包括具有彎曲原纖的膨脹聚四氟乙烯膜的制品制造技術(shù)

提供包含具有彎曲原纖的膨脹含氟聚合物膜的制品。該含氟聚合物膜具有高伸長(zhǎng)率且基本保留了含氟聚合物膜的強(qiáng)度性質(zhì)。該膜可包括含氟聚合物和/或彈性體。此外，該制品至少在一個(gè)方向上的伸長(zhǎng)率至少為約100％且基質(zhì)拉伸強(qiáng)度至少為約50MPa。可通過(guò)以下方法形成該制品：(1)至少在一個(gè)方向上膨脹干燥擠出的含氟聚合物帶以制備膨脹含氟聚合物膜以及(2)通過(guò)加熱或加入溶劑在膨脹的至少一個(gè)膨脹方向上回縮該膨脹含氟聚合物膜。施加張力至少部分伸直了彎曲的原纖，從而伸長(zhǎng)了該制品。所述膨脹含氟聚合物膜可包含基本只有原纖的微結(jié)構(gòu)。可用彈性材料浸潤(rùn)該膜以形成復(fù)合物。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國(guó)外來(lái)華專(zhuān)利技術(shù)】包括具有彎曲原纖的膨脹聚四氟乙烯膜的制品
本專(zhuān)利技術(shù)涉及具有彎曲原纖的膨脹聚四氟乙烯(ePTFE)膜并涉及由此制得的高伸長(zhǎng)率材料。定義如本文中所用，術(shù)語(yǔ)“彎曲原纖(serpentine fibril)”是指彎曲的或朝一個(gè)方向然后再朝另一個(gè)方向繞卷的多種原纖。如本文中所用，術(shù)語(yǔ)“控制的回縮”是指通過(guò)施加熱、用溶劑潤(rùn)濕或其他任何合適的方法或它們的組合，使得制品在至少一個(gè)方向上長(zhǎng)度變短，通過(guò)這樣的方法抑制后續(xù)制品裸眼可見(jiàn)的折疊、打褶或起皺。本文中所用的術(shù)語(yǔ)“浸潤(rùn)或浸潰”是描述用于至少部分填充至少一部分多孔材料(如ePTFE或類(lèi)似物)的孔的任何方法。本文中所用的術(shù)語(yǔ)“伸長(zhǎng)率”是表示響應(yīng)施加的張力時(shí)長(zhǎng)度的增加。專(zhuān)利技術(shù)背景多孔含氟聚合物材料，具體為膨脹聚四氟乙烯(ePTFE)材料，當(dāng)在平行于原纖的取向的方向上受應(yīng)力時(shí)，通常具有相對(duì)低的伸長(zhǎng)率。高強(qiáng)度膨脹ePTFE材料與較低強(qiáng)度膨脹ePTFE材料相比具有相對(duì)低的伸長(zhǎng)率值。當(dāng)在與原纖正交的方向上受應(yīng)力時(shí)，單軸膨脹材料可具有高伸長(zhǎng)率，不過(guò)，在此方向上該膜非常脆弱。將位于心軸上的單軸膨脹ePTFE管機(jī)械壓縮并熱處理以在斷裂前獲得較高的伸長(zhǎng)率。如果在斷裂前伸長(zhǎng)并解除應(yīng)力，這樣的管還具有恢復(fù)性。House等的美國(guó)專(zhuān)利第4，877，661號(hào)公開(kāi)了多孔PTFE具有快速恢復(fù)的性質(zhì)并公開(kāi)了制備這些材料的方法。此外，壓縮的管的孔已被彈性材料滲透。例如，Sowinski等的美國(guó)專(zhuān)利第7，789，908號(hào)公開(kāi)了彈性可恢復(fù)的PTFE材料，該材料包含縱向壓縮的ePTFE材料的原纖，所述ePTFE材料在孔中被彈性材料滲透，其定義為彈性基質(zhì)。具有高伸長(zhǎng)率(如大于50%伸長(zhǎng)率)的薄的、強(qiáng)韌的膜仍然需要。一些應(yīng)用中還需要一些特性，如薄度、低密度和/或小孔徑，和這些特性的組合。而其他的應(yīng)用需要相對(duì)小的力來(lái)伸長(zhǎng)所述膜。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專(zhuān)利技術(shù)涉及含氟聚合物膜，該膜具有高伸長(zhǎng)率且基本保留了含氟聚合物膜的強(qiáng)度性質(zhì)。典型地，這樣的膜具有彎曲原纖。本專(zhuān)利技術(shù)的一個(gè)目的是提供一種包括具有彎曲原纖的膨脹含氟聚合物膜的制品。施加的張力至少部分伸直了彎曲的原纖，從而伸長(zhǎng)了該制品。此外，該制品在至少一個(gè)方向上的伸長(zhǎng)率至少為約50%且基質(zhì)拉伸強(qiáng)度至少為約50MPa。在一些實(shí)施方式中，所述膨脹含氟聚合物包括基本只有原纖的微結(jié)構(gòu)。該膨脹含氟聚合物膜可在至少一個(gè)方向上具有至少約200MPa的基質(zhì)拉伸強(qiáng)度。本專(zhuān)利技術(shù)的另一目的是提供一種包含具有包括彎曲原纖的微結(jié)構(gòu)的膨脹含氟聚合物膜的制品，該制品通過(guò)以下方法制備:(1)雙軸膨脹干燥擠出的含氟聚合物帶以制備膨脹含氟聚合物膜；以及(2)通過(guò)加熱該膨脹含氟聚合物膜以在膨脹的至少一個(gè)方向上熱回縮所述膨脹含氟聚合物膜。在至少一個(gè)實(shí)施方式中，所述膨脹含氟聚合物具有基本只有原纖的微結(jié)構(gòu)。該膨脹含氟聚合物膜可在至少一個(gè)方向上熱回縮至小于初始膨脹含氟聚合物長(zhǎng)度的約90%。此外，在熱回縮過(guò)程中，膨脹含氟聚合物膜可在至少一個(gè)方向上受到限制(restrained)。在一個(gè)實(shí)施方式中，至少一種材料可在回縮前、回縮時(shí)或回縮后浸潤(rùn)到含氟聚合物膜中。本專(zhuān)利技術(shù)的另一個(gè)目的是提供一種包括彎曲原纖和至少一種其他材料的膨脹含氟聚合物膜，所述至少一種材料可以是含氟聚合物(如氟化乙烯丙烯)、彈性體或它們的組合。應(yīng)理解，其他材料可包括含氟彈性體，其同時(shí)是含氟聚合物和彈性體。本專(zhuān)利技術(shù)的另一個(gè)目的是提供一種包括彎曲原纖的膨脹含氟聚合物膜，至少一種其他材料至少部分結(jié)合在所述膨脹含氟聚合物膜中。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式中，所述其他材料可以是含氟聚合物或彈性體。所述膨脹含氟聚合物膜可具有基本只有原纖的微結(jié)構(gòu)。此外，所述膨脹含氟聚合物膜可在至少一個(gè)方向上熱回縮。本專(zhuān)利技術(shù)的另一個(gè)目的是提供一種包括膨脹含氟聚合物膜和彈性體的制品，所述膜具有彎曲原纖且不可恢復(fù)的應(yīng)變能量密度百分?jǐn)?shù)小于約85%。在一些實(shí)施方式中，所述膨脹含氟聚合物膜具有不可恢復(fù)的應(yīng)變能量密度百分?jǐn)?shù)小于約80%，小于約70%，甚至小于約 60%。本專(zhuān)利技術(shù)的另一個(gè)目的是提供一種具有包括彎曲原纖的微結(jié)構(gòu)的膨脹含氟聚合物膜，所述制品通過(guò)以下方法制得:(I)至少在一個(gè)方向上膨脹干燥擠出的含氟聚合物帶以制備初始膨脹含氟聚合物膜；以及(2)通過(guò)向該初始膨脹含氟聚合物膜中添加溶劑以在膨脹的至少一個(gè)方向上回縮所述膨脹含氟聚合物膜。此外，該膜可被彈性體、含氟聚合物、含氟彈性體或它們的組合在回縮前、回縮時(shí)或回縮后浸潤(rùn)。考慮到以下詳細(xì)說(shuō)明可以更詳細(xì)地了解本專(zhuān)利技術(shù)的前述內(nèi)容和其他目的、特性和優(yōu)點(diǎn)。不過(guò)，應(yīng)明確理解，附圖用于說(shuō)明本專(zhuān)利技術(shù)的目的而不應(yīng)被理解為對(duì)本專(zhuān)利技術(shù)構(gòu)成限制。【附圖說(shuō)明】考慮到以下本專(zhuān)利技術(shù)的詳細(xì)說(shuō)明，特別是結(jié)合附圖，可以更詳細(xì)地了解本專(zhuān)利技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，其中:圖1是示例性理想化的彎曲原纖的示意圖；[0021 ] 圖2a是現(xiàn)有技術(shù)前體膜(precursor membrane)的表面的掃描電子顯微照片(SEM)；圖2b是在回縮狀態(tài)下的本專(zhuān)利技術(shù)膜的表面的掃描電子顯微照片，該膜由圖2a中顯示的前體膜形成；圖2c是圖2b的本專(zhuān)利技術(shù)膜后續(xù)伸長(zhǎng)后的表面的掃描電子顯微照片；圖3a是現(xiàn)有技術(shù)前體膜的表面的掃描電子顯微照片；圖3b是在回縮狀態(tài)下的本專(zhuān)利技術(shù)膜的表面的掃描電子顯微照片，該膜由圖3a中顯示的前體膜形成；圖3c是圖3b的本專(zhuān)利技術(shù)膜后續(xù)伸長(zhǎng)后的表面的掃描電子顯微照片；圖4a是現(xiàn)有技術(shù)前體膜的表面的掃描電子顯微照片；圖4b是在回縮狀態(tài)下的本專(zhuān)利技術(shù)膜的表面的掃描電子顯微照片，該膜由圖4a中顯示的前體膜形成；圖4c是圖4b的本專(zhuān)利技術(shù)膜后續(xù)伸長(zhǎng)后的表面的掃描電子顯微照片；圖5a是去除了共聚物的復(fù)合物表面的掃描電子顯微照片；圖5b是在回縮狀態(tài)下去除了共聚物的本專(zhuān)利技術(shù)復(fù)合物的表面的掃描電子顯微照片，該復(fù)合物由圖5a中顯示的前體膜形成；圖5c是圖5b的去除了共聚物的本專(zhuān)利技術(shù)復(fù)合物后續(xù)伸長(zhǎng)后的表面的掃描電子顯微照片；圖5d是本專(zhuān)利技術(shù)的一個(gè)實(shí)施方式中，受限制的樣品復(fù)合物在最強(qiáng)方向上的拉伸應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系圖；圖5e是本專(zhuān)利技術(shù)的一個(gè)實(shí)施方式中，回縮的樣品復(fù)合物在最強(qiáng)方向上的拉伸應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系圖；圖5f是受限制的樣品復(fù)合物在最強(qiáng)方向上的拉伸應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系圖；圖5g是回縮的復(fù)合物在最強(qiáng)方向上的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系圖；圖6a是現(xiàn)有技術(shù)前體膜的表面的掃描電子顯微照片；圖6b是在回縮狀態(tài)下的本專(zhuān)利技術(shù)膜的表面的掃描電子顯微照片，該膜由圖6a中顯示的前體膜形成；圖6c是圖6b的本專(zhuān)利技術(shù)膜后續(xù)伸長(zhǎng)后的表面的掃描電子顯微照片；圖6d是在正交于最強(qiáng)方向的前體膜的拉伸應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系圖；圖6e是在正交于最強(qiáng)方向的回縮的樣品膜的拉伸應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系圖；圖7a顯示了樣品的不可恢復(fù)的應(yīng)變能量密度的關(guān)系圖；圖7b顯示了 7a中的樣品的可恢復(fù)的應(yīng)變能量密度的關(guān)系圖；圖7c顯示了 7a中的樣品的總應(yīng)變能量密度的關(guān)系圖。專(zhuān)利技術(shù)詳沭除非有限定，在此使用所有技術(shù)和科學(xué)術(shù)語(yǔ)均與本專(zhuān)利技術(shù)所述領(lǐng)域的技術(shù)人員的通常理解一致。在圖中，為了清晰起見(jiàn)，放大了線、層和區(qū)域的厚度。所用附圖中相同的附圖標(biāo)記表示相同的元件。本專(zhuān)利技術(shù)涉及含氟聚合物膜，該膜具有高伸長(zhǎng)率且基本保留了含氟聚合物膜的強(qiáng)度性質(zhì)。典型地，該膜具有彎曲原纖，例如圖1中所示的理想化的彎曲原纖。如圖1中大體顯示，彎曲原纖彎曲或通常朝箭頭10的方向繞卷然后再朝箭頭20的方向繞卷。在一個(gè)實(shí)施方式中，該含本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種制品，其含有包括彎曲原纖的膨脹含氟聚合物膜。

【技術(shù)特征摘要】
【國(guó)外來(lái)華專(zhuān)利技術(shù)】2012.01.16 US 13/351,052;2012.11.13 US 13/675,7301.一種制品，其含有包括彎曲原纖的膨脹含氟聚合物膜。2.如權(quán)利要求1所述的制品，其特征在于，所述制品在至少一個(gè)方向上的伸長(zhǎng)率至少為約50%且基質(zhì)拉伸強(qiáng)度至少為約50MPa。3.如權(quán)利要求1所述的制品，其特征在于，所述制品在至少一個(gè)方向上的伸長(zhǎng)率至少為約100%且基質(zhì)拉伸強(qiáng)度至少為約50MPa。4.如權(quán)利要求1所述的制品，其特征在于，所述制品在至少一個(gè)方向上的伸長(zhǎng)率至少為約200%且基質(zhì)拉伸強(qiáng)度至少為約50MPa。5.如權(quán)利要求1所述的制品，其特征在于，所述制品在至少一個(gè)方向上的伸長(zhǎng)率至少為約600%且基質(zhì)拉伸強(qiáng)度至少為約50MPa。6.如權(quán)利要求1所述的制品，其特征在于，所述制品在至少一個(gè)方向上的伸長(zhǎng)率至少為約100%且基質(zhì)拉伸強(qiáng)度至少為約lOOMPa。7.如權(quán)利要求1所述的制品，其特征在于，所述制品在至少一個(gè)方向上的伸長(zhǎng)率至少為約200%且基質(zhì)拉伸強(qiáng)度至少為約lOOMPa。8.如權(quán)利要求1所述的制品，其特征在于，所述含氟共聚物包括聚四氟乙烯。9.如權(quán)利要求1所述的制品，其特征在于，所述膨脹含氟聚合物膜包含基本只有原纖的微結(jié)構(gòu)。10.如權(quán)利要求1所述的制品，其特征在于，當(dāng)被伸長(zhǎng)至至少約80%時(shí)，所述含氟聚合物膜表現(xiàn)為模量增加。11.一種制品，其含有具有包括彎曲原纖的微結(jié)構(gòu)的膨脹含氟聚合物膜，所述制品通過(guò)以下方法制得: 在至少一個(gè)方向上膨脹干燥擠出的含氟聚合物帶以制備初始膨脹含氟聚合物膜；以及 通過(guò)加熱該初始膨脹含氟聚合物膜以在膨脹的至少一個(gè)方向上熱回縮所述膨脹含氟聚合物膜。12.如權(quán)利要求11所述的制品，其特征在于，所述初始膨脹含氟聚合物膜具有基本只有原纖的微結(jié)構(gòu)。13.如權(quán)利要求11所述的制品，其特征在于，所述膨脹含氟聚合物膜在至少一個(gè)方向上熱回縮至小于初始膨脹含氟聚合物膜長(zhǎng)度的約90%。14.如權(quán)利要求11所述的制品，其特征在于，所述膨脹含氟聚合物膜在至少一個(gè)方向上熱回縮至小于初始膨脹含氟聚合物膜長(zhǎng)度的約75%。15.如權(quán)利要求11所述的制品，其特征在于，所述膨脹含氟聚合物膜在至少一個(gè)方向上熱回縮至小于初始膨脹含氟聚合物膜長(zhǎng)度的約50%。16.如權(quán)利要求11所述的制品，其特征在于，所述膨脹含氟聚合物膜在至少一個(gè)方向上熱回縮至小于初始膨脹含氟聚合物膜長(zhǎng)度的約25%。17.如權(quán)利要求11所述的制品，其特征在于，在所述熱回縮過(guò)程中，所述膨脹含氟聚合物膜在至少一個(gè)方向上受限制。18.如權(quán)利要求11所述的制品，其特征在于，還包括在回縮所述含氟聚合物膜前，向所述含氟聚合物膜中浸潤(rùn)至少一種材料。19.如權(quán)利要求18所述的制品，...

【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：C·F·懷特，R·拉德斯賓納，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：WL戈?duì)柤巴使煞萦邢薰?/a>，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：美國(guó);US