CN102317519B - Ptfe织物制品及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明描述了独特的PTFE织物和层叠结构,以及它们的制造方法。具体来说,本发明包括一种织物的层叠物,该织物包含许多在相交点重叠的PTFE纤维,其中至少一部分相交点具有从至少一个重叠的PTFE纤维延伸的PTFE团块,将重叠的PTFE纤维锁定在一起,至少通过所述PTFE团块与薄膜粘合。这种强化薄膜表现出格外高的粘合强度,对于耐久性很重要的应用而言,这是一项特别有价值的属性。

Description

PTFE织物制品及其制造方法
相关申请交叉引用
本申请是2008年12月19日提交的美国专利申请序列号第12/340038号的继续部分。
发明领域
本发明涉及独特的多孔聚四氟乙烯(PTFE)层叠制品。更具体来说,描述了多孔PTFE层叠物的新颖结构以及制备该结构的新颖方法。
技术背景
众所周知,膨胀PTFE(“ePTFE”)结构的特征在于具有通过纤丝互连的节点,如Gore的美国专利第3953566号和第4187390号中所述,这些专利成为涉及ePTFE材料的大量研究工作的基础。自从在这些专利中第一次描述了ePTFE结构的节点和纤丝特征以来,已经通过许多方式对ePTFE结构的节点和纤丝特征进行了改进。例如,在高强度纤维的情况中,高度膨胀的材料能表现为非常长的纤丝和较小的节点。其他工艺条件会产生例如节点延伸通过制品厚度的制品。
还已经通过许多技术对ePTFE结构进行了表面处理,从而改进ePTFE结构。
Okita(美国专利第4208745号)描述了对ePTFE管、特别是人造血管的外表面进行比内表面更严苛(即温度更高)的热处理,从而形成管内侧比外侧更精细的结构。本领域普通技术人员将认识到,Okita的方法与现有技术的无定形锁定方法一致,唯一的区别是使ePTFE结构的外表面优先接触更高的热能。
Zukowski(美国专利第5462781号)描述了采用等离子体处理从多孔ePTFE的表面除去纤丝,从而形成在表面上具有不通过纤丝互连的独立节点的表面。该专利中没有揭示或预期在等离子体处理之后进行进一步的处理。
Martakos等(美国专利第6573311号)描述了等离子体辉光放电处理,其包括在聚合物树脂加工过程中的不同阶段对聚合物制品进行等离子体蚀刻。Martakos等与常规方法的区别在于,现有技术在完成的、制成的和/或最终加工的材料上进行,“对于改进主体基材性质、例如多孔性和渗透性是无效的”。Martakos等描述了在6个可能的聚合物树脂加工步骤中进行等离子体处理;但是没有描述或暗示与无定形锁定一起的或在无定形锁定之后的这种处理。而且,Martakos等的方法会影响完成的制品中的主体性质,例如多孔性和/或化学性质。
现有技术包括在多孔PTFE上形成新表面和处理多孔PTFE的表面的其他手段。Butters(美国专利第5296292号)描述了一种由芯和多孔PTFE覆层构成的钓鱼线,可以改进该覆层,从而提高耐磨性。通过增加耐磨材料涂层或者通过使多孔PTFE覆层致密化,对外覆层进行改进,从而提高钓鱼线的耐磨性。
Campbell等(美国专利第5747128号)描述了在整个多孔PTFE制品中形成高体相密度区域和低体相密度区域的方法。另外,Kowligi等(美国专利第5466509号)描述了在ePTFE表面上压印图案,Seiler等(美国专利第4647416号)描述了在制造过程中对PTFE管进行刻划,从而形成外部肋状物。
Lutz等(US2006/0047311A1)描述了独特的PTFE结构,其包括从下层的膨胀PTFE结构延伸的PTFE岛状物,还描述了制造这种结构的方法。
这些文献都没有描述独特的稳定化的PTFE织物或层叠结构。
对于许多常规应用,包括过滤、服装等,织物与薄膜粘合以使其强化。织物为原本较脆弱的薄膜提供可操作性和结构稳定性。PTFE织物提供的独特优点包括但并不限于化学惰性和极端操作温度范围。包含膨胀PTFE的织物还提供了强度高于无膨胀PTFE织物的优点。
PTFE基织物本身难以与薄膜粘合,因此这种粘合很弱。对于要求PTFE或ePTFE织物强化益处的应用,通常使用利用粘合剂或不利用粘合剂的热粘合技术将织物与薄膜粘合。由于粘合剂表现出的惰性或操作温度范围不与PTFE或ePTFE相同,所以粘合剂倾向于使得到的层叠物在使用过程中的性能变差。因此,常规粘合剂如FEP和PFA等在粘合强度方面的限制因素会使得产品在这种高要求应用如流体过滤中的性能变差。粘合剂还会在粘合过程中流到薄膜表面上,从而使薄膜性能变差。例如,在过滤薄膜的情况中,过量的粘合剂会抑制通过受影响的薄膜部分的流动,从而降低液体或气体过滤有效性。
当待粘合薄膜也包含PTFE或ePTFE的时候,形成有效粘合会变得更难。
Griffin的EP1094887B1和Sassa等的US4983434描述了过滤产品的例子,其中用粘合剂将包含PTFE的织物与ePTFE薄膜粘合。
长久以来对包含PTFE织物强化薄膜的具有提高的剥离强度的层叠物存在需求。
发明概述
本发明涉及一种独特的PTFE层叠结构,其包含许多在相交点重叠的PTFE纤维,其中至少一部分的相交点具有机械锁定重叠的PTFE纤维的PTFE团块。术语“PTFE”意在包括PTFE均聚物和含PTFE聚合物。“PTFE纤维”或“纤维”表示含PTFE纤维,包括但并不限于填充纤维、PTFE纤维和其他纤维的掺混物、各种复合结构、具有PTFE外表面的纤维。如本文所用,术语“结构”和“织物”可互换使用或一起使用,表示一种构造,其包括但并不限于针织PTFE纤维、织造PTFE纤维、非织造PTFE纤维、PTFE纤维的铺置稀纱(laid scrim)、穿孔的PTFE片等,及其组合。术语“相交点”表示织物中PTFE纤维相交或重叠的任何位置,例如织造结构中经纱纤维和纬纱纤维的交叉点,纤维接触针织物的点(例如互锁的环等),以及任何类似的纤维接触点。术语“团块”用于描述将重叠的纤维一起机械锁定在相交点的材料。“机械锁定”表示至少部分封锁纤维并使得纤维在相交点相对于彼此的移动或滑动最小化。PTFE团块从至少一个相交的PTFE纤维延伸。PTFE纤维可以是单丝纤维或多丝纤维,或者是其组合。多丝纤维可以按合股(twist)或非合股的构造组合。此外,在一些实施方式中,纤维可以包含膨胀PTFE。
形成本发明的PTFE制品的方法包括以下步骤:将许多PTFE纤维形成一种结构,该结构具有重叠的PTFE纤维的相交点;对该结构进行等离子体处理;然后对经过等离子体处理的结构进行热处理。在得到的结构中,至少一部分的重叠纤维相交点在所述相交点具有PTFE团块,该PTFE团块从至少一个重叠的或相交的PTFE纤维延伸。
纤维的非相交部分可表现出如美国专利申请公开US 2006/0047311 A1中所述的外观,该文献的主题通过参考全文结合于此。具体来说,非相交部分可表现为PTFE岛状物,这些岛状物附着于下层的膨胀PTFE结构并由此延伸。通过目视检查,可以看到这些PTFE岛状物被抬升到高于膨胀PTFE结构。这些岛状物中PTFE的存在可以通过光谱或其他合适的分析手段确定。“抬升”表示,从横截面方向观察制品时,例如在制品横截面的显微镜照片中,看到这些岛状物在由下层节点-纤丝结构的外表面限定的基线以上长度(高度)“h”处。
在本发明的另一种实施方式中,可以在PTFE结构中结合一种或多种填料,或者将一种或多种填料与PTFE结构结合。例如,可以在PTFE织物和/或本发明织物的单独纤维之上和/或之中涂布和/或浸渍一种或多种材料。在这种结构的一种实施方式中,可以使离聚物材料与PTFE织物结合,提供强化作用,以用于电解和其他电化学(如氯-碱)应用中。或者,可以将有机填料(如聚合物)和无机填料与本发明的PTFE织物结合。或者,PTFE织物可以作为多层结构的一个或多个层结合。
本发明制品和方法的独特特征使得能够在多种商业应用中形成改进的产品。例如,本发明的PTFE结构可以在这样的多种产品领域中表现出改进的性能,例如氯-碱薄膜、声学薄膜、过滤介质、医疗产品(包括但并不限于可植入的医疗器械)、以及可利用这些材料的独特特征的其他领域。本发明的PTFE制品为薄膜、管、片、以及也能在完成的产品中提供独特益处的其他成形的几何形状和形式的构造。
本发明的制品特别适用于期望织物具有耐边缘磨损性(fray resistance)的场合中。需要PTFE和/或ePTFE的性质的时候,这些制品具有更大的值。
在另一种实施方式中,本发明包括一种织物层叠物,其包含许多在相交点重叠的PTFE纤维,其中至少一部分的相交点具有从至少一个重叠的PTFE纤维延伸并将PTFE纤维锁定在一起的PTFE团块,该织物进一步通过至少一个所述PTFE团块与薄膜粘合。这种强化薄膜表现出格外高的粘合强度,对于耐久性很重要的应用而言,这是一种特别有用的性质。可以制造独特的PTFE织物强化PTFE薄膜,其具有常规PTFE织物/PTFE薄膜层叠物至今为止不能达到的强度和尺寸稳定性。
以下更详细地描述本发明的这些和其他独特实施方式和特性。
附图简要描述
通过以下描述,并结合附图考虑,本发明的操作应当是显而易见的,附图中:
图1和2分别是实施例1a中制备的制品表面放大100倍和250倍的扫描电子显微镜(SEM)照片。
图3和4分别是实施例1a中制备的制品横截面放大250倍和500倍的SEM照片。
图5是实施例1b中制备的制品表面放大100倍的SEM照片。
图6是实施例1b中制备的制品横截面放大500倍的SEM照片。
图7和8分别是比较例A中制备的制品表面放大100倍和250倍的SEM照片。
图9和10分别是比较例A中制备的制品横截面放大250倍和500倍的SEM照片。
图11是实施例2中制备的制品表面放大250倍的SEM照片。
图12是实施例2中制备的制品横截面放大500倍的SEM照片。
图13是实施例3中制备的制品表面放大100倍的SEM照片。
图14是实施例3中制备的制品横截面放大250倍的SEM照片。
图15是比较例B中制备的制品表面放大100倍的SEM照片。
图16是比较例B中制备的制品横截面放大250倍的SEM照片。
图17是实施例4中制备的制品表面放大100倍的SEM照片。
图18是实施例4中制备的制品横截面放大250倍的SEM照片。
图19是比较例C中制备的制品表面放大100倍的SEM照片。
图20是比较例C中制备的制品横截面放大250倍的SEM照片。
图21是实施例5中制备的制品表面放大500倍的SEM照片。
图22是实施例5中制备的制品横截面放大250倍的SEM照片。
图23是比较例D中制备的制品表面放大500倍的SEM照片。
图24是比较例D中制备的制品横截面放大250倍的SEM照片。
图25是实施例6中制备的制品表面放大500倍的SEM照片。
图26是比较例E中制备的制品表面放大500倍的SEM照片。
图27是实施例8中制备的制品表面放大250倍的SEM照片。
图28、29、30和31分别是实施例1a中制备的制品表面在通过纤维除去测试进行耐边缘磨损性测试之后的放大25倍、100倍、100倍和250倍的SEM照片。
图32和33分别是实施例1b中制备的制品表面在通过纤维除去测试进行耐边缘磨损性测试之后的放大25倍和250倍的SEM照片。
图34和35分别是比较例A中制备的制品表面在经过纤维除去测试之后的放大25倍和250倍的SEM照片。
图36和37分别是实施例3中制备的制品表面在经过纤维除去测试之后的放大25倍和250倍的SEM照片。
图38是实施例9中制备的成形制品的照片。
图39是实施例10的制品横截面放大250倍的SEM照片。
图40是实施例11的制品横截面放大250倍的SEM照片。
图41是如本文包括的剥离测试中更详细描述的样品取向的示意图。
图42是实施例12a中制备的制品表面在经过剥离测试之后放大50倍的SEM照片。
图43是实施例12b中制备的制品表面在经过剥离测试之后放大50倍的SEM照片。
图44是比较例F中制备的制品表面在经过剥离测试之后放大50倍的SEM照片
图45是实施例13a中制备的制品表面在经过剥离测试之后放大50倍的SEM照片。
图46是实施例13b中制备的制品表面在经过剥离测试之后放大50倍的SEM照片。
图47是比较例G中制备的制品表面在经过剥离测试之后放大50倍的SEM照片。
图48是实施例14中制备的制品表面在经过剥离测试之后放大25倍的SEM照片。
图49是比较例H中制备的制品表面在经过剥离测试之后放大25倍的SEM照片。
图50是实施例15中制备的制品表面在经过剥离测试之后放大25倍的SEM照片。
图51是比较例I中制备的制品表面在经过剥离测试之后放大25倍的SEM照片。
图52是实施例16中制备的制品表面在经过剥离测试之后放大50倍的SEM照片。
图53是比较例J中制备的制品表面在经过剥离测试之后放大50倍的SEM照片。
图54是实施例17中制备的制品表面在经过剥离测试之后放大25倍的SEM照片。
图55是比较例K中制备的制品表面在经过剥离测试之后放大25倍的SEM照片。
图56是总结了各实施例的工艺步骤的表格。
图57-59是在如本文所述的加热步骤过程中,从记录经过等离子体处理的ePTFE织造纤维网的光学显微镜视频拍摄的放大约200倍的顺序照片。
发明详述
本发明的PTFE织物制品包括许多在相交点重叠的PTFE纤维,其中至少一部分的相交点具有PTFE团块,这些团块从至少一个相交的PTFE纤维延伸并将相交的或重叠的纤维机械锁定在相交点。如本文所用,术语“PTFE纤维”意在包括任何至少部分由PTFE构成的纤维,其中的PTFE可以如本文所述经过处理。这些团块为PTFE织物提供了至今为止PTFE织物不能达到的提高的机械稳定性,从而能够抵抗边缘磨损、变形等,本发明的实施方式可以是多种类型和形状的制品。例如,本发明的另一些实施方式可将纤维结合成一定几何形状,包括但并不限于合股、圆形、扁平和牵引的纤维,具有单丝或多丝构造。此外,本发明的织物可以为片、管、拉长制品的形式、以及其他三维成形的实施方式。此外,可以在PTFE结构中结合一种或多种填料,或者将一种或多种填料与PTFE结构结合。或者,PTFE织物可以作为多层结构的一个或多个层结合。
在第一实施方式中,本发明的独特方法包括首先对PTFE纤维进行高能表面处理,例如等离子体处理。然后将经过等离子体处理的PTFE纤维结合到具有重叠纤维的织物中,以一种或多种织造、针织、非织造、铺置稀纱构造、或其组合的形式结合。根据完成的制品所需的性质,可以在织物内优先对经过等离子体处理的纤维进行取向。例如,在织造织物的情况中,可以只在经向或纬向对经过等离子体处理的纤维进行取向,或者在两个方向进行取向。其他类型的纤维也可以结合到织物中。随后将得到的织物加热,以实现独特的PTFE结构,其中的PTFE团块在纤维相交点从一个或多个下层相交纤维延伸。因此,非相交部分可表现为PTFE岛状物,其附着于下层的膨胀PTFE结构并从其延伸。
在第二备选实施方式中,本发明的独特方法可包括首先形成前体PTFE织物,其中具有在相交点重叠的PTFE纤维,以一种或多种织造、针织、非织造、铺置稀纱构造、或其组合的形式形成;对前体PTFE织物或结构进行高能表面处理;然后进行加热步骤,实现独特的PTFE结构,其中的PTFE团块在纤维相交点从一个或多个下层的相交纤维延伸。因此,非相交部分会表现为PTFE岛状物,这些岛状物附着于下层的膨胀PTFE结构并从其延伸。
只是为了方便,使用术语“等离子体处理”表示任何高能表面处理,例如但并不限于辉光放电等离子体、电晕、离子束等。应当认识到,处理时间、温度和其他工艺条件可以变化,以实现各种PTFE团块与PTFE岛状物尺寸和外观。例如,在一种实施方式中,可以在氩气或其他合适环境中对PTFE织物进行等离子体蚀刻,然后进行热处理步骤。只对PTFE结构进行热处理或者只对PTFE结构进行等离子体处理而不随后进行热处理,都不会得到本发明的制品。
图57-59是如本文实施例1a中所述,在随后的加热步骤过程中,从记录经过等离子体处理的ePTFE织造纤维网的视频中拍摄的照片。使用光学显微镜(Optiphot BF/DF,Nikon Inc.,Melville,NY),放大约200倍。使用加热平台(LinkamTHMS600,Linkam Scientific Instruments Ltd Tadworth,Surrey,UK)支承织造纤维网并将其加热到约360℃。纤维的初始纤维直径约为75微米。这些附图按顺序显示了PTFE岛状物201的形成,以及PTFE岛状物201向两个纤维205、207的相交点203移动,在相交点203形成团块209,将两个纤维205、207一起锁定在相交点203。图57显示加热之前的经过等离子体处理的织造织物的两个纤维205、207的相交点203。图58显示加热的中间阶段,该阶段中形成岛状物201,并向相交点203移动以形成团块。图59显示相交点203完全形成的团块209。如图59所示,例如可通过目视手段(包括但并不限于例如光学和扫描电子显微镜技术)或通过任何其他合适手段,确认相交点存在团块。可通过光谱或其他合适的分析手段确定PTFE以团块存在。如本文所用,术语“机械稳定性”意在表示物体在受到变形力时抵制从其原始位置变形或恢复其原始位置的能力。机械稳定性通过将PTFE纤维机械锁定在相交点来证明。这种提高的机械稳定性使得本发明的制品能耐边缘磨损并能基本抵制PTFE纤维在施加外力时的再取向。当制品的纤维排列尺寸和形状对最佳性能很重要的时候,机械稳定性是产品的关键特性。这些产品包括例如氯-碱薄膜,其中该制品提供了机械稳定的基材。精密织造产品和其他精密织物制品也要求本发明制品提供的机械稳定性。
可以采用纤维除去测试来证明这些独特材料的提高的耐边缘磨损性。这些独特材料的其他机械性能提高可包括但并不限于改善的尺寸稳定性、弯曲、撕扯、球式破裂和摩擦性质。例如,常规的PTFE织物,包括用于形成本发明制品的前体制品,容易发生边缘磨损。这个问题因为PTFE纤维的光滑性质而加剧。这可以通过用剪刀简单地切割织物来证明。或者,这种现象可以例如通过在常规PTFE织物纤维之间、在靠近织物自由边缘的位置插入大头针来证明。如下文所述,在如纤维除去测试中那样施加张力的时候,只需要很小的力就能移出并除去完好的纤维。
对本发明的制品进行相同程序的时候,用剪刀进行切割时,本发明的结构事实上没有发生边缘磨损的纤维。在本发明的材料上进行纤维的边缘磨损测试的时候,明显需要更大的力,大到足以使纤维断裂或者使交叉点处由PTFE团块提供的结合作用遭到破坏。本发明制品的耐边缘磨损性可以根据以下结果确定,即,观察到断裂的纤维,以及/或者观察到在交叉点处除去纤维时残余团块仍然附着于纤维。
如上文所述,通过以下的本发明方法,可以形成多种形状和形式的结构,包括但并不限于片、管、拉长的制品和其他三维结构,从而提供更高的机械稳定性。在一种实施方式中,开始的PTFE织物结构可以构造成所需的最终三维形状,然后对其进行等离子体处理,然后进行加热步骤。在另一种实施方式中,开始的PTFE织物结构可以如此进行处理,然后按照需要进一步操作,形成上述形状和形式。
不属于相交点部分的那部分PTFE纤维可以具有一种微结构,其特征在于通过纤丝互连的节点,并具有含PTFE的从PTFE纤维延伸的抬升的岛状物。在本发明的制品中,相交点的团块表现出特征性的表面外观,其中的团块通常在重叠的纤维之间延伸。岛状物可以与团块相连,或者不与团块相连。但是最令人吃惊的结果是,与现有技术的只进行了热处理的制品相比,本发明的经过等离子体处理、然后进行了热处理的制品提供了显著提高的机械稳定性。
虽然本发明实施中可以使用各种PTFE材料,但是在使用ePTFE纤维的实施方式中,ePTFE纤维为最终制品提供了提高的性质,这些提高的性质归因于膨胀PTFE,例如增大的抗张强度以及孔径和孔隙率,这些性质可以针对产品的预期最终应用进行调整。此外,本发明的实施中可以结合和使用填充的ePTFE纤维。
在本发明的另一种实施方式中,可以实现具有特别的剥离强度和尺寸稳定性的强化薄膜。在粘合之前或过程中进行的等离子体处理和热处理的组合,使得不使用粘合剂就能形成包含ePTFE或ePTFE/全氟烷氧基(PFA)掺混纤维的织物与PTFE薄膜粘合的层叠物。这些独特层叠物具有至今为止无法获得的剥离强度,因此消除了现有技术材料固有的问题,例如因为织物从薄膜分层而导致的灾难性故障和其他故障模式。另外,由于没有使用附加的粘合剂,所以强化薄膜完全由PTFE构成,得到的强化薄膜的性能不会象上文所述的现有技术材料那样变差。
层叠物的织物可以由针织的、织造的或制毡的纤维,穿孔的片等形成,可以包含各种ePTFE纤维或膨胀PTFE/PFA掺混纤维或片,具体取决于所需的最终结构。在纤维的情况中,前体纤维可以是从高度多孔性的(即,具有低至0.7克/立方厘米或更低的密度)到基本无孔的各种纤维。强化薄膜可以是平坦片、弯曲片(可以通过例如将织物和薄膜一起粘合在圆形心轴上来制造)的形状,或者是各种其他三维形状。
或者,可以通过以下方法实现粘合,包括但并不限于,等离子体处理然后热处理织物、随后将织物和薄膜热压在一起,或者等离子体处理织物、随后将织物和薄膜热压在一起,等等。可以采用等离子体处理和随后的热处理步骤的各种组合来实现所需的效果。优选的条件形成一种层叠物,其中的织物表现为许多在相交点重叠的PTFE纤维,其中至少一部分的相交点具有PTFE团块,这些团块从至少一个相交的PTFE纤维延伸并将相交的或重叠的纤维一起锁定在相交点。优选的热压条件是,其中的织物和薄膜接触足够高的温度,在足够高的压力下,保持足够长的时间,从而在层之间形成强粘合,而不会使层叠物的所需性能(如过滤等)变差。温度优选在327-400℃之间,更优选在350-380℃之间。
优选的等离子体处理、热处理条件和热压条件的选择可以根据得到的层叠物结构的所需特性而变化。
以下参考非限制性实施例进一步描述本发明。
测试方法
通过纤维除去测试进行耐边缘磨损性测试
使用细尖头镊子以相对于织物表面大约45度的角度从织物样品的边缘拉出一个或多个纤维。继续拉出,直至纤维从该部分织物分离,从而形成发生了磨损的边缘。将分离的纤维粘贴到双面粘胶带上,粘胶带的另一面已经预先粘贴了小垂片(stub)。还将发生了磨损的边缘粘贴到粘胶带上。然后使用扫描电子显微镜检查该样品。可以根据对扫描电子显微镜照片的评价,或者根据其他合适的放大检查手段,确定重叠的纤维的机械锁定情况,当观察到纤维断裂,以及/或者观察到交叉点处除去纤维后残余的团块仍然附着于纤维的时候,得到正向结果(positive result)。这些残余物的存在表明,织物中纤维交叉点处的团块起到了机械锁定作用,即,具有耐边缘磨损性。没有这些残余物证明,织物中纤维交叉点处没有机械锁定作用,因此容易发生边缘磨损。
剥离测试
使用剥离测试仪(IMASS SP-2000,IMASS,Inc.,Accord,MA)进行剥离测试。
为了尽可能减少样品在测试过程中的颈缩现象,在织造织物的经向,在各强化薄膜的织造面施加6.4厘米宽的掩蔽带条(Highland2307带,3M,Inc.,Minneapolis,MN)。沿着各强化薄膜的经向对3.8厘米宽的剥离测试样品进行切割。
将样品置于T-剥离夹具中。样品的测试长度为5.7厘米,以30.5厘米/分钟的速度进行测试。对每个层叠物进行3次测量。对这些值取平均,报告为剥离强度。
对各剥离测试样品拍摄扫描电子显微镜照片。图41证明了样品在剥离测试过程中的取向。该附图中的箭头指示了SEM的观察景象,即,剥离的样品的表面,包括剥离界面。通过这种方式,在同一图象中捕捉了薄膜101和织物103的粘合面。
实施例
实施例1a
获得标称90旦尼尔(“d”)的ePTFE圆形纤维(备件号V112403;W.L.Gore& Associates,Inc.,Elkton,DE)并织造成具有以下性质的结构:经向31.5经纱/厘米,纬向23.6纬纱/厘米。
通过Atmospheric Plasma Treater(型号ML0061-01,Enercon IndustriesCorp.,Menomonee Falls,Wisconsin)用氩气对这种织造制品进行等离子体处理。工艺参数为:氩气流速50升/分钟,电源2.5千瓦,线速度3米/分钟,电极长度7.6厘米,10遍(pass)。将经过等离子体处理的织造制品固定在栓框(pin frame)上,置于设定为350℃的强制通风烘箱(型号CW 7780F,Blue MElectric,Watertown,Wisconsin)中30分钟。
从烘箱中取出制品,在环境温度下在水中骤冷,然后用扫描电子显微镜检查。这种制品表面的扫描电子显微镜(“SEM”)照片分别如图1和2所示,它们分别放大了100倍和250倍。在这些以及其他各扫描电子显微镜照片中,照片右下方表示的长度对应于长度值正上方显示的标尺的第一点到最后一点之间的距离。这种制品的横截面的扫描电子显微镜照片分别如图3和4所示,它们分别放大250倍和500倍。如图1中所示,PTFE团块31从相交的PTFE纤维32和33中的至少一个纤维延伸。PTFE岛状物34位于纤维表面上。
通过上述纤维除去测试来证明这种结构的耐边缘磨损性,结果如图28-31中所示。具体来说,图28和29分别显示本实施例的织物在将纤维从织物挑出(tease)后放大25倍和100倍的SEM照片。图30和31分别显示本实施例的织物纤维在将纤维从织物除去后放大100倍和250倍的SEM照片。从纤维93延伸的毛发状材料91在此之前已经包括纤维相交点的一部分团块,如图32中所示。
SEM照片证明,从织造制品除去纤维的时候,相交点的一部分PTFE团块保持附着于纤维。即,除去的纤维表明存在毛发状材料,所述毛发状材料是因为相交点的团块破裂造成的。因此,证明了耐边缘磨损性。
实施例1b
获得标称90旦尼尔的ePTFE圆形纤维(备件号V112403;W.L.Gore &Associates,Inc.,Elkton,DE),并用这种纤维形成具有以下性质的织造结构:经向31.5经纱/厘米,纬向23.6纬纱/厘米。
通过Atmospheric Plasma Treater(型号ML0061-01,Enercon IndustriesCorp.,Menomonee Falls,Wisconsin)用氩气对这种织造制品进行等离子体处理。工艺参数为:氩气流速50升/分钟,电源2.5千瓦,线速度3米/分钟,电极长度7.6厘米,10遍(pass)。
将经过等离子体处理的织造制品固定在栓框上,置于设定为350℃的强制通风烘箱(型号CW7780F,Blue M Electric,Watertown,Wisconsin)中15分钟。从烘箱中取出制品,在环境温度下在水中骤冷,然后用扫描电子显微镜检查制品,并根据上述测试方法测试耐边缘磨损性(纤维除去)。
这种制品的表面和横截面的扫描电子显微镜照片分别如图5和6所示,它们分别放大100倍和500倍。如图5中所示,PTFE团块31从相交的PTFE纤维32和33中的至少一个纤维延伸。PTFE岛状物34位于纤维表面上。
纤维除去测试的耐边缘磨损性结果如下所示。图32显示本实施例的织物在将纤维从织物挑出后放大25倍的SEM照片。图33显示本实施例的织物纤维在将纤维从织物挑出后放大250倍的SEM照片。从纤维延伸的毛发状材料在此之前已经包括纤维相交点的一部分团块。
SEM照片证明,从织造制品除去纤维的时候,存在于相交点的一部分PTFE团块保持附着于纤维。即,除去的纤维表明存在毛发状材料,所述毛发状材料是因为相交点的团块破裂造成的。因此,证明了耐边缘磨损性。
比较例A
获得标称90旦尼尔的ePTFE圆形纤维(备件号V112403;W.L.Gore&Associates,Inc.,Elkton,DE),并用这种纤维形成具有以下性质的织造制品:经向31.5经纱/厘米,纬向23.6纬纱/厘米。
将织造制品固定在栓框上,置于设定为350℃的强制通风烘箱中30分钟。从烘箱中取出制品,在环境温度下在水中骤冷。用扫描电子显微镜检查制品,并根据上述测试方法测试耐边缘磨损性(纤维除去)。
这种制品表面的扫描电子显微镜照片分别如图7和8所示,它们分别放大100倍和250倍。这种制品横截面的扫描电子显微镜照片分别如图9和10所示,它们分别放大250倍和500倍。通过SEM照片可以观察到,没有从相交的PTFE纤维延伸出PTFE团块,纤维表面上不存在PTFE岛状物。
纤维除去测试的结果如下所示。图34显示本比较例样品的织物在将纤维从织物轻易挑出后放大25倍的SEM照片。图35显示本比较例样品的织物纤维在将纤维从织物挑出后放大250倍的SEM照片。SEM照片证明,从织造制品除去纤维的时候,纤维上没有来自纤维相交点的PTFE团块。即,除去的纤维表明不存在毛发状材料。因此,证明织物没有耐边缘磨损性,容易发生边缘磨损。
实施例2
获得标称90旦尼尔的ePTFE圆形纤维(备件号V112403;W.L.Gore&Associates,Inc.,Elkton,DE),并用这种纤维形成具有以下性质的织造制品:经向49.2经纱/厘米,纬向49.2纬纱/厘米。
通过Atmospheric Plasma Treater(型号ML0061-01,Enercon IndustriesCorp.,Menomonee Falls,Wisconsin)用氩气对这种织造制品进行等离子体处理。工艺参数为:氩气流速50升/分钟,电源2.5千瓦,线速度3米/分钟,电极长度7.6厘米,5遍(pass)。
将经过等离子体处理的织造制品固定在栓框上,置于设定为350℃的强制通风烘箱(型号CW7780F,Blue M Electric,Watertown,Wisconsin)中15分钟。从烘箱中取出制品,在环境温度下在水中骤冷。
用扫描电子显微镜检查制品,并用上述纤维除去测试法测试耐边缘磨损性。这种制品的表面和横截面的扫描电子显微镜照片分别如图11和12所示,它们分别放大了250倍和500倍。观察到PTFE团块从相交的PTFE纤维中的至少一个纤维延伸。还观察到PTFE岛状物位于纤维表面上。
通过纤维除去测试法来测试材料的耐边缘磨损性。目视检查得到的纤维(未显示)的SEM照片的时候,观察到已经存在于相交点的那部分PTFE团块保持附着于纤维。即,除去的纤维表明存在毛发状材料,所述毛发状材料是因为相交点的团块破裂造成的。因此,证明了耐边缘磨损性。
实施例3
获得标称160旦尼尔、3.8克/旦尼尔、0.1毫米直径的ePTFE圆形纤维,并用这种纤维形成六边形针织ePTFE网。该针织织物具有以下性质:面密度68克/平方米,17经圈(course)/厘米,11纬圈(wale)/厘米。
通过Atmospheric Plasma Treater(型号ML0061-01,Enercon IndustriesCorp.,Menomonee Falls,Wisconsin)用氩气对这种针织网进行等离子体处理。工艺参数为:氩气流速50升/分钟,电源2.5千瓦,线速度3米/分钟,电极长度7.6厘米,5遍(pass)。
将经过等离子体处理的针织制品固定在栓框上,置于设定为350℃的强制通风烘箱(型号CW7780F,Blue M Electric,Watertown,Wisconsin)中30分钟。从烘箱中取出制品,在环境温度下在水中骤冷。
用扫描电子显微镜检查制品,这种制品的表面和横截面的扫描电子显微镜照片分别如图13和14所示,它们分别放大了100倍和250倍。PTFE团块51从相交的PTFE纤维52和53中的至少一个纤维延伸。PTFE岛状物54位于纤维表面上。
通过上述纤维除去测试方法来测试这种制品的耐边缘磨损性。获得的结果如下所述。具体来说,图36显示本实施例的织物在将纤维从织物挑出后放大25倍的SEM照片。图37显示本实施例的织物纤维在通过纤维除去测试对织物的耐边缘磨损性进行测试后放大250倍的SEM照片。从纤维延伸的毛发状材料在此之前已经包括纤维相交点的一部分团块。SEM照片证明,从针织制品除去纤维的时候,纤维相交点的一部分PTFE团块保持附着于纤维。因此,证明了耐边缘磨损性。
比较例B
获得标称160旦尼尔、3.8克/旦尼尔、0.1毫米直径的ePTFE圆形纤维,并用这种纤维形成六边形针织ePTFE网。该针织织物具有以下性质:面密度68克/平方米,17线圈横列/厘米,11纵行/厘米。
将针织制品固定在栓框上,置于设定为350℃的强制通风烘箱(型号CW7780F,Blue M Electric,Watertown,Wisconsin)中30分钟。从烘箱中取出制品,在环境温度下在水中骤冷。
这种制品的表面和横截面的扫描电子显微镜照片分别如图15和16所示,它们分别放大了100倍和250倍。没有从相交的PTFE纤维延伸PTFE团块。纤维表面上也不存在PTFE岛状物。
实施例4
获得标称400旦尼尔的合股ePTFE扁平纤维(备件号V111828;W.L.Gore&Associates,Inc.,Elkton,DE),以3.9-4.7绞/厘米的方式合股。用这种纤维形成具有以下性质的织造制品:经向13.8经纱/厘米,纬向11.8纬纱/厘米。
通过Atmospheric Plasma Treater(型号ML0061-01,Enercon IndustriesCorp.,Menomonee Falls,Wisconsin)用氩气对这种织造制品进行等离子体处理。工艺参数为:氩气流速50升/分钟,电源2.5千瓦,线速度3米/分钟,电极长度7.6厘米,5遍(pass)。
将经过等离子体处理的织造制品固定在栓框上,置于设定为350℃的强制通风烘箱(型号CW7780F,Blue M Electric,Watertown,Wisconsin)中45分钟。从烘箱中取出制品,在环境温度下在水中骤冷。
用扫描电子显微镜检查制品。这种制品的表面和横截面的扫描电子显微镜照片分别如图17和18所示,它们分别放大了100倍和250倍。PTFE团块31从相交的PTFE纤维32和33中的至少一个纤维延伸。PTFE岛状物34位于纤维表面上。
比较例C
获得标称400旦尼尔的合股ePTFE扁平纤维(备件号V111828;W.L.Gore&Associates,Inc.,Elkton,DE),以3.9-4.7绞/厘米的方式合股。用这种纤维形成具有以下性质的织造制品:经向13.8经纱/厘米,纬向11.8纬纱/厘米。
将织造制品固定在栓框上,置于设定为350℃的强制通风烘箱(型号CW7780F,Blue M Electric,Watertown,Wisconsin)中45分钟。从烘箱中取出制品,在环境温度下在水中骤冷。
用扫描电子显微镜检查制品。这种制品的表面和横截面的扫描电子显微镜照片分别如图19和20所示,它们分别放大了100倍和250倍。观察到PTFE纤维的相交点不存在PTFE团块。纤维表面上也不存在PTFE岛状物。
实施例5
获得具有以下性质的紧密织造织物:453旦尼尔纺纱基质PTFE纤维(TorayFluorofibers[America],Inc.,Decatur,AL),纤维,经向31.3经纱/厘米,纬向26.7经纱/厘米。
通过Atmospheric Plasma Treater(型号ML0061-01,Enercon IndustriesCorp.,Menomonee Falls,Wisconsin)用氩气对这种织物进行等离子体处理。工艺参数为:氩气流速50升/分钟,电源2.5千瓦,线速度3米/分钟,电极长度7.6厘米,10遍(pass)。
将经过等离子体处理的织造制品固定在栓框上,置于设定为350℃的强制通风烘箱(型号CW7780F,Blue M Electric,Watertown,Wisconsin)中15分钟。从烘箱中取出制品,在环境温度下在水中骤冷。
用扫描电子显微镜检查制品。这种制品的表面和横截面的扫描电子显微镜照片分别如图21和22所示,它们分别放大了500倍和250倍。观察到PTFE团块61从相交的PTFE纤维62和63中的至少一个纤维延伸。PTFE岛状物64位于纤维表面上。
比较例D
获得具有以下性质的紧密织造织物:453旦尼尔纺纱基质PTFE纤维(TorayFluorofibers[America],Inc.,Decatur,AL),纤维,经向31.3经纱/厘米,纬向26.7经纱/厘米。
将织造织物固定在栓框上,置于设定为350℃的强制通风烘箱(型号CW7780F,Blue M Electric,Watertown,Wisconsin)中15分钟。从烘箱中取出制品,在环境温度下在水中骤冷。
用扫描电子显微镜检查制品。这种制品的表面和横截面的扫描电子显微镜照片分别如图23和24所示,它们分别放大了500倍和250倍。观察到没有从相交的PTFE纤维延伸PTFE团块,纤维表面上不存在PTFE岛状物。
实施例6
获得标称400旦尼尔的多丝ePTFE纤维(备件号5816527;W.L.Gore&Associates,Inc.,Elkton,DE),用这种纤维形成具有以下性质的织造制品:经向11.8经纱/厘米,纬向11.9纬纱/厘米。
通过Atmospheric Plasma Treater(型号ML0061-01,Enercon IndustriesCorp.,Menomonee Falls,Wisconsin)用氩气对这种织造制品进行等离子体处理。工艺参数为:氩气流速50升/分钟,电源2.5千瓦,线速度3米/分钟,电极长度7.6厘米,5遍(pass)。
将经过等离子体处理的织造制品固定在栓框上,置于设定为350℃的强制通风烘箱(型号CW7780F,Blue M Electric,Watertown,Wisconsin)中40分钟。从烘箱中取出制品,在环境温度下在水中骤冷。
用扫描电子显微镜检查制品。这种制品表面的扫描电子显微镜照片如图25所示,它放大了500倍。观察到PTFE团块31从相交的PTFE纤维32和33中的至少一个纤维延伸,观察到PTFE岛状物34位于纤维表面上。
比较例E
获得标称400旦尼尔的多丝ePTFE纤维(备件号5816527;W.L.Gore&Associates,Inc.,Elkton,DE),用这种纤维形成具有以下性质的织造制品:经向11.8经纱/厘米,纬向11.9纬纱/厘米。
将织造制品固定在栓框上,置于设定为350℃的强制通风烘箱(型号CW7780F,Blue M Electric,Watertown,Wisconsin)中40分钟。从烘箱中取出制品,在环境温度下在水中骤冷。
用扫描电子显微镜检查制品。这种制品表面的扫描电子显微镜照片如图26所示,它放大了500倍。观察到相交的PTFE纤维处没有PTFE团块,纤维表面上没有PTFE岛状物。
实施例7
获得标称1204旦尼尔的着色ePTFE纤维(备件号215-3N;LenzingPlastics,Lenzing,Austria),用这种纤维形成具有以下性质的织造制品:经向11.8经纱/厘米,纬向11.8纬纱/厘米。
通过Atmospheric Plasma Treater(型号ML0061-01,Enercon IndustriesCorp.,Menomonee Falls,Wisconsin)用氩气对这种织造制品进行等离子体处理。工艺参数为:氩气流速50升/分钟,电源2.5千瓦,线速度3米/分钟,电极长度7.6厘米,5遍(pass)。
将经过等离子体处理的织造制品固定在栓框上,置于设定为350℃的强制通风烘箱(型号CW7780F,Blue M Electric,Watertown,Wisconsin)中30分钟。从烘箱中取出制品,在环境温度下在水中骤冷。
用扫描电子显微镜检查制品。观察到PTFE团块从相交的PTFE纤维中的至少一个纤维延伸,观察到PTFE岛状物位于纤维表面上。
实施例8
按照以下方式从这种ePTFE纤维制造水刺(hydro-entangled)制品。获得ePTFE定长纤维(staple fiber)(定长长度65-75毫米,纤丝密度大于1.9克/立方厘米,纤丝纤度大于15旦尼尔/丝,从W.L.Gore and Associates,Inc.,Elkton,MD获得),使用风扇(叶轮型)开纤机开纤。向定长纤维施加附着率(pick-up)为1.5重量%的Katolin PTFE(ALBON-CHEMIE,Dr.Ludwig-E.Gminder KG,Carl-Zeiss-Str.41,Metzingen,D72555,Germany)和1.5重量%的Selbana UN(Cognis Deutschland GmbH,Dusseldorf,Germany)的整理剂。整理剂施加20小时之后,对定长纤维进行梳理。使用HergethVibra-feed(Allstates Textile Machinery,Inc.,Williamston,S.C.)将定长纤维输送到梳理机上的刺辊(taker-in roller)。梳理机的输入速度为0.03米/分钟。主滚筒旋转的表面速度为2500米/分钟。工作辊旋转的表面速度为45-58米/分钟。绒毛离开梳理机的速度为1.5米/分钟。22-23℃时梳理室中的湿度为62%。梳理之后,在孔径为47目/厘米的传送带上以1.5米/分钟的速度将绒毛传送到工作宽度为1米的水刺机(AquaJet,Fleissner GmbH,Egelsbach,Germany)。
水刺机的两个含有喷水口的多支管用水流对绒毛进行高压处理,从而形成湿毡。在水刺过程的第一遍处理中,两个多支管中所用的水压为20巴。然后再次对毡进行水刺处理,第一多支管中所用的水压为100巴,第二多支管中所用的水压为150巴。整个过程中,毡的速度为7米/分钟。将湿毡收卷在卷绕机上。使湿毡以7.0米/分钟的速度第三次通过水刺机。只使用第一多支管向毡施加水流。压力为150巴。在第三遍处理中,毡的速度为7米/分钟。使用卷绕机将毡收卷在塑料芯上,经由运送车传送到设定为185℃的强制通风烘箱。烘箱开口设定为4.0毫米。湿毡以1.45米/分钟的速度干燥,停留时间约为1.4分钟。将干燥后的毡收卷在硬纸板芯上。
通过Atmospheric Plasma Treater(型号ML0061-01,Enercon IndustriesCorp.,Menomonee Falls,WI)用氩气对这种水刺制品进行等离子体处理。工艺参数为:氩气流速50升/分钟,电源2.5千瓦,线速度3米/分钟,电极长度7.6厘米,20遍(pass)。
将制品固定在栓框上,置于设定为360℃的强制通风烘箱(型号CW7780F,Blue M Electric,Watertown,WI)中20分钟。从烘箱中取出制品,在环境温度下在水中骤冷。
这种制品表面的扫描电子显微镜照片如图27所示,它放大了250倍,显示了纤维相交点的PTFE团块,这些团块从相交的PTFE纤维中的至少一个纤维延伸,PTFE岛状物位于纤维的非相交表面上。
实施例9
按照以下方式构造本发明的成形制品。
获得如实施例2所述形成的经过等离子体处理、但随后没有进行热处理的织造材料。将该材料完全缠绕在25.4毫米直径的钢珠轴承周围。多余的材料收集在轴承底部,合股,并用扎丝(wire tie)固定到位。将经过缠绕的轴承置于设定为350℃的强制通风烘箱(型号CW7780F,Blue M Electric,Watertown,WI)中30分钟。
从烘箱中取出经过缠绕的轴承,在环境温度下在水中骤冷。切割捆扎端,从轴承中取出该材料。将该材料置于平坦表面上的时候,该材料保持轴承的球形形状。图38是显示该制品的照片。
实施例10
获得实施例1a的ePTFE织物,并按照以下方式用离聚物填充。获得DuPontTM 1100离聚物(DuPont,Wilmington,DE)并稀释,在48%乙醇和28%水中形成固含量为24重量%的溶液。切割5厘米×5厘米的ePTFE织物片,将边缘粘贴到ETFE离型膜(0.1毫米,DuPont膜)上。将大约5克离聚物溶液浇注在ePTFE织物上,作为稳定化的织物载体。将该材料置于60℃的烘箱中1小时,干燥除去离聚物溶液中的溶剂。向该载体施加约5克第二涂层,再次以相同的方式干燥该材料。干燥之后,将得到的填充薄膜置于加热的压盘式Carver压机中,两个压盘都设定为175℃,以4536千克的压力压制5分钟,消除膜中的气泡和其他不一致性。
图39是本实施例制品横截面放大250倍的SEM照片,显示出织物被离聚物包封。
实施例11
按照以下方式形成DuPontTM 1100离聚物(DuPont,Wilmington,DE)和ePTFE的热压层叠物。如实施例10中所述制备离聚物溶液。将大约5克离聚物溶液浇注在ETFE离型膜上。将离型膜和离聚物置于60℃烘箱中1小时,干燥除去离聚物溶液中的溶剂。通过这种方式,形成自支撑(free standing)离聚物膜。按照相同方式制备第二离聚物膜。
获得实施例1a的ePTFE织物,切割成5厘米×5厘米,用作稳定化的ePTFE织造载体。将稳定化的ePTFE织造载体夹在制造的两片离聚物膜之间。然后将该三明治结构置于两片ETFE离型膜之间,并置于加热的压盘式Carver压机中,每个压盘都设定为175℃。以4536千克的压力将该材料压制5分钟,使离聚物结合到ePTFE织造织物中。图40是本实施例中形成的材料放大250倍的SEM照片,显示出织物被离聚物包封。
实施例12a
本实施例描述本发明强化薄膜的形成。获得90旦尼尔的ePTFE织造织物(备件号V112403,W.L.Gore&Associates,Inc.,Elkton,MD)。该织造织物的构成为49.2经纱/厘米乘49.2纬纱/厘米。
通过Atmospheric Plasma Treater(型号ML0061-01,Enercon IndustriesCorp.,Menomonee Falls,Wisconsin)用氩气对该织物进行等离子体处理。工艺参数为:氩气流速50升/分钟,电源2.5千瓦,线速度3米/分钟,电极长度7.6厘米,5遍。
接下来对该织物进行加热步骤。将该织物固定在栓框上,置于设定为350℃的强制通风烘箱(型号CW7780F,Blue M Electric,Watertown,Wisconsin)中5分钟。从烘箱中取出织物,在环境温度下在水中骤冷。然后将织物冲切成15.2厘米乘15.2厘米的片。
获得商用的0.2微米ePTFE薄膜(11320na,W.L.Gore&Associates,Inc.,Elkton,MD),切割成约17厘米乘17厘米的片。
将薄膜置于30.5厘米乘26.7厘米、3.1毫米厚的铝板上,使得薄膜的较高抗张强度方向与板的长度对齐。将织造样品置于薄膜顶部,使得薄膜的较强方向与织物的经向对齐。在织造的织物材料之间纬向放置3厘米宽、17厘米长的聚酰亚胺膜条(25SGADB等级,UPILEX聚酰亚胺膜,UBE,Tokyo,Japan),使得该条的一半宽度延伸超出该材料的自由边缘。在织造织物顶部放置其尺寸和取向与第一板相同的第二铝板。
将板及板内的材料置于加热的Carver压机(Auto“M”型号3895,CarverInc.,Wabash,IN)的压盘之间,对该材料进行热压。温度和压力的设定点分别为360℃和2268千克。压力保持10分钟。
用水冷却其间具有粘合材料的板,取出粘合层叠物,从而提供强化薄膜。
测得该强化薄膜的剥离强度为0.58千克/厘米。
图42显示这种制品表面在进行剥离测试后放大50倍的扫描电子显微镜(“SEM”)照片。
实施例12b
按照与实施例12a中所述相同的方式构建另一种本发明强化薄膜,区别在于,省略了紧跟等离子体处理步骤的加热步骤,即,在热压步骤过程中进行加热。
测得该强化薄膜的剥离强度为0.69千克/厘米。
图43显示这种制品表面在进行剥离测试后放大50倍的扫描电子显微镜(“SEM”)照片。
比较例F
按照与实施例12a中所述相同的方式构建如现有技术中所述的强化薄膜,区别在于,省略了等离子体处理步骤和紧跟等离子体处理步骤的加热步骤。只进行如实施例12a中所述的热压步骤。
测得该强化薄膜的剥离强度为0.13千克/厘米。
图44显示这种制品表面在进行剥离测试后放大50倍的扫描电子显微镜(“SEM”)照片。
实施例13a
按照与实施例12a中所述相同的方式构建另一种本发明的强化薄膜,区别在于,织造材料为31.5经纱/厘米和23.6纬纱/厘米。
测得该强化薄膜的剥离强度为0.71千克/厘米。
图45显示这种制品表面在进行剥离测试后放大50倍的扫描电子显微镜(“SEM”)照片。如图45中所示,显示了织物和薄膜界面处的PTFE团块105,该团块从相交的PTFE纤维108和109中的至少一个纤维延伸。显示了另一个PTFE团块106,作为剥离测试的结果,团块106的残余部分107存在于薄膜表面上。
实施例13b
按照与实施例12b中所述相同的方式构建另一种本发明的强化薄膜,区别在于,织造材料为31.5经纱/厘米和23.6纬纱/厘米。
测得该强化薄膜的剥离强度为0.44千克/厘米。
图46显示这种制品表面在进行剥离测试后放大50倍的扫描电子显微镜(“SEM”)照片。
比较例G
按照与实施例12a中所述相同的方式构建如现有技术所述的强化薄膜,区别如下所述:省略了等离子体处理步骤和加热步骤,织造材料为31.5经纱/厘米和23.6纬纱/厘米。只进行如实施例12a中所述的热压步骤。
测得该强化薄膜的剥离强度为0.13千克/厘米。
图47显示这种制品表面在进行剥离测试后放大50倍的扫描电子显微镜(“SEM”)照片。
实施例14
使用针织材料构建另一种本发明的强化薄膜。
获得六边形针织ePTFE网中的150旦尼尔、3.8克/旦尼尔、0.1毫米直径的ePTFE圆形纤维(备件号1GGNF03,W.L.Gore&Associates,Inc.,Elkton,MD)。该针织织物具有以下性质:面密度68克/平方米,17线圈横列/厘米和11纵行/厘米。
使用这种针织材料,如实施例12b中所述,按照相同的方式,采用相同的薄膜,形成强化薄膜,区别在于,向薄膜施加掩蔽带(即,并非织造织物)以尽可能减小颈缩。
测得该强化薄膜的剥离强度为0.27千克/厘米。
图48显示这种制品表面在进行剥离测试后放大25倍的扫描电子显微镜(“SEM”)照片。因为该针织物的破裂程度使得有部分针织纤维存在于下层薄膜上,所以观察到高粘合度。
比较例H
按照与实施例14中所述相同的方式构建如现有技术所述的强化薄膜,区别在于,省略了等离子体处理步骤,向针织织物施加掩蔽带。
测得该强化薄膜的剥离强度为0.05千克/厘米。
图49显示这种制品表面在进行剥离测试后放大25倍的扫描电子显微镜(“SEM”)照片。因为很明显该针织物在剥离测试过程中较少破裂,所以观察到粘合度明显小于本发明实施例14中的情况。所以,只有一部分针织物存在于下层薄膜上。
实施例15
按照与实施例12b中所述相同的方式构建另一种本发明的强化薄膜,区别在于,织造织物的合股纤维(备件号V112729,W.L.Gore&Assoc.,Inc.,Elkton,MD)具有较高的孔隙率(即,密度为0.7克/立方厘米),织造材料为9.8经纱/厘米和12.6纬纱/厘米。
测得该强化薄膜的剥离强度为0.28千克/厘米。
图50显示这种制品表面在进行剥离测试后放大25倍的扫描电子显微镜(“SEM”)照片。
比较例I
按照与实施例15中所述相同的方式构建如现有技术所述的强化薄膜,区别在于,省略了等离子体处理步骤。
测得该强化薄膜的剥离强度为0.11千克/厘米。
图51显示这种制品表面在进行剥离测试后放大25倍的扫描电子显微镜(“SEM”)照片。
实施例16
按照与实施例13b中所述相同的方式构建另一种本发明的强化薄膜,区别在于,使用商用的1微米ePTFE薄膜(备件号10066697,W.L.Gore&Associates,Inc.,Elkton,MD)。
无法测得该强化薄膜的剥离强度,因为强度很高,而薄膜破裂。即,粘合强度超过薄膜的抗张强度。
图52显示这种制品表面在进行剥离测试后放大50倍的扫描电子显微镜(“SEM”)照片。
比较例J
按照与实施例16中所述相同的方式构建如现有技术所述的强化薄膜,区别在于,省略了等离子体处理步骤。
测得该强化薄膜的剥离强度为0.06千克/厘米。
图53显示这种制品表面在进行剥离测试后放大50倍的扫描电子显微镜(“SEM”)照片。
实施例17
按照与实施例12b中所述相同的方式构建另一种本发明的强化薄膜,区别在于,织造织物的合股纤维(备件号W112190,W.L.Gore&Assoc.,Inc.,Elkton,MD)是PFA/PTFE掺混物,织造材料为17.7经纱/厘米和19.7纬纱/厘米。
测得该强化薄膜的剥离强度为0.38千克/厘米。
图54显示这种制品表面在进行剥离测试后放大25倍的扫描电子显微镜(“SEM”)照片。
比较例K
按照与实施例17中所述相同的方式构建强化薄膜,区别在于,省略了等离子体处理步骤。
测得该强化薄膜的剥离强度为0.19千克/厘米。
图55显示这种制品表面在进行剥离测试后的放大25倍的扫描电子显微镜(“SEM”)照片。
图56是总结各实施例的工艺步骤的表格。

Claims (29)

1.一种PTFE织物制品,其包括:
织物,该织物包含许多在相交点重叠的PTFE纤维,
其中至少一部分的相交点具有PTFE团块,这些团块从重叠的PTFE纤维中的至少一根纤维延伸,并且
将重叠的PTFE纤维锁定在一起,
所述织物至少通过所述PTFE团块与薄膜粘合。
2.如权利要求1所述的制品,其特征在于,所述许多在相交点重叠的PTFE纤维的结构是选自以下的结构:织造纤维和非织造纤维。
3.如权利要求1所述的制品,其特征在于,所述许多在相交点重叠的PTFE纤维的结构是选自以下的结构:针织纤维、纤维的铺置稀纱和穿孔的PTFE片。
4.如权利要求1所述的制品,其特征在于,所述PTFE纤维包括膨胀PTFE纤维。
5.如权利要求1所述的制品,其特征在于,所述许多在相交点重叠的PTFE纤维是许多组合成合股构造的PTFE单丝纤维。
6.如权利要求1所述的制品,其特征在于,所述PTFE纤维选自以下的形式:单丝、复丝和短纤维。
7.如权利要求1所述的制品,其特征在于,所述PTFE纤维的几何形状包括一种或多种选自以下的几何形状:圆形和扁平。
8.如权利要求1或7所述的制品,其特征在于,所述PTFE纤维是合股的。
9.如权利要求1所述的制品,其特征在于,所述制品还在至少一些PTFE纤维上包括PTFE岛状物。
10.如权利要求1所述的制品,其特征在于,所述制品还包含至少一种结合在所述制品中的附加材料。
11.如权利要求1所述的制品,其特征在于,所述制品还包含至少一种涂布在所述PTFE纤维的至少一部分上的附加材料。
12.如权利要求1所述的制品,其特征在于,所述制品还包含至少一种浸渍在所述制品中的附加材料。
13.如权利要求12所述的制品,其特征在于,所述至少一种附加材料包含至少一种离聚物。
14.如权利要求1所述的制品,其特征在于,所述制品是多层结构的一层。
15.如权利要求1所述的制品,其特征在于,所述制品是电化学电池的部件。
16.如权利要求1所述的制品,其特征在于,所述制品是声学装置的部件。
17.如权利要求1所述的制品,其特征在于,所述制品是过滤器的部件。
18.如权利要求1所述的制品,其特征在于,所述制品是医疗器械的部件。
19.如权利要求1所述的制品,其特征在于,所述制品具有选自以下的几何形状:三维形状。
20.如权利要求1所述的制品,其特征在于,所述制品具有选自以下的几何形状:薄膜、管和片。
21.如权利要求18所述的制品,其特征在于,所述制品作为可植入的医疗器械的部件进行结合。
22.如权利要求1所述的制品,其特征在于,所述薄膜包括膨胀PTFE薄膜。
23.如权利要求22所述的制品,其特征在于,所述膨胀PTFE薄膜包含至少一种填料。
24.如权利要求1所述的制品,其特征在于,所述织物是耐边缘磨损的。
25.如权利要求1所述的制品,其特征在于,对所述制品进行剥离测试的时候,织物的残余部分存在于薄膜表面上。
26.一种形成PTFE制品的方法,其包括:
提供PTFE织物,该织物包含许多在相交点重叠的PTFE纤维,其中至少一部分的相交点具有PTFE团块,这些团块从重叠的PTFE纤维中的至少一个纤维延伸并且将重叠的PTFE纤维锁定在一起;
将所述PTFE织物与薄膜粘合。
27.一种形成PTFE制品的方法,其包括:
提供PTFE织物,该织物包含许多在相交点重叠的PTFE纤维;
对所述PTFE织物进行等离子体处理;
使所述PTFE织物与PTFE薄膜接触;和
将所述PTFE织物与所述PTFE薄膜热粘合,形成PTFE团块,这些团块将重叠的PTFE纤维一起锁定在所述相交点,并从重叠的PTFE纤维中的至少一个纤维延伸,从而将所述PTFE织物与所述PTFE薄膜粘合。
28.如权利要求27所述的形成PTFE制品的方法,其特征在于,在加热时,所述团块移动到所述相交点。
29.一种形成PTFE制品的方法,其包括:
对PTFE纤维进行等离子体处理;
由所述经过等离子体处理的PTFE纤维形成PTFE织物,该PTFE织物包含许多在相交点重叠的PTFE纤维;
使所述PTFE织物与PTFE薄膜接触;和
使所述PTFE织物与所述PTFE薄膜热粘合,形成PTFE团块,这些团块将重叠的PTFE纤维一起锁定在所述相交点,并从重叠的PTFE纤维中的至少一个纤维延伸,从而将所述PTFE织物与所述PTFE薄膜粘合。
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