Пористое изделие, имеющее сплавленные термопластичные частицы

Пористое изделие, имеющее сплавленные термопластичные частицы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

В изобретении описаны пористые изделия, содержащие пористый фторполимер и когерентную нерегулярную сетку термопласта, где сетка прикрепляется к пористому фторполимеру. Кроме того, описано изделие с автономной (свободностоящей) пористой когерентной нерегулярной сеткой.

Уровень техники

Расширенные фторполимеры, такие как расширенный политетрафторэтилен (рПТФЭ), используются в широком выборе областей применения, в том числе, но без ограничения, в таких, как фильтрация, вентиляция, швейные изделия, медицинские имплантаты, электронные провода и кабели и тому подобном. Расширенный ПТФЭ является пористым, что обеспечивает проницаемость полимера флюидом. В некоторых областях применения расширенный фторполимер прикреплен к одному или нескольким слоям подложки, которые обеспечивают стабильность размеров и механическое армирование. Кроме того, в некоторых областях применения расширенный фторполимер подвергают воздействию высокой температуры или активных химических реагентов, что ограничивает тип материалов носителя, которые могут быть использованы. В указанных перспективных областях применения иногда необходимо использовать фторполимерную подложку, и в частности, подложку, стабильную при высокой температуре. Фторполимерные материалы подложки, такие как нетканые материалы, сетки, ткани, войлочные материалы или другие пористые фторполимерные материалы являются весьма дорогими, имеют ограниченную доступность и трудно присоединяются к другим фторполимерным материалам, таким как расширенный фторполимер.

Кроме того, во многих областях применения, таких как, например, вентиляция, для пиковой производительности изделий требуются как воздухопроницаемость, так и структурная целостность. В связи с этим, во многих композиционных материалах используются износостойкие материалы, однако для достижения долговечности идут на компромисс с воздухопроницаемостью. Кроме того, в уровне техники имеется множество композиционных материалов, которые имеют высокую степень воздухопроницаемости, однако для их применения отсутствует необходимая долговечность.

Таким образом, в уровне техники существует потребность в пористых композиционных материалах, которые являются недорогими, широко доступными, удобными при эксплуатации и креплении, и обладают отличными характеристиками структурной целостности, а также воздухопроницаемости.

Краткое раскрытие изобретения

В изобретении описаны пористые изделия, имеющие слой расширенного фторполимера и прикрепленную к нему когерентную (связанную) нерегулярную сетку термопластичных частиц. В одном замысле изобретения пористое изделие имеет когерентную нерегулярную сетку, как на первой, так и на второй поверхности, а в других вариантах изобретения когерентная нерегулярная сетка имеется только на первой поверхности. Пористое изделие является проницаемым, причем в некоторых вариантах осуществления удельное сопротивление составляет меньше чем 2400 кРейл, и больше чем 240 Рейл (Па·с·м^-1). В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения получают пористое изделие, обладающее стабильностью размеров и имеющее долю сокращения поверхности меньше чем 20%, которая измеряется и определяется в изобретении. Кроме того, в некоторых вариантах осуществления пористое изделие снабжается когерентной нерегулярной сеткой, которая имеет рельеф, такой как тисненый, линейный, дискретный, связанный и тому подобное, как описано в изобретении.

В другом замысле изобретения получают расширенный фторполимер в форме трубки, прутка, листа или мембраны. В одном варианте изобретения расширенный фторполимер представляет собой расширенный ПТФЭ.

В одном замысле изобретения, в когерентной нерегулярной сетке предусмотрены пропускные сечения, причем в некоторых вариантах осуществления эти пропускные сечения имеют размер больше чем 50 микрон. Кроме того, в некоторых вариантах осуществления предусмотрена когерентная нерегулярная сетка, имеющая поперечные связи. Дополнительно предусмотрена когерентная нерегулярная сетка, имеющая толщину больше чем 5 микрон, или в некоторых вариантах осуществления больше чем 5 микрон, но меньше чем 500 микрон. В одном замысле изобретения предусмотрена когерентная нерегулярная сетка, определяемая величиной Sp больше чем 35 микрон, по меньшей мере на одной поверхности пористого изделия. В некоторых вариантах осуществления получена когерентная нерегулярная сетка, имеющая площадь поверхности по БЭТ по меньшей мере 0,35 м²/г, и в других вариантах осуществления, между 0,25 м²/г и 5 м²/г.

В некоторых вариантах осуществления когерентная нерегулярная сетка содержит термопластичный фторполимер, причем предусмотрено, что часть указанных термопластичных фторполимеров имеет индекс текучести расплава (MFI) между 0,3 г/10 мин и 10 г/10 мин. В некоторых вариантах осуществления термопластичный фторполимер, применяемый для получения когерентной нерегулярной сетки, представляет собой фторированный полимер этилена и пропилена (ФЭП), и более конкретно, в некоторых вариантах осуществления, получают такой ФЭП, который имеет MFI меньше чем 1,0 г/10 мин.

В некоторых вариантах осуществления предложена когерентная нерегулярная сетка, которая содержит один или несколько типов полимеров, причем в некоторых из указанных вариантов полимеры имеют различные характеристики размера, формы, или плавления, такие как температура плавления или MFI.

Предложена автономная пленка когерентной нерегулярной сетки, которая имеет признаки, описанные выше в различных вариантах изобретения. В настоящем изобретении предусмотрена автономная пленка, а также пористое изделие, получившие олеофобную или гидрофильную обработку в некоторых вариантах осуществления. Кроме того, предложен слой подложки, прикрепленный или к поверхности пористого изделия, или к автономной пленке настоящего изобретения.

Краткое описание чертежей

Изложенные выше и последующие другие объекты настоящего изобретения, наряду с различными преимуществами и признаками новизны, которые находятся в вариантах изобретения, станут полностью очевидными при рассмотрении следующих чертежей и описания их вариантов осуществления. Здесь показаны позиции ссылок, которые соответственно имеют отношение к указанному в тексте, а также приложенные к описанию пункты патентной формулы, и следовательно, предназначены для лучшего понимания изобретения и различных вариантов применения, со ссылкой на фигуры, которые рассматриваются главным образом в качестве примеров, и поэтому, по сути, их не следует истолковывать как ограничительные,

где фиг.1 представляет собой микрофотографию в сканирующем электронном микроскопе (СЭМ) поверхности примера осуществления пористого изделия;

на фиг.2 показана СЭМ-микрофотография поперечного сечения пористого изделия по примеру осуществления;

на фиг.3 показана СЭМ-микрофотография поперечного сечения пористого изделия по примеру осуществления;

фиг.4А представляет собой СЭМ-микрофотографию поверхности пористого изделия по примеру осуществления;

на фиг.4В показана СЭМ-микрофотография поперечного сечения пористого изделия по примеру осуществления;

фиг.5 представляет собой СЭМ-микрофотографию порошка А, фторполимерной частицы;

фиг.6 представляет собой СЭМ-микрофотографию порошка В, фторполимерной частицы;

фиг.7А представляет собой СЭМ-микрофотографию порошка С, фторполимерной частицы;

фиг.7В представляет собой СЭМ-микрофотографию порошка С, фторполимерной частицы;

фиг.8А представляет собой СЭМ-микрофотографию поверхности пористого изделия по примеру осуществления;

на фиг.8В показана СЭМ-микрофотография поперечного сечения пористого изделия по примеру осуществления;

на фиг.9 показано изображение поперечного сечения пористого изделия, имеющего материал подложки, по примеру осуществления;

фиг.10 представляет собой изображение поперечного сечения пористого изделия по примеру осуществления;

фиг.11 представляет собой изображение поперечного сечения пористого изделия по примеру осуществления;

фиг.12 представляет собой изображение в перспективе пористого изделия по примеру осуществления;

фиг.13А представляет собой изображение поперечного сечения пористого изделия по примеру осуществления;

фиг.13В представляет собой изображение поверхности пористого изделия по примеру осуществления;

фиг.14 представляет собой изображение поверхности пористого изделия по примеру осуществления;

фиг.15 представляет собой изображение поверхности пористого изделия по примеру осуществления;

фиг.16А представляет собой изображение поперечного сечения пористого изделия по примеру осуществления;

фиг.16В представляет собой изображение поверхности пористого изделия по примеру осуществления;

фиг.17 представляет собой изображение в перспективе зашплинтованной рамы с расширенной фторполимерной мембраной, перфорированной шплинтами;

фиг.18 представляет собой изображение в перспективе зашплинтованной рамы с расширенной фторполимерной мембраной, перфорированной шплинтами, и диспергированными на ней частицами;

на фиг.19А показана СЭМ-микрофотография первой поверхности автономной когерентной нерегулярной сетки;

на фиг.19В показана СЭМ-микрофотография второй поверхности автономной когерентной нерегулярной сетки; и

фиг.20 представляет собой СЭМ-микрофотографию мембраны А.

Подробное раскрытие изобретения

В изобретении описаны пористые изделия, содержащие пористый фторполимер и когерентную нерегулярную сетку термопласта. Когерентная нерегулярная сетка содержит частицы или элементы термопласта, которые соединены вместе, и в одном варианте осуществления присоединены или прикреплены к пористому фторполимеру таким образом, что фторполимер практически удерживается в пористой структуре. Например, в некоторых вариантах осуществления значения давления появления пузырьков, показания приборов Фрейзера и Гюрли являются практически такими же для фторполимера до и после присоединения когерентной нерегулярной сеткой к поверхности пористого фторполимера.

Изобретение будет описано со ссылкой на следующее описание и фигуры, которые иллюстрируют конкретные варианты осуществления. Для специалистов в этой области техники будет очевидным, что указанные варианты осуществления не представляют полный объем изобретения, который широко применим в виде вариаций и эквивалентов, которые могут охватываться прилагаемой формулой изобретения. Более того, признаки, описанные или иллюстрированные как часть одного варианта осуществления, могут быть использованы с другим вариантом, чтобы получить еще один дополнительный пример осуществления. Предполагается, что объем формулы изобретения распространяется на все такие вариации и примеры осуществления.

Необходимо отметить, что любой заданный диапазон, указанный в описании, предназначен для включения любого и всех меньших диапазонов, которые включены в данный диапазон. Например, диапазон от 45 до 90 также будет включать в себя 50-90; 45-80; 46-89 и тому подобное. Таким образом, например, диапазон от 95% до 99,999% также включает, например, диапазоны от 96% до 99,1%, 96,3%-99,7% и 99,91-99,999%.

В одном замысле изобретения, когерентная нерегулярная сетка прикреплена к слою расширенного фторполимера и имеет шероховатость поверхности, которая определяется величиной Sp больше чем 35 мкм. Как показано в СЭМ-микрофотографии поверхности на фиг.1, когерентная нерегулярная сетка 20 пористого изделия 10 включает прикрепленные термопластичные элементы 16, которые сплавлены вместе, создавая сетку, в которой имеются соединительные фрагменты 96, пористость 18 и пропускные сечения 14.

Поперечное сечение в СЭМ для одного примера осуществления пористого изделия 10 показано на фиг.2, где когерентная нерегулярная сетка 20 прикреплена, как показано в прикрепленных областях 32, к расширенному фторполимеру 12 только в части смежной области 30. Кроме того, на фиг.2 изображена поперечная связь 34 когерентной нерегулярной сетки 20 вдоль смежной области 30 между когерентной нерегулярной сеткой 20 и слоем 12 расширенного фторполимера. Толщина когерентной нерегулярной сетки 20 на фиг.2 приблизительно составляет 200 мкм, и толщина расширенного фторполимера 12 приблизительно равна 10 мкм. Пористое изделие 10, изображенное на фиг.2, имеет когерентную нерегулярную сетку 20 в виде первой поверхности 22 и слой 12 расширенного фторполимера в качестве второй поверхности 24. Поперечное сечение в СЭМ для другого примера осуществления показано на фиг.3, где толщина когерентной нерегулярной сетки 20 составляет приблизительно 126 мкм, и толщина слоя 12 расширенного фторполимера приблизительно равна 114 мкм. Кроме того, различие в толщине слоя расширенного фторполимера и когерентной нерегулярной сетки на фиг.3 гораздо меньше чем различие в толщине расширенного фторполимера и когерентной нерегулярной сетки, показанной на фиг.2. Как на фиг.2, так и на фиг.3 показана пористость 18 в когерентной нерегулярной сетке 20 и прикрепленные области 32, где когерентная нерегулярная сетка прикреплена к слою 12 расширенного фторполимера только в части смежной области 30. Отношение толщины когерентной нерегулярной сетки к толщине расширенного фторполимера может составлять 20 или больше, как показано на фиг.2, или гораздо меньше, например, приблизительно 1, как показано на фиг.3. Отношение толщины когерентной нерегулярной сетки к толщине расширенного фторполимера может находиться в большем диапазоне, например от 5 до 40, или от 5 до 80, на верхней границе, где имеется относительно большое количество когерентной нерегулярной сетки, и гораздо меньше, например от 0,25 до 5, или любое отношение между 0,25 и 80.

В некоторых вариантах осуществления может быть желательно, чтобы когерентная нерегулярная сетка имела очень слабое связывание с расширенным фторполимером. Как показано на фиг.2, 3 и 4b, область прикрепления когерентной нерегулярной сетки 32 расположена вдоль смежной области 30. Не желая ограничиваться какой-либо теорией, предполагается, что минимизация связывания когерентной нерегулярной сетки с расширенным фторполимером приведет к повышенной проницаемости. Долю площади прикрепления можно определить путем анализа поперечного сечения СЭМ-изображения, где измеренная длина области прикрепления в СЭМ-изображении делится на всю длину смежной области, показанной в том же СЭМ-изображении. Долю площади прикрепления можно снизить до весьма малой величины, например, меньше чем 0,1 или выше, например 0,8 или больше, желательно приблизительно между 0,05 и 0,25.

Неожиданно было обнаружено, что перемычки в когерентной нерегулярной сетке присутствуют даже при относительно толстых когерентных нерегулярных сетках. Выражение «перемычки», применяемое в изобретении, используется для описания просвета или пористости между поверхностью расширенного фторполимера и поверхностью соединительных фрагментов когерентной нерегулярной сетки между двумя прикрепленными областями. Перемычки 34 показаны в СЭМ-изображении поперечного сечения на фиг. 2 и 3, на которых ясно видны просветы между элементами когерентной нерегулярной сетки и расположенным внизу расширенным фторполимером.

Термин «пропускное сечение», используемый в изобретении, определяется как область пористости в когерентной нерегулярной сетке, которая простирается по всей толщине материала. Как показано на фиг. 1, когерентная нерегулярная сетка 20 полностью не закрывает расположенную внизу поверхность расширенного фторполимера 12, причем область, где расширенный фторполимер можно разглядеть сквозь когерентную нерегулярную сетку, представляет собой пропускное сечение 14. “Размер” используемого в изобретении пропускного сечения определяется как расстояние наиболее длинной прямой линии, проходящей через отверстие пропускного сечения, как показано на фиг. 8А и фиг. 19А. Например, фиг. 8А представляет собой поверхность пористого изделия в СЭМ-изображении, которое содержит когерентную нерегулярную сетку, имеющую пропускное сечение 14 размером около 350 микрон, как показано, и фиг. 19А представляет собой поверхность автономной пленки в СЭМ когерентной нерегулярной сетки, имеющей пропускное сечение 14 размером около 200 микрон, как показано.

Используемый в изобретении термин «соединительная часть когерентной нерегулярной сетки» определяется как сегмент когерентной нерегулярной сетки, который прикреплен или на конце частицы, элемента или на другой соединительной части когерентной нерегулярной сетки, как показано на фиг. 1, фиг. 4А и 19А.

Расширенный фторполимер может быть получен из любого фторполимера, который может быть расширен, чтобы получить пористое и проницаемое изделие; подходящие материалы включают расширяемые фторполимеры, такие как (но не ограничиваются указанным) расширенный ПТФЭ и расширенные продукты, полученные из полимеров, как описано в патенте США №5708044 (Branca, 1998), патенте США №6541589 (Baillie, 2003), патенте США №7531611 (Sabol и др., 2009), заявке на патент США №11/906877 (Ford), и тому подобном.

Расширенный фторполимер может быть получен таким образом, чтобы пористое изделие имело свойства, характерные для применения изделия. Расширенный фторполимер может быть получен таким образом, чтобы давление появления пузырьков было больше чем 35 кПа (5 фунт на квадратный дюйм), больше чем 175 кПа (25 фунт на квадратный дюйм), больше чем 350 кПа (50 фунт на квадратный дюйм), больше чем 525 кПа (75 фунт на квадратный дюйм), больше чем 700 кПа (100 фунт на квадратный дюйм), или между 35 кПа и 1050 кПа (5 и 150 фунт на квадратный дюйм). Слой расширенного фторполимера может быть получен очень тонким, например, толщиной приблизительно 1 мкм, или такой, как с толщиной больше чем 10 мм. Слой расширенного фторполимера может быть получен таким образом, чтобы он имел широкий диапазон проницаемости, или удельное гидравлическое сопротивление, как определено в изобретении. Проницаемость изделий измеряют с использованием плотномера Гюрли и/или прибора Фрейзера, как определено в изобретении; с целью упрощения, эти величины могут быть превращены в удельное гидравлическое сопротивление в единицах «кРейл» (или кПа·с·м^-1), которое прямо пропорционально Секунд Гюрли и обратно пропорционально числу Фрейзера, как указано ниже:

кРейл=Секунда Гюрли·7,834

кРейл=24,4921/число Фрейзера

В системе единиц СИ 1 кРейл равен 1 кПа·с·м^-1.

Расширенный фторполимер может быть получен таким образом, чтобы он имел удельное гидравлическое сопротивление приблизительно между 2400 кПа·с·м^-1 и 0,61 кПа·с·м^-1, или приблизительно между 2400 кПа·с·м^-1 и 0,12 кПа·с·м^-1. Чем больше удельное сопротивление, или величина в кПа·с·м^-1, тем меньше проницаемость пористого изделия.

Характеристики четырех различных рПТФЭ мембран (мембран из расширенного политетрафторэтилена), которые были получены от фирмы W.L. Gore and Associates Inc., описаны в таблице 1. Мембраны, приведенные в таблице 1, обладают диапазоном свойств и характеристик, который демонстрирует широкое разнообразие расширенных фторполимеров, что может быть использовано для получения пористого изделия настоящего изобретения.

Таблица 1
Расширенный фторполимер
Расширенный фторполимер	кПа·с·м-1	Толщина, мкм	Масса площади, г/м2	Давление появления пузырьков, кПа
А	88	55	22	165
В	0,45	30		<10
С	103	5	3,6	710
D	0,24			<10

Мембрана А получена в соответствии с рекомендациями патента США №3953566 (автор Gore) и дополнительно описана, как имеющая узлы 92, связанные между собой в волокна 94, как показано на фиг.20. Мембрана В изготовлена в основном согласно рекомендация патента США №5814405 (Branca и др.). Мембрана С изготовлена в основном согласно рекомендация патента США №7306729 (Bacino и др.). Мембрана D изготовлена в основном согласно рекомендация патента США №4902423 (Bacino).

Когерентная нерегулярная сетка, которая может быть прикреплена к расширенному фторполимеру, или из нее делают свободностоящее изделие, которое определено в изобретении, представляет собой когерентную нерегулярную сетку термопластичных частиц, соединенных вместе. Термин «когерентная», который используется при определении когерентной нерегулярной сетки, означает, что изделие включает в себя элементы, эффективно связанные вместе таким образом, чтобы изделие могло быть свободностоящим, и следовательно, не включает дискретные частицы, которые могут быть прикреплены к подложке, такие как фторопластовый клей, нанесенный на расширенную фторполимерную подложку. Термин «нерегулярная», который используется при определении когерентной нерегулярной сетки, означает, что структура когерентной нерегулярной сетки содержит соединительные части, которые не имеют согласующегося диаметра или площади поперечного сечения, от края до края, вдоль длины соединительных частей между точками пересечения или соединения с другими соединительными частями, частицами или элементами, и поэтому не включают нетканые материалы, тканевые или войлочные продукты, которые содержат волокна, имеющие согласующуюся площадь поперечного сечения. Термин «сетка», который используется при определении когерентной нерегулярной сетки, означает, что индивидуальные элементы когерентной нерегулярной сетки эффективно соединены вместе с образованием соприкасающейся (или прилегающей) структуры. Когерентная нерегулярная сетка дополнительно определена как содержащая пористость между прикрепленными элементами по всей толщине, так что когерентная нерегулярная сетка является пористой и проницаемой. Кроме того, когерентная нерегулярная сетка дополнительно определяется как имеющая пропускные сечения.

Для создания когерентной нерегулярной сетки может быть использован широкий диапазон термопластичных частиц, включая частицы, имеющие высокую молекулярную массу, или малый индекс текучести расплава (MFI). Более предпочтительными могут быть частицы со значением MFI между 0,2 и 30 г/10 мин, при испытании по методу MFI, описанному в изобретении. Однако также могут быть использованы частицы со значением MFI больше чем 0,1 или меньше чем 50 г/10 мин. Кроме того, в некоторых областях применения, желательными являются фторопластовые частицы, в том числе (но без ограничения) ФЭП, ЭФЭП, перфторалкилполиэфир (ПФА), сополимер тетрафторэтилена, гексафторпропилена и винилиденфторида (THV), поливинилиденфторид (PVDF), полимер трифторхлорэтилена (CTFE) и тому подобное, и их смеси. Значение MFI для некоторых частиц, применяемых для получения когерентной нерегулярной сетки, приведены в таблице 2. Указанные в таблице 2 данные получены с использованием следующего ниже метода испытаний MFI, если не указано другое.

Таблица 2
Индекс текучести расплава (MFI)
Порошок А	ТипФЭП	MFI, г/10 мин0,558	Температура, °С372	Нагрузка, кг2,16	Количество испытанных образцовN=5	Стандартное отклонение0,218
В	ЭФЭП	20~30∗	265	5
С	ПФА	5,97	372	2,16	N=5	0,269
∗ Это значение приводит поставщик порошка В.

Порошок А, или ФЭП-NC1500 и порошок С, или ЭФЭП порошок получены от фирмы Daikin Industries, Ltd. (Orangeburg, N.Y.). Порошок В, или ПФА 9724 поставляет фирма Е.I. du Pont de Nemours and Company, (Wilmington, DE).

Размер частиц можно выбрать таким образом, чтобы получить специальную сетку, имеющую заданную пористость, проницаемость, площадь поверхности или шероховатость поверхности. Некоторые из частиц, используемые для создания когерентной нерегулярной сетки, анализируют с определением размера частиц, как описано в изобретении, и эти данные приведены в таблице 3. Отмечается, что средний размер частиц (МА) находится между 20 мкм и приблизительно 30 мкм. Предполагается, что для создания когерентной нерегулярной сетки можно использовать более мелкие и более крупные частицы или смеси из двух или более различных размеров частиц. Например, могут быть использованы столь малые частицы как 5-20 мкм, или могут быть использованы частицы до 100 мкм, или частицы любого промежуточного размера между указанными. СЭМ-изображения частиц 71 из некоторых вариантов осуществления показаны на фиг.5-7, где на фиг.5 показан порошок А 72, на фиг.6 - порошок С 74 и на фиг.7а и 7b показан порошок В 76, как указано в таблице 2. Площади поверхности этих трех порошков, приведенные на фиг.5-7, измерены, как описано в изобретении, причем порошок В или частицы ПФА имеют очень большую площадь поверхности, больше чем 13 м²/г, как указано в таблице 4. Большую площадь поверхности частиц можно использовать в некоторых областях применения для достижения лучших характеристик скатывания жидкости.

Таблица 3
Размер частиц
	МУ(мкм)	MN (мкм)	МА (мкм)
Порошок А	54,84	8,55	30,1
Порошок В	29,27	11,6	22,06
Порошок С	27,63	12,6	21,65

Таблица 4
Площадь поверхности по БЭТ
	БЭТ, м2/г
Порошок А	0,365
Порошок В	13,495
Порошок С	1,584

В некоторых вариантах осуществления, можно выбрать два или больше различных типов частиц, которые используются для получения когерентной нерегулярной сетки. В одном примере осуществления различные типы частиц смешивают вместе, как показано на фиг.8А и 8В, и в другом примере осуществления один тип частиц наносят на слой расширенного фторполимера до нанесения второго типа частиц, как показано на фиг.4А и 4В. Использование двух или более различных типов частиц может способствовать присоединению когерентной нерегулярной сетки к слою расширенного фторполимера, с прикреплением проницаемого слоя к слою подложки, или может обеспечивать желательную проницаемость, пористость, площадь поверхности, сопротивление истиранию, шероховатость поверхности, прочность автономной пленки, или электрическую проводимость или тому подобное.

В одном примере осуществления, как показано на фиг.4А и 4В, первые частицы на (или покрывают) поверхность расширенного фторполимера до того как покрывают ее вторым типом частиц, и поскольку эти частицы имеют различную температуру плавления, когерентная нерегулярная сетка содержит индивидуальный первый элемент 28 и второй элемент 29 внутри когерентной нерегулярной сетки 20. В другом примере осуществления, в котором первые и вторые частицы последовательно наносят на расширенный фторполимер, выбирают первые частицы, которые обладают хорошей адгезией к расширенному фторполимеру, и выбирают вторые частицы с хорошим сопротивлением истиранию. В некоторых случаях, может быть желательным последовательное нанесение нескольких различных частиц, например, трех или больше типов, с образованием когерентной нерегулярной сетки.

В одном примере осуществления, два или больше типов частиц перемешивают или смешивают вместе, до образования когерентной нерегулярной сетки или до того, как наносят на (или покрывают) расширенный фторполимер. Кроме того, можно выбрать один тип частиц, которые имеют пониженную температуру плавления по сравнению с частицами другого типа, так чтобы частицы, которые имеют пониженную температуру плавления, расплавились с образованием когерентной нерегулярной сетки, соединяя два или больше типов различных частиц. Как показано на фиг.8В, можно разглядеть поверхность раздела 98 между первым элементом 28 и вторым элементом 29 внутри когерентной нерегулярной сетки 20.

Когерентную нерегулярную сетку можно получить на поверхности расширенного фторполимера, или она может быть встроена в свободностоящее изделие. В одном примере осуществления, когерентная нерегулярная сетка формируется внутри автономного изделия и затем прикрепляется к расширенному фторполимеру, где присоединения являются прерывистыми, так чтобы пористое изделие оставалось проницаемым. Свободностоящая когерентная нерегулярная сетка может быть прикреплена к расширенному фторполимеру путем нагревания, чтобы вызвать плавление части когерентной нерегулярной сетки с присоединением к расширенному фторполимеру, или за счет использования прерывистых соединений, например, с помощью клея, или точечного связывания, или тому подобного. На фиг.9 показано как прерывистые соединения 44 прикрепляют когерентную нерегулярную сетку 20 и материал подложки 46 к расширенному фторполимеру 12.

В одном примере осуществления когерентная нерегулярная сетка дополнительно содержит неплавкие обрабатываемые частицы. Указанные неплавкие обрабатываемые частицы могут быть неорганическими частицами, такими как диоксид кремния, углерод или тому подобное, или неплавкими обрабатываемыми полимерами, такими как полиимид, полифениленсульфид, ПТФЭ или тому подобное. В этих примерах осуществления, термопластичные частицы или элементы прикрепляются с целью создания когерентной нерегулярной сетки, причем неплавкие обрабатываемые частицы закрепляются внутри или на сетке.

В одном примере осуществления, неплавкие обрабатываемые частицы можно нанести до расплавления когерентной нерегулярной сетки. Например, в одном примере осуществления первый тип термопластичных частиц или смесь термопластичных частиц двух или более типов наносят на расширенный фторполимер до нанесения неплавких обрабатываемых частиц второго типа. Затем когерентную нерегулярную сетку расплавляют, например, за счет нагревания до соответствующей температуры в течение некоторого времени, чтобы термопластичные частицы могли образовать когерентную нерегулярную сетку. В другом примере осуществления смесь неплавких обрабатываемых частиц и термопластичных частиц наносят на расширенный фторполимер или на когерентную нерегулярную сетку и нагревают до соответствующей температуры в течение некоторого времени, чтобы создать когерентную нерегулярную сетку, в которую (или на которую) вводятся неплавкие обрабатываемые частицы.

Можно получить когерентную нерегулярную сетку, которая обладает высокой площадью поверхности, что является ценным свойством в некоторых областях применения. Величины площади поверхности когерентной нерегулярной сетки, полученной по методике примера 7 и примера 10, приведенные в таблице 5, можно сопоставить с площадью поверхности пленки ФЭП толщиной 50 мкм, или данными сравнительного примера 1. Площадь поверхности сетки в примере 7 и примере 8 составляет 0,086 м²/г и 3,262 м²/г соответственно, причем оба значения гораздо больше чем площадь поверхности пленки ФЭП 0,024 м²/г. Пленка ФЭП имеет плоскую, гладкую поверхность, что нежелательно во многих областях применения. В некоторых вариантах осуществления, можно получить когерентную нерегулярную сетку, которая имеет площадь поверхности больше чем 0,050 м²/г, больше чем 4,0 м²/г или между 0,050 м²/г и 6,0 м²/г.

Таблица 5
Площадь поверхности по БЭТ
	БЭТ, м2/г
Сравнительный пример 1	0,024
Пример 7	0,086
Пример 8	3,263

В некоторых вариантах осуществления можно получить очень тонкую когерентную нерегулярную сетку, толщиной в один монослой термопластичных частиц, которые создают сетку, толщина которой, например, меньше чем 20 мкм. В других примерах осуществления, можно получить более толстую когерентную нерегулярную сетку, например, толщиной больше чем 20 мкм, больше чем 50 мкм, больше чем 100 мкм, больше чем 250 мкм, больше чем 1 мм, или толщиной между 20 мкм и 1 мм, или приблизительно между 25 мкм и 500 мкм, или толщиной приблизительно между 25 мкм и 250 мкм. Толщину когерентной нерегулярной сетки можно подобрать в зависимости от требований области применения, для которой предназначается сетка.

В одном примере осуществления, когерентная нерегулярная сетка прикреплена к одной стороне слоя расширенного фторполимера, как показано на фиг.2 и фиг.3. В другом примере осуществления, когерентная нерегулярная сетка прикреплена к любой стороне слоя расширенного фторполимера, как показано на фиг.10 и фиг.11, чтобы получить когерентную нерегулярную сетку 20 в виде первой поверхности 22 и второй поверхности 24 пористого изделия 10. В еще одном примере осуществления, два различных типа когерентной нерегулярной сетки прикреплены к любой стороне слоя расширенного фторполимера, как показано на фиг.11, где изображена когерентная нерегулярная сетка 20 на второй поверхности 24, которая значительно тоньше, чем когерентная нерегулярная сетка 20 на первой поверхности 22. Кроме того, в примерах осуществления, где различные когерентные нерегулярные сетки прикреплены к любой стороне расширенного фторполимера, когерентные нерегулярные сетки могут содержать или могут получаться из частиц различных типов, размера, структуры, или соотношения частиц.

Например, отношение толщины расширенного фторполимера к толщине когерентной нерегулярной сетки может значительно изменяться, например, приблизительно от 1:1 до 1:10, 1:20, 1:50, 1:100 или 1:200 и все промежуточные диапазоны. Кроме того, указанное отношение может быть больше чем 1:200. Более того, отношение толщин когерентной нерегулярной сетки и слоя расширенного фторполимера также может значительно изменяться, например, приблизительно от 1:1 до 1:10, 1:20, 1:50, 1:100, или 1:200 и все промежуточные диапазоны. Кроме того, указанное отношение может быть больше чем 1:200.

Пористое изделие может быть выполнено в форме листа, трубки или прутка. Хорошо известно, что расширенный фторполимер и, особенно, расширенный ПТФЭ может быть превращен в листы, или мембраны, трубки или прутки. Когерентная нерегулярная сетка может быть прикреплена к слою расширенного фторполимера в форме листа, трубки или прутка, или пористое изделие в виде листа может быть свернуто в виде трубки или намотано с образованием прутка. Как показано на фиг.12, пористое изделие 10 включает в себя когерентную нерегулярную сетку 20, прикрепленную к расширенной фторполимерной трубке 30 только сверху части общей длины 36, которая показана отрезком 38, и непокрытую длину 40. Когерентная нерегулярная сетка изображена как находящаяся на внешнем диаметре трубки 32 из расширенного фторполимера, но также может находиться на внутреннем диаметре 34.

Неожиданно было обнаружено, что проницаемость расширенного фторполимера в некоторых вариантах осуществления незначительно снижается за счет прикрепления когерентной нерегулярной сетки. Это демонстрируется путем сравнения проницаемости расширенного фторполимера с проницаемостью пористого изделия после присоединения когерентной нерегулярной сетки к вышеуказанному расширенному фторполимеру; и эти данные приведены в таблице 6 и таблице 7. В частности, было неожиданно, что расширенный фторполимер, обладающий высокой исходной проницаемостью, число Фрейзера 100 или 0,24 кПа·с·м^-1, сохраняет число Фрейзера равное 77, или 0,32 кПа·с·м^-1, после присоединения когерентной нерегулярной сетки, как описано в примере 5. Более того, пример 5 демонстрирует, что когерентная нерегулярная сетка может значительно повысить прочность расширенных фторполимеров, и в особенности, расширенных фторполимеров с высокой проницаемостью. Величина усилия при разрыве шаром расширенного фторполимера, использованного в примере 5, увеличивается от 6,45 Н до 11,44 Н, или почти в два раза, за счет присоединения когерентной нерегулярной сетки.

Таблица 6
	Расширенный фторполимер	Пример 5
Число Фрейзера, кПа·с·м-1	100	77
0,24	0,32
Разрыв шаром (ньютон)	6,45	11,44

Проницаемость расширенных фторполимеров с относительно низкой проницаемостью, таких, которые используются при получении образца примера 6, снижается незначительно за счет присоединения когерентной нерегулярной сетки, как показано в таблице 7.

Таблица 7
	Расширенный фторполимер С	Пример 6
Число Гюрли (