多孔制品的处理制造技术

本发明专利技术涉及一种用于改性多孔膜（１６）的至少一种性能的方法。该方法包括提供多孔膜的步骤。该方法还包括将膜暴露于处于超临界状态下的流体。在膜暴露于处于超临界状态下的流体的同时膜（１６）的至少一种性能被改性。以一种方式改变流体的状态，该方式使得该多孔膜保持该改性的性能。本发明专利技术还涉及耐水性，湿气可渗透的和可透气的片材。该片材包括具有开孔结构的膜，该结构包括限定多个相互连接的孔（２６）的表面，所述孔通过膜和在所述膜的主侧面之间延伸，其中所述孔具有平均孔径大小。该膜由倾向于吸收油和污染物的材料制成。在限定孔（２６）的节点（２２）和原纤（２４）的至少部分表面上形成沉积的氟化的氨基甲酸酯聚合物材料的均匀涂层（２８）。该沉积的氟化的氨基甲酸酯聚合物材料提供至少６号的油和污染物耐性，该耐性是通过ＡＡＴＣＣ　　１１８试验测定的，和通过ＡＳＴＭ　　Ｄ７３７试验测定的至少０．２０ＣＦＭ／平方英尺的空气渗透率。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般涉及处理多孔制品和所得处理的制品。尤其是，本专利技术涉及处理多孔膜以改性(modify)该膜的一种或多种性能或特性并涉及具有该改性的性能或特性的膜。已有技术的描述已知的是，多孔膜可具有至少一种受用于制造该膜的材料限制的性能。例如，由计划用于衣服和服装的膨胀(expanded)聚四氟乙烯(ePTFE)材料制成的多孔膜具有优异的憎水性，因此它被认为在相对低的侵入(challenge)压力下是防水的。但ePTFE膜倾向于吸收油。这种吸收油的倾向可影响已吸收油的膜的区域的憎水性，使得膜的该区域不再被认为是防水的。U.S.专利No.4,194,041公开了一种保护ePTFE膜不受油污染的方法。将连续亲水膜粘合到ePTFE膜上以保护ePTFE膜的一侧不受油污染。该结构不是透气(air permeable)的且亲水膜必须包含水分以使水分透过该膜。存在于亲水膜中的这种必要水分导致衣服较重。人们在穿戴引入具有该亲水膜的膜的衣服时经常会感到不舒服，因为包含水分的亲水膜接触穿戴者的身体，尤其在寒冷的环境中。这些不适已被描述为″湿的和粘糊糊的″感觉。这种不适可进一步因为缺乏可用于将水分从衣服内部带走的移动通过衣服的空气而加剧。U.S.专利No.5,539,072公开了较小氟化丙烯酸酯颗粒用于在膜上形成保护涂层的用途。U.S.专利No.5,976,380公开了使用溶液以在多孔膜上提供亲水涂层。U.S.专利No.5,156,780公开了在膜上的保护涂层的原位聚合反应。U.S.专利Nos.6,228,447和6,410,084公开了一种改进的膜结构，它是可透气的以克服上述的不适缺陷但仍保护ePTFE膜不受油污染。从水分散体中的较大颗粒涂布氟化丙烯酸酯疏油处理物，其涂布方式使得ePTFE膜中的孔不完全被堵塞。允许气流通过ePTFE膜，同时它被保护不受油污染。该处理的有效性取决于相对ePTFE膜中的有效的孔径大小的处理材料的粒度。寻求可替换的和改进的处理方法和处理材料以尽量减少这种对处理材料粒度相对所要处理的孔径大小的依赖性。另外需要在某些情况下提供除疏油性之外的膜的改性性能或特性。这些性能可包括烧结，亲水性，导电率，离子传导率，孔隙率，光学反射率和颜色。本专利技术的综述本专利技术涉及一种用于改性多孔膜的至少一种性能的方法。该方法包括提供多孔膜和将该膜暴露于超临界状态下的流体的步骤。在将该膜暴露于超临界状态下的流体的同时，该膜的至少一种性能被改变。以一种方式改变流体的状态，该方式使得多孔膜保持该改性的性能。该方法进一步包括提供可溶于超临界状态下的流体的处理材料的步骤。将多孔膜在预定温度和压力下暴露于溶解在超临界流体中的处理材料预定量的时间。当流体状态改变为其中处理材料不再可溶的状态时，处理材料沉积到多孔膜的表面上，以进行多孔膜性能的改变。该方法包括提供表面张力低于5.0达因/cm的流体的步骤。方法还包括提供二氧化碳(CO2)作为流体的步骤。提供二氧化碳作为流体的步骤可进一步包括提供共溶剂以有助于处理材料溶解在流体中。膜被改性的性能选自无定形含量(amorphous content)的量，孔隙率，疏油性，亲水性，导电率，光学反射率，离子传导率和颜色。方法还包括提供开孔膜。提供开孔膜的步骤包括提供膨胀聚四氟乙烯(ePTFE)膜。流体流过以卷绕(wrapped)在穿孔芯(perforated core)上的多个层形式的一层以上的多孔膜。该方法可包括将ePTFE膜的PTFE材料暴露于在超临界状态下的二氧化碳(CO2)以使一部分PTFE材料从起始尺寸膨胀至膨胀尺寸的步骤。PTFE材料的膨胀部分中的结晶键(crystalline bond)断裂以使该膨胀部分更无定形。使在超临界状态下的二氧化碳(CO2)不再暴露于PTFE材料，这样该部分PTFE材料向起始尺寸恢复同时在该部分PTFE材料中保持更无定形的状态。该方法也可包括通过将溶解在超临界二氧化碳中的一部分处理材料移动到膨胀部分的PTFE材料中而在一部分ePTFE膜中保持一部分处理材料的步骤。当取消暴露于超临界二氧化碳时，使PTFE材料向其原始尺寸和构型恢复以吸收PTFE材料内的该部分处理材料。处理材料的被吸收部分可从PTFE材料中渗出(exude)。本专利技术还涉及根据本专利技术的方法制成的膜，该膜是防水的、湿气可渗透的(moisture vapor transmissive)和可透气的。该膜的结构限定有多个孔，该孔通过片材的主侧面(major sides)且在主侧面之间延伸。基本上均匀的氟化的氨基甲酸酯聚合物涂层沉积在膜的表面上而没有完全堵塞膜中的孔。该涂层改变膜的至少一种性能，如疏油性。涂层以能够进入膜中的孔的低表面张力溶液形式被涂布。当使得该涂层不溶于溶剂时，该涂层沉积在节点(nodes)和原纤(fibrils)的表面上。溶剂是超临界状态的二氧化碳。沉积的氟化的氨基甲酸酯聚合物材料提供至少为6号(number 6)的耐油性，该耐油性是按照AATCC 118试验的，同时使得空气渗透率是至少0.20CFM/平方英尺，该空气渗透率是按照ASTM D737试验的。至少一部分氟化的氨基甲酸酯聚合物被膜的无定形部分吸收。至少一部分被吸收的氟化的氨基甲酸酯聚合物从膜中渗出。附图的简要描述本专利技术所属领域的熟练技术人员在参考附图阅读以下描述之后显然得出本专利技术的其它特点，其中附图说明图1是用于处理根据本专利技术的膜的方法和设备的示意图；图2是图1所示的一部分设备的放大断面图；图3是根据本专利技术处理的一部分膜的放大示意图；图4是图3中的一部分膜的放大断面图，显示说明膜上的涂层；图5是用于本专利技术的处理物的流体的各种状态的图示；图6是用于本专利技术的处理材料在各种浓度下的溶解度的图；和图7是根据本专利技术处理的膜的一部分的SEM光显微图。优选实施方案的描述本专利技术包括一种处理多孔膜以改变或改性其性能或特性的一种或多种的方法。本专利技术还包括具有至少一种改性的性能的所得处理膜。多孔膜可以是任何合适的多孔膜并优选为微孔的。膜可由任何合适的材料，如膨胀聚四氟乙烯(ePTFE)制成。处理可以是任何合适的处理，只要它能够改变或改性多孔膜的至少一种性能或特性，如，但不限于，颜色，疏油性，亲水性，导电率，光学反射率，离子传导率，孔隙率或结晶度的量。性能或特性被改变或改性的多孔膜具有多种用途。例如，结合根据本专利技术制成的处理或改性的复合膜12(图3)的层压织物可用于衣服或服装。复合膜12是防风的，防水的，湿气可渗透的和可透气的。复合膜12具有疏油性作为通过该处理方法改变的性能以提供对污染物，如汗形式的含油体液的保护。″湿气可渗透的″用于描述水蒸气通过结构，如复合膜12的通路(passage)。术语″防水″用于描述，复合膜12不被侵入的液体，如水″湿润″或″湿透″，并防止侵入液体渗透通过该膜。术语″防风的″用于描述复合膜12在0.5英寸水的差压降下防止空气渗透超过约三(3)立方英尺/分钟(CFM)/平方英尺的能力，但具有一定的空气渗透率以向穿戴该层压织物的人提供增加的舒适性。″可透气的″用于描述复合膜12允许相对少量，例如低于约三(3)CFM/平方英尺的空气从中经过的能力。术语″疏油″用于描述一种耐受因为吸收油，脂肪，皂，洗涤剂或体液，如出本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于改性多孔膜的至少一种性能的方法，所述方法包括以下步骤：　　　　提供具有相互连接的孔的膜，所述孔的平均孔径大小不大于１０微米并且延伸通过该膜；　　　　将该膜暴露于超临界状态下的流体；　　　　通过将改性剂沉积到限定膜中的孔的表面上，在将该膜暴露于超临界状态下的流体的同时改性膜的至少一种性能；和　　　　以一定方式改变流体的状态，该方式使得该膜保持被保留在限定孔的表面上的沉积的改性剂改性的性能。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：罗伯特J克拉里，格雷格斯特拉加尔斯基，
申请(专利权)人：BHA技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]