特開 2024-62988 優れた剛性を有する高配向延伸ポリテトラフルオロエチレン

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024062988

(43)【公開日】2024-05-10

(54)【発明の名称】優れた剛性を有する高配向延伸ポリテトラフルオロエチレン

(51)【国際特許分類】

   C08J 9/00 20060101AFI20240501BHJP

   B01D 71/36 20060101ALI20240501BHJP

   B01D 69/00 20060101ALI20240501BHJP

   B01D 69/02 20060101ALI20240501BHJP

   B01D 69/12 20060101ALI20240501BHJP

【ＦＩ】

C08J9/00 A CEW

B01D71/36

B01D69/00

B01D69/02

B01D69/12

【審査請求】有

【請求項の数】14

【出願形態】ＯＬ

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2024014996

(22)【出願日】2024-02-02

(62)【分割の表示】P 2021573876の分割

【原出願日】2020-06-09

(31)【優先権主張番号】62/861,175

(32)【優先日】2019-06-13

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(71)【出願人】

【識別番号】391028362

【氏名又は名称】ダブリュ．エル．ゴア アンド アソシエイツ，インコーポレイティド

【氏名又は名称原語表記】Ｗ．Ｌ． ＧＯＲＥ ＆ ＡＳＳＯＣＩＡＴＥＳ， ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＥＤ

(74)【代理人】

【識別番号】100099759

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 篤

(74)【代理人】

【識別番号】100123582

【弁理士】

【氏名又は名称】三橋 真二

(74)【代理人】

【識別番号】100128495

【弁理士】

【氏名又は名称】出野 知

(74)【代理人】

【識別番号】100208225

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 修二郎

(74)【代理人】

【識別番号】100144417

【弁理士】

【氏名又は名称】堂垣 泰雄

(72)【発明者】

【氏名】ジャスティン ジェイ．スカイフ

(72)【発明者】

【氏名】ブライアン ハッチンソン

(57)【要約】      （修正有）

【課題】高い固有強度、高いマトリックス弾性率、及び高い結晶化度を有する自己支持型一軸延伸ポリテトラフルオロエチレン（ｅＰＴＦＥ）メンブレンを提供する。
【解決手段】一軸配向ｅＰＴＦＥメンブレンは、機械方向におけるマトリックス引張強度が少なくとも約１０００ＭＰａであり、周囲温度（すなわち約２０℃）におけるマトリックス弾性率が少なくとも約１００ＧＰａであり、そして結晶化度が少なくとも約９４％である。いくつかの実施態様では、ｅＰＴＦＥメンブレンは強度が約５ｇｆ／ｄ以上であり、そしてデニールが約７５０ｇ／９０００ｍ以下である。加えて、一軸配向ｅＰＴＦＥメンブレンの＜Ｐ２＞配向は少なくとも約０．９８である。また、ｅＰＴＦＥメンブレンにおけるフィブリルはほぼ完全平行配列を有する。ｅＰＴＦＥメンブレンを使用して、複合体、積層体、繊維、テープ、シート、チューブ、又は他の三次元物体を形成することができる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

延伸ポリテトラフルオロエチレン（ｅＰＴＦＥ）メンブレンであって、
機械方向における少なくとも約１０００ＭＰａのマトリックス引張強度と、
温度２０℃における少なくとも約１００ＧＰａのマトリックス弾性率と、
少なくとも約９４％の結晶化度と
を含む、延伸ポリテトラフルオロエチレン（ｅＰＴＦＥ）メンブレン。

【請求項2】

前記ｅＰＴＦＥメンブレンの面密度が約３０ｍｇ／ｍ^２未満である、請求項１に記載の延伸ポリテトラフルオロエチレンメンブレン。

【請求項3】

前記ｅＰＴＦＥメンブレンの＜Ｐ２＞配向が０．９８以上である、請求項１又は２に記載の延伸ポリテトラフルオロエチレンメンブレン。

【請求項4】

前記ｅＰＴＦＥメンブレンのバルクデニールが約７５０ｇ／９０００ｍ未満である、請求項１から３までのいずれか１項に記載の延伸ポリテトラフルオロエチレンメンブレン。

【請求項5】

前記ｅＰＴＦＥメンブレンの強度が約５ｇｆ／ｄ超である、請求項１から４までのいずれか１項に記載の延伸ポリテトラフルオロエチレンメンブレン。

【請求項6】

前記ｅＰＴＦＥメンブレンが自己支持型である、請求項１から５までのいずれか１項に記載の延伸ポリテトラフルオロエチレンメンブレン。

【請求項7】

前記ｅＰＴＦＥメンブレンが一軸配向型である、請求項１から６までのいずれか１項に記載の延伸ポリテトラフルオロエチレンメンブレン。

【請求項8】

前記ｅＰＴＦＥメンブレンに少なくとも部分的にポリマーが被覆されているか、少なくとも部分的にポリマーが吸収されているか、又はその組み合わせが施されている、請求項１から７までのいずれか１項に記載の延伸ポリテトラフルオロエチレンメンブレン。

【請求項9】

繊維、シート、チューブ、三次元自己支持型構造、ダイス状繊維、ダイス状シート、ダイス状チューブ、又はダイス状三次元自己支持型構造の形態を成している、請求項１から８までのいずれか１項に記載の延伸ポリテトラフルオロエチレンメンブレン。

【請求項10】

スペーサ層をさらに含む、請求項１から９までのいずれか１項に記載の延伸ポリテトラフルオロエチレンメンブレン。

【請求項11】

前記スペーサ層が、多孔質ポリマー、無孔質ポリマー、フルオロポリマー、多孔質ポリオレフィン、及び無孔質ポリオレフィンから選択される、請求項１０に記載の延伸ポリテトラフルオロエチレンメンブレン。

【請求項12】

請求項１から１１までのいずれか１項に記載の延伸ポリテトラフルオロエチレンメンブレンを含む複合体。

【請求項13】

請求項１から１１までのいずれか１項に記載の延伸ポリテトラフルオロエチレンメンブレンを含む積層体。

【請求項14】

請求項１から１１までのいずれか１項に記載の延伸ポリテトラフルオロエチレンメンブレン、請求項１２に記載の複合体、又は請求項１３に記載の積層体を含む物品。

【請求項15】

一軸配向ｅＰＴＦＥメンブレンを形成する方法であって、前記方法が、
（１）第１延伸ポリテトラフルオロエチレン（ｅＰＴＦＥ）メンブレンから少なくとも第１片を切り分け、
（２）前記少なくとも第１片を二軸伸張させることにより、第２延伸ポリテトラフルオロエチレンメンブレンを得、
（３）前記第２延伸メンブレンから少なくとも第２片を切り分け、
（４）前記少なくとも１つの第１片と前記少なくとも１つの第２片とを積み重ねられた配向で位置決めすることにより、積み重ねられた試料を形成し、
（４）前記積み重ねられた試料を二軸伸張させ、
（５）所望の二軸配向ｅＰＴＦＥメンブレンが得られるまで工程（１）～（４）を繰り返し、そして
（６）前記二軸配向ｅＰＴＦＥメンブレンを一軸伸張させる
ことを含む、一軸配向ｅＰＴＦＥメンブレンを形成する方法。

【請求項16】

スペーサ層を加えることをさらに含む、請求項１６に記載の方法。

【請求項17】

前記スペーサ層が、多孔質ポリマー、無孔質ポリマー、フルオロポリマー、多孔質ポリオレフィン、及び無孔質ポリオレフィンから選択される、請求項１５又は１６に記載の方法。

【請求項18】

ｅＰＴＦＥメンブレンが機械方向に一軸伸張させられる、請求項１５から１７までのいずれか１項に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、微細孔質フルオロポリマーメンブレンに関し、そしてより具体的には、高い固有強度、高いマトリックス弾性率、高い結晶化度、及び整列したフィブリルを有する自己支持型高延伸ポリテトラフルオロエチレン（ｅＰＴＦＥ）メンブレンに関する。

【背景技術】

【0002】

ポリテトラフルオロエチレンは、１つまたは２つ以上の特性、例えば多くの化学物質に対する不活性、生体適合性、熱安定性、低い表面エネルギー、低い摩擦係数、及び様々な形状因子、例えばメンブレン、繊維、チューブ、及びこれに類するものへ加工される能力に基づき、魅力的な材料である。延伸ポリテトラフルオロエチレン（ｅＰＴＦＥ）を単独で使用するか、又は複合体及び／又は積層体内で使用することにより、種々の用途で使用するための物品を製造することができる。これらの用途の多くは、より軽量であり、より薄く、より強く、且つ／又は改善された光学特性を有する材料を使用することから恩恵を受けることができる。このようなものとして、改善された特性を有するｅＰＴＦＥ物品を提供することが絶えず必要である。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0003】

１つの態様（「態様１」）によれば、延伸ポリテトラフルオロエチレン（ｅＰＴＦＥ）メンブレンが、機械方向における少なくとも約１０００ＭＰａのマトリックス引張強度と、温度２０℃における少なくとも約１００ＧＰａのマトリックス弾性率（matrix modulus）と、少なくとも約９４％の結晶化度とを含む。

【0004】

態様１に付加された別の態様（「態様２」）によれば、前記ｅＰＴＦＥメンブレンの面密度が約３０ｍｇ／ｍ^２未満である。

【0005】

態様１に付加された別の態様（「態様３」）によれば、前記ｅＰＴＦＥメンブレンの＜Ｐ２＞配向が０．９８以上である。

【0006】

先行の態様のいずれか１つに付加された別の態様（「態様４」）によれば、前記ｅＰＴＦＥメンブレンのバルクデニールが７５０ｇ／９０００ｍである。

【0007】

先行の態様のいずれか１つに付加された別の態様（「態様５」）によれば、前記ｅＰＴＦＥメンブレンの強度（tenacity）が約５ｇｆ／ｄ超である。

【0008】

先行の態様のいずれか１つに付加された別の態様（「態様６」）によれば、前記ｅＰＴＦＥメンブレンが自己支持型である。

【0009】

先行の態様のいずれか１つに付加された別の態様（「態様７」）によれば、前記ｅＰＴＦＥメンブレンが一軸配向型である。

【0010】

先行の態様のいずれか１つに付加された別の態様（「態様８」）によれば、前記ｅＰＴＦＥメンブレンに少なくとも部分的にポリマーが被覆されているか、少なくとも部分的にポリマーが吸収されているか、又はその組み合わせが施されている。

【0011】

先行の態様のいずれか１つに付加された別の態様（「態様９」）によれば、前記ｅＰＴＦＥメンブレンが、繊維、シート、チューブ、三次元自己支持型構造、ダイス状繊維、ダイス状シート、ダイス状チューブ、又はダイス状三次元自己支持型構造の形態を成している。

【0012】

先行の態様のいずれか１つに付加された別の態様（「態様１０」）によれば、前記ｅＰＴＦＥメンブレンがスペーサ層をさらに含む。

【0013】

態様１０に付加された別の態様（「態様１１」）によれば、前記スペーサ層が、多孔質ポリマー、無孔質ポリマー、フルオロポリマー、多孔質ポリオレフィン、及び無孔質ポリオレフィンから選択される。

【0014】

別の態様（「態様１２」）によれば、複合体が、いずれか１つの先行の態様の延伸ポリテトラフルオロエチレンメンブレンを含む。

【0015】

別の態様（「態様１３」）によれば、積層体が、いずれか１つの先行の態様の延伸ポリテトラフルオロエチレンメンブレンを含む。

【0016】

別の態様（「態様１４」）によれば、物品が、態様１から１１の延伸ポリテトラフルオロエチレンメンブレン、態様１２の複合体、又は態様１３の積層体を含む。

【0017】

別の態様（「態様１５」）によれば、一軸配向ｅＰＴＦＥメンブレンを形成する方法であって、前記方法が、
（１）第１延伸ポリテトラフルオロエチレン（ｅＰＴＦＥ）メンブレンから少なくとも第１片を切り分け、
（２）前記少なくとも第１片を二軸伸張させることにより、第２延伸ポリテトラフルオロエチレンメンブレンを得、
（３）前記第２延伸メンブレンから少なくとも第２片を切り分け、
（４）前記少なくとも１つの第１片と前記少なくとも１つの第２片とを積み重ねられた配向で位置決めすることにより、積み重ねられた試料を形成し、
（５）所望の二軸配向ｅＰＴＦＥメンブレンが得られるまで工程（１）～（４）を繰り返し、そして
（６）前記二軸配向ｅＰＴＦＥメンブレンを一軸伸張させる
ことを含む。

【0018】

態様１５に付加された別の態様（「態様１６」）によれば、前記方法がスペーサ層を加えることをさらに含む。

【0019】

態様１６に付加された別の態様（「態様１７」）によれば、前記スペーサ層が、多孔質ポリマー、無孔質ポリマー、フルオロポリマー、多孔質ポリオレフィン、及び無孔質ポリオレフィンから選択される。

【0020】

態様１５に付加された別の態様（「態様１８」）によれば、ｅＰＴＦＥメンブレンが機械方向に一軸伸張させられる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

添付の図面は、本開示のさらなる理解のために含まれ、そして本明細書中に組み込まれ、且つ本明細書の一部を構成し、実施態様を例示し、そして記載内容と一緒に、本開示の原理を説明するのに役立つ。

【0022】

【図1】図１は、本明細書中に記載された実施態様に基づく実施例１の試料Ｅ１Ｇを、約６３ミクロンの全水平方向フィールド幅で、２，０００倍の倍率で撮影した走査型透過電子顕微鏡（ＳＴＥＭ）画像である。

【0023】

【図2】図２は、本明細書中に記載された実施態様に基づく実施例１の試料Ｅ１Ｇを、約２５ミクロンの全水平方向フィールド幅で、５，０００倍の倍率で撮影したＳＴＥＭ画像である。

【0024】

【図3】図３は、本明細書中に記載された実施態様に基づく実施例１の試料Ｅ１Ｇを、約１２ミクロンの全水平方向フィールド幅で、１０，０００倍の倍率で撮影したＳＴＥＭ画像である。

【0025】

【図4】図４は、本明細書中に記載された実施態様に基づく実施例１の試料Ｅ１Ｈを、約６ミクロンの全水平方向フィールド幅で、２０，０００倍の倍率で撮影したＳＴＥＭ画像である。

【0026】

【図5】図５は、本明細書中に記載された実施態様に基づく実施例１の試料Ｅ１Ｉを、約６３ミクロンの全水平方向フィールド幅で、２，０００倍の倍率で撮影したＳＴＥＭ画像である。

【0027】

【図6】図６は、本明細書中に記載された実施態様に基づく実施例２の試料Ｅ２Ｅを、約２５ミクロンの全水平方向フィールド幅で、５，０００倍の倍率で撮影したＳＴＥＭ画像である。

【0028】

【図7】図７は、本明細書中に記載された実施態様に基づく実施例２の試料Ｅ２Ｆを、約２５ミクロンの全水平方向フィールド幅で、５，０００倍の倍率で撮影したＳＴＥＭ画像である。

【0029】

【図8】図８は、本明細書中に記載された実施態様に基づく実施例２の試料Ｅ２Ｇを、約２５ミクロンの全水平方向フィールド幅で、５，０００倍の倍率で撮影したＳＴＥＭ画像である。

【0030】

【図9】図９は、本明細書中に記載された実施態様に基づく実施例３の試料Ｅ３Ａを、約１．２７ミクロンの全水平方向フィールド幅で、１００，０００倍の倍率で撮影したＳＴＥＭ画像である。

【0031】

【図10】図１０は、本明細書中に記載された実施態様に基づく実施例３の試料Ｅ３Ｂを、約６ミクロンの全水平方向フィールド幅で、２０，０００倍の倍率で撮影したＳＴＥＭ画像である。

【0032】

【図11】図１１は、本明細書中に記載された実施態様に基づく（約６ミクロンの全水平方向フィールド幅で、２０，０００倍の倍率で撮影された）実施例５の試料Ｅ１ＨのＳＴＥＭ画像であって、フィブリル幅を測定するために手動画像解析を用いたものである。

【0033】

【図12】図１２は、本明細書中に記載された実施態様に基づく実施例５の図１１の手動画像解析からのフィブリル幅データ（ナノメートル）のヒストグラム、及び対数正規分布のフィットである。

【0034】

【図13】図１３は、本明細書中に記載された実施態様に基づく、実施例５の試料Ｅ５Ａを、約２１ミクロンの全水平方向フィールド幅で、６，０００倍の倍率で撮影したＳＴＥＭ画像である。

【0035】

【図14】図１４は、本明細書中に記載された実施態様に基づく実施例５の試料Ｅ５Ｂを、約２１ミクロンの全水平方向フィールド幅で、６，０００倍の倍率で撮影したＳＴＥＭ画像である。

【0036】

【図15】図１５は、本明細書中に記載された実施態様に基づく実施例５の試料Ｅ５Ｃを、約１２ミクロンの全水平方向フィールド幅で、１０，０００倍の倍率で撮影したＳＴＥＭ画像である。

【0037】

【図16】図１６は、本明細書中に記載された実施態様に基づく実施例５の試料Ｅ５Ｄを、約１２ミクロンの全水平方向フィールド幅で、１０，０００倍の倍率で撮影したＳＴＥＭ画像である。

【0038】

【図17】図１７は、本明細書中に記載された実施態様に基づく実施例５の試料Ｅ５Ｅを、約２１ミクロンの全水平方向フィールド幅で、６，０００倍の倍率で撮影したＳＴＥＭ画像である。

【0039】

【図18】図１８は、本明細書中に記載された実施態様に基づく実施例５の試料Ｅ５Ｆを、約１２ミクロンの全水平方向フィールド幅で、１０，０００倍の倍率で撮影したＳＴＥＭ画像である。

【0040】

【図19】図１９は、本明細書中に記載された実施態様に基づく実施例５の試料Ｅ５Ｇを、約１２ミクロンの全水平方向フィールド幅で、１０，０００倍の倍率で撮影したＳＴＥＭ画像である。

【0041】

【図20】図２０は、本明細書中に記載された実施態様に基づく実施例５の試料Ｅ５Ｈを、約２１ミクロンの全水平方向フィールド幅で、１０，０００倍の倍率で撮影した走査型透過電子顕微鏡（ＳＴＥＭ）画像である。

【0042】

【図21】図２１は、本明細書中に記載された実施態様に基づく実施例５の試料Ｅ５Ｉを、約６ミクロンの全水平方向フィールド幅で、２０，０００倍の倍率で撮影したＳＴＥＭ画像である。

【0043】

【図22】図２２は、本明細書中に記載された実施態様に基づく実施例５の試料Ｅ５Ｈを、約２５ミクロンの全水平方向フィールド幅で、５，０００倍の倍率で撮影したＳＴＥＭ画像である。

【0044】

【図23】図２３は、本明細書中に記載された実施態様に基づく実施例５の試料Ｅ５Ｉを、約２５ミクロンの全水平方向フィールド幅で、５，０００倍の倍率で撮影したＳＴＥＭ画像である。

【0045】

【図24】図２４は、本明細書中に記載された実施態様に基づく実施例６の試料Ｅ６Ａ，Ｅ６Ｂ，Ｅ６Ｄ及びＥ６Ｅの品質係数対粒径を示すグラフである。

【0046】

【図25】図２５は、本明細書中に記載された実施態様に基づく実施例６の試料Ｅ６Ａを、約１２ミクロンの全水平方向フィールド幅で、１０，０００倍の倍率で撮影したＳＴＥＭ画像である。

【0047】

【図26】図２６は、本明細書中に記載された実施態様に基づく実施例６の試料Ｅ６Ｂを、約１２ミクロンの全水平方向フィールド幅で、１０，０００倍の倍率で撮影したＳＴＥＭ画像である。

【0048】

【図27】図２７は、本明細書中に記載された実施態様に基づく実施例６の試料Ｅ６Ａを、約８４ミクロンの全水平方向フィールド幅で、１，５００倍の倍率で撮影したＳＴＥＭ画像である。

【0049】

【図28】図２８は、本明細書中に記載された実施態様に基づく実施例６の試料Ｅ６Ｂを、約８４ミクロンの全水平方向フィールド幅で、１，５００倍の倍率で撮影したＳＴＥＭ画像である。

【0050】

【図29】図２９は、本明細書中に記載された実施態様に基づく試料Ｅ７Ａ（灰色線、４８層）及び試料Ｅ７Ｂ（黒線、３層）の％透過率対波長を示すグラフである。

【0051】

【図30】図３０は、本明細書中に記載された実施態様に基づく実施例８の試料Ｅ８ＣのＸ線回折パターン（ＸＲＤ）である。

【0052】

【図31】図３１は、本明細書中に記載された実施態様に基づく実施例８の（熱処理）試料Ｅ８ＤのＸ線回折パターン（ＸＲＤ）である。

【0053】

【図32】図３２は、本明細書中に記載された実施態様に基づく実施例８の試料Ｅ８Ｃ（ボトムトレース－非熱処理）及びＥ８Ｄ（トップトレース－熱処理）のｑ（ｎｍ^－１）対強度（１０～４５ｎｍ^－１）を示すグラフである。

【0054】

【図33】図３３は、本明細書中に記載された実施態様に基づく実施例８の試料Ｅ８Ｃ（ボトムトレース－非熱処理）及びＥ８Ｄ（トップトレース－熱処理）のｑ（ｎｍ^－１）対強度（１０～２０ｎｍ^－１範囲に焦点）を示すグラフである。

【0055】

【図34】図３４は、本明細書中に記載された実施態様に基づく実施例９の試料Ｅ９Ａのマトリックス貯蔵弾性率対温度を示すグラフである。

【0056】

【図35】図３５は、本明細書中に記載された実施態様に基づく実施例９の試料Ｅ９ＡのＸ線回折パターン（ＸＲＤ）である。

【0057】

【図36】図３６は、本明細書中に記載された実施態様に基づく実施例９の試料Ｅ９Ａの強度対２－シータを示すグラフである。

【0058】

【図37】図３７は、本明細書中に記載された実施態様に基づく実施例９の試料Ｅ９Ａを、約２３ミクロンの全水平方向フィールド幅で、５０００倍の倍率で撮影したＳＥＭ画像である。

【0059】

【図38】図３８は、本明細書中に記載された実施態様に基づく実施例１０の試料のナノ粒子保持率対濾液透過率を示すグラフである。

【0060】

【図39】図３９は、本明細書中に記載された実施態様に基づく二軸延伸メンブレンを製造する方法を概略的に示すダイアグラムである。

【0061】

用語集

【数1】

【0062】

【数2】

【0063】

【数3】

【0064】

面積加重フィブリル幅は下記等式：

【数4】

を利用して計算された。

【0065】

【数5】

で計算され、
表面積：Ａ（ｍ^２）
体積：Ｖ（ｍ^３）、及び
結晶性ＰＴＦＥの密度ρ_ｘ （ｇ／ｍ^３）
であった。

【0066】

比表面積（ｗ_ｍに基づく）（ｍ^２／ｇ）は下記等式：

【数6】

で計算された。

【0067】

【数7】

で計算された。

【0068】

面密度（面積当たり質量）（ｇ／ｍ^２）：
面密度（初期）：ＭＰＡ_ｏ及び
面密度（最終）：ＭＰＡ_ｆ

【0069】

層の数（ｎ）

【0070】

面積比（ＡＲ）は下記等式：

【数8】

によって計算された。

【発明を実施するための形態】

【0071】

当業者には容易に明らかなように、所期機能を発揮するように構成された任意の数の方法及び装置によって、本開示の種々の態様を実現することができる。さらに念のために述べるならば、本明細書中で参照される添付の図面は必ずしも原寸に比例しているわけではなく、本開示の種々の態様を示すために誇張されることがあり、それに関しては、図面は制限的なものとして解釈されるべきではない。

【0072】

加えて、本明細書中に使用される「隣接する」及び「に隣接する」という用語は、あるエレメントが別のエレメントに「隣接する」場合に、エレメントは他のエレメントに直接に隣接するか、あるいは介入するエレメントが存在してもよいことを意味する。本明細書中に使用される単数形「a」、「an」、及び「the」は、文脈が他のものを明示するのでない限り複数形を含むものとする。本明細書中の「on」という用語は、あるエレメントが別のエレメント上（on）にある場合に、これが他のエレメント上に直接にあるか、あるいは介入するエレメントが存在してもよいことを意味する。言うまでもなく、「微粉末」及び「粉末」という用語は本明細書中では相互に置き換え可能に使用することができる。また「ｅＰＴＦＥメンブレン」及び「メンブレン」という用語も本明細書中では相互に置き換え可能に使用することができる。さらに、本出願において、「ｅＰＴＦＥメンブレン」という用語は、ｅＰＴＦＥメンブレンの単独の層又は複数の層を含むものとする。言うまでもなく、機械方向と長手方向とは同じであり、本明細書中では相互に置き換え可能に使用することができる。加えて、「微細孔質ｅＰＴＦＥメンブレン」及び「ｅＰＴＦＥメンブレン」という用語も本明細書中では相互に置き換え可能に使用することができる。

【0073】

１つの態様では、本発明は、高い結晶化度、高い固有強度、低い面密度（すなわち軽量）、及び高い光透過性を有する薄い自己支持型二軸配向ポリテトラフルオロエチレン（ｅＰＴＦＥ）メンブレンに関する。具体的には、ｅＰＴＦＥメンブレンは結晶化度が少なくとも約９４％であり、そして長手方向及び横方向の両方におけるマトリックス引張強度が少なくとも約６００ＭＰａであってよい。ｅＰＴＦＥメンブレンは面密度が約１００ｍｇ／ｍ^２未満、そして総視感透過率が少なくとも９８％であってよい。加えて、ｅＰＴＦＥメンブレンは、透明であるか又は肉眼には見えない。さらにｅＰＴＦＥメンブレンは積み重ね可能であり、これを用いて、透過率、孔サイズ、及び／又はバルク機械特性を制御することができる。ｅＰＴＦＥメンブレンを使用して、複合体、積層体、繊維、シート、チューブ、又は他の三次元物体を形成することができる。これを続いてダイシング又はその他の切断又は切り分けを施すことにより、より小さな部分にしてもしなくてもよい。加えて、二軸配向ｅＰＴＦＥメンブレンは濾過用途に使用することができる。別の態様では、二軸配向ｅＰＴＦＥメンブレンは一軸延伸することができる。これはフィルビルを１方向に整列させる（以後、一軸配向ｅＰＴＦＥメンブレン）。このようなｅＰＴＦＥメンブレンは、１デニール当たり約５重量グラム超の強度（tenacity）（ｇｆ／ｄ）と、９０００メートル当たり約７５０グラム未満のバルクデニール（ｇ／９０００ｍ）とを有していてよい。

【0074】

ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）ポリマーの場合、所望の多孔質構造を得るためには、粒子サイズ、形状、及びその分布が重要である。これらの粒子特性は充填密度並びに結合密度に影響を与え、これにより、粒子から製造され得る多孔質構造に影響を与える。ＰＴＦＥ樹脂は粒状形態、例えば微粉末形態で提供される。ＰＴＦＥ微粉末は一次粒子から形成される。

【0075】

ｅＰＴＦＥメンブレンを形成する際には、ＰＴＦＥ微粉末を先ず潤滑剤、例えば軽油と混合する。好適な潤滑剤の１つの具体例はイソパラフィン系炭化水素、例えばISOPAR（登録商標） K (ExxonMobil Chemical, Spring, TX)である。他の好適な潤滑剤は脂肪族炭化水素、芳香族炭化水素、ハロゲン化炭化水素、及びこれに類するものを含み、可燃性、蒸発速度、及び経済的考慮事項に基づいて選択される。言うまでもなく、本明細書中に使用された「潤滑剤」という用語は、プロセス条件においてポリマーのための溶媒ではない非圧縮性流体を含む（又は非圧縮性流体から成る）処理助剤を表すものとする。流体－ポリマー表面相互作用は、均質混合物を形成し得るように生じる。なお、潤滑剤の選択は特に限定的ではなく、潤滑剤の選択は主として安全性及び便宜性が重要である。潤滑剤は、約２４２ｍＬ／ｋｇ～約３４０ｍＬ／ｋｇの量でＰＴＦＥ粉末に添加することができる。

【0076】

少なくとも１つの実施態様では、ＰＴＦＥ微粉末と潤滑剤とを混合することにより、潤滑剤をＰＴＦＥ粉末と一緒に均一又はほぼ均一に分配する。言うまでもなく、ＰＴＦＥ粉末を潤滑剤中に分配するためには種々の時間及び混合方法を用いることができる。ひとたび潤滑剤及びＰＴＦＥ粉末が十分に分配されたら、潤滑化された粉末を圧縮して円柱形（すなわちペレット）にする。次いで、押出機ダイを通してペレットをラムで押し出すことにより（例えば、潤滑剤が存在する場合には典型的にはペースト押出又はペースト処理と呼ばれる）、凝集性の可撓性ＰＴＦＥテープを製造することができる。本明細書中に使用される「凝集性（cohesive）」とは、さらなる処理のために十分に強いテープを表すものとする。ラム押し出しはＰＴＦＥポリマーの溶融温度未満（例えば３２７℃未満）で行われる。形成されたテープは不確定の長さと、約１．０ｍｍ未満、約０．８ｍｍ未満、約０．５ｍｍ未満、又は約０．４ｍｍ未満の厚さとを有している。凝集性の可撓性テープを以後単に「テープ」と呼ぶ。

【0077】

後続の工程において、潤滑剤をテープから除去する。ISOPAR（登録商標） Kが潤滑剤である事例では、テープを約２００℃に加熱してよい。他の実施態様では、ヘキサン又はその他の適宜の溶媒中でテープを洗浄することによって、潤滑剤を除去することができる。潤滑剤が十分な揮発性を有する場合には、潤滑剤は洗浄工程なしに除去してよく、あるいは熱及び／又は真空によって除去してもよい。しかしながら言うまでもなく、いかなる好都合な乾燥方法を用いてもよい。

【0078】

次いでテープを長手方向及び横方向に同時に延伸させる（すなわち二軸延伸）。本明細書中に使用される「二軸延伸（biaxially expanded, biaxial expansion）」及び「二軸配向（biaxially oriented）」という用語は、フィブリルが実質的に面内配向されるように少なくとも２つの直交方向に延伸させられたポリマー、メンブレン、プリフォーム、又は物品を表すものとする。１実施態様では、テープを続いて機械方向にのみ延伸させる（すなわち一軸延伸）。本明細書中に使用された「一軸」、「一軸配向」、又は「一軸延伸」という用語は、ただ１つの方向（例えば機械方向（ＭＤ）又は横方向（ＴＤ））に延伸させられたポリマー、メンブレン、プリフォーム、又は物品を表すものとする。延伸は約１０，０００％／秒まで、約５，０００％／秒まで、約２，５００％／秒まで、約１，０００％／秒まで、約７５０％／秒まで、約５００％／秒まで、約２５０％／秒まで、約１５０％／秒まで、約１００％／秒まで、約７５％／秒まで、約５０％／秒まで、約４０％／秒まで、約３５％／秒まで、約３０％／秒まで、約２０％／秒まで、約１０％／秒まで、又は約５％／秒までの歪み速度で、熱を伴って又は伴わずに行われてよい。加えて、テープは、約１％／秒～約１０，０００％／秒、約１％／秒～約５，０００％／秒、約１％／秒～２，５００％／秒、約１％／秒～約１，０００％／秒、約１％／秒～約７５０％／秒、約１％／秒～約５００％／秒、約１％／秒～約２５０％／秒、約１％／秒～約１５０％／秒、約１％／秒～約１００％／秒、約１％／秒～約７５％／秒、約１％／秒～約５０％／秒、約１％／秒～約４０％／秒、約１％／秒～約３５％／秒、約１％／秒～約３０％／秒、約１％／秒～約２０％／秒、約１％／秒～約１０％／秒、又は約１％／秒～約５％／秒で（熱を伴って又は伴わずに）延伸させてよい。言うまでもなく、延伸させると固有強度の増大が同時に発生する。ＰＴＦＥポリマーの固有強度の増大は、延伸前のテープの強度、ＰＴＦＥ樹脂の品質（例えば粒子サイズ、分子量、粒子サイズ及び／又は分子量の分布、結晶化度、ポリマーの組成、及びこれに類するもの）、延伸が行われたときの温度、延伸速度、及び／又は総延伸量に依存する。

【0079】

テープを二軸延伸させ、そしていくつかの実施態様では、加えて一軸延伸させることにより、ｅＰＴＦＥメンブレンを形成する。テープは同じ又は異なる歪み速度で、そして同じ又は異なる温度で延伸させることにより、微細孔質ｅＰＴＦＥメンブレンを得ることができる。本明細書中に使用される「微細孔質」という用語は、肉眼では見ることができない孔を有する物品、例えばメンブレンを定義するものとする。このように製造されたｅＰＴＦＥメンブレンの材料特性は、ｅＰＴＦＥ一次粒子（すなわちＰＴＦＥ微粉末）をフィブリルに効率的且つ完全に変換することにより、コンベンショナルなメンブレンの比較特性を超越することが見いだされている。本明細書中で論じられるｅＰＴＦＥメンブレンがコンベンショナルなｅＰＴＦＥメンブレンの特性、例えば化学的不活性、熱安定性、低い表面エネルギー、低い摩擦係数、生体適合性、及び広範な使用温度を維持すると有利である。ｅＰＴＦＥメンブレンは任意には約３９０℃までの温度で熱処理することができる。ｅＰＴＦＥメンブレンを一軸延伸させることにより、これが伸張される方向（すなわち機械方向（ＭＤ）又は横方向（ＴＤ））に一軸配向フィブリル、高い結晶化度、及び高いマトリックス引張強度を有するｅＰＴＦＥメンブレンが形成される。以後、ｅＰＴＦＥメンブレンは機械方向に延伸させることに関して記述するものの、言うまでもなく横方向の延伸も本発明の範囲に含まれるものと考えられる。

【0080】

二軸配向ｅＰＴＦＥメンブレンは極めて薄く、約２ｍｍ未満、約１．５ｍｍ未満、約１．０ｍｍ未満、約０．５ｍｍ未満、約０．３ｍｍ未満、約０．１ｍｍ未満、０．０５ｍｍ未満、０．００５ｍｍ未満、０．００１ｍｍ未満、約５００ｎｍ未満、約４００ｎｍ未満、約３００ｎｍ未満、約２００ｎｍ未満、約１００ｎｍ未満、約５０ｎｍ未満、約２５ｎｍ未満、約１０ｎｍ未満、約５ｎｍ未満、又は約１ｎｍ未満の総メンブレン厚を有してよい。本明細書中に使用される「約」という用語は、記載された数又は量の±１０％の範囲を意味するものとする。二軸配向ｅＰＴＦＥメンブレンは、約１ｎｍ～約１００ｎｍ、約１ｎｍ～約９０ｎｍ、約１ｎｍ～約８０ｎｍ、約１ｎｍ～約７０ｎｍ、約１ｎｍ～約６０ｎｍ、約１ｎｍ～約５０ｎｍ、約１ｎｍ～約４０ｎｍ、約１ｎｍ～約３０ｎｍ、約１ｎｍ～約２０ｎｍ、又は約１ｎｍ～約１０ｎｍの総メンブレン厚を有するように形成されてよい。

【0081】

少なくとも１つの実施態様では、二軸配向ｅＰＴＦＥメンブレンの、１層当たりの厚さは、約１００ｎｍ未満、約９０ｎｍ未満、約８０ｎｍ未満、約７０ｎｍ未満、約６０ｎｍ未満、約５０ｎｍ、又は４０ｎｍ未満、約３０ｎｍ未満、約２０ｎｍ未満、約１０ｎｍ未満、約５ｎｍ未満、約４ｎｍ未満、約３ｎｍ未満、約２ｎｍ未満、約１ｎｍ未満である。いくつかの実施態様では、ｅＰＴＦＥメンブレンの、１層当たりの厚さは、約１ｎｍ～約１００ｎｍ、約１ｎｍ～約９０ｎｍ、約１ｎｍ～約８０ｎｍ、約１ｎｍ～約７０ｎｍ、約１ｎｍ～約６０ｎｍ、約１ｎｍ～約５０ｎｍ、約１ｎｍ～約４０ｎｍ、約１ｎｍ～約３０、約１ｎｍ～約２０ｎｍ、約１ｎｍ～約１０ｎｍ、約１ｎｍ～約５ｎｍ、約１ｎｍ～約４ｎｍ、約１ｎｍ～約３ｎｍ、又は約１ｎｍ～約２ｎｍである。二軸配向ｅＰＴＦＥメンブレンはコンベンショナルなｅＰＴＦＥメンブレンとは異なり、肉眼では見えないほどに薄い。

【0082】

二軸配向ｅＰＴＦＥメンブレンの「不可視性」はまた、ｅＰＴＦＥメンブレンのフィブリル微細構造にも少なくとも部分的に起因する。大まかに言えば、フィブリルは実質的に円柱形状である。本明細書中に使用される「実質的に円柱形」という用語は、二軸配向ｅＰＴＦＥメンブレン内のフィブリルの断面におけるアスペクト比が約１：１～約１０：１であることを意味するように、本明細書中で使用される。加えて、二軸配向ｅＰＴＦＥメンブレン内のフィブリルは細く、約８０ｎｍ以下のフィブリル幅中央値を有する。いくつかの実施態様では、フィブリル幅中央値は、約７０ｎｍ未満、約６０ｎｍ未満、約５０ｎｍ未満、約４０ｎｍ未満、約３０ｎｍ未満、約２０ｎｍ未満、又は約１０ｎｍ未満である。いくつかの実施態様では、フィブリル幅中央値は、約１０ｎｍ～約８０ｎｍ、約１０ｎｍ～約７０ｎｍ、約１０ｎｍ～約６０ｎｍ、約１０ｎｍ～約５０ｎｍ、約１０ｎｍ～約４０ｎｍ、約１０ｎｍ～約３０ｎｍ、又は約１０ｎｍ～約２０ｎｍである。いくつかの実施態様では、フィブリル幅中央値は、約２０ｎｍ～約７０ｎｍ、約３０ｎｍ～約６０ｎｍ、約４０ｎｍ～約５０ｎｍである。他の実施態様では、フィブリル幅中央値は、約３０ｎｍ～約８０ｎｍ、約４０ｎｍ～約８０ｎｍ、約５０ｎｍ～約８０ｎｍ、約６０ｎｍ～約８０ｎｍ、又は約７０ｎｍ～約８０ｎｍである。２つ又は３つ以上のフィブリルの交差又はオーバーラップは「クロスオーバー点」と本明細書中では呼ぶ。いくつかの実施態様では、二軸配向ｅＰＴＦＥメンブレンの厚さは２つのフィブリルのクロスオーバー点の厚さであってよい。

【0083】

加えて、１層当たりの面密度が約１００ｍｇ／ｍ^２（０．１ｇ／ｍ^２）未満、約９０ｍｇ／ｍ^２（０．０９ｇ／ｍ^２）未満、約８０ｍｇ／ｍ^２（０．０８ｇ／ｍ^２）未満、約７０ｍｇ／ｍ^２（０．０７ｇ／ｍ^２）未満、約６０ｍｇ／ｍ^２（０．０６ｇ／ｍ^２）未満、約５０ｍｇ／ｍ^２（０．０５ｇ／ｍ^２）未満、約４０ｍｇ／ｍ^２（０．０４ｇ／ｍ^２）未満、約３０ｍｇ／ｍ^２（０．０３ｇ／ｍ^２）未満、約２０ｍｇ／ｍ^２（０．０２ｇ／ｍ^２）未満、約１５ｍｇ／ｍ^２（０．０１５ｇ／ｍ^２）未満、約１０ｍｇ／ｍ^２（０．０１ｇ／ｍ^２）未満、約５ｍｇ／ｍ^２（０．００５ｇ／ｍ^２）未満、約４ｍｇ／ｍ^２（０．００４ｇ／ｍ^２）未満、約３ｍｇ／ｍ^２（０．００３ｇ／ｍ^２）未満、約２ｍｇ／ｍ^２（０．００２ｇ／ｍ^２）、１．０ｍｇ／ｍ^２（０．００１ｇ／ｍ^２）未満、約０．５０ｍｇ／ｍ^２（０．０００５ｇ／ｍ^２）未満、約０．４０ｍｇ／ｍ^２（０．０００４ｇ／ｍ^２）未満、約０．３０ｍｇ／ｍ^２（０．０００３ｇ／ｍ^２）未満、約０．２０ｍｇ／ｍ^２（０．０００２ｇ／ｍ^２）未満、約０．１０ｍｇ／ｍ^２（０．０００１ｇ／ｍ^２）未満、約０．０５ｍｇ／ｍ^２（０．００００５ｇ／ｍ^２）、又は約０．００３ｍｇ／ｍ^２（０．０００００３ｇ／ｍ^２）未満である二軸配向ｅＰＴＦＥメンブレンが著しく軽量である。いくつかの実施態様では、１層当たりの面密度は、約０．００３ｍｇ／ｍ^２（０．０００００３ｇ／ｍ^２）～約１００ｍｇ／ｍ^２（０．１ｇ／ｍ^２）、約０．００３ｍｇ／ｍ^２（０．０００００３ｇ／ｍ^２）～約９０ｍｇ／ｍ^２（０．０９ｇ／ｍ^２）、約０．００３ｍｇ／ｍ^２（０．０００００３ｇ／ｍ^２）～約８０ｍｇ／ｍ^２（０．０８ｇ／ｍ^２）、約０．００３ｍｇ／ｍ^２（０．０００００３ｇ／ｍ^２）～約７０ｍｇ／ｍ^２（０．０７ｇ／ｍ^２）、約０．００３ｍｇ／ｍ^２（０．０００００３ｇ／ｍ^２）～約６０ｍｇ／ｍ^２（０．０６ｇ／ｍ^２）、約０．００３ｍｇ／ｍ^２（０．０００００３ｇ／ｍ^２）～約５０ｍｇ／ｍ^２（０．０５ｇ／ｍ^２）、約０．００３ｍｇ／ｍ^２（０．０００００３ｇ／ｍ^２）～約４０ｍｇ／ｍ^２（０．０４ｇ／ｍ^２）、約０．００３ｍｇ／ｍ^２（０．０００００３ｇ／ｍ^２）～約３０ｍｇ／ｍ^２（０．０３ｇ／ｍ^２）、約０．００３ｍｇ／ｍ^２（０．０００００３ｇ／ｍ^２）～約２０ｍｇ／ｍ^２（０．０２ｇ／ｍ^２）、約０．００３ｍｇ／ｍ^２（０．０００００３ｇ／ｍ^２）～約１０ｍｇ／ｍ^２（０．０１ｇ／ｍ^２）、約０．００３ｍｇ／ｍ^２（０．０００００３ｇ／ｍ^２）～約１．０ｍｇ／ｍ^２（０．００１ｇ／ｍ^２）、約０．００３ｍｇ／ｍ^２（０．０００００３ｇ／ｍ^２）～約０．５ｍｇ／ｍ^２（０．０００５ｇ／ｍ^２）、約０．００３ｍｇ／ｍ^２（０．０００００３ｇ／ｍ^２）～約０．４ｍｇ／ｍ^２（０．０００４ｇ／ｍ^２）、約０．００３ｍｇ／ｍ^２（０．０００００３ｇ／ｍ^２）～約０．３ｍｇ／ｍ^２（０．０００３ｇ／ｍ^２）、約０．００３ｍｇ／ｍ^２（０．０００００３ｇ／ｍ^２）～約０．２ｍｇ／ｍ^２（０．０００２ｇ／ｍ^２）、約０．００３ｍｇ／ｍ^２（０．０００００３ｇ／ｍ^２）～約０．１ｍｇ／ｍ^２（０．０００１ｇ／ｍ^２）、又は約０．００３ｍｇ／ｍ^２（０．０００００３ｇ／ｍ^２）～約０．０５ｍｇ／ｍ^２（０．００００５ｇ／ｍ^２）である。いくつかの実施態様では、１層当たりの面密度は、約５ｍｇ／ｍ^２（０．００５ｇ／ｍ^２）～約１００ｍｇ／ｍ^２（０．１ｇ／ｍ^２）、約２０ｍｇ／ｍ^２（０．０２ｇ／ｍ^２）～約９０ｍｇ／ｍ^２（０．０９ｇ／ｍ^２）、又は約３０ｍｇ／ｍ^２（０．０３ｇ／ｍ^２）～約８０ｍｇ／ｍ^２（０．０８ ｇ／ｍ^２）である。

【0084】

さらに、二軸配向ｅＰＴＦＥメンブレンの面積比は約２，０００：１～約３００，０００，０００：１である。いくつかの実施態様では、二軸配向ｅＰＴＦＥメンブレンの面積比は約２０，０００：１～約３００，０００，０００：１、約４０，０００：１～約３００，０００，０００：１、約６０，０００：１～約３００，０００，０００：１、約８０，０００：１～約３００，０００，０００：１、約１００，０００：１～約３００，０００，０００：１、約２５０，０００：１～約３００，０００，０００：１、約５００，０００：１～約３００，０００，０００：１、約１，０００，０００：１～約３００，０００，０００：１、又は約２，５００，０００：１～約３００，０００，０００：１である。

【0085】

加えて、二軸配向ｅＰＴＦＥメンブレンの総面密度は、約１００ｇ／ｍ^２未満、約１０ｇ／ｍ^２未満、約５ｇ／ｍ^２未満、約１ｇ／ｍ^２未満、約０．５ｇ／ｍ^２未満、約０．１ｇ／ｍ^２未満、約５０ｍｇ／ｍ^２（０．０５ｇ／ｍ^２）未満、約１０ｍｇ／ｍ^２（０．０１ｇ／ｍ^２）未満、約５．０ｍｇ／ｍ^２（０．００５ｇ／ｍ^２）未満、約４．０ｍｇ／ｍ^２（０．００４ｇ／ｍ^２）未満、約３．０ｍｇ／ｍ^２（０．００３ｇ／ｍ^２）未満、約２．０ｍｇ／ｍ^２（０．００２ｇ／ｍ^２）未満、約１．０ｍｇ／ｍ^２（０．００１ｇ／ｍ^２）未満、約０．５０ｍｇ／ｍ^２（０．０００５ｇ／ｍ^２）未満、約０．４０ｍｇ／ｍ^２（０．０００４ｇ／ｍ^２）未満、約０．３０ｍｇ／ｍ^２（０．０００３ｇ／ｍ^２）未満、約０．２０ｍｇ／ｍ^２（０．０００２ｇ／ｍ^２）未満、約０．１０ｍｇ／ｍ^２（０．０００１ｇ／ｍ^２）未満、約０．０７ｍｇ／ｍ^２（０．００００７ｇ／ｍ^２）未満、約０．０５ｍｇ／ｍ^２（０．００００５ｇ／ｍ^２）未満、約０．０３ｍｇ／ｍ^２（０．００００３ｇ／ｍ^２）未満、約０．００７ｍｇ／ｍ^２（０．０００００７ｇ／ｍ^２）、又は約０．００３ｍｇ／ｍ^２（０．０００００３ｇ／ｍ^２）未満であってよい。いくつかの実施態様では、二軸配向ｅＰＴＦＥメンブレンの総面密度は、約０．００３ｍｇ／ｍ^２（０．０００００３ｇ／ｍ^２）～約１００ｇ／ｍ^２、約０．００３ｍｇ／ｍ^２（０．０００００３ｇ／ｍ^２）～約１０ｇ／ｍ^２、約０．００３ｍｇ／ｍ^２（０．０００００３ｇ／ｍ^２）～約１．０ｇ／ｍ^２、約０．００３ｍｇ／ｍ^２（０．０００００３ｇ／ｍ^２）～約０．５ｇ／ｍ^２、約０．００３ｍｇ／ｍ^２（０．０００００３ｇ／ｍ^２）～約０．１ｇ／ｍ^２、約０．００３ｍｇ／ｍ^２（０．０００００３ｇ／ｍ^２）～約５０ｍｇ／ｍ^２（０．０５ｇ／ｍ^２）、約０．００３ｍｇ／ｍ^２（０．０００００３ｇ／ｍ^２）～約１０ｍｇ／ｍ^２（０．０１ｇ／ｍ^２）、約０．００３ｍｇ／ｍ^２（０．０００００３ｇ／ｍ^２）～約５ｍｇ／ｍ^２（０．００５ｇ／ｍ^２）、約０．００３ｍｇ／ｍ^２（０．０００００３ｇ／ｍ^２）～約４．０ｍｇ／ｍ^２（０．００４ｇ／ｍ^２）、約０．００３ｍｇ／ｍ^２（０．０００００３ｇ／ｍ^２）～約３．０ｍｇ／ｍ^２（０．００３ｇ／ｍ^２）、約０．００３ｍｇ／ｍ^２（０．０００００３ｇ／ｍ^２）～約２．０ｍｇ／ｍ^２（０．００２ｇ／ｍ^２）、約０．００３ｍｇ／ｍ^２（０．０００００３ｇ／ｍ^２）～約１．０ｍｇ／ｍ^２（０．００１ｇ／ｍ^２）、約０．００３ｍｇ／ｍ^２（０．０００００３ｇ／ｍ^２）～約０．５０ｍｇ／ｍ^２（０．０００５ｇ／ｍ^２）、約０．００３ｍｇ／ｍ^２（０．０００００３ｇ／ｍ^２）～約０．４０ｍｇ／ｍ^２（０．０００４ｇ／ｍ^２）、約０．００３ｍｇ／ｍ^２（０．０００００３ｇ／ｍ^２）～約０．３０ｍｇ／ｍ^２（０．０００３ｇ／ｍ^２）、約０．００３ｍｇ／ｍ^２（０．０００００３ｇ／ｍ^２）～約０．２０ｍｇ／ｍ^２（０．０００２ｇ／ｍ^２）、約０．００３ｍｇ／ｍ^２（０．０００００３ｇ／ｍ^２）～約０．１０ｍｇ／ｍ^２（０．０００１ｇ／ｍ^２）、約０．００３ｍｇ／ｍ^２（０．０００００３ｇ／ｍ^２）～約０．０７ｍｇ／ｍ^２（０．００００７ｇ／ｍ^２）、約０．００３ｍｇ／ｍ^２（０．０００００３ｇ／ｍ^２）～約０．０５ｍｇ／ｍ^２（０．００００５ｇ／ｍ^２）、又は約０．１０ｍｇ／ｍ^２（０．０１０ｇ／ｍ^２）～約１０ｇ／ｍ^２である。

【0086】

１層当たりの面密度が約５００ｍｇ／ｍ^２（０．５ｇ／ｍ^２）未満、約４００ｍｇ／ｍ^２（０．４ｇ／ｍ^２）未満、約３００ｍｇ／ｍ^２（０．３ｇ／ｍ^２）未満、約２００ｍｇ／ｍ^２（０．２ｇ／ｍ^２）未満、約１００ｍｇ／ｍ^２（０．１ｇ／ｍ^２）未満、約７０ｍｇ／ｍ^２（０．０７ｇ／ｍ^２）未満、約５０ｍｇ／ｍ^２（０．０５ｇ／ｍ^２）未満、約３０ｍｇ／ｍ^２（０．０３ｇ／ｍ^２）未満、約２５ｍｇ／ｍ^２（０．０２５ｇ／ｍ^２）未満、約２０ｍｇ／ｍ^２（０．０２ｇ／ｍ^２）未満、約１５ｍｇ／ｍ^２（０．０１５ｇ／ｍ^２）未満、約１０ｍｇ／ｍ^２（０．０１ｇ／ｍ^２）未満、約５ｍｇ／ｍ^２（０．００５ｇ／ｍ^２）未満、約４ｍｇ／ｍ^２（０．００４ｇ／ｍ^２）未満、約３ｍｇ／ｍ^２（０．００３ｇ／ｍ^２）未満、約２ｍｇ／ｍ^２（０．００２ｇ／ｍ^２）未満、約１．０ｍｇ／ｍ^２（０．００１ｇ／ｍ^２）未満、約０．５０ｍｇ／ｍ^２（０．０００５ｇ／ｍ^２）未満、約０．４０ｍｇ／ｍ^２（０．０００４ｇ／ｍ^２）未満、約０．３０ｍｇ／ｍ^２（０．０００３ｇ／ｍ^２）未満、約０．２０ｍｇ／ｍ^２（０．０００２ｇ／ｍ^２）、又は約０．１０ｍｇ／ｍ^２（０．０００１ｇ／ｍ^２）未満である一軸配向ｅＰＴＦＥメンブレンも著しく軽量である。いくつかの実施態様では、面密度は、約０．１０ｍｇ／ｍ^２（０．０００１ｇ／ｍ^２）～約５００ｍｇ／ｍ^２（０．５ｇ／ｍ^２）、約０．１０ｍｇ／ｍ^２（０．０００１ｇ／ｍ^２）～約４００ｍｇ／ｍ^２（０．４ｇ／ｍ^２）、約０．１０ｍｇ／ｍ^２（０．０００１ｇ／ｍ^２）～約３００ｍｇ／ｍ^２（０．３ｇ／ｍ^２）、約０．１０ｍｇ／ｍ^２（０．０００１ｇ／ｍ^２）～約２００ｍｇ／ｍ^２（０．２ｇ／ｍ^２）、約０．１０ｍｇ／ｍ^２（０．０００１ｇ／ｍ^２）～約１００ｍｇ／ｍ^２（０．１ｇ／ｍ^２）、約０．１０ｍｇ／ｍ^２（０．０００１ｇ／ｍ^２）～約７０ｍｇ／ｍ^２（０．０７ｇ／ｍ^２）、約０．１０ｍｇ／ｍ^２（０．０００１ｇ／ｍ^２）～約５０ｍｇ／ｍ^２（０．０５ｇ／ｍ^２）、約０．１０ｍｇ／ｍ^２（０．０００１ｇ／ｍ^２）～約３０ｍｇ／ｍ^２（０．０３ｇ／ｍ^２）、約０．１０ｍｇ／ｍ^２（０．０００１ｇ／ｍ^２）～約２０ｍｇ／ｍ^２（０．０２ｇ／ｍ^２）、約０．１０ｍｇ／ｍ^２（０．０００１ｇ／ｍ^２）～約１５ｍｇ／ｍ^２（０．０１５ｇ／ｍ^２）、約０．１０ｍｇ／ｍ^２（０．０００１ｇ／ｍ^２）～約１０ｍｇ／ｍ^２（０．０１ｇ／ｍ^２）、約０．１０ｍｇ／ｍ^２（０．０００１ｇ／ｍ^２）～約５ｍｇ／ｍ^２（０．００５ｇ／ｍ^２）、約０．１０ｍｇ／ｍ^２（０．０００１ｇ／ｍ^２）～約０．４０ｍｇ／ｍ^２（０．０００４ｇ／ｍ^２）、約０．１０ｍｇ／ｍ^２（０．０００１ｇ／ｍ^２）～約０．３０ｍｇ／ｍ^２（０．０００３ｇ／ｍ^２）、又は約０．１０ｍｇ／ｍ^２（０．０００１ｇ／ｍ^２）～約０．２０ｍｇ／ｍ^２（０．０００２ｇ／ｍ^２）である。

【0087】

薄く軽量であるにもかかわらず、二軸延伸させられたｅＰＴＦＥメンブレンは高い固有強度特性を有する。ｅＰＴＦＥメンブレンのマトリックス引張強度（ＭＴＳ）は、長手方向及び横方向の両方で少なくとも６００ＭＰａ、長手方向及び横方向の両方で少なくとも約６５０ＭＰａ、少なくとも約７００ＭＰａ、少なくとも約７５０ＭＰａ、少なくとも約８００ＭＰａ、少なくとも約８５０ＭＰａ、少なくとも約９００ＭＰａ、又は少なくとも約１０００ＭＰａである。少なくとも１つの実施態様では、二軸配向ｅＰＴＦＥメンブレンのマトリックス引張強度（ＭＴＳ）は、長手方向及び横方向の両方で、約６００ＭＰａ～約１０００ＭＰａ、約６５０ＭＰａ～約１０００ＭＰａ、約７００ＭＰａ～約１０００ＭＰａ、約７５０ＭＰａ～約１０００ＭＰａ、約８００ＭＰａ～約１０００ＭＰａ、約８５０ＭＰａ～約１０００ＭＰａ、又は約９００ＭＰａ～約１０００ＭＰａである。

【0088】

加えて、付加的に一軸延伸させられたｅＰＴＦＥメンブレンはより高い固有強度特性を有する。いくつかの実施態様では、ｅＰＴＦＥメンブレンのマトリックス引張強度（ＭＴＳ）は、機械方向で約１０００ＭＰａ超、機械方向で約１１００ＭＰａ超、機械方向で約１２００ＭＰａ超、機械方向で約１２００ＭＰａ超、機械方向で約１３００ＭＰａ超、又は機械方向で約１４００ＭＰａ超である。いくつかの実施態様では、一軸配向ｅＰＴＦＥメンブレンのマトリックス引張強度（ＭＴＳ）は、機械方向で約１０００ＭＰａ～約１４００ＭＰａ、機械方向で約１１００ＭＰａ～約１４００ＭＰａ、機械方向で約１２００ＭＰａ～約１４００ＭＰａ、機械方向で約１２００ＭＰａ～約１３００ＭＰａ、又は横方向で約１３００ＭＰａ～約１４００ＭＰａである。言うまでもなく、マトリックス引張強度は本明細書では機械方向に関して提供されているものの、横方向に延伸させられたｅＰＴＦＥメンブレンにも等しく適用することができる。

【0089】

加えて、一軸配向ｅＰＴＦＥメンブレンのマトリックス貯蔵弾性率は周囲温度（すなわち約２０℃）で少なくとも１００ＧＰａである。いくつかの実施態様では、一軸配向ｅＰＴＦＥメンブレンの周囲温度（すなわち約２０℃）におけるマトリックス貯蔵弾性率は、約１００ＧＰａ～約１１１ＧＰａ、約１０１ＧＰａ～約１１１ＧＰａ、約１０２ＧＰａ～約１１１ＧＰａ、約１０３ＧＰａ～約ＧＰａ、約１０４ＧＰａ～約１１１ＧＰａ、約１０５ＧＰａ～約１１１ＧＰａ、約１０６ＧＰａ～約１１１ＧＰａ、約１０７ＧＰａ～約１１１ＧＰａ、約１０８ＧＰａ～約１１１ＧＰａ、約１０９ＧＰａ～約１１１ＧＰａ、又は約１１０ＧＰａ～約１１１ＧＰａである。さらに一軸配向ｅＰＴＦＥのバルクデニールは、約７５０ｇ／９０００ｍである。いくつかの実施態様では、一軸配向ｅＰＴＦＥのバルクデニールは、約０．５ｇ／９０００ｍ～約７５０ｇ／９０００ｍ、約０．５ｇ／９０００ｍ～約６５０ｇ／９０００ｍ、約０．５ｇ／９０００ｍ～約５００ｇ／９０００ｍ、約１００ｇ／９０００ｍ～約４５０ｇ／９０００ｍ、約０．５ｇ／９０００ｍ～約４００ｇ／９０００ｍ、約０．５ｇ／９０００ｍ～約３５０ｇ／９０００ｍ、約０．５ｇ／９０００ｍ～約２５０ｇ／９０００ｍ、約０．５ｇ／９０００ｍ～約２００ｇ／９０００ｍ、約０．５ｇ／９０００ｍ～約１５０ｇ／９０００ｍ、約０．５ｇ／９０００ｍ～約１００ｇ／９０００ｍ、約０．５ｇ／９０００ｍ～約５０ｇ／９０００ｍ、０．５ｇ／９０００ｍ～約２５ｇ／９０００ｍ、約０．５ｇ／９０００ｍ～約１５ｇ／９０００ｍ、約０．５ｇ／９０００ｍ～約１０ｇ／９０００ｍ、約０．５ｇ／９０００ｍ～約５ｇ／９０００ｍ、約０．５ｇ／９０００ｍ～約３ｇ／９０００ｍ，又は約０．５ｇ／９０００ｍ～約１ｇ／９０００ｍである。

【0090】

加えて、一軸配向ｅＰＴＦＥメンブレンの強度（tenacity）は少なくとも約５ｇｆ／ｄである。いくつかの実施態様では、一軸配向ｅＰＴＦＥメンブレンの強度は、約５ｇｆ／ｄ～約８ｇｆ／ｄ、約６ｇｆ／ｄ～約８ｇｆ／ｄ、又は約６ｇｆ／ｄ～約７ｇｆ／ｄである。さらに、一軸配向ｅＰＴＦＥメンブレンは０．９８５以上の＜Ｐ２＞配向を有している。

【0091】

加えて、二軸配向ｅＰＴＦＥメンブレンの空気抵抗はわずかにすぎない。いくつかの実施態様では、ｅＰＴＦＥメンブレンの空気抵抗は、約３０，０００Ｐａ・ｓ／ｍ未満、約２５，０００Ｐａ・ｓ／ｍ未満、約２０，０００Ｐａ・ｓ／ｍ未満、約１５，０００Ｐａ・ｓ／ｍ未満、約１０，０００Ｐａ・ｓ／ｍ未満、約７，５００Ｐａ・ｓ／ｍ未満、約５０００Ｐａ・ｓ／ｍ未満、約２０００Ｐａ・ｓ／ｍ未満、約１５００Ｐａ・ｓ／ｍ未満、約１０００Ｐａ・ｓ／ｍ未満、約７５０Ｐａ・ｓ／ｍ未満、約５００Ｐａ・ｓ／ｍ未満、約２５０Ｐａ・ｓ／ｍ未満、又は約１５０Ｐａ・ｓ／ｍであってよい。いくつかの実施態様では、空気抵抗は、約１００Ｐａ・ｓ／ｍ～約２０００Ｐａ・ｓ／ｍ、約１００Ｐａ・ｓ／ｍ～約１５００Ｐａ・ｓ／ｍ、約１００Ｐａ・ｓ／ｍ～約１０００Ｐａ・ｓ／ｍ、約１００Ｐａ・ｓ／ｍ～約７５０Ｐａ・ｓ／ｍ、約１００Ｐａ・ｓ／ｍ～約５００Ｐａ・ｓ／ｍ、約１００Ｐａ・ｓ／ｍ～約２５０Ｐａ・ｓ／ｍ、又は約２５０Ｐａ・ｓ／ｍ～約５００Ｐａ・ｓ／ｍである。ｅＰＴＦＥメンブレンの高い表面積と組み合わされた低い空気抵抗は、高性能の濾過デバイスを可能にする。

【0092】

二軸配向ｅＰＴＦＥメンブレンはまた、総視感透過率（３８０ｎｍ～７８０ｎｍで測定）が約９０％以上、約９５％以上、約９８％以上、約９９％以上であり、高い光透過性を有している。模範的実施態様では、二軸配向ｅＰＴＦＥメンブレンの総視感透過率は、約９０％～約９９％、約９５％～約９９％、又は約９８％～約９９％であってよい。いくつかの実施態様では、ｅＰＴＦＥメンブレンの総視感透過率はほぼ１００％である。

【0093】

（二軸配向及び一軸配向された）ｅＰＴＦＥメンブレンのフィブリルは、ｅＰＴＦＥが多孔質であるように、又はｅＰＴＦＥが無孔質であるように、少なくとも１種の被覆組成物、例えばポリマー又は生物学的被膜によって任意に被覆されてよい。任意のコンベンショナルな被覆法、例えば溶媒被覆、噴霧被覆、回転被覆、蒸着、原子層体積（ＡＬＤ）、又は浸漬被覆によって、ｅＰＴＦＥメンブレンに被膜組成物を被着することができる。加えて、成分、例えばフッ素化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）、ポリフルオロアクリレート（ＰＦＡ）及びシリコーンのシート間を加熱しながら圧縮することにより、ｅＰＴＦＥメンブレンに被膜を被着することもできる。

【0094】

いくつかの実施態様では、被膜組成物は、二軸配向又は一軸配向ｅＰＴＦＥメンブレンの厚さを貫通する空間の少なくとも一部を占めるか又は埋める。ｅＰＴＦＥメンブレン上又はｅＰＴＦＥメンブレン内に被覆し且つ／又は吸収させるのに適したポリマー及び／又は生物学的被膜の一例としては、ポリエステル、ポリスチレン、ポリアミド、ポリフタルアミド、ポリアミド－イミド、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、ポリスルホン、ポリフェニレンスルフィド、液晶ポリマー、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリシロキサン、エポキシ、ポリウレタン、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリアクリレート、ポリパラキシリレン、テトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）とＶＤＦ（フッ化ビニリデン）とＨＦＰ（ヘキサフルオロプロピレン）とのターポリマー、テトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）とペルフルオロアルキルビニルエーテル（ＰＡＶＥ）とのコポリマー、テトラフルオロエチレンとペルフルオロ－２，２－ジメチル－１，３－ジオキソールとのコポリマー、ペルフルオロアルキルビニルエーテル、ペルフルオロアルキルエーテル、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、エチレンテトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、フッ素化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）、ペルフルオロアルコキシアルカン（ＰＦＡ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、CBAS（登録商標）／ヘパリン被膜（W.L. Gore & Associates, Inc.から商業的に入手可能）、抗菌剤、抗体、医薬品、生物学的存在物、血管新生刺激剤、及びこれらの任意の組み合わせが挙げられる。被着される被膜量は初期の用途に依存する。

【0095】

二軸又は一軸配向ｅＰＴＦＥメンブレンは自己支持型であり、そしていくつかの実施態様では、ポリマーフィルム、例えば多孔質ポリマー、無孔質ポリマー、フルオロポリマー、ポリオレフィン、フィルム、テープ、及び他のメンブレンを補強するために、ｅＰＴＦＥメンブレンは使用される。「自己支持型」とは、ｅＰＴＦＥメンブレンがバッキング層又はキャリア層を必要としないことを意味する。しかしながら、ｅＰＴＦＥメンブレンは極めて薄いので、ｅＰＴＦＥメンブレンの縁部はしばしばマクロスケールの長さで拘束される。換言すれば、ｅＰＴＦＥメンブレンをメンブレンの周囲を巡って拘束する（例えば「額縁を付ける（picture framed）」ことにより、ｅＰＴＦＥメンブレンの完全性を維持する。メンブレンの固有強度は種々の距離にわたって関連付けられ、メンブレンの後ろ又は下にバッキング層又は支持層を設けることなしに、メンブレン自体をまとめて保持する。

【0096】

二軸配向及び一軸配向ｅＰＴＦＥメンブレンは、単独のｅＰＴＦＥメンブレン層として形成することができる。他の実施態様では、二軸配向及び一軸配向ｅＰＴＦＥメンブレンは、ｅＰＴＦＥメンブレン内に数十、数百、又は数千のｅＰＴＦＥメンブレン層を有してよい。いくつかの実施態様では、２層～４層が存在してよい。他の実施態様では、ｅＰＴＦＥメンブレン内には２層～１６層が存在してよい。さらなる実施態様では、ｅＰＴＦＥメンブレン内には、２層～５００層、２層～１，０００層、２層～５，０００層、２層～１０，０００層、２層～２５，０００層、２層～５０，０００層、２～１００，０００層、２～５００，０００層、２～１，０００，０００層（又はこれよりも多くの層）が存在してよい。理論に縛られたくはないが、ｅＰＴＦＥメンブレン内に存在するｅＰＴＦＥ層の数に対する唯一の限定因子は、層を積み重ね延伸させるのに費やされる時間である。典型的には、ｅＰＴＦＥメンブレンスタックは、ｅＰＴＦＥメンブレンが二軸延伸させられるたびに４倍「成長」する。言うまでもなく、積み重ねられたｅＰＴＦＥメンブレン内に個々のｅＰＴＦＥメンブレンを結合するために、接着剤又は他の結合剤は使用されないのが典型的であるものの、接着剤又は他の結合材料の包含が、本明細書中における使用から除外されることはなく、本発明の範囲に含まれるものと考えられる。

【0097】

別の実施態様では、ｅＰＴＦＥメンブレン（二軸配向及び一軸配向の両方）は、同じ機械特性を有するｅＰＴＦＥメンブレン、異なる機械特性を有するｅＰＴＦＥメンブレン、及び／又はスペーサ層（例えば異なるポリマー層、例えば多孔質ポリマー、無孔質ポリマー、フルオロポリマー、多孔質ポリオレフィン、又は無孔質ポリオレフィン）を含んでよい。換言すれば、ｅＰＴＦＥメンブレンは、ｅＰＴＦＥメンブレン内に異なるポリマー及び／又は非ポリマー層を含むように、工学的に設計されてよい。加えて、１つのｅＰＴＦＥメンブレン層は、別のｅＰＴＦＥ層とは、延伸量及び／又は歪み速度及び／又は層に施される全体的な作業によって異なっていてよい。ｅＰＴＦＥメンブレン内部の任意の付加的な層のメンブレンのタイプ、延伸、機械特性を変向することによって、輸送、濾過、又は分離の要件を維持しながら、特定のバルク特性に合致するようにｅＰＴＦＥメンブレンを形成することができる。

【0098】

ｅＰＴＦＥメンブレン（二軸配向及び一軸配向）及び／又はｅＰＴＦＥメンブレン内部の任意の付加的なスペーサ層を形成することによって、透過率、孔サイズ、及びバルク機械特性を制御することができる。本明細書中に使用される「透過率」という用語は、材料がそれを横切る差圧に晒されたときに、流体（すなわち液体又は気体）を、メンブレン又はフィルタ材料の孔を通して送る能力を意味する。１つの事例において、ｅＰＴＦＥメンブレンは、種々の孔サイズ、例えば直径約６ミクロン未満の孔サイズを可能にする。本明細書中に使用される「孔サイズ」は、ｅＰＴＦＥメンブレン内の孔のサイズを意味する。孔サイズは２ｎｍ～約６ミクロンであってよい。加えて、ｅＰＴＦＥの比表面積（ＳＳＡ）は、面積加重フィブリル幅（ＡＷＦＷ）によって測定して、約３５ｍ^２／ｇ～約１２０ｍ^２／ｇ、約４５ｍ^２／ｇ～約１２０ｍ^２／ｇ、約５５ｍ^２／ｇ～約１２０ｍ^２／ｇ、約６５ｍ^２／ｇ～約１２０ｍ^２／ｇ、約７５ｍ^２／ｇ～約１２０ｍ^２／ｇ、約８０ｍ^２／ｇ～約１２０ｍ^２／ｇ、約９０ｍ^２／ｇ～約１２０ｍ^２／ｇ、約１００ｍ^２／ｇ～約１２０ｍ^２／ｇ、又は約１１０ｍ^２／ｇ～約１２０ｍ^２／ｇであってよい。

【0099】

いくつかの実施態様では、二軸配向ｅＰＴＦＥメンブレンは空気濾過用途に使用することができる。このような用途では、ｅＰＴＦＥメンブレンの品質係数は、チャレンジ粒子が直径０．１ミクロンであるとともに面速度が５．３３ｃｍであるときに、少なくとも６５（ｋＰａ^－１）である。言うまでもなく、ｅＰＴＦＥメンブレンの重量に対する強度（固有強度）は、コンベンショナルなｅＰＴＦＥメンブレンよりも高い。より高い品質係数値はより良好な濾過性能と関連する。ある特定の実施態様では、二軸配向ｅＰＴＦＥメンブレンの品質係数は、約６５（ｋＰａ^－１）～約１８０（ｋＰａ^－１）、約７０（ｋＰａ^－１）～約１８０（ｋＰａ^－１）、約８０（ｋＰａ^－１）～約１８０（ｋＰａ^－１）、約９０（ｋＰａ^－１）～約１８０（ｋＰａ^－１）、約１００（ｋＰａ^－１）～約１８０（ｋＰａ^－１）、約１１０（ｋＰａ^－１）～約１８０（ｋＰａ^－１）、約１２０（ｋＰａ^－１）～約１８０（ｋＰａ^－１）、約１３０（ｋＰａ^－１）～約１８０（ｋＰａ^－１）、約１４０（ｋＰａ^－１）～約１８０（ｋＰａ^－１）、約１５０（ｋＰａ^－１）～約１８０（ｋＰａ^－１）、約１６０（ｋＰａ^－１）～約１８０（ｋＰａ^－１）、又は約１７０（ｋＰａ^－１）～約１８０（ｋＰａ^－１）のであってよい。

【0100】

二軸配向ｅＰＴＦＥメンブレンは、液状媒質が高い流量で移動しているときでもナノ粒子（例えば約１ｎｍ～約２００ｎｍ）を液状媒質から濾過することが望ましい用途において使用することができる。従って、ｅＰＴＦＥメンブレンは濾過材料として使用することができ、そしてポリテトラフルオロエチレンの性質によって、耐化学攻撃性を有し、生体適合性であり、そして高いマトリックス引張強度（ＭＴＳ）を示す。濾過性マトリックスは、溶液、懸濁液、コロイド、生体流体、生体液の成分、水性材料、又は非水性材料から選択することができる。濾過性マトリックスを濾過するために、マトリックスをｅＰＴＦＥメンブレンに通し、結果として得られた濾液を収集する。１実施態様では、二軸配向ｅＰＴＦＥメンブレンは、等式（１）によって定義されたライン以上のナノ粒子保持パーセント（％）を含む。

【数9】

（上記式中、
ｙ＝ナノ粒子保持率％、そして
ｘ＝濾液透過率［ｇ／ｃｍ^２／ｓ／ＭＰａ］）

【0101】

試験法
非接触厚さ測定
KEYENCE LS-7600レーザーシステム（KEYENCE Americaから商業的に入手可能）を使用して、メンブレンの非接触厚さを測定した。

【0102】

メンブレン密度の計算
試料をカットして正方形区分１５．２ｃｍｘ１５．２ｃｍを形成した。各試料をMettlerToledo AT20秤を使用して秤量した。KEYENCEレーザーによって計算された厚さを使用して、等式（２）を用いて試料の密度を計算した。

【数10】

（上記式中、
ρ＝密度（ｇ／ｃｍ^３）；
ｍ＝質量（ｇ）；
ｗ＝幅（ｃｍ）；
ｌ＝長さ（ｃｍ）；及び
ｔ＝厚さ（ｃｍ））

【0103】

マトリックス引張強度（ＭＴＳ）（方法１）
二軸ｅＰＴＦＥメンブレンのＭＴＳを割り出すために、ASTM D412-ドッグボーン・ダイ・タイプF (D412F)を使用して、長手方向及び横方向に試料ｅＰＴＦＥメンブレンをカットした。一軸メンブレンのＭＴＳを割り出すために、試料ｅＰＴＦＥメンブレンを長手方向に負荷した。平らな面を有するグリップと「２２ ｌｂ」（ほぼ１００Ｎ）ロードセルとを備えたINSTRON（登録商標）5567（マサチューセッツ州Norwood在、Illinois Tool Works Inc.）引張試験機械を使用して、引張破断荷重を測定した。グリップのためのゲージ長を８．２６ｃｍに設定し、そして歪み速度は０．８４７ｃｍ／ｓであった。試料をグリップ内に入れ、試料を１．２７ｃｍ後退させることによりベースラインを得、続いて上述の速度で引張試験を行った。ＭＴＳ計算のためにピーク力測定を用いた。
等式（３）：

【数11】

を用いて長手方向及び横方向ＭＴＳを計算した。

【0104】

マトリックス引張強度（ＭＴＳ）（方法２）
一軸ｅＰＴＦＥメンブレンのＭＴＳを割り出すために、紐グリップ及び糸グリップを使用して、試料ｅＰＴＦＥメンブレンを長手方向に負荷した。紐グリップ及び糸グリップと「２２ ｌｂ」（ほぼ１００Ｎ）ロードセルとを備えたINSTRON（登録商標）5567 (マサチューセッツ州Norwood在、Illinois Tool Works Inc.)引張試験機械を使用して、引張破断荷重を測定した。グリップのためのゲージ長を１５．２４ｃｍに設定し、そして歪み速度は０．２５４ｃｍ／ｓであった。試料をグリップ内に入れた後、試料を１．２７ｃｍ後退させることによりベースラインを得、続いて上述の速度で引張試験を行った。ＭＴＳ計算のためにピーク力測定を用いた。

【0105】

走査型透過電子顕微鏡（ＳＴＥＭ）
低電圧（ＳＴＥＭ）（走査型透過電子顕微鏡法）は、試料を通る電子の集束ビームを加速し、そして適宜の検出器で透過された電子を収集することにより、薄い試料を可視化するために用いられる技術である。低電圧とは、１００ｋＶ未満（本明細書に例示されるように＜３０ｋＶ）のビーム加速電圧を用いることを意味する。画像コントラストは、組成又は厚さに起因するメンブレンによる電子吸収量の差に基づく。

【0106】

透過アダプター（ＳＴＥＭ）を備えた走査電子顕微鏡（Hitachi, SU8000、日本国東京在、株式会社日立製作所）を使用し、３０ｋＶ以下の加速電圧で操作した。試料には前処理も追加処理（染色）も施さなかった。炭素支持層（炭素タイプ－Ｂ、３００メッシュ、銅、製品# 01813, Ted Pella, Inc.）を備えた銅グリッド（PELCO（登録商標）中央マーキング付きグリッド、４００メッシュ、銅、製品# 1GC400、カリフォルニア州Redding在、Ted Pella Inc.）上で、薄い多孔質フィルムの分析のための試料を調製した。

【0107】

二軸試料のＸ線ディフラクトグラム
Brookhaven National Laboratory (ニューヨーク州Upton)におけるNational Synchrotron Light SourceのＸ２７Ｃビームラインを使用して、二次元（２－ｄ）Ｘ線ディフラクトグラムを得た。ビームラインは、波長０．１３７１ｎｍ、公称光束光子１０^１２／ｓ、及び直径０．３９ｍｍの、十分にコリメートされた単色Ｘ線ビームを提供した。検出器はRayonix MAR-CCD 2-d画像システム(イリノイ州Evanston在、Rayonix LLC)であった。システムは試料－検出器距離６７．９７ｍｍで設定し、Ａｌ_２Ｏ_３粉末標準を使用して較正した。試料をビームと検出器との間に置き、透過ジオメトリー散乱／拡散Ｘ線画像を４８０～５４０秒間にわたって収集した。加えて、各試料を画像化した後すぐに、試料が存在しないバッググラウンド画像を同じ時間にわたって記録した。試料画像からバッググラウンド画像を差し引くことにより、空気散乱の効果を除去し、そして所期のディフラクトグラムを作成した。

【0108】

一軸試料のためのＸ線散乱法
XenocsブランドのXeuss 2.0 SAXS/WAXS Laboratory Beamlineシステム（フランス国Sassenage 在、Xenocs SAS）上で広角Ｘ線散乱試験を実施した。機器は、５０ｋＶ及び０．６ｍＡで動作するGeniX3D Ｃｕ ｋ_ａ源（波長0.154nm）と、DectrisブランドのPilatus 300K検出器(スイス国Baden-Daettwil在、Dectris Ltd.)とを使用した。ビームを、それぞれが0.5 mm x 0.5 mm面積まで開いている２つのインライン・スリットでコリメートした。試料－検出器の距離は７１．０ｍｍであった（六ホウ化ランタン標準によって較正）。Xeuss 2.0システムの「仮想検出器」フィーチャを使用して、検出器内の盲点を消去し、またその角度範囲を拡張した。このことは、検出器を水平方向に並進させ、次いで複数の走査を平均することにより達成された。ここでは４つの走査を、様々な水平方向検出器オフセットで行い、それぞれの走査は１５分間の暴露時間を伴った。これら４つの走査を平均することにより、散乱プロフィールを提供した。配向は、等式（４）を利用してＩ対φ方位角から、配向を定量化した。

【数12】

【0109】

等式（５）によって割り出されるように、＜Ｐ２＞が１に接近するのに伴い、機械方向におけるほぼ完全な配向が、達成される。

【数13】

【0110】

結晶化度
JMP（登録商標）14.1.0 統計分析ソフトウェア(SAS institute)を使用して強度対ｑ ｓｃａｎをピークフィッティングすることにより、結晶化度を得た。積分の範囲をｑ＝８．７４～１５．４（ｎｍ^－１）に限定し、そして線形バックグラウンドを、これが測定された強度約ｑ＝８．７４～１０（ｎｍ^－１）及びｑ＝１４．１～１５．４（ｎｍ^－１）と一致するように定義した。線形バックグラウンドが差し引かれた後、Pearson VII関数を用いて、両ピークをフィットさせた。

【0111】

Bowenの米国特許出願公開第２００４／０１７３９７８号明細書に定義されているように、下記等式（６）に従って、フィットされた１００結晶ピーク（Ａ_１００）下の面積と、フィットされた非晶質ピーク(Ａ_{ａｍｏｒｐｈｏｕｓ})下の面積とから結晶化度を計算した。

【数14】

【0112】

泡立ち点
毛管流動ポロメーター（Porous Materials, Inc., Ithaca, N.Y.のModel CFP 1500 AE）を使用して、ＡＳＴＭ Ｆ３１ ６－０３の一般的な教示内容に従って、泡立ち点を測定した。試料メンブレンを試料チャンバ内へ入れ、表面張力１９．１ダイン／ｃｍのSilWickシリコーン流体（Porous Materials, Inc.から商業的に入手可能）で湿潤した。試料チャンバの下側クランプは、下記寸法（２．５４ｃｍ直径、３．１７５ｍｍ厚さ）の４０ミクロン多孔質金属ディスク挿入体（Mott Metallurgical, Fannington, Conn）から成る。試料チャンバの上側クランプは、直径１２．７ｍｍの開口から成る。Capwinソフトウェア・バージョン6.74.70を使用して、下記パラメータ及び設定点を使用した。
パラメータ 設定点
Maxflow 200000 (cc/m)
Bubflow 10-127 (cc/m)
F/PT 50
Minbppres 0.1 (psi)
Zerotime 1 (sec)
V2incr 10 (cts)
Preginc 1 (cts)
Pulse Dela 2 (sec)
Maxpress 500 (psi)
Pulse Width 0.2 (sec)
Mineqtime 30 (sec)
Presslew 10 (cts)
Flowslew 50 (cts)
Eqiter (0.1 sec) 3
Aveiter (0.1 sec) 20
Maxpdif 0.1 (psi)
Maxfdif 50 (cc/m)
Startp 1 (psi)
泡立ち点に関して示された値は２つの測定の平均であった。

【0113】

ＡＴＥＱ空気流
メンブレン試料を通る空気の層流体積流量を測定する。流路を横切って面積２．９９ｃｍ^２をシールする形で２つの板間に各メンブレン試料を締め付けた。ATEQ（登録商標）(ATEQ Corp., Livonia, MI) Premier D小型流量テスターを使用して、メンブレンを通る空気差圧１．２ｋＰａ（１２ｍｂａｒ）でチャレンジすることにより各メンブレン試料を通る空気流量（Ｌ／ｈｒ）を測定した。

【0114】

空気流抵抗
Textest AG（スイス国Zurich）によって製造されたTextest FX 3300空気透過率テスターデバイスを使用して、空気流抵抗を試験した。フラジール透過率測定値は、１２．７ｍｍ水柱の試料を横切る差圧の低下時における１分当たりの試料面積１平方フィート当たりの立方フィートで表された空気の流量である。試料を円形のフランジ付き固定具内に締め込むことによって空気透過率を測定した。固定具は７ｃｍ直径の円形開口（面積３８．５ｃｍ^２）を提供した。試料固定具の上流側を、乾燥圧縮空気源と並んで流量計に接続した。

【0115】

光透過率測定
二重ビーム積分球アタッチメント（１５０ｍｍ直径、ILN-725）を備えた分光光度計（Jasco V-670; ドイツ国Pfungstadt在、JASCO Deutschland GmbH）を使用して、光透過率測定を実施した。分光光度計は重水素＆タングステン－ハロゲンランプと、単独のCzerny-Turnerタイプの単色光分光器（１２００線／ｍｍ回折格子）と、光電子増倍管（ＰＭＴ）検出器とから成っている。単色光分光器からの光は、積分球に入る前に試料ビームと参照ビームとに分割される。積分球は単方向照射及び拡散検出を行うように形成される。試料ビームは法線入射時に、積分急入射ポート上に置かれた２０ｍｍ ｘ ２０ｍｍ試料を照射するのに対して、参照ビームは、積分球上の開いたポートを通過する。試料ビーム及び参照ビームはＰＭＴ検出器上へ交互に入射し、そして同期整流を施された後、デジタル信号に変換される。

【0116】

単色光分光器の帯域幅を１０ｎｍに設定し、そして格子波長を操作速度２０００ｎｍ／ｍｉｎで２５０ｎｍ～８００ｎｍで走査した。源を３４０ｎｍで重水素ランプからタングステン－ハロゲンランプへ変えた。２ｎｍの間隔で信号を記録した。「暗補正（dark correction）」スペクトル（試料ビームをブロックする）と「ベースライン補正」（試料ビームが開いたポートを通過する）スペクトルとを収集した。すなわち、これらのスペクトルは、入射光のパーセンテージとして表される透過率スペクトルを報告するために使用した。

【0117】

ＣＩＥ標準光源及びＣＩＥ測色標準観測者によって透過スペクトルを加重することにより、総視感透過率を計算した（ASTM D1003-13: Standard Test Method for Haze and Luminous Transmittance of Transparent Plastics（透明プラスチックのヘイズ及び視感透過率の標準試験法）参照）。Ｄ６５光源及び１９３１ ２－ｄｅｇ標準観測者をここに提示された計算において用いた。３１５～４００ｎｍ及び２８０～３１５ｎｍ波長範囲の％透過率平均値をそれぞれ計算することによって、ＵＶＡ及びＵＶＢの範囲内の透過率％を計算した。

【0118】

フィブリル幅平均値の割り出し
選択された試料をＳＴＥＭによって画像化し、フィブリルの投影幅の５０の測定値によって手動で特徴付けた（例えば図１１）。５０領域を強調するために乱数発生器を使用することにより、均一なサンプリングを容易にし、次いでオペレーターは最も近いフィブリル、好ましくはすでに特徴付けられてはいないフィブリル断片の輪郭をトレースする。一般に、マーキングされたフィブリルは方形であり、アスペクト比は１超であった。オブジェクトの面積を長さによって割り算した比から、フィブリルの公称投影幅を計算した。これは単一の幅測定値よりも代表的であり且つ情報に富む。それというのも、これは必然的に投影幅測定が方形形状の主軸に対して垂直になるように強制するからである。この方法を確認するために、等式（７）に従って計算された計算幅において主軸に対して直交する、手動識別された領域のセントロイドを通る線を描いた。

【数15】

【0119】

動的機械アナライザー（ＤＭＡ）マトリックス貯蔵弾性率及び損失弾性率
マトリックス貯蔵弾性率及び損失弾性率の測定を、緊定試料クランプを備えたTA Instruments Q800システム(デラウェア州New Castle 在、TA Instruments)を使用して実施した。標準TA Instruments手順に従ってＤＭＡを較正した。幅のために０．１ｍｍ目盛り付きレティクルを備えた１０倍顕微鏡を、そして厚さのためにKEYENCE LS7010高精度非接触型マイクロメーター(イリノイ州Itasca 在、Keyence Corp.)を使用して、試料の寸法を得た。Mettler-Toledo A120マイクロ秤 (オハイオ州Columbus 在、Mettler-Toledo, LLC)を使用して、試料質量を測定した。次いで試料を機器内に入れ、５ｍＮのプレロードを加えた。較正されたＤＭＡクランプ位置から２５℃で試料長さを得た。真歪振幅０．００１及び周波数１Ｈｚの正弦波歪を付加的な定荷重とともに加えた。この定荷重は、正弦波歪みが加えられている間中、試料を緊張状態に保つのにちょうど十分なものであった。試料を－５０℃で１０分間にわたって平衡化させ、次いで温度を２℃／ｍｉｎで１５０℃まで傾斜状に変化させた。試料に作用する合成正弦波力の規模及び位相角を、加熱傾斜全体を通して１秒に一度測定し、これを用いて貯蔵弾性率及び損失弾性率を計算した。貯蔵弾性率及び損失弾性率を比ρ_ｔｒｕｅ／ρ_{ｓａｍｐｌｅ}で掛け算することにより、所期マトリックス弾性率を得た。ρ_ｔｒｕｅは、結晶性ポリ（テトラフルオロエチレン）の２．３ｇ／ｃｍ^３と想定する一方、ρ_{ｓａｍｐｌｅ}は、測定された試料の寸法及び質量から計算した。

【0120】

空気濾過性能測定
TSI CERTITEST（登録商標）モデル8160自動フィルタテスター操作・サービスマニュアルで指定された手順に従って、TSI CERTITEST（登録商標）モデル8160自動フィルタテスター(ミネソタ州St. Paul 在、TSI Incorporated)上で、ジオクチルフタレート（ＤＯＰ）エアロゾルを使用して粒子濾過効率メンブレン濾過効率試験を実施した。試料試験面積は７７．８ｃｍであり、面速度は５．３２ｃｍ／ｓｅｃであった。

【0121】

等式（８）を用いて品質係数Ｑ_ｆを割り出した。

【数16】

【0122】

貫通率Ｐは、試料を貫通又は通過する粒子分であり、Δｐは、空気速度５．３３ｃｍ／ｓにおける圧力低下（ｋＰａ）である。より高い品質係数はより良好な濾過性能に関連する(William C. Hinds, Aerosol Technology: Properties, Behavior, and Measurement of Airborne Particles, Second Ed., John Wiley & Sons; Hoboken, NJ (1994)参照)。同じ面速度及び試験エアロゾル粒子サイズを用いて品質係数を比較する。品質係数は相互圧力（ｋＰａ^－１）の単位で定義される。

【数17】

【0123】

ビード試験による液体透過率及び保持率の割り出し
ビード試験は、メンブレン試料の透過率及びビード保持率を測定する。メンブレン試料を２５ｍｍフィルタホルダ内で拘束した。メンブレンをまずイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）－ＤＩ水溶液（７０：３０ ｖ／ｖ ＩＰＡ：水）で湿潤させた。空気圧を使用して、この溶液をメンブレンに強制的に通した。７グラムの溶液が試料を貫流するようにし、続いてＤＩ水中１体積％の非イオン性界面活性剤TRITON（登録商標）X-100（CAS 9002-93-1; ミズーリ州St. Louis 在、Sigma Aldrich）から成る１０グラムの水溶液を貫流させた。次いでメンブレンを、ＤＩ水中１体積％のTRITON（登録商標）X-100から成る水溶液中に分散された０．０２５μｍ直径のポリスチレンラテックスビード（Fluoro-Max R25赤色蛍光ポリマーマイクロスフィア；マサチューセッツ州Waltham 在、Thermo Fisher Scientific）の溶液でチャレンジした。この場合、ビードの単一のモノレイヤーでメンブレン表面積を覆うのに十分な量のビードによってメンブレンをチャレンジした。チャレンジ溶液中のビード及び濾液の濃度を、Agilent Technologies Cary Eclipse 蛍光分光光度計（カリフォルニア州Santa Clara 在、Agilent Technologies）を使用して割り出した。

【0124】

メンブレンの透過率は等式（９）を用いて計算した。

【数18】

【0125】

等式（９）中、ｋはメンブレンの透過率であり、ｇは濾液のアリコートの質量であり、Ａは、フィルタホルダ内のメンブレン試料の物理的面積であり、ｔは、濾液のアリコートを収集するのに必要な時間であり、そしてＰはメンブレンを横切る圧力差である。等式（９）中、ｇ／ｔはメンブレンを通る質量流量であり、そしてｇ／Ａｔはメンブレンを通る質量流速である。

【0126】

メンブレンによって保持された溶液中のビードのパーセントは、等式（１０）を用いて計算した。

【数19】

【0127】

等式（１０）中、Ｃ_{ｃｈａｌｌｅｎｇｅ}は、チャレンジ溶液中のビードの濃度であり、そしてＣ_{ｆｉｌｔｒａｔｅ}は濾液中のビードの濃度である。

【実施例0128】

本明細書中で特に断りがない限り、本明細書中に使用されるすべての科学技術用語は、本発明が属する分野の当業者に広く理解されているものと同じ意味を有する。本発明は下記実施例においてさらに定義される。言うまでもなく、これらの実施例は本発明の好ましい実施態様を示す一方、例示を目的としたものにすぎない。上記論議及びこれらの実施例から、当業者であれば、本発明の本質的な特徴を確認することができ、そして本発明に思想及び範囲を逸脱することなしに、本発明を種々の用途及び条件に適合させるために、本発明に種々の変更及び改変を加えることができる。

【0129】

実施例１
以下の実施例は、極めて低い面密度（例えば１０ｍｇ／ｍ^２未満の面密度）を有する単層ＰＴＦＥメンブレンの製造を開示する。

【0130】

ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）微粉末（デラウェア州Wilmington在、E.I. DuPont de Nemours）をISOPAR（登録商標）Kイソパラフィン系炭化水素潤滑剤（テキサス州Spring在、ExxonMobil Chemical）と、微粉末１ポンド（ほぼ０．４５４ｋｇ）当たり１１０ｍＬの目標比（０．１５６ｇの潤滑剤／トータルｇ）（潤滑剤グラム／総混合物質量）でブレンドした。潤滑化された粉末を圧縮して円柱形にし、そして４９℃でラム押出することにより、テープを提供した。テープは１６．２ｃｍ幅及び０．７６２ｍｍ厚であった。ほぼ２００℃に加熱することによりISOPAR（登録商標）Kを除去し、これにより乾燥済みのテープ（「初期テープ」）を形成した。初期テープから９８平方ｍｍを切り取った。初期テープの面密度（パントグラフ延伸前）は、１平方メートル当たり１１３０グラム（ｇ／ｍ^２）と割り出された。本明細書中に使用されるすべての初期テープ面密度は１１５０±１００ｇ／ｍ^２を意味するものとする。実施例１で使用されるプロセスパラメータの要約を表１に示す。

【0131】

第１パス
パントグラフ機械を使用して、９８平方ｍｍの乾燥済みテープを１２０秒間にわたって３００℃（設定点）に設定された炉内で加熱し、次いで長手方向（機械方向（ＭＤ））及び横方向（ＴＤ）に同時に（二軸延伸）、それぞれの方向の目標比約４：１で、約３００℃の温度を維持しながら延伸させた。平均エンジニアリング歪み速度目標を３６％／秒に設定した。パントグラフは、ほぼ８秒間にわたって一定の速度目標で開いた。ｅＰＴＦＥメンブレンをパントグラフで拘束しながら室温（ほぼ２２℃）まで冷ましておいた。

【0132】

第２パス
第１パスからの冷却済みｅＰＴＦＥメンブレン片をさらなる延伸、すなわち「第２パス」のために回収した。同じパントグラフ機械を使用して、選択されたメンブレンを目標１２０秒間にわたって３００℃に設定された炉内で加熱し、次いで長手方向（機械方向（ＭＤ））及び横方向（ＴＤ）に同時に、それぞれの方向の目標比約１０：１で、約３００℃の温度を維持しながら延伸させた。平均エンジニアリング歪み速度目標を９％／秒に設定した。パントグラフは、ほぼ１００秒間にわたって一定の速度目標で開いた。第２パスｅＰＴＦＥメンブレンをパントグラフで拘束しながら室温（ほぼ２２℃）まで冷ましておいた。

【0133】

第３パス
第２パスからの冷却済みｅＰＴＦＥメンブレン片をさらなる延伸、すなわち「第３パス」のために選択した。同じパントグラフ機械を使用して、選択されたメンブレンを１２０秒間にわたって３００℃に設定された炉内で再び加熱し、次いで長手方向（機械方向（ＭＤ））及び横方向（ＴＤ）に同時に、それぞれの方向の目標比約１０：１で、約３００℃の温度を維持しながら延伸させた。一定の加速度設定点は１％／秒であった。パントグラフは、ほぼ２３０秒間にわたって一定の加速度設定点で開いた。第２パスｅＰＴＦＥメンブレンをパントグラフで拘束しながら室温（ほぼ２２℃）まで冷ましておいた。

【0134】

ｅＰＴＦＥメンブレンをパントグラフで拘束しながら室温（ほぼ２２℃）まで冷ましておいた。実施例１のプロセスパラメータの要約を表１に示す。

【0135】

第３パスからの冷却された延伸済みｅＰＴＦＥメンブレンをパントグラフから回収し、裏面に接着剤が塗布されたフレーム（１５２．４ｍｘ１５２．４ｍｍ）上に置いた。フレームをカッティングガイドとして使用して、ｅＰＴＦＥメンブレンを秤量し、面密度平均値が４．３ｍｇ／ｍ^２と算出された。最も軽い試料は２．４ｍｇ／ｍ^２であった（表２）。面積比は一連の延伸操作の前後に面密度の比として定義される。第３パスから得られたｅＰＴＦＥメンブレンはプロセス条件に応じて、１２２，６９０：１～４５９，２７３：１の面積比を示した（表２）。図１～３は同じ試料（２．４０ｍｇ／ｍ^２、試料Ｅ１Ｇ）を３つの異なる倍率で示したものである。残留一次粒子は観察されない。図４は、同じ歪み経路が使用された第２片からのものであるが、炉は３２２℃に設定された（試料Ｅ１Ｈ）。試料Ｅ１ＩのＳＴＥＭ画像は図５として提供される。表１はプロセスパラメータをまとめている。

【表1】

【表2】

【0136】

実施例２
以下の実施例は、１層当たり極めて低い面密度（例えば１０ｍｇ／ｍ^２未満の面密度）を有するＰＴＦＥメンブレンの製造を開示する。このｅＰＴＦＥメンブレンの層形成は２５６層までであり、面積比は最大約３４，０００，０００：１である。

【0137】

ＰＴＦＥ微粉末（E.I. DuPont de Nemours）をISOPAR（登録商標）Kイソパラフィン系炭化水素潤滑剤と、微粉末１ポンド（ほぼ０．４５４ｋｇ）当たり１１０ｍＬの目標比（０．１５６ｇの潤滑剤／トータルｇ）（潤滑剤グラム／総混合物質量）でブレンドした。潤滑化された粉末を圧縮して円柱形にし、そして４９℃でラム押出することにより、テープを提供した。テープは１６．２ｃｍ幅及び０．７６２ｍｍ厚であった。テープをほぼ２００℃に加熱することによりISOPAR（登録商標）Kを除去した。乾燥テープから９８平方ｍｍを切り取った。実施例２で使用されるプロセスパラメータの要約を表３に示す。

【0138】

第１パス
パントグラフ機械を使用して、４つの正方形テープを２４０秒間にわたって３００℃に設定された炉内で加熱し、次いで長手方向及び横方向に同時に、それぞれの方向の目標比約７：１で、約３００℃の温度を維持しながら延伸させた。平均エンジニアリング歪み速度目標を３６％／秒に設定した。パントグラフは、ほぼ１６．７秒間にわたって一定の速度目標で開いた。ｅＰＴＦＥメンブレンをパントグラフで拘束しながら室温（ほぼ２２℃）まで冷ましておいた。冷却済みｅＰＴＦＥメンブレン片から４片（それぞれ４つの層）を回収し、そしてさらなる延伸、すなわち第２パスのためにとっておいた。第１パスプロセスをもう１回繰り返すことにより、別の１６層を作成した。両１６層型試料を合体させることにより、３２層型試料を形成した。

【0139】

第２パス
同じパントグラフ機械を使用して、両１６層スタック（全部で３２層）を目標２４０秒間にわたって３００℃に設定された炉内で加熱し、次いで長手方向及び横方向に同時に、それぞれの方向の目標比約７：１で、約３００℃の温度を維持しながら延伸させた。平均エンジニアリング歪み速度目標を５％／秒に設定した。パントグラフは、ほぼ１２０秒間にわたって一定の速度目標で開いた。ｅＰＴＦＥメンブレンをパントグラフで拘束しながら室温（ほぼ２２℃）まで冷ましておいた。

【0140】

第３パス
冷却済みｅＰＴＦＥメンブレン片から４つの試料（それぞれ３２層）を回収し、そしてさらなる延伸、すなわち「第３パス」のために層形成（全部で１２８層）した。同じパントグラフ機械を使用して、メンブレンを目標２４０秒間にわたって３００℃に設定された炉内で再び加熱し、次いで長手方向及び横方向に同時に、それぞれの方向の目標比約８：１で、約３００℃の温度を維持しながら延伸させた。同時延伸は、それぞれの方向における目標比８：１に対して一定の加速度設定点１％／秒で行った。パントグラフは第３パスではほぼ２０８秒間にわたって開いた。ｅＰＴＦＥメンブレンをパントグラフで拘束しながら室温（ほぼ２２℃）まで冷ましておいた。

【0141】

第４パス
冷却済みｅＰＴＦＥメンブレン片から４つの試料（１２８層）を回収し、そしてさらなる延伸、すなわち「第４パス」のために層形成（全部で１２８層）した。同じパントグラフ機械を使用して、メンブレンを目標１２０秒間にわたって３００℃に設定された炉内で再び加熱し、次いで長手方向及び横方向に同時に、それぞれの方向の目標比約３：１で、約３００℃の温度を維持しながら延伸させた。同時延伸は、それぞれの方向における目標比３：１に対して一定の加速度設定点１％／秒で行った。パントグラフは第４パスではほぼ１１０秒間にわたって開いた。延伸済みｅＰＴＦＥメンブレンをパントグラフで拘束しながら室温（ほぼ２２℃）まで冷ましておいた。

【0142】

ｅＰＴＦＥメンブレンを機械から回収し、裏面に接着剤が塗布されたフレーム（１５２．４ｍｍｘ１５２．４ｍｍ）上に置いた。フレームをカッティングガイドとして使用して、ｅＰＴＦＥメンブレンを秤量し、面密度が０．０００４７ｇ／ｍ^２／層と算出されるとともに、ｅＰＴＦＥメンブレンは０．０６０５ｇ／ｍ^２（試料Ｅ２Ａ、表４）であった。他のｅＰＴＦＥメンブレンの面積比及び面密度（ｅＰＴＦＥメンブレン及びｅＰＴＦＥメンブレンのスタックの両方）を設定し、表４に記載する。

【0143】

加えて、上記最初の３つのパスを使用した１２８層から成るさらに３つのｅＰＴＦＥメンブレンを実施例２のために生成した（Ｅ２Ｂ～Ｄ）。各ｅＰＴＦＥメンブレンを第４及び第５延伸のために個別に負荷した。同じパントグラフ機械を使用して、メンブレンを目標１２０秒間にわたって３００℃に設定された炉内で加熱し、次いで長手方向及び横方向に同時に、それぞれの方向の目標比約４：１（Ｅ２Ｂ）、５：１（Ｅ２Ｃ）又は６：１（Ｅ２Ｄ）で、約３００℃の温度を維持しながら延伸させた。同時延伸は実施例Ｅ２Ｂ～Ｄでは一定の加速度設定点１％／秒で行った。パントグラフは第４パスではほぼ１３９（Ｅ２Ｂ）、１６１（Ｅ２Ｃ）又は１７９（Ｅ２Ｄ）秒間にわたって開いた。各延伸（Ｅ２Ｂ～Ｅ２Ｄ）の終了時には、延伸済みｅＰＴＦＥメンブレンをパントグラフで拘束しながら室温（ほぼ２２℃）まで冷ましておいた。ｅＰＴＦＥメンブレンを機械から回収し、裏面に接着剤が塗布されたフレーム（１５２．４ｍｍｘ１５２．４ｍｍ）上に置いた。フレームをカッティングガイドとして使用して、ｅＰＴＦＥメンブレンを秤量した。表４は第４パスの比設定値、面積比、ｅＰＴＦＥメンブレンのスタックの面密度、各層の面密度、及び最終パスにおける並進時間を含む。

【0144】

加えて、主としてＳＴＥＭ（図６～８）の画像を観察するために、実施例２のためにさらに３つのｅＰＴＦＥメンブレンを生成した（Ｅ２Ｅ～Ｇ）。

【0145】

下記２点を例外として実施例Ｅ２Ｄと同じ工程を用いて、実施例Ｅ２Ｅを処理した。延伸前の滞留時間を第３パス前の２４０秒（Ｅ２Ｄ）から１２０秒（Ｅ２Ｅ）へ短縮し、そして最終パスの面積比設定点のために、第４パス目標比を両方向の設定点６：１（Ｅ２Ｄ）から両方向の設定点８：１（Ｅ２Ｅ）へ増大させた。パントグラフは第４パスではほぼ２０８秒間（Ｅ２Ｅ）にわたって開いた。延伸済みｅＰＴＦＥメンブレンをパントグラフで拘束しながら室温（ほぼ２２℃）まで冷ましておいた。ｅＰＴＦＥメンブレンを機械から回収し、裏面に接着剤が塗布されたフレーム（１５２．４ｍｍｘ１５２．４ｍｍ）上に置いた。

【0146】

下記２点を例外として実施例Ｅ２Ｅと同じ工程を用いて、実施例Ｅ２Ｆを処理した。第４延伸のために負荷される層の数を１２８（Ｅ２Ｅ）から２５６（Ｅ２Ｆ）へ増やし、第４パス目標比を各方向の設定点８：１（Ｅ２Ｅ）から両方向の設定点９：１（Ｅ２Ｆ）へ増大させた。延伸済みｅＰＴＦＥメンブレンをパントグラフで拘束しながら室温（ほぼ２２℃）まで冷ましておいた。ｅＰＴＦＥメンブレンを機械から回収し、裏面に接着剤が塗布されたフレーム（１５２．４ｍｍｘ１５２．４ｍｍ）上に置いた。

【0147】

下記２点を例外として実施例Ｅ２Ｅと同じ工程を用いて、実施例Ｅ２Ｇを処理した。第２延伸のために負荷される層の数を３２（Ｅ２Ｅ）から１６（Ｅ２Ｇ）へ減らし、第４パスは用いなかった。延伸済みｅＰＴＦＥメンブレンをパントグラフで拘束しながら室温（ほぼ２２℃）まで冷ましておいた。ｅＰＴＦＥメンブレンを機械から回収し、裏面に接着剤が塗布されたフレーム（１５２．４ｍｍｘ１５２．４ｍｍ）上に置いた。フレームをカッティングガイドとして使用して、ｅＰＴＦＥメンブレンを秤量し、面密度が０．００９ｇ／ｍ^２／層と算出されるとともに、ｅＰＴＦＥメンブレンは１．１７５ｇ／ｍ^２（試料Ｅ２Ｇ、表４）であった。これらの、そして他のｅＰＴＦＥメンブレンの面積比及び面密度（ｅＰＴＦＥメンブレン及びｅＰＴＦＥメンブレンのスタックの両方）を計算し、表４に記載する。

【表3】

【表4】

【0148】

実施例３
以下の実施例は、ｅＰＴＦＥ層が最大１０２４であり、面積比が最大ほぼ３００，０００，０００：１である極めて低い１層当たりの面密度を有するＰＴＦＥメンブレンの製造を開示する。

【0149】

ＰＴＦＥ微粉末（E.I. DuPont de Nemours）をISOPAR（登録商標）Kイソパラフィン系炭化水素潤滑剤と、微粉末１ポンド（ほぼ０．４５４ｋｇ）当たり１１０ｍＬの目標比（０．１５６ｇの潤滑剤／トータルｇ）（潤滑剤グラム／総混合物質量）でブレンドした。潤滑化された粉末を圧縮して円柱形にし、そして４９℃でラム押出することにより、テープを提供した。テープは１６．２ｃｍ幅及び０．７６２ｍｍ厚であった。テープをほぼ２００℃に加熱することによりISOPAR（登録商標）Kを除去した。乾燥テープから９８平方ｍｍを切り取った。実施例３で使用されるプロセスパラメータの要約を表５に示す。

【0150】

第１パス
パントグラフ機械を使用して、４つの正方形テープを目標２４０秒間にわたって約３２２℃（設定点）に設定された炉内で加熱し、次いで長手方向及び横方向に同時に、それぞれの方向の目標比約１０：１で、約３２２℃の温度を維持しながら延伸させた。平均エンジニアリング歪み速度目標を３６％／秒に設定した。パントグラフは、ほぼ２５秒間にわたって一定の速度目標で開いた。ｅＰＴＦＥメンブレンをパントグラフで拘束しながら室温（ほぼ２２℃）まで冷ましておいた。第１パスプロセスをもう１回繰り返すことにより、別の３２層を作成した。

【0151】

第２パス
同じパントグラフ機械を使用して、両４２層スタック（全部で６４層）を目標２４０秒間にわたって約３２２℃に設定された炉内で加熱し、次いで長手方向及び横方向に同時に、それぞれの方向の目標比約１０：１で、約３２２℃の温度を維持しながら延伸させた。平均エンジニアリング歪み速度目標を３．６％／秒に設定した。パントグラフは、ほぼ２５０秒間にわたって一定の速度目標で開いた。延伸済みメンブレンをパントグラフで拘束しながら室温（ほぼ２２℃）まで冷ましておいた。

【0152】

第３パス
冷却済みｅＰＴＦＥメンブレン片から４つの試料（それぞれ６４層）を回収し、そしてさらなる延伸、すなわち「第３パス」のために層形成（全部で２５６層）した。同じパントグラフ機械を使用して、積み重ねられたｅＰＴＦＥメンブレンを目標２４０秒間にわたって約３２２℃まで炉内で再び加熱し、次いで長手方向及び横方向に同時に、それぞれの方向の目標比約８：１（Ｅ３Ｂ）又は１０：１（Ｅ３Ａ）で、約３２２℃の温度を維持しながら延伸させた。パントグラフが速度目標３．５ｍｍ／ｓに加速するのに伴って４００％歪み（両方向でλ_ｓｐ＝５：１）まで、同時延伸を一定の加速度目標１％／ｓで行い、そして一定の速度設定点５％／ｓ（この具体的な事例では元の長さ入力７０ｍｍに基づいて３．５ｍｍ／ｓ（“ｒ／ｓ”速度モード））で延伸を完了した。パントグラフは第３パスではほぼ２２１秒間（Ｅ３Ｂ）又は２６１秒間（Ｅ３Ａ）にわたって開いた。延伸済みメンブレンをパントグラフで拘束しながら室温（ほぼ２２℃）まで冷ましておいた。

【0153】

第４パス
冷却済みｅＰＴＦＥメンブレン片から試料（２５６層）を回収し、そしてさらなる延伸、すなわち「第４パス」のために積み重ねた（全部で１０２４層）した。同じパントグラフ機械を使用して、メンブレンを目標１２０秒間にわたって約３２２℃まで炉内で再び加熱し、次いで長手方向及び横方向に同時に、それぞれの方向の目標比約７：１で、約３２２℃の温度を維持しながら延伸させた。パントグラフが速度設定点３．５ｍｍ／ｓに加速するのに伴って４００％歪み（両方向でλ_ｓｐ＝５：１）まで、同時延伸を一定の加速度設定点１％／ｓで行い、そして一定の速度設定点５％／ｓ（この具体的な事例では元の長さ入力７０ｍｍに基づいて３．５ｍｍ／ｓ（“ｒ／ｓ”速度モード））で延伸を完了した。パントグラフは第４パスではほぼ２０１秒間にわたって開いた。延伸済みメンブレンをパントグラフで拘束しながら室温（ほぼ２２℃）まで冷ましておいた。

【0154】

ｅＰＴＦＥメンブレンを機械から回収し、裏面に接着剤が塗布されたフレーム（１５２．４ｍｍｘ１５２．４ｍｍ）上に置いた。フレームをカッティングガイドとして使用して、ｅＰＴＦＥメンブレンを秤量し、面密度が０．００５～０．０１６ｇ／ｍ^２／層と算出されるとともに、ｅＰＴＦＥメンブレンの面積当たり質量（ＭＰＡ、面密度）は０．００５～０．０１６ｍｇ／ｍ^２であった（表６）。試料Ｅ３Ａ（すなわちＥ３Ａ～１及びＥ３Ａ～２）に関して２つの異なる位置を測定する一方、試料Ｅ３Ｂ（すなわちＥ３Ｂ～１，Ｅ３Ｂ～２及びＥ３ｂ～３）に関して３つの異なる位置を測定した。試料Ｅ３Ａ（図９）及びＥ３Ｂ（図１０）をＳＴＥＭ画像形成した。

【0155】

最大２９８，６１１，０１６：１が可能であった（表６）。完成したｅＰＴＦＥメンブレンスタックの最も低い面密度はほぼ３．９ｍｇ／ｍ^２であった。

【表5】

【表6】

【0156】

実施例４
以下の実施例は、（１層当たりの）メンブレン厚測定を容易にするために、０．６～２．０グラム／ｍ^２オーダーの面密度を有するｅＰＴＦＥメンブレンの製造を開示する。

【0157】

ＰＴＦＥ微粉末（E.I. DuPont de Nemours）をISOPAR（登録商標）Kイソパラフィン系炭化水素潤滑剤と、微粉末１ポンド（ほぼ０．４５４ｋｇ）当たり１１０ｍＬの目標比（０．１５６ｇの潤滑剤／トータルｇ）（潤滑剤グラム／総混合物質量）でブレンドした。潤滑化された粉末を圧縮して円柱形にし、そして４９℃でラム押出することにより、テープを提供した。テープは１６．２ｃｍ幅及び０．７６２ｍｍ厚であった。ほぼ２００℃に加熱することによりISOPAR（登録商標）Kを除去した。乾燥テープから９８平方ｍｍを切り取った。実施例４で使用されるプロセスパラメータの要約を表７に示す。

【0158】

第１パス
パントグラフ機械を使用して、４つの正方形テープを目標１２０（設定点）（試料Ｅ４Ｂ）又は２４０（設定点）秒間（Ｅ４Ａ，Ｅ４Ｃ及びＥ４Ｄ）にわたって約３００℃に設定された炉内で加熱し、次いで長手方向及び横方向に同時に、それぞれの方向の目標比約７：１で、約３００℃の温度を維持しながら延伸させた。平均エンジニアリング歪み速度目標を３６％／秒に設定した。パントグラフは、ほぼ１６．６秒間にわたって一定の速度目標で開いた。ｅＰＴＦＥメンブレンをパントグラフで拘束しながら室温（ほぼ２２℃）まで冷ましておいた。

【0159】

第２パス
同じパントグラフ機械を使用して、スタック（全部で１６，３２又は４８層、詳細は表７）を目標１２０（Ｅ４Ｂ）又は２４０秒（Ｅ４Ａ，Ｅ４Ｃ及びＥ４Ｄ）間にわたって約３００℃に設定された炉内で加熱し、次いで長手方向及び横方向に同時に、それぞれの方向の目標比約７：１で、約３００℃の温度を維持しながら延伸させた。平均エンジニアリング歪み速度目標を５％／秒に設定した。パントグラフは、ほぼ１２０秒間にわたって一定の速度目標で開いた。延伸済みメンブレンをパントグラフで拘束しながら室温（ほぼ２２℃）まで冷ましておいた。

【0160】

第３パス
冷却済みｅＰＴＦＥメンブレン片から４つの試料を回収し、そしてさらなる延伸、すなわち第３パスのために全部で１２８層（Ｅ４Ａ～Ｃ）又は１９２層（Ｅ４Ｄ）を積み重ねた。同じパントグラフ機械を使用して、１２８層又は１９２層のスタックを付加した。ｅＰＴＦＥメンブレンを目標１２０（Ｅ４Ａ～Ｃ）秒間又は１８０（Ｅ４Ｄ）秒間にわたって約３００℃に設定された炉内で再び加熱し、次いで長手方向及び横方向に同時に、それぞれの方向の目標比約８：１で、約３００℃の温度を維持しながら延伸させた。パントグラフが速度設定点３．５ｍｍ／ｓに加速するのに伴って４００％歪み（両方向でλ_ｓｐ＝５：１）まで、同時延伸を一定の加速度設定点１％／ｓで行い、そして一定の速度設定点５％／ｓ（この具体的な事例では元の長さ入力７０ｍｍに基づいて３．５ｍｍ／ｓ）で延伸（Ｅ４Ａ，Ｅ４Ｃ～Ｄ）を完了した。パントグラフはＥ４Ａ及びＥ４Ｃ～Ｄの延伸中にほぼ２２１秒間にわたって開いた。実施例（Ｅ４Ｂ）の同時延伸は、それぞれの方向において８：１の目標比まで、一定の加速度目標１％／ｓで行った。第３パス並進全体は、実施例Ｅ４Ｂではほぼ２１０秒間かかった。延伸済みメンブレンをパントグラフで拘束しながら室温（ほぼ２２℃）まで冷ましておいた。ｅＰＴＦＥメンブレンを機械から回収し、裏面に接着剤が塗布されたフレーム（１５２．４ｍｍｘ１５２．４ｍｍ）上に置いた。

【0161】

フレームをカッティングガイドとして使用して、ｅＰＴＦＥメンブレンＥ４Ａ～Ｅ４Ｄを秤量し、測定した。ｅＰＴＦＥメンブレンＥ４Ａの面密度が０．００７６ｇ／ｍ^２／層と算出されるとともに、ｅＰＴＦＥメンブレンは０．９７４ｇ／ｍ^２であった。１２８層型ｅＰＴＦＥメンブレンの平均層厚測定値は７．７６ミクロンであった。これは１層当たりほぼ６０ｎｍに相当した。表７は、この試料、及び寸法安定性を促進するために目標５分間にわたってほぼ３５０℃に暴露された（すなわち「熱処理」）同様の試料のプロセスの詳細を含む。ｅＰＴＦＥメンブレンＥ４Ｂの面密度が０．００４９ｇ／ｍ^２／層と算出されるとともに、メンブレンは０．６３２ｇ／ｍ^２であった。１２８層型ｅＰＴＦＥメンブレンの平均層厚測定値は４．９５ミクロンであった。これは１層当たりほぼ３９ｎｍに相当した。表７は、本明細書中に記載された方法を用いて厚さを低減するように圧縮された２つの付加的な同様の試料のプロセスの詳細を含む。ｅＰＴＦＥメンブレンＥ４Ｃは、ｅＰＴＦＥメンブレンＥ４Ａの圧縮された領域であった。ｅＰＴＦＥメンブレンＥ４Ｃを、ほぼ２２℃でほぼ３０分間にわたって２．０７ＭＰａ（３００ｐｓｉ）下の実験室プレス内に配置した。ｅＰＴＦＥメンブレンＥ４Ｄをほぼ２００℃で４０分間にわたって加圧下で１．７３ＭＰａ（２５０ｐｓｉ）のオートクレーブ内に入れた。ｅＰＴＦＥメンブレンＥ４Ｃの面密度が０．００７６ｇ／ｍ^２／層と算出されるとともに、メンブレンは０．９７４ｇ／ｍ^２であった。１２８層型ｅＰＴＦＥメンブレンの平均層厚測定値は１．５０ミクロンであった。これは１層当たりほぼ１１．７ｎｍに相当した。ｅＰＴＦＥメンブレンＥ４Ｄの面密度が０．０１６ｇ／ｍ^２／層と算出されるとともに、メンブレンは２．０３８ｇ／ｍ^２であった。１９２層型ｅＰＴＦＥメンブレンの平均層厚測定値は３．５０ミクロンであった。これは１層当たりほぼ１８．２ｎｍに相当した。

【0162】

表８は、１２８層型及び１９２層型のｅＰＴＦＥメンブレンが、壁厚測定するのに十分に重く厚かったことを示している。それぞれの圧縮されていないｅＰＴＦＥメンブレンの算出された１層当たりの厚さは、ほぼ２０～３０ｎｍであるようにＳＴＥＭの顕微鏡画像から測定された典型的なフィブリルの幅のほぼ２倍と一致した。ＰＴＦＥの密度として２．２ｇ／ｃｃを用いて、固形体積分率及びポロシティを算出する。圧縮されたｅＰＴＦＥメンブレンは、ポロシティ及び１層当たりの厚さの低減を示している。

【0163】

緻密化法
方法１：実験室プレス
ｅＰＴＦＥメンブレンＥ４ＣをCaver実験室プレスモデル M (ウィスコンシン州Menomonee Falls 在Fred S. Carver Inc.,)内に入れた。実験室プレスを、３”直径（ほぼ０．０７６２ｍ）アンビルが頂部にある状態で室温（ほぼ２２°Ｃ）で操作することにより、ほぼ３０分間にわたってほぼ３００ｐｓｉ（～２．０７ＭＰａ）を生成した。

【0164】

方法２：実験室オートクレーブ
KAPTON（登録商標）ポリイミドフィルム(デラウェア州Wilmington 在、E.I. DuPont de Nemours Inc.)から集成されたオートクレーブバッグ内にｅＰＴＦＥメンブレンを入れた。ほぼ７０分にわたって印加圧力２５０ｐｓｉ（ほぼ１．７２ＭＰａ）とともに温度設定点２００℃を用いて、Econoclave（登録商標）３フィートｘ５フィート実験室オートクレーブ(カリフォルニア州Valencia在、ASC Process Systems)内に集成体を入れた。

【表7】

【表8】

【0165】

実施例５
以下の実施例は、積み重ねられたｅＰＴＦＥメンブレン（層形成及び同時延伸による最大１９２層のスタック）の製造、及びフィブリル幅平均値、面積加重フィブリル幅（ＡＷＦＷ）、フィブリル幅中央値、比表面積、泡立ち点、空気流抵抗、及び面密度を含む種々のメンブレンパラメータの測定を開示する。

【0166】

特定の圧力における空気流量が比較的高いことによって、高い透過率が示され、換言すれば、より高い流量のための所要圧力は低い。空気流抵抗は構造の関数であり、大抵の単純なモデルは固形体積分率及び代表フィブリル半径を主要因子として使用する。より精緻なモデルはスリップをフィブリル半径減少として対処し、この場合、これらが標準的な条件における空気の平均自由行程の僅かな部分、ここでは６５ｎｍとなるようにする。高い空気流量を有するメンブレンを生成するための他の関与要因は、フィブリル分布の均一性、フィブリル形状及び配向である。それぞれのフィブリルが同一距離によって分離されるならば、フィブリルの均一な分布が最大化されることになる。均一性が低い分布は、凝集されたフィブリル集合体によって表され、より高い透過率を遅れて示す。フィブリル形状も空気流抵抗を変化させ得る。

【0167】

フィブリル幅平均値を割り出す１つの方法は、代表的な試料内部のフィブリルの幅を手動で測定することである。図４（ｅＰＴＦＥメンブレンＥ１Ｈ）は、フィブリル幅を手動で測定する（５０フィブリルを測定）ことにより幅平均値及び幅中央値を計算する（図１１）ために用いられた。フィブリル測定値はナノメートル（ｎｍ）で表した。図１１（ｅＰＴＦＥメンブレンＥ１Ｈ）からは、フィブリルの幅にわたるグレースケール強度変化に基づき、より小さなフィブリルがより大きいフィブリル上で凝集しているのが観察されるのにともなって、投影幅が過度に単純化されていることが明らかである。図１１からのフィブリル測定値の棒グラフが図１２に示されている。データは対数正規分布にフィットされている。

【0168】

ＰＴＦＥ微粉末（E.I. DuPont de Nemours）をISOPAR（登録商標）Kイソパラフィン系炭化水素潤滑剤と、微粉末１ポンド（ほぼ０．４５４ｋｇ）当たり１１０ｍＬの目標比（０．１５６ｇの潤滑剤／トータルｇ）（潤滑剤グラム／総混合物質量）でブレンドした。潤滑化された粉末を圧縮して円柱形にし、そして４９℃でラム押出することにより、テープを提供した。テープは１６．２ｃｍ幅及び０．７６２ｍｍ厚であった。ほぼ２００℃に加熱することによりISOPAR（登録商標）Kを除去した。乾燥テープを９８平方ｍｍにカットした。実施例５で使用されるプロセスパラメータの要約を表９に示す。

【0169】

第１パス
パントグラフ機械を使用して、４つの正方形テープを目標１２０（Ｅ５Ａ～Ｇ）又は２４０秒間（Ｅ５Ｈ～Ｊ）にわたって３００℃（設定点）に設定された炉内で加熱し、次いで長手方向及び横方向に同時に、目標比（λ_ｓｐ）４：１，７：１又は９：１（表９）で、約３００℃の温度を維持しながら延伸させた。平均エンジニアリング歪み速度目標を３６％／秒に設定した。パントグラフは、目標比（表９）に基づいてほぼ８．３，１６．６，又は２２秒間にわたって一定の速度目標で開いた。延伸済みｅＰＴＦＥメンブレンをパントグラフで拘束しながら室温（ほぼ２２℃）まで冷ましておいた。

【0170】

第２パス
冷却済みｅＰＴＦＥメンブレン片からさらなる延伸、すなわち「第２パス」のために試料を回収した。各試料の第２パスのために積み重ねられた層の具体的な数を表９に示す。同じパントグラフ機械を使用して、ｅＰＴＦＥ層スタックを目標１２０（Ｅ５Ａ～Ｇ）又は２４０（Ｅ５Ｈ～Ｊ）秒間にわたって３００℃に設定された炉内で加熱し、次いで長手方向及び横方向に同時に、それぞれの方向の目標比６．３５：１（Ｅ５Ｊ），７：１（Ｅ５Ｈ～Ｉ）又は１０：１（Ｅ５Ａ～Ｇ）で、約３００℃の温度を維持しながら延伸させた。平均エンジニアリング歪み速度目標は４％／秒～９％／秒であった（表９）。パントグラフは、ほぼ１００（Ｅ５Ａ～ＢＧ），１５０（Ｅ５Ｈ），１２０（Ｅ５Ｉ）及び１３４（Ｅ５Ｊ）秒間にわたって一定の速度目標で開いた（表９）。ｅＰＴＦＥメンブレンをパントグラフで拘束しながら室温（ほぼ２２℃）まで冷ましておいた。

【0171】

第３パス
冷却済みｅＰＴＦＥメンブレンから試料を回収し、そしてさらなる延伸、すなわち第３パスのために必要であるならばこれらを積み重ねた。同じパントグラフ機械を使用して、メンブレンを目標１２０（Ｅ５Ａ～Ｇ），１８０（Ｅ５Ｉ）又は２４０（Ｅ５Ｈ及びＥ５Ｊ）秒間にわたって３００℃に設定された炉内で再び加熱し、次いで長手方向及び横方向に同時に、それぞれの方向の目標比約７：１（Ｅ５Ｈ及びＥ５Ｊ），８：１（Ｅ５Ｉ）又は１０：１（Ｅ５Ａ～Ｇ）（表９）で、約３００℃の温度を維持しながら延伸させた。二軸延伸は一定の加速度設定点１％／ｓ（Ｅ５Ａ～Ｅ５Ｈ及びＥ５Ｊ）で行った。実施例Ｅ５Ｉの場合、パントグラフが速度設定点３．５ｍｍ／ｓに加速するのに伴って４００％歪み（両方向でλ_ｓｐ＝５：１）まで、二軸延伸を一定の加速度設定点１％／ｓで行い、そして一定の速度設定点５％／ｓ（この具体的な事例では元の長さ入力７０ｍｍに基づいて３．５ｍｍ／ｓ）（“ｒ／ｓ”速度モード）で両方向の目標比λ_ｓｐ＝８：１で延伸を完了した。パントグラフはほぼ２２１（Ｅ５Ｉ），２３０（Ｅ５Ａ～Ｇ）及び１９５（Ｅ５Ｈ及びＥ５Ｊ）秒間にわたって開いた。選択された試料（Ｅ５Ｅ～Ｇ及びＥ５Ｉ）を、パントグラフ上で拘束された状態で、目標３００秒にわたって設定点３５０℃の炉内で熱コンディショニング（熱処理）した。ｅＰＴＦＥメンブレンをパントグラフで拘束しながら室温（ほぼ２２℃）まで冷ましておいた。

【0172】

第３パスからの冷却された延伸済みｅＰＴＦＥメンブレンをパントグラフから回収し、裏面に接着剤が塗布されたフレーム（１５２．４ｍｍｘ１５２．４ｍｍ）上に置いた。フィブリル幅平均値、面積加重フィブリル幅（ＡＷＦＷ）、フィブリル幅中央値、比表面積、泡立ち点、空気流抵抗、及び面密度を表１０に記載する。

【表9】

【表10】

【0173】

実施例６
以下の実施例は、ｅＰＴＦＥメンブレンの製造、及び品質係数、空気流抵抗、面密度、粒子捕捉効率、及び貫通率を含む種々のメンブレンパラメータの測定を開示する。試験法の項に記載されたように空気濾過性能を測定した。

【0174】

ＰＴＦＥ微粉末（E.I. DuPont de Nemours）をISOPAR（登録商標）Kイソパラフィン系炭化水素潤滑剤と、微粉末１ポンド（ほぼ０．４５４ｋｇ）当たり１１０ｍＬの目標比（０．１５６ｇの潤滑剤／トータルｇ）（潤滑剤グラム／総混合物質量）でブレンドした。潤滑化された粉末を圧縮して円柱形にし、そして４９℃でラム押出することにより、テープを提供した。テープは１６．２ｃｍ幅及び０．７６２ｍｍ厚であった。ほぼ２００℃に加熱することによりISOPAR（登録商標）Kを除去した。乾燥テープを９８平方ｍｍにカットした。実施例６で使用されるプロセスパラメータの要約を表１１に示す。

【0175】

第１パス
パントグラフ機械を使用して、単一（Ｅ６Ａ～Ｃ）層又は最大４つ（Ｅ６Ｄ）の正方形テープを層形成し、そして１２０（Ｅ６Ａ～Ｃ）又は２４０秒間（Ｅ６Ｄ）にわたって３００℃（設定点）に設定された炉内で加熱し、次いで長手方向及び横方向に同時に、それぞれの方向の目標比（λ_ｓｐ）４：１、７：１又は９：１（表１１）で、約３００℃の温度を維持しながら延伸させた。平均エンジニアリング歪み速度目標を３６％／秒に設定した。パントグラフは、目標比（表１１）に基づいてほぼ８．３，１６．６又は２２秒間にわたって一定の速度目標で開いた。ｅＰＴＦＥメンブレンをパントグラフで拘束しながら室温（ほぼ２２℃）まで冷ましておいた。

【0176】

第２パス
冷却済みメンブレンからさらなる延伸、すなわち第２パスのために試料を回収した。各試料の第２パスのために負荷されたｅＰＴＦＥメンブレンの具体的な数を表１１に示す。同じパントグラフ機械を使用して、ｅＰＴＦＥ層スタックを目標１２０（Ｅ６Ａ～Ｃ）又は２４０（Ｅ６Ｄ）秒間にわたって３００℃に設定された炉内で加熱し、次いで長手方向及び横方向に同時に、それぞれの方向の目標比７：１又は１０：１で、約３００℃の温度を維持しながら延伸させた。平均エンジニアリング歪み速度目標は５％／ｓ，９％／ｓ又は４％／ｓであった（表１１）。パントグラフは、ほぼ１２０（Ｅ６Ａ～Ｂ），１００（Ｅ６Ｃ）及び１５０（Ｅ６Ｄ）秒間にわたって一定の速度目標で開いた。延伸済みメンブレンをパントグラフで拘束しながら室温（ほぼ２２℃）まで冷ましておいた。

【0177】

第３パス
冷却済みｅＰＴＦＥメンブレンから試料を回収し、そしてさらなる延伸、すなわち第３パスのために必要であるならばこれらを積み重ねた。同じパントグラフ機械を使用して、メンブレンを目標１２０（Ｅ６Ａ～Ｃ）又は２４０（Ｅ６Ｄ）秒間にわたって３００℃に設定された炉内で再び加熱し、次いで長手方向及び横方向に同時に、それぞれの方向の目標比約８：１（Ｅ６Ａ～Ｂ）、１０：１（Ｅ６Ｃ）又は７：１（Ｅ６Ｄ）で、約３００℃の温度を維持しながら延伸させた。平均歪み速度目標は１％／ｓであった。パントグラフはほぼ２０８（Ｅ６Ａ～Ｂ），２３０（Ｅ６Ｃ）又は１９５（Ｅ６Ｄ）秒間にわたって、一定加速度目標で開いた。２つの試料Ｅ６Ｂ及びＥ６Ｄをほぼ３５０℃の熱に５分間にわたって暴露した。拡張済みメンブレンをパントグラフで拘束しながら室温（ほぼ２２℃）まで冷ましておいた。

【0178】

ｅＰＴＦＥメンブレンを機械から回収し、裏面に接着剤が塗布されたフレーム（１５２．４ｍｍｘ１５２．４ｍｍ）上に、さらなる試験のために置いた。試験法の項において記載したように、試料の空気流抵抗及び濾過効率を試験した。空気濾過の結果は表１２に示されている。試料Ｅ６Ａ，Ｅ６Ｂ，Ｅ６Ｃ，Ｅ６Ｄ，及びＥ６Ｅ（比較例１）に関して粒子直径対品質係数（Ｑ_ｆ）のプロットが図２４に示されている。図２４は、比較例Ｅ６Ｅに対する試料Ｅ６Ａ～Ｅ６Ｄの品質係数の改善を示している。

【0179】

ｅＰＴＦＥ試料をテープから切り離し、Mettler Toledo AT 20上で秤量した。フィブリル幅を試料Ｅ６Ａ及びＥ６Ｂに関して測定し、図２５及び２６に示した。図２７及び２８はそれぞれ試料Ｅ６Ａ及びＥ６Ｂをより低い倍率で示す。フィブリル幅測定結果が表１３に示されている。

【0180】

比較例１
Goreの米国特許第３，９５３，５６６号明細書に記載された全般的な教示内容に従ってｅＰＴＦＥメンブレンを製造した。ｅＰＴＦＥメンブレン（試料Ｅ６Ｅ）の面積当たり質量は５．６ｇ／ｍ^２であり、空気流抵抗は６．６８ｍｍＨ_２Ｏであり、そして面速度５．３３ｃｍ／ｓで試験された０．１ミクロンＤＯＰチャレンジ粒子に対する捕捉効率は９８．３４４％であった（表１２）。

【表11】

【表12】

【表13】

【0181】

実施例７
以下の実施例は、続いて光透過率測定のために使用されるｅＰＴＦＥメンブレンの製造を開示する。

【0182】

ＰＴＦＥ微粉末（E.I. DuPont de Nemours）をISOPAR（登録商標）Kイソパラフィン系炭化水素潤滑剤と、微粉末１ポンド（ほぼ０．４５４ｋｇ）当たり１１０ｍＬの目標比（０．１５６ｇの潤滑剤／トータルｇ）（潤滑剤グラム／総混合物質量）でブレンドした。潤滑化された粉末を圧縮して円柱形にし、そして４９℃でラム押出することにより、テープを提供した。テープは１６．２ｃｍ幅及び０．７６２ｍｍ厚であった。ほぼ２００℃に加熱することによりISOPAR（登録商標）Kを除去した。乾燥テープを９８平方ｍｍにカットした。実施例７で使用されるプロセスパラメータの要約を表１４に示す。

【0183】

第１パス
パントグラフ機械を使用して、１つ又は４つの正方形テープを２４０（Ｅ７Ａ）又は１２０（Ｅ７Ｂ）秒間にわたって３００℃（設定点）に設定された炉内で加熱し、次いで長手方向及び横方向に同時に、種々の目標比で延伸させた（表１３）。平均エンジニアリング歪み速度目標を試料Ｅ７Ａ及びＥ７Ｂに関して割り出した（表１３）。パントグラフは、ほぼ１６．６（Ｅ７Ａ）又は８．４（Ｅ７Ｂ）秒間にわたって一定の速度目標で開いた。ｅＰＴＦＥメンブレンをパントグラフで拘束しながら室温（ほぼ２２℃）まで冷ましておいた。

【0184】

第２パス
冷却済みｅＰＴＦＥメンブレンから試料をさらなる延伸、すなわち第２パスのために回収した。同じパントグラフ機械を使用して、単層（Ｅ７Ｂ）又は１６層（Ｅ７Ａ）のスタックを目標１２０（Ｅ７Ｂ）又は２４０（Ｅ７Ａ）秒間にわたって約３００℃まで炉内で加熱し、次いで長手方向及び横方向に同時に、それぞれの方向の目標比約７：１（Ｅ７Ａ）又は１０：１（Ｅ７Ｂ）で、約３００℃の温度を維持しながら延伸させた。平均エンジニアリング歪み速度目標を５％／ｓ（Ｅ７Ａ）又は９％／ｓ（Ｅ７Ｂ）に設定した。パントグラフは、ほぼ１２０（Ｅ７Ａ）又は１００（Ｅ７Ｂ）秒間にわたって一定の速度目標で開いた。ｅＰＴＦＥメンブレンをパントグラフで拘束しながら室温（ほぼ２２℃）まで冷ましておいた。

【0185】

第３パス
冷却済みｅＰＴＦＥメンブレンから試料を回収し、そしてさらなる延伸、すなわち第３パスのために必要に応じて積み重ねた。同じパントグラフ機械を使用して、３層型（Ｅ７Ｂ）及び４８層型（Ｅ７Ａ）試料を目標１２０秒間にわたって約３００℃に設定された炉内で加熱し、次いで長手方向及び横方向に同時に、それぞれの方向の目標比約７：１（Ｅ７Ｂ）又は８：１（Ｅ７Ａ）（表１４）で、約３００℃の温度を維持しながら延伸させた。平均歪み速度目標を１％／ｓに設定した。パントグラフはほぼ２０８（Ｅ７Ａ）又は１９５（Ｅ７Ｂ）秒間にわたって、一定加速度目標で開いた。ｅＰＴＦＥメンブレンをパントグラフで拘束しながら室温（ほぼ２２℃）まで冷ましておいた。

【0186】

ｅＰＴＦＥメンブレンを機械から回収し、裏面に接着剤が塗布されたフレーム（１５２．４ｍｍｘ１５２．４ｍｍ）上に、さらなる試験のために置いた。試験法の項において記載したように、試料の空気流抵抗を試験した。ｅＰＴＦＥ試料をテープから切り離し、Mettler Toledo AT 20上で秤量した。試験法の項において記載したように、選択された試料を光透過率に関しても試験した。光透過率試験の結果を表１５及び図２９に示す。図２９は、３層型試料（Ｅ７Ｂ、黒線）及び４８層型試料（Ｅ７Ａ、灰色線）の両方に対する波長対％透過率のプロットである。

【表14】

【表15】

【0187】

実施例８
この実施例は、少なくとも９４％という例外的に高い結晶化度を示す、極めて細い同様のフィブリルから成る相対的にバランスのとれたｅＰＴＦＥメンブレンの重量比に対する強度が改善されることを強調する。バルク機械特徴付けのための試料質量を生成し、構造特徴付けのためにシンクロトロンにおける時間を短縮するために、積み重ねと同時延伸とを採用した。非晶質含有率及び相対強度バランスをＸ線回折（ＸＲＤ）を用いて割り出した。

【0188】

ＰＴＦＥ微粉末（DuPont）をISOPAR（登録商標）Kイソパラフィン系炭化水素潤滑剤と、微粉末１ポンド（ほぼ０．４５４ｋｇ）当たり１１０ｍＬの目標比（０．１５６ｇの潤滑剤／トータルｇ）（潤滑剤グラム／総混合物質量）でブレンドした。潤滑化された粉末を圧縮して円柱形にし、そして４９℃でラム押出することにより、テープを提供した。テープは１６．２ｃｍ幅及び０．７６２ｍｍ厚であった。ほぼ２００℃に加熱することによりISOPAR（登録商標）Kを除去した。乾燥テープを９８平方ｍｍにカットした。この実施例で使用されるプロセスパラメータの要約を表１６に示す。

【0189】

第１パス
パントグラフ機械を使用して、最大４つの正方形テープを２４０秒間にわたって３００℃（試料Ｅ８Ａ及びＥ８Ｂ）又は３２２℃（試料Ｅ８Ｃ及びＥ８Ｄ）に設定された炉内で加熱し、次いで長手方向及び横方向に同時に、それぞれの方向の目標比７：１（Ｅ８Ｃ～Ｄ）又は９：１（Ｅ８Ａ～Ｂ）（表１６）で延伸させた。平均エンジニアリング歪み速度目標を３６％／ｓに設定した。パントグラフは、ほぼ１６．６（Ｅ８Ｃ～Ｄ）及び２２．２（Ｅ８Ａ～Ｂ）秒間にわたって一定の速度目標で開いた。ｅＰＴＦＥメンブレンをパントグラフで拘束しながら室温（ほぼ２２℃）まで冷ましておいた。

【0190】

第２パス
冷却済みｅＰＴＦＥメンブレンから試料をさらなる延伸、すなわち第２パスのために回収した。表１６は、それぞれの条件の第２パスのために負荷された層の具体的な数を挙げる。同じパントグラフ機械を使用して、１６層（Ｅ８Ｂ）又は３２層（Ｅ８Ａ及びＥ８Ｃ～Ｄ）を有する試料を２４０秒間にわたって約３００℃（Ｅ８Ａ～Ｂ）又は３２２℃（Ｅ８Ｃ～Ｄ）まで炉内で加熱し、次いで長手方向及び横方向に同時に、それぞれの方向の目標比約７：１で、設定点温度を維持しながら延伸させた。平均エンジニアリング歪み速度目標を４％／ｓ（Ｅ８Ａ～Ｂ）又は５％／ｓ（Ｅ８Ｃ～Ｄ）に設定した（表１６）。パントグラフは、ほぼ１５０（Ｅ８Ａ～Ｂ）又は１２０（Ｅ８Ｃ～Ｄ）秒間にわたって一定の速度目標で開いた。ｅＰＴＦＥメンブレンをパントグラフで拘束しながら室温（ほぼ２２℃）まで冷ましておいた。

【0191】

第３パス
冷却済みｅＰＴＦＥメンブレンから試料を回収し、そしてさらなる延伸、すなわち第３パスのために必要に応じて積み重ねた。同じパントグラフ機械を使用して、（６４層（Ｅ８Ｂ）及び１２８層（Ｅ８Ａ及びＥ８Ｃ～Ｄ）を使用する）ｅＰＴＦＥメンブレンを１２０（Ｅ８Ｃ～Ｄ）又は２４０（Ｅ８Ａ～Ｂ）秒間にわたって３００℃（Ｅ８Ａ～Ｂ）又は３２２℃（Ｅ８Ｃ～Ｄ）に設定された炉内で再び加熱し、次いで長手方向及び横方向に同時に、それぞれの方向の目標比約７：１（Ｅ８Ａ～Ｂ）又は８：１（Ｅ８Ｃ～Ｄ）で、設定点温度を維持しながら延伸させた（表１６）。平均歪み速度目標は１％／ｓであった。パントグラフはほぼ１９５（Ｅ８Ａ～Ｂ）又は２０８（Ｅ８Ｃ～Ｄ）秒間にわたって、一定加速度で開いた。パントグラフ上で拘束された状態で、試料Ｅ８Ｂ及びＥ８Ｄを目標３００秒にわたって設定点３５０℃の炉内で熱コンディショニングした。ｅＰＴＦＥメンブレンをパントグラフで拘束しながら室温（ほぼ２２℃）まで冷ましておいた。

【0192】

ｅＰＴＦＥメンブレンを機械から回収し、裏面に接着剤が塗布されたフレーム（１５２．４ｍｍｘ１５２．４ｍｍ）上にさらなる試験のために置いた。表１７に含まれる引張試験結果は、重量メトリックスに対する固有強度が、技術分野において以前に報告された値（比較例参照－表１８）を上回ることを示している。試料Ｅ８Ｃ及びＥ８ＤをＸ線回折（ＸＲＤ）によってさらに特徴づけた（図３０、試料Ｅ８Ｃ（熱処理されず）及び図３１、試料Ｅ８Ｄ（熱処理済み））、そして結果はＭＤ－ＴＤ平面内の等方性配向と一致する。これらの結果は、バランスのとれた強度の結果と一致する。図３２は、熱処理済み試料（試料Ｅ８Ｄ、トップトレース）と、熱処理されていない試料（試料Ｅ８Ｃ、ボトムトレース）との両方に対する範囲１０～４５ｎｍ^－１にわたるｑ（ｎｍ^－１）対強度のプロットである。図３２は、試料Ｅ８Ｄ（熱処理済み、トップトレース）と、試料Ｅ８Ｃ（熱処理されていない試料、ボトムトレース）に対する範囲１０～２０ｎｍ^－１にわたるｑ（ｎｍ^－１）対強度（１０～２０ｎｍ^－１）のプロットである。図３２及び３３は、ｅＰＴＦＥメンブレンが極めて高い結晶化度を有することを実証する。加えて、ｑ＝１２．８ｎｍ^－１に中心があるピークの狭さ（図３３）は、これらのｅＰＴＦＥの結晶充填の欠陥がほとんどないことを示唆する。実施例Ｅ８Ｃの結晶化度は９９％であった。実施例Ｅ８Ｄの結晶化度は９９．２％であった。

【表16】

【表17】

【0193】

比較例２～４
従来技術における比較ｅＰＴＦＥ例２～４のマトリックス引張強度を表１８に記載する。

【表18】

【0194】

実施例９
以下の実施例は、フィブリル方向に高い固有強度を有する低質量の一軸配向ｅＰＴＦＥメンブレンの調製及び分析を記述する。

【0195】

ＰＴＦＥ微粉末（E.I. DuPont de Nemours）をISOPAR（登録商標）Kイソパラフィン系炭化水素潤滑剤と、微粉末１ポンド（ほぼ０．４５４ｋｇ）当たり１１０ｍＬの目標比（０．１５６ｇの潤滑剤／トータルｇ）（潤滑剤グラム／総混合物質量）でブレンドした。潤滑化された粉末を圧縮して円柱形にし、そして４９℃でラム押出することにより、テープを提供した。テープは１６．２ｃｍ幅及び０．７６２ｍｍ厚であった。ほぼ２００℃に加熱することによりISOPAR（登録商標）Kを除去した。乾燥テープから９８平方ｍｍを切り取った。実施例９で使用されるプロセスパラメータの要約を表１９に示す。

【0196】

第１パス
パントグラフ機械を使用して、それぞれが４つのテープ層を有する２つの異なる試料を２４０秒間にわたって約３００℃（設定点）に設定された炉内で加熱し、次いで長手方向（機械方向）及び横方向に同時に、それぞれの方向の目標比約１０：１で、約３００℃の温度を維持しながら延伸させた。平均エンジニアリング歪み速度目標を３６％／秒に設定した。パントグラフは、ほぼ２５秒間にわたって一定の速度目標で開いた。ｅＰＴＦＥメンブレンをパントグラフで拘束しながら室温（ほぼ２２℃）まで冷ましておいた。

【0197】

第２パス
冷却済みｅＰＴＦＥメンブレン片から４片（それぞれ４つの層）を、さらなる延伸、すなわち第２パスのために回収した。同じパントグラフ機械を使用して、１６層スタックを含有する試料を目標２４０秒間にわたって約３００℃に設定された炉内で加熱し、次いで長手方向及び横方向に同時に、それぞれの方向の目標比約１０：１で、約３００℃の温度を維持しながら延伸させた。平均エンジニアリング歪み速度目標を３．６％／秒に設定した。パントグラフは、ほぼ２５０秒間にわたって一定の速度目標で開いた。ｅＰＴＦＥメンブレンをパントグラフで拘束しながら室温（ほぼ２２℃）まで冷ましておいた。

【0198】

第３パス
冷却済みメンブレンから４つの試料（それぞれ１６層）を回収し、そしてさらなる延伸、すなわち「第３パス」のために１６層の２スタック（全部で３２層）をさらなる延伸、すなわち第３パスのために負荷した。同じパントグラフ機械を使用して、メンブレンを目標１２０秒間にわたって約３００℃まで炉内で再び加熱し、次いで長手方向及び横方向に同時に、それぞれの方向の目標比３：１（実施例Ｅ９Ａ）又は５：１（実施例Ｅ９Ｂ）で、約３００℃の温度を維持しながら延伸させた。平均歪み速度目標を１％／秒に設定した。パントグラフは、ほぼ１１０（Ｅ９Ａ）又は１６１（Ｅ９Ｂ）秒間にわたって一定の加速度で開いた。ｅＰＴＦＥメンブレンをパントグラフで拘束しながら室温（ほぼ２２℃）まで冷ましておいた。

【0199】

任意の第４パス
同じパントグラフ機械を使用して、試料Ｅ９Ｂに対して、３２層型試料を目標１２０秒間にわたって約３００℃まで炉内で再び加熱し、次いで長手方向及び横方向に同時に、それぞれの方向の目標比約３：１で、約３００℃の温度を維持しながら延伸させた。同時延伸は、一定の加速度設定点目標１％／秒で行った。パントグラフは一定の加速度でほぼ１１０（Ｅ９Ｂ）秒間にわたって開いた。

【0200】

最後から２番目のパス
同じパントグラフ機械を使用して、ｅＰＴＦＥメンブレンを横方向の拘束から解放する一方、機械方向では固定されたままにした。ｅＰＴＦＥメンブレンを目標１２０秒間にわたって約３００℃に設定された炉内で加熱し、次いで長手方向でのみ目標比６：１（機械方向）に伸張させる一方、横方向ではｅＰＴＦＥメンブレンを自由にネックダウン（すなわち狭め）させておいた。パントグラフは、ほぼ１７０（Ｅ９Ａ～Ｂ）秒間にわたって一定の加速度設定点で開いた。延伸は一定の加速度設定点１％／ｓで行った。

【0201】

最終パス
同じパントグラフ機械を使用して、３２層型試料を目標３００秒間にわたって約３５０℃に設定された炉内で加熱し、次いで機械（長手）方向にのみ目標比約１．５：１（試料Ｅ９Ａ）又は１．６７：１（試料Ｅ９Ｂ）で、約３５０℃の温度を維持しながら伸張させた。延伸は、一定の加速度設定点１％／秒で行った。パントグラフは一定の加速度でほぼ４０（Ｅ９Ａ）又は５１（Ｅ９Ｂ）秒間にわたって開いた。

【0202】

ｅＰＴＦＥメンブレンを機械から回収し、裏面に接着剤が塗布されたフレーム（１５２．４ｍｍｘ１５２．４ｍｍ）上に置いた。フレームをカッティングガイドとして使用して、ｅＰＴＦＥメンブレンを秤量することにより、線密度（バルクデニール）を算出し、そして上記試験法の項のマトリックス引張試験を用いて機械データを収集した。試料Ｅ９Ａをさらに動的機械分析（ＤＭＡ）を使用して特徴づけ、周囲温度（すなわち約２０℃）においてマトリックス弾性率１００ＧＰａを示した（図３３）。試料Ｅ９ＡをさらにＸＲＤによって特徴づけた（図３４）。ＸＲＤは極めて高い結晶配向度と一致する。＜Ｐ２＞配向関数は０．９８９であり、１．０は完全平行配列と一致する（図３５）。結晶化度は９４．６％と割り出された。試料Ｅ９ＡのＳＥＭは図３６に示されている。

【表19】

【表20】

【0203】

実施例１０
以下の実施例は、高い固有強度及びナノ粒子保持測定値を有する極めて低質量の多層型ｅＰＴＦＥメンブレンの製造を開示する。メンブレン試料の透過率及びビード保持率を測定する方法の項に開示されたビード試験を用いてナノ粒子保持率を試験する。

【0204】

ＰＴＦＥ微粉末（E.I. DuPont de Nemours）をISOPAR（登録商標）Kイソパラフィン系炭化水素潤滑剤と、微粉末１ポンド（ほぼ０．４５４ｋｇ）当たり１１０ｍＬの目標比（０．１５６ｇの潤滑剤／トータルｇ）（潤滑剤グラム／総混合物質量）でブレンドした。潤滑化された粉末を圧縮して円柱形にし、そして４９℃でラム押出することにより、テープを提供した。テープは１６．２ｃｍ幅及び０．７６２ｍｍ厚であった。ほぼ２００℃に加熱することによりISOPAR（登録商標）Kを除去した。乾燥テープから９８平方ｍｍを切り取った。実施例１０で使用されるプロセスパラメータの要約を表２１に示す。

【0205】

第１パス
パントグラフ機械を使用して、４つの正方形テープを目標１２０（Ｅ１０Ａ～Ｃ）秒間にわたって約３００℃に設定された炉内で加熱し、次いで長手方向及び横方向に同時に、それぞれの方向の選択された目標比（λ_ｓｐ）約７：１（Ｅ１０Ａ及びＥ１０Ｃ）又は２：１（Ｅ１０Ｂ）で、約３００℃の温度を維持しながら延伸させた。平均エンジニアリング歪み速度目標を３６％／秒に設定した。パントグラフは、目標比に基づいて、ほぼ１６．６（Ｅ１０Ａ及びＥ１０Ｃ）又は約２．８（Ｅ１０Ｂ）秒間にわたって一定の速度目標で開いた。延伸済みメンブレンをパントグラフで拘束しながら室温（ほぼ２２℃）まで冷ましておいた。６４（Ｅ１０Ａ）層、又は１６（Ｅ１０Ｂ）層、又は３２（Ｅ１０Ｃ）層が第２パスのために利用できるようになるまで、第１パスを繰り返す。

【0206】

第２パス
特定の数、６４（Ｅ１０Ａ），１６（Ｅ１０Ｂ）又は３２（Ｅ１０Ｃ）の層を、表２１に示された書く条件の第２パスのために負荷した。同じパントグラフ機械を使用して、ｅＰＴＦＥ層スタックを目標２４０（Ｅ１０Ａ及びＢ）又は１２０（Ｅ１０Ｃ）秒間にわたって３００℃に設定された炉内で加熱し、次いで長手方向及び横方向に同時に、選択された目標７：１（Ｅ１０Ａ）又は１０：１（Ｅ１０Ｂ）又は６：１（Ｅ１０Ｃ）で、約３００℃の温度を維持しながら延伸させた。平均エンジニアリング歪み速度目標は５％／秒（Ｅ１０Ａ及びＥ１０Ｃ）又は１８％／ｓ（Ｅ１０Ｂ）（表２１）であった。パントグラフは、ほぼ１２０（Ｅ１０Ａ），５０（Ｅ１０Ｂ）及び１００（Ｅ１０Ｃ）秒間にわたって一定の目標速度で開いた。延伸済みメンブレンをパントグラフで拘束しながら室温（ほぼ２２℃）まで冷ましておいた。

【0207】

第３パス
冷却済みｅＰＴＦＥメンブレンから試料を回収し、そしてさらなる延伸、すなわち第３パスのために必要であるならばこれらを層形成した。特定の数の層、２５６（Ｅ１０Ａ），１２０（Ｅ１０Ｂ）又は１２８（Ｅ１０Ｃ）を、表２１に示された各条件の第２パスのために負荷した。同じパントグラフ機械を使用して、メンブレンを目標１２０（Ｅ１０Ａ～Ｃ）秒間にわたって３００℃に設定された炉内で再び加熱し、次いで長手方向及び横方向に同時に、長手方向及び横方向の両方の目標比約８（Ｅ１０Ａ），１０（Ｅ１０Ｂ）又は６：１（Ｅ１０Ｃ）で、約３００℃の温度を維持しながら延伸させた。平均一定加速歪み速度設定点は１％／ｓであった。パントグラフは、ほぼ２２１（Ｅ１０Ａ），２６１（Ｅ１０Ｂ）又は１７９（Ｅ１０Ｃ）秒間にわたって一定の加速度設定目標で開いた。延伸済みメンブレンをパントグラフで拘束しながら室温（ほぼ２２℃）まで冷ましておいた。

【0208】

試料を機械から回収し、裏面に接着剤が塗布されたフレーム（１５２．４ｘ１５２．４ｍｍ）上に、さらなる試験（Ｅ１０Ａ及びＥ１０Ｂ）又はさらなる延伸（Ｅ１０Ｃ）のために置いた。

【0209】

第４パス
冷却済みｅＰＴＦＥメンブレンから試料を回収し、そしてさらなる延伸、すなわち第４パスのために必要であるならばこれらを層形成した。特定の数の層、２０５６，（Ｅ１０Ｃ）を、表２１に示された各条件の第４パスのために負荷した。同じパントグラフ機械を使用して、メンブレンを目標１２０（Ｅ１０Ｃ）秒間にわたって３００℃に設定された炉内で再び加熱し、次いで長手方向及び横方向に同時に、長手方向及び横方向の両方の目標比４．７５：１（Ｅ１０Ｃ）で、約３００℃の温度を維持しながら延伸させた。一定加速歪み速度設定点は１％／秒であった。パントグラフは、ほぼ１５６（Ｅ１０Ｃ）秒間にわたって一定の加速度目標で開いた。延伸済みメンブレンをパントグラフで拘束しながら室温（ほぼ２２℃）まで冷ましておいた。

【0210】

緻密化
拘束されたメンブレン上へイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）を静かに注ぎ、ＩＰＡを蒸発させておくことにより、試料（Ｅ１０Ａ～Ｃ）をＭＤ及びＴＤ平面内で拘束しながら緻密化させた。

【0211】

試験法の項に上述した、ビード試験による透過率及び保持率の割り出しに従って、各メンブレン試料（試料Ｅ１０Ａ，Ｅ１０Ｂ及びＥ１０Ｃ）の平均濾液透過率（上記等式（９）を参照）、及びビード保持率（上記等式（１０）を参照）を評価した。結果は表２２及び図３８に示されている。

【0212】

比較例５～７
３つの比較液体濾過試料を以下のように調製した。

【0213】

比較例５
Baillieの米国特許第６，５４１，５８９号の教示内容に従って製造されたポリテトラフルオロエチレンポリマー微粉末を、０．１８４ ｌｂ／ｌｂのイソパラフィン系炭化水素潤滑剤（ISOPAR（登録商標） K、テキサス州Houston 在、Exxon）と合体させた。次いで、結果として得られた混合物をブレンドし圧縮して円柱形ペレットにし、温度４９℃で少なくとも８時間にわたって熱コンディショニングした。次いで、円柱形ペレットを、方形オリフィス型を通して縮小率７２：１で押し出すことにより、テープを形成した。次いでテープをカレンダー比３：１でロール間でカレンダー処理した。次いでカレンダー処理済みテープを比３．６：１で横方向に伸張させ、温度２００℃で乾燥させた。

【0214】

次いで乾燥済みテープを延伸比７：１まで機械方向に３３０℃で延伸させた。結果として生じた材料を続いて約３１０℃の温度で延伸比１２：１まで横方向に延伸させた。

【0215】

この二軸延伸メンブレンを速度１ｍ／分で圧縮力１０Ｎ／ｍｍとともに（２５℃で）ローラ間で圧縮した。

【0216】

比較例６－試料Ｅ１０Ｄ２
Baillieの米国特許第６，５４１，５８９号の教示内容に従って製造されたポリテトラフルオロエチレンポリマー微粉末を、０．１５１ ｌｂ／ｌｂの潤滑剤（ISOPAR（登録商標） K、テキサス州Houston 在、Exxon）と合体させた。次いで、結果として得られた混合物をブレンドし圧縮して円柱形ペレットにし、温度４９℃で少なくとも８時間にわたって熱コンディショニングした。次いで、円柱形ペレットを、方形オリフィス型を通して縮小率７２：１で押し出すことにより、テープを形成した。次いでテープをカレンダー比３：１でロール間でカレンダー処理した。次いでカレンダー処理済みテープを比３．６：１で横方向に伸張させ、温度２００℃で乾燥させた。次いで乾燥済みテープを延伸比５：１まで機械方向に３３０℃で延伸させた。結果として生じた材料を続いて約３１０℃の温度で延伸比１０．８：１まで横方向に延伸させた。次いで目標２５秒間にわたってほぼ３８０℃の温度でメンブレンを熱処理した。この二軸延伸メンブレンを速度１ｍ／分で圧縮力２０Ｎ／ｍｍとともに（２５℃で）ローラ間で圧縮した。

【0217】

比較例７－試料Ｅ１０Ｄ３
Baillieの米国特許第６，５４１，５８９号の教示内容に従って製造されたポリテトラフルオロエチレンポリマー微粉末を、０．１４５ ｌｂ／ｌｂの潤滑剤（ISOPAR（登録商標） K、テキサス州Houston 在、Exxon）と合体させた。次いで、結果として得られた混合物をブレンドし圧縮して円柱形ペレットにし、温度４９℃で少なくとも８時間にわたって熱コンディショニングした。次いで、円柱形ペレットを、方形オリフィス型を通して縮小率７２：１で押し出すことにより、テープを形成した。次いでテープをカレンダー比３：１でロール間でカレンダー処理した。次いでカレンダー処理済みテープを比３．６：１で横方向に伸張させ、温度２３０℃で乾燥させた。次いで乾燥済みテープを延伸比５：１まで機械方向に３２５℃で延伸させた。結果として生じた材料を続いて約３００℃の温度で延伸比１２．３：１まで横方向に延伸させた。この二軸延伸メンブレンを速度５ｍ／分で圧縮力８０Ｎ／ｍｍとともに（９０℃で）ローラ間で圧縮した。

【0218】

上記試験手順を用いて、各比較例メンブレン試料（試料Ｅ１０Ｄ１，Ｅ１０Ｄ２及びＥ１０Ｄ３）の平均濾液透過率（上記等式（９）を参照）、及びビード保持率（上記等式（１０）を参照）を評価した。結果は表２２及び図３８に示されている。

【表21】

【表22】

【0219】

本出願の発明を全般的に、そして具体的な実施態様に関連して上記のように説明してきた。当業者には明らかなように、開示の範囲を逸脱することなしに、種々の改変及び変更を実施態様において加えることができる。したがって、本発明の改変形及び変更形が添付の請求項及びこれらの同等物の範囲に含まれるのであれば、実施態様はこれらの改変形及び変更形に範囲が及ぶものとする。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】

【図28】

【図29】

【図30】

【図31】

【図32】

【図33】

【図34】

【図35】

【図36】

【図37】

【図38】

【図39】

【手続補正書】

【提出日】2024-02-29

【手続補正1】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０２０２

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0202】

ｅＰＴＦＥメンブレンを機械から回収し、裏面に接着剤が塗布されたフレーム（１５２．４ｍｍｘ１５２．４ｍｍ）上に置いた。フレームをカッティングガイドとして使用して、ｅＰＴＦＥメンブレンを秤量することにより、線密度（バルクデニール）を算出し、そして上記試験法の項のマトリックス引張試験を用いて機械データを収集した。試料Ｅ９Ａをさらに動的機械分析（ＤＭＡ）を使用して特徴づけ、周囲温度（すなわち約２０℃）においてマトリックス貯蔵弾性率１００ＧＰａを示した（図３４）。試料Ｅ９ＡをさらにＸＲＤによって特徴づけた（図３５）。ＸＲＤは極めて高い結晶配向度と一致する。＜Ｐ２＞配向関数は０．９８９であり、１．０は完全平行配列と一致する（図３６）。結晶化度は９４．６％と割り出された。試料Ｅ９ＡのＳＥＭは図３７に示されている。

【表1】

【表2】

【手続補正2】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０２１９

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0219】

本出願の発明を全般的に、そして具体的な実施態様に関連して上記のように説明してきた。当業者には明らかなように、開示の範囲を逸脱することなしに、種々の改変及び変更を実施態様において加えることができる。したがって、本発明の改変形及び変更形が添付の請求項及びこれらの同等物の範囲に含まれるのであれば、実施態様はこれらの改変形及び変更形に範囲が及ぶものとする。以下、本発明の態様を列挙する。
（態様１）
延伸ポリテトラフルオロエチレン（ｅＰＴＦＥ）メンブレンであって、
機械方向における少なくとも１０００ＭＰａのマトリックス引張強度と、
温度２０℃における少なくとも１００ＧＰａのマトリックス貯蔵弾性率と、
少なくとも９４％の結晶化度と
を含む、延伸ポリテトラフルオロエチレン（ｅＰＴＦＥ）メンブレン。
（態様２）
前記ｅＰＴＦＥメンブレンの面密度が３０ｍｇ／ｍ ^２ 未満である、態様１に記載の延伸ポリテトラフルオロエチレンメンブレン。
（態様３）
前記ｅＰＴＦＥメンブレンの＜Ｐ２＞配向が０．９８以上である、態様１又は２に記載の延伸ポリテトラフルオロエチレンメンブレン。
（態様４）
前記ｅＰＴＦＥメンブレンのバルクデニールが７５０ｇ／９０００ｍである、態様１から３までのいずれか１項に記載の延伸ポリテトラフルオロエチレンメンブレン。
（態様５）
前記ｅＰＴＦＥメンブレンの強度が５ｇｆ／ｄ超である、態様１から４までのいずれか１項に記載の延伸ポリテトラフルオロエチレンメンブレン。
（態様６）
前記ｅＰＴＦＥメンブレンが自己支持型である、態様１から５までのいずれか１項に記載の延伸ポリテトラフルオロエチレンメンブレン。
（態様７）
前記ｅＰＴＦＥメンブレンが一軸配向型である、態様１から６までのいずれか１項に記載の延伸ポリテトラフルオロエチレンメンブレン。
（態様８）
前記ｅＰＴＦＥメンブレンに少なくとも部分的にポリマーが被覆されているか、少なくとも部分的にポリマーが吸収されているか、又はその組み合わせが施されている、態様１から７までのいずれか１項に記載の延伸ポリテトラフルオロエチレンメンブレン。
（態様９）
繊維、シート、チューブ、三次元自己支持型構造、ダイス状繊維、ダイス状シート、ダイス状チューブ、又はダイス状三次元自己支持型構造の形態を成している、態様１から８までのいずれか１項に記載の延伸ポリテトラフルオロエチレンメンブレン。
（態様１０）
スペーサ層をさらに含む、態様１から９までのいずれか１項に記載の延伸ポリテトラフルオロエチレンメンブレン。
（態様１１）
前記スペーサ層が、多孔質ポリマー、無孔質ポリマー、フルオロポリマー、多孔質ポリオレフィン、及び無孔質ポリオレフィンから選択される、態様１０に記載の延伸ポリテトラフルオロエチレンメンブレン。
（態様１２）
態様１から１１までのいずれか１項に記載の延伸ポリテトラフルオロエチレンメンブレンを含む複合体。
（態様１３）
態様１から１１までのいずれか１項に記載の延伸ポリテトラフルオロエチレンメンブレンを含む積層体。
（態様１４）
態様１から１１までのいずれか１項に記載の延伸ポリテトラフルオロエチレンメンブレン、態様１２に記載の複合体、又は態様１３に記載の積層体を含む物品。
（態様１５）
一軸配向ｅＰＴＦＥメンブレンを形成する方法であって、前記方法が、
（１）第１延伸ポリテトラフルオロエチレン（ｅＰＴＦＥ）メンブレンから少なくとも第１片を切り分け、
（２）前記少なくとも第１片を二軸伸張させることにより、第２延伸ポリテトラフルオロエチレンメンブレンを得、
（３）前記第２延伸メンブレンから少なくとも第２片を切り分け、
（４）前記少なくとも１つの第１片と前記少なくとも１つの第２片とを積み重ねられた配向で位置決めすることにより、積み重ねられた試料を形成し、
（４）前記積み重ねられた試料を二軸伸張させ、
（５）所望の二軸配向ｅＰＴＦＥメンブレンが得られるまで工程（１）～（４）を繰り返し、そして
（６）前記二軸配向ｅＰＴＦＥメンブレンを一軸伸張させる
ことを含む、一軸配向ｅＰＴＦＥメンブレンを形成する方法。
（態様１６）
スペーサ層を加えることをさらに含む、態様１６に記載の方法。
（態様１７）
前記スペーサ層が、多孔質ポリマー、無孔質ポリマー、フルオロポリマー、多孔質ポリオレフィン、及び無孔質ポリオレフィンから選択される、態様１５又は１６に記載の方法。
（態様１８）
ｅＰＴＦＥメンブレンが機械方向に一軸伸張させられる、態様１５から１７までのいずれか１項に記載の方法。

【手続補正3】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【請求項1】

延伸ポリテトラフルオロエチレン（ｅＰＴＦＥ）メンブレンであって、
複数のｅＰＴＦＥ層を含んでなり、かつ、
機械方向における少なくとも１０００ＭＰａのマトリックス引張強度と、
温度２０℃における少なくとも１００ＧＰａのマトリックス貯蔵弾性率と、
少なくとも９４％の結晶化度と
を有する、延伸ポリテトラフルオロエチレン（ｅＰＴＦＥ）メンブレン。

【請求項2】

前記ｅＰＴＦＥメンブレンの面密度が３０ｍｇ／ｍ^２未満である、請求項１に記載の延伸ポリテトラフルオロエチレンメンブレン。

【請求項3】

前記ｅＰＴＦＥメンブレンの＜Ｐ２＞配向が０．９８以上である、請求項１又は２に記載の延伸ポリテトラフルオロエチレンメンブレン。

【請求項4】

前記ｅＰＴＦＥメンブレンのバルクデニールが７５０ｇ／９０００ｍ未満である、請求項１から３までのいずれか１項に記載の延伸ポリテトラフルオロエチレンメンブレン。

【請求項5】

前記ｅＰＴＦＥメンブレンの強度が５ｇｆ／ｄ超である、請求項１から４までのいずれか１項に記載の延伸ポリテトラフルオロエチレンメンブレン。

【請求項6】

前記ｅＰＴＦＥメンブレンが自己支持型である、請求項１から５までのいずれか１項に記載の延伸ポリテトラフルオロエチレンメンブレン。

【請求項7】

前記ｅＰＴＦＥメンブレンが一軸配向型である、請求項１から６までのいずれか１項に記載の延伸ポリテトラフルオロエチレンメンブレン。

【請求項8】

前記ｅＰＴＦＥメンブレンに少なくとも部分的にポリマーが被覆されているか、少なくとも部分的にポリマーが吸収されているか、又はその組み合わせが施されている、請求項１から７までのいずれか１項に記載の延伸ポリテトラフルオロエチレンメンブレン。

【請求項9】

繊維、シート、チューブ、三次元自己支持型構造、ダイス状繊維、ダイス状シート、ダイス状チューブ、又はダイス状三次元自己支持型構造の形態を成している、請求項１から８までのいずれか１項に記載の延伸ポリテトラフルオロエチレンメンブレン。

【請求項10】

スペーサ層をさらに含む、請求項１から９までのいずれか１項に記載の延伸ポリテトラフルオロエチレンメンブレン。

【請求項11】

前記スペーサ層が、多孔質ポリマー、無孔質ポリマー、フルオロポリマー、多孔質ポリオレフィン、及び無孔質ポリオレフィンから選択される、請求項１０に記載の延伸ポリテトラフルオロエチレンメンブレン。

【請求項12】

請求項１から１１までのいずれか１項に記載の延伸ポリテトラフルオロエチレンメンブレンを含む複合体。

【請求項13】

請求項１から１１までのいずれか１項に記載の延伸ポリテトラフルオロエチレンメンブレンを含む積層体。

【請求項14】

請求項１から１１までのいずれか１項に記載の延伸ポリテトラフルオロエチレンメンブレン、請求項１２に記載の複合体、又は請求項１３に記載の積層体を含む物品。

【外国語明細書】