A W. L. Gore esticou o PTFE rapidamente para criar uma membrana simultaneamente porosa e mais resistente

O PTFE era valorizado pela sua inércia química e repelência à água, mas o próprio histórico da patente admite que, em aplicações porosas — uma área de procura muito vasta —, o polímero tinha pouca presença. Torná-lo poroso pelo método óbvio arruinava-o: os orifícios significam fragilidade. Em 1973, a W. L. Gore & Associates depositou uma patente precisamente sobre essa lacuna.

A invenção é surpreendentemente simples de enunciar. Pegue-se em PTFE conformado em pasta, seco e não sinterizado e estique-se sob condições preferenciais de temperatura e velocidade. As reivindicações vão de cerca de 30% por segundo até cerca de 40 000% por segundo. Esticado a esta velocidade, o polímero forma uma microestrutura de nós interligados por fibrilas muito pequenas, com porosidade de cerca de 40% a 97% — e, como diz a patente, um aumento tremendo de resistência, muitas vezes superior a dez vezes, apesar dos vazios adicionados. O aquecimento acima de aproximadamente 345–350 °C eleva o teor amorfo e fixa a estrutura no lugar.

O resultado é uma membrana cujos minúsculos canais interligados deixam passar facilmente o vapor — muito mais permeável do que o filme de PTFE convencional — mantendo-se impermeável. Em 1979, o laminado Gore-Tex foi analisado como tecido impermeável e respirável por direito próprio na Sen'i Gakkaishi, num artigo escrito a partir da divisão Gore-Tex da Junkosha, a afiliada japonesa da Gore. Como a patente reivindicava artigos conformados em geral — filmes, tubos, varetas, filamentos contínuos —, um único mecanismo podia dar origem a muitas linhas de produtos em vez de apenas uma.

Estique rapidamente: poros e resistência surgem em conjunto

A velocidade era o parâmetro em falta. O ganho de resistência só aparece dentro de condições preferenciais de temperatura e velocidade de estiramento, pelo que uma faixa reivindicada de 30% a 40 000% por segundo é a própria invenção.

A estrutura de nós e fibrilas cria minúsculos canais interligados: a permeabilidade aos gases é muito superior à do filme de PTFE convencional, enquanto o material continua a repelir a água.

O tratamento térmico acima de cerca de 345 °C eleva o teor amorfo e fixa a estrutura, de modo que o ganho de resistência sobrevive à transformação em produtos.

A porosidade e a resistência deixaram de ser um compromisso: até cerca de 97% de porosidade a par de um ganho de resistência de dez vezes desfaz o habitual dilema dos materiais porosos.

Quando um material resiste a um processo, questione o ritmo do processo. A velocidade pode ser o parâmetro decisivo: force a mesma operação com intensidade suficiente e dois resultados que normalmente se contrapõem podem surgir em conjunto.

A patente, concedida em abril de 1976, ancorou a família de materiais de ePTFE e o laminado impermeável e respirável Gore-Tex. A literatura técnica japonesa analisava o laminado como tecido estabelecido já em 1979. O princípio do estiramento rápido continuou a definir o campo: um estudo de 2006 no Journal of Materials Science utilizou o co-estiramento para reduzir os poros do ePTFE para filtração fina e ainda citava as patentes da Gore dos anos 1970 como referências fundadoras. Um único processo — filmes, tubos, varetas, filamentos, laminagens — sustentou produtos desde vestuário impermeável até material de vedação.