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特開2024-71405二軸配向細孔性膜、合成物、ならびに製造および使用の方法
(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】P2024071405
(43)【公開日】2024-05-24
(54)【発明の名称】二軸配向細孔性膜、合成物、ならびに製造および使用の方法
(51)【国際特許分類】
C08J 9/00 20060101AFI20240517BHJP
B29C 55/12 20060101ALI20240517BHJP
B29C 44/00 20060101ALI20240517BHJP
B29C 67/20 20060101ALI20240517BHJP
B01D 69/02 20060101ALI20240517BHJP
B01D 69/00 20060101ALI20240517BHJP
B01D 69/10 20060101ALI20240517BHJP
B01D 69/12 20060101ALI20240517BHJP
B01D 71/26 20060101ALI20240517BHJP
B01D 71/32 20060101ALI20240517BHJP
B01D 71/56 20060101ALI20240517BHJP
B01D 71/48 20060101ALI20240517BHJP
B01D 71/52 20060101ALI20240517BHJP
B01D 71/66 20060101ALI20240517BHJP
B01D 71/38 20060101ALI20240517BHJP
B32B 5/24 20060101ALI20240517BHJP
【ＦＩ】
C08J9/00 A CES
C08J9/00 CEW
C08J9/00 CEZ
C08J9/00 CFD
C08J9/00 CFG
B29C55/12
B29C44/00 E
B29C67/20 B
B01D69/02
B01D69/00
B01D69/10
B01D69/12
B01D71/26
B01D71/32
B01D71/56
B01D71/48
B01D71/52
B01D71/66
B01D71/38
B32B5/24 101
【審査請求】有
【請求項の数】12
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2024033889
(22)【出願日】2024-03-06
(62)【分割の表示】P 2022191517の分割
【原出願日】2011-03-11
(31)【優先権主張番号】61/313,152
(32)【優先日】2010-03-12
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】13/044,708
(32)【優先日】2011-03-10
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(71)【出願人】
【識別番号】598064680
【氏名又は名称】セルガード エルエルシー
(74)【代理人】
【識別番号】100114775
【弁理士】
【氏名又は名称】高岡 亮一
(74)【代理人】
【識別番号】100121511
【弁理士】
【氏名又は名称】小田 直
(72)【発明者】
【氏名】チャン，シャオミン
(72)【発明者】
【氏名】ルミエールズ，ジェラルド，ピー．
(72)【発明者】
【氏名】ハミストン，カール，エフ．
(72)【発明者】
【氏名】ヘイヤー，チャールズ，イー．
(72)【発明者】
【氏名】フィールズ，タイロン，エス．
(72)【発明者】
【氏名】ブラスウェル，マイケル，エー．
(72)【発明者】
【氏名】プロクター，ロナルド，エー．
(57)【要約】
【課題】二軸配向細孔性膜、二軸配向細孔性膜を含む合成物、二軸配向微細孔性膜、二軸配向大細孔性膜、電池分離体、濾過媒体、湿度制御媒体、平薄板膜、液体保持媒体、および同様のもの、関連する方法、製造方法、使用方法を提供する。
【解決手段】微細孔性膜は、乾燥伸長工程により作られ、かつ、実質的に丸形状の細孔および０．５乃至６．０の範囲内にある横方向の引張強さに対する機械方向の引張強さの比を有する。先の微細孔性膜を作る方法は、重合体を非細孔性前駆体に押出成形するステップ（１）と、前記非細孔性前駆体を二軸伸長するステップ（２）であって、前記二軸伸長が機械方向の伸長および横方向の伸長を含み、前記横方向が同時制御される機械方向の弛緩を含む、ステップ（３）と、を含む。
【選択図】図９
【解決手段】微細孔性膜は、乾燥伸長工程により作られ、かつ、実質的に丸形状の細孔および０．５乃至６．０の範囲内にある横方向の引張強さに対する機械方向の引張強さの比を有する。先の微細孔性膜を作る方法は、重合体を非細孔性前駆体に押出成形するステップ（１）と、前記非細孔性前駆体を二軸伸長するステップ（２）であって、前記二軸伸長が機械方向の伸長および横方向の伸長を含み、前記横方向が同時制御される機械方向の弛緩を含む、ステップ（３）と、を含む。
【選択図】図９
【特許請求の範囲】
【請求項1】
細孔性膜であって、
乾燥伸長工程により作られる細孔性重合体薄膜の少なくとも１つの層であって、前記乾燥伸長工程が、
重合体を少なくとも単一層の非細孔性前駆体に押出成形するステップと、
前記非細孔性前駆体を二軸伸長するステップであって、前記二軸伸長が機械方向の伸長および横方向の伸長を含み、前記横方向の伸長が同時制御される機械方向の弛緩を含むステップと、
を含む、層
を備える、細孔性膜であり、
前記細孔性膜が実質的に丸形状の細孔を有し、前記細孔が、０．２５乃至８．０の範囲内の球形度因数、０．５乃至５．０の範囲内にある横方向の引張強さに対する機械方向の引張強さの比、１００秒未満のＪＩＳガーリー透過性、少なくとも０．０４ミクロンの平均流動細孔径、少なくとも０．０７ミクロンのアクアポアサイズ、および１４０ｐｓｉよりも大きい水頭圧を有し、前記細孔性膜が、湿度制御、選択的な湿気の通過、および／または液体水の遮断のためのものであることを特徴とする、細孔性膜。
乾燥伸長工程により作られる細孔性重合体薄膜の少なくとも１つの層であって、前記乾燥伸長工程が、
重合体を少なくとも単一層の非細孔性前駆体に押出成形するステップと、
前記非細孔性前駆体を二軸伸長するステップであって、前記二軸伸長が機械方向の伸長および横方向の伸長を含み、前記横方向の伸長が同時制御される機械方向の弛緩を含むステップと、
を含む、層
を備える、細孔性膜であり、
前記細孔性膜が実質的に丸形状の細孔を有し、前記細孔が、０．２５乃至８．０の範囲内の球形度因数、０．５乃至５．０の範囲内にある横方向の引張強さに対する機械方向の引張強さの比、１００秒未満のＪＩＳガーリー透過性、少なくとも０．０４ミクロンの平均流動細孔径、少なくとも０．０７ミクロンのアクアポアサイズ、および１４０ｐｓｉよりも大きい水頭圧を有し、前記細孔性膜が、湿度制御、選択的な湿気の通過、および／または液体水の遮断のためのものであることを特徴とする、細孔性膜。
【請求項2】
前記二軸伸長の機械方向の伸長が、同時の機械方向の伸長を伴う横方向の伸長のステップを含み、前記二軸伸長が、横方向の弛緩のステップをさらに含む、請求項１に記載の細孔性膜。
【請求項3】
前記非細孔性前駆体の二軸伸長が、機械方向の伸長の追加的なステップをさらに含む、請求項２に記載の細孔性膜。
【請求項4】
前記乾燥伸長工程が、
同時制御される機械方向の弛緩を伴う横方向の伸長を含む二軸伸長が後に続く機械方向の伸長のステップ、および、横方向の弛緩を伴う同時の機械方向の伸長を伴う第２の横方向の伸長のステップ、または
前記二軸伸長より前に細孔性中間体を形成するための機械方向の伸長のステップ
を随意に含むかまたはさらに含む、請求項１に記載の細孔性膜。
同時制御される機械方向の弛緩を伴う横方向の伸長を含む二軸伸長が後に続く機械方向の伸長のステップ、および、横方向の弛緩を伴う同時の機械方向の伸長を伴う第２の横方向の伸長のステップ、または
前記二軸伸長より前に細孔性中間体を形成するための機械方向の伸長のステップ
を随意に含むかまたはさらに含む、請求項１に記載の細孔性膜。
【請求項5】
前記非細孔性前駆体の二軸伸長が、
前記機械方向の伸長、同時の記載方向の伸長を伴う追加的な横方向の伸長、および横方向の弛緩、および
前記非細孔性前駆体の複数の別個で重ね合わされた層または重ねの同時の二軸伸長であって、前記重ねの何れも前記伸長工程の最中に共に結合されない、および、前記重ねの全てが前記伸長工程の最中に共に結合される、のうち１つである、二軸伸長
のうち少なくとも１つを随意に含む、請求項１に記載の細孔性膜。
前記機械方向の伸長、同時の記載方向の伸長を伴う追加的な横方向の伸長、および横方向の弛緩、および
前記非細孔性前駆体の複数の別個で重ね合わされた層または重ねの同時の二軸伸長であって、前記重ねの何れも前記伸長工程の最中に共に結合されない、および、前記重ねの全てが前記伸長工程の最中に共に結合される、のうち１つである、二軸伸長
のうち少なくとも１つを随意に含む、請求項１に記載の細孔性膜。
【請求項6】
前記細孔性重合体薄膜は、
少なくとも約８ミクロンの厚さ、少なくとも約３００ｋｇｆ／ｃｍ２の横方向の引張強さ、約０．０２５未満の平均流動細孔径の標準偏差、少なくとも約８０ｐｓｉの水侵入圧、および少なくとも約８，０００ｇ／ｍ２－日のＷＶＴＲ、
９０℃にて約１．０未満、１０５℃にて約１．５未満、および１２０℃にて３．０未満のうち少なくとも１つの横方向の収縮率、
約８ミクロン乃至８０ミクロンの範囲内の厚さ、および
約６５％乃至９０％の細孔率、約１．０乃至５．０の範囲内の横方向の引張強さに対する機械方向の引張強さの比、約２０秒未満のＪＩＳガーリー透過性、少なくとも約０．０５ミクロンの平均流動細孔径、少なくとも約０．０８ミクロンのアクアポアサイズ、および約１４５ｐｓｉよりも大きい水頭圧
のうち少なくとも１つを随意に有するかまたはさらに有する、請求項１に記載の細孔性膜。
少なくとも約８ミクロンの厚さ、少なくとも約３００ｋｇｆ／ｃｍ２の横方向の引張強さ、約０．０２５未満の平均流動細孔径の標準偏差、少なくとも約８０ｐｓｉの水侵入圧、および少なくとも約８，０００ｇ／ｍ２－日のＷＶＴＲ、
９０℃にて約１．０未満、１０５℃にて約１．５未満、および１２０℃にて３．０未満のうち少なくとも１つの横方向の収縮率、
約８ミクロン乃至８０ミクロンの範囲内の厚さ、および
約６５％乃至９０％の細孔率、約１．０乃至５．０の範囲内の横方向の引張強さに対する機械方向の引張強さの比、約２０秒未満のＪＩＳガーリー透過性、少なくとも約０．０５ミクロンの平均流動細孔径、少なくとも約０．０８ミクロンのアクアポアサイズ、および約１４５ｐｓｉよりも大きい水頭圧
のうち少なくとも１つを随意に有するかまたはさらに有する、請求項１に記載の細孔性膜。
【請求項7】
前記非細孔性前駆体が、
膨張薄膜および溝穴鋳型薄膜のうち１つ、単一層押出成形および多層押出成形のうち少なくとも１つにより形成される単一層前駆体、ならびに共押出成形および積層のうち少なくとも１つにより形成される多層前駆体
のうち少なくとも１つである、請求項１に記載の細孔性膜。
膨張薄膜および溝穴鋳型薄膜のうち１つ、単一層押出成形および多層押出成形のうち少なくとも１つにより形成される単一層前駆体、ならびに共押出成形および積層のうち少なくとも１つにより形成される多層前駆体
のうち少なくとも１つである、請求項１に記載の細孔性膜。
【請求項8】
前記細孔性膜が、前記細孔性重合体薄膜の少なくとも片側に結合された少なくとも１つの不織層、織層、または接合層をさらに含む、請求項１に記載の細孔性膜。
【請求項9】
前記重合体が、ポリオレフィン、フルオロ炭素、ポリアミド、ポリエステル、ポリアセタール、ポリオキシメチレン、ポリ硫化物、硫化ポリフェニル、ポリビニルアルコール、それらの共重合体、それらの混合物、およびそれらの組み合わせから成る群から選択される、請求項１に記載の細孔性膜。
【請求項10】
前記実質的に丸形状の細孔が、約０．７５乃至１．２５の範囲内の縦横比、および約０．２５乃至８．０の範囲内の球形度因数のうち少なくとも１つを有する、請求項１に記載の細孔性膜。
【請求項11】
請求項１に記載の細孔性膜を備える、濾過膜、湿度制御膜、気体および／または液体の分離膜、選択的な湿気の通過および液体水の遮断用の膜、および多層膜構造のうち少なくとも１つ。
【請求項12】
請求項１～１０の何れか一項に記載の細孔性膜を備える電池分離体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
関連出願に対する相互参照
本出願は、２０１１年３月１０日に出願された係属中の米国特許出願通し番号第１３／０４４，７０８号の恩恵およびそれに対する優先権を主張し、かつ、２０１０年３月１２日に出願された米国仮特許出願通し番号第６１／３１３，１５２号の恩恵およびそれに対する優先権を主張する。
本出願は、２０１１年３月１０日に出願された係属中の米国特許出願通し番号第１３／０４４，７０８号の恩恵およびそれに対する優先権を主張し、かつ、２０１０年３月１２日に出願された米国仮特許出願通し番号第６１／３１３，１５２号の恩恵およびそれに対する優先権を主張する。
【0002】
本発明の分野
本発明は、二軸配向細孔性膜、二軸配向細孔性膜を含む合成物、二軸配向微細孔性膜、二軸配向大細孔性膜、電池分離体、濾過媒体、湿度制御媒体、平薄板膜、液体保持媒体、および同様のもの、関連する方法、製造方法、使用方法、および同様のものを対象にする。
本発明は、二軸配向細孔性膜、二軸配向細孔性膜を含む合成物、二軸配向微細孔性膜、二軸配向大細孔性膜、電池分離体、濾過媒体、湿度制御媒体、平薄板膜、液体保持媒体、および同様のもの、関連する方法、製造方法、使用方法、および同様のものを対象にする。
【背景技術】
【0003】
本発明の背景
微細孔性重合体膜が既知であり、様々な工程により作ることができ、それにより膜が作られる工程は、膜の物理的特質に重大な影響を及ぼすことがある。例えば、ケスティング，ロバート・Ｅ．、合成重合膜、構造上の視点、第２版、ジョン・ワイリー＆サンズ、ニューヨーク州、ニューヨーク、（１９８５年）（Ｋｅｓｔｉｎｇ， Ｒｏｂｅｒｔ Ｅ．， Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ Ｐｏｌｙｍｅｒｉｃ Ｍｅｍｂｒａｎｅｓ， Ａ Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ Ｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅ， Ｓｅｃｏｎｄ Ｅｄｉｔｉｏｎ， Ｊｏｈｎ Ｗｉｌｅｙ ＆ Ｓｏｎｓ， Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ， ＮＹ， （１９８５））を参照されたい。微細孔性重合体膜を作るための３つの異なる既知の工程としては、乾燥伸長工程（ＣＥＬＧＡＲＤ工程としても知られている）、湿潤工程、および粒子伸長工程が挙げられる。
微細孔性重合体膜が既知であり、様々な工程により作ることができ、それにより膜が作られる工程は、膜の物理的特質に重大な影響を及ぼすことがある。例えば、ケスティング，ロバート・Ｅ．、合成重合膜、構造上の視点、第２版、ジョン・ワイリー＆サンズ、ニューヨーク州、ニューヨーク、（１９８５年）（Ｋｅｓｔｉｎｇ， Ｒｏｂｅｒｔ Ｅ．， Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ Ｐｏｌｙｍｅｒｉｃ Ｍｅｍｂｒａｎｅｓ， Ａ Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ Ｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅ， Ｓｅｃｏｎｄ Ｅｄｉｔｉｏｎ， Ｊｏｈｎ Ｗｉｌｅｙ ＆ Ｓｏｎｓ， Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ， ＮＹ， （１９８５））を参照されたい。微細孔性重合体膜を作るための３つの異なる既知の工程としては、乾燥伸長工程（ＣＥＬＧＡＲＤ工程としても知られている）、湿潤工程、および粒子伸長工程が挙げられる。
【0004】
乾燥伸長工程（ＣＥＬＧＡＲＤ工程）は、細孔形成が、非細孔性で、半結晶性で、押出成形された重合体前駆体を機械方向に伸長すること（ＭＤ伸長）に起因する工程を指す。例えば、参照により本明細書に組み込まれている、ケスティング、同書、２９０－２９７ページ（Ｋｅｓｔｉｎｇ， Ｉｂｉｄ， ｐａｇｅｓ ２９０－２９７）を参照されたい。そのような乾燥伸長工程は、湿潤工程および粒子伸長工程とは異なる。一般的に、相反転工程、抽出工程、またはＴＩＰＳ工程としても知られている湿潤工程では、重合原材料が加工油（時として可塑剤と称される）と混合され、この混合物は押出成形され、その後、加工油が除去されるときに細孔が形成される（こうした薄膜を、その油の除去の前または後に伸長することができる）。例えば、参照により本明細書に組み込まれている、ケスティング、同書、２３７－２８６ページ（Ｋｅｓｔｉｎｇ， Ｉｂｉｄ， ｐａｇｅｓ ２３７－２８６）を参照されたい。
【0005】
一般的に、粒子伸長工程では、重合原材料が粒子状物と混合され、この混合物は押出成形され、重合体および粒子状物の間の界面が伸長力のために破断するときに、細孔が伸長の最中に形成される。例えば、参照により本明細書に組み込まれている、米国特許第６，０５７，０６１号および第６，０８０，５０７号を参照されたい。
【0006】
さらに、こうした異なる形成工程から生じる膜は、通常は物理的に異なり、それによりそれぞれが作られる工程は、典型的に一方の膜を他方と区別する。例えば、乾燥伸長工程の膜は、機械方向（ＭＤ）での前駆体の伸長のためにスリット形状の細孔を有することがある（例えば、図１－３を参照されたい）。湿潤工程の膜は、油または可塑剤、および、機械方向（ＭＤ）での、および横の機械方向つまり横方向（ＴＤ）での前駆体の伸長のために、より丸い細孔およびレース状の外観を有する傾向がある（例えば、図４を参照されたい）。他方では、粒子伸長工程の膜は、粒子状物および機械方向の伸長（ＭＤ伸長）が細孔を形成する傾向があるため、楕円形状の細孔を有することがある（例えば、図５Ａを参照されたい）。従って、各膜を、その製造方法により他方と区別することができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
乾燥伸長工程により作られる膜は、平薄板膜、電池分離体、中空繊維、および同様のものを含む、ノース・カロライナ州、シャーロットのＬＬＣ、Ｃｅｌｇａｒｄにより販売されている、様々なＣＥＬＧＡＲＤ（登録商標）の乾燥伸長細孔性膜のように、優れた商業的成功を経験しているものの、より広い範囲の用途にて用いることができ、特定の目的のためにより良好に機能することができ、または同様のことのために、それらの少なくとも選択されている物理的特質を改良、修正、または増強する必要性がある。
【0008】
塵、塵ダニ、カビ、微生物、細菌、犬のフケ、臭気、および気体等の、空気伝達汚染物質を除去または低減する空気濾過器の使用は、概して既知である。従来的に、空気濾過器は、比較的小さい体積内に大きい濾過領域を提供するために、ひだ付けされかつ長方形の枠または支持体内に配置されるか、または波形の楕円または円筒に折り畳まれる細孔性材料のバット、マット、または薄板から形成される濾過器媒体を含む。
【0009】
少なくとも特定の空気濾過器が商業的成功を経験しているものの、より広い範囲の濾過または分離の用途にて用いることができ、特定の目的のためにより良好に機能することができ、または同様のことのために、改良された濾過媒体または濾過器の必要性がある。
【0010】
選択的な気体の通過および液体の遮断用の細孔性材料の使用が既知である。例えば、ノース・カロライナ州、シャーロットのＬＬＣ、Ｃｅｌｇａｒｄの事業部、Ｍｅｍｂｒａｎａ－Ｃｈａｒｌｏｔｔｅにより販売されている、ＬＩＱＵＩ－ＣＥＬ（登録商標）の中空繊維膜接触器が、液体を脱気または脱泡するために用いられる。より具体的には、ＬＩＱＵＩ－ＣＥＬ（登録商標）の膜接触器は、世界中の超小形電子工学、製薬、電力、食品、飲料、工業、写真、インク、および分析の市場において、液体の脱気のために広範に用いられる。
【0011】
濾過または分離の工程用の細孔性材料の使用が既知である。例えば、ドイツ、ヴッパータールのＭｅｍｂｒａｎａ ＧｍｂＨにより、または、両方ともシャーロットのＣｅｌｇａｒｄ，ＬＬＣおよびＤａｒａｍｉｃ，ＬＬＣにより市販または販売されている様々な平薄板膜が、濾過または分離の工程のために用いられる。より具体的には、そのような平薄板膜は、固体粒子および液体を、液体から気体を、気体から粒子を、および同様のものを分離するために用いられている。
【0012】
濾過または分離の工程用の、特定のそのような細孔性材料が商業的成功を経験しているものの、より広い範囲の用途にて用いることができ、特定の目的のためにより良好に機能することができ、または同様のことのために、改良された細孔性材料の必要性がある。
【0013】
選択的な湿気（湿蒸気）の通過、および、液体水、液体乾燥剤、または他の水溶液の遮断用の細孔性材料の使用が既知であることがある。そのような液体乾燥剤系では、温度および湿度を、水蒸気を吸収または放出する塩溶液（または乾燥剤）により制御することができる。
【0014】
選択的な水蒸気（熱および水分）の通過および気体（排気および吸気）の遮断用の細孔性材料の使用が、熱および湿気が換気システム内の補給空気および排気の間で交換されるエネルギー回収換気（ＥＲＶ）に関連して既知であることがある。
【0015】
選択的な純水または真水の通過、および塩または塩水の遮断用の細孔性材料の使用も、逆浸透濾過器（ＲＯ濾過器）等の細孔性材料が、純水（真水）がそこを通過することを可能にするが、塩を引き留める逆浸透脱塩に関連して既知である。高圧での塩水をもって、真水は細孔性材料に押し通され、真水流を形成する。
【0016】
選択的な水蒸気または湿気（湿蒸気）の通過、および液体塩水の遮断用の細孔性材料の使用も、高電荷密度膜等の細孔性材料が塩水を引き留めるが、無塩の水蒸気を通して塩水および真水を分離することができる蒸気脱塩に関連して既知であることがある。高圧での塩水をもって、真水は塩水から放出し、細孔性材料を通じて移動し、凝縮して真水流を形成することができる。
【0017】
選択的な気体または湿気（湿蒸気）の通過、および水等の液体の遮断用の細孔性材料の使用は、継続的に加湿されたままでなければならない陽子交換膜（ＰＥＭ）を有する水素燃料電池等の燃料電池に関連して既知であることがある。湿蒸気の形態にある廃水は、細孔性材料を通過することができ、廃水保持区画内に収集するかまたは排出することができる。
【0018】
選択的な気体または湿気（湿蒸気）の通過、および液体水または塩水の遮断用の、ことによると特定のそのような細孔性材料は、Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌにより販売されているＲＯ膜、または、Ｗ．Ｌ．Ｇｏｒｅ，ＢＨＡにより販売されている拡張ポリテトラフルオロエチレン（ｅＰＴＦＥ）膜、および他のもののように、限られた経済的成功を経験し得たものの、より広い範囲の用途にて用いることができ、特定の目的のためにより良好に機能することができ、または同様のことのために、改良された細孔性材料の必要性がある。
【課題を解決するための手段】
【0019】
本発明の概要
本発明の少なくとも選択されている細孔性の材料、薄膜、層、膜、積層物、共押出成形、または合成物の実施形態に従い、いくつかの改良領域は、スリット以外の細孔形状、丸形状の細孔、増加した横方向の引張強さ、ＭＤおよびＴＤの物理的特性の平衡、例えば、湿気輸送および水頭圧に関連する高性能、低減したガーリー、平衡した物理的特性を伴う高細孔性、細孔径および細孔径分布を含む細孔構造の均一性、増強された耐久性、他の細孔性材料とのそのような膜の合成物、そのような膜の合成物または積層物、細孔性不織材を有する薄膜または層、被覆膜、共押出成形膜、積層膜、所望の湿気輸送（または湿蒸気輸送）、水頭性能、および物理的強さの特性を有する膜、望ましい膜特長の損失を伴わないより物理的に有害な環境内における有用性、巨視物理的特性と組み合わされる膜湿気輸送性能の組み合わせ、疎水性で、非常に透過性があり、化学的および力学的に安定していること、高い引張強さを有すること、それらの組み合わせ、および／または同様のものを含むことがある。
本発明の少なくとも選択されている細孔性の材料、薄膜、層、膜、積層物、共押出成形、または合成物の実施形態に従い、いくつかの改良領域は、スリット以外の細孔形状、丸形状の細孔、増加した横方向の引張強さ、ＭＤおよびＴＤの物理的特性の平衡、例えば、湿気輸送および水頭圧に関連する高性能、低減したガーリー、平衡した物理的特性を伴う高細孔性、細孔径および細孔径分布を含む細孔構造の均一性、増強された耐久性、他の細孔性材料とのそのような膜の合成物、そのような膜の合成物または積層物、細孔性不織材を有する薄膜または層、被覆膜、共押出成形膜、積層膜、所望の湿気輸送（または湿蒸気輸送）、水頭性能、および物理的強さの特性を有する膜、望ましい膜特長の損失を伴わないより物理的に有害な環境内における有用性、巨視物理的特性と組み合わされる膜湿気輸送性能の組み合わせ、疎水性で、非常に透過性があり、化学的および力学的に安定していること、高い引張強さを有すること、それらの組み合わせ、および／または同様のものを含むことがある。
【0020】
乾燥伸長工程により作られる特定の膜が優れた商業的成功を経験しているものの、より広い範囲の用途にて用いることができ、特定の目的のためにより良好に機能することができ、および／または同様のことのために、それらの少なくとも選択されている物理的特質を改良、修正、または増強する必要性がある。本発明の乾燥伸長工程の膜の少なくとも選択されている実施形態に従い、いくつかの改良領域は、スリット以外の細孔形状、丸形状の細孔、増加した横方向の引張強さ、ＭＤおよびＴＤの物理的特性の平衡、細孔径および細孔径分布を含む細孔構造の均一性、例えば、湿気輸送（または湿蒸気輸送）および水頭圧に関連する高性能、低減したガーリー、平衡した物理的特性を伴う高細孔性、増強された耐久性、他の細孔性材料とのそのような膜の合成物、細孔性不織材とのそのような膜の合成物または積層物、被覆膜、共押出成形膜、積層膜、所望の湿気輸送、水頭性能、および物理的強さの特性を有する膜、望ましい膜特長の損失を伴わないより物理的に有害な環境内における有用性、巨視物理的特性と組み合わされる膜湿気輸送性能の組み合わせ、それらの組み合わせ、および／または同様のものを含むことがある。
【0021】
少なくとも選択されていることによると好適な実施形態に従い、本発明の細孔性膜は、ことによると好ましくは、疎水性で、非常に透過性があり、化学的および力学的に安定しており、高い引張強さ、およびそれらの組み合わせを有する、乾燥伸長工程の、細孔性の膜、薄膜、層、または合成物である。こうした特性は、それを以下の用途のために理想的な膜または薄膜にすると思われ、それらのそれぞれ（空気濾過を除く）は、選択的な湿蒸気（または他の気体）の通過および液体水（または他の液体）の遮断を伴うことがある：
１．ＨＶＡＣ：
ａ．液体乾燥剤（ＬＤ）空気調節（温度および湿度の制御）
ｂ．水系空気調節（温度および湿度の制御）
ｃ．エネルギー回収換気（ＥＲＶ）
２．脱塩：蒸気脱塩用途
３．燃料電池：加湿ユニット
４．液体および／または空気の濾過：濾過器
１．ＨＶＡＣ：
ａ．液体乾燥剤（ＬＤ）空気調節（温度および湿度の制御）
ｂ．水系空気調節（温度および湿度の制御）
ｃ．エネルギー回収換気（ＥＲＶ）
２．脱塩：蒸気脱塩用途
３．燃料電池：加湿ユニット
４．液体および／または空気の濾過：濾過器
【0022】
液体および空気の濾過の場合には特に、本発明の少なくとも選択されている実施形態の独特の細孔構造は、耐久性、高効率、狭い細孔径分布、および均一の流速の恩恵等の、特定の明確な恩恵を有する実施形態、材料、または膜を提供することができる。
【0023】
本発明の少なくとも選択されている細孔性材料または細孔性膜の実施形態に従い、少なくとも選択されている細孔性の単一層または多層の重合体膜は、ＭＤおよびＴＤの物理的特性の優れた平衡を有する一方で、湿気輸送および水頭性能により測定されるとおりの高性能膜でもある。この選択されている膜は高細孔率（＞６０％）も有するが、より伝統的な膜と比較して平衡した物理的特性を依然として維持することができる。また、この選択されている膜または薄膜を、その片側または両側上の不織材料等の、細孔性の支持材料または層と一体に製造するか、またはそれに積層することができる。結果として生じる合成物、膜、または製造物は、好ましくは、優れた湿気輸送およびさらにより改良された水頭性能を保持することができる。また、この結果として生じる合成製造物は、比較の膜を遥かに超える物理的強さ特性を有することがある。従って、この新たな結果として生じる合成製造物は、非常に望ましい膜特長の損失を伴わずに、より物理的に有害な環境内で有用であるという追加された利点を有することがある。こうした選択されている膜および合成製造物は、それらの巨視物理的特性と組み合わされる膜湿気輸送性能のそれらの組み合わせにおいて独特であると考えられる。例えば、従前の膜は細孔性を有し得ているが、十分な水頭圧または水頭性能を有し得ておらず、他の膜は脆すぎであり、他の膜は強いが他の特性を欠いていた、または同様のことの一方で、本発明の少なくとも選択されている実施形態は、例えば、所望の細孔性、湿気輸送、水頭圧、強さ、および同様のものを有することがある。
【0024】
本発明の少なくとも選択されている細孔性材料または細孔性膜の実施形態に従い、少なくとも選択されている細孔性の、ポリプロピレンまたはポリエチレン（単層ＰＰまたはＰＥ）等の単層ポリオレフィン（ＰＯ）の膜は、ＭＤおよびＴＤの物理的特性の優れた平衡を有する一方で、湿気輸送および水頭性能により測定されるとおりの高性能膜でもある。この選択されている単層ＰＯ膜は高細孔率（＞６０％）も有するが、より伝統的な膜と比較して平衡した物理的特性を依然として維持することができる。また、この選択されている単層ＰＯの膜または薄膜を、その片側または両側上のポリプロピレン（ＰＰ）不織材料（不織ＰＰ）等の、細孔性の支持物または材料と一体に製造するか、またはそれに積層することができる。結果として生じる合成物、膜、または製造物は、好ましくは、優れた湿気輸送およびさらにより改良された水頭性能を保持することができる。また、この結果として生じる合成製造物は、比較の膜を遥かに超える物理的強さ特性を有することがある。従って、この新たな結果として生じる合成製造物は、非常に望ましい膜特長の損失を伴わずに、より物理的に有害な環境内で有用であるという追加された利点を有することがある。こうした選択されている単層ＰＰの膜および合成製造物は、それらの巨視物理的特性と組み合わされる膜湿気輸送性能のそれらの組み合わせにおいて独特であると考えられる。例えば、従前の膜は細孔性を有し得ているが、十分な水頭圧または水頭性能を有し得ておらず、他の膜は脆すぎであり、他の膜は強いが他の特性を欠いていた、または同様のことの一方で、本発明の少なくとも選択されている実施形態は、例えば、所望の細孔性、湿気輸送、水頭圧、強さ、および同様のものを有することがある。
【0025】
本発明の少なくとも選択されている細孔性材料または細孔性膜の実施形態に従い、少なくとも選択されている細孔性の、ポリプロピレンおよび／またはポリエチレン（多層ＰＰおよび／またはＰＥ）等の多層ポリオレフィン（ＰＯ）の膜は、ＭＤおよびＴＤの物理的特性の優れた平衡を有する一方で、湿気輸送および水頭性能により測定されるとおりの高性能膜でもある。この選択されている多層ＰＯ膜は高細孔率（＞６０％）も有するが、より伝統的な膜と比較して平衡した物理的特性を依然として維持することができる。また、この選択されている多層ＰＯの膜または薄膜を、その片側または両側上のポリプロピレン（ＰＰ）不織材料（不織ＰＰ）等の、細孔性の支持物または材料と一体に製造するか、またはそれに積層することができる。結果として生じる合成物、膜、または製造物は、好ましくは優れた湿気輸送およびさらにより改良された水頭性能を保持することができ、比較の膜を遥かに超える物理的強さ特性を有することがあり、非常に望ましい膜特長の損失を伴わずに、より物理的に有害な環境内で有用であるという追加された利点を有することがあり、巨視物理的特性と組み合わされる膜湿気輸送性能の独特の組み合わせを有することがあり、かつ、例えば、所望の細孔性、湿気輸送、水頭圧、強さ、および同様のものを有することがある。
【0026】
本発明の少なくとも選択されている細孔性材料または細孔性膜の実施形態に従い、少なくとも選択されている細孔性の単層重合体膜、例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）および／またはポリエチレン（ＰＥ）（ＰＥ、ＰＰ、またはＰＥ＋ＰＰの混合物を含む）の単層膜等の、単層（１つ以上の重ねを有することがある）ポリオレフィン（ＰＯ）膜は、ＭＤおよびＴＤの物理的特性の優れた平衡を有する一方で、湿気輸送（または湿蒸気輸送）および水頭性能により測定されるとおりの高性能膜でもある。この選択されている単層重合体膜は高細孔率（＞６０％）も有するが、より伝統的な膜と比較して平衡した物理的特性を依然として維持することができる。また、この選択されている単層重合体の膜または薄膜を、不織重合体材料、例えば、その片側または両側上のＰＯ不織材料（細孔性ポリエチレン（ＰＥ）不織材料（不織ＰＥ）および／または細孔性ポリプロピレン（ＰＰ）不織材料（不織ＰＰ）（ＰＥ、ＰＰ、またはＰＥ＋ＰＰの混合物を含む）等）等の、細孔性不織材料と一体に製造するか、またはそれに積層することができる。結果として生じる合成物、膜、または製造物は、好ましくは、優れた湿気輸送（または湿蒸気輸送）およびさらにより改良された水頭性能を保持することができる。また、この結果として生じる合成製造物は、比較の膜を遥かに超える物理的強さ特性を有することがある。従って、この新たな結果として生じる合成製造物は、非常に望ましい膜特長の損失を伴わずに、より物理的に有害な環境内で有用であるという追加された利点を有することがある。こうした選択されている単層重合体の膜および合成製造物は、それらの巨視物理的特性と組み合わされる膜湿気輸送性能のそれらの組み合わせにおいて独特であると考えられる。本発明の少なくとも選択されている実施形態は、例えば、所望の細孔性、湿気輸送、湿蒸気輸送、水頭圧、強さ、および同様のものを有することがある。
【0027】
本発明の少なくとも選択されている細孔性材料または細孔性膜の実施形態に従い、少なくとも選択されている細孔性の多層重合体膜、例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）および／またはポリエチレン（ＰＥ）（ＰＥ、ＰＰ、またはＰＥ＋ＰＰの混合物を含む）の多層膜等の、多層（２つ以上の層）ポリオレフィン（ＰＯ）膜は、ＭＤおよびＴＤの物理的特性の優れた平衡を有する一方で、湿気輸送（または湿蒸気輸送）および水頭性能により測定されるとおりの高性能膜でもある。この選択されている多層重合体膜は高細孔率（＞６０％）も有するが、より伝統的な膜と比較して平衡した物理的特性を依然として維持することができる。また、この選択されている多層重合体の膜または薄膜を、その片側または両側上のＰＯ不織材料（細孔性ポリエチレン（ＰＥ）不織材料（不織ＰＥ）および／または細孔性ポリプロピレン（ＰＰ）不織材料（不織ＰＰ）等）等の、細孔性の支持物または材料と一体に製造するか、またはそれに積層することができる。結果として生じる合成物、膜、または製造物は、好ましくは、優れた湿気輸送およびさらにより改良された水頭性能を保持することができる。また、この結果として生じる合成製造物は、比較の膜を遥かに超える物理的強さ特性を有することがある。従って、この新たな結果として生じる合成製造物は、非常に望ましい膜特長の損失を伴わずに、より物理的に有害な環境内で有用であるという追加された利点を有することがある。こうした選択されている多層重合体の膜および合成製造物は、それらの巨視物理的特性と組み合わされる膜湿気輸送性能のそれらの組み合わせにおいて独特であると考えられる。本発明の少なくとも選択されている実施形態は、例えば、所望の細孔性、湿気輸送、水頭圧、強さ、および同様のものを有することがある。
【0028】
本発明の少なくとも選択されている細孔性材料または細孔性膜の実施形態に従い、細孔（開口部）は、選択されている膜または合成物、例えば、単層、二層、または三層の膜の表面、頂部、または前部（Ａ側）のＳＥＭにおいて、以下の細孔縦横比を有する（例えば、細孔のうち１つ以上（好ましくは、平均を確かめるために細孔のうちいくつか）を測定することによる、機械方向（ＭＤ）（長さ）、および横の機械方向（ＴＤ）（幅）における細孔開口部の物理的寸法に基づく）：
典型：
０．７５乃至１．５０の範囲内のＭＤ／ＴＤ縦横比
好適：
０．７５乃至１．２５の範囲内のＭＤ／ＴＤ縦横比
最好適：
０．８５乃至１．２５の範囲内のＭＤ／ＴＤ縦横比
典型：
０．７５乃至１．５０の範囲内のＭＤ／ＴＤ縦横比
好適：
０．７５乃至１．２５の範囲内のＭＤ／ＴＤ縦横比
最好適：
０．８５乃至１．２５の範囲内のＭＤ／ＴＤ縦横比
【0029】
本発明の少なくとも選択されている細孔性材料または細孔性膜の実施形態に従い、ＭＤ／ＴＤ細孔縦横比が１．０であった場合に、その時三次元つまり３Ｄの細孔球形度の因数または比（ＭＤ／ＴＤ／ＮＤ）の範囲は、１．０乃至８．０以上、ことによると好適な１．０乃至２．５、および、最もことによると好適な１．０乃至２．０以下であり得た（機械方向（ＭＤ）（長さ）、横の機械方向（ＴＤ）（幅）、および厚さ方向つまり横断面（ＮＤ）（厚さ）における細孔開口部の物理的寸法、例えば、表面、頂部、または前部（Ａ側）、あるいは表面、底部、または後部（Ｂ側）のＳＥＭにおいて、１つ以上の細孔（好ましくは、平均を確かめるためにいくつかの細孔）のＭＤおよびＴＤを測定すること、および、横断面、深さ、または高さ（Ｃ側）（長さまたは幅の横断面のどちらかまたは両方とも）のＳＥＭにおいて、１つ以上の細孔（好ましくは、平均を確かめるためにいくつかの細孔）のＮＤを測定することに基づく（同じ細孔のＮＤ、ＭＤ、およびＴＤの寸法を測定することは困難であることがあるため、ＮＤ寸法はＭＤおよびＴＤの寸法とは異なる細孔を有することがある）。
【0030】
本発明の少なくとも選択されている細孔性材料または細孔性膜の実施形態に従い、細孔（開口部）は、以下の細孔縦横比を有する（選択されている単層および三層の膜の頂部または前部（Ａ側）のＳＥＭにおいて細孔を測定することに基づく、機械方向（ＭＤ）（長さ）、および横の機械方向（ＴＤ）（幅）における細孔開口部の物理的寸法に基づく：
機械方向ＭＤ（長さ）および横方向ＴＤ（幅）の縦横比範囲に対する典型的な数：
０．７５乃至１．５０の範囲内のＭＤ／ＴＤ縦横比
機械方向ＭＤ（長さ）および横方向ＴＤ（幅）の縦横比範囲に対する典型的な数：
０．７５乃至１．５０の範囲内のＭＤ／ＴＤ縦横比
【0031】
本発明の少なくとも選択されている細孔性材料または細孔性膜の実施形態に従い、細孔（開口部）は、以下の三次元つまり３Ｄの細孔球形度の因数または比を有する（機械方向（ＭＤ）（長さ）、横の機械方向（ＴＤ）（幅）、および厚さ方向つまり横断面（ＮＤ）（厚さ）における細孔開口部の物理的寸法、例えば、選択されている膜、層、または合成物の、例えば、選択されている単層および三層の膜の、表面、頂部、または前部（Ａ側）、表面、底部、または後部（Ｂ側）、および横断面、深さ、または高さ（Ｃ側）（長さまたは幅の横断面のどちらかまたは両方とも）のＳＥＭにおいて、１つ以上の細孔（好ましくは、平均を確かめるためにいくつかの細孔）のＭＤおよびＴＤを測定することに基づく（同じ細孔のＮＤ、ＭＤ、およびＴＤの寸法を測定することは困難であることがあるため、ＮＤ寸法はＭＤおよびＴＤの寸法とは異なる細孔を有することがある）：
例えば：
典型：
０．７５乃至１．５０の範囲内のＭＤ／ＴＤ縦横比
０．５０乃至７．５０の範囲内のＭＤ／ＮＤ寸法比
０．５０乃至５．００の範囲内のＴＤ／ＮＤ寸法比
好適：
０．７５乃至１．２５の範囲内のＭＤ／ＴＤ縦横比
１．０乃至２．５の範囲内のＭＤ／ＮＤ寸法比
１．０乃至２．５の範囲内のＴＤ／ＮＤ寸法比
最好適：
０．８５乃至１．２５の範囲内のＭＤ／ＴＤ縦横比
１．０乃至２．０の範囲内のＭＤ／ＮＤ寸法比
１．０乃至２．０の範囲内のＴＤ／ＮＤ寸法比
例えば：
典型：
０．７５乃至１．５０の範囲内のＭＤ／ＴＤ縦横比
０．５０乃至７．５０の範囲内のＭＤ／ＮＤ寸法比
０．５０乃至５．００の範囲内のＴＤ／ＮＤ寸法比
好適：
０．７５乃至１．２５の範囲内のＭＤ／ＴＤ縦横比
１．０乃至２．５の範囲内のＭＤ／ＮＤ寸法比
１．０乃至２．５の範囲内のＴＤ／ＮＤ寸法比
最好適：
０．８５乃至１．２５の範囲内のＭＤ／ＴＤ縦横比
１．０乃至２．０の範囲内のＭＤ／ＮＤ寸法比
１．０乃至２．０の範囲内のＴＤ／ＮＤ寸法比
【0032】
本発明の少なくとも選択されている細孔性材料または細孔性膜の実施形態に従い、細孔（開口部）は、以下の細孔球形度の因数または比を有する（選択されている単層および三層の膜の頂部または前部（Ａ側）、ならびに長さおよび横断面（Ｃ側）のＳＥＭにおいて細孔を測定することに基づく、機械方向（ＭＤ）（長さ）、横の機械方向（ＴＤ）（幅）、および厚さ方向つまり横断面（ＮＤ）（厚さ）における細孔開口部の物理的寸法に基づく：
機械方向ＭＤ（長さ）、横方向ＴＤ（幅）、および厚さ方向ＮＤ（垂直高さ）の球形度の因数または比の範囲に対する典型的な数：
０．７５乃至１．５０の範囲内のＭＤ／ＴＤ縦横比
０．５０乃至７．５０の範囲内のＭＤ／ＮＤ寸法比
０．５０乃至５．００の範囲内のＴＤ／ＮＤ寸法比
機械方向ＭＤ（長さ）、横方向ＴＤ（幅）、および厚さ方向ＮＤ（垂直高さ）の球形度の因数または比の範囲に対する典型的な数：
０．７５乃至１．５０の範囲内のＭＤ／ＴＤ縦横比
０．５０乃至７．５０の範囲内のＭＤ／ＮＤ寸法比
０．５０乃至５．００の範囲内のＴＤ／ＮＤ寸法比
【0033】
本発明の少なくとも選択されている実施形態に従い、微細孔性膜が乾燥伸長工程により作られ、かつ、実質的に丸形状の細孔と、０．５乃至６．０、好ましくは０．５乃至５．０の範囲内にある横方向の引張強さに対する機械方向の引張強さの比と、を有する。先の微細孔性膜を作る方法は、重合体を非細孔性前駆体に押出成形するステップと、前記非細孔性前駆体を二軸伸長するステップであって、前記二軸伸長が機械方向の伸長および横方向の伸長を含み、前記横方向の伸長が同時制御される機械方向の弛緩を含む、ステップと、を含む。
【0034】
本発明の少なくとも選択されている実施形態に従い、細孔性膜が修正された乾燥伸長工程により作られ、かつ、実質的に丸形状の細孔、０．５乃至６．０の範囲内にある横方向の引張強さに対する機械方向の引張強さの比を有し、かつ、従前の乾燥伸長膜と比較して低いガーリーを有し、従前の乾燥伸長膜と比較してより大きくかつより均一の平均流動細孔径、または、低いガーリーおよびより大きくかつより均一の平均流動細孔径の両方を有する。
【0035】
従来の乾燥伸長工程により作られる特定の膜が優れた商業的成功を経験しているものの、本発明の少なくとも選択されている実施形態に従い、より広い範囲の用途にて用いることができ、特定の目的のためにより良好に機能することができ、および／または同様のことのために、改良、修正、または増強された、それらの少なくとも選択されている物理的特質が提供されている。
【0036】
少なくとも特定の空気濾過器が商業的成功を経験しているものの、本発明の少なくとも選択されている実施形態に従い、より広い範囲の濾過および分離の用途にて用いることができ、特定の目的のためにより良好に機能することができ、および／または同様のことのために、改良、修正、または増強された濾過媒体が提供されている。
【0037】
濾過または分離の工程用の少なくとも特定の平薄板細孔性材料が商業的成功を経験しているものの、本発明の少なくとも選択されている実施形態に従い、より広い範囲の用途にて用いることができ、特定の目的のためにより良好に機能することができ、および／または同様のことのために、改良、修正、または増強された細孔性材料が提供されている。
【0038】
選択的な気体または湿気（湿蒸気）の通過、および液体水または塩水の遮断用の特定の細孔性材料が、Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌにより販売されているＲＯ膜、Ｗ．Ｌ．Ｇｏｒｅ，ＢＨＡにより販売されているｅＰＴＦＥ膜、および他のもののように商業的成功を経験し得たものの、本発明の少なくとも選択されている実施形態に従い、より広い範囲の用途にて用いることができ、特定の目的のためにより良好に機能することができ、および／または同様のことのために、改良、修正、または増強された細孔性材料が提供されている。
【0039】
本発明の少なくとも選択されている実施形態に従い、空気濾過器カートリッジは、微細孔性膜等の少なくとも１つのひだ付けされた細孔性膜を含む。
【0040】
図面の記載
本発明の様々な態様または実施形態を例解する目的のために、目下例示的である形態が図面内に示されているが、本発明が、示されている実施形態、正確な配列または手段に限定されないことが理解される。
本発明の様々な態様または実施形態を例解する目的のために、目下例示的である形態が図面内に示されているが、本発明が、示されている実施形態、正確な配列または手段に限定されないことが理解される。
【図面の簡単な説明】
【0041】
【図1】ＣＥＬＧＡＲＤ（登録商標）の単層の、従来の乾燥伸長の、ポリプロピレンの、電池分離体の写真（ＳＥＭ表面の顕微鏡写真）である。
【図2】先行技術の乾燥伸長膜（単一重ね膜）の写真である。
【図3】先行技術の乾燥伸長膜（多重ね膜、積層されその後伸長された重ね）の写真である。
【図4】ＣＥＬＧＡＲＤ（登録商標）の単層の、湿潤工程の、ポリエチレンの電池分離体の写真（ＳＥＭ表面の顕微鏡写真）である。
【図5A】粒子伸長膜の写真（ＳＥＭ表面の顕微鏡写真）である。
【図5B】粒子伸長膜の写真（ＳＥＭ横断面の顕微鏡写真）である。
【図6】本発明の１つの実施形態に従う膜（単一重ね膜、二軸配向工程）の写真（ＳＥＭ表面の顕微鏡写真）である。
【図7】本発明の別の実施形態に従う膜（多重ね膜、共に積層されその後伸長された重ね、二軸配向工程）の写真（ＳＥＭ表面の顕微鏡写真）である。
【図8】本発明のなお別の実施形態に従う膜（多重ね膜、共押出成形されその後伸長された重ね、二軸配向工程）の写真（ＳＥＭ表面の顕微鏡写真）である。
【図9】本発明の二軸配向膜の製造方法の少なくとも１つの実施形態に従う、例示的なＴＤ伸長工程の図式的表現である。
【図10】２０，０００Ｘの倍率における従来のＣＥＬＧＡＲＤ（登録商標）２５００の膜（ＰＰ単層、乾燥伸長工程）の写真（ＳＥＭ表面の顕微鏡写真）である。
【図13】本発明の別の膜の実施形態に従う膜試料Ｂ（ＰＰ単層、崩壊泡、二軸配向工程）の各々の写真（２０，０００Ｘおよび５，０００Ｘの倍率におけるＳＥＭ表面Ａ（頂部）の顕微鏡写真）である。
【図14】本発明の別の膜の実施形態に従う膜試料Ｂ（ＰＰ単層、崩壊泡、二軸配向工程）の各々の写真（２０，０００Ｘおよび５，０００Ｘの倍率におけるＳＥＭ表面Ａ（頂部）の顕微鏡写真）である。
【図19】本発明のさらに別の膜または合成物の実施形態に従う膜試料Ｃ（［試料Ｂの］ＰＰ単層／不織ＰＰ、積層されている［熱＋圧力］）の各々の写真（２０，０００Ｘ、５，０００Ｘ、および１，０００Ｘの倍率におけるＳＥＭ表面Ａ（頂部）の顕微鏡写真）である。
【図20】本発明のさらに別の膜または合成物の実施形態に従う膜試料Ｃ（［試料Ｂの］ＰＰ単層／不織ＰＰ、積層されている［熱＋圧力］）の各々の写真（２０，０００Ｘ、５，０００Ｘ、および１，０００Ｘの倍率におけるＳＥＭ表面Ａ（頂部）の顕微鏡写真）である。
【図21】本発明のさらに別の膜または合成物の実施形態に従う膜試料Ｃ（［試料Ｂの］ＰＰ単層／不織ＰＰ、積層されている［熱＋圧力］）の各々の写真（２０，０００Ｘ、５，０００Ｘ、および１，０００Ｘの倍率におけるＳＥＭ表面Ａ（頂部）の顕微鏡写真）である。
【図28】本発明のなお別の膜の実施形態に従う膜試料Ａ（単層ＰＰ、非崩壊泡、二軸配向工程）の各々の写真（２０，０００Ｘおよび５，０００Ｘの倍率におけるＳＥＭ表面Ａ（頂部）の顕微鏡写真）である。
【図29】本発明のなお別の膜の実施形態に従う膜試料Ａ（単層ＰＰ、非崩壊泡、二軸配向工程）の各々の写真（２０，０００Ｘおよび５，０００Ｘの倍率におけるＳＥＭ表面Ａ（頂部）の顕微鏡写真）である。
【図32】本発明の別の実施形態に従う膜または合成物の試料Ｇ（［試料Ａの］ＰＰ単層、非崩壊泡、二軸配向工程／不織ＰＰ、積層されている［熱＋圧力］）の各々の写真（２０，０００Ｘ、５，０００Ｘ、および１，０００Ｘの倍率におけるＳＥＭ表面Ａ（頂部）の顕微鏡写真）である。
【図33】本発明の別の実施形態に従う膜または合成物の試料Ｇ（［試料Ａの］ＰＰ単層、非崩壊泡、二軸配向工程／不織ＰＰ、積層されている［熱＋圧力］）の各々の写真（２０，０００Ｘ、５，０００Ｘ、および１，０００Ｘの倍率におけるＳＥＭ表面Ａ（頂部）の顕微鏡写真）である。
【図34】本発明の別の実施形態に従う膜または合成物の試料Ｇ（［試料Ａの］ＰＰ単層、非崩壊泡、二軸配向工程／不織ＰＰ、積層されている［熱＋圧力］）の各々の写真（２０，０００Ｘ、５，０００Ｘ、および１，０００Ｘの倍率におけるＳＥＭ表面Ａ（頂部）の顕微鏡写真）である。
【図41】本発明のさらに別の膜の実施形態に従う膜試料Ｅ（ＰＰ単層、崩壊泡、二軸配向工程）の各々の写真（２０，０００Ｘおよび５，０００Ｘの倍率におけるＳＥＭ表面Ａ（頂部）の顕微鏡写真）である。
【図42】本発明のさらに別の膜の実施形態に従う膜試料Ｅ（ＰＰ単層、崩壊泡、二軸配向工程）の各々の写真（２０，０００Ｘおよび５，０００Ｘの倍率におけるＳＥＭ表面Ａ（頂部）の顕微鏡写真）である。
【図47】本発明のなお別の膜の実施形態に従う膜試料Ｆ（単層ＰＰ、非崩壊泡、二軸配向工程）の各々の写真（２０，０００Ｘおよび５，０００Ｘの倍率におけるＳＥＭ表面Ａ（頂部）の顕微鏡写真）である。
【図48】本発明のなお別の膜の実施形態に従う膜試料Ｆ（単層ＰＰ、非崩壊泡、二軸配向工程）の各々の写真（２０，０００Ｘおよび５，０００Ｘの倍率におけるＳＥＭ表面Ａ（頂部）の顕微鏡写真）である。
【図51】本発明のさらになお別の膜の実施形態に従う膜試料Ｄ（共押出成形されたＰＰ／ＰＥ／ＰＰ三層、崩壊泡、二軸配向工程）の各々の写真（２０，０００Ｘおよび５，０００Ｘの倍率におけるＳＥＭ表面Ａ（頂部）の顕微鏡写真）である。
【図52】本発明のさらになお別の膜の実施形態に従う膜試料Ｄ（共押出成形されたＰＰ／ＰＥ／ＰＰ三層、崩壊泡、二軸配向工程）の各々の写真（２０，０００Ｘおよび５，０００Ｘの倍率におけるＳＥＭ表面Ａ（頂部）の顕微鏡写真）である。
【発明を実施するための形態】
【0042】
本発明の記載
本発明の少なくとも選択されている実施形態に従い、微細孔性膜は好適な修正された乾燥伸長工程（二軸配向工程）により作られ、かつ、実質的に丸形状の細孔と、０．５乃至６．０、好ましくは０．５乃至５．０、最も好ましくは０．５乃至４．０の範囲内にある横方向の引張強さに対する機械方向の引張強さの比と、を有する。微細孔性膜等の細孔性膜は、そこを通じて複数の細孔を有する、薄く、しなやかで、重合体の薄板、箔、または薄膜である。そのような膜は、単一重ねまたは多重ね、単一または多重の層、合成物、積層物、および同様のものであってよく、かつ、質量転移膜、圧力調整器、濾過膜、医療機器、電気化学的貯蔵機器用の分離体、燃料電池における使用のための膜、および／または同様のものを含むが、それらに限定されない多種多様な用途において用いることができる。
本発明の少なくとも選択されている実施形態に従い、微細孔性膜は好適な修正された乾燥伸長工程（二軸配向工程）により作られ、かつ、実質的に丸形状の細孔と、０．５乃至６．０、好ましくは０．５乃至５．０、最も好ましくは０．５乃至４．０の範囲内にある横方向の引張強さに対する機械方向の引張強さの比と、を有する。微細孔性膜等の細孔性膜は、そこを通じて複数の細孔を有する、薄く、しなやかで、重合体の薄板、箔、または薄膜である。そのような膜は、単一重ねまたは多重ね、単一または多重の層、合成物、積層物、および同様のものであってよく、かつ、質量転移膜、圧力調整器、濾過膜、医療機器、電気化学的貯蔵機器用の分離体、燃料電池における使用のための膜、および／または同様のものを含むが、それらに限定されない多種多様な用途において用いることができる。
【0043】
本発明の膜の少なくとも選択されている実施形態は、乾燥伸長工程（ＣＥＬＧＡＲＤ工程としても知られている）の修正版により作られる。その乾燥伸長工程は、細孔形成が非細孔性前駆体を伸長することに起因する工程を指す。参照により本明細書に組み込まれている、ケスティング，Ｒ．、合成重合膜、構造上の視点、第２版、ジョン・ワイリー＆サンズ、ニューヨーク州、ニューヨーク、（１９８５年）、２９０－２９７ページ（Ｋｅｓｔｉｎｇ， Ｒ．， Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ Ｐｏｌｙｍｅｒｉｃ Ｍｅｍｂｒａｎｅｓ， Ａ ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ ｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅ， Ｓｅｃｏｎｄ Ｅｄｉｔｉｏｎ， Ｊｏｈｎ Ｗｉｌｅｙ ＆ Ｓｏｎｓ， Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ， ＮＹ， （１９８５）， ｐａｇｅｓ ２９０－２９７）を参照されたい。その乾燥伸長工程は、上記で論じられているように、湿潤工程および粒子伸長工程と区別される。
【0044】
本発明の少なくとも選択されている膜の実施形態を、少なくとも２つの点において従前の乾燥伸長膜と区別することができる：１）実質的に丸形状の細孔、および２）０．５乃至６．０、好ましくは０．５乃至５．０、最も好ましくは０．５乃至４．０の範囲内にある横方向の引張強さに対する機械方向の引張強さの比。
【0045】
本発明の少なくとも選択されている膜の実施形態を、少なくとも５つの点において従前の乾燥伸長膜と区別することができる：１）実質的に丸形状の細孔、２）０．５乃至６．０の範囲内にある横方向の引張強さに対する機械方向の引張強さの比、３）０．０２５乃至０．１５０μｍの範囲内の平均流動細孔径、４）ＪＩＳガーリーが０．５乃至２００秒の範囲内にある、高い気体または湿気の透過性、および（５）１４０ｐｓｉよりも高い水頭圧。
【0046】
細孔形状に関しては、細孔は、好ましくは実質的に丸形状であることを特徴とする。例えば、図６－８、１３－１６、１９、２０、２２、２３、２８－３１、３２、３３、３５、３６、４１－４４、４７－５０、および５１－５４を参照されたい。この細孔形状は、従前の従来の乾燥伸長膜のスリット形状の細孔と対比される。図１－３およびケスティング、同書（Ｋｅｓｔｉｎｇ， Ｉｂｉｄ）を参照されたい。さらに、本膜の細孔形状は、縦横比、細孔の幅（ＴＤ）に対する長さ（ＭＤ）の比を特徴とすることがある。本膜の１つの実施形態では、縦横比は０．７５から１．２５に及ぶ。これは、５．０よりも大きい従前の乾燥伸長膜の縦横比と対比される。下記の表Ｉを参照されたい。
【0047】
横方向（ＴＤ）の引張強さに対する機械方向（ＭＤ）の引張強さの比に関しては、１つの実施形態では、この比は０．５乃至６．０、好ましくは０．５乃至５．０の間にある。この比は、１０．０よりも大きい先行技術の膜の対応する比と対比される。下記の表Ｉを参照されたい。
【0048】
米国特許第６，６０２，５９３号は、乾燥伸長工程により作られる微細孔性膜を対象にし、そこで、結果として生じる膜は、０．１２乃至１．２の、機械方向の引張強さに対する横方向の引張強さの比を有する。その時に、そのＴＤ／ＭＤ引張比は、前駆体が押出成形される際に少なくとも１．５の膨張比により得られる。
【0049】
本膜の少なくとも選択されている実施形態は、以下のものをさらに特徴とすることがある：０．０３乃至０．３０ミクロン（μｍ）の範囲内の平均細孔径、２０－８０％の範囲内の細孔率、および／または２５０Ｋｇ／ｃｍ２よりも大きい横方向の引張強さ。先の値は例示的な値であり、かつ限定的であることを意図されず、従って、単に本膜の少なくとも選択されている実施形態を表すと見なされるべきである。
【0050】
本膜の少なくとも選択されている実施形態は、以下のものをさらに特徴とすることがある：０．３０乃至１．０ミクロン（μｍ）の範囲内の細孔径、および約１．０乃至１．１０の範囲内の平均縦横比。先の値は例示的な値であり、かつ限定的であることを意図されず、従って、単に本膜の少なくとも選択されている実施形態を表すと見なされるべきである。
【0051】
本膜の少なくとも選択されていることによると好適な実施形態は、以下のものをさらに特徴とすることがある：０．０５乃至０．５０ミクロン（μｍ）の範囲内の平均アクアポア（Ａｑｕａｐｏｒｅ）サイズ、４０－９０％の範囲内の細孔率、および／または２５０Ｋｇ／ｃｍ２よりも大きい横方向の引張強さ。先の値は例示的な値であり、かつ限定的であることを意図されず、従って、単に本膜の少なくとも選択されていることによると好適な実施形態を表すと見なされるべきである。
【0052】
本膜において用いられる好適な重合体は、熱可塑性重合体であることを特徴とすることがある。こうした重合体は、半結晶性重合体であることをさらに特徴とすることがある。１つの実施形態では、半結晶性重合体は、２０％乃至８０％の範囲内の結晶度を有する重合体であってよい。そのような重合体を、以下の群から選択してよい：ポリオレフィン類、フルオロ炭素類、ポリアミド類、ポリエステル類、ポリアセタール類（つまりポリオキシメチレン類）、ポリ硫化物類、ポリビニルアルコール類、それらの共重合体、およびそれらの組み合わせ。ポリオレフィン類が好適であることがあり、ポリエチレン類（ＬＤＰＥ、ＬＬＤＰＥ、ＨＤＰＥ、ＵＨＭＷＰＥ）、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリメチルペンテン、それらの共重合体、およびそれらの混合物を挙げることができる。フルオロ炭素類としては、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、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）、エチレンクロルトリフルオロエチレン（ＥＣＴＦＥ）、エチレンテトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）、フッ化ポリビニリデン（ＰＶＤＦ）、フッ化ポリビニル（ＰＶＦ）、ペルフルオロアルコキシ（ＰＦＡ）樹脂、それらの共重合体、およびそれらの混合物を挙げることができる。ポリアミド類としては、ポリアミド６、ポリアミド６／６、ナイロン１０／１０、ポリフタルアミド（ＰＰＡ）、それらの共重合体、およびそれらの混合物を挙げることができるが、それらに限定されない。ポリエステル類としては、テレフタル酸ポリエステル（ＰＥＴ）、テレフタル酸ポリブテン（ＰＢＴ）、テレフタル酸ポリ－１－４－シクロヘキシレンジメチレン（ＰＣＴ）、および液晶重合体（ＬＣＰ）を挙げることができる。ポリ硫化物類としては、硫化ポリフェニル、その共重合体、およびその混合物が挙げられるが、それに限定されない。ポリビニルアルコール類としては、エチレン－ビニルアルコール、その共重合体、およびその混合物が挙げられるが、それに限定されない。
【0053】
本膜の少なくとも特定の実施形態としては、周知であるように、他の原料を含むことがある。例えば、そうした原料としては、充填剤（典型的には膜の費用を低減するために用いられるが、そうでなければ膜の製造に全く著しい影響を及ぼさない不活性粒子状物）、抗静電剤、抗遮断剤、抗酸化剤、（製造を容易にする）潤滑剤、着色剤、および／または同様のものを挙げることができる。
【0054】
様々な材料を、膜の特性を修正または増強するために重合体に添加してよい。そのような材料としては、（１）１３０℃未満の溶融温度を有するポリオレフィン類またはポリオレフィン数量体が挙げられるが、それらに限定されず、（２）無機充填剤としては、炭酸カルシウム、酸化亜鉛、珪藻土、滑石、白陶土、合成シリカ、雲母、粘土、窒化ホウ素、二酸化ケイ素、二酸化チタン、硫酸バリウム、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、および／または同様のもの、およびそれらの混合物が挙げられるが、それらに限定されず、（３）エラストマーとしては、エチレン－プロピレン（ＥＰＲ）、エチレン－プロピレン－ジエン（ＥＰＤＭ）、スチレン－ブタジエン（ＳＢＲ）、スチレンイソプレン（ＳＩＲ）、エチリデンノルボルネン（ＥＮＢ）、エポキシ、およびポリウレタン、およびそれらの混合物が挙げられるが、それらに限定されず、（４）湿潤剤としては、エトキシ化アルコール類、一級重合カルボン酸類、グリコール類（例えば、ポリプロピレングリコールおよびポリエチレングリコール類）、官能化ポリオレフィン類などが挙げられるが、それらに限定されず、（５）潤滑剤、例えば、シリコーン、フルオロ重合体、Ｋｅｍａｍｉｄｅ（登録商標）、オレアミド、ステアラミド、エルカミド、ステアリン酸カルシウム、または他の金属性ステアリン酸塩、（６）難燃剤、例えば、臭素化難燃剤、リン酸アンモニウム、水酸化アンモニウム、アルミナ三水和物、およびリン酸エステル、（７）架橋剤または連結剤、（８）重合体加工助剤（可塑剤または加工油、例えば、１０重量％の加工油等だが、それらに限定されない）、および（９）ポリプロピレン用ベータ核化剤を含む、任意の種類の核化剤。（しかしながら、少なくとも好適な本膜は、参照により本明細書に組み込まれている、米国特許第６，３６８，７４２号に開示されているように、いかなるベータ核化ポリプロピレン（ＢＮＰＰ）も明確に除外する。ポリプロピレン用ベータ核化剤は、ポリプロピレン中にベータ結晶の創出を引き起こす物質である。）
【0055】
本膜は、単一重ね膜でも多重ね膜でもよい。多重ね膜に関しては、本二軸配向膜は多重ね膜の１つの重ねまたは層であってよく、または、本膜は多重ね膜の重ねの全てであってよい。本膜が多重ね膜の重ねの全て未満である場合には、被覆、積層、または結合の工程を介して多重ね膜を作ってもよい。本膜が多重ね膜の全ての重ねである場合には、積層または押出成形の工程（共押出成形等）を介して多重ね膜を作ってもよい。さらに、多重ね膜を、同じ材料または異なる材料の重ねで作ってもよい。
【0056】
本膜は、好ましくは、前駆体の膜が二軸伸長される（すなわち、機械方向にだけでなく、横の機械方向にも伸長される）修正された乾燥伸長工程により作られる。この工程は、下記でより詳細に論じられることになる。
【0057】
概して、先の膜を作るための工程は、非細孔性（単一層または多層）前駆体を押出成形するステップと、その後前記非細孔性前駆体を二軸伸長するステップと、を含む。随意に、非細孔性前駆体を伸長より前に焼鈍してよい。１つの実施形態では、二軸伸長は、同時制御される機械方向の弛緩を伴う、機械方向の伸長および横方向の伸長を含む。機械方向の伸長および横方向の伸長は、同時でも逐次的でもよい。１つの実施形態では、機械方向の伸長の後に、同時の機械方向の弛緩を伴う横方向の伸長が続く。この工程は、下記でより詳細に論じられる。
【0058】
押出成形は、概して従来的である（従来的とは、乾燥伸長工程に対して従来的ということを指す）。押出成形機は、溝穴鋳型（平坦な前駆体用）または環状鋳型（パリソンまたは泡の前駆体用）を有することがある。後者の場合には、膨張パリソン技術を使用してよい（例えば、前駆体が押出成形される際の１．５未満の膨張比（ＰＵＲ））。しかしながら、非細孔性前駆体の複屈折率は、従来の乾燥伸長工程においてほどに高い必要はない。例えば、＜１．０の溶融流動指数（ＭＦＩ）を有するポリプロピレン樹脂から、＞３５％の細孔率を有する膜を製造する従来の乾燥伸長工程では、前駆体の複屈折率は＞０．０１３０であることになるだろう一方で、本膜があれば、ＰＰの前駆体の複屈折率は０．０１００ほどに低くあり得るだろう。別の実施例、ポリエチレン樹脂からの＞３５％の細孔率を有する膜では、前駆体の複屈折率は＞０．０２８０であることになるだろう一方で、本膜があれば、ＰＥの前駆体の複屈折率は０．０２４０ほどに低くあり得るだろう。
【0059】
焼鈍（随意）を、１つの実施形態では、Ｔｍ－８０℃およびＴｍ－１０℃（式中、Ｔｍは重合体の溶融温度である）の間の温度にて、別の実施形態では、Ｔｍ－５０℃およびＴｍ－１５℃の間の温度にて行ってよい。いくつかの材料、例えば、ポリブテン等の、押出成形後に高い結晶性を有するものは、全く焼鈍を必要としないことがある。追加的な随意のステップを行うことができ、例えば、熱硬化、抽出、除去、屈曲、スリット入れ、および／または同様のものであるが、それらに限定されない。
【0060】
機械方向の伸長を、低温伸長または高温伸長または両方として、かつ単一のステップまたは多数のステップとして行ってよい。１つの実施形態では、低温伸長を＜Ｔｍ－５０℃にて、別の実施形態では、＜Ｔｍ－８０℃にて行ってよい。１つの実施形態では、高温伸長を＜Ｔｍ－１０℃にて行ってよい。１つの実施形態では、合計の機械方向の伸長は５０－５００％の範囲内に、別の実施形態では、１００－３００％の範囲内にあり得る。機械方向の伸長の最中に、前駆体が横方向に収縮することがある（従来）。
【0061】
横方向の伸長は、同時制御される機械方向の弛緩を含む。これは、前駆体が横方向に伸長される際に（ＴＤ伸長）、前駆体が、制御されて、機械方向に緊縮（すなわち、弛緩）することを同時に許される（ＭＤ弛緩）。横方向の伸長を、低温ステップ、または高温ステップ、または両方の組み合わせとして行ってよい。１つの実施形態では、合計の横方向の伸長は１００－１２００％の範囲内に、別の実施形態では、２００－９００％の範囲内にあり得る。１つの実施形態では、制御される機械方向の弛緩は５－８０％に、別の実施形態では、１５－６５％の範囲内に及ぶことがある。１つの実施形態では、横の伸長を多数のステップにて行ってよい。横方向の伸長の最中に、前駆体は機械方向に収縮することを許容されることも許容されないこともある。多重ステップの横方向の伸長の一実施形態では、第１の横方向のステップは、制御される機械方向の弛緩を伴う横の伸長、その後同時の横および機械方向の伸長、およびその後横方向の弛緩を含み、機械方向の伸長または弛緩を全く含まないことがある。
【0062】
随意に、前駆体は、周知であるように、機械方向および横方向の伸長の後に熱硬化を受けることがある。
【0063】
先の膜および工程の実施形態は、以下の非限定的な実施例にさらに例解されている。
【実施例0064】
実施例
他に記載されていない限り、本明細書で報告されている試験値、厚さ、細孔性、引張強さ、および縦横比を、以下のように決定した：厚さ－Ｅｍｖｅｃｏ Ｍｉｃｒｏｇａｇｅ ２１０－Ａのマイクロメータを用いるＡＳＴＭ－Ｄ３７４、細孔性－ＡＳＴＭ Ｄ－２８７３、引張強さ－Ｉｎｓｔｒｏｎ Ｍｏｄｅｌ ４２０１を用いるＡＳＴＭ Ｄ－８８２、および縦横比－ＳＥＭ顕微鏡写真から得た測定値。
他に記載されていない限り、本明細書で報告されている試験値、厚さ、細孔性、引張強さ、および縦横比を、以下のように決定した：厚さ－Ｅｍｖｅｃｏ Ｍｉｃｒｏｇａｇｅ ２１０－Ａのマイクロメータを用いるＡＳＴＭ－Ｄ３７４、細孔性－ＡＳＴＭ Ｄ－２８７３、引張強さ－Ｉｎｓｔｒｏｎ Ｍｏｄｅｌ ４２０１を用いるＡＳＴＭ Ｄ－８８２、および縦横比－ＳＥＭ顕微鏡写真から得た測定値。
【0065】
以下の実施例を、注記がない場合を除いて、従来の乾燥伸長技術により製造した。
【0066】
実施例１．ポリプロピレン（ＰＰ）樹脂を、２．５インチ（６．３５ｃｍ）の押出成形機を用いて押出成形する。その押出成形機の溶融温度は２２１℃である。重合体溶融物を、円形鋳型に送給する。その鋳型の温度を２２０℃に設定し、重合体溶融物を吹き込み空気により冷却する。押出成形した前駆体は、２７マイクロメートル（μｍ）の厚さおよび０．０１２０の複屈折率を有する。その後、その押出成形した薄膜を１５０℃にて２分にわたり焼鈍した。その後、その焼鈍した薄膜を室温にて２０％に低温伸長し、その後２２８％に高温伸長し、１４０℃にて３２％に弛緩させる。その機械方向（ＭＤ）伸長した薄膜は、１６．４μｍの厚さ、および２５％の細孔率を有する。その後、そのＭＤ伸長した薄膜を、１４０℃にて５０％のＭＤ弛緩をもって３００％に横方向（ＴＤ）伸長する。その完成した薄膜は、１４．１μｍの厚さ、および３７％の細孔率を有する。完成した薄膜のＴＤ引張強さは５５０Ｋｇ／ｃｍ２である。図６を参照されたい。
【0067】
実施例２．ポリプロピレン（ＰＰ）樹脂を、２．５インチ（６．３５ｃｍ）の押出成形機を用いて押出成形する。その押出成形機の溶融温度は２２０℃である。重合体溶融物を円形鋳型に送給する。その鋳型の温度を２００℃に設定し、重合体溶融物を吹き込み空気により冷却する。押出成形した前駆体は、９．５μｍの厚さおよび０．０１６０の複屈折率を有する。ＨＤＰＥ樹脂を、２．５インチ（６．３５ｃｍ）の押出成形機を用いて押出成形する。その押出成形機の溶融温度は２１０℃である。重合体溶融物を円形鋳型に送給する。鋳型の温度を２０５℃に設定し、重合体溶融物を空気により冷却する。押出成形した前駆体は、９．５μｍの厚さおよび０．０３３０の複屈折率を有する。２つのＰＰ層および１つのＰＥ層を共に積層し、ＰＰ／ＰＥ／ＰＰ三層薄膜を形成する。積層圧延温度は１５０℃である。その後、積層した三層薄膜を１２５℃にて２分にわたり焼鈍する。その後、その焼鈍した薄膜を室温にて２０％に低温伸長し、その後１６０％に高温伸長し、１１３℃にて３５％に弛緩させる。そのＭＤ伸長した薄膜は、２５．４μｍの厚さ、および３９％の細孔率を有する。その後、そのＭＤ伸長した薄膜を、１１５℃にて３０％のＭＤ弛緩をもって４００％にＴＤ伸長する。その完成した薄膜は、１９．４μｍの厚さおよび６３％の細孔率を有する。完成した薄膜のＴＤ引張強さは３５０Ｋｇ／ｃｍ２である。図７を参照されたい。
【0068】
実施例３．ＰＰ樹脂およびＨＤＰＥ樹脂を、共押出成形鋳型を用いて押出成形し、ＰＰ／ＰＥ／ＰＰ三層薄膜を形成する。ＰＰに対する押出成形機の溶融温度は２４３℃であり、ＰＥに対する押出成形機の溶融温度は２１４℃である。その後、重合体溶融物を、１９８℃に設定する共押出成形鋳型に送給する。重合体溶融物を、吹き込み空気により冷却する。その押出成形した薄膜は、３５．６μｍの厚さを有する。その後、その押出成形した前駆体を、１２５℃にて２分にわたり焼鈍する。その後、その焼鈍した薄膜を室温にて４５％に低温伸長し、２４７％に高温伸長し、１１３℃にて４２％に弛緩させる。そのＭＤ伸長した薄膜は、２１．５μｍの厚さおよび２９％の細孔率を有する。その後、そのＭＤ伸長した薄膜を、１１５℃にて５０％のＭＤ弛緩をもって４５０％にＴＤ伸長する。その完成した薄膜は、１６．３μｍの厚さおよび５９％の細孔率を有する。完成した薄膜のＴＤ引張強さは５７０Ｋｇ／ｃｍ２である。
【0069】
実施例４．ＰＰ樹脂およびＨＤＰＥ樹脂を、実施例３でのものと同じ方法で共押出成形してＭＤ伸長する。その後、そのＭＤ伸長した薄膜を、１１５℃にて６５％のＭＤ弛緩をもって８００％にＴＤ伸長する。その完成した薄膜は、１７．２μｍの厚さおよび４９％の細孔率を有する。完成した薄膜のＴＤ引張強さは７３０Ｋｇ／ｃｍ２である。図８を参照されたい。
【0070】
実施例５．ＰＰ樹脂およびＰＢ樹脂を、共押出成形鋳型を用いて押出成形する。ＰＰに対する押出成形機の溶融温度は２３０℃であり、ＰＢに対する押出成形機の溶融温度は２０６℃である。その後、重合体溶融物を、２１０℃に設定する共押出成形鋳型に送給する。その後、重合体溶融物を、吹き込み空気により冷却する。その押出成形した薄膜は、３６．０μｍの厚さを有する。その後、その押出成形した前駆体を、１０５℃にて２分にわたり焼鈍する。その後、その焼鈍した薄膜を２０％に低温伸長し、１０５℃にて１５５％に高温伸長し、その後３５％に弛緩させる。その後、そのＭＤ伸長した薄膜を、１１０℃にて２０％のＭＤ弛緩をもって１４０％にＴＤ伸長する。その完成した薄膜は、１４．８μｍの厚さおよび４２％の細孔率を有する。完成した薄膜のＴＤ引張強さは２８６Ｋｇ／ｃｍ２である。
【0071】
実施例６．ＰＰ樹脂およびＰＥ樹脂を、共押出成形鋳型を用いて押出成形し、ＰＰ／ＰＥ／ＰＰ三層薄膜を形成する。ＰＰに対する押出成形機の溶融温度は２４５℃であり、ＰＥに対する押出成形機の溶融温度は２３０℃である。その後、重合体溶融物を、２２５℃に設定する共押出成形鋳型に送給する。重合体溶融物を、吹き込み空気により冷却する。その押出成形した薄膜は、２７μｍの厚さおよび０．０１２０の複屈折率を有する。その後、その押出成形した前駆体を、１１５℃にて２分にわたり焼鈍する。その後、その焼鈍した薄膜を室温にて２２％に低温伸長し、２５４％に高温伸長し、１２０℃にて２５％に弛緩させる（合計の機械方向の伸長＝２５１％）。そのＭＤ伸長した薄膜は、１５μｍの厚さおよび１６％の細孔率を有する。その後、そのＭＤ伸長した薄膜を、１３０℃にて５０％のＭＤ弛緩をもって２６０％にＴＤ伸長し、１３０℃にて各方向での５０％および２１６％の同時のＭＤおよびＴＤの伸長が後に続き、最後にその薄膜をＭＤ（１００％）に固着させ、１３０℃の温度にてＴＤに５７．６％弛緩することを許容する。その完成した薄膜は、７．６μｍの厚さおよび５２％の細孔率を有する。完成した薄膜のＴＤ引張強さは５１３Ｋｇ／ｃｍ２である。
【0072】
実施例７．ポリプロピレンおよびポリエチレンの１つまたは複数の樹脂を、共押出成形鋳型を用いて押出成形し、ＰＰ／ＰＥ／ＰＰ三層薄膜を形成する。ＰＰに対する押出成形機の溶融温度は２２２℃であり、ＰＥに対する押出成形機の溶融温度は２２５℃である。その後、重合体溶融物を、２１５℃に設定する共押出成形鋳型に送給する。重合体溶融物を、吹き込み空気により冷却する。その押出成形した薄膜は、４０μｍの厚さおよび０．０１１０の複屈折率を有する。その後、その押出成形した前駆体を、１０５℃にて２分にわたり焼鈍する。その後、その焼鈍した薄膜を室温にて３６％に低温伸長し、２６４％に高温伸長し、１０９℃にて２９％に弛緩させる（合計の機械方向の伸長＝２７１％）。そのＭＤ伸長した薄膜は、２３．８μｍの厚さおよび２９．６％の細孔率を有する。その後、そのＭＤ伸長した薄膜を、１１０℃にて７５％のＭＤ弛緩をもって１０３４％にＴＤ伸長する。その完成した薄膜は、１６．８μｍの厚さおよび４６％の細孔率を有する。完成した薄膜のＴＤ引張強さは１０３７Ｋｇ／ｃｍ２である。
【0073】
以下の表Ｉにおいて、先の実施例の結果を要約し、２つの商業的に利用可能な乾燥伸長膜と比較する：Ｃｏｍ Ａ）ＣＥＬＧＡＲＤ（登録商標）２４００（単一重ねのポリプロピレン膜）（図２を参照されたい）、およびＣｏｍ Ｂ）ＣＥＬＧＡＲＤ（登録商標）２３００（三層のポリプロピレン／ポリエチレン／ポリプロピレン）（図３を参照されたい）。
【表1】
【0074】
本発明の膜の少なくとも選択されている実施形態に従い：
－単層ＰＰの空気濾過膜に対して、≦２．５乃至～２５の好適なＪＩＳガーリー。
－単層ＰＰのＨＥＰＡ／ＵＬＰＡ膜に対して、≦０．５乃至～５の好適なＪＩＳガーリー。
－膜の全域にわたる好適な丸い細孔構造および非常に均一の細孔構造。
－単層ＰＰの空気濾過膜に対して、≦２．５乃至～２５の好適なＪＩＳガーリー。
－単層ＰＰのＨＥＰＡ／ＵＬＰＡ膜に対して、≦０．５乃至～５の好適なＪＩＳガーリー。
－膜の全域にわたる好適な丸い細孔構造および非常に均一の細孔構造。
【0075】
本発明の少なくとも選択されていることによると好適な実施形態に従い、好適な膜は下記のものを有するか、またはそのものである：
乾燥工程により作られ、全く油／溶媒が添加されない。
高い細孔率：４０－９０％
非常に疎水性。
＞１４０ｐｓｉの水頭圧、＞８０ｐｓｉの水侵入圧。
毛細管流動の細孔測定法／アクアポア試験／ＳＥＭを特徴とするような独特の細孔構造：少なくとも約０．０４の毛細管流動により測定される平均流動細孔径、狭い範囲の細孔径を有する、均一で、丸く、または非スリット型の細孔構造。少なくとも約０．０７ミクロンのアクアポアサイズ。高い気体／空気／湿気の透過性：１．０乃至１００のＪＩＳガーリー、毛細管流動細孔測定法を特徴とするような高い流速、≧８，０００ｇ／ｍ２－日のＷＶＴＲ。
平衡したＭＤ／ＴＤ強度：ＴＤ強度（＞３００ｋｇ／ｃｍ２）。
低いＴＤ収縮率：≦２％の９０℃におけるＴＤ収縮率。
好適なＰＰ重合体：ＭＦＩ＝０．１乃至１０．０、＞４５％の重合体の結晶度。
好適なＰＥ重合体：ＭＦＩ＝０．０１乃至５．０、＞５０％の結晶度。
ＡＳＴＭ Ｄ－１２３８法で試験されるＭＦＩ。
乾燥工程により作られ、全く油／溶媒が添加されない。
高い細孔率：４０－９０％
非常に疎水性。
＞１４０ｐｓｉの水頭圧、＞８０ｐｓｉの水侵入圧。
毛細管流動の細孔測定法／アクアポア試験／ＳＥＭを特徴とするような独特の細孔構造：少なくとも約０．０４の毛細管流動により測定される平均流動細孔径、狭い範囲の細孔径を有する、均一で、丸く、または非スリット型の細孔構造。少なくとも約０．０７ミクロンのアクアポアサイズ。高い気体／空気／湿気の透過性：１．０乃至１００のＪＩＳガーリー、毛細管流動細孔測定法を特徴とするような高い流速、≧８，０００ｇ／ｍ２－日のＷＶＴＲ。
平衡したＭＤ／ＴＤ強度：ＴＤ強度（＞３００ｋｇ／ｃｍ２）。
低いＴＤ収縮率：≦２％の９０℃におけるＴＤ収縮率。
好適なＰＰ重合体：ＭＦＩ＝０．１乃至１０．０、＞４５％の重合体の結晶度。
好適なＰＥ重合体：ＭＦＩ＝０．０１乃至５．０、＞５０％の結晶度。
ＡＳＴＭ Ｄ－１２３８法で試験されるＭＦＩ。
【0076】
下記は、本発明の選択されている実施形態に従う８つの膜（Ａ－ＧおよびＭ）、合成物、または積層物、および比較試料Ｃｏｍ Ｃについての試験結果である：
ＷＶＴＲ試験は、湿気勾配法を用いるＡＳＴＭ Ｆ２２９８－０３に基づく。
【表2】
【0077】
動的湿気透過セルを用いる、水蒸気拡散抵抗および被服材料の気流抵抗のための試験法。
試験条件：９５％の頂部セルの湿度、５％の底部セルの湿度、９０％の湿気勾配。
周囲温度。
試験条件：９５％の頂部セルの湿度、５％の底部セルの湿度、９０％の湿気勾配。
周囲温度。
【0078】
厚さを、Ｅｍｖｅｃｏ Ｍｉｃｒｏｇａｇｅ ２１０Ａのマイクロメータを用いて、ＡＳＴＭ－Ｄ３７４に基づいて測定した。
ＪＩＳガーリーを、ＯＨＫＥＮの透過性試験器を用いることにより、気体透過性試験で測定する。
ＪＩＳガーリーを、１００ｃｃの空気が４．８インチ（１２．２ｃｍ）の水の低圧にて１平方インチ（６．４５ｃｍ２）の薄膜を通過するのに必要とされる、秒における時間と定義する。
細孔率を、ＡＳＴＭ Ｄ２８７３という方法により測定する。
穿刺強さを、ＡＳＴＭ Ｄ３７６３に基づいてＩｎｓｔｒｏｎ Ｍｏｄｅｌ ４４４２を用いて測定する。その測定を、その膜の幅の全域にわたり行って、平均化した穿刺エネルギー（穿刺強さ）を、試験試料を穿刺するのに必要とされる力と定義する。
引張特性を、Ｉｎｓｔｒｏｎ Ｍｏｄｅｌ ４２０１を用いるＡＳＴＭ－８８２基準を用いて試験する。
収縮率を、修正したＡＳＴＭ－２７３２－９６の手順を用いて、９０℃にて６０分にわたり測定する。
ＪＩＳガーリーを、ＯＨＫＥＮの透過性試験器を用いることにより、気体透過性試験で測定する。
ＪＩＳガーリーを、１００ｃｃの空気が４．８インチ（１２．２ｃｍ）の水の低圧にて１平方インチ（６．４５ｃｍ２）の薄膜を通過するのに必要とされる、秒における時間と定義する。
細孔率を、ＡＳＴＭ Ｄ２８７３という方法により測定する。
穿刺強さを、ＡＳＴＭ Ｄ３７６３に基づいてＩｎｓｔｒｏｎ Ｍｏｄｅｌ ４４４２を用いて測定する。その測定を、その膜の幅の全域にわたり行って、平均化した穿刺エネルギー（穿刺強さ）を、試験試料を穿刺するのに必要とされる力と定義する。
引張特性を、Ｉｎｓｔｒｏｎ Ｍｏｄｅｌ ４２０１を用いるＡＳＴＭ－８８２基準を用いて試験する。
収縮率を、修正したＡＳＴＭ－２７３２－９６の手順を用いて、９０℃にて６０分にわたり測定する。
【0079】
平均流動細孔径、起泡点の細孔径を、ＡＳＴＭ Ｆ３１６－８６基準に基づいて毛細管流動分析で測定した。
水頭圧を、ＡＳＴＭ Ｄ３３９３－９１に基づいて測定した。
水侵入を、ＡＳＴＭ Ｆ３１６－９３（湿潤流体－水、６８．８ダイン／ｃｍ。気体：空気。）により試験した。
水頭圧を、ＡＳＴＭ Ｄ３３９３－９１に基づいて測定した。
水侵入を、ＡＳＴＭ Ｆ３１６－９３（湿潤流体－水、６８．８ダイン／ｃｍ。気体：空気。）により試験した。
【0080】
好適ではないが、充填されており、非細孔性で超高分子量のポリエチレン膜を、本発明の伸長工程における前駆体として用いることができるだろう。
【0081】
また、本発明の膜を、追加的な耐久性のために不織基体に片側または両側に積層してよいか、あるいは、それを親水性にするために界面活性剤で被覆することができる。
【0082】
少なくとも選択されている実施形態に従い、本発明は下記のものを対象にすることがある：
【0083】
同時の伸長および弛緩をもって膨張薄膜を二軸伸長し、空気、湿蒸気、および他の気体への高水準の透過性、しかし高水準の疎水性を必要とする用途において有用な製造物を製造すること。そのような用途は、液体乾燥剤ＨＶＡＣシステム、膜脱塩、換気、燃料電池の湿気制御、液体濾過、および同様のもの等の、膜に基づく湿度および温度の制御システムを含むことがある。少なくとも選択されている実施形態に従い、本発明は、以下の特性を有する膜を対象にすることがある：
【表3】
【0084】
本発明のことによると好適な実施形態に従い、その膜は、疎水性で、非常に透過性があり、化学的および力学的に安定しており、高い引張強さの膜である。こうした特性は、それを以下の用途のために理想的な薄膜にすると思われ、それらのそれぞれ（空気濾過を除く）は、選択的な湿蒸気の通過および液体水の遮断を伴うことがある：
１．ＨＶＡＣ：
２．液体乾燥剤（ＬＤ）空気調節
３．水系空気調節
４．エネルギー回収換気（ＥＲＶ）
５．脱塩
６．ＲＯ脱塩
７．蒸気脱塩
８．燃料電池
９．液体および／または空気の濾過
液体および空気の濾過の場合には特に、独特の細孔構造は、いくつかの明確な恩恵を有することがある。
１．ＨＶＡＣ：
２．液体乾燥剤（ＬＤ）空気調節
３．水系空気調節
４．エネルギー回収換気（ＥＲＶ）
５．脱塩
６．ＲＯ脱塩
７．蒸気脱塩
８．燃料電池
９．液体および／または空気の濾過
液体および空気の濾過の場合には特に、独特の細孔構造は、いくつかの明確な恩恵を有することがある。
【0085】
少なくとも選択されている実施形態に従い、好適な積層製造物は、所望の巨視物理的特性と組み合わされる所望の膜湿気輸送性能の組み合わせを有することがある。
【0086】
少なくとも選択されている実施形態に従い、好適な単層ＰＰ製造物は、ＭＤおよびＴＤの物理的特性の優れた平衡を有することがある一方で、湿気輸送（湿蒸気輸送）および水頭性能により測定されるとおりの高性能膜でもある。その膜は珍しく高細孔率（＞６０％）も有することがあるが、より伝統的な膜と比較して平衡した物理的特性を依然として維持する。また、その膜を、積層ＰＰ不織材と一体に製造することができる。結果として生じる積層製造物は、優れた湿蒸気輸送およびさらにより改良された水頭性能を依然として保持することができる。また、結果として生じる製造物は、比較の膜を遥かに超える物理的強さ特性を有することがある。従って、その製造物は、非常に望ましい膜特長の損失を伴わずに、より物理的に有害な環境内で用いられるという追加された利点を有することがある。
【0087】
本発明の少なくとも選択されている実施形態に従い、その膜は、それを以下の用途のために理想的な薄膜にすると思われることがある、独特の細孔の構造および分布または特性を有することがある：
高効率の空気濾過、
ＨＥＰＡ／ＵＬＰＡ用途、
近零放出の塵除去用途（清浄室、真空袋、覆面、手術着、塵袋、カートリッジ）、
濾過用途：
○高効率のＨＶＡＣ濾過器媒体
○ＨＥＰＡ／ＵＬＰＡ媒体
○濾過膜合成物
液体濾過、
防護衣服、
機能性衣服／演技スポーツ用着用物、
医療用布、
および同様のもの。
高効率の空気濾過、
ＨＥＰＡ／ＵＬＰＡ用途、
近零放出の塵除去用途（清浄室、真空袋、覆面、手術着、塵袋、カートリッジ）、
濾過用途：
○高効率のＨＶＡＣ濾過器媒体
○ＨＥＰＡ／ＵＬＰＡ媒体
○濾過膜合成物
液体濾過、
防護衣服、
機能性衣服／演技スポーツ用着用物、
医療用布、
および同様のもの。
【0088】
本発明の少なくとも選択されている細孔性の材料、薄膜、層、膜、積層物、共押出成形、または合成物の実施形態に従い、いくつかの改良領域は、スリット以外の細孔形状、丸形状の細孔、増加した横方向の引張強さ、ＭＤおよびＴＤの物理的特性の平衡、例えば、湿気輸送（または湿蒸気輸送）および水頭圧に関連する高性能、低減したガーリー、平衡した物理的特性を伴う高細孔性、細孔径および細孔径分布を含む細孔構造の均一性、増強された耐久性、他の細孔性材料とのそのような膜の合成物、そのような膜の合成物または積層物、細孔性不織材を有する薄膜または層、被覆膜、共押出成形膜、積層膜、所望の湿気輸送、水頭性能、および物理的強さの特性を有する膜、望ましい膜特長の損失を伴わないより物理的に有害な環境内における有用性、巨視物理的特性と組み合わされる膜湿気輸送（または湿蒸気輸送）性能の組み合わせ、疎水性で、非常に透過性があり、化学的および力学的に安定していること、高い引張強さを有すること、それらの組み合わせ、および／または同様のものを含むことがある。
【0089】
乾燥伸長工程により作られる特定の膜が優れた商業的成功を経験しているものの、より広い範囲の用途にて用いることができ、特定の目的のためにより良好に機能することができ、および／または同様のことのために、それらの少なくとも選択されている物理的特質を改良、修正、または増強する必要性がある。本発明の乾燥伸長工程の膜の少なくとも選択されている実施形態に従い、いくつかの改良領域は、スリット以外の細孔形状、丸形状の細孔、増加した横方向の引張強さ、ＭＤおよびＴＤの物理的特性の平衡、細孔径および細孔径分布を含む細孔構造の均一性、例えば、湿気輸送（湿蒸気輸送）および水頭圧に関連する高性能、低減したガーリー、平衡した物理的特性を伴う高細孔性、増強された耐久性、他の細孔性材料とのそのような膜の合成物、細孔性不織材とのそのような膜の合成物または積層物、被覆膜、共押出成形膜、積層膜、所望の湿気輸送（または湿蒸気輸送）、水頭性能、および物理的強さの特性を有する膜、望ましい膜特長の損失を伴わないより物理的に有害な環境内における有用性、巨視物理的特性と組み合わされる膜湿気輸送（湿蒸気輸送）性能の組み合わせ、それらの組み合わせ、および／または同様のものを含むことがある。
【0090】
少なくとも選択されていることによると好適な実施形態に従い、本発明の細孔性膜は、ことによると好ましくは、疎水性で、非常に透過性があり、化学的および力学的に安定しており、高い引張強さ、およびその組み合わせを有する、乾燥伸長工程の、細孔性の膜、薄膜、層、または合成物である。こうした特性は、それを以下の用途のために理想的な膜または薄膜にすると思われ、それらのそれぞれ（空気濾過を除く）は、選択的な湿蒸気（または他の気体）の通過および液体水（または他の液体）の遮断を伴うことがある：
１．ＨＶＡＣ：
ａ．液体乾燥剤（ＬＤ）空気調節（温度および湿度の制御）：膜に基づくＬＤシステムでは、細孔性膜を通じて水蒸気を吸収または放出する塩溶液により、温度および湿度を制御することができる。熱がそのシステム内における原動力である（ほとんどの空気調節システムでのように、圧力ではない）。そのシステムを機能させるためには、水蒸気を容易に通す（液体を引き留めるための）疎水性膜を有することが必要であることがある。
ｂ．水系空気調節（温度および湿度の制御）：蒸発式の冷却システムまたは冷却水システムは、ＬＤシステムとはいくらか異なる原理で動作するが、その膜の同じ本質的な特性を用いることになるだろう。
ｃ．エネルギー回収換気（ＥＲＶ）：最も単純なＨＶＡＣ用途は、補給空気および排気の間における熱および湿気の交換の主要な構成部としてその膜を用いる。
２．脱塩：蒸気脱塩用途は、ＨＶＡＣと同じ膜の特性を用いる。その膜が液体塩水を引き留めるが水蒸気を通すので、塩水および真水を膜により分離させるシステムを構築することができる。より高温圧での塩水をもって、真水はその塩水から放出し、その膜を通じて移動し、凝縮して真水流を形成する。
３．燃料電池：燃料電池では、陽子交換膜（ＰＥＭ）が継続的に加湿されたままでなければならない。これを、膜に基づく加湿ユニットの使用をもって達成することができる。
４．液体および／または空気の濾過：これらの実施形態では、細孔性膜は単純な濾過器として作用することがある。液体、蒸気、気体、または空気がその膜を通過する際に、細孔を通過するには大きすぎる粒子が膜表面にて遮断される。
１．ＨＶＡＣ：
ａ．液体乾燥剤（ＬＤ）空気調節（温度および湿度の制御）：膜に基づくＬＤシステムでは、細孔性膜を通じて水蒸気を吸収または放出する塩溶液により、温度および湿度を制御することができる。熱がそのシステム内における原動力である（ほとんどの空気調節システムでのように、圧力ではない）。そのシステムを機能させるためには、水蒸気を容易に通す（液体を引き留めるための）疎水性膜を有することが必要であることがある。
ｂ．水系空気調節（温度および湿度の制御）：蒸発式の冷却システムまたは冷却水システムは、ＬＤシステムとはいくらか異なる原理で動作するが、その膜の同じ本質的な特性を用いることになるだろう。
ｃ．エネルギー回収換気（ＥＲＶ）：最も単純なＨＶＡＣ用途は、補給空気および排気の間における熱および湿気の交換の主要な構成部としてその膜を用いる。
２．脱塩：蒸気脱塩用途は、ＨＶＡＣと同じ膜の特性を用いる。その膜が液体塩水を引き留めるが水蒸気を通すので、塩水および真水を膜により分離させるシステムを構築することができる。より高温圧での塩水をもって、真水はその塩水から放出し、その膜を通じて移動し、凝縮して真水流を形成する。
３．燃料電池：燃料電池では、陽子交換膜（ＰＥＭ）が継続的に加湿されたままでなければならない。これを、膜に基づく加湿ユニットの使用をもって達成することができる。
４．液体および／または空気の濾過：これらの実施形態では、細孔性膜は単純な濾過器として作用することがある。液体、蒸気、気体、または空気がその膜を通過する際に、細孔を通過するには大きすぎる粒子が膜表面にて遮断される。
【0091】
液体および空気の濾過の場合には特に、本発明の少なくとも選択されている実施形態の独特の細孔構造は、耐久性、高効率、狭い細孔径分布、および均一の流速の恩恵等の、特定の明確な恩恵を有することがある。
【0092】
本発明の少なくとも選択されている細孔性材料または細孔性膜の実施形態に従い、少なくとも選択されている細孔性の単層ポリプロピレン（単層ＰＰ）膜は、ＭＤおよびＴＤの物理的特性の優れた平衡を有する一方で、湿気輸送および水頭性能により測定されるとおりの高性能膜でもある。この選択されている単層ＰＰ膜は高細孔率（＞６０％）も有するが、より伝統的な膜と比較して平衡した物理的特性を依然として維持することができる。また、この選択されている単層ＰＰの膜または薄膜を、その片側または両側上の細孔性ポリプロピレン（ＰＰ）不織材料（不織ＰＰ）と一体に製造するか、またはそれに積層することができる。結果として生じる合成物、膜、または製造物（単層ＰＰ／不織ＰＰ）または（不織ＰＰ／単層ＰＰ／不織ＰＰ）は、好ましくは、優れた湿気輸送およびさらにより改良された水頭性能を保持することができる。また、この結果として生じる合成製造物（単層ＰＰ／不織ＰＰ）または（不織ＰＰ／単層ＰＰ／不織ＰＰ）は、比較の膜を遥かに超える物理的強さ特性を有することがある。従って、この新たな結果として生じる合成製造物（単層ＰＰ／不織ＰＰ）または（不織ＰＰ／単層ＰＰ／不織ＰＰ）は、非常に望ましい膜特長の損失を伴わずに、より物理的に有害な環境内で有用であるという追加された利点を有することがある。こうした選択されている単層ＰＰの膜および合成製造物（単層ＰＰ、単層ＰＰ／不織ＰＰ、または、不織ＰＰ／単層ＰＰ／不織ＰＰ）は、それらの巨視物理的特性と組み合わされる膜湿気輸送性能のそれらの組み合わせにおいて独特であると考えられる。例えば、従前の膜は細孔性を有し得ているが、十分な水頭圧または水頭性能を有し得ておらず、他の膜は脆すぎであり、他の膜は強いが他の特性を欠いていた、または同様のことの一方で、本発明の少なくとも選択されている実施形態は、例えば、所望の細孔性、湿気輸送、水頭圧、強さ、および同様のものを有することがある。
【0093】
本発明の少なくとも選択されている細孔性材料または細孔性膜の実施形態に従い、少なくとも選択されている細孔性の多層ポリプロピレン（多層ＰＰ）膜は、ＭＤおよびＴＤの物理的特性の優れた平衡を有する一方で、湿気輸送および水頭性能により測定されるとおりの高性能膜でもある。この選択されている単層ＰＰ膜は高細孔率（＞６０％）も有するが、より伝統的な膜と比較して平衡した物理的特性を依然として維持することができる。また、この選択されている多層ＰＰの膜または薄膜を、その片側または両側上の細孔性ポリプロピレン（ＰＰ）不織材料（不織ＰＰ）と一体に製造するか、またはそれに積層することができる。結果として生じる合成物、膜、または製造物（多層ＰＰ／不織ＰＰ）または（不織ＰＰ／多層ＰＰ／不織ＰＰ）は、好ましくは、優れた湿気輸送およびさらにより改良された水頭性能を保持することができる。また、この結果として生じる合成製造物（多層ＰＰ／不織ＰＰ）または（不織ＰＰ／多層ＰＰ／不織ＰＰ）は、比較の膜を遥かに超える物理的強さ特性を有することがある。従って、この新たな結果として生じる合成製造物（多層ＰＰ／不織ＰＰ）または（不織ＰＰ／多層ＰＰ／不織ＰＰ）は、非常に望ましい膜特長の損失を伴わずに、より物理的に有害な環境内で有用であるという追加された利点を有することがある。こうした選択されている多層ＰＰの膜および合成製造物（多層ＰＰ、多層ＰＰ／不織ＰＰ、または、不織ＰＰ／多層ＰＰ／不織ＰＰ）は、それらの巨視物理的特性と組み合わされる膜湿気輸送性能のそれらの組み合わせにおいて独特であると考えられる。例えば、従前の膜は細孔性を有し得ているが、十分な水頭圧または水頭性能を有し得ておらず、他の膜は脆すぎであり、他の膜は強いが他の特性を欠いていた、または同様のことの一方で、本発明の少なくとも選択されている実施形態は、例えば、所望の細孔性、湿気輸送、水頭圧、強さ、および同様のものを有することがある。
【0094】
本発明の少なくとも選択されている細孔性材料または細孔性膜の実施形態に従い、少なくとも選択されている細孔性の単層ポリエチレン（単層ＰＥ）膜は、ＭＤおよびＴＤの物理的特性の優れた平衡を有する一方で、湿気輸送および水頭性能により測定されるとおりの高性能膜でもある。この選択されている単層ＰＥ膜は高細孔率（＞６０％）も有するが、より伝統的な膜と比較して平衡した物理的特性を依然として維持することができる。また、この選択されている単層ＰＥの膜または薄膜を、その片側または両側上の細孔性ポリエチレン（ＰＥ）不織材料（不織ＰＥ）または細孔性ポリプロピレン（ＰＰ）不織材料（不織ＰＰ）と一体に製造するか、またはそれに積層することができる。結果として生じる合成物、膜、または製造物（単層ＰＥ／不織ＰＥ）または（不織ＰＥ／単層ＰＥ／不織ＰＥ）は、好ましくは、優れた湿気輸送およびさらにより改良された水頭性能を保持することができる。また、この結果として生じる合成製造物（単層ＰＥ／不織ＰＥ）または（不織ＰＥ／単層ＰＥ／不織ＰＥ）は、比較の膜を遥かに超える物理的強さ特性を有することがある。従って、この新たな結果として生じる合成製造物（単層ＰＥ／不織ＰＥ）または（不織ＰＥ／単層ＰＥ／不織ＰＥ）は、非常に望ましい膜特長の損失を伴わずに、より物理的に有害な環境内で有用であるという追加された利点を有することがある。こうした選択されている単層ＰＥの膜および合成製造物（単層ＰＥ、単層ＰＥ／不織ＰＥ、または、不織ＰＥ／単層ＰＥ／不織ＰＥ）は、それらの巨視物理的特性と組み合わされる膜湿気輸送性能のそれらの組み合わせにおいて独特であると考えられる。例えば、従前の膜は細孔性を有し得ているが、十分な水頭圧または水頭性能を有し得ておらず、他の膜は脆すぎであり、他の膜は強いが他の特性を欠いていた、または同様のことの一方で、本発明の少なくとも選択されている実施形態は、例えば、所望の細孔性、湿気輸送、水頭圧、強さ、および同様のものを有することがある。
【0095】
本発明の少なくとも選択されている細孔性材料または細孔性膜の実施形態に従い、少なくとも選択されている細孔性の多層ポリエチレン（多層ＰＥ）膜は、ＭＤおよびＴＤの物理的特性の優れた平衡を有する一方で、湿気輸送および水頭性能により測定されるとおりの高性能膜でもある。この選択されている多層ＰＥ膜は高細孔率（＞６０％）も有するが、より伝統的な膜と比較して平衡した物理的特性を依然として維持することができる。また、この選択されている多層ＰＥの膜または薄膜を、その片側または両側上の細孔性ポリエチレン（ＰＥ）不織材料（不織ＰＥ）または細孔性ポリプロピレン（ＰＰ）不織材料（不織ＰＰ）と一体に製造するか、またはそれに積層することができる。結果として生じる合成物、膜、または製造物（多層ＰＥ／不織ＰＥ）または（不織ＰＥ／多層ＰＥ／不織ＰＥ）は、好ましくは、優れた湿気輸送およびさらにより改良された水頭性能を保持することができる。また、この結果として生じる合成製造物（多層ＰＥ／不織ＰＥ）または（不織ＰＥ／多層ＰＥ／不織ＰＥ）は、比較の膜を遥かに超える物理的強さ特性を有することがある。従って、この新たな結果として生じる合成製造物（多層ＰＥ／不織ＰＥ）または（不織ＰＥ／多層ＰＥ／不織ＰＥ）は、非常に望ましい膜特長の損失を伴わずに、より物理的に有害な環境内で有用であるという追加された利点を有することがある。こうした選択されている多層ＰＥの膜および合成製造物（多層ＰＥ、多層ＰＥ／不織ＰＥ、または、不織ＰＥ／多層ＰＥ／不織ＰＥ）は、それらの巨視物理的特性と組み合わされる膜湿気輸送性能のそれらの組み合わせにおいて独特であると考えられる。例えば、従前の膜は細孔性を有し得ているが、十分な水頭圧または水頭性能を有し得ておらず、他の膜は脆すぎであり、他の膜は強いが他の特性を欠いていた、または同様のことの一方で、本発明の少なくとも選択されている実施形態は、例えば、所望の細孔性、湿気輸送、水頭圧、強さ、および同様のものを有することがある。
【0096】
本発明の少なくとも選択されている細孔性材料または細孔性膜の実施形態に従い、少なくとも選択されている細孔性の単層重合体膜、例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）および／またはポリエチレン（ＰＥ）（ＰＥ、ＰＰ、またはＰＥ＋ＰＰの混合物を含む）の単層膜等の、単層（１つ以上の重ねを有することがある）ポリオレフィン（ＰＯ）膜は、ＭＤおよびＴＤの物理的特性の優れた平衡を有する一方で、湿気輸送（または湿蒸気輸送）および水頭性能により測定されるとおりの高性能膜でもある。この選択されている単層ＰＯ膜は高細孔率（＞６０％）も有するが、より伝統的な膜と比較して平衡した物理的特性を依然として維持することができる。また、この選択されている単層ＰＯの膜または薄膜を、不織重合体材料、例えば、その片側または両側上のＰＯ不織材料（細孔性ポリエチレン（ＰＥ）不織材料（不織ＰＥ）および／または細孔性ポリプロピレン（ＰＰ）不織材料（不織ＰＰ）（ＰＥ、ＰＰ、またはＰＥ＋ＰＰの混合物を含む）等）等の、細孔性不織材料と一体に製造するか、またはそれに積層することができる。結果として生じる合成物、膜、または製造物（単層ＰＯ／不織ＰＯ）または（不織ＰＯ／単層ＰＯ／不織ＰＯ）は、好ましくは、優れた湿気輸送（または湿蒸気輸送）およびさらにより改良された水頭性能を保持することができる。また、この結果として生じる合成製造物（単層ＰＯ／不織ＰＯ）または（不織ＰＯ／単層ＰＯ／不織ＰＯ）は、比較の膜を遥かに超える物理的強さ特性を有することがある。従って、この新たな結果として生じる合成製造物（単層ＰＯ／不織ＰＯ）または（不織ＰＯ／単層ＰＯ／不織ＰＯ）は、非常に望ましい膜特長の損失を伴わずに、より物理的に有害な環境内で有用であるという追加された利点を有することがある。こうした選択されている単層ＰＯの膜および合成製造物（単層ＰＯ、単層ＰＯ／不織ＰＯ、または、不織ＰＯ／単層ＰＯ／不織ＰＯ）は、それらの巨視物理的特性と組み合わされる膜湿気輸送性能のそれらの組み合わせにおいて独特であると考えられる。本発明の少なくとも選択されている実施形態は、例えば、所望の細孔性、湿気輸送、湿蒸気輸送、水頭圧、強さ、および同様のものを有することがある。
【0097】
本発明の少なくとも選択されている細孔性材料または細孔性膜の実施形態に従い、少なくとも選択されている細孔性の多層重合体膜、例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）および／またはポリエチレン（ＰＥ）（ＰＥ、ＰＰ、またはＰＥ＋ＰＰの混合物を含む）の多層膜等の、多層（２つ以上の層）ポリオレフィン（ＰＯ）膜は、ＭＤおよびＴＤの物理的特性の優れた平衡を有する一方で、湿気輸送（または湿蒸気輸送）および水頭性能により測定されるとおりの高性能膜でもある。この選択されている多層ＰＯ膜は高細孔率（＞６０％）も有するが、より伝統的な膜と比較して平衡した物理的特性を依然として維持することができる。また、この選択されている多層ＰＯの膜または薄膜を、その片側または両側上の細孔性ＰＯ不織材料（細孔性ポリエチレン（ＰＥ）不織材料（不織ＰＥ）および／または細孔性ポリプロピレン（ＰＰ）不織材料（不織ＰＰ）等）と一体に製造するか、またはそれに積層することができる。結果として生じる合成物、膜、または製造物（多層ＰＯ／不織ＰＯ）または（不織ＰＯ／多層ＰＯ／不織ＰＯ）は、好ましくは、優れた湿気輸送およびさらにより改良された水頭性能を保持することができる。また、この結果として生じる合成製造物（多層ＰＯ／不織ＰＯ）または（不織ＰＯ／多層ＰＯ／不織ＰＯ）は、比較の膜を遥かに超える物理的強さ特性を有することがある。従って、この新たな結果として生じる合成製造物（多層ＰＯ／不織ＰＯ）または（不織ＰＯ／多層ＰＯ／不織ＰＯ）は、非常に望ましい膜特長の損失を伴わずに、より物理的に有害な環境内で有用であるという追加された利点を有することがある。こうした選択されている多層ＰＯの膜および合成製造物（多層ＰＯ、多層ＰＯ／不織ＰＯ、または、不織ＰＯ／多層ＰＯ／不織ＰＯ）は、それらの巨視物理的特性と組み合わされる膜湿気輸送性能のそれらの組み合わせにおいて独特であると考えられる。例えば、従前の膜は細孔性を有し得ているが、十分な水頭圧または水頭性能を有し得ておらず、他の膜は脆すぎであり、他の膜は強いが他の特性を欠いていた、または同様のことの一方で、本発明の少なくとも選択されている実施形態は、例えば、所望の細孔性、湿気輸送、水頭圧、強さ、および同様のものを有することがある。
【0098】
本発明の少なくとも選択されている細孔性材料または細孔性膜の実施形態に従い、細孔（開口部）は、選択されている膜または合成物、例えば、単層、二層、または三層の膜の表面、頂部、または前部（Ａ側）のＳＥＭにおいて、以下の細孔縦横比を有する（例えば、細孔のうち１つ以上（好ましくは、平均を確かめるために細孔のうちいくつか）を測定することによる、機械方向（ＭＤ）（長さ）、および横の機械方向（ＴＤ）（幅）における細孔開口部の物理的寸法に基づく）：
典型：
０．７５乃至１．５０の範囲内のＭＤ／ＴＤ縦横比
好適：
０．７５乃至１．２５の範囲内のＭＤ／ＴＤ縦横比
最好適：
０．８５乃至１．２５の範囲内のＭＤ／ＴＤ縦横比
典型：
０．７５乃至１．５０の範囲内のＭＤ／ＴＤ縦横比
好適：
０．７５乃至１．２５の範囲内のＭＤ／ＴＤ縦横比
最好適：
０．８５乃至１．２５の範囲内のＭＤ／ＴＤ縦横比
【0099】
本発明の少なくとも選択されている細孔性材料または細孔性膜の実施形態に従い、ＭＤ／ＴＤ細孔縦横比が１．０であった場合に、その時三次元つまり３Ｄの細孔球形度の因数または比（ＭＤ／ＴＤ／ＮＤ）の範囲は、１．０乃至８．０以上、ことによると好適な１．０乃至２．５、および、最もことによると好適な１．０乃至２．０以下であり得た（機械方向（ＭＤ）（長さ）、横の機械方向（ＴＤ）（幅）、および厚さ方向つまり横断面（ＮＤ）（厚さ）における細孔開口部の物理的寸法、例えば、表面、頂部、または前部（Ａ側）、あるいは表面、底部、または後部（Ｂ側）のＳＥＭにおいて、１つ以上の細孔（好ましくは、平均を確かめるためにいくつかの細孔）のＭＤおよびＴＤを測定すること、および、横断面、深さ、または高さ（Ｃ側）（長さまたは幅の横断面のどちらかまたは両方とも）のＳＥＭにおいて、１つ以上の細孔（好ましくは、平均を確かめるためにいくつかの細孔）のＮＤを測定することに基づく（同じ細孔のＮＤ、ＭＤ、およびＴＤの寸法を測定することは困難であることがあるため、ＮＤ寸法はＭＤおよびＴＤの寸法とは異なる細孔を有することがある）。
【0100】
本発明の少なくとも選択されている細孔性材料または細孔性膜の実施形態に従い、三次元つまり３ＤのＭＤ／ＴＤ／ＮＤ細孔球形度の因数または比の範囲は、０．２５乃至８．０以上、ことによると好適な０．５０乃至４．０、および、最もことによると好適な１．０乃至２．０以下であり得た。
【0101】
本発明の少なくとも選択されている細孔性材料または細孔性膜の実施形態に従い、細孔（開口部）は、以下の細孔縦横比を有する（選択されている単層および三層の膜の頂部または前部（Ａ側）のＳＥＭにおいて細孔を測定することに基づく、機械方向（ＭＤ）（長さ）、および横の機械方向（ＴＤ）（幅）における細孔開口部の物理的寸法に基づく：
ここに、機械方向ＭＤ（長さ）および横方向ＴＤ（幅）の縦横比範囲に対する典型的な数がある：
０．７５乃至１．５０の範囲内のＭＤ／ＴＤ縦横比
ここに、機械方向ＭＤ（長さ）および横方向ＴＤ（幅）の縦横比範囲に対する典型的な数がある：
０．７５乃至１．５０の範囲内のＭＤ／ＴＤ縦横比
【0102】
本発明の少なくとも選択されている細孔性材料または細孔性膜の実施形態に従い、細孔（開口部）は、以下の三次元つまり３Ｄの細孔球形度の因数または比を有する（機械方向（ＭＤ）（長さ）、横の機械方向（ＴＤ）（幅）、および厚さ方向つまり横断面（ＮＤ）（厚さ）における細孔開口部の物理的寸法、例えば、選択されている膜、層、または合成物の、例えば、選択されている単層および三層の膜の、表面、頂部、または前部（Ａ側）、表面、底部、または後部（Ｂ側）、および横断面、深さ、または高さ（Ｃ側）（長さまたは幅の横断面のどちらかまたは両方とも）のＳＥＭにおいて、１つ以上の細孔（好ましくは、平均を確かめるためにいくつかの細孔）のＭＤおよびＴＤを測定することに基づく（同じ細孔のＮＤ、ＭＤ、およびＴＤの寸法を測定することは困難であることがあるため、ＮＤ寸法はＭＤおよびＴＤの寸法とは異なる細孔を有することがある）：
例えば：
典型：
０．７５乃至１．５０の範囲内のＭＤ／ＴＤ縦横比
０．５０乃至７．５０の範囲内のＭＤ／ＮＤ寸法比
０．５０乃至５．００の範囲内のＴＤ／ＮＤ寸法比
好適：
０．７５乃至１．２５の範囲内のＭＤ／ＴＤ縦横比
１．０乃至２．５の範囲内のＭＤ／ＮＤ寸法比
１．０乃至２．５の範囲内のＴＤ／ＮＤ寸法比
最好適：
０．８５乃至１．２５の範囲内のＭＤ／ＴＤ縦横比
１．０乃至２．０の範囲内のＭＤ／ＮＤ寸法比
１．０乃至２．０の範囲内のＴＤ／ＮＤ寸法比
例えば：
典型：
０．７５乃至１．５０の範囲内のＭＤ／ＴＤ縦横比
０．５０乃至７．５０の範囲内のＭＤ／ＮＤ寸法比
０．５０乃至５．００の範囲内のＴＤ／ＮＤ寸法比
好適：
０．７５乃至１．２５の範囲内のＭＤ／ＴＤ縦横比
１．０乃至２．５の範囲内のＭＤ／ＮＤ寸法比
１．０乃至２．５の範囲内のＴＤ／ＮＤ寸法比
最好適：
０．８５乃至１．２５の範囲内のＭＤ／ＴＤ縦横比
１．０乃至２．０の範囲内のＭＤ／ＮＤ寸法比
１．０乃至２．０の範囲内のＴＤ／ＮＤ寸法比
【0103】
本発明の少なくとも選択されている細孔性材料または細孔性膜の実施形態に従い、細孔（開口部）は、以下の細孔球形度の因数または比を有する（選択されている単層および三層の膜の頂部または前部（Ａ側）、ならびに長さおよび横断面（Ｃ側）のＳＥＭにおいて細孔を測定することに基づく、機械方向（ＭＤ）（長さ）、横の機械方向（ＴＤ）（幅）、および厚さ方向つまり横断面（ＮＤ）（厚さ）における細孔開口部の物理的寸法に基づく：
ここに、機械方向ＭＤ（長さ）、横方向ＴＤ（幅）、および厚さ方向ＮＤ（垂直高さ）の球形度の因数または比の範囲に対する典型的な数がある：
０．７５乃至１．５０の範囲内のＭＤ／ＴＤ縦横比
０．５０乃至７．５０の範囲内のＭＤ／ＮＤ寸法比
０．５０乃至５．００の範囲内のＴＤ／ＮＤ寸法比
ここに、機械方向ＭＤ（長さ）、横方向ＴＤ（幅）、および厚さ方向ＮＤ（垂直高さ）の球形度の因数または比の範囲に対する典型的な数がある：
０．７５乃至１．５０の範囲内のＭＤ／ＴＤ縦横比
０．５０乃至７．５０の範囲内のＭＤ／ＮＤ寸法比
０．５０乃至５．００の範囲内のＴＤ／ＮＤ寸法比
【0104】
本発明の少なくとも選択されている実施形態に従い、微細孔性膜が乾燥伸長工程により作られ、かつ、実質的に丸形状の細孔と、０．５乃至６．０、好ましくは０．５乃至５．０の範囲内にある横方向の引張強さに対する機械方向の引張強さの比と、を有する。先の微細孔性膜を作る方法は、重合体を非細孔性前駆体に押出成形するステップと、前記非細孔性前駆体を二軸伸長するステップであって、前記二軸伸長が機械方向の伸長および横方向の伸長を含み、前記横方向の伸長が同時制御される機械方向の弛緩を含む、ステップと、を含む。
【0105】
本発明の少なくとも選択されている実施形態に従い、細孔性膜が修正された乾燥伸長工程により作られ、かつ、実質的に丸形状の細孔、０．５乃至６．０の範囲内にある横方向の引張強さに対する機械方向の引張強さの比を有し、かつ、従前の乾燥伸長膜と比較して低いガーリーを有し、従前の乾燥伸長膜と比較してより大きくかつより均一の平均流動細孔径、または、低いガーリーおよびより大きくかつより均一の平均流動細孔径の両方を有する。
【0106】
従来の乾燥伸長工程により作られる膜が優れた商業的成功を経験しているものの、本発明の少なくとも選択されている実施形態に従い、より広い範囲の用途にて用いることができ、特定の目的のためにより良好に機能することができ、および／または同様のことのために、改良、修正、または増強された、それらの少なくとも選択されている物理的特質が提供されている。
【0107】
少なくとも特定の空気濾過器が商業的成功を経験しているものの、本発明の少なくとも選択されている実施形態に従い、より広い範囲の濾過および分離の用途にて用いることができ、特定の目的のためにより良好に機能することができ、および／または同様のことのために、改良、修正、または増強された濾過媒体が提供されている。
【0108】
濾過または分離の工程用の特定のそのような平薄板細孔性材料が商業的成功を経験しているものの、本発明の少なくとも選択されている実施形態に従い、より広い範囲の用途にて用いることができ、特定の目的のためにより良好に機能することができ、および／または同様のことのために、改良、修正、または増強された細孔性材料が提供されている。
【0109】
選択的な気体または湿気（湿蒸気）の通過、および液体水または塩水の遮断用の細孔性材料が、Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌにより販売されているＲＯ膜、Ｗ．Ｌ．Ｇｏｒｅ，ＢＨＡにより販売されているｅＰＴＦＥ膜、および他のもののように商業的成功を経験し得たものの、本発明の少なくとも選択されている実施形態に従い、より広い範囲の用途にて用いることができ、特定の目的のためにより良好に機能することができ、および／または同様のことのために、改良、修正、または増強された細孔性材料が提供されている。
【0110】
本発明の少なくとも選択されている実施形態に従い、空気濾過器は、微細孔性膜等の少なくとも１つの細孔性膜を含む。
【0111】
本発明の少なくとも選択されている実施形態に従い、微細孔性膜が乾燥伸長工程により作られ、かつ、実質的に丸形状の細孔と、０．５乃至５．０の範囲内にある横方向の引張強さに対する機械方向の引張強さの比と、を有する。先の微細孔性膜を作る方法は、重合体を非細孔性前駆体に押出成形するステップと、前記非細孔性前駆体を二軸伸長するステップであって、前記二軸伸長が機械方向の伸長および横方向の伸長を含み、前記横方向の伸長が同時制御される機械方向の弛緩を含む、ステップと、を含む。
【0112】
本発明の少なくとも選択されている実施形態に従い、細孔性膜が修正された乾燥伸長工程により作られ、かつ、実質的に丸形状の細孔、０．５乃至６．０の範囲内にある横方向の引張強さに対する機械方向の引張強さの比を有し、かつ、従前の乾燥伸長膜と比較して低いガーリーを有し、従前の乾燥伸長膜と比較してより大きくかつより均一の平均流動細孔径、または、低いガーリーおよびより大きくかつより均一の平均流動細孔径の両方を有する。
【0113】
本発明による空気濾過器カートリッジは、少なくとも１つのひだ付けされた微細孔性膜、複数の微細孔性膜を含むことがあり、かつ、それは、端板、離間物、または同様のものをさらに含むことがある。
【0114】
空気濾過器カートリッジは、本明細書で用いられる際に、空気濾過器または空気浄化器のどちらにおいても用いることができるカートリッジを指す。本出願は、空気濾過器カートリッジに関して本発明を記載しているが、本発明はそのように限定されず、かつ、それは空気浄化器カートリッジを同じく含むことがある。または、その膜を、比較的小さい体積内に大きい濾過領域を提供するようにひだ付けしてよい。代替的には、その膜は、比較的小さい体積内に大きい濾過領域を提供する正弦波パターンを有することがある。
【0115】
さらに、その膜はいかなる構成を有してもよく、例えば、それは、ひだ付けされた円筒構成、ひだ付けされた平薄板構成、および渦巻き構成から成る群から選択される形状を有してよい。
【0116】
一例の製造工程では、少なくとも１つの平薄板微細孔性膜が構築され、その後、その膜は、ひだ付け形状またはアコーディオン折り形状に折られ、それにより濾過領域を増加させる。その後に、そのひだ付けされた膜を円筒に巻き、端板を介して封止し、それにより空気濾過器カートリッジを形成することができる。その空気濾過器カートリッジを筐体内に挿入し、端蓋を介して封止することができる。
【0117】
電池分離体として十分に適していることがある、少なくとも選択されている実施形態に従い、ことによると好適な膜は、好ましくは１つ以上のポリオレフィンで作られ、かつ、以下のパラメータのうち１つ以上をさらに特徴とすることがある：厚さ、細孔性、平均細孔径、穿刺強さ、ＪＩＳガーリー数、および運転停止温度。
【0118】
その膜の厚さは、６．０ミル（１５０ミクロン）未満であり得る。別の実施形態では、その厚さは、１０ミクロンから１５０ミクロンに及び得る。なお別の実施形態では、その厚さは、１０ミクロンから５０ミクロンに及び得る。
【0119】
その膜の細孔率は、４０および９０％の間にあり得る。１つの実施形態では、細孔率は６０－９０％に及ぶ。なお別の実施形態では、細孔率は６５－８０％に及ぶ。
【0120】
その膜の平均アクアポアサイズは、０．０４－０．２０ミクロンの間にあり得る。１つの実施形態では、その平均細孔径は０．０４－０．１２０ミクロンに及ぶ。なお別の実施形態では、その平均細孔径は０．０７－０．１２ミクロンに及ぶ。
【0121】
穿刺強さは、３００重量グラム／ミルよりも大きいかまたはそれに等しくあり得る。穿刺強さは、Ｍｉｄｔｅｃｈ Ｓｔｅｖｅｎｓ ＬＦＲＡのテクスチャ分析器、ならびに１．６５ｍｍの直径および０．５ｍｍの半径を有する針を用いて、最終製造物の幅の全域にわたる１０の測定値を平均化することにより決定され、６ｍｍという最大のたわみ量をもって２ｍｍ／秒の速度でデータを記録する。
【0122】
ＪＩＳガーリー数（１ミルの厚さに正規化される）は、１００秒／１００ｃｃ／ミル未満の厚さであり得る。１つの実施形態では、そのＪＩＳガーリー数は１２から８０秒／１０ｃｃ／ミルに及ぶ。
【0123】
特定の実施形態に従い、その膜の固有粘度（ＩＶ）は、１．０ｄｌ／ｇよりも大きいかまたはそれに等しくあり得る。別の実施形態では、そのＩＶは５．０ｄｌ／ｇよりも大きいかまたはそれに等しくあり得る。別の実施形態では、そのＩＶは、好ましくは、３．０ｄｌ／ｇよりも大きいかまたはそれに等しくあり得る。その薄膜のＩＶは、押出成形の最中にその重合体が鎖の切断を経て、その分子量がそれにより低下されるため、その膜を構成するあらかじめ押出成形された樹脂の加重平均ではない。固有粘度は、本明細書で用いられる際に、その溶液の粘度を増強する溶液中での重合体の性能の尺度を指す。固有粘度数は、零濃度における特定の粘度／濃度比の制限値と定義される。そのため、異なる濃度における粘度を見出し、その後零濃度に外挿することが必要になる。濃度を伴う粘度数の変動は、分子の種類ならびに溶媒に依存する。一般的に、直鎖状高分子物質の固有粘度は、重量平均分子量または重合度に関連する。直鎖状高分子があれば、粘度数測定は、粘度および分子量の間の関係が確立されているときに、分子量の迅速な決定のための方法を提供することができる。ＩＶは、１５０℃にて１時間にわたり１００ｍｌのデカリン中に０．０２ｇのその膜を最初に溶解させることにより測定され、その後、１３５℃にてＵｂｂｅｌｏｈｄの粘度計を介してその固有粘度を決定する。これは、ＡＳＴＭ Ｄ４０２０（ＲＳＶ値は、本明細書で報告されている）による。
【0124】
運転停止温度は、２６０℃（摂氏またはセルシウス２６０度）未満であり得る。１つの実施形態では、運転停止温度は１９０℃未満であり得る。なお別の実施形態では、運転停止温度は１４０℃未満であり得る。さらに別の実施形態では、運転停止温度は１３０℃未満であり得る。なおさらに別の実施形態では、運転停止温度は１２０℃未満であり得る。
【0125】
本発明の膜を、単一の重合体または重合体の混合物で、あるいは同じかまたは異なる重合体の層で、あるいは共に結合、積層、または共押出成形された異なる材料の層で作ることができる。ことによると好適な重合体は、ポリプロピレン（ＰＰ）および／またはポリエチレン（ＰＥ）等のポリオレフィン類である。例えば、その膜を、ＰＰおよび／またはＰＥの１つ以上の層で作ることができる。１つの特定の例では、その膜は細孔性ＰＰの薄膜または薄板である。別の特定の例では、その膜は細孔性ＰＥの薄膜または薄板である。なお別の特定の例では、その膜は、２つの外部ＰＰ層および中間または中心のＰＥ層で作られる三層膜である。別の特定の例では、その膜は、２つのＰＰ層、２つのＰＥ層、あるいは共に結合され、共に積層され、または共に共押出成形された１つのＰＰ層および１つのＰＥ層で作られる二層膜である。さらになお別の特定の例では、その膜は、細孔性ＰＰの薄膜または薄板、および不織のガラスまたはＰＰの材料等の細孔性材料の合成物である。さらに別の特定の例では、その膜は、異なる分子量を有するポリオレフィン類の混合物で作られる細孔性の薄膜または薄板である。
【0126】
少なくとも選択されている実施形態では、気体濾過媒体は微細孔性膜を備える。気体濾過媒体は、本明細書で用いられる際に、気体、例えば、空気からの粒子状物の除去用の濾過媒体を指す。
【0127】
本発明の気体濾過器媒体は、超高分子量ポリエチレンおよび無機材料を含むことがある。その気体濾過器媒体は、加工油（すなわち、抽出後のその媒体内における油の残余）をさらに含むことがある。その気体濾過器媒体は、熱可塑性ポリオレフィン、安定剤および抗酸化剤等の従来の添加物、および当該技術分野で周知であるような同様のものをさらに含むことがある。
【0128】
気体濾過器媒体を、任意の最終使用用途用の濾過器媒体として用いてよい。例えば、気体濾過器媒体を、気体からの粒子状物の除去、空気濾過用途、昇温用途、集塵器用途、食品および医薬品中の粒子状物の濾過、燃焼工程における粒子状物の濾過、金属中の粒子状物の濾過、およびセメント中の粒子状物の濾過から成る群から選択される最終使用用途用の濾過器媒体として用いてよい。気体からの粒子状物の除去は、ＨＶＡＣ、ＨＥＰＡ、およびＵＬＰＡの清浄室、真空掃除、呼吸器、セメント、金属、食品、医薬品、被処理流体、および燃焼工程等の産業を含む。
【0129】
気体濾過器媒体は濾過器媒体として独立していることがあり、あるいは代替的には、それを支持材料、例えば、不織の材料または布と接合する（例えば、それに積層するかまたはそれに結合する）ことができる。例示的な積層技術または結合技術としては、接着剤、溶接（熱／超音波振動）、および同様のもの等の従来の方法が挙げられるが、それらに限定されない。さらに、気体濾過器媒体は平坦であるか、あるいはひだまたは形状に形成されることがある。短絡が起こる場合に、セルの破裂がより大きいセル内に包含されるより大きい質量のリチウム材料のためにより著しくあり得るだろうから、より大きいセルのためにより寸法的に安定な（または、高温溶融完全性の）分離体を有する必要性がある。そのため、少なくとも特定の実施形態に従い、電池分離体が、高温溶融完全性を有する不織平薄板材料、低温運転停止特性を有する微細孔性膜、および不織平薄板を微細孔性膜に結合し、かつ電解質により接触されるときに膨潤するのに適している随意の接着剤から作られる。高温溶融完全性の分離体は、共に結合される微細孔性膜および不織平薄板を、それらの間に接着剤または重合体があるかないかにかかわらず備えることがある。不織平薄板は、様々な方法、例えば、繊維の熱融合、樹脂、溶媒結合、または力学的連動により、時としてそれらの押出成形と同時に、共に保持される複数の繊維を指すことがある。不織平薄板は、乾燥、湿潤、または空気の敷設、針穿孔、紡績結合、または溶融吹き込みの工程、および水纏綿等の工程により作られる繊維構造を含む。その繊維を、方向的または無作為に配向してよい。不織材は典型的に紙を含まないものの、この用途については、紙が含まれる。その繊維を、熱可塑性重合体、セルロース誘導体、および／または陶材で作ることができる。熱可塑性重合体としては、ポリスチレン類、ポリ塩化ビニル類、ポリアクリル酸類、ポリアセタール類、ポリアミド類、ポリ炭酸塩類、ポリエステル類、ポリエーテルイミド類、ポリイミド類、ポリケトン類、ポリフェニレンエーテル類、硫化ポリフェニレン類、ポリスルホン類が挙げられるが、それらに限定されない。セルロース誘導体としては、セルロース（例えば、綿または他の自然発生する源）、再生セルロース（例えば、人絹）、および酢酸セルロース（例えば、酢酸セルロースおよび三酢酸セルロース）が挙げられるが、それらに限定されない。陶材としては、全ての種類のガラスおよびアルミナ、シリカ、およびジルコニアの化合物（例えば、ケイ酸アルミニウム）が挙げられるが、それらに限定されない。加えて、不織材または不織材の繊維を、不織材の機能性を改良するために被覆または表面処理してよい。例えば、その被覆または表面処理は、不織材またはその繊維の接着性を改良すること、不織材の高温溶融完全性を改良すること、および／または不織材の湿潤性を改良することであり得る。高温溶融完全性を改良することに関しては、不織材および／またはその繊維を陶器材料で被覆または表面処理してよい。そのような陶器材料としては、アルミナ、シリカ、およびジルコニアの化合物、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、それらに限定されない。
【0130】
少なくとも選択されている実施形態に従い、不織平薄板への微細孔性膜の結合は、陽極および陰極の間にてイオン種の自由移動度があることになることを必要とすることがある高放電率を維持するはずである。イオン種の移動度は、典型的に、電気抵抗（ＥＲ）またはマクマレン数（ＭａｃＭｕｌｌｅｎ ｎｕｍｂｅｒ）（等価体積の電解質の電気抵抗に対する、電解質－飽和細孔性媒体の電気抵抗の比［参照により本明細書に組み込まれている米国特許第４，４６４，２３８号を参照されたい］）として測定される。従って、分離体の全域にわたりイオン移動度を減少させない（つまり、電気抵抗を増加させない）材料を有する膜に薄板を接着させる必要性があり得る。
【0131】
その接着剤は、フッ化ポリビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリウレタン、酸化ポリエチレン（ＰＥＯ）、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、ポリメチルアクリル酸塩（ＰＭＡ）、ポリ（メチルメタクリル酸塩）（ＰＭＭＡ）、ポリアクリルアミド、酢酸ポリビニル、ポリビニルピロリドン、ジアクリル酸ポリテトラエチレングリコール、先のものの何れかの共重合体、およびそれらの組み合わせから選択してよいが、それらに限定されない。共単量体選択のための１つの基準は、同種重合体の表面エネルギーを修正する共単量体の能力である。表面エネルギーは、少なくとも、共重合体の溶解度に影響し、それにより膜上に共重合体を被覆し、膜への共重合体の接着に影響し、それにより電池の製造および後続の性能に影響し、および被覆の湿潤性に影響し、それにより分離体への液体電解質の吸収に影響する。適切な共単量体としては、ヘキサフルオロプロピレン、オクトフルオロ－１－ブテン、オクトフルオロイソブテン、およびテトラフルオロエチレンが挙げられるが、それらに限定されない。その共単量体含有率は、好ましくは３から２０重量％に、最も好ましくは７乃至１５％に及ぶ。好ましくは、その接着剤または膨潤性重合体は、フッ化ポリビニリデンの共重合体である。好ましくは、ＰＶＤＦ共重合体は、フッ化ポリビニリデンおよびヘキサフルオロプロピレン（ＰＶＤＦ：ＨＦＰ）の共重合体であり、そして、最も好ましくは、ＰＶＤＦ：ＨＦＰ比は９１：９である。ＰＶＤＦ共重合体は、Ｅｌｆ Ａｔｏｃｈｅｍ、米国、ペンシルベニア州、フィラデルフィア；Ｓｏｌｖａｙ ＳＡ、ベルギー、ブリュッセル；および呉羽化学工業株式会社（Ｋｕｒｅｈａ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ， ＬＴＤ）、日本、茨城県から商業的に入手可能である。好適なＰＶＤＦ：ＨＦＰ共重合体は、Ｅｌｆ ＡｔｏｃｈｅｍからのＫＹＮＡＲ ２８００である。
【0132】
その湿潤剤を、痕跡量（例えば、膨潤性重合体の１０－２０％）において、電池化学（スルホン類、硫酸塩類、および窒素を含有する湿潤剤等）に有害な影響を及ぼすことがなく、かつ、室温にて流体でありかつ＜５０℃のＴｇ（ガラス転移温度）を有する膨潤性重合体と相溶性のある（すなわち、混和性があるかまたは相分離することがない）材料から選択してよい。その湿潤剤は、フタル酸塩系エステル類、環式炭酸塩類、重合炭酸塩類、およびそれらの混合物から選択してよいが、それらに限定されない。フタル酸塩系エステル類は、フタル酸ジブチル（ＤＢＰ）から選択されるが、それに限定されない。環式炭酸塩類は、炭酸エチレン（ＥＣ）、炭酸プロピレン（ＰＣ）、炭酸ブチレン（ＢＣ）、およびそれらの混合物から選択される。重合炭酸塩類は、炭酸ポリビニレン、および直鎖状炭酸プロピレンから選択されるが、それらに限定されない。本発明の少なくとも選択されている実施形態は、共に結合された２つの部分を有する微細孔性電池分離体を提供することができる。各部分は、共押出成形層または非共押出成形層から成ることがあり、かつ、同じ材料または異なる材料で作られることがある。より大きい穿刺強さを得るために、特定の実施形態は、組み合わされるときに、分離体の所望の合計の厚さを有する大きさにされる２つの部分を共に結合することができる。選択されている実施形態を、好ましくは、崩壊泡技術、すなわち、単一の溶融重合体（または重合体の混合物）が環状鋳型を通じて押出成形される膨張薄膜技術により作ることができ、その鋳型から発する泡は、第１の部分および第２の部分を有し（各部分は泡の周囲の一半を大まかに表す）、その後、その泡はそれ自体の上で崩壊され、微細孔形成より前に（好ましくは、焼鈍および伸長することにより）結合される。泡が鋳型から発するときに、それは実質的に機械方向に配向される。そのため、泡がそれ自体の上で崩壊されて結合される時に、第１の部分および第２の部分を実質的に同じ方向に配向してよい（配向部分間の角度偏向は１５°未満である）。崩壊および結合は、泡の溶融（または近溶融）重合体が共に接合することを可能にすることにより同じステップにおいて行われる。泡をそれ自体の上で崩壊させて同一物を結合することにより、他の分離体と同等であり得る厚さにて増加した穿刺強さが得られる。結合されるときに微細孔形成工程（例えば、焼鈍および伸長の操作）のために前駆体を提供する第１の部分および第２の部分は、ポリオレフィン類等の材料、好ましくはポリエチレンまたはポリプロピレン、それらの共重合体、およびそれらの混合物、最も好ましくはポリエチレンおよびポリプロピレンで作られることがある。
【0133】
三層で、運転停止の電池分離体は、電気化学セル、例えば、リチウム電池等の、電池、特に二次（つまり再充電可能）電池における使用のための細孔性薄膜を指すことがある。この三層分離体は、ポリプロピレン－ポリエチレン－ポリプロピレン構造を有することがある。その分離体は、３ミル（約７５ミクロン）未満の厚さを有することがある。その分離体の厚さは、好ましくは、０．５ミル（約１２ミクロン）および１．５ミル（約３８ミクロン）の間に及ぶ。最も好ましくは、その分離体の厚さは約１ミル（約２５ミクロン）である。好ましくは、その分離体は、ＪＩＳガーリーにより測定される際に、３００秒未満の透過性を有する。好ましくは、その分離体は少なくとも３００グラムの穿刺強さを有する。好ましくは、その分離体は４０％乃至７０％の範囲内の細孔率を有する。三層で、運転停止の電池分離体を作る１つの方法は、概して、非細孔性ポリプロピレン前駆体を押出成形するステップと、非細孔性ポリエチレン前駆体を押出成形するステップと、前記ポリエチレン前駆体が前記ポリプロピレン前駆体の間に挟持されるところに非細孔性三層前駆体を形成するステップと、前記三層前駆体を結合するステップと、前記三層前駆体を焼鈍するステップと、結合および焼鈍された、非細孔性三層前駆体を伸長し、細孔性電池分離体を形成するステップと、を備える。
【0134】
少なくとも１つの実施形態では、その膜は、異なる分子量を有する少なくとも２つの超高分子量ポリオレフィンの混合物から作られる微細孔性薄板であり得る。１つの実施形態では、こうした超高分子量ポリオレフィンは、超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＷＰＥ）であり得る。別の実施形態では、その膜は、第１の分子量を有する第１の超高分子量ポリエチレンと、第２の分子量を有する第２の超高分子量ポリエチレンとであって、前記第１の分子量および前記第２の分子量は、１００万よりも大きくかつ互いに異なる、超高分子量ポリエチレンの混合物である。別の実施形態では、その膜は、第１の分子量を有する第１の超高分子量ポリエチレンと、第２の分子量を有する第２の超高分子量ポリエチレンとであって、前記第１の分子量および前記第２の分子量は、１００万よりも大きくかつ互いに異なる、超高分子量ポリエチレンと、第３の分子量を有する第３のポリオレフィンであって、前記第３の分子量は１００万未満である、第３のポリオレフィンとの混合物である。なお別の実施形態では、その膜は、６．３ｄｌ／ｇよりも大きいかまたは等しいＩＶを有することがある。別の実施形態では、その膜は、７．７ｄｌ／ｇよりも大きいかまたは等しいＩＶを有することがある。少なくとも選択されている実施形態では、本発明は、二軸配向細孔性膜、二軸配向細孔性膜を含む合成物、二軸配向微細孔性膜、二軸配向大細孔性膜、電池分離体、濾過媒体、湿度制御媒体、平薄板膜、液体保持媒体、および同様のもの、関連する方法、製造方法、使用方法、および同様のものを対象にする。
【0135】
少なくとも選択されている実施形態に従い、積層された材料または布は本発明により作られる合成膜を組み込むことがあり、それは風または液体の貫入抵抗性があり、湿蒸気伝達性であり、かつ空気透過性がある。積層布は、任意の適切な工程により膜に積層される基布または殻布材料の１つ以上の層を含むこともある。殻布は、所与の用途のために確立された性能および他の基準を満たす任意の適切な材料から作られることがある。
【0136】
「湿蒸気伝達性」は、積層された布または合成膜等の物品を通じる水蒸気の通過を可能にする物品を記載するために用いられる。「液体貫入に抵抗性がある」という用語は、水等の忌避液体により「湿潤」であるかまたは「湿潤処理」されず、かつ比較的低圧の周囲条件下で膜を通じる液体の貫入を防止する物品を記載するために用いられる。「風貫入に抵抗性がある」という用語は、０．５インチ（１．２７ｃｍ）の水の物品の全域にわたる圧力差において、１平方フィート（９２９ｃｍ２）当たり約三（３）ＣＦＭ超過を上回る空気貫入を防止する物品の能力を記載する。
【0137】
例として、積層布を組み込むジャケット、コート、または他の衣服もしくは完成した製品は、その衣服を通じる湿蒸気伝達を可能にすることができる。湿蒸気は、使用者の発汗に起因することがあり、衣服もしくは完成した製品は、好ましくは、典型的な状態における使用の最中に使用者が乾燥しかつ快適なままであるのに十分な速度にて湿蒸気伝達を可能にする。積層布も、好ましくは、液体または風の貫入に抵抗性がある一方で、空気透過性がある。
【0138】
本発明の少なくとも選択されている実施形態に従い、空気濾過器カートリッジは、少なくとも１つのひだ付けされた微細孔性膜を含む。
【0139】
少なくとも選択されている微細孔性膜は、乾燥伸長工程により作られ、かつ、実質的に丸形状の細孔と、０．５乃至６．０の範囲内にある横方向の引張強さに対する機械方向の引張強さの比と、を有する。先の微細孔性膜を作る方法は、重合体を非細孔性前駆体に押出成形するステップと、前記非細孔性前駆体を二軸伸長するステップであって、前記二軸伸長が機械方向の伸長および横方向の伸長を含み、前記横方向が同時制御される機械方向の弛緩を含む、ステップと、を含む。
【0140】
本発明の少なくとも選択されている実施形態は、二軸配向細孔性膜、二軸配向細孔性膜を含む合成物、二軸配向微細孔性膜、二軸配向大細孔性膜、電池分離体、濾過媒体、湿度制御媒体、平薄板膜、液体保持媒体、および同様のもの、関連する方法、製造方法、使用方法、および同様のものを対象にすることがある。
【0141】
本発明の少なくとも選択されている実施形態に従い、下記のもののうち少なくとも１つが提供されている：
【0142】
膜であって、
重合体を少なくとも単一層の非細孔性前駆体に押出成形するステップと、
前記非細孔性前駆体を二軸伸長するステップであって、前記二軸伸長が機械方向の伸長および横方向の伸長を含み、前記横方向の伸長が同時制御される機械方向の弛緩を含む、ステップと、を含む乾燥伸長工程により作られ、
かつ、実質的に丸形状の細孔、約４０％乃至９０％の細孔率、約０．５乃至５．０の範囲内にある横方向の引張強さに対する機械方向の引張強さの比、約１００未満のガーリー、少なくとも約０．０４ミクロンの平均流動細孔径、少なくとも約０．０７ミクロンのアクアポアサイズ、および約１４０ｐｓｉよりも大きい水頭圧を有する、細孔性重合体薄膜の少なくとも１つの層、
を備える、膜。
重合体を少なくとも単一層の非細孔性前駆体に押出成形するステップと、
前記非細孔性前駆体を二軸伸長するステップであって、前記二軸伸長が機械方向の伸長および横方向の伸長を含み、前記横方向の伸長が同時制御される機械方向の弛緩を含む、ステップと、を含む乾燥伸長工程により作られ、
かつ、実質的に丸形状の細孔、約４０％乃至９０％の細孔率、約０．５乃至５．０の範囲内にある横方向の引張強さに対する機械方向の引張強さの比、約１００未満のガーリー、少なくとも約０．０４ミクロンの平均流動細孔径、少なくとも約０．０７ミクロンのアクアポアサイズ、および約１４０ｐｓｉよりも大きい水頭圧を有する、細孔性重合体薄膜の少なくとも１つの層、
を備える、膜。
【0143】
前記二軸伸長の機械方向の伸長が、同時の機械方向の伸長を伴う横方向の伸長のステップを含み、かつ、前記二軸伸長が横方向の弛緩のステップをさらに含む、上記の膜。
【0144】
前記非細孔性前駆体の前記二軸伸長が、機械方向の伸長の追加的なステップをさらに含む、上記の膜。
【0145】
前記乾燥伸長工程が、
前記二軸伸長より前に細孔性中間体を形成するための機械方向の伸長のステップ、
をさらに含む、上記の膜。
前記二軸伸長より前に細孔性中間体を形成するための機械方向の伸長のステップ、
をさらに含む、上記の膜。
【0146】
前記非細孔性前駆体の前記二軸伸長が、前記機械方向の伸長、同時の機械方向の伸長を伴う追加的な横方向の伸長、および横方向の弛緩を含む、上記の膜。
【0147】
前記乾燥伸長工程が、
同時制御される機械方向の弛緩を伴う前記横方向の伸長、同時の機械方向の伸長を伴う第２の横方向の伸長、その後の横方向の弛緩を含む、機械方向の伸長その後の前記二軸伸長のステップ、
を含む、上記の膜。
同時制御される機械方向の弛緩を伴う前記横方向の伸長、同時の機械方向の伸長を伴う第２の横方向の伸長、その後の横方向の弛緩を含む、機械方向の伸長その後の前記二軸伸長のステップ、
を含む、上記の膜。
【0148】
前記細孔性重合体薄膜が、少なくとも約８ミクロンの厚さ、少なくとも約３００ｋｇｆ／ｃｍ２の横方向の引張強さ、約０．０２５未満の平均流動細孔径の標準偏差、少なくとも約８０ｐｓｉの水侵入圧、および少なくとも約８，０００ｇ／ｍ２－日のＷＶＴＲをさらに有する、上記の膜。
【0149】
前記細孔性重合体薄膜が、９０℃にて約１．０％未満の横方向の収縮率をさらに有する、上記の膜。
【0150】
前記細孔性重合体薄膜が、１０５℃にて約１．５％未満の横方向の収縮率をさらに有する、上記の膜。
【0151】
前記細孔性重合体薄膜が、１２０℃にて約３．０％未満の横方向の収縮率をさらに有する、上記の膜。
【0152】
前記細孔性重合体薄膜が、９０℃にて約１０％未満の機械方向の収縮率をさらに有する、上記の膜。
【0153】
前記細孔性重合体薄膜が、１０５℃にて約２０％未満の機械方向の収縮率をさらに有する、上記の膜。
【0154】
前記細孔性重合体薄膜が、１２０℃にて約３０％未満の機械方向の収縮率をさらに有する、上記の膜。
【0155】
前記細孔性重合体薄膜が、約８ミクロン乃至８０ミクロンの範囲内の厚さをさらに有する、上記の膜。
【0156】
前記非細孔性前駆体が、膨張薄膜および溝穴鋳型薄膜のうち１つである、上記の膜。
【0157】
前記非細孔性前駆体が、単一層押出成形および多層押出成形のうち少なくとも１つにより形成される単一層前駆体である、上記の膜。
【0158】
前記非細孔性前駆体が、共押出成形および積層のうち少なくとも１つにより形成される多層前駆体である、上記の膜。
【0159】
前記細孔性重合体薄膜が、ポリプロピレン、ポリエチレン、それらの混合物、およびそれらの組み合わせのうち１つを備える、上記の膜。
【0160】
前記細孔性重合体薄膜が、約０．０１乃至１０．０の溶融流動指数（ＭＦＩ）および少なくとも約４５％の重合体結晶度を有するポリオレフィン樹脂を用いる、上記の膜。
【0161】
前記前駆体が、単一層前駆体および多層前駆体のうち１つである、上記の膜。
【0162】
前記膜が、前記細孔性重合体薄膜の少なくとも片側に結合された少なくとも１つの不織層、織層、または接合層をさらに含む、上記の膜。
【0163】
前記膜が、複数の前記細孔性重合体薄膜で作り上げられる、上記の膜。
【0164】
前記細孔性重合体薄膜が、少なくとも２つの層で作り上げられる、上記の膜。
【0165】
前記膜が、実質的に丸形状の細孔、約４０％乃至９０％の細孔率、約０．５乃至５．０の範囲内にある横方向の引張強さに対する機械方向の引張強さの比、約１００未満のガーリー、少なくとも約０．０４ミクロンの平均流動細孔径、少なくとも約０．０７ミクロンのアクアポアサイズ、および約１４０ｐｓｉよりも大きい水頭圧を有する、上記の膜。
【0166】
前記重合体が半結晶性重合体である、上記の膜。
【0167】
前記重合体が、ポリオレフィン類、フルオロ炭素類、ポリアミド類、ポリエステル類、ポリアセタール類（つまりポリオキシメチレン類）、ポリ硫化物類、硫化ポリフェニル、ポリビニルアルコール類、それらの共重合体、それらの混合物、およびそれらの組み合わせから成る群から選択される、上記の膜。
【0168】
前記細孔性重合体薄膜が、約６５％乃至９０％の細孔率、約１．０乃至５．０の範囲内にある横方向の引張強さに対する機械方向の引張強さの比、約２０未満のガーリー、少なくとも約０．０５ミクロンの平均流動細孔径、少なくとも約０．０８ミクロンのアクアポアサイズ、および約１４５ｐｓｉよりも大きい水頭圧をさらに有する、上記の膜。
【0169】
前記実質的に丸形状の細孔が、約０．７５乃至１．２５の範囲内の縦横比および約０．２５乃至８．０の範囲内の球形度因数のうち少なくとも１つを有する、上記の膜。
【0170】
上記の膜を備える、濾過膜、湿度制御膜、気体および／または液体の分離膜、選択的な湿気の通過および液体水の遮断用の膜、および多層膜構造のうち少なくとも１つ。
【0171】
前記乾燥伸長工程の前記二軸伸長のステップが、非細孔性前駆体の複数の別個で重ね合わされた層または重ねの同時の二軸伸長を含み、前記重ねの何れも前記伸長工程の最中に共に結合されない、上記の膜。
【0172】
前記乾燥伸長工程の前記二軸伸長のステップが、非細孔性前駆体の少なくとも３つの別個で重ね合わされた層の同時の二軸伸長を含む、上記の膜。
【0173】
前記乾燥伸長工程の前記二軸伸長のステップが、非細孔性前駆体の少なくとも８つの別個で重ね合わされた層の同時の二軸伸長を含む、上記の膜。
【0174】
前記乾燥伸長工程の前記二軸伸長のステップが、非細孔性前駆体の少なくとも１６の別個で重ね合わされた層の同時の二軸伸長を含む、上記の膜。
【0175】
前記乾燥伸長工程の前記二軸伸長のステップが、非細孔性前駆体の複数の結合されて重ね合わされた層または重ねの同時の二軸伸長を含み、前記重ねの全てが前記伸長工程の最中に共に結合される、上記の膜。
【0176】
前記乾燥伸長工程の前記二軸伸長のステップが、非細孔性前駆体の複数の別個で重ね合わされた層または重ね、および非細孔性前駆体の複数の結合されて重ね合わされた層または重ねの同時の二軸伸長を含み、前記重ねのいくつかが前記伸長工程の最中に共に結合される、上記の膜。
【0177】
前記押出成形ステップが、溝穴鋳型または環状鋳型のうち少なくとも１つを有する押出成形機を用いる乾燥押出成形工程である、上記の膜。
【0178】
電池分離体であって、
重合体を少なくとも単一層の非細孔性前駆体に押出成形するステップと、
前記非細孔性前駆体を二軸伸長するステップであって、前記二軸伸長が機械方向の伸長および横方向の伸長を含み、前記横方向の伸長が同時制御される機械方向の弛緩を含む、ステップと、を含む乾燥伸長工程により作られ、
かつ、実質的に丸形状の細孔、約４０％乃至７０％の細孔率、約０．５乃至５．０の範囲内にある横方向の引張強さに対する機械方向の引張強さの比、約３００未満のガーリー、少なくとも約０．０１ミクロンの平均流動細孔径、および少なくとも約０．０４ミクロンのアクアポアサイズを有する、細孔性重合体薄膜の少なくとも１つの層、
を備える、電池分離体。
重合体を少なくとも単一層の非細孔性前駆体に押出成形するステップと、
前記非細孔性前駆体を二軸伸長するステップであって、前記二軸伸長が機械方向の伸長および横方向の伸長を含み、前記横方向の伸長が同時制御される機械方向の弛緩を含む、ステップと、を含む乾燥伸長工程により作られ、
かつ、実質的に丸形状の細孔、約４０％乃至７０％の細孔率、約０．５乃至５．０の範囲内にある横方向の引張強さに対する機械方向の引張強さの比、約３００未満のガーリー、少なくとも約０．０１ミクロンの平均流動細孔径、および少なくとも約０．０４ミクロンのアクアポアサイズを有する、細孔性重合体薄膜の少なくとも１つの層、
を備える、電池分離体。
【0179】
前記細孔性重合体薄膜の少なくとも１つの層が、少なくとも約８ミクロンの厚さ、少なくとも約３００ｋｇｆ／ｃｍ２の横方向の引張強さ、約０．０２５未満の平均流動細孔径の標準偏差をさらに有する、上記の電池分離体。
【0180】
前記細孔性重合体薄膜の少なくとも１つの層が、９０℃にて約２％未満の横方向の収縮率をさらに有する、上記の電池分離体。
【0181】
前記細孔性重合体薄膜の少なくとも１つの層が、９０℃にて約６％未満の機械方向の収縮率をさらに有する、上記の電池。
【0182】
前記非細孔性前駆体が、単一層押出成形および多層押出成形のうち少なくとも１つにより形成される、上記の電池分離体。
【0183】
前記非細孔性前駆体が、共押出成形および積層のうち少なくとも１つにより形成される多層前駆体である、上記の電池分離体。
【0184】
前記分離体が、複数の前記細孔性重合体薄膜で作り上げられる、上記の電池分離体。
【0185】
前記重合体が、ポリオレフィン類、フルオロ炭素類、ポリアミド類、ポリエステル類、ポリアセタール類（つまりポリオキシメチレン類）、ポリ硫化物類、硫化ポリフェニル、ポリビニルアルコール類、それらの共重合体、それらの混合物、およびそれらの組み合わせから成る群から選択される、上記の電池分離体。
【0186】
前記実質的に丸形状の細孔が、約０．７５乃至１．２５の範囲内の縦横比および約０．２５乃至８．０の範囲内の球形度因数のうち少なくとも１つを有する、上記の電池分離体。
【0187】
細孔性膜であって、
重合体を少なくとも単一層の非細孔性前駆体に押出成形するステップと、
前記非細孔性前駆体を二軸伸長するステップであって、前記二軸伸長が機械方向の伸長および横方向の伸長を含み、前記横方向の伸長が同時制御される機械方向の弛緩を含む、ステップと、を含む乾燥伸長工程により作られ、
かつ、実質的に丸形状の細孔、少なくとも約４０％の細孔率、約０．５乃至５．０の範囲内にある横方向の引張強さに対する機械方向の引張強さの比、約３００未満のガーリー、少なくとも約０．０１ミクロンの平均流動細孔径、および少なくとも約０．０４ミクロンのアクアポアサイズを有する、細孔性重合体薄膜の少なくとも１つの層、
を備える、膜。
重合体を少なくとも単一層の非細孔性前駆体に押出成形するステップと、
前記非細孔性前駆体を二軸伸長するステップであって、前記二軸伸長が機械方向の伸長および横方向の伸長を含み、前記横方向の伸長が同時制御される機械方向の弛緩を含む、ステップと、を含む乾燥伸長工程により作られ、
かつ、実質的に丸形状の細孔、少なくとも約４０％の細孔率、約０．５乃至５．０の範囲内にある横方向の引張強さに対する機械方向の引張強さの比、約３００未満のガーリー、少なくとも約０．０１ミクロンの平均流動細孔径、および少なくとも約０．０４ミクロンのアクアポアサイズを有する、細孔性重合体薄膜の少なくとも１つの層、
を備える、膜。
【0188】
上記の膜を備える、電池分離体、濾過膜、湿度制御膜、気体および／または液体の分離膜、選択的な湿気の通過および液体水の遮断用の膜、および多層膜構造のうち少なくとも１つ。
【0189】
湿度制御を必要とする機器において、上記の膜を備える改良。
【0190】
濾過機器において、上記の膜を備える改良。
【0191】
温度に影響する機器において、上記の膜を備える改良。
【0192】
微細孔性膜を作る方法であって、
重合体を非細孔性前駆体に押出成形するステップと、
前記非細孔性前駆体を二軸伸長するステップであって、前記二軸伸長が機械方向の伸長および横方向の伸長を含み、前記横方向が同時制御される機械方向の弛緩を含む、ステップと、
を備える、方法。
重合体を非細孔性前駆体に押出成形するステップと、
前記非細孔性前駆体を二軸伸長するステップであって、前記二軸伸長が機械方向の伸長および横方向の伸長を含み、前記横方向が同時制御される機械方向の弛緩を含む、ステップと、
を備える、方法。
【0193】
前記重合体が、細孔を形成するための後続の除去用の任意の油、または細孔形成を容易にする任意の細孔形成材料を排除する、上記の方法。
【0194】
前記重合体が半結晶性重合体である、上記の方法。
【0195】
前記重合体が、ポリオレフィン類、フルオロ炭素類、ポリアミド類、ポリエステル類、ポリアセタール類（つまりポリオキシメチレン類）、ポリ硫化物類、ポリビニルアルコール類、それらの共重合体、それらの混合物、およびそれらの組み合わせから成る群から選択される、上記の電池分離体。
【0196】
押出成形の後にかつ二軸伸長の前に前記非細孔性前駆体を焼鈍するステップ、
をさらに備える、上記の方法。
をさらに備える、上記の方法。
【0197】
焼鈍が、Ｔｍ－８０℃乃至Ｔｍ－１０℃の範囲内の温度にて行われる、上記の方法。
【0198】
二軸伸長が、
機械方向の伸長のステップと、
その後、同時の機械方向の弛緩を含む横方向の伸長のステップと、
を備える、上記の方法。
機械方向の伸長のステップと、
その後、同時の機械方向の弛緩を含む横方向の伸長のステップと、
を備える、上記の方法。
【0199】
機械方向の伸長が、高温もしくは低温または両方のどちらかで行われる、上記の方法。
【0200】
低温の機械方向の伸長が、＜Ｔｍ－５０℃の温度にて行われる、上記の方法。
【0201】
高温の機械方向の伸長が、＜Ｔｍ－１０℃の温度にて行われる、上記の方法。
【0202】
合計の機械方向の伸長が、５０－５００％の範囲内にある、上記の方法。
【0203】
合計の横方向の伸長が、１００－１２００％の範囲内にある、上記の方法。
【0204】
前記機械方向の弛緩が、５－８０％の範囲内にある、上記の方法。
【0205】
膜であって、
乾燥伸長工程により作られ、かつ、実質的に丸形状の細孔および０．５乃至６．０の範囲内にある横方向の引張強さに対する機械方向の引張強さの比を有する微細孔性重合体薄膜、
を備える、膜。
乾燥伸長工程により作られ、かつ、実質的に丸形状の細孔および０．５乃至６．０の範囲内にある横方向の引張強さに対する機械方向の引張強さの比を有する微細孔性重合体薄膜、
を備える、膜。
【0206】
前記微細孔性重合体薄膜の平均細孔径が、０．０３乃至０．３０ミクロンの範囲内にある、上記の膜。
【0207】
前記微細孔性重合体薄膜が、２０－８０％の範囲内の細孔率を有する、上記の膜。
【0208】
前記実質的に丸形状の細孔が、約０．７５乃至１．２５の範囲内の縦横比および約０．２５乃至８．０の範囲内の球形度因数のうち少なくとも１つを有する、上記の膜。
【0209】
前記横の引張強さが≧２５０Ｋｇ／ｃｍ２である、上記の膜。
【0210】
上記の膜を備える電池分離体。
【0211】
上記の膜を備える多層膜構造。
【0212】
上記の膜を備える空気濾過器カートリッジ。
【0213】
気体から粒子状物を濾過する方法において、上記の膜を備える改良。
【0214】
上記の膜を備える気体濾過媒体。
【0215】
高温溶融完全性を有する不織平薄板、および上記の膜を備える電池分離体。
【0216】
上記の分離体をもって作られる電池。
【0217】
細孔性膜において、スリット以外の細孔形状、丸形状の細孔、図６－８および１３－５４のうち１つに示されているもののような細孔、図１３－５０のうち１つに示されているもののような細孔、図６－８および１３－５０のうち１つに示されているもののような細孔、表Ｉ、ＩＩ、またはＩＩＩのうち１つに示されている特性、増加した横方向の引張強さ、ＭＤおよびＴＤの物理的特性の平衡、湿気輸送および水頭圧に関連する高性能、低減したガーリー、平衡した物理的特性を伴う高細孔性、細孔径および細孔径分布を含む細孔構造の均一性、増強された耐久性、他の細孔性材料とのそのような膜の合成物、そのような膜の合成物または積層物、細孔性不織材を有する薄膜または層、被覆膜、共押出成形膜、積層膜、所望の湿気輸送または湿蒸気輸送、水頭性能、および物理的強さの特性を有する膜、望ましい膜特長の損失を伴わないより物理的に有害な環境内における有用性、巨視物理的特性と組み合わされる膜湿気輸送性能の組み合わせ、疎水性で、非常に透過性があり、化学的および力学的に安定していること、高い引張強さを有すること、およびそれらの組み合わせのうち少なくとも１つを備える改良。
【0218】
少なくとも選択されている微細孔性膜は、乾燥伸長工程により作られ、かつ、実質的に丸形状の細孔および０．５乃至６．０の範囲内にある横方向の引張強さに対する機械方向の引張強さの比を有する。先の微細孔性膜を作る方法は、重合体を非細孔性前駆体に押出成形するステップと、前記非細孔性前駆体を二軸伸長するステップであって、前記二軸伸長が機械方向の伸長および横方向の伸長を含み、前記横方向が同時制御される機械方向の弛緩を含む、ステップと、を含むことがある。本発明の少なくとも選択されている実施形態は、二軸配向細孔性膜、二軸配向細孔性膜を含む合成物、二軸配向微細孔性膜、二軸配向大細孔性膜、電池分離体、濾過媒体、湿度制御媒体、平薄板膜、液体保持媒体、および同様のもの、関連する方法、製造方法、使用方法、および同様のものを対象にすることがある。
【0219】
本発明を、その精神およびその本質的な特質から逸脱することなく他の形態にて具現してよく、従って、本発明の範囲に示されているように、先の明細書にではなく、添付の請求の範囲に参照を行うべきである。さらに、本明細書に明記されている全ての数値範囲は、おおよその範囲として考慮されるべきであり、必ずしも絶対的な範囲として考慮されるべきではない。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5A】
【図5B】
【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27A】
【図28】
【図29】
【図30】
【図31】
【図32】
【図33】
【図34】
【図35】
【図36】
【図37】
【図38】
【図39】
【図40】
【図40A】
【図41】
【図42】
【図43】
【図44】
【図45】
【図46】
【図47】
【図48】
【図49】
【図50】
【図51】
【図52】
【図53】
【図54】