意外一拉，GORE-TEX出世

2023-10-20 02:10

图片来自Gore-Tex广告，图中是登山者John Roskelley, ca. 1987–1988.

透气又防水？当谈到面料时，这两种品质似乎是相互矛盾的。怎么在一块面料上实现？

如今，透气又防水的GORE-TEX这种材料广泛用于各种产品：户外设备和服装（我们最熟悉的就是冲锋衣了）、绝缘材料、密封剂、医疗植入物。

事实上GORE-TEX面料直到1969年才出现。那一年，威尔伯特·戈尔（Wilbert L. Gore，大家更愿意称他比尔）和罗伯特·戈尔（Robert W. Gore）父子团队开发了一种工艺，生产出了众所周知的神奇产品：GORE-TEX。

电子显微镜下的Gore-Tex膜

戈尔家族企业：以电缆起家

父亲比尔曾是杜邦公司的一名工程师。他1957年离开杜邦开始创业，新事业专注于探索杜邦特氟龙（fluorocarbon polymers）的创新用途。他的一个想法是用特氟龙做一层绝缘层来包裹电线。一开始他用特氟龙粉末，但做出来的那层包裹层总是不够均匀。

当时，儿子罗伯特是特拉华大学化学专业二年级的学生。当他听到父亲碰到的难题，他提议用已有的特氟龙胶带。比尔不太相信胶带能黏附在金属导线上，但还是基于儿子的想法试了试。先用胶带裹起来，然后加热融化。这个想法很成功，最终的产品名为MULTI-TET电缆。

罗伯特提议，用特氟龙胶带用来缠绕金属线

发明了电缆，比尔夫妇有了信心，在1958年创立了公司（W. L. Gore and Associates）并决定提供PTFE电缆作为他公司的第一个商业产品。电缆也是公司的第一项专利，罗伯特也被列为该专利的发明人。

一年后，比尔和妻子在家的地下室开始制造和包装电缆。他们的“Multi-Tet”绝缘电线和电缆带来了巨大的成功，该公司在地下室运营了两年，雇用了多名家庭成员。1960年，公司接到丹佛自来水公司一大笔MULTI-TET带状电缆订单，迫使家族企业增加产能，他们在离房子不远的地方建造了一家制造工厂。该设施现在作为该公司的公司总部。

与此同时，罗伯特继续学业并在明尼苏达大学获得化学工程硕士学位和博士学位。1963年毕业后，罗伯特将全部注意力转向家族企业，1967年他成为公司的技术和研究负责人。家族企业发展迅速，在西德和日本都有业务，并于1967年在亚利桑那州弗拉格斯塔夫建立了新工厂。

戈尔电缆上了月球

1969年，戈尔电缆被纳入设备中随NASA的“阿波罗11号”任务前往月球。戈尔的 MULTI-TETTM 带状电缆用于阿波罗制导计算机。每台导航计算机重15 磅，船上有 2 台。阿波罗制导计算机为航天器的制导、导航和控制提供计算和电子接口。整个月球任务都是由阿波罗制导计算机执行的——从检查制导平台对准到启动发动机。总而言之，往返月球大约需要敲击 10,500 次按键，每一次敲击都被输入到制导计算机中。

还有一个任务是将地震仪连接到月球着陆器。月球表面带来了许多挑战，NASA也提出了许多要求。首先，月球环境温度极高，没有针对太空辐射的防护措施，且在月球表面摩擦会出现磨损。必须满足的要求还有灵活性，因为其中一根电缆必须放在卷轴上进行存储，然后在月球上展开。除了这些挑战之外，电缆还需要传输信号……这绝非易事。戈尔电缆他们选择使用扁平铜导体电缆，这在当时是不常见的。他们制作了45至50英尺长的扁平电缆，其中多层层压在一起。外层使用熔化温度非常高（超过 300°C））的聚酰亚胺（Kapton）薄膜，外层还保护扁平电缆的所有内层免受月球表面磨损，并提供辐射屏蔽。

在月球表面躺着的这段扁扁的铜导线缆是由戈尔公司提供。

GORE-TEX的意外发现

20世纪60年代末，当时的电子趋势清楚地表明，微型集成电路是未来的潮流，随着计算机变得越来越小，需要的电缆也会减少。1969年10月的一个晚上，罗伯特正在研究一种将挤出特氟龙拉伸成管螺纹带的新工艺，这些实验中，他试图将加热的特氟龙棒拉伸约10%。

在一系列不成功的实验之后，他没有缓慢拉伸加热的材料，而是突然加速拉力，这肯定是违反常识的做法。但他却意外地使材料拉伸约800%，从而导致固体PTFE转变为约70%空气的微孔结构。既然这种聚合物可以这么“膨胀（expand）”。因此它被命名为膨胀特氟龙（ePTFE）。他们将其命名为GORE-TEX。

不久之后，该公司开始生产各种形式的ePTFE，包括纤维、管材、薄膜和定制形状。还有很多产品也都是由ePTFE制成的，其中包括新型电缆、工业过滤器、医疗植入物、用于太空探索的ePTFE纤维编织的纺织品，以及用于户外活动、应急响应和国防的层压织物。企业通过这些产品在全球蓬勃发展。

1971年，罗伯特和他的父亲完善这种材料，将拉伸膜与支撑材料结合起来以增加强度。他们将特氟龙拉伸成薄薄的多孔膜，并在其上涂上聚氨酯涂层，然后将其粘合到尼龙或聚酯织物上。该膜的孔隙小到足以让空气通过，但又小到水滴无法渗透，使其既透气又防水。缝合GORE-TEX面料时形成的针孔将用该公司的GORE-TEX胶带覆盖，以使密封完美。他们于1971年开始营销该产品。

工艺改进后的GORE-TEX面料

GORE-TEX的应用推广

商业上的成功来得并不容易，因为人们很难相信竟然有一款产品能像制造商所说的那样发挥作用。终于，一家总部位于华盛顿州西雅图的户外设备制造商（Early Winters, Ltd. ）愿意冒险一试。1976年，他们开始生产和销售 GORE-TEX帐篷，并于次年生产和销售GORE-TEX雨衣。1977年初冬的目录将GORE-TEX雨衣宣传为“可能是您每次都会穿的最通用的衣服”。GORE-TEX很快证明了其价值，许多其他制造商和零售商开始销售GORE-TEX产品，而其他行业也开始寻找该材料的新用途。

1981年，NASA的第一次太空穿梭任务中，太空人穿着GORE-TEX制成的太空衣。1990年，南极国际远征队横穿南极大陆也是穿着GORE-TEX外套防雪御寒。

到1981年，GORE-TEX服装和设备出现在世界各地的零售店以及各种植入式医疗产品中，包括用于心脏病患者的人工动脉。到20世纪80年代中期，GORE-TEX已成为家喻户晓的品牌。

GORE-TEX以外

与此同时，戈尔公司继续扩大其产品线，比尔、罗伯特和其他团队成员创造了越来越多的产品，并为公司的发明找到了更多创新用途。该公司于1991年推出了Windstopper面料，这是一种防风、透气的面料，与GORE-TEX类似，但不防水；1992年，公司推出Glide品牌牙线；1997年，它开始销售Elixir吉他弦。该公司建立了四个部门——织物、医疗、工业和电子产品——并继续向燃料电池等新的可能性开放。如今戈尔公司的总部仍然位于特拉华州纽瓦克，在全球设有 45 个分支机构，年收入超过 15 亿美元。