(57)【要約】  本発明は、構造化フィルムを形成する方法、構造化フィルム自体、構造化フィルムを含む物品、そのような構造化フィルムを連続的に形成するための装置、及び構造化フィルムを含む複合材に関する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
構造化多孔質フィルムを形成する方法であって、
ａ）延伸された基材上にフィルムの可逆的接着が起こるよう、延伸された状態の弾性基材上に多孔質フィルムを適用すること、及び
ｂ）前記基材上に適用されたフィルムを有する前記基材を弛緩させて、構造化多孔質フィルムを得ることを含む、方法。
【請求項２】
前記構造化フィルムに裏打ち材を適用することを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記フィルムが、ポリマー、好ましくはフルオロポリマー、ポリビニルアルコール、及び／又はポリウレタンを含む、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記フィルムが、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、変性ＰＴＦＥ、フッ素熱可塑性樹脂、及び／又はフルオロエラストマー、好ましくは延伸ポリテトラフルオロエチレン（ｅＰＴＦＥ）を含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記フィルムの厚さが０．５μｍ〜２５０μｍである、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記基材が、エラストマー、好ましくはポリシロキサン、フルオロシリコーン、及び／又はゴムを含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
工程ａ）における前記基材を、少なくとも１つの方向に少なくとも１１０％、好ましくは少なくとも１５０％、及びより好ましくは２００％の処理比率で延伸する、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記弾性基材を、少なくとも１つの方向に多くとも１１００％の処理比率で延伸する、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法によって得られる、構造化フィルム。
【請求項１０】
前記フィルムの構造は、非構造化フィルムの厚みの少なくとも２倍の高さを有し、少なくとも１つの方向における構造密度が、１ｍｍ当たり少なくとも１である、請求項９に記載のフィルム。
【請求項１１】
構造が、非構造化フィルムの厚みの少なくとも２倍の高さを有し、少なくとも１つの方向における構造密度が、１ｍｍ当たり少なくとも１である、構造化多孔質フィルム。
【請求項１２】
少なくとも１つの方向における構造密度が、１ｍｍ当たり少なくとも２、好ましくは１ｍｍ当たり少なくとも５である、請求項１０又は１１に記載のフィルム。
【請求項１３】
構造高さが２μｍ〜２０００μｍである、請求項９〜１２のいずれか一項に記載のフィルム。
【請求項１４】
前記構造化フィルムの面積増加係数が少なくとも１．８である、請求項９〜１３のいずれか一項に記載のフィルム。
【請求項１５】
請求項９〜１４のいずれかに記載のフィルムを含む、物品。
【請求項１６】
前記物品がベント又はフィルタである、請求項１５に記載の物品。
【請求項１７】
請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法により、構造化フィルムを連続的に形成するための装置であって、
ａ）弾性基材ベルトの少なくとも一部が、ベルトが動く間に延伸状態から弛緩状態へと変形するように配置された、可動弾性基材ベルトと、
ｂ）延伸された前記基材上にフィルムの接着が起こるように、延伸状態の前記弾性基材ベルト上にフィルムを適用する、手段と、を含み、
前記構造化フィルムは、弾性ベルトに適用された前記フィルムとともに前記弾性ベルトが延伸状態から弛緩状態へと変形することをとおして得られる、装置。
【請求項１８】
裏打ち材上に適用された構造化フィルムを含み、少なくとも３０％の非対称気流を有する、複合材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、構造化多孔質フィルムを形成する方法、構造化多孔質フィルム自体、構造化多孔質フィルムを含む物品、上記方法を行うための装置、及び構造化多孔質フィルムを含む複合材に関する。
【背景技術】
【０００２】
材料の形状の構造化、特に他の方向と比較して一方向において小さい延伸を伴う材料（フィルム）の表面形状の構造化は、その特性を改良及び／又は微調整するために有用な手段である。そのような構造化を達成する一般的な方法は、フォトリソグラフィーに続いてエッチングされた表面上にポリマーをキャストすることである。他の構造化方法では、弾性基材が使用されてきた。
【０００３】
例えば、米国特許出願公開第２０１２／００５８３０２号公報は、防汚特性を改良するために、層状の複合材材料の表面上に、ミクロトポグラフィー又はナノトポグラフィーを形成する方法を開示している。
【０００４】
この方法では、基材を延伸した後に被覆している。コーティングは、延伸された基板表面上にコーティングが成形され、基板表面にしっかりと接着するように、開始化学蒸着（ｉＣＶＤ）、又は吹付け若しくは蒸発技術によって適用される。延伸された基材の歪みを解放するとすぐに、コーティングされた表面がゆがんで、それによってミクロスケールの表面構造が形成される。
【０００５】
しかしながら、コーティングが表面にしっかりと接着していることにより、コーティングのゆがみが基材の表面をコーティングのミクロ構造へと強制的に追従させ、それによってコーティング及び接着している基材の両者が、複合材のミクロ構造化表面を形成する。ミクロ構造化表面を破壊することなく、又はましてや完全なコーティング及び／若しくは基材で、複合材からコーティングを分離することはできない。
【０００６】
更に、「レキシブルエレクトロニクス」では、薄く硬いフィルムのリンクリング及びデラミネーションによって、電子回路用の周期的構造が製造されている。例えば、ベラらは、ポリマー基材に接着した薄く硬いフィルムの「ブリスター」の形成、及び寸法を調査した（「弾性基材からの薄膜のマクロデラミネーション」、Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ｎａｔｉｏｎａｌ  Ａｃａｄｅｍｙ  ｏｆ  Ｓｃｉｅｎｃｅｓ、第１０６巻、Ｎｏ．２７、１０９０１〜１０９０６頁）。この調査では、上に二軸延伸ＰＰフィルムが積層された基材を続いて一軸的に圧縮して、フィルムに、はっきりとした波長を有する皺が形成された。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、全てのこれらの公知の方法は多孔質材料の構造化ついて完全に沈黙しており、多孔質フィルム材料の構造化、特にミクロ構造化、及びナノ構造化のための方法の必要性がまだある。更に、そのような方法は、構造化フィルム自体を得ること、すなわち、基材から分離することを可能にすべきである。
【０００８】
したがって、本発明は、任意の種類の幾何学的な面外構造、例えば皺、折りたたみ等を示す構造化多孔質フィルムを形成する方法を提供することを目的とし、方法は、特にミクロスコピック及びナノスコピックレベルの構造を調整して、フィルムの永久的な構造化を得ること、及び構造化フィルム自体を基材から分離して得ることを可能にすべきである。
【０００９】
更に、方法は、実施が簡単で経済的であるべきである。驚くべきことに、延伸された弾性基材上へ多孔質フィルムを適用すること、及び構造化フィルムを形成するよう延伸された基材を弛緩することを含む方法によって、これらの目的を達成できることが分かった。
【００１０】
したがって、本発明は、構造化多孔質フィルムを形成する方法であって、
ａ）延伸された基材上にフィルムの可逆的な接着が起こるよう、延伸された状態の弾性基材上に多孔質フィルムを適用すること、及び
ｂ）基材上に適用されたフィルムを有する基材を弛緩させて、構造化多孔質フィルムを得ることを含む、方法を提供する。
【００１１】
以下に開示する例、及び以下の図を参照することによって、本発明を更に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１のａ）〜ｄ）は、非連続的な態様での二軸延伸を含む、本発明の方法を実施するための例示的な装置の概略図を示す。
【図２】図２は、連続的な態様での横軸単軸延伸を含む、本発明の方法を実施するための装置の第一実施形態の概略図を示す。
【図３】図３は、連続的な態様での一軸延伸又は二軸延伸を含む、本発明の方法を実施するための装置の第一実施形態の概略図を示す。
【図４】図４は、連続的な態様での二軸延伸を含む、本発明の方法を実施するための装置の第一の実施形態の概略図を示す。
【図５】図５は、連続的な態様での単軸延伸を含む、本発明の方法を実施するための装置の第一実施形態の概略図を示す。
【図６】図６は、連続的な態様での単軸延伸を含む、本発明の方法を実施するための装置の第二実施形態の概略図を示す。
【図７】図７は、比較例１Ａのフィルムの側面図のＳＥＭ画像を示す。
【図８】図８は、例１Ｃのフィルムの構造を示すＳＥＭ画像（上面図）を示す。
【図９】図９は、例１Ｃの側面図を示すＳＥＭ画像を示す。構造化多孔質フィルムが裏打ち材上に担持されている。
【図１０】図１０は、例１Ｃの構造化フィルムの構造密度の決定を示す（左の画像）。右の画像は、表面トポグラフィーを示す。
【図１１】図１１は、例１Ｄの構造フィルムのＳＥＭ画像（上面図）である。
【図１２】図１２は、裏打ち材上に担持された例１Ｄの構造化フィルムの側面図を示すＳＥＭ画像である。
【図１３】図１３は、例１Ｄのフィルムの構造密度の決定を示す（左の画像）。右の画像は、フィルムの表面トポグラフィーを示す。
【図１４】図１４は、例１Ｅの構造化フィルムのＳＥＭ画像（上面図）である。
【図１５】図１５は、裏打ち材上に担持された例１Ｅの構造化フィルムの側面図を示すＳＥＭ画像である。
【図１６】図１６は、例１Ｅのフィルムの構造密度の決定を示す（左の画像）。右の画像は、表面トポグラフィーを示す。
【図１７】図１７は、例１Ｆの構造化フィルムのＳＥＭ画像（上面図）である。
【図１８】図１８は、裏打ち材に担持された例１Ｆの構造化フィルムの側面図を示すＳＥＭ画像である。
【図１９】図１９は、例１Ｇの構造化フィルムのＳＥＭ画像（上面図）である。
【図２０】図２０は、裏打ち材上に担持された例１Ｇの構造化フィルムの側面図を示すＳＥＭ画像である。
【図２１】図２１は、例１Ｈの構造化フィルムのＳＥＭ画像（上面図）である。
【図２２】図２２は、例１Ｉの構造化フィルムのＳＥＭ画像（上面図）である。
【図２３】図２３は、裏打ち材に担持された例１Ｉの構造化フィルムの側面図を示すＳＥＭ画像である。
【図２４】図２４は、比較例２ＡのフィルムのＳＥＭ画像（上面図）である。
【図２５】図２５は、例２Ｂの構造化フィルムのＳＥＭ画像（上面図）である。
【図２６】図２６は、例２Ｃの構造化フィルムのＳＥＭ画像（上面図）である。
【図２７】図２７は、例４の濾過のための実験的な構成の模式図である。
【図２８】図２８は、例６Ｂの構造化フィルムのＳＥＭ画像（上面図）である。
【図２９】図２９は、例６Ｂのフィルムの構造密度の決定を示す（左の画像）。右の画像は、フィルムの表面トポグラフィーを示す。
【図３０】図３０は、例３の構造化フィルムのＳＥＭ画像（上面図）である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の方法は、簡単な態様で、マクロスコピック、更にはミクロスコピック、又はナノスコピックレベルで多孔質フィルムを構造化することを可能にする。方法は、多孔質フィルムを「そのまま」、すなわちいかなる物理的又は化学的変形も必要とせずに、延伸された弾性基材上へ適用することができるので簡単である。驚くべきことに、延伸された基材／フィルム複合材を弛緩したとき、複合材又はフィルムでさえも、例えばフィルム及び基材の完全なデラミネーション又はフィルムの破裂によって、簡単に破壊されず、フィルムは、制御された態様で構造化が起こるように、無傷のまま、繰り返しの態様で少なくとも部分的に基材に接着している。
【００１４】
フィルムの部分的な非接着の結果として、最終的な弛緩状態の基材は構造化されず、平坦な非延伸状態に戻る。これは、フィルム又はその構造を破壊することなく、構造化多孔質フィルムを基材から容易に除去することを可能にし、すなわち、構造化多孔質フィルム自体を基材から分離して容易に得ることができる。
【００１５】
理論に拘束されないが、多孔質フィルムのこのふるまいは、例えば低剛性によって表されるフィルム固有の高い可撓性に少なくとも一部起因すると考えられる。
【００１６】
その単純性のため、本発明の方法は、連続式又はバッチ式のどちらでも、経済的な態様で行うことができる。
【００１７】
本発明の方法で形成される構造化多孔質フィルムは、例えば、濾過又は通気用途に使用することができる。そのような構造化多孔質フィルムの用途は、とりわけ、フィルタ又はベントに必要なスペースは同じまま、フィルタ又はベントの表面積が著しく増加し、したがってその性能が著しく増加するという利点を有する。
【００１８】
本発明の方法では、基材に対するフィルムの「可逆的接着性」が起こるように、多孔質フィルムを弾性基材に適用すべきである。これは、基材がその延伸状態にあるときにフィルムが基材に接着しており、基材の弛緩状態において、構造化フィルムを破壊することなく、得られた構造化フィルムを基材から除去してもよいことを意味する。
【００１９】
本明細書で用いる用語「フィルム」は、任意の種類の「薄い」材料、すなわち二次元の広がりが、残りの寸法の広がりと比較して、例えば少なくとも１０倍、又は少なくとも１００倍、又はそれよりも大きい材料を一般に意味する。そのような薄い材料は、「２Ｄ構造」とも呼ばれる。
【００２０】
「構造化フィルム」は、任意の種類の幾何学的な面外構造、例えば皺、折りたたみ等を示すフィルムを意味する。これは、構造化フィルムが、例えば別の平面フィルムの総厚さの変形によるパターン表面を示すだけでなく、しかしながら「完全な」フィルムを折りたたんで又は皺を寄せて面外構造を示すことを意味する。フィルム厚は、通常、構造化されていないフィルムと本質的に同じままである。
【００２１】
本明細書において用いる用語「多孔質」は、内部構造の全体にわたって、１つの表面から他の表面まで相互に連結した連続的な空気経路を形成したボイドを有する材料をいう。
【００２２】
本明細書で用いる用語「多孔質フィルム」は、多孔質材料を含む、又は多孔質材料から成るフィルムを意味する。例えば、多孔質材料は延伸ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、及び／又は任意の他のペースト法による延伸フルオロポリマー、並びにこれらの組み合わせであってよい。
【００２３】
多孔質材料を含む多孔質フィルムは、多孔質材料の層上に積層されたコーティング又は層、例えば、限定されないが、ポリマーのフィブリル、粉末コーティング、不織物コーティング、部分的なコーティング、例えばライン、ドット、パターンをさらに含んでもよい。
【００２４】
多孔質フィルムは、少なくとも１つの層が多孔質材料を含む、又は多孔質材料から成る多層構造を有してもよい。したがって、多孔質フィルムは、１つ、２つ、３つ、又はそれより多くの層を含んでもよく、又はこれらから成ってもよい。
【００２５】
例えば、多孔質フィルムは、モノリシックなフィルムによってコーティングされたｅＰＴＦＥの層を含んでもよく、又はこれから成ってもよく、その反対側に第二のｅＰＴＦＥの層を更に含んでもよい。
【００２６】
多孔質フィルムは、織物又は不織物を含んでもよく、又はそれから成ってもよい。例えば、多孔質フィルムは、エレクトロスピニングされた不織物材料を含んでもよく、又はこれから成ってもよい。
【００２７】
「多孔質」は、細孔が空である多孔質材料を意味するが、しかしながら、部分的又は完全に吸収された多孔質材料もまた意味し、すなわち、多孔質材料が材料特性を支配するであろう多孔質マトリクスのままである限りにおいて、細孔が部分的又は完全に物質で満たされた多孔質構造を有する材料もまた意味する。例えば、そのような吸収された多孔質材料は、細孔が、可撓性材料、例えば液体又は未硬化の可撓性物質で、部分的又は完全に充填された多孔質材料であってよい。
【００２８】
そのような吸収された多孔質フィルムの剛性は、例えば、温度によって調整することができる。充填材が、可撓性の、例えば未硬化の、液体状の、又は融解した材料である場合、多孔質フィルムのマトリクスは材料をその場に保ち、フィルム特性をなお支配する。
【００２９】
フィルムは、その化学的組成に関して均一でもよく、又は不均一でもよい。フィルムはボイドを含んでもよく、すなわち、横方向に切断したときフィルムの複数の部分がいかなる物質も示さなくてもよく、又は好ましくはボイドを含まなくてもよく、すなわち、閉じていてもよい。
【００３０】
本発明の方法から得られる構造化多孔質フィルムは、非破壊の態様で弾性基材から除去可能である。
【００３１】
一実施形態において、本発明の方法は、室温で、すなわち１８〜２７℃、特に２０〜２５℃の温度で実施される。しかしながら、多孔質フィルムが本発明の方法にとって高剛性すぎることが分かった場合、特に工程ｂを、例えば、フィルムの剛性がその室温での剛性と比較してより低くなる高温で実施してもよい。
【００３２】
本発明の方法において、基材は、一軸延伸又は二軸延伸してもよい。
【００３３】
多孔質フィルムの可撓性のため、本発明の方法において、フィルムの得られた構造は、永久的に構造化されたフィルムを得るために、通常、適切な手段によって固定しなければならない。
【００３４】
したがって、本発明の方法の一実施形態において、構造化フィルムに裏打ち材を適用する。
【００３５】
裏打ち材もまた、通常、フィルムの形態である。それは通常、フィルムの構造を安定／固定して、永久的にそれを残すように、構造化フィルムに永久的に接着、すなわち結合される。
【００３６】
構造化フィルムに裏打ち材を結合するために、例えば、裏打ち材を構造化フィルムに適用する前に、裏打ち材を接着剤層とともに提供してもよい。
【００３７】
裏打ち材は、通常、非伸縮性である。しかしながら、伸縮性材料を使用してもよい。一実施形態において、裏打ちは、フィルムを構造化するために用いた伸縮性基材から形成されていてもよい。
【００３８】
例えば、不織物材料、例えば共重合ポリエステル複合材料を、裏打ち材として用いてもよい。さらに、最初に裏打ち材に適用される、接着剤、例えばホットメルトウェブ接着剤を用いて、構造化フィルムに裏打ち材を結合してもよい。
【００３９】
裏打ち材は、構造化多孔質フィルムが弛緩した弾性基材にまだ接着しているときに、構造化多孔質フィルムの「解放」側（基材の反対側）に適用してもよい。他の実施形態において、フィルムを弾性基材から除去したあと、構造化フィルムの任意の側に裏打ちを適用する。
【００４０】
弾性基材上に適用する多孔質フィルムは、好ましくはポリマーを含み、又はポリマーから成り、さらに好ましくはフルオロポリマー、すなわちフッ素原子を含むポリマー、ポリビニルアルコール、ポリウレタン、及び／又はポリオレフィンを含み、又はこれらから成る。
【００４１】
特にポリビニルアルコール及びポリウレタンは、これらの材料を含む、又はこれらから成る、織り繊維又は不織繊維の多孔質フィルムの形態であってもよい。
【００４２】
一実施形態において、多孔質フィルムは、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、変性ＰＴＦＥ、フッ素熱可塑性樹脂、フルオロエラストマー、又は任意のこれらの組み合わせを含み、又はこれらから成る。
【００４３】
更に、本明細書で用いる用語「変性ＰＴＦＥ」は、パーフルオロ化、フッ化、又は非フッ化コモノマーユニットがその中に存在する、ある種のテトラフルオロエチレン共重合体を意味する。
【００４４】
一実施形態において、多孔質フィルムは、延伸ＰＴＦＥ（ｅＰＴＦＥ）を含み、又は延伸ＰＴＦＥ（ｅＰＴＦＥ）から成る。ＰＴＦＥを一つ又は複数の方向に延伸して（すなわち、引き伸ばして）、フルオロポリマーフィルムを多孔質にしてもよい。ｅＰＴＦＥを作る方法は本技術分野において周知であり、例えば米国特許第３，９５３，５６６号明細書、又は米国特許第５，８１４，４０５号明細書である。
【００４５】
好ましくは、多孔質フィルムの厚さは、少なくとも０．５μｍ、より好ましくは少なくとも１μｍ、さらにより好ましくは少なくとも１．５μｍ、及び最も好ましくは少なくとも２μｍである。
【００４６】
多孔質フィルムの厚さは、好ましくは多くとも２５０μｍ、より好ましくは多くとも２００μｍ、さらにより好ましくは多くとも１７５μｍ、及び最も好ましくは多くとも５０μｍである。
【００４７】
多孔質フィルムの面積比重量は、０．０１ｇ／ｍ２以上、より好ましくは０．１ｇ／ｍ２以上、及び、さらにより好ましくは０．２ｇ／ｍ２以上であってもよい。
【００４８】
多孔質フィルムの面積比重量は、１００ｇ／ｍ２以下、より好ましくは８０ｇ／ｍ２以下、さらにより好ましくは５０ｇ／ｍ２以下、及びさらにより好ましくは３０ｇ／ｍ２以下であってもよい。
【００４９】
本発明の方法において使用する弾性基材は、必要な伸縮性を示し、適用される多孔質フィルムに対して充分な接着性を示す任意の弾性体であってよい。
【００５０】
好ましくは、基材は、エラストマー、例えばシリコーンゴム、フルオロ及びパーフルオロエラストマー  ニトリルゴム、イソプレンゴム、エチレン／プロピレンゴム、ポリアクリルゴム、クロロプレンゴム、ポリ塩化ビニルゴム、シリコーンゴム、天然ゴム、及び／又は熱可塑性樹脂ゴム、例えば熱可塑性樹脂ポリウレタンゴムを含み、又はこれらから成る。
【００５１】
好ましい基材は、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）を含み、又はポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）から成る。
【００５２】
弾性基材上に多孔質フィルムを適用する前に、基材を少なくとも１つの方向に延伸する。延伸は、一軸で（例えば、機械方向における連続的な方法で）、又は二軸で、すなわち２つの垂直方向で（例えば機械方向及び横方向における連続的な方法で）行うことができる。
【００５３】
延伸の程度は、本明細書において用いる、以下によって定義される処理比率ｐによって定義される。
ｐ（％）＝１００（ｌ−Ｌ）／Ｌ＋１００
式中、ｌは、延伸状態にある弾性基材の最終長又は幅であり、Ｌは弾性基材の最初の、すなわちその未延伸、弛緩状態における、長さ又は幅である。
【００５４】
例えば、２００％の処理係数は、基材の延伸状態における最終長さｌが、最初の弛緩状態の長さＬの２倍である、すなわちｌ＝２・Ｌであることを意味する。
【００５５】
好ましくは、工程ａ）において、弾性基材は、少なくとも１つの方向に少なくとも１１０％の処理比率で、より好ましくは少なくとも１つの方向に少なくとも１５０％の比率で、及び最も好ましくは少なくとも１つの方向に少なくとも２００％の比率で延伸される。
【００５６】
弾性基材は、好ましくは多くとも１１００％の処理比率で、より好ましくは多くとも８５０％の比率で、及び最も好ましくは多くとも６００％の比率で延伸される。
【００５７】
一実施形態において、弾性基材は、一軸延伸される。一軸とは、弾性基材を一方向のみに延伸することを意味し、方法を連続的に行う場合、機械方向（ＭＤ）又は横方向（ＴＤ）のいずれかであってよい。
【００５８】
他の実施形態において、弾性基材は、二軸延伸される。二軸とは、弾性基材を２つの垂直方向に延伸することを意味し、方法を連続的に行う場合、機械方向（ＭＤ）及び横方向（ＴＤ）であってもよい。
【００５９】
二軸延伸は、同時に又は逐次に行うことができる。同時とは、弾性基材を２つの垂直方向（例えば機械方向及び横方向）に同時に延伸することを意味する。逐次とは、弾性基材を、まず一方に（完全に）、及びその後他の垂直方向に延伸することを意味する。
【００６０】
延伸された弾性基材上のフィルムの可逆的接着が起こるように、多孔質フィルムを延伸状態の弾性基材上へと適用する。
【００６１】
通常、多孔質フィルムは、延伸された基材上へ直接、すなわちいかなる中間層も用いずに適用される。しかしながら、必要に応じてそのような中間層を用いて、適当な接着性を得てもよい。
【００６２】
基材上の多孔質フィルムの適用は、好ましくは、延伸された弾性基材上へ多孔質フィルムを機械的に押圧することによって行う。押圧は、例えば、ゴムロールを用いて僅かな圧力で行うことができる。
【００６３】
本明細書で用いる「接着」は、多孔質フィルムが弾性基材に物理的に接着することを意味する。理論に拘束されないが、フィルムは、ファンデルワールス力によって弾性基材に物理的に接着すると考えられる。
【００６４】
「可逆的接着」とは、フィルムを非破壊の態様で基材から除去することができないように、例えば化学蒸着によってコーティングを延伸状態の基材へと適用する場合のような、基材とフィルムとの間のしっかりとした「結合」が、現れないことを意味する。
【００６５】
弾性基材上へのフィルムの適用及び接着は、特定の処理温度で起こる。処理温度は、室温であってもよく、又は例えばフィルムの剛性を調整するために、特に方法の工程ｂ）において、高温であってもよい。
【００６６】
延伸された弾性基材にフィルムを適用した後、本発明の方法の工程ｂ）において、弾性基材を弛緩する。本明細書において用いる弛緩とは、基材から歪みを解放し、基材をその最初の、未延伸及び平面の状態に戻すことを意味する。
【００６７】
延伸された弾性基材の弛緩は、接着した自立性多孔質フィルムに皺を生じさせ、それによって構造化フィルムを形成する。理論に拘束されないが、延伸された基材の弛緩は、適用されたフィルムと弾性基材との間の、接着性の部分的又は局所的な低下を引き起こすと考えられる。接着性の部分的な低下が起こるそれらの部分で、適用されたフィルムに皺を成形することができる。
【００６８】
一実施形態において、基材は、パターン化された表面トポグラフィー、すなわち、例えば格子構造の形態、又は隆起及び／若しくは隆線の形態の、高くなった部分を含む表面を示してもよい。そのような基材を用いて、多孔質フィルムの構造化の制御を更に改善することができ、例えば、フィルムにより微細な構造を付与することができる。
【００６９】
一実施形態において、方法は、弾性基材から構造化多孔質フィルムを除去する工程ｃ）を更に含み、既に裏打ち材が提供されていてもよい。除去は、弛緩した弾性基材から構造化フィルムを機械的に離昇することによって行うことができる。
【００７０】
本発明は、上記のような実施形態のいずれかの方法によって入手できる構造化フィルムもまた提供する。
【００７１】
一実施形態において、上記フィルムの構造は、非構造化フィルムの厚みの少なくとも２倍の高さを有し、少なくとも１つの方向における構造密度は、１ｍｍ当たり少なくとも１である。
【００７２】
本発明は更に、構造化された部分を含む多孔質フィルムであって、上記部分の構造が非構造化フィルムの厚みの少なくとも２倍の高さを有し、少なくとも１つの方向における構造密度が１ｍｍにつき少なくとも１である、多孔質フィルムを提供する。
【００７３】
好ましくは、本発明の構造化多孔質フィルムは、上述の実施形態のいずれかの本発明の方法によって形成される。
【００７４】
更に、本発明の方法にかかる上記の全ての実施形態は、適用できる場合、本発明の構造化多孔質フィルムの好ましい実施形態でもある。例えば、構造化多孔質フィルムは、ポリマー、例えばｅＰＴＦＥを含んでもよく、又はこれらから成ってもよい。
【００７５】
本発明の構造化多孔質フィルムの他の実施形態において、少なくとも１つの方向における構造密度は、１ｍｍ当たり少なくとも２、又は１ｍｍ当たり少なくとも３、又は１ｍｍ当たり少なくとも５である。
【００７６】
多孔質フィルムの構造の高さは、好ましくは２μｍ〜２０００μｍ、及びより好ましくは２０μｍ〜１０００ｍである。
【００７７】
構造化多孔質フィルムは、一実施形態において、少なくとも１．８の理論的な又は実測された面積増加係数、更なる実施形態において少なくとも３．０の面積増加係数、及び更なる実施形態において少なくとも５．０の面積増加係数を有するべきである。
【００７８】
「面積増加係数」は、構造化、すなわちフィルムの面外構造の存在によって生じる、非構造化フィルムと比較した構造化フィルムの合計表面積の増加を意味する。
【００７９】
面積増加係数は、処理比率を考えることによって理論的に決定することができ、又は例えば構造化フィルムの裏打ち材を除去して、構造がフィルムから除去されるようにフィルムを伸ばすことで測定することができる。
【００８０】
例えば、処理比率２で基材の単軸延伸を適用した方法によって得られた構造化フィルムは、（理論的）面積増加係数２を示すであろう。それぞれの方向に処理比率２で基材の二軸延伸を適用した方法によって得られた構造化フィルムは、（理論的）面積増加係数４を示すであろう。
【００８１】
本発明は、上述の実施形態のいずれかにおける本発明の方法によって得られるような構造化多孔質フィルムを含む、又は上述の実施形態のいずれかにおける本発明の構造化多孔質フィルムを含む、物品にも関する。
【００８２】
好ましくは、物品は、ベント又はフィルタである。
【００８３】
特にベント又はフィルタの用途において、構造化フィルムは、非構造化フィルムを超えた著しい利点を示す。例えば、多孔質フィルムの構造化によって、フィルムの通気又はフィルタリングするための有効表面積を大きく増加させつつ、非構造化フィルムを含むベント又はフィルタと比較して、ベント又はフィルタに必要なスペースは変わらない。
【００８４】
本発明は、上述の実施形態のいずれかにおける本発明の方法を、連続的な態様で実施するための装置であって、
ａ）弾性基材ベルトの少なくとも一部が、ベルトが動く間に延伸状態から弛緩状態へと変形するように配置された、可動弾性基材ベルトと、
ｂ）延伸された基材上にフィルムの接着が起こるように、延伸状態の上記弾性基材ベルト上にフィルムを適用する手段と、を含み、
構造化フィルムは、弾性ベルトに適用されたフィルムとともに弾性ベルトが延伸状態から弛緩状態へと変形することをとおして得られる、装置にも関する。
【００８５】
装置の一実施形態において、弾性基材ベルトは、少なくとも２本の回転可能なロール上を走行する、閉じたベルト又は管である。
【００８６】
そのような実施形態において、機械方向への延伸は、ベルトが上を走行している第一のロールを、同様にベルトが上を走行している第二のロールよりも速い表面速度で運転することによって生じることができる。
【００８７】
装置の更なる実施形態において、ベルトの動作方向に対して垂直方向、すなわち横方向における延伸は、ベルトのそれぞれの側部を把持してベルトと共に動くようにそれぞれ対向して配置された、複数対のクランプによって生じることができ、ベルトの幅が延伸状態から弛緩状態へと変化するように、ある一対のクランプの距離が変えられる。
【００８８】
クランプは、ベルトに沿ったレール内を走るように配置してもよい。
【００８９】
装置の更なる実施形態において、基材へのフィルムの接着性に効果があるように、フィルムを延伸された基材ベルト上へ押圧する少なくとも１つの加圧ロールを、ベルトが延伸された位置に提供する。
【００９０】
更に、装置は、構造化フィルムを基材ベルトから脱接着、すなわち除去した後に巻きとる手段、例えばロールを含んでもよい。
【００９１】
更にまた、装置は、裏打ち材を構造化フィルムへと供給する手段、例えばロールを含んでもよい。
【００９２】
装置は、裏打ち材が構造化フィルムに接触する前に、裏打ち材を予熱するヒーターを更に含んでもよい。これは、裏打ち材に提供された接着剤を融解するのに役立つことがある。
【００９３】
また更に、本発明は、裏打ち材で支持された構造化フィルムを含み、少なくとも３０％の非対称気流を有する、複合材にも関する。
【００９４】
本明細書で用いる「非対称気流」とは、反対方向から膜を通過する気流の相対的な違い、すなわち、「下り」方向と「上り」方向との気流の違いを意味する。
【００９５】
気流方向「上り」及び「下り」は、以下の通りに定義される：本明細書において用いる「上り」は、裏打ち材側において複合材へと入り、構造化フィルム側において複合材から出る、複合材に対して垂直に流れる気流を意味する。本明細書で用いる用語「下り」は、「上り」の反対方向に流れる気流に対応する。
【００９６】
例えば、「下り」方向に１００ｌ／ｈ、及び「上へ」方向に１３０ｌ／ｈの気流を示す複合材は、３０％の非対称気流を有する。
【００９７】
「下り」及び「上り」方向における気流の違いは、気流が「下り」方向にあるときに構造化フィルム内の構造が押し合わされ、気流が「上り」方向にあるときに開くという事実に起因すると考えられる。
【００９８】
好ましくは、少なくとも３０％の非対称気流を有する、裏打ち材に支持された構造化フィルムを含む複合材における構造化フィルムは、本明細書に記載されているいずれかの実施形態における方法で製造され、及び／又は本明細書に記載されているいずれかの実施形態における構造化フィルムである。
【００９９】
測定方法
ａ）剛性測定
多孔質フィルムの剛性は、ＡＳＴＭ  Ｄ―２９２３―０８、手順Ｂに準拠して測定してもよい。この方法は、ポリオレフィンフィルムに適することが示されているが、他の材料でできたフィルムに使用してもよい。
【０１００】
剛性の測定には、Ｈａｎｄｌｅ―Ｏ―Ｍｅｔｅｒ試験装置（Ｔｈｗｉｎｇ―Ａｌｂｅｒｔ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ社製）を使用してもよい。
【０１０１】
ｂ）ＡＴＥＱ気流
気流は、７０ｍｂａｒの圧力でＡＴＥＱ気流計を使用して測定される。
【０１０２】
ｃ）ガーレー数
ガーレー数［ｓ］は、ＡＳＴＭ  Ｄ  ７２６―５８に準拠して、ガーレーデンソメーターを使用して決定した。
【０１０３】
１．２１５ｋＮ／ｍ２の水の圧力損失において、１００立方センチメートルの空気が６．５４ｃｍ２の試験サンプルを通過する秒数での時間であるガーレー数について結果を報告する。
【０１０４】
ｄ）構造高さ
トポグラフィー画像を、領域共焦３ｄ測定システム「ｐｓｕｒｆ  ｅｘｐｌｏｒｅｒ」（Ｎａｎｏｆｏｃｕｓ  ＡＧ社）で生成した。そのような局所画像は、例えば、図１０、１３、１６、及び３０の右側に記載されている。
【０１０５】
構造高さは、画像分析法を介して評価される代表的なサンプルの、高さのピークと高さの底（谷）との間の最大距離である。
【０１０６】
ｅ）構造密度
ｘ方向（例えば、横断面）、及びｙ方向（例えば、長手方向又は機械方向）における構造密度を決定するために、３Ｄトポグラフィー又はＳＥＭ画像を分析した。軸ごとに複数の測定を行い、平均して、垂直な方向ｘ及びｙの構造密度を決定した。
【０１０７】
ｘ及びｙ方向のラインを画像に適用した。ラインを横切る全ての構造端をマークした。複数の測定を行い、平均した。この処置は、図１０、１３、１６、及び３０の左側写真に示されている。
【０１０８】
評価した構造密度は、以下の式を使用した：（２つの端が１つの構造を画定するので、平均端数は２で除す）
方向ｘにおける構造密度＝（端の平均数ｘ／２）／評価したサンプル幅ｘ
方向ｙにおける構造密度＝（端の平均数ｙ／２）／評価したサンプル幅ｙ
【０１０９】
例えば、この手順は、図１３、左側、以下の構造密度に示すように、例１Ｅの構造化フィルムについて得た：
方向ｘ：（１８＋１３＋１３）／３／２／４，２９ｍｍ＝１，５／ｍｍ
方向ｙ：（１０＋１２＋１６）／３／２／４，２８ｍｍ＝１，５／ｍｍ
【０１１０】
ｆ）更なる特性
特に明記しない限り、更なる特性、例えば泡立ち点、水侵入圧力、孔径、及び多孔性は、米国特許出願公開第２００７／００１２６２４号公報に示すように測定した。
【実施例】
【０１１１】
Ａ）装置
例Ｄ１：
図１は、非連続的な態様で、本発明の方法を実施し、本発明の構造化多孔質フィルムを得るための、典型的で簡単な装置を示しており、弾性キャリア（ａ）が膨らんで弾性キャリア（ａ）が延伸し、延伸状態でフィルム（ｄ）が適用される。基材が弛緩するように、弁を開くことによって内部圧力を減少させ、これによって弾性キャリア（ａ）上に構造化フィルム（ｃ）が成形される。
【０１１２】
例Ｄ２：
図２は、連続的な処理方法の本発明の装置の、更なる実施形態の模式図を示しており、環状の運動に沿ってシリコーン基材に横軸方向の延伸を誘起及び解放する２つの回転エレメントに、回転可能な弾性キャリアベルト（ａ）が固定されている。フィルム（ｄ）は、加圧ロール（ｈ）を経て、延伸された弾性キャリアベルト（ａ）上に適用される。フィルムは、延伸された弾性キャリアベルト（ａ）上に移動し、弾性キャリアベルト（ａ）を弛緩する間に構造化フィルム（ｃ）が形成される。任意に、裏打ち材（ｅ）を、例えばＩＲヒーター（ｇ）で予熱し、加圧ロール（ｂ）を経て、構造化フィルム（ｃ）上に適用し、構造化フィルム（ｃ）及び裏打ち材（ｅ）を含む複合材（ｆ）を形成する。
【０１１３】
例Ｄ３：
図３は、本発明の連続的な処理方法及び装置の更なる実施形態の模式図を示しており、回転可能な弾性キャリアベルト（ａ）が、表面速度比を有する２本のロールの間で回転する。
【０１１４】
弾性キャリア（ａ）の延伸を誘起するために、ロール２の表面速度は、ロール１の表面速度より低い。この比率は、弾性キャリアベルト（ａ）に、回転の間、弛緩から延伸へとその延伸状態の変化を生じさせる。弾性キャリア（ａ）は、弾性キャリア（ａ）の延伸比率に応じて距離を変えることができるようにレール（ｇ）内を走るクランプ（ｉ）で両端を固定され、クランプ（ｉ）は弾性キャリア（ａ）を一定の幅に保ちつつ固定されている。
【０１１５】
この方法の他の変形では、弾性キャリアベルト（ａ）が、長手方向の延伸に加えて、回転の間に繰り返しその幅を変えることによって横方向に延伸されるように、レール（ｇ）に角度がつけられている。
【０１１６】
延伸された弾性キャリアに、加圧ロール（ｂ）を経てフィルム（ｄ）を適用する。
【０１１７】
構造化フィルム（ｃ）が、弾性キャリア（ａ）上に成形される。裏打ち材（ｅ）を提供し、加圧ロール（ｈ）を経て弾性キャリア（ａ）上の構造化フィルム（ｃ）上に積層して、構造化フィルム（ｃ）を含む複合材材料（ｆ）を形成する。
【０１１８】
例Ｄ４：
図４は、本発明の連続的な処理方法及び装置の更なる実施形態の模式図を示しており、回転可能な弾性キャリアベルト（ａ）が、表面速度比を有する２本のロールの間で回転している。
【０１１９】
弾性キャリア（ａ）の延伸を誘起するために、ロール２の表面速度は、ロール１の表面速度より低い。この比率は、弾性キャリアベルト（ａ）に、回転の間、弛緩から延伸へとその延伸状態の変化を生じさせる。
【０１２０】
延伸された弾性キャリアに、加圧ロール（ｂ）を経てフィルム（ｄ）を適用する。
【０１２１】
弾性キャリア（ａ）上に構造化フィルム（ｃ）が成形される。裏打ち材（ｅ）を提供し、ＩＲヒーター（ｆ）で予熱して接着成分を融解し、加圧ロール（ｈ）を経て弾性キャリア（ａ）上の構造化フィルム（ｃ）上に積層し、構造化フィルム（ｃ）を含む複合材材料（ｇ）を形成する。
【０１２２】
この方法における弾性キャリア（ａ）及びしたがってフィルム（ｄ）は、弾性キャリア材料のポアソン比に応じて横方向に膨張力が働きながら、機械方向に収縮する。
【０１２３】
例Ｄ５：
図５は、弾性キャリア材料（ａ）のロールが提供される、本発明の連続的な処理方法および装置の更なる実施形態の模式図を示す。フィルム（ｄ）を加圧ロール（ｂ）によって適用する前に、ロールを一方向へ少なくとも延伸する。この場合、弾性キャリアはクランプ（ｅ）によって両端を把持され、クランプが機械方向にそれらの距離を増加させ、弾性キャリアを延伸する。フィルムを適用した後に延伸が解放される。弾性キャリア上に構造化フィルム（ｃ）が成形される。クランプは、プロセス終了時に弾性キャリアを放す。
【０１２４】
画像に示すように、構造化フィルムを有する弾性キャリアがロール上に巻き取られる。このロールは、次に更なる方法、例えばコーティング工程に使用することができ、その後、コーティングされた構造化フィルムから弾性キャリアが除去される。他の方法は、弾性キャリアをロール上に巻き取る前に、弾性キャリアから構造化フィルムを除去してもよい。
【０１２５】
例Ｄ６：
図６は、弾性キャリア材料（ａ）のロールが提供される、本発明の連続的な処理方法および装置の、更なる実施形態の模式図を示す。フィルムを適用する前に、ロールを機械方向に延伸する。ロール１とロール２との間の表面速度の比率が、弾性キャリア（ａ）を延伸する。延伸された弾性キャリアに、加圧ロール（ｂ）を経てフィルム（ｄ）を適用する。ロール２より遅い表面速度を有するロール３を用いて延伸を解放し、構造化フィルム（ｃ）を形成する。通常、ロール１の表面速度はロール１の表面速度にほぼ等しい。この方法における弾性キャリア（ａ）及びしたがってフィルム（ｄ）は、弾性キャリア材料のポアソン比に応じて横方向に膨張力が働きながら、機械方向に収縮する。
【０１２６】
Ｂ）方法／構造化多孔質フィルム
以下の例において、二成分コポリエステルスパンボンドを、「標準的な裏打ち材」として使用した。膜サンプルに裏打ち材を接着するため、ポリウレタンホットメルトウェブ接着剤（製品番号：Ｄ６Ｃ８Ｆ  １０ｇ／ｍ２；会社：Ｐｒｏｔｅｃｈｎｉｃ（フランス）社）を使用した。ウェブ接着剤を、１２０°Ｃ、単位面積当たり５ｐｓｉ（０．３４ｂａｒ）、滞留時間１５秒の熱プレスで、裏打ち材にあらかじめ適用した。
【０１２７】
《例１》
本技術分野において知られる方法、例えば米国特許第３，９５３，５６６号明細書で、ｅＰＴＦＥ膜を作製した。膜は、機械方向に１０Ｎ／ｍｍ２及び横方向に２５Ｎ／ｍｍ２の平均マトリクス引張強度、８ガーレー秒の気流、１．５ｂａｒの泡立ち点、３５μｍの厚み、１７ｇ／ｍ２の質量／面積、及び０．１８μｍの平均流量孔径を有するものであった。
【０１２８】
比較例１Ａ（構造化されていない）
１ｍｍのＥｌａｓｔｏｓｉｌ  ＲＴ６２０シリコーン（Ｗａｃｋｅｒ  ｓｉｌｉｃｏｎｅｓ社）のシート上に膜を置いた。成分Ａ及びＢを混合し、端に１ｍｍ厚のアルミニウム枠を有する１５ｃｍ×４０ｃｍの長方形ガラスプレート上に注いだ。小さいガラスプレートをアルミニウム枠の上に移動し、ガラスプレート上に均一にシリコーンを分布させ、室温で３時間硬化させた後、１ｍｍ厚のシートを得た。
【０１２９】
予め接着した接着剤層を有する裏打ち材を膜の上に、接着剤層が膜に面するようにして置いた。厚さ１０ｍｍ、直径１５０ｍｍのシリコーンシート（Ｅｌａｓｔｏｓｉｌ  ＲＴ６２０）をオーブンで予熱し、１５０℃に到達させた。上のシリコーンシートを裏打ち材の上に置いた。直径８０ｍｍ、質量５ｋｇのアルミニウム棒を、１０秒間シリコーンシートの上に置いて、膜サンプルと裏打ち材との間に結合を生じさせた。
【０１３０】
１０秒後、棒及び上のシリコーンシートを除去し、サンプルを３分間冷まし、その後下のシリコーンシート材料を除去した。
【０１３１】
例１Ｂ−１Ｅ
二軸処理：
図１による装置の弾性基材を、空気膨張で所望の処理比率に延伸した。処理比率を以下の表１に示す。
【０１３２】
所望の延伸状態に到達した後、弁を閉じて、処理比率を一定状態に保った。延伸された弾性基材上にフィルムサンプルを適用し、ゴムローラーで力をかけて、フィルムサンプルを弾性基材へと接着させた。
【０１３３】
充分な接着性が得られた後、空気弁を開いて、弾性基材を延伸している内部圧力を解放した。
【０１３４】
典型的な処理時間は、２００％の処理比率に膨らませたＥｌａｓｔｏｓｉｌ  ＲＴ６２０について３秒であった。弾性基材は、元の未延伸の平坦な形状へ収縮して戻った。接着されたフィルムは、弾性基材と共に収縮し、処理後構造化された。
【０１３５】
標準的な裏打ち材を、比較例１と同じ態様で適用した。
【０１３６】
例１Ｂ〜１Ｅは、弾性基材の処理比率の変形を示しており、したがって、弾性基材の、及びしたがって収縮したフィルムの収縮量の変形を示す。
【０１３７】
例１Ｆ、１Ｈ、及び１Ｉ
例１Ｆ、１Ｈ、及び１Ｉについて、以下、それぞれ「ミクロ構造１」、「ミクロ構造２」、「ミクロ構造３」と表示する構造化表面を有する弾性基材を用いて、フィルムの構造化を更に行った。
【０１３８】
この目的のために、延伸されるフィルムを、以下のように製造されたミクロ構造化表面を含むシート上に置いた。
【０１３９】
ミクロ構造１
鋳型表面を、Ｗｏｌｆｃｒａｆｔ社からの、Ｓａｎｄｐａｐｅｒ  Ｐ１８０（ＦＥＰＡ（欧州研磨製造者協会）基準のグリットサイズ）、製品番号：２８７１０００「Ｂｏｇｅｎ  Ｓｃｈｌｅｉｆｐａｐｉｅｒ  Ｎａｓｓ―／Ｔｒｏｃｋｅｎ」で覆った。
【０１４０】
ミクロ構造２
鋳型表面を、Ｖｅｒｅｉｎｉｇｔｅ  Ｓｃｈｍｉｒｇｅｌ−ｕｎｄ  Ｍａｓｃｈｉｎｅｎ−Ｆａｂｒｉｋｅｎ  ＡＧ社からの、Ｓａｎｄｐａｐｅｒ  Ｖｉｔｅｘ  Ｐ６０（ＦＥＰＡ（欧州研磨製造者協会）基準のグリットサイズ）、製品番号：ＫＫ１１４ＦＶＳＭで覆った。
【０１４１】
ミクロ構造３
キャストされたシリコーン表面を、ミクロポンチしたポリエチレンフィルムで覆って、ミクロ構造化表面を生じさせた。
【０１４２】
標準的な裏打ち材を、比較例１と同じ態様で適用した。
【０１４３】
例１Ｇ及び１Ｉ
連続的な横方向の処理：
膜サンプルを、２ｍｍ厚の連続回転ベルト上に置いた。
【０１４４】
例１Ｇでは、滑らかな、パターン化されていない表面を有する、ＥＣＯＦＬＥＸ  ００１０シリコーン（Ｓｍｏｏｔｈ  ｏｎ，  Ｉｎｃ．社）を、弾性基材として使用した。成分Ａ及びＢを混合し、端に２ｍｍ厚のアルミニウムの輪郭を有する１５ｃｍ×８０ｃｍの長方形ガラスプレート上に注いだ。小さいガラスプレートをアルミニウム枠の上に移動し、ガラスプレート上に均一にシリコーンを分布させ、室温で３時間硬化させた後、１ｍｍ厚のシートを得た。
【０１４５】
例１Ｉでは、ドット表面ミクロ構造を有するＥｌａｓｔｏｓｉｌ  ＲＴ  ６２０シリコーンを基材として使用した。
【０１４６】
基材シートを、例Ｄ２に記載したように、環状の運動に沿ってシリコーンシートを延伸及び延伸を解放する回転システムに留めた。予め接着された接着剤（ポリウレタンホットメルトウェブ接着剤）層を有する標準的な裏打ち材のロールを提供し、加熱空気で１３０℃に予熱し、次に加圧ロールで構造化フィルム上へ押圧して、複合材を形成した。
【０１４７】
例１Ａ〜１Ｉのフィルムの特性を表１に示す。
【０１４８】
【表１】
2016535693.tif 000002
【０１４９】
《例２》
本技術分野において知られている方法、例えば米国特許第５，８１４，４０５号明細書、又は独国特許第６９６１７７０７号明細書で、ｅＰＴＦＥ膜を作製した。膜は、５４ｌ／ｈｒ（試験圧力１２ｍｂａｒ）の平均ＡＴＥＱ気流、２８ｐｓｉ（１．９３ｂａｒ）のＷＦＰ（水侵入圧力）、８．２ｐｓｉ（０．５７ｂａｒ）の泡立ち点、２．８ガーレー秒の平均ガーレー数、及び１０ｇ／ｍ２の質量／面積を有するものであった。膜は、ＡＳＴＭ  Ｄ２９２３−０８  方法Ｂに準拠し、Ｈａｎｄｌｅ―Ｏ―Ｍｅｔｅｒ試験装置（Ｔｈｗｉｎｇ―Ａｌｂｅｒｔ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ社製）を用いて２０℃で測定した、２９．７ｇ／ｍの平均横方向剛性、及び９．８ｇ／ｍの平均機械方向剛性を有するものであった。
【０１５０】
この例では、比較例１と同じ態様で、標準的な裏打ち材を適用した。例２Ｂ及び２Ｃでは、示すように異なる処理方法を使用した。結果を下記表２に示す。
【０１５１】
【表２】
2016535693.tif 000003
【０１５２】
《例３》
本技術分野において知られている方法、例えば、米国特許出願公開第２００７／００１２６２４号公報Ａ１で、ｅＰＴＦＥ膜を作製した。膜は、機械方向に６Ｎ及び横方向に７Ｎの平均最大負荷、並びに０．３ｇ／ｍ２の平均質量／面積を有するものであった。
【０１５３】
使用した弾性基材は、２５０のμｍの厚みを有する、Ｅｌａｓｔｏｓｉｌ  ＲＴ６２０であった。基材を２００％の処理比率に延伸した。サンプルに目視できる構造化は起こらなかった。サンプルを感圧性電気導電性テープに直接転写し、得られた構造をＳＥＭ分析で調べた。
【０１５４】
方向ｘにおける決定された構造密度は２７０．８／ｍｍであり、方向ｙにおいて３５４．２／ｍｍであった。構造密度が非常に高かったので、このことは、サンプルに目視できる構造が認められなかった理由を説明する。
【０１５５】
例４−濾過の例
例４Ａ
米国特許第７，３０６，７２９号明細書に記載されている方法によって、３層複合ｅＰＴＦＥ膜を作製した。複合膜は、１３７９８（ＰＳＩ）（９５．１ＭＰａ）の平均マトリクス引張強度、７４．９Ｌ／ｈのＡＴＥＱ気流、３４．８ｐｓｉ（２．３４ｂａｒ）の泡立ち点、８１％の多孔性、１．６ミルの厚み、１６．７ｇ／ｍ２の質量／面積、及び０．１４７マイクロメートルの孔径を有した。この膜を、例えば米国特許第５，８７４、１６５号明細書に記載されているような本技術分野において知られる方法によって、ポリビニルアルコールで被覆することによって、親水性及び可湿性にした。
【０１５６】
例４Ｃ
本技術分野において知られている方法、例えば米国特許第３，９５３，５６６号明細書、又は米国特許第５，８１４，４０５号明細書により、モノリシックｅＰＴＦＥ膜を作製した。膜は、１８７２６（ＰＳＩ）（１２９．１ＭＰａ）の平均マトリクス引張強度、１０．２Ｌ／ｈのＡＴＥＱ気流、３２ｐｓｉ（２．２１ｂａｒ）の泡立ち点、８８％の多孔性、１．９９ミルの厚み、１３ｇ／ｍ２の質量／面積、及び０．１８４マイクロメートルの平均流量孔径を有するものであった。
【０１５７】
例４Ａ及び４Ｃの構造化フィルムの調製
図１に示す装置の弾性基材（ＥＣＯＦＬＥＸ  ００３０）を、空気膨張で、例４Ａについて２００％、例４Ｃについて１５０％の処理比率で延伸した。
【０１５８】
所望の延伸比率に達した後、弁を閉じて、延伸比率を一定状態に保った。例４Ａのフィルムサンプルを弾性基材上に適用し、ゴムローラーで力をかけて、フィルムサンプルを弾性基材へと接着させた。
【０１５９】
充分な接着性が得られた後、空気弁を開いて、弾性キャリアを延伸している内部圧力を解放した。したがって、弾性基材は元の平坦な形状に収縮して戻った。接着したサンプルは、弾性基材と共に収縮して、処理後に構造化された。
【０１６０】
構造化フィルムのための裏打ち材として、ポリプロピレン繊維ウェブを使用した。構造化フィルムサンプルに裏打ち材を接着するために、ポリウレタンホットメルトウェブ接着剤（製品番号：Ｄ６Ｃ８Ｆ  １０ｇ／ｍ２；会社：Ｐｒｏｔｅｃｈｎｉｃ社（フランス））を使用した。ウェブ接着剤を、１２０°Ｃ、単位面積当たり５ｐｓｉ（０．３４ｂａｒ）、滞留時間１５秒の熱プレスで、裏打ち材にあらかじめ適用した。
【０１６１】
例４Ｃのフィルムを、例４Ａと同様に処理した。例４Ａでは、更に、収縮の間、アクリルガラスプレートをフィルム上に敷設して、より均一な皺の形成に導いた。
【０１６２】
比較例４Ｂ、及び４Ｄ
比較例４Ｂ及び４Ｄについて、それぞれ、例４Ａ及び４Ｃの膜を、未延伸２ｍｍ厚のＥＣＯＦＬＥＸ  ００３０シリコーン（Ｓｍｏｏｔｈ  ｏｎ，  Ｌｔｄ．社）のシート上に置いた。成分Ａ及びＢを混合し、端に２ｍｍ厚のアルミニウム枠を有する１５ｃｍ×４０ｃｍの長方形のガラスプレートに注入した。小さいガラスプレートをアルミニウム枠の上に移動し、ガラスプレート上に均一にシリコーンを分布させ、室温で３時間硬化させた後、２ｍｍ厚のシートを得た。
【０１６３】
予め接着した接着剤層を有する裏打ち材を膜の上に、接着剤層が膜に面するように置いた。１３０℃で１５秒の滞留時間の機械的熱プレスで圧力を適用し、フィルムと裏打ち材との間に結合を生じさせた。３分間冷ました後、サンプルをシリコーンキャリアから除去した。
【０１６４】
粒子濾過性能試験
１質量％のナノ球体の市販の溶液（Ｐｏｌｙ  Ｓｃｉｅｎｃｅｓ  ナノビーズ  ＮＩＳＴ  追跡可能  粒子サイズ  標準  ＰＮ  ６４０１５）を、水及び界面活性剤の溶液（ＭｉｌｌｉＱ脱イオン水、Ｔｒｉｔｏｎ  Ｘ１００、Ｓｉｇｍａ  Ａｌｄｒｉｃｈ社）中に希釈することによって、３００ｎｍポリスチレンラテックスナノ粒子の３ｐｐｍの懸濁液を作製した。膜濾過ディスク及び不織物担体を、直径２５ｍｍにダイカットし、直径２５ｍｍのｓｗｉｎｎｅｘフィルタホルダ（ｓｔｅｒｌｉｔｅｃｈ  ＰＮ  ５４０１００  ＰＰ  ２５  ポリプロピレンインラインフィルタホルダ）に装填した。
【０１６５】
フィルタホルダを、一つのオフポジションと、ウェットアウト（ｗｅｔ  ｏｕｔ）、すすぎ、及びポリスチレンラテックスの懸濁液を供給するための３つの入口とを有する４方向切換式切換弁マニホールドに取り付けた。圧力容器（圧縮ガスで５ｐｓｉ（０．３４ｂａｒ）の設定圧力に制御）に、３つの供給口を取り付けて収容した。時間とともに質量データを記録しているＰＣに取り付けられている秤に、フィルタ出口からの濾液を集めた。
【０１６６】
これらのデータを処理し、密度（１ｇ／ｃｍ３）を使用して、質量を体積（Ｖ）に変換し、タイムスタンプを使用して、流速（体積（Ｖ）／時間（ｔ）の変化）及び透過性（体積（Ｖ）／（時間（ｔ）×フィルタ面積（ａ）×圧力（ｐ））を算出した。また、データをｔ／Ｖ対ｔの形態でプロットし、標準的な方法を用いてｔ／Ｖ対ｔプロットのラインに合う最小二乗法（傾き＝１／Ｖｍａｘ）を用いて、詰まるまでに予想される最大処理体積（Ｖｍａｘ）を算出した（Ｆ．Ｂａｄｍｉｎｇｔｏｎ，Ｍ．Ｐａｙｎｅ，Ｒ．Ｗｉｌｋｉｎｓ，Ｅ．Ｈｏｎｉｇ，「生物薬学的処理における実用的な精密濾過トレインスケールアップのためのＶｍａｘ試験」，Ｐｈａｒｍａｃｅｕｔ．Ｔｅｃｈ．，１９巻（１９９５年）６４頁）。
【０１６７】
切換弁は、サンプルをイソプロピルアルコールで湿らせ、水及び界面活性剤の溶液（上記の水中１質量％のＴｒｉｔｏｎＸ１００）の溶液を流し、３ｐｐｍのポリスチレンラテックス懸濁液に曝露することを可能にした。疎水性の膜サンプルを１０ｍＬのアルコールで湿らせ、１００ｍＬの界面活性剤水溶液で洗い流し、次に３ｐｐｍのラテックスビーズに曝露した。親水性のサンプルは、あらかじめ湿らせることなく３ｐｐｍのラテックス溶液に曝露した。比較例４Ｂ及び４Ｄについての面積の値はＯリングの内径に基づき、実施例４Ａ及び４Ｃについては、デジタル画像から測定される展開したサンプルの面積の測定に基づいた。
【０１６８】
例４の試験結果を表３に示す。
【０１６９】
【表３】
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【０１７０】
裏打ち材の面積で構造化フィルムの面積を除すことによって「面積増加係数」を決定した。サンプルを加熱して接着剤を融解することによって裏打ち材から構造化フィルムを除去し、続いて除去されたフィルムを展開した後に、構造化フィルムの面積を測定した。
【０１７１】
《例５》
米国特許第７，３０６，７２９号明細書に記載されている方法によって、３層複合ｅＰＴＦＥ膜を作製した。複合膜は、１３７６８（ＰＳＩ）（９４．９ＭＰａ）の平均マトリクス引張強度、７４．９Ｌ／ｈのＡＴＥＱ気流、３４．８ｐｓｉ（２．４０ｂａｒ）の泡立ち点、８１％の多孔性、１．６ミルの厚み、１６．７ｇ／ｍ２の質量／面積、及び０．１４７マイクロメートルの孔径を有しするものであった。この膜を、例えば米国特許第５，８７４，１６５号明細書Ａに記載されているような、本技術分野において知られる方法によってポリビニルアルコールで被覆することによって、親水性及び可湿性にした。
【０１７２】
比較例５Ａ、並びに例５Ｂ及び５Ｃについて、上記のような標準的な裏打ち材を、比較例１のように適用した。
【０１７３】
例５Ｂ及び５Ｃを、図１に示すような装置で、標準的な二軸処理によって処理した。例５Ｃについては、更に、ホットエアガンを適用したサンプルに４ｃｍの距離で当てた。材料に当てたＩＲヒーターで測定される所望の温度を達成するのに必要な時間加熱したあと、記載したように、ゴムロールでサンプルをキャリアに押圧して、収縮して戻した。処理を１秒未満にして処理で冷却されることを回避するよう、弁を完全に開いた。
【０１７４】
結果を表４に示す。
【０１７５】
【表４】
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【０１７６】
《例６》
エルマルコナノスパイダー（ｅｌｍａｒｃｏ  ｎａｎｏｓｐｉｄｅｒ）を用いた、米国特許第７，５８５，４３７号明細書Ｂ２に記載されている方法及び溶液条件を経て、自由表面エレクトロスピニングによって、ポリプロピレンスパンボンド不織物上に、エレクトロスピニングＰＶＡ（ポリビニルアルコール）ナノファイバーの層を堆積させた。ＰＶＡナノファイバー層を、慎重に剥くことによって、無傷でスパンボンドから除去した。除去された層は、１．７ｇ／ｍ２の基材質量、２５０ｎｍの繊維径、及び２１９ｌ／ｈのＡＴＥＱ気流を有するものであった。
【０１７７】
上述のような標準的な裏打ち材を使用し、比較例１のように適用した。
【０１７８】
例６Ｂを、標準的な二軸処理で処理した。更に、例６Ｂでは、収縮時にアクリルガラスプレートをフィルム上に置いて、より均一な皺の形成を導いた。
【０１７９】
結果を表５に示す。
【０１８０】
【表５】
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【国際調査報告】
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