El PTFE era apreciado por su inercia química y su repelencia al agua, pero los propios antecedentes de la patente reconocen que en aplicaciones porosas —un área de demanda muy grande— el polímero tenía escasa presencia. Hacerlo poroso de la manera obvia lo destruía: los agujeros implican debilidad. En 1973, W. L. Gore & Associates presentó una solicitud de patente precisamente sobre esa carencia.
La invención es asombrosamente simple de enunciar. Tómese PTFE conformado en pasta, secado y sin sinterizar, y estírese bajo condiciones preferentes de temperatura y velocidad. Las reivindicaciones van desde aproximadamente 30% por segundo hasta aproximadamente 40.000% por segundo. Estirado a esa velocidad, el polímero forma una microestructura de nodos interconectados por fibrillas muy pequeñas, con una porosidad de aproximadamente 40% a 97% —y, como lo expresa la patente, un aumento tremendo de la resistencia, a menudo superior a diez veces, a pesar de los huecos añadidos. El calentamiento por encima de aproximadamente 345–350 °C eleva el contenido amorfo y fija la estructura en su lugar.
El resultado es una membrana cuyos diminutos canales conectados dejan pasar el vapor con facilidad —mucho más permeable que la película de PTFE convencional— mientras permanece impermeable. Para 1979, el laminado Gore-Tex fue reseñado como tejido impermeable y transpirable por derecho propio en Sen'i Gakkaishi, escrito desde la división Gore-Tex de Junkosha, la filial japonesa de Gore. Dado que la patente reivindicaba artículos conformados en general —películas, tubos, varillas, filamentos continuos—, un solo mecanismo podía dar origen a muchas líneas de productos en lugar de una sola.
Estíralo rápido: los poros y la resistencia llegan juntos
La velocidad era el parámetro que faltaba. La ganancia de resistencia aparece solo dentro de condiciones preferentes de temperatura y velocidad de estiramiento, por lo que un intervalo reivindicado de 30% a 40.000% por segundo constituye la invención misma.
La estructura de nodos y fibrillas crea diminutos canales conectados: la permeabilidad a los gases es mucho mayor que la de la película de PTFE convencional, mientras que el material sigue repeliendo el agua.
El tratamiento térmico por encima de aproximadamente 345 °C eleva el contenido amorfo y fija la estructura, de modo que la ganancia de resistencia sobrevive a su conversión en productos.
La porosidad y la resistencia dejaron de ser un compromiso: una porosidad de hasta aproximadamente 97% junto con una ganancia de resistencia de diez veces colapsa el dilema habitual de los materiales porosos.
Cuando un material se resiste a un proceso, cuestiona el ritmo del proceso. La velocidad puede ser el parámetro decisivo: empuja la misma operación con la suficiente fuerza y dos resultados que normalmente se compensan pueden llegar juntos.
La patente, concedida en abril de 1976, ancló la familia de materiales de ePTFE y el laminado impermeable y transpirable Gore-Tex. La literatura técnica japonesa reseñó el laminado como un tejido establecido para 1979. El principio del estiramiento rápido siguió definiendo el campo: un estudio de 2006 en Journal of Materials Science utilizó el coestiramento para reducir los poros del ePTFE destinados a filtración fina y aun así citó las patentes de Gore de los años setenta como las referencias fundacionales. Un solo proceso —películas, tubos, varillas, filamentos, laminaciones— llevó productos desde la ropa impermeable hasta el material de sellado.
CONSULTA LAS PRUEBAS
Las fuentes
- Process for producing porous products (US Patent 3,953,566) United States Patent Office / FreePatentsOnline · freepatentsonline.com ·
- Waterproof-breathable fabric, "Gore-Tex laminate." Sen'i Gakkaishi (Journal of the Society of Fiber Science and Technology, Japan), via J-STAGE · doi.org
- A novel process for preparing expanded polytetrafluoroethylene (ePTFE) micro-porous membrane via co-stretching Journal of Materials Science (Springer) · link.springer.com