[发明专利]PTFE薄膜

说明书

该申请是2005年11月23日提交的PCT国际专利申请，除美国外所有指定国的申请人均为唐纳森公司(一家美国国营公司)，对于美国指定国的申请人为Kirit Patel(美国公民)，该申请要求2004年11月24日提交的美国临时专利申请系列号60/631,087的优先权，该美国临时申请全文纳入本文作为参考。

发明领域

本发明涉及透气性改进的薄膜，具体地涉及具有改进的热稳定性的聚四氟乙烯(PTFE)薄膜。

背景

PTFE薄膜，尤其是膨胀的PTFE薄膜，广泛用于制造透气性的防水织物。然而，很多PTFE薄膜由于与制造工艺相关的应力而造成尺寸不稳定，包括美国专利3,315,020(后面称为“’020专利”)中所描述的那些。’020专利描述了在拉力下单向或双轴向拉伸PTFE薄膜，尤其是在高温下，例如消防衣和很多工业过滤应用所经历的高温，得到尺寸很不稳定的薄膜。

当PTFE薄膜应用在包含不同材料的复合结构中时，现有的拉伸的PTFE薄膜的尺寸不稳定性会产生很大的问题。这些不同的材料各自显示出尺寸变化，尺寸变化的程度以比在相同条件下的大部分常规的PTFE薄膜小的多。在这些情况中，在较高的环境温度条件下，含有PTFE薄膜作为复合结构一部分的产品由于膨胀率和收缩率不同而产生不同层的层间剪切力。在上述条件下所得到的结果通常是差和/或不合格的产品。此外，不同层的分层会过早地导致产品破坏。

因此，需求尺寸稳定性改进的PTFE薄膜。

发明总结

本发明涉及改进PTFE薄膜的尺寸稳定性的方法，以及使用本发明的方法制造的尺寸稳定的PTFE薄膜。本文所述的方法减小和/或消除了使用现有方法制造PTFE薄膜所伴随的松弛应力。

部分地，本发明涉及改进PTFE薄膜的尺寸稳定性的方法。在某些实施方式中，本发明包括：使PTFE薄膜经受高温，达到一段给定的暴露时间，同时，使PTFE薄膜经受高压，达到一段给定的暴露时间。其中温度、压力和暴露时间的组合至少部分地对尺寸稳定性有影响。

具体地，本发明部分地涉及一种影响PTFE薄膜的尺寸稳定性，该方法使PTFE薄膜经受高温，持续一段给定的暴露时间；并同时使PTFE薄膜经受高压，持续一段给定的暴露时间。在该过程中，所述PTFE薄膜同时经受到高温和高压，并且温度、压力和暴露时间的组合至少部分地对尺寸稳定性有影响。

在本发明的一些实施方案中，所述薄膜升温到约325℃或更高，在其他实施方案中，薄膜的温度升高到340℃或更高。典型地，将温度升高到约325℃以上且低于约400℃，通常是约350℃以上到约360℃以下的温度，有时是360℃以上到约380℃以下的温度。

可使用诸如温度超过约335℃或超过350℃的辊子之类的装置，将薄膜加热到高温，当然也可以使用其他加热方法。典型地，辊子或其他装置的温度比处理过程中所需的PTFE薄膜的峰温度高至少10℃，更通常至少高约20℃。因此，在一些实施方案中，使用温度超过约360℃的辊子将薄膜加热到高温。

如上所述，所述PTFE薄膜应该在高压下被压缩的同时被加热。在本发明的大部分实施方案中，将所述薄膜加热到约325℃或更高的温度，同时在约1磅/平方英寸的压力下被压缩。在一些实施方案中，将所述薄膜加热到至少约325℃的高温，同时在至少5磅/平方英寸的压力下被压缩。在其他实施方案中，将所述薄膜加热到至少约325℃的高温，同时在至少20磅/平方英寸的压力下被压缩。

将薄膜升至高温的时间期间因实施方案而异，但通常小于1秒，例如为0.1到1.0秒。在一些实施方案中，高温的时间期间为0.05到0.5秒。将薄膜经受高压的时间期间因实施方案而异，但通常小于1秒，例如为0.1到1.0秒。在一些实施方案中，高温的时间期间为0.05到0.5秒。高温的时间期间不需要与高压的时间期间一样。

按照本发明制造的PTFE薄膜与单向或双轴向膨胀的未处理的PTFE层压物相比，尺寸稳定性得以提高。在一些实施方案中，纵向的收缩率小于10％，纵向的收缩率通常小于5％。得到的PTFE薄膜通常具有良好的透气性、空隙度和与制造透气性织物相关的其他特性。例如，在某些实施方案中，所述PTFE薄膜在0.7巴时的透气性至少为4升/分钟/平方厘米。

本发明的上述概述并不是描述本发明讨论的各个实施方案。下面的附图和详细描述用来描述本发明讨论的各个实施方案。

附图简述

结合下面的本发明的各种实施方案的详细描述和附图，可更完整地了解本发明。