4340型Gurley密度計(由GPI Gurley Precision Instruments of Troy,New York製造)來測定表3及表4中所報告之孔隙率。所報告孔隙率係對於空氣流經試樣之速率或對流經試樣之空氣之阻力的量度。量測單位係「Gurley秒」且表示使用4.88英吋水之壓差使100cc空氣通過1平方英吋面積的時間(以秒表示)。較低值等效於較小之空氣流阻力(容許更多空氣自由通過)。使用在手冊4340型自動密度計及平滑度測試機指導手冊(MODEL 4340 Automatic Densometer and Smoothness Tester Instruction Manual)中所列示之程序來進行量測。基本量測原理亦可參照TAPPI方法T 460 om-06-Air Resistance of Paper。
部分4A-塗層調配物及經塗覆產物
藉由在輕微攪動下於600 mL燒杯中將325聚乙烯醇分散於冷卻水中來製備列示於表5中之塗層1-5。使用藉由電攪拌馬達驅動之1"(2.54 cm)槳式攪拌器來提供輕微攪動。將混合物加熱至190℉(87.8℃)並攪拌20-30分鐘。在攪拌下使所得溶液冷卻至室溫。具體混合物量及所得量測固體列示於表5中。
將經確認不含可見不溶微粒之塗層施加至由PPG Industries,Pittsburgh,Pa出售之HD微孔基板上。將塗層施加至11密耳厚基板之8.5"×11"(21.59 cm×27.94 cm)薄片上，每一薄片已在天平上配衡，之後將其放置於清潔玻璃表面上並使用膠帶將薄片之頂角黏附至玻璃上。橫跨薄片之頂部邊緣放置一片10密耳厚之透明聚酯11"×3"(27.94 cm×7.62 cm)，從而自薄片之頂部邊緣向下覆蓋(1.27 cm)。使用膠帶將聚酯固定至玻璃表面。將來自Diversified Enterprises之繞線計量棒放置於薄片上方1-2英吋處，該計量棒與頂部邊緣平行且靠近聚酯之頂部邊緣。使用可棄式移液管以珠粒帶形式(約英吋(0.64 cm)寬)沈積10-20 mL量之塗層，使其與計量棒直接相鄰且與之接觸。嘗試以連續/恆定速率拉動棒完全經過薄片。自玻璃表面取出所得濕薄片，立即放置於先前配衡之天平上，稱量，記錄濕塗層重量，然後將經塗覆薄片放置於送風型烘箱中並在95℃下乾燥2分鐘。自烘箱取出乾燥薄片且對同一經塗覆薄片表面重複相同塗覆程序。使用兩個濕塗層重量來計算最終乾燥塗層重量，以克/平方米表示。實例19-23之經塗覆薄片闡述於表6中。
使用下式計算最終乾燥塗層重量。
計算之最終乾燥塗層重量(以克/平方米表示)=((塗層固體×0.01)×(第1濕塗層重量+第2濕塗層重量))/(8.5×10.5)×1550。
部分4B-塗層調配物及經塗覆產物
根據部分4A之程序來製備塗層6-12之塗層調配物，只是塗層7在使用之前應混合2天。塗層調配物列示於表7中。
在此部分4B中使用之基板係由PPG Industries,Pittsburgh,Pa出售之SP1000微孔基板。遵循與部分4A中所用相同之程序，只是對一些薄片之兩側皆進行塗覆(其中在相反側施加第二塗層之前應乾燥第一塗覆側)且對於所有塗層而言皆使用9號計量棒。最終塗覆薄片之資訊包含於表8中。
(n) WITCOBOND W-240，水性聚胺基甲酸酯分散液，購自Chemtura公司。
(o)200發菸二氧化矽，購自Degussa。
(p)T700沉澱二氧化矽，購自PPG Industries公司。
(q) Lo-6200沉澱二氧化矽，購自PPG Industries公司。
(r) MOMENTIVE LE-410，水性矽分散液，購自Momentive Performance Materials。
(s) HYCAR 26138，水性聚(甲基)丙烯酸酯分散液，購自Lubrizol Advanced Materials公司。
部分5-乙酸苄基酯測試
用於膜之蒸發速率及性能測試的支架總成由具有環形墊片之前夾、後夾、測試儲存器杯及4個螺絲構成。測試儲存器杯係自澄清熱塑性聚合物製得，其內部尺寸由約4公分之敞開面邊緣的圓周直徑及不大於1公分之深度界定。使用敞開面測定揮發性材料轉移速率。
支架總成之每一夾皆具有1.5"(3.8 cm)直徑之圓形開口以容納測試儲存器杯並提供暴露受測試膜之開口。在放置受測試膜(亦即，厚度為6密耳至18密耳之微孔材料薄片)時，將支架總成之後夾放置於軟木環頂部。將測試儲存器杯放置於後夾中並裝填約2 mL乙酸苄基酯。自膜薄片切割約2"(5.1 cm)直徑圓盤且直接放置於儲存器杯邊緣上方並與其接觸，從而使12.5 cm2 之微孔薄片的揮發性材料接觸表面暴露於儲存器內部。
將支架之前夾小心放置於整個總成上方，其中使螺絲孔對齊且由此並不干擾膜圓盤。在使用經塗覆微孔薄片時，將經塗覆表面朝向儲存器或朝向大氣放置，如下表中所示。附接螺絲並將其足夠緊固以防止洩漏。環形墊片可產生密封。將支架做標記以識別受測試之膜試樣。對於每一測試而言，製造5至10個複製品。5個對照複製品(未塗覆試樣)包含於塗覆實例中。對於表11中之實例而言，每一實例皆具有5個對照，且報告相應實例中每一對照之平均蒸發速率以及與相應對照相比實例之蒸發速率的減小百分比。表11中實例19-23之經塗覆表面朝向大氣。
稱量每一支架總成以獲得整個經裝填總成之初始重量。然後將該總成豎直放置於實驗室化學通風櫥中，該通風櫥之大致尺寸為5英尺(高)×5英尺(寬)×2英尺(深)。在測試儲存器豎直放置時，乙酸苄基酯與微孔薄片中揮發性材料接觸表面之至少一部分直接接觸。拉下通風櫥之玻璃門，且調節流經櫥之空氣以便每小時八(8)次周轉(或更新)櫥體積。除非另有所述，否則將櫥中之溫度維持於25℃±5℃。通風櫥內之濕度為環境濕度。在櫥中定期稱量測試儲存器。使用乙酸苄基酯之計算重量損失、以及經過時間及微孔薄片暴露於測試儲存器內部之表面積來測定微孔薄片的揮發性材料轉移速率，其單位為mg/(小時*cm2 )。在下表中報告整個總成之複製品的平均蒸發速率(mg/hr)。該兩個值係藉由下式相關聯：
平均蒸發速率(mg/hr)/12.5 cm2 =揮發性材料轉移速率(mg/小時*cm2 )
最低限度(Marg.)表示存在合格及不合格複製品二者，或表示測試不具有描述為乙酸苄基酯沿膜表面向下「彙集」及「滴落」之不合格結果，但有幾滴乙酸苄基酯在膜表面上形成珠粒，此亦係不可接受的。
雖然出於闡釋之目的上文已闡述了本發明之特定實施例，但顯而易見，彼等熟習此項技術者在不背離如隨附申請專利範圍所界定本發明之情形下可對本發明細節作出多種改變。

Claims (59)

  1. 一種微孔材料，其包括：(a)包括聚烯烴之實質上水不溶性之熱塑性有機聚合物的基質；(b)實質上水不溶性之微細顆粒填充劑，該顆粒填充劑分佈於整個該基質中且佔該微孔材料總重量之40重量%至90重量%；及(c)實質上在整個該微孔材料中連通之互連孔網絡；其中該微孔材料具有至少0.8 g/cm3 之密度，揮發性材料接觸表面，蒸氣釋放表面，其中該揮發性材料接觸表面與該蒸氣釋放表面實質上彼此相對，且自該揮發性材料接觸表面至該蒸氣釋放表面之揮發性材料轉移速率為0.04至0.6 mg/(小時*cm2 )，且其中，在揮發性材料自該揮發性材料接觸表面轉移至該蒸氣釋放表面時，該蒸氣釋放表面實質上不含呈液體形式之揮發性材料。
  2. 如請求項1之微孔材料，其中該微孔材料具有0.8 g/cm3 至1.2 g/cm3 之密度。
  3. 如請求項1之微孔材料，其中該揮發性材料轉移速率為0.30至0.55 mg/(小時*cm2 )。
  4. 如請求項1之微孔材料，其中該揮發性材料轉移速率為0.35至0.50 mg/(小時*cm2 )。
  5. 如請求項1之微孔材料，其中該揮發性材料接觸表面及該蒸氣釋放表面各自皆不含塗層材料。
  6. 如請求項1之微孔材料，其中該揮發性材料接觸表面之至少一部分上具有第一塗層，及/或該蒸氣釋放表面之至少一部分上具有第二塗層。
  7. 如請求項6之微孔材料，其中該第一塗層及該第二塗層各自獨立地自選自由以下組成之群之水性塗層組合物形成：水性聚(甲基)丙烯酸酯分散液、水性聚胺基甲酸酯分散液、水性矽油分散液、及其組合。
  8. 如請求項7之微孔材料，其中每一水性塗層組合物具有200 nm至400 nm之粒徑。
  9. 如請求項8之微孔材料，其中該第一塗層及該第二塗層各自獨立地具有0.01 g/m2 至5.5 g/m2 之塗層重量。
  10. 如請求項1之微孔材料，其中該聚烯烴包括固有黏度為至少10分升/克之超高分子量聚乙烯。
  11. 如請求項10之微孔材料，其中該超高分子量聚烯烴係固有黏度為至少18分升/克之超高分子量聚乙烯。
  12. 如請求項11之微孔材料，其中該超高分子量聚乙烯具有介於18分升/克至39分升/克範圍內之固有黏度。
  13. 如請求項1之微孔材料，其中該聚烯烴包括固有黏度為至少10分升/克之實質上直鏈之超高分子量聚乙烯及較低分子量聚乙烯的混合物，該較低分子量聚乙烯之ASTM D 1238-86條件E熔融指數小於50克/10分鐘且ASTM D 1238-86條件F熔融指數為至少0.1克/10分鐘。
  14. 如請求項13之微孔材料，其中該實質上直鏈之超高分子量聚乙烯佔該基質之至少1重量%，且該實質上直鏈之超高分子量聚乙烯及該較低分子量聚乙烯一起實質上佔該基質聚合物之100重量%。
  15. 如請求項14之微孔材料，其中該較低分子量聚乙烯包括高密度聚乙烯。
  16. 如請求項1之微孔材料，其中該顆粒填充劑基於該微孔材料之總重量佔該微孔材料之20重量%至90重量%。
  17. 如請求項16之微孔材料，其中該顆粒填充劑包括含有二氧化矽顆粒之矽質微粒。
  18. 如請求項17之微孔材料，其中該二氧化矽顆粒包括沉澱二氧化矽顆粒。
  19. 如請求項1之微孔材料，其中該等孔基於該微孔材料之總體積佔該微孔材料之35體積%至95體積%。
  20. 一種微孔材料，其包括：(a)包括聚烯烴之實質上水不溶性之熱塑性有機聚合物的基質；(b)實質上水不溶性之微細顆粒填充劑，該顆粒填充劑分佈於整個該基質中且佔該微孔材料總重量之40重量%至90重量%；及(c)實質上在整個該微孔材料中連通之互連孔網絡；其中該微孔材料具有小於0.8 g/cm3 之密度，揮發性材料接觸表面，蒸氣釋放表面，其中該揮發性材料接觸表面與該蒸氣釋放表面實質上彼此相對，其中(i)該揮發性材料接觸表面之至少一部分上具有第一塗層，及/或(ii)該蒸氣釋放表面之至少一部分上具有第二塗層，且自該揮發性材料接觸表面至該蒸氣釋放表面之揮發性材料轉移速率為0.04至0.6 mg/(小時*cm2 )，且其中，在揮發性材料自該揮發性材料接觸表面轉移至該蒸氣釋放表面時，該蒸氣釋放表面實質上不含呈液體形式之揮發性材料。
  21. 如請求項20之微孔材料，其中該微孔材料具有0.4 g/cm3 至小於0.8 g/cm3 之密度。
  22. 如請求項20之微孔材料，其中該微孔材料具有0.40 g/cm3 至0.7 g/cm3 之密度。
  23. 如請求項20之微孔材料，其中該揮發性材料轉移速率為0.30至0.55 mg/(小時*cm2 )。
  24. 如請求項20之微孔材料，其中該揮發性材料轉移速率為0.35至0.55 mg/(小時*cm2 )。
  25. 如請求項20之微孔材料，其中該第一塗層及該第二塗層各自獨立地自選自由以下組成之群之水性塗層組合物形成：水性聚(甲基)丙烯酸酯分散液、水性聚胺基甲酸酯分散液、水性矽油分散液、及其組合。
  26. 如請求項25之微孔材料，其中每一水性塗層組合物具有200 nm至400 nm之粒徑。
  27. 如請求項26之微孔材料，其中該第一塗層及該第二塗層各自獨立地具有0.1 g/m2 至3 g/m2 之塗層重量。
  28. 如請求項20之微孔材料，其中該聚烯烴包括固有黏度為至少10分升/克之超高分子量聚乙烯。
  29. 如請求項28之微孔材料，其中該超高分子量聚烯烴係固有黏度為至少18分升/克之超高分子量聚乙烯。
  30. 如請求項29之微孔材料，其中該超高分子量聚乙烯具有介於18分升/克至39分升/克範圍內之固有黏度。
  31. 如請求項20之微孔材料，其中該基質包括固有黏度為至少10分升/克之實質上直鏈之超高分子量聚乙烯及較低分子量聚乙烯的混合物，該較低分子量聚乙烯之ASTM D 1238-86條件E熔融指數小於50克/10分鐘且ASTM D 1238-86條件F熔融指數為至少0.1克/10分鐘。
  32. 如請求項31之微孔材料，其中該實質上直鏈之超高分子量聚乙烯佔該基質之至少1重量%，且該實質上直鏈之超高分子量聚乙烯及該較低分子量聚乙烯一起實質上佔該基質聚合物之100重量%。
  33. 如請求項32之微孔材料，其中該較低分子量聚乙烯係高密度聚乙烯。
  34. 如請求項20之微孔材料，其中該顆粒填充劑基於該微孔材料之總重量佔該微孔材料之20重量%至90重量%。
  35. 如請求項34之微孔材料，其中該顆粒填充劑包括含有二氧化矽顆粒之矽質微粒。
  36. 如請求項35之微孔材料，其中該二氧化矽顆粒包括沉澱二氧化矽顆粒。
  37. 如請求項20之微孔材料，其中該等孔基於該微孔材料之總體積佔該微孔材料之35體積%至95體積%。
  38. 一種微孔材料，其包括：(a)包括聚烯烴之實質上水不溶性之熱塑性有機聚合物的基質；(b)實質上水不溶性之微細顆粒填充劑，該顆粒填充劑分佈於整個該基質中且佔該微孔材料總重量之40重量%至90重量%；及(c)實質上在整個該微孔材料中連通之互連孔網絡；其中該微孔材料具有揮發性材料接觸表面，蒸氣釋放表面，其中該揮發性材料接觸表面與該蒸氣釋放表面實質上彼此相對，其中(i)該揮發性材料接觸表面之至少一部分上具有第一塗層，及/或(ii)該蒸氣釋放表面之至少一部分上具有第二塗層，其中該第一塗層與該第二塗層各自獨立地選自包括聚(乙烯醇)之塗層組合物，且自該揮發性材料接觸表面至該蒸氣釋放表面之揮發性材料轉移速率為至少0.04 mg/(小時*cm2 )，且其中，在該微孔材料所暴露之溫度自25℃升高至60℃時，該揮發性材料轉移速率會增加小於或等於150%。
  39. 如請求項38之微孔材料，其中在該微孔材料所暴露之溫度自25℃升高至60℃時，該揮發性材料轉移速率會增加小於或等於125%。
  40. 如請求項38之微孔材料，其中在該微孔材料所暴露之溫度自25℃升高至60℃時，該揮發性材料轉移速率會增加小於或等於100%。
  41. 如請求項38之微孔材料，其中該揮發性材料轉移速率為0.1至0.6 mg/(小時*cm2 )。
  42. 如請求項38之微孔材料，其中該揮發性材料轉移速率為0.30至0.55 mg/(小時*cm2 )。
  43. 如請求項38之微孔材料，其中該揮發性材料轉移速率為0.35至0.50 mg/(小時*cm2 )。
  44. 如請求項38之微孔材料，其中該微孔材料具有小於0.8 g/cm3 之密度。
  45. 如請求項38之微孔材料，其中該微孔材料具有0.6 g/cm3 至小於0.8 g/cm3 之密度。
  46. 如請求項38之微孔材料，其中該微孔材料具有0.6 g/cm3 至0.7 g/cm3 之密度。
  47. 如請求項38之微孔材料，其中在揮發性材料自該揮發性材料接觸表面轉移至該蒸氣釋放表面時，該蒸氣釋放表面實質上不含呈液體形式之揮發性材料。
  48. 如請求項38之微孔材料，其中該聚(乙烯醇)係均聚物。
  49. 如請求項38之微孔材料，其中該第一塗層及該第二塗層各自獨立地具有0.01 g/m2 至5.5 g/m2 之塗層重量。
  50. 如請求項38之微孔材料，其中該聚烯烴包括固有黏度為至少10分升/克之超高分子量聚乙烯。
  51. 如請求項50之微孔材料，其中該超高分子量聚烯烴係固有黏度為至少18分升/克之超高分子量聚乙烯。
  52. 如請求項51之微孔材料，其中該超高分子量聚乙烯具有介於18分升/克至39分升/克範圍內之固有黏度。
  53. 如請求項38之微孔材料，其中該聚烯烴包括固有黏度為至少10分升/克之實質上直鏈之超高分子量聚乙烯及較低分子量聚乙烯的混合物，該較低分子量聚乙烯之ASTM D 1238-86條件E熔融指數小於50克/10分鐘且ASTM D 1238-86條件F熔融指數為至少0.1克/10分鐘。
  54. 如請求項53之微孔材料，其中該實質上直鏈之超高分子量聚乙烯佔該基質之至少1重量%，且該實質上直鏈之超高分子量聚乙烯及該較低分子量聚乙烯一起實質上佔該基質聚合物之100重量%。
  55. 如請求項54之微孔材料，其中該較低分子量聚乙烯包括高密度聚乙烯。
  56. 如請求項38之微孔材料，其中該顆粒填充劑基於該微孔材料之總重量佔該微孔材料之20重量%至90重量%。
  57. 如請求項56之微孔材料，其中該顆粒填充劑包括含有二氧化矽顆粒之矽質微粒。
  58. 如請求項57之微孔材料，其中該二氧化矽顆粒包括沉澱二氧化矽顆粒。
  59. 如請求項38之微孔材料，其中該等孔基於該微孔材料之總體積佔該微孔材料之35體積%至95體積%。
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