具有高表面粗糙度和高粗度的含氟聚合物制品的制作方法
【專利說明】具有高表面粗糙度和高粗度的含氟聚合物制品
[0001] 本發(fā)明涉及具有高粗度和高表面粗糙度的含氟聚合物制品特別是纖維、膠帶、和 膜，以及涉及用于制備所述含氟聚合物制品的方法。
[0002] 通常認為含氟聚合物制品具有低表面張力和低摩擦系數(shù)。這通常導致主動觸摸中 的"滑"的概念，相對于含氟聚合物纖維則為低抓握或低打結保留。此外，相當光滑的表面 和低表面能，使得難以均勻地向表面施涂涂層、向材料中生長組織或者把其它材料連接到 含氟聚合物制品。
[0003] 粗度和表面粗糙度相關但不相同。如美國專利號4, 598, 011所述，術語"粗 度"用來指節(jié)點更大、原纖維更長以及孔即貫通材料的通道的有效尺寸更大。因此， 粗度主要受到本體的特殊微觀結構影響。相反，表面粗糙度主要由表面形貌造成。 如 S. J.列德蒙（S. J. Ledermann)，Μ. M.泰勒（Μ· M. Taylor) (1972)，《值覺與心理學 (?61"〇6。1:;[011&?85^11(^1178；[08)》，卷12(5)，頁碼401-408所述，主動觸摸時對粗糙度的感 覺主要由兩個因素決定：峰之間的平均距離（也稱為"節(jié)點之間的平均距離〃）和粗糙表面 的峰谷距離。因此，為了使表面變粗糙，貫通材料的通道不是必須的，只要使某些深度變深。 此外，在大量小通道的情況下，孔隙率可較高例如通過空氣滲透性所測定，但表面沒有粗 糙度因為孔太小。
[0004] 原則上，可將顆粒添加到含氟聚合物的表面，以增加它的表面粗糙度。但是，通常 當從表面擦除顆粒時，微?；黾印Ｒ虼?，增加表面粗糙度同時伴隨地使用較少量的顆粒 (或甚至完全不使用顆粒）是理想的。
[0005] 因此，本發(fā)明的一個基礎目的是提供相對于粗度即較高的粗度和增加的表面粗糙 度的具有獨特微觀結構的含氟聚合物制品，以及制造這種制品的方法。
[0006] 專利（美國專利號4, 598, 011，美國專利號7, 060, 354,美國專利號5, 708, 044) 中公開了得到較粗微觀結構的方法。公開的方法缺失本發(fā)明的方法技術的至少一種關鍵元 素，如下文所更加詳細描述。只有當全部3個關鍵元素包括在方法鏈時，才能取得所述獨特 性質(zhì)的全部范圍。
[0007] 美國專利號4, 598, 011描述了用于增加粗度的關鍵元素是致密化程度。此外，美 國專利號4, 598, 011使用如下所定義的粗度指數(shù)來描述微觀結構。
[0008]
【主權項】
1. 一種用于制備具有高表面粗糙度和高粗度的含氟聚合物制品的方法，所述方法包括 下述步驟： a) 在低于50°C的溫度下把包括含氟聚合物的漿料形成為漿料-形成的含氟聚合物產(chǎn) 物， b) 致密化漿料-形成的產(chǎn)物，和 c) 在至少一個方向拉伸致密化漿料-形成的含氟聚合物產(chǎn)物。
2. 如權利要求1所述的方法，其特征在于，將包括含氟聚合物的漿料形成為漿料-形 成的含氟聚合物產(chǎn)物在下述溫度下進行：在小于或等于45°C的溫度下、更優(yōu)選地小于或等 于40°C的溫度下、還更優(yōu)選地小于或等于35°C的溫度下、還更優(yōu)選地小于或等于30°C的溫 度下、以及最優(yōu)選地小于或等于25°C的溫度下。
3. 如前述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，所述包括含氟聚合物的漿料還 包括潤滑劑。
4. 如權利要求3所述的方法，其特征在于，在對漿料-形成的含氟聚合物產(chǎn)物進行致密 化之前去除潤滑劑。
5. 如前述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，在至少一個方向拉伸致密化 漿料-形成的含氟聚合物產(chǎn)物中的至少一個取向步驟在下述溫度下進行：250-370°C的 溫度、優(yōu)選地在270-350 °C的溫度、甚至更優(yōu)選地在270-325 °C的溫度、以及最優(yōu)選地在 290-310°C的溫度。
6. 如前述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，在至少一個方向拉伸致密化衆(zhòng) 料-形成的含氟聚合物產(chǎn)物中的至少一個取向步驟中采用5-500的拉伸比例。
7. 如前述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，在至少一個方向拉伸致密化衆(zhòng) 料-形成的含氟聚合物產(chǎn)物中的至少一個取向步驟中平均拉伸速率為10-500% /秒。
8. 如前述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，在致密化步驟中把漿料-形成 的含氟聚合物產(chǎn)物致密化到孔隙率小于30%，優(yōu)選地小于20%，更優(yōu)選地小于10%，以 及最優(yōu)選地小于5%。
9. 一種通過如前述權利要求中任一項所述的方法獲得的含氟聚合物制品。
10. 如權利要求9所述的含氟聚合物制品，其特征在于，所述制品是纖維例如牙線、膠 帶、膜、桿或管。
11. 一種含氟聚合物制品，其包括 -表達為峰谷距離（Rt)的表面粗糙度，其大于10微米，優(yōu)選地大于15微米、以及最優(yōu) 選地大于20微米； -節(jié)點之間平均距離，其大于50微米；和 -平均表面粗糙度（Ra)，其大于3微米。
12. -種纖維，其包括下述、或由下述組成：含氟聚合物，其具有表達為峰谷距離（Rt) 的大于10微米的表面粗糙度和/或大于1. 5微米的平均表面粗糙度（Ra)。
13. -種牙線，其包括如權利要求12所述的纖維。
14. 一種膜，其包括下述、或由下述組成：含氟聚合物，其粗度指數(shù)P/EBP為至少0. 3， 空氣滲透性為15英尺3/英尺2/分鐘或更高，和節(jié)點長徑比低于25。
15. -種包括如權利要求14所述的膜的制品。
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于制備具有高表面粗糙度和高粗度的含氟聚合物制品的方法，所述方法包括下述步驟：a)在低于50℃的溫度下將包括含氟聚合物的漿料形成為漿料-形成的含氟聚合物產(chǎn)物；b)致密化所述漿料-形成的產(chǎn)物；和c)在至少一個方向拉伸致密化的漿料-形成的含氟聚合物產(chǎn)物。本發(fā)明還涉及通過根據(jù)本發(fā)明的所述方法獲得的含氟聚合物制品。此外，本發(fā)明涉及纖維，其包括下述、或由下述組成：含氟聚合物，其具有表達為峰谷距離(Rt)的大于10微米的表面粗糙度和/或平均表面粗糙度(Ra)大于1.5微米。本發(fā)明涉及一種膜，其包括下述、或由下述組成：含氟聚合物，其粗度指數(shù)p/EBP為至少0.3，空氣滲透性為15英尺3/英尺2/分鐘或更高，和節(jié)點長徑比低于25。
【IPC分類】D01D5-16, D01F6-12, A61C15-04, B01D71-36
【公開號】CN104768496
【申請?zhí)枴緾N201380056732
【發(fā)明人】J·W·多蘭, M·溫德蘭特, W·伯格
【申請人】W.L.戈爾有限公司, W.L.戈爾及同仁股份有限公司
【公開日】2015年7月8日
【申請日】2013年10月25日
【公告號】EP2727555A1, US20140120286, WO2014067641A1