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KR20180041705A - 탄성 다공성 층을 포함하는 자가-밀봉 물품 - Google Patents

탄성 다공성 층을 포함하는 자가-밀봉 물품 Download PDF

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Publication number
KR20180041705A
KR20180041705A KR1020187007327A KR20187007327A KR20180041705A KR 20180041705 A KR20180041705 A KR 20180041705A KR 1020187007327 A KR1020187007327 A KR 1020187007327A KR 20187007327 A KR20187007327 A KR 20187007327A KR 20180041705 A KR20180041705 A KR 20180041705A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
self
porous layer
sealing article
liner
elastic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
KR1020187007327A
Other languages
English (en)
Inventor
마틴 제이 위덴브란트
테일러 엠 세아보
대니얼 알 프로네크
라잔 비 보드크헤
Original Assignee
쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 filed Critical 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니
Publication of KR20180041705A publication Critical patent/KR20180041705A/ko
Ceased legal-status Critical Current

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Abstract

탄성 다공성 층의 제1 주 표면 상에 배치되고 그를 덮는 중합체 층을 포함하는 자가-밀봉 물품이 제공되며, 이 물품은 ASTM D-1970/D-1970M-13의 수정 시험 1, ASTM D-1970/D-1970M-13의 수정 시험 2, 또는 ASTM D-1970/D-1970M-13의 수정 시험 3을 통과하고, 추가로 자가-밀봉 물품은 수증기 투과성이고 공기 및 물 배리어이다. 탄성 다공성 층의 제1 주 표면 반대편의 중합체 층의 주 표면 상에 라이너가 배치된 자가-밀봉 물품의 라이닝된 버전(version)이 또한 제공된다.

Description

탄성 다공성 층을 포함하는 자가-밀봉 물품
관련 출원과의 상호 참조
본 출원은 2015년 8월 18일자로 출원된 미국 가출원 제62/206,348호, 2015년 12월 17일자로 출원된 미국 가출원 제62/268,563호, 및 2016년 8월 17일자로 출원된 미국 가출원 제62/376,202호에 대한 우선권을 주장하며, 이들 출원의 개시 내용은 전체적으로 본 명세서에 참고로 포함된다.
기술분야
본 발명은 탄성 자가-밀봉(self-sealing) 물품에 관한 것이다. 본 발명은 또한, 수증기 투과성이고 공기 및 물 배리어(barrier)인 자가-밀봉 물품에 관한 것이다.
공기 배리어 시스템은 건물 인클로저(building enclosure)와 같은 구조체의 표면을 가로지르는 공기, 및 특히 수증기의 이동을 제어한다. 외벽에서, 제어되지 않은 공기 유동은 수분 및 응축 손상의 가장 큰 원인이다. 실내의 편안함은 공기 온도, 상대 습도, 기류의 방향 및 주위 표면 온도에 의해 영향을 받는다. 실내 공기 품질은 공기 배리어 시스템에 의해 건물 내부로부터 오염 물질을 효율적으로 제거함으로써 향상된다. 오염 물질에는, 예를 들어 수증기, 부유 분진(suspended particulate), 먼지, 곤충, 및 냄새가 포함된다. 공기 배리어 시스템은 전기 소비 및 가스 요금에 상당한 영향을 준다. 미국 국립 표준 기술원(National Institute of Standards and Technology; NIST)에 의한 시뮬레이션에 따르면, 공기 배리어를 사용하지 않는 전형적인 건물과 비교하여, 비주거용 건물에서의 공기 배리어 시스템은 공기 누출을 최대 83% 만큼 감소시키고, 난방 요금을 40% 초과로 감소시키고, 전기 소비를 25% 초과로 감소시키는 것으로 추산된다. 수증기는 부식 및 곰팡이 성장에 있어서 중요한 성분이다. 공기 배리어 시스템은 건물과 같은 구조체의 외부와 내부 사이의 공기 이동에 의해 수증기가 운반되는 것을 막는 데 도움을 준다.
공기 배리어 시스템의 사용은 캐나다에서는 거의 25년 동안 필수 조건이었으며, 북미에서는 미국 육군 공병단(US Army Corp of Engineering), ASHRAE 90.1, 및 국제 에너지 보존 코드(International Energy Conservation Code) - 2009에 의해 요구되는, 2030년까지의 네트 제로 에너지(net zero energy) 필수 조건으로 인해 중요해지고 있다. 2011년 12월 16일에, DC 건설 코드 조정 위원회(DC Construction Codes Coordinating Board; CCCB)는 2012 국제 에너지 보전 코드 (IECC)를 채택하였다.
방수성 및 투습성 둘 모두를 갖는 몇몇 막 시트가 알려져 있다. 그러한 투습성 방수 시트의 한 가지 전형적인 예는 플래시-스펀 부직포(flash-spun nonwoven fabric)이다. 예를 들어, 미국 특허 제3,169,899호 (스테우버(Steuber))가 플래시-스펀 부직포를 개시한다. 미국 특허 제3,532,589호 (데이비드(David))는 플래시-스펀 부직포의 제조 방법을 개시한다. 그렇게 얻어진 부직포는 적절한 기공 크기를 가져서, 액체 상태의 물은 차단하지만 수증기는 통과할 수 있게 한다. 이 부직포의 공지된 예는 고밀도 폴리에틸렌의 3차원 메시형 섬유를 열압축하여 얻어지는, 미국 델라웨어주 윌밍턴 소재의 이. 아이. 듀폰 디 네모아 앤드 컴퍼니(E. I. Du Pont de Nemours and Company)로부터의 상표명 "타이벡"(Tyvek)으로 구매가능하다. 그러한 투습성 방수 시트는 외부의 액체 상태의 물이 시트를 통해 스며드는 것을 방지할 수 있지만 증기 형태의 물을 배출할 수 있다.
그러나, 창문 또는 문과 같은 개방부는 편평하지 않다. 오직 방수 시트만 사용하여 방수 층을 형성하는 것은 어려우며, 따라서, 개방부는 종종 감압 접착제 층이 제공된 방수 테이프로 마감된다. 이러한 경우에, 가장 일반적으로 사용되는 감압 접착제는 종종 고무 또는 아스팔트 재료로 제조되기 때문에, 전체 테이프의 수분 투과성이 감소하며, 일반적인 방수 시트에서와 동일한 수분 보유 문제가 발생할 수 있다.
기계적 패스너(fastener)를 사용하여, 수증기 투과성 방수 시트를 외벽의 기재(substrate) 상에 붙일 수 있다. 그 결과, 그러한 패스너의 간극, 예를 들어 못 구멍으로부터 수분이 장기간에 걸쳐 침투할 수 있다. 그러한 수증기 투과성 방수 시트는, 못 밀봉성(nail sealability)에 대한 ASTM D-1970/D-1970M-13 또는 유사한 수정 시험, 예를 들어, ASTM D-1970/D-1970M-13의 수정 시험 1, ASTM D-1970/D-1970M-13의 수정 시험 2, ASTM D-1970/D-1970M-13의 수정 시험 3, 또는 이들의 조합을 통과하는 것이 유리하다.
이러한 자가-밀봉 물품 상에 제공된 접착제는 다양한 조건에서 탄탄한 접착을 제공하는 것이 또한 유리하다. 예를 들어, 그러한 접착제는 건설 현장에서 건물 구성요소의 표면의 일반적인 상태인 젖은 기재에 부착하는 데 유리하다. 이형 라이너와 함께 롤로 권취되는 경우에, 물품으로부터 그리고 물품의 적어도 일부분을 코팅하는 데 사용된 접착제로부터 적절하게 이형되어 자가-밀봉 공기 및 물 배리어 물품이 건물 구성요소와 같은 기재에 용이하게 적용되도록 하는 자가-밀봉 물품에 대한 요구가 존재한다. 이러한 자가-밀봉 공기 및 물 배리어 물품은 ASTM E96/E96M-13에 따른 수증기에 대한 허용가능한 투과성 성능을 제공하는 것이 또한 필요하다.
일 태양에서, 본 발명은 탄성 다공성 층의 제1 주 표면 상에 배치되고 그를 덮는 중합체 층을 갖는 자가-밀봉 물품을 제공하며, 이 물품은 ASTM D-1970/D-1970M-13의 수정 시험 1, ASTM D-1970/D-1970M-13의 수정 시험 2, 또는 ASTM D-1970/D-1970M-13의 수정 시험 3을 통과하고, 추가로 자가-밀봉 물품은 수증기 투과성이고 공기 및 물 배리어이다. 일부 실시 형태에서, 자가-밀봉 물품은 중합체 층 반대편의 탄성 다공성 층의 주 표면 상에 배치된 접착제 층을 추가로 포함한다. 일부 실시 형태에서, 자가-밀봉 물품은 중합체 층과 탄성 다공성 층 사이에 배치된 제1 다공성 층을 추가로 포함한다. 일부 실시 형태에서, 자가-밀봉 물품은 중합체 층 반대편의 탄성 다공성 층의 주 표면 상에 배치된 제2 다공성 층을 추가로 포함한다.
일부 실시 형태에서, 자가-밀봉 물품은 증기 투과율(vapor transmission rate)이 1 perm 이상이다. 일부 실시 형태에서, 탄성 다공성 층, 제1 다공성 층, 또는 제2 다공성 층은 폴리에스테르, 폴리락트산, 폴리올레핀, 폴리아미드, 폴리우레탄, 또는 레이온 중 적어도 하나를 포함하는 부직물이다. 일부 실시 형태에서, 탄성 다공성 층, 제1 다공성 층 또는 제2 다공성 층은 압출 네팅(extruded netting), 스크림(scrim), 및 이들의 조합으로부터 선택된다. 일부 실시 형태에서, 탄성 다공성 층, 제1 다공성 층, 또는 제2 다공성 층은 직조 재료를 포함한다. 일부 실시 형태에서, 탄성 다공성 층, 제1 다공성 층, 또는 제2 다공성 층은 블로운 마이크로파이버(blown microfiber)를 포함한다.
일부 실시 형태에서, 탄성 다공성 층은 복수의 탄성중합체 스트랜드(strand), 탄성 네트(net), 탄성 부직 재료, 탄성 직포, 탄성 편포, 탄성 폼(foam), 또는 탄성 미세천공된 필름 중 적어도 하나를 포함한다. 일부 실시 형태에서, 자가-밀봉 물품은 횡방향으로 90% 이상 또는 초과의 연신율을 갖는다. 일부 실시 형태에서, 자가-밀봉 물품은 기계 방향으로 105% 이상 또는 초과의 연신율을 갖는다.
일부 실시 형태에서, 중합체 층은 알콕시 실란으로부터 유도되는 적어도 하나의 말단 기를 갖는 폴리옥시알킬렌 중합체를 포함한다. 일부 실시 형태에서, 폴리옥시알킬렌 중합체의 말단 기 전부는 실릴 종결된다. 일부 실시 형태에서, 폴리옥시알킬렌 중합체는 적어도 하나의 실릴 개질된 분지형 기를 추가로 포함한다.
일부 실시 형태에서, 자가-밀봉 물품은 탄성 다공성 층 반대편의 중합체 층의 주 표면 상에 배치된 미세다공성 막을 추가로 포함한다. 일부 실시 형태에서, 자가-밀봉 물품은 중합체 층 반대편의 탄성 다공성 층의 주 표면 상에 배치된 미세다공성 막을 추가로 포함한다. 일부 실시 형태에서, 미세다공성 막은 신장된 탄산칼슘 충전된 폴리올레핀 재료, 추출가능한 성분을 갖는 비혼화성 중합체 재료, 또는 폴리올레핀 중 적어도 하나를 포함한다.
다른 태양에서, 본 발명은 라이닝된 자가-밀봉 물품을 제공하는데, 이는 탄성 다공성 층의 제1 주 표면 상에 배치되고 그를 덮는 중합체 층을 갖는 자가-밀봉 물품; 중합체 층 반대편의 탄성 다공성 층의 제2 주 표면 상에 배치된 접착제 층; 및 탄성 다공성 층의 제1 주 표면 반대편의 중합체 층의 주 표면 상에 배치된 라이너를 포함하며, 자가-밀봉 물품은 ASTM D-1970/D-1970M-13의 수정 시험 1, ASTM D-1970/D-1970M-13의 수정 시험 2, 또는 ASTM D-1970/D-1970M-13의 수정 시험 3을 통과하고, 추가로 자가-밀봉 물품은 수증기 투과성이고 공기 및 물 배리어이다. 일부 실시 형태에서, 라이닝된 자가-밀봉 물품은 ASTM D-1970/D-1970M-13의 수정 시험 1, ASTM D-1970/D-1970M-13의 수정 시험 2, 또는 ASTM D-1970/D-1970M-13의 수정 시험 3을 통과한다. 일부 실시 형태에서, 라이닝된 자가-밀봉 물품은 증기 투과성이고 공기 및 물 배리어이다.
본 발명의 예시적인 실시 형태의 다양한 태양 및 이점을 요약하였다. 상기의 발명의 내용은 본 발명의 각각의 예시된 실시 형태 또는 모든 구현 형태를 설명하고자 하는 것은 아니다. 추가의 특징 및 이점이 하기의 실시 형태에서 개시된다. 하기의 도면 및 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용은 본 명세서에 개시된 원리를 이용하는 소정의 바람직한 실시 형태를 더 상세하게 예시한다.
본 발명은 첨부 도면과 함께 본 발명의 다양한 실시 형태의 하기의 상세한 설명을 고찰함으로써 더욱 완전히 이해될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 자가-밀봉 물품의 일 실시 형태의 측단면도;
도 2는 본 발명에 따른 자가-밀봉 물품의 다른 실시 형태의 측단면도;
도 3은 본 발명에 따른 자가-밀봉 물품의 또 다른 실시 형태의 측단면도;
도 4a는 본 발명에 따른 미세다공성 막을 갖는 자가-밀봉 물품의 일 실시 형태의 측단면도;
도 4b는 본 발명에 따른 미세다공성 막을 갖는 자가-밀봉 물품의 다른 실시 형태의 측단면도;
도 5는 본 발명의 일부 실시 형태에 따른 탄성 자가-밀봉 물품의 제조를 나타내는 개략도;
도 6은 본 발명에 따른 자가-밀봉 물품의 일부분의 평면도;
도 7은 본 발명에 따른 라이닝된 자가-밀봉 물품의 롤의 일 실시 형태의 측단면도;
도 8은 본 발명에 따른 라이닝된 자가-밀봉 물품의 롤의 다른 실시 형태의 측단면도;
도 9는 코팅 조성물을 갖는 본 발명에 따른 라이닝된 자가-밀봉 물품의 롤의 일 실시 형태의 단부 단면도;
도 10은 본 발명에 따른 라이닝된 자가-밀봉 물품의 일부분의 평면도이다.
일정한 축척으로 작성되지 않을 수 있는 전술된 도면이 본 발명의 다양한 실시 형태를 개시하지만, '발명을 실시하기 위한 구체적인 내용'에 언급된 바와 같이, 다른 실시 형태가 또한 고려된다. 모든 경우에, 이러한 개시 내용은 명백한 제한에 의해서가 아니라 예시적인 실시 형태의 표현으로서 본 발명을 기술한다. 본 발명의 범주 및 사상에 속하는 많은 다른 변형 및 실시 형태가 당업자에 의해 고안될 수 있음이 이해되어야 한다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, 종점(endpoint)에 의한 수치 범위의 언급은 그 범위 내에 포함되는 모든 수를 포함한다 (예를 들어, 1 내지 5는 1, 1.5, 2, 2.75, 3, 3.8, 4, 및 5 등을 포함한다).
달리 지시되지 않는 한, 본 명세서 및 실시 형태에 사용되는, 성분의 양, 특성의 측정치 등을 표현하는 모든 수는 모든 경우에 용어 "약"에 의해 수식되는 것으로 이해되어야 한다. 따라서, 반대로 지시되지 않는 한, 전술한 명세서 및 첨부된 실시 형태의 목록에 기재된 수치 파라미터는 본 명세서의 교시 내용을 이용하여 당업자가 얻고자 하는 원하는 특성에 따라 달라질 수 있다. 최소한으로, 그리고 청구된 실시 형태의 범주에 대한 균등론의 적용을 제한하려는 시도로서가 아니라, 각각의 수치 파라미터는 적어도 보고된 유효숫자의 개수의 관점에서 그리고 보통의 반올림 기법을 적용함으로써 해석되어야 한다.
하기에 정의된 용어들에 대해, 하기의 용어 해설에서 이용된 용어의 수정에 대한 구체적인 언급에 기초하여 청구범위 또는 명세서의 다른 어디에서든 상이한 정의가 제공되지 않는 한, 이러한 정의가 청구범위를 비롯하여 전체 명세서에 적용된다:
용어 해설
부정관사("a", "an") 및 정관사("the")는 하나 이상의 요소들을 설명한다는 것을 의미하기 위해 "적어도 하나"와 상호교환 가능하게 사용된다.
용어 "층"은 기재 상의 또는 그 위에 놓인 임의의 재료 또는 재료들의 조합을 지칭한다.
다양한 층의 위치를 기술하기 위한 "위에", "상에", "덮는", "맨 위에", "위에 놓인", 및 "아래에 놓인" 등과 같은 배향을 나타내는 단어는, 수평방향으로 배치된 상향 기재에 대하여 소정 층의 상대 위치를 지칭한다. 기재, 층 또는 기재 및 층을 포함하는 물품은 제조 동안 또는 제조 후에 공간에서 임의의 특정 배향을 가져야 하는 것으로 의도되지 않는다.
수치 값 또는 형상과 관련하여 용어 "약" 또는 "대략"은 수치 값 또는 특성 또는 특징의 +/- 5%를 의미하지만, 정확한 수치 값을 명확히 포함한다. 예를 들어, "약" 1 Pa-sec의 점도는 0.95 내지 1.05 Pa-sec의 점도를 말하지만, 정확하게 1 Pa-sec의 점도를 또한 명확히 포함한다. 유사하게, "실질적으로 정사각형"인 주연부는, 각각의 측면 에지가 임의의 다른 측면 에지의 길이의 95% 내지 105%인 길이를 갖는 4개의 측면 에지를 갖는 기하학적 형상을 설명하려는 것이지만, 각각의 측면 에지가 정확하게 동일한 길이를 갖는 기하학적 형상을 또한 포함한다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "탄성"은 횡방향 또는 기계 방향 중 어느 한 방향으로 90% 이상의 연신율을 갖는 재료를 의미한다.
특성 또는 특징과 관련하여 용어 "실질적으로"는 특성 또는 특징이, 그러한 특성 또는 특징과 정반대의 것이 나타나는 것보다 더 큰 정도로 나타난다는 것을 의미한다. 예를 들어, "실질적으로" 투명한 기재는 투과시키지 못하는 (예를 들어, 흡수하고 반사하는) 것보다 더 많은 복사선(예를 들어, 가시광)을 투과시키는 기재를 말한다. 따라서, 기재 표면 상에 입사하는 가시광의 50% 초과를 투과시키는 기재는 실질적으로 투명하지만, 그 표면 상에 입사하는 가시광의 50% 이하를 투과시키는 기재는 실질적으로 투명한 것이 아니다.
본 발명의 물품의 기재 또는 다른 요소와 관련하여 층의 위치를 설명하는 데에 용어 "오버코팅된"을 사용함으로써, 기재 또는 다른 요소의 위에 있지만 그러한 기재 또는 다른 요소에 반드시 근접(contiguous)해 있지는 않은 층을 지칭한다.
용어 "균질한"은 거시적인 규모에서 관찰할 때 물질의 단일상만을 나타냄을 의미한다.
단량체, 올리고머 등에 관하여 용어 "(메트)아크릴레이트"는 알코올과 아크릴산 또는 메타크릴산의 반응 생성물로서 형성된 비닐-작용성 알킬 에스테르를 의미한다.
특정 층과 관련하여 용어 "서로 접한"(adjoining)은, 2개의 층이 서로의 옆에서 (즉, 서로 인접해서) 직접 접촉해 있거나 또는 서로 근접하지만 직접 접촉해 있지는 않은 (즉, 층들 사이에 개재하는 하나 이상의 추가적 층이 있는) 위치에서, 다른 층과 연결되거나 또는 다른 층에 부착된 것을 의미한다.
다른 한 층과 기재, 또는 2개의 다른 층에 대하여 소정 층의 위치를 기술하기 위한 용어 "~에 의해 분리된"은, 기술된 층이 다른 층(들) 및/또는 기재 사이에 있지만, 반드시 근접해 있지는 않음을 의미한다.
용어 "(공)중합체" 또는 "(공)중합체성"은 단일중합체 및 공중합체뿐만 아니라, 예를 들어 공압출에 의해 또는, 예를 들어 에스테르 교환 반응을 비롯한 반응에 의해 혼화성 블렌드로 형성될 수 있는 단일중합체 또는 공중합체를 포함한다. 용어 "공중합체"는 랜덤, 블록, 그래프트, 및 성상(star) 공중합체를 포함한다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "수증기 투과성"은 ASTM E 96 절차 A (건조제 방법)에 따른 1 perm (인치-파운드 단위) 초과의 투과성을 갖는 물품을 의미한다. 마찬가지로, '수증기 불투과성'은 1 perm 미만의 투과성을 갖는 물품을 의미한다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "불연속"은 2차원 표면을 따라 연장이 중단된 코팅을 의미한다. 예를 들어, 일부 실시 형태에서, 감압 접착제의 불연속 코팅을 갖는 자가-밀봉 물품은 중합체 층의 주 표면 또는 다공성 층의 주 표면을 덮지 않는다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "천공된"은 주위 조건에서 액체의 통과를 허용하는 재료를 의미한다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "미세다공성"은 수증기에는 투과성이지만, 55 cm H2O의 압력에서 액체 상태의 물에는 불투과성인 재료를 의미한다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "공기 및 물 배리어"는, 환경 분리체(environmental separator)를 통한 기밀(air tightness)의 주 평면을 제공하도록 설계 및 구성되며 ASTM E 2178-13에 따라 시험할 때 75 Pa의 압력차에서 공기 투과율이 0.02 L/제곱미터/초 이하이고 AATCC 127-2013에 따른 물에 대한 허용가능한 배리어 성능을 제공하는 재료를 의미한다. 일부 실시 형태에서, 공기 및 물 배리어는 55 cm H2O의 압력에서 액체 상태의 물에 대해 불투과성이다.
목록 뒤에 있는 구문 "~중 적어도 하나를 포함하다"는 목록 내의 항목 중 임의의 하나 및 목록 내의 2개 이상의 항목의 임의의 조합을 포함함을 지칭한다. 목록 뒤에 있는 구문 "~중 적어도 하나"는 목록 내의 항목 중 임의의 하나 또는 목록 내의 2개 이상의 항목의 임의의 조합을 지칭한다.
자가-밀봉 물품
이제 도 1을 참조하면, 일부 실시 형태에서, 본 명세서에 개시된 자가-밀봉 물품(100)은 탄성 다공성 층(120)의 제1 주 표면(122) 상에 배치되고 그를 덮는 중합체 층(130)을 포함한다. 이러한 자가-밀봉 물품(100)은 ASTM D-1970/D-1970M-13의 수정 시험 1, ASTM D-1970/D-1970M-13의 수정 시험 2, ASTM D-1970/D-1970M-13의 수정 시험 3, 또는 이들의 조합의 요건을 충족시킨다. 일부 실시 형태에서, 본 명세서에 개시된 자가-밀봉 물품(100)은 수증기 투과성이고 공기 및 물에 대한 배리어이다.
ASTM D-1970/D-1970M-13의 수정 시험 1, ASTM D-1970/D-1970M-13의 수정 시험 2, ASTM D-1970/D-1970M-13의 수정 시험 3, 또는 이들의 조합의 요건을 충족시키는 것은 다양한 요인에 따라 좌우될 수 있다. 일반적으로, 알콕시 실란으로부터 유도되는 적어도 하나의 말단 기를 갖는 폴리옥시알킬렌 중합체를 포함하는 중합체 층은 자가-밀봉 물품이 못 밀봉성에 대한 이러한 요건을 충족시키게 할 수 있다. 중합체 전구체에서의 트라이알콕시 실란 기의 존재 및 중합체 층에서의 충전제의 존재가 또한 자가-밀봉 물품의 못 밀봉성을 개선할 수 있다. 일부 실시 형태에서, ASTM D-1970/D-1970M-13의 수정 시험 1, ASTM D-1970/D-1970M-13의 수정 시험 2, ASTM D-1970/D-1970M-13의 수정 시험 3의 요건을 충족시키는 자가-밀봉 물품은 5, 10, 15, 20, 또는 25 중량% 이상의 충전제 (하기에 기재된 충전제들 중 임의의 것을 포함함)를 포함하는 중합체 층을 갖는다. 일부 실시 형태에서, ASTM D-1970/D-1970M-13의 수정 시험 1, ASTM D-1970/D-1970M-13의 수정 시험 2, ASTM D-1970/D-1970M-13의 수정 시험 3의 요건을 충족시키는 자가-밀봉 물품은 트라이알콕시 실란으로부터 유도되는 가교결합을 갖는 중합체 층을 포함한다.
일부 실시 형태에서, 본 명세서에 개시된 자가-밀봉 물품(100)은 공기 및 물 배리어 물품(100)을 다양한 표면에 부착하기에 유용한 감압 접착제의 층을 포함한다. 일부 실시 형태에서, 본 명세서에 개시된 자가-밀봉 물품은 크림핑(crimping)되거나 셔링(shirring)된다.
이제 도 2를 참조하면, 일부 실시 형태에서, 본 명세서에 개시된 자가-밀봉 물품(100)은 중합체 층(130) 반대편의 탄성 다공성 층(120)의 주 표면(124) 상에 배치된 접착제 층(150)을 포함한다. 도 3을 참조하면, 일부 실시 형태에서, 본 명세서에 개시된 자가-밀봉 물품(100)은 중합체 층(130)과 탄성 다공성 층(120) 사이에 배치된 제1 다공성 층(160)을 포함한다. 일부 실시 형태에서, 제2 다공성 층(170)이 중합체 층(130) 반대편의 탄성 다공성 층의 주 표면(124) 상에 배치되고, 접착제 층(150)이 탄성 다공성 층(120) 반대편의 제2 다공성 층(170)의 주 표면(174) 상에 배치된다. 일부 실시 형태에서, 감압 접착제는 전술한 표면들(124, 132, 174) 중 적어도 하나 상에 랜덤 방식으로 불연속적으로 배치된다. 일부 실시 형태에서, 감압 접착제는 전술한 표면들(124, 132, 174) 중 적어도 하나 상에 패턴화된 방식으로 불연속적으로 배치된다. 일부 실시 형태에서, 감압 접착제는 탄성 다공성 층(120)의 제2 주 표면(124)의 10% 내지 90%, 중합체 층(130)의 주 표면(132)의 10% 내지 90%, 제2 다공성 층(170)의 제2 주 표면(174)의 10% 내지 90%, 또는 탄성 다공성 층(120)의 제2 주 표면(124) 또는 제2 다공성 층(170)의 제2 주 표면(174)과 중합체 층(130)의 주 표면(132) 둘 모두의 10% 내지 90%를 덮는다. 일부 실시 형태에서, 감압 접착제는 탄성 다공성 층(120)의 제2 주 표면(124), 제2 다공성 층(170)의 제2 주 표면(174), 중합체 층(130)의 주 표면(132), 또는 이들의 조합 중 적어도 하나 상에 연속적으로 배치된 투과성 감압 접착제이다. 일부 실시 형태에서, 감압 접착제는 자가-밀봉 물품의 오직 하나의 표면 상에만 배치된다.
일부 실시 형태에서, 감압 접착제 층(150)은 외측 표면들, 즉 탄성 다공성 층(120)의 제1 주 표면(124) 또는 제2 다공성 층(170)의 제1 주 표면(174) 중 적어도 하나 상에 불연속적으로 배치된다. 일부 실시 형태에서, 감압 접착제 층(150)은 탄성 다공성 층(120)의 제1 주 표면(124) 또는 제2 다공성 층(170)의 제1 주 표면(174) 상에 랜덤 방식으로 불연속적으로 배치된다. 일부 실시 형태에서, 감압 접착제는 탄성 다공성 층(120)의 제1 주 표면(124) 또는 제2 다공성 층(170)의 제1 주 표면(174) 상에 패턴화된 방식으로 불연속적으로 배치된다. 일부 실시 형태에서, 감압 접착제는 탄성 다공성 층(120)의 제1 주 표면(124) 또는 제2 다공성 층(170)의 제1 주 표면(174)의 표면적의 10% 내지 90%를 덮는다. 일부 실시 형태에서, 감압 접착제는 탄성 다공성 층(120)의 제1 주 표면(124) 또는 제2 다공성 층(170)의 제1 주 표면(174) 상에 연속적으로 배치된 투과성 감압 접착제이다.
이제 도 4a를 참조하면, 본 명세서에 개시된 자가-밀봉 물품의 임의의 앞서 개시된 실시 형태는 탄성 다공성 층(120) 반대편의 중합체 층(130)의 주 표면(132) 상에 배치된 미세다공성 막(180)을 또한 포함할 수 있다. 이제 도 4b를 참조하면, 밀봉 물품의 임의의 앞서 개시된 실시 형태는 중합체 층(130) 반대편의 탄성 다공성 층(120)의 주 표면(124) 상에 배치된 미세다공성 막(180)을 또한 포함할 수 있다. 본 명세서에 개시된 미세다공성 막은 신장된 탄산칼슘 충전된 폴리올레핀 재료, 추출가능한 성분을 갖는 비혼화성 중합체 재료, 또는 폴리올레핀 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일부 실시 형태에서, 본 명세서에 개시된 자가-밀봉 물품은 횡방향으로 90% 이상, 일부 실시 형태에서, 횡방향으로 92% 이상의 연신율을 갖는다. 일부 실시 형태에서, 자가-밀봉 물품은 기계 방향으로 90% 이상, 일부 실시 형태에서, 기계 방향으로 105% 이상, 또는 기계 방향으로 109% 이상의 연신율을 갖는다.
탄성 다공성 층, 제1 다공성 층 및 제2 다공성 층
탄성 다공성 층, 제1 다공성 층, 및 제2 다공성 층은 직조 웨브, 부직 웨브, 텍스타일(textile), 천공된 플라스틱 필름, 및 이들의 조합을 포함하는 다양한 적합한 재료를 포함할 수 있다. 용어 "부직"은, 인터레잉된(interlaid) 그러나 편포에서와 같이 식별가능한 방식으로 인터레잉되지 않은 개별 섬유 또는 실의 구조를 갖는 재료를 지칭한다. 부직 웨브의 예에는 스펀본드 웨브, 스펀레이스드 웨브, 에어레이드 웨브, 멜트블로운 웨브, 및 본디드 카디드 웨브가 포함된다. 일부 실시 형태에서, 기재는 섬유질 재료 (예를 들어, 직조, 부직, 또는 편직 재료)이다. 유용한 다공성 층은 천연 섬유 (예를 들어, 목섬유 또는 면섬유), 합성 섬유 (예를 들어, 열가소성 섬유), 또는 천연 섬유와 합성 섬유의 조합으로 제조될 수 있다. 열가소성 섬유를 형성하기에 적합한 재료의 예에는 폴리올레핀 (예를 들어, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부틸렌, 에틸렌 공중합체, 프로필렌 공중합체, 부틸렌 공중합체, 및 이들 중합체의 공중합체 및 블렌드), 폴리에스테르, 및 폴리아미드가 포함된다. 섬유는 또한 예를 들어 하나의 열가소성 재료의 코어(core) 및 다른 열가소성 재료의 시스(sheath)를 갖는 다성분 섬유일 수 있다. 일부 실시 형태에서, 기재는, 예를 들어 멜트블로운 부직물의 적어도 하나의 층 및 스펀본디드 부직물의 적어도 하나의 층, 또는 부직 재료들의 임의의 다른 적합한 조합을 갖는 부직 재료의 다수의 층을 포함한다. 예를 들어, 탄성 다공성 층, 제1 다공성 층, 또는 제2 다공성 층은 스펀본드-멜트블로운-스펀본드, 스펀본드-스펀본드, 또는 스펀본드-스펀본드-스펀본드 다층 재료일 수 있다.
일부 실시 형태에서, 본 명세서에 개시된 탄성 다공성 층, 제1 다공성 층, 또는 제2 다공성 층에 유용한 재료에는 천공된 중합체 재료가 포함된다. 일부 실시 형태에서, 천공된 중합체 재료는 폴리올레핀, 배향된 폴리올레핀, 폴리에스테르, 배향된 폴리에스테르, 다층 필름 및 이들의 조합으로부터 선택된다. 적합한 천공된 재료, 예를 들어 미세천공된 재료의 예는, 본 명세서에 전체적으로 참고로 포함된 국제특허 공개 WO 2011/081894호 (샤이프너(Scheibner) 등)에 개시된 것들이다. 일부 실시 형태에서, 본 명세서에 개시된 탄성 다공성 층, 제1 다공성 층, 또는 제2 다공성 층은 폴리에스테르, 폴리락트산, 폴리올레핀, 폴리아미드, 레이온, 및 이들의 조합으로부터 선택되는 섬유를 포함하는 부직물이다.
일부 실시 형태에서, 탄성 다공성 층은 복수의 탄성중합체 스트랜드, 탄성 네트, 탄성 부직 재료, 탄성 직포, 탄성 편포, 탄성 폼, 또는 탄성 미세천공된 필름 중 적어도 하나를 포함한다. 임의의 이들 탄성 재료를 제조하는 데 유용한 재료의 예에는 열가소성 탄성중합체, 예를 들어 ABA 블록 공중합체, 폴리우레탄 탄성중합체, 폴리올레핀 탄성 중합체 (예를 들어, 메탈로센 폴리올레핀 탄성중합체), 폴리아미드 탄성중합체, 에틸렌 비닐 아세테이트 탄성중합체, 및 폴리에스테르 탄성중합체가 포함된다. ABA 블록 공중합체 탄성중합체는 일반적으로 A 블록이 폴리스티렌계이고 B 블록이 공액 다이엔 (예를 들어, 저급 알킬렌 다이엔)인 것이다. A 블록은 일반적으로 약 4,000 내지 50,000 그램/몰의 평균 분자량을 갖는, 치환된 (예를 들어, 알킬화된) 또는 비치환된 스티렌계 모이어티(moiety) (예를 들어, 폴리스티렌, 폴리(알파메틸스티렌) 또는 폴리(t-부틸스티렌))로 주로 형성된다. B 블록(들)은 일반적으로 치환되거나 비치환될 수 있는 공액 다이엔 (예를 들어, 아이소프렌, 1,3-부타다이엔 또는 에틸렌-부틸렌 단량체)으로 주로 형성되고, 약 5,000 내지 500,000 그램/몰의 평균 분자량을 갖는다. A 블록 및 B 블록은, 예를 들어 선형, 방사형 또는 별형(star) 구성으로 구성될 수 있다. ABA 블록 공중합체는 다수의 A 블록 및/또는 B 블록을 함유할 수 있으며, 이들 블록은 동일하거나 상이한 단량체로 제조될 수 있다. 전형적인 블록 공중합체는 A 블록이 동일하거나 상이할 수 있는 선형 ABA 블록 공중합체, 또는 A 블록으로 주로 종결되는 3가지 초과의 블록을 갖는 블록 공중합체이다. 다중-블록 공중합체는, 예를 들어 더 점착성 있는 탄성중합체 필름 세그먼트를 형성하는 경향이 있는 소정 비율의 AB 이중블록 공중합체를 함유할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 본 발명을 실시하는 데 유용한 탄성 다공성 층은 다양한 유용한 재료 (예를 들어, 폴리프로필렌, 폴리프로필렌-폴리에틸렌 공중합체 및 열가소성 폴리우레탄)로 제조된다. 일부 실시 형태에서, 탄성 다공성 층은, 예를 들어 다성분 (예를 들어, 코어-시스와 같은 2성분) 섬유로 제조된다.
탄성 다공성 층을 제조하는 데 유용한 몇몇 재료는 구매가능하며, 예를 들어 미국 텍사스주 휴스턴 소재의 엑손모빌(ExxonMobil)로부터 상표명 "비스타맥스"(VISTAMAXX)로 구매 가능한 폴리올레핀, 및 미국 텍사스주 더 우드랜즈 소재의 헌츠맨(Huntsman)으로부터 상표명 "이로그란"(IROGRAN)으로 구매 가능한 열가소성 폴리우레탄 탄성중합체이다. 일부 실시 형태에서, 탄성 다공성 층은 마르닉스(marnix) 부직물을 포함한다. 일부 실시 형태에서, 탄성 다공성 층은 일본 도쿄 소재의 이데미츠 고산 컴퍼니 리미티드(Idemitsu Kosan Co., Ltd.)로부터 상표명 "스트라플렉스"(STRAFLEX)로 입수 가능한 스펀본드 부직물을 포함한다.
일부 실시 형태에서, 탄성 다공성 층, 제1 다공성 층, 또는 제2 다공성 층은 블로운 마이크로파이버를 포함한다. 일부 실시 형태에서, 탄성 다공성 층, 제1 다공성 층, 또는 제2 다공성 층은 적어도 하나의 압출 네팅 또는 스크림을 포함한다. 일부 실시 형태에서, 탄성 다공성 층, 제1 다공성 층, 또는 제2 다공성 층은 직조 재료이다.
일부 실시 형태에서, 탄성 다공성 층, 제1 다공성 층, 또는 제2 다공성 층은 미세다공성 막이다. 적합한 미세다공성 막은 미국 특허 제5,120,594호 (므로진스키(Mrozinski))에 기재된 바와 같은 열 유도 상 분리 다공성 막을 포함한다. 그러한 막은 미국 미네소타주 세인트 폴 소재의 쓰리엠(3M)으로부터 상표명 "프로포어"(PROPORE)로 구매가능하다. 다른 적합한 미세다공성 막은 미국 특허 제4,923,650호 (안툰(Antoon))에 기재된 바와 같은 신장된 탄산칼슘 충전된 폴리올레핀 필름이다. 그러한 막은 미국 오하이오주 메이슨 소재의 클로페이 플라스틱스(Clopay Plastics)로부터 상표명 "마이크로프로"(MICROPRO)로 구매가능하다. 적합한 미세다공성 막은 미국 특허 제3,532,589호 (데이비드) 및 제5,972,147호 (재니스(Janis))에 기재된 바와 같은 스펀본디드 또는 섬유질 본디드 폴리올레핀을 추가로 포함할 수 있다. 일부 경우에, 폴리올레핀 (예를 들어, 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌)은 캐스팅되고, 어닐링되고, 이어서 신장된다. 한 가지 적합한 미세다공성 막은 미국 델라웨어주 윌밍턴 소재의 이. 아이. 듀폰 디 네모아 코포레이션으로부터 상표명 "타이벡"으로 구매가능하다. 다른 적합한 미세다공성 막에는 미국 특허 제5,317,035호 (자코비(Jacoby) 등)에 기재된 바와 같은, 그리고 에틸렌-프로필렌 블록 공중합체를 포함하는 배향된 중합체 필름이 포함된다. 그러한 막은 미국 조지아주 애틀랜타 소재의 비피-아모코 코포레이션(BP-Amoco Corp.)으로부터 상표명 "아프트라 필름즈"(APTRA films)로 구매가능하다. 적합한 미세다공성 막은 용매와 같은 추출가능한 성분을 갖는 중합체 재료 또는 비혼화성 중합체 재료로부터 형성될 수 있다. 이러한 재료는 캐스팅 후에 신장된다.
일부 실시 형태에서, 탄성 다공성 층은 수증기 투과율이 1 perm 이상, 5 perm 이상, 또는 10 perm 이상이다.
일부 실시 형태에서, 탄성 다공성 층은 탄성 다공성 층의 평면에서 물을 소산(dissipate)시킬 수 있다. 이는 하기 표 7에 나타나 있다. 그러한 물 소산은 못 부위로부터 물을 제거함으로써 못 밀봉성 시험에 통과하기 위한 메커니즘을 제공할 수 있다.
중합체 층
다양한 중합체 재료가, 본 발명에 따른 자가-밀봉 물품을 제조하기 위한 임의의 실시 형태에서 상기에 기재된 다공성 층을 덮기 위해, 일부 실시 형태에서 적어도 부분적으로 함침 및/또는 캡슐화하기 위해 유용하다. 일부 실시 형태에서, 중합체 재료는 알콕시 실란으로부터 유도되는 적어도 하나의 말단 기를 갖는 폴리옥시알킬렌 중합체이다. 폴리옥시알킬렌 중합체는 실릴 종결될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 폴리옥시알킬렌 중합체는 적어도 하나의 실릴 개질된 분지형 기를 추가로 포함한다.
반응성 규소 기를 갖는 폴리옥시알킬렌 중합체의 생성 방법은 일본 공고 S45-36319호, 일본 공고 S46-12154호, 일본 공개 S50-156599호, 일본 공개 S54-6096호, 일본 공개 S55-13767호, 일본 공개 S55-13468호, 일본 공개 S57-164123호, 일본 공고 H3-2450호, 미국 특허 제3,632,557호, 미국 특허 제4,345,053호, 미국 특허 제4,366,307호, 및 미국 특허 제4,960,844호에 제안된 것들을 포함할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 자가-밀봉 물품에 유용한 중합체는, 일본 공개 S61-197631호, 일본 공개 S61-215622호, 일본 공개 S61-215623호, 일본 공개 S61-218632호, 일본 공개 H3-72527호, 일본 공개 H3-47825호, 및 일본 공개 H8-231707호에 개시된 바와 같이, 수 평균 분자량이 6,000 이상이고 Mw/Mn 비가 1.6 이하, 따라서 분자량이 크고 분자량 분포가 좁은 폴리옥시알킬렌 중합체를 포함한다.
일부 실시 형태에서, 폴리옥시알킬렌 중합체의 주쇄는 우레탄 결합과 같은 다른 작용기를 함유할 수 있다. 전술한 우레탄 결합 성분은 특별히 제한되지 않으며, 아이소시아나토 기와 활성 수소 기의 반응에 의해 생성되는 세그먼트 (이하에서, 아미도 세그먼트로도 지칭됨)를 포함할 수 있다.
아미도 세그먼트는 하기 화학식:
-NR5-C(O)-
(상기 식에서, R5는 수소 원자 또는 1가 유기 기, 바람직하게는 치환 또는 비치환된 1가 C1-20 탄화수소 기, 더욱 바람직하게는 치환 또는 비치환된 1가 C1-8 탄화수소 기를 나타냄)에 의해 나타내어질 수 있다.
전술한 아미도 세그먼트는, 예를 들어, 아이소시아나토 기와 하이드록시 기의 반응에 의해 생성되는 우레탄 기; 아이소시아나토 기와 아미노 기의 반응에 의해 생성되는 우레아 기; 및 아이소시아나토 기와 메르갑토 기의 반응에 의해 생성되는 티오우레탄 기의 일부일 수 있다. 또한, 본 발명에서, 전술한 우레탄 기, 우레아 기, 및 티오우레탄 기 내의 활성 수소와 다른 아이소시아나토 기의 반응에 의해 생성되는 기는 또한 하기 화학식에 의해 나타내어지는 세그먼트를 포함한다:
-NR5-C(O)-.
아미도 세그먼트 및 반응성 규소 기를 갖는 폴리옥시알킬렌 중합체를 산업적으로 제조하기 위한 방법의 예에는 일본 공고 S46-12154호 (미국 특허 제3,632,557호), 일본 공개 S58-109529호 (미국 특허 제4,374,237호), S62-13430호 (미국 특허 제4,645,816호), H8-53528호 (EP 0676403호), 및 H10-204144호 (EP 0831108호), 일본 공표 공보 제2003-508561호 (미국 특허 제6,197,912호), 일본 공개 H6-211879호 (미국 특허 제5,364,955호), H10-53637호 (미국 특허 제5,756,751호), H11-100427호, 제2000-169544호, 제2000-169545호 및 제2002-212415호, 일본 특허 제3,313,360호, 미국 특허 제4,067,844호 및 제3,711,445호, 일본 공개 제2001-323040호, H11-279249호 (미국 특허 제5,990,257호), 제2000-119365호 (미국 특허 제6,046,270호), S58-29818호 (미국 특허 제4,345,053호), H3-47825호 (미국 특허 제5,068,304호), H11-60724호, 제2002-155145호, 및 제2002-249538호, WO 03/018658호, WO 03/059981호, 및 일본 공개 H6-211879호 (미국 특허 제5,364,955호), H10-53637호 (미국 특허 제5,756,751호), H10-204144호 (EP0831108호), 제2000-169544호, 제2000-169545호, 및 제2000-119365호 (미국 특허 제6,046,270호)에 개시된 것들이 포함된다.
원한다면, 반응성 규소 기를 갖는 (메트) 아크릴 에스테르 중합체가 반응성 규소 기를 갖는 폴리옥시알킬렌 중합체에 첨가될 수 있다. 다양한 (메트) 아크릴 에스테르 단량체가 (메트) 아크릴 에스테르 중합체의 주쇄를 제공하기 위해 유용할 수 있다. 이의 예에는 (메트) 아크릴 에스테르 단량체, 예를 들어, 메틸 (메트) 아크릴레이트, 에틸 (메트) 아크릴레이트, n-프로필 (메트) 아크릴레이트, 아이소프로필 (메트) 아크릴레이트, n-부틸 (메트) 아크릴레이트, 아이소부틸 (메트) 아크릴레이트, t-부틸 (메트) 아크릴레이트, n-펜틸 (메트) 아크릴레이트, n-헥실 (메트) 아크릴레이트, 사이클로헥실 (메트) 아크릴레이트, n-헵틸 (메트) 아크릴레이트, n-옥틸 (메트) 아크릴레이트, 2-에틸헥실 (메트) 아크릴레이트, 노닐 (메트) 아크릴레이트, 데실 (메트) 아크릴레이트, 도데실 (메트) 아크릴레이트, 페닐 (메트) 아크릴레이트, 톨릴 (메트) 아크릴레이트, 벤질 (메트) 아크릴레이트, 2-메톡시에틸 (메트) 아크릴레이트, 3- 메톡시부틸 (메트) 아크릴레이트, 2-하이드록시에틸 (메트) 아크릴레이트, 2-하이드록시프로필 (메트) 아크릴레이트, 스테아릴 (메트) 아크릴레이트, 글리시딜 (메트) 아크릴레이트, 2-아미노에틸 (메트) 아크릴레이트, 감마-(메타크릴로일옥시프로필) 트라이메톡시실란, 감마-(메타크릴로일옥시프로필) 다이메톡시메틸실란, 메타크릴로일옥시메틸트라이메톡시실란, 메타크릴로일옥시메틸트라이에톡시실란, 메타크릴로일옥시메틸다이메톡시메틸실란, 메타크릴로일옥시메틸다이에톡시메틸실란, (메트) 아크릴산의 에틸렌 옥사이드 부가물, 트라이플루오로메틸메틸 (메트) 아크릴레이트, 2-트라이플루오로메틸에틸 (메트) 아크릴레이트, 2-퍼플루오로에틸에틸 (메트) 아크릴레이트, 2-퍼플루오로에틸-2-퍼플루오로부틸에틸 (메트) 아크릴레이트, 퍼플루오로에틸 (메트) 아크릴레이트, 트라이플루오로메틸 (메트) 아크릴레이트, 비스 (트라이플루오로메틸) 메틸 (메트) 아크릴레이트, 2-트라이플루오로메틸-2-퍼플루오로에틸에틸 (메트) 아크릴레이트, 2-퍼플루오로헥실에틸 (메트) 아크릴레이트, 2-퍼플루오로데실에틸 (메트) 아크릴레이트, 및 2-퍼플루오로헥사데실에틸 (메트) 아크릴레이트가 포함된다.
(메트) 아크릴 에스테르 중합체와 관련하여, 비닐 단량체가 (메트) 아크릴 에스테르 단량체와 함께 공중합될 수 있다. 적합한 비닐 단량체의 예에는 스티렌 단량체, 예를 들어 스티렌, 비닐톨루엔, 알파-메틸스티렌, 클로로스티렌, 스티렌설폰산 및 그의 염; 불소-함유 비닐 단량체, 예를 들어 퍼플루오로에틸렌, 퍼플루오로프로필렌, 및 비닐리덴 플루오라이드; 규소-함유 비닐 단량체, 예를 들어 비닐트라이메톡시실란 및 비닐트라이에톡시실란; 말레산 무수물, 말레산, 및 말레산의 모노알킬 및 다이알킬 에스테르; 푸마르산, 및 푸마르산의 모노알킬 및 다이알킬 에스테르; 말레이미드 단량체, 예를 들어 말레이미드, 메틸말레이미드, 에틸말레이미드, 프로필말레이미드, 부틸말레이미드, 헥실말레이미드, 옥틸말레이미드, 도데실말레이미드, 스테아릴말레이미드, 페닐말레이미드, 및 사이클로헥실말레이미드; 니트릴 기-함유 비닐 단량체, 예를 들어 아크릴로니트릴 및 메타크릴로니트릴; 아미도 기-함유 비닐 단량체, 예를 들어 아크릴아미드 및 메타크릴아미드; 비닐 에스테르, 예를 들어 비닐 아세테이트, 비닐 프로피오네이트, 비닐 피발레이트, 비닐 벤조에이트, 및 비닐 신나메이트; 알켄, 예를 들어 에틸렌 및 프로필렌; 공액 다이엔, 예를 들어 부타다이엔 및 아이소프렌; 및 비닐 클로라이드, 비닐리덴 클로라이드, 알릴 클로라이드, 및 알릴 알코올이 포함된다. 임의의 이들 단량체가 단독으로 사용될 수 있거나, 그들의 임의의 조합이 (메트) 아크릴산 단량체와 공중합될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 스티렌 단량체 및/또는 (메트) 아크릴산 단량체를 포함하는 중합체가 바람직하다. 상기 설명에서, (메트) 아크릴산은 아크릴산 및/또는 메타크릴산을 의미한다.
(메트) 아크릴 에스테르 중합체는, 예를 들어, 통상적으로 공지된 방법에 의해 제조될 수 있다. 예를 들어, 분자량 분포가 좁고 점도가 낮으며 분자 사슬 말단에서 높은 비율로 반응성 규소 기를 갖는 (메트) 아크릴 에스테르 중합체를 얻기 위해 "리빙
(living) 라디칼 중합" 방법이 통상적으로 이용될 수 있다. "원자 이동 라디칼 중합" 방법은, 예를 들어 개시제로서의 유기 할라이드 또는 할로겐화 설포닐 화합물 및 촉매로서의 전이 금속 착물을 사용하여 (메트) 아크릴 에스테르 단량체를 중합하기 위해 유용한 리빙 라디칼 중합 방법이다. 원자 이동 라디칼 중합 방법은 유리하게는 개시제 및 촉매에 대해 넓은 선택 범위를 갖는다. 할로겐이 분자 사슬 말단에 위치 - 이는 작용기 전환 반응에 비교적 유리함 - 되기 때문에, 원자 이동 라디칼 중합 방법은 명시된 작용기를 갖는 (메트)아크릴 에스테르 중합체의 제조 방법으로서 유용하다. 원자 이동 라디칼 중합 방법의 예는 문헌[Krzysztof Matyjaszewski et al., J. Am. Chem. Soc, vol. 117, p. 5614 (1995)]에 개시된 방법 및 일본 공개 H9-272714호에 개시된 방법을 포함한다.
반응성 규소 기를 갖는 (메트) 아크릴 에스테르 중합체의 제조 방법의 다른 예는 사슬 전달제를 사용하는 자유 라디칼 중합 방법을 이용하는 제조 방법이며 일본 공고 H3-14068호, 일본 공고 H4-55444호, 및 일본 공개 H6-211922호에 개시되어 있다. 반응성 규소 기를 갖는 상기에 언급된 (메트) 아크릴 에스테르 중합체는 단독으로 사용될 수 있거나 둘 이상의 종류가 조합으로 사용될 수 있다.
반응성 규소 기를 갖는 폴리옥시알킬렌 중합체와 반응성 규소 기를 갖는 (메트) 아크릴 에스테르 중합체를 블렌딩하는 것을 포함하는 유기 중합체의 제조 방법의 예에는 일본 공개 S59-122541호, S63-11264호, H6-172631호, 및 H11-116763호에 개시된 것들이 포함된다. 추가로, 반응성 규소 기를 갖는 (메트) 아크릴 에스테르 중합체를 블렌딩하여 얻어지는 폴리옥시알킬렌 중합체의 제조 방법은 반응성 규소 기를 갖는 폴리옥시알킬렌 중합체의 존재 하에 (메트) 아크릴 에스테르 단량체를 중합하는 방법을 또한 포함할 수 있다. 이들 방법의 예에는 일본 공개 559-78223호, 일본 공개 S59-168014호, 일본 공개 S60-228516호, 및 일본 공개 560-228517호에 개시된 것들이 포함된다.
본 발명에 따른 자가-밀봉 물품에 유용한 실릴 종결된 중합체의 일부는, 예를 들어, 카네카 코포레이션(Kaneka Corporation)으로부터 상표명 "카네카 MS 폴리머"(KANEKA MS POLYMER) 및 "카네카 실릴"(KANEKA SILYL)로, 그리고 유니온 카바이드 스페셜티 케미칼스 디비전(Union Carbide Specialty Chemicals Division)으로부터 상표명 "실모드(SILMOD)-SAT10", "실모드 SAT30", "실모드 SAT 200", "실모드 S203", "실모드 S303", "실모드 20A"로 구매가능하며, 몇 가지 예를 들면, 이는 유니온 카바이드 컴퍼니(Union Carbide Company)로부터 입수하였다. 상표명 "실모드"로 입수가능한 수지는 일본 오사카 소재의 가네가후치 가가쿠 고교 가부시키 가이샤(Kanegafuchi Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha)로부터 상표명 "MS" 및 "실릴"로 입수가능한 일부 수지와 실질적으로 동일한 화학적 특성을 갖는 것으로 보고되어 있다. 예를 들어, 상표명 "실모드 S203"으로 입수가능한 재료는 상표명 "MS S203"으로 입수가능한 재료에 상응하며, 상표명 "실모드 S303"으로 입수가능한 재료는 상표명 "MS S303"으로 입수가능한 재료에 상응하고, 상표명 "실모드 20A"로 입수가능한 재료는 상표명 "MS 20A"로 입수가능한 재료에 상응한다. 추가의 예에서, 상표명 "실모드 SAT10"으로 입수가능한 조성물은 상표명 "실릴 SAT10"으로 입수가능한 조성물에 상응하고, 상표명 "실모드 SAT30"으로 입수가능한 조성물은 상표명 "실릴 SAT30"으로 입수가능한 조성물에 상응하고, 상표명 "실모드 200"으로 입수가능한 조성물은 상표명 "실릴 200"으로 입수가능한 조성물에 상응한다.
본 명세서에 개시된 중합체 층에 유용한 재료에는 고형 재료 및 폼 재료가 포함된다. 일부 실시 형태에서, 폼 재료는 폐쇄 셀 폼을 포함한다.
본 발명의 자가-밀봉 물품에 유용한 중합체 재료는 선택적으로 탈수제, 리올로지 첨가제, 상용화제, 점착부여제(tackifier), 물리적 특성 개질제, 광경화성 물질, 산소-경화성 물질, 저장 안정성 개선제, 충전제, 에폭시 수지, 에폭시 수지 경화제 산화방지제, 접착 촉진제, 자외선 흡수제, 금속 불활성화제, 오존분해방지제(antiozonant), 산화방지제, 광안정제, 윤활제, 아민 유형 라디칼 사슬 억제제, 인-함유 퍼옥사이드 분해제, 윤활제, 안료, 기포제(foaming agent), 용매, 난연제, 항진균제, 발포제(blowing agent), 및 정전기 방지제와 같은 다양한 첨가제를 각각 적절한 양으로 포함할 수 있다. 이들 첨가제는 단독으로 중합체 재료에 첨가될 수 있거나, 이들의 둘 이상이 조합으로 중합체 재료에 첨가될 수 있다. 이러한 첨가제의 구체적인 예는 일본 공고 H4-69659호 및 H7-108928호, 및 일본 공개 S63-254149호, S64-22904호, 제2001-72854호, 및 제2008-303650호와 같은 공보에 개시된다.
본 발명의 자가-밀봉 물품에 유용한 중합체 층에서, UV 안정제 또는 산화방지제 중 적어도 하나는 실릴 종결된 중합체 100부당 0 내지 5부의 양으로 존재할 수 있다. 이들 재료는 열안정성 및 UV 저항성을 개선한다. 일부 유용한 UV 안정제 및 산화방지제는 구매가능하며, 예를 들어, 미국 뉴저지주 플로햄 파크 소재의 바스프(BASF)로부터 상표명 "티누빈(TINUVIN) 770", "티누빈 327", "티누빈 1130" 및 "티누빈 292"로 입수가능한 것들이다.
일부 실시 형태에서, 본 발명을 실시하는 데 유용한 중합체 층은 0.1 중량% 이상, 일부 실시 형태에서는 0.5 중량% 이상의 하나 이상의 물 제거제(water scavenger), 및 5 중량% 이하, 일부 실시 형태에서는 2 중량% 이하의 하나 이상의 물 제거제를 포함한다. 적합한 물 제거제의 예에는 실란, 예를 들어, 일반적으로 비닐트라이메톡시실란, 비닐트라이에톡시실란, 비닐메틸다이메톡시실란, O-메틸카르바마토메틸-메틸다이메톡시실란, O-메틸카르바마토메틸-트라이메톡시실란, O-에틸카르바마토메틸-메틸다이에톡시실란, O-에틸-카르바마토메틸-트라이에톡시실란, 3-메타크릴로일옥시프로필-트라이메톡시실란, 메타크릴로일옥시메틸-트라이메톡시실란, 메타크릴로일옥시메틸메틸다이메톡시실란, 메타크릴로일옥시메틸트라이에톡시실란, 메타크릴옥시메틸메틸-다이에톡시실란, 3-아크릴옥시오일프로필-트라이메톡시실란, 아크릴로일옥시메틸트라이메톡시실란, 아크릴로일옥시메틸메틸다이메톡시실란, 아크릴메틸트라이에톡시실란, 아크릴로일옥시메틸메틸다이에톡시실란, 알킬알콕시실란, 및 추가로, 접착 촉진제로서 하기에 또한 기재된 작용화된 유기실란 및 다른 아미노실란이 포함된다.
일부 실시 형태에서, 본 발명을 실시하는 데 유용한 중합체 재료는 0.1 중량% 이상 일부 실시 형태에서, 0.5 중량% 이상의 하나 이상의 접착 촉진제를 포함한다. 일부 실시 형태에서, 본 명세서에 개시된 중합체 재료는 5 중량% 이하, 일부 실시 형태에서, 2 중량% 이하의 하나 이상의 접착 촉진제를 포함한다. 유용한 접착 촉진제에는 오에스아이(OSI)로부터 상표명 "A1120", "A187", 및 "A189"로, 그리고 다우 케미칼(Dow Chemical)로부터 상표명 "Z9020"으로 입수가능한 것들이 포함된다. 아미노 실란이 접착 촉진제로서 사용될 수 있다. 접착 촉진제로서 유용한 아미노 실란의 예에는 감마-아미노프로필트라이메톡시실란, 감마-아미노프로필트라이에톡시실란, 감마-아미노프로필트라이아이소프로폭시실란, 감마-아미노프로필메틸다이메톡시실란, 감마-아미노프로필메틸다이에톡시실란, 감마-(2-아미노에틸)아미노프로필트라이메톡시실란, 감마-(2-아미노에틸)아미노프로필메틸다이메톡시실란, 감마-(2-아미노에틸)아미노프로필트라이에톡시실란, 감마-(2-아미노에틸)아미노프로필메틸다이에톡시실란, 감마-(2-아미노에틸)아미노프로필트라이아이소프로폭시실란, 감마-(6-아미노헥실)아미노프로필트라이메톡시실란, 3-(N-에틸아미노)-2-메틸프로필트라이메톡시실란, 2-아미노에틸아미노메틸트라이메톡시실란, N-사이클로헥실아미노메틸트라이에톡시실란, N-사이클로헥실아미노메틸다이에톡시메틸실란, 감마-우레이도프로필트라이메톡시실란, 감마-우레이도프로필트라이에톡시실란, N-페닐-감마-아미노프로필트라이메톡시실란, N-페닐아미노메틸트라이메톡시실란, N-벤질-감마-아미노프로필트라이메톡시실란, N-비닐벤질-감마-아미노프로필트라이에톡시실란, N,N'-비스[3-트라이메톡시실릴]프로필]에틸렌다이아민, N-사이클로헥실아미노메틸트라이메톡시실란, N-사이클로헥실아미노메틸다이메톡시메틸실란, 및 N-페닐아미노메틸트라이메톡시실란이 포함된다.
일부 실시 형태에서, 본 발명을 실시하는 데 유용한 중합체 재료는 하나 이상의 촉매를 포함할 수 있다. 촉매는 약 0.05 중량% 내지 약 5 중량%, 일부 실시 형태에서는 약 0.1 중량% 내지 약 2 중량%, 및 일부 실시 형태에서는 약 0.1 중량% 내지 약 1 중량%의 양으로 중합체 재료에 존재할 수 있다. 유용한 촉매는 실라놀 축합 촉매로서 알려진 유기금속 화합물을 포함한다. 실라놀 축합 촉매는 실릴-종결된 중합체 100 중량부당 약 0.01 내지 약 20 중량부, 일부 실시 형태에서, 실릴-종결된 중합체 100 중량부당 약 0.1 내지 약 10 중량부의 양으로 사용될 수 있다. 적합한 실라놀 축합 촉매의 예에는 티타네이트 에스테르, 예를 들어 테트라부틸 티타네이트 및 테트라프로필 티타네이트; 유기주석 화합물, 예를 들어 다이부틸주석 다이라우레이트, 다이부틸주석 말레에이트, 다이부틸주석 다이아세테이트, 제1주석 옥틸레이트, 제1주석 나프테네이트, 다이부틸주석 옥사이드와 프탈레이트 에스테르로부터의 반응 생성물, 및 다이부틸주석 다이아세틸아세토네이트; 유기알루미늄 화합물, 예를 들어 알루미늄 트리스아세틸아세토네이트, 알루미늄 트리스(에틸아세토아세테이트) 및 다이아이소프로폭시알루미늄 에틸 아세토아세테이트; 비스무트 염과 유기 카르복실산으로부터의 반응 생성물, 예를 들어 비스무트 트리스(2-에틸헥소네이트) 및 비스무트 트리스(네오데카노에이트); 킬레이트 화합물, 예를 들어 지르코늄 테트라-아세틸아세토네이트 및 티타늄 테트라-아세틸아세토네이트; 유기납 화합물, 예를 들어 납 옥틸레이트; 유기바나듐 화합물; 아민, 예를 들어 부틸아민, 옥틸아민, 다이부틸아민, 모노에탄올아민, 올레일아민, 사이클로헥실아민, 벤질아민, 다이에틸아미노프로필아민, 자일렌다이아민, 트라이에틸렌다이아민, 구아니딘, 다이페닐구아니딘, 2,4,6-트리스(다이메틸아미노메틸)페놀, 모르폴린, N-메틸모르폴린, 카르복실산 또는 다른 산을 갖는 2-에틸-4-메틸이미다졸; 과량의 폴리아민 및 다염기산으로부터 유도되는 저분자량 폴리아미드 수지; 및 과량의 폴리아민과 에폭시 화합물로부터의 반응 생성물이 포함된다. 이들 중 임의의 것이 개별적으로 또는 조합으로 사용될 수 있다.
일부 실시 형태에서, 본 발명을 실시하는 데 유용한 중합체 재료는 하나 이상의 안료 또는 충전제를 포함한다. 유용한 충전제는 전형적으로 중합체 재료, 다공성 재료, 및 코팅 조성물의 다른 성분과 비반응성인 고형물이다. 유용한 충전제에는, 예를 들어, 점토, 활석, 염료 입자, 안료 및 착색제 (예를 들어, 이산화티타늄 및 카본 블랙), 유리 비드, 금속 산화물 입자, 실리카 입자, 세라믹 미소구체, 중공 중합체 미소구체 (예를 들어, 미국 조지아주 덜루스 소재의 악조 노벨(Akzo Nobel)로부터 상표명 "익스팬셀(EXPANCEL) 551 DE"로 입수가능한 것), 중공 유리 미소구체 (예를 들어, 미국 미네소타주 세인트 폴 소재의 쓰리엠 컴퍼니로부터 상표명 "K37"로 입수가능한 것), 카르보네이트, 금속 산화물, 실리케이트 (예를 들어, 활석, 석면, 점토, 운모), 황산염, 이산화규소 및 알루미늄 삼수화물이 포함된다.
일부 구체적인 예에는 중질 또는 경질 탄산칼슘 (표면-처리제, 예를 들어 지방산, 수지산, 양이온성 계면활성제, 또는 음이온성 계면활성제를 갖거나 갖지 않음); 탄산마그네슘; 활석; 황산염, 예를 들어 황산바륨; 알루미나; 분말 형태의 금속 (예를 들어, 알루미늄, 아연 및 철); 벤토나이트; 카올린 점토; 석영 분말; 및 이들의 둘 이상의 조합이 포함된다.
유용한 유기 안료의 예에는 할로겐화 구리 프탈로시아닌, 아닐린 블랙, 안트라퀴논 블랙, 벤즈이미다졸론, 아조 축합물, 아릴아미드, 다이아릴리드, 디스아조 축합물, 아이소인돌리논, 아이소인돌린, 퀴노프탈론, 안트라피리미딘, 플라반트론, 피라졸론 오렌지, 페리논 오렌지, 베타-나프톨, 아릴아미드, 퀴나크리돈, 페릴렌, 안트라퀴논, 다이브로만트론, 피란트론, 다이케토피롤로-피롤 안료 (DPP), 다이옥사진 바이올렛, 구리 프탈로시아닌 및 구리-무함유 프탈로시아닌, 및 인단트론이 포함된다.
유용한 무기 안료의 예에는 이산화티타늄, 산화아연, 황화아연, 리소폰, 산화안티몬, 황산바륨, 카본 블랙, 흑연, 흑색 산화철, 흑색 운모상 산화철, 갈색 산화철, 금속 착물 브라운, 크롬산납, 카드뮴 옐로우, 옐로우 옥사이드, 바나듐산비스무트, 크롬산납, 몰리브덴산납, 카드뮴 레드, 적색 산화철, 프러시안 블루, 울트라마린, 코발트 블루, 크롬 그린 (브런스위크 그린 (Brunswick green)), 산화크롬, 수화 산화크롬, 유기 금속 착물, 및 레이크화 염료 안료가 포함된다.
충전제는 전도성 입자 (예를 들어, 본 명세서에 참고로 포함된 미국 특허 출원 공개 제2003/0051807호 참조), 예를 들어, 탄소 입자, 또는 은, 구리, 니켈, 금, 주석, 아연, 백금, 팔라듐, 철, 텅스텐, 몰리브덴, 땜납 등의 금속 입자, 또는 이들 입자들의 표면을 금속 등의 전도성 코팅으로 덮음으로써 제조되는 입자를 또한 포함할 수 있다. 표면이 금속의 전도성 코팅으로 덮여 있는, 중합체, 예를 들어 폴리에틸렌, 폴리스티렌, 페놀 수지, 에폭시 수지, 아크릴 수지 또는 벤조구아나민 수지, 또는 유리 비드, 실리카, 흑연 또는 세라믹의 비-전도성 입자를 사용하는 것이 또한 가능하다.
일부 실시 형태에서, 중합체 재료는 무기 고형물, 예를 들어 활석, 이산화티타늄, 실리카, 지르코니아, 탄산칼슘, 탄산마그네슘칼슘, 유리 또는 세라믹 미소구체, 또는 이들의 조합을 포함한다. 일부 실시 형태에서, 중합체 재료는 이산화티타늄 또는 탄산칼슘 중 적어도 하나를 포함한다.
일부 실시 형태에서, 본 발명을 실시하는 데 유용한 중합체 재료는 가소제를 포함한다. 일부의 이들 실시 형태에서, 가소제는 실란/알콕시실란에 대해 반응성인 기를 전혀 함유하지 않는다. 중합체 재료에 적합한 가소제의 예에는 폴리에테르, 폴리에테르 에스테르, 유기 카르복실산 또는 이의 무수물의 에스테르, 예를 들어 프탈레이트 (예를 들어, 다이-(2-에틸-헥실)-프탈레이트, 다이부틸 프탈레이트, 다이에틸 프탈레이트, 다이옥틸 프탈레이트, 부틸 옥틸프탈레이트, 다이사이클로헥실 프탈레이트, 부틸 벤질 프탈레이트, 다이옥틸 프탈레이트, 다이아이소노닐 프탈레이트 및 다이아이소데실 프탈레이트와 같은 다이알킬 프탈레이트); 아디페이트 (예를 들어, 다이-(2-에틸헥실)아디페이트, 다이아이소옥틸 아디페이트, 옥틸 데실아디페이트; 및 다이옥틸 아디페이트); 알킬 아젤레이트 (예를 들어, 다이(2-에틸헥실)아젤레이트 및 다이-(2-에틸부틸)아젤레이트); 및 다이알킬 세바케이트 (예를 들어, 다이부틸 세바케이트, 다이옥틸세바케이트, 및 다이아이소옥틸 세바케이트)가 포함된다. 다른 적합한 가소제에는 포스페이트, 예를 들어 트라이아릴 포스페이트 (예를 들어, 트라이크레실 포스페이트, 트라이페닐 포스페이트, 크레실다이페닐 포스페이트); 트라이알킬 포스페이트 (예를 들어, 트라이옥틸 포스페이트 및 트라이부틸 포스페이트); 알콕시알킬 포스페이트 (예를 들어, 트리스부톡시에틸 포스페이트); 및 알킬 아릴 포스페이트 (예를 들어, 옥틸다이페닐 포스페이트); 시트레이트, 예를 들어, 아세틸 트라이-n-부틸 시트레이트, 아세틸 트라이에틸 시트레이트, 모노아이소프로필 시트레이트, 트라이에틸 시트레이트, 모노-, 다이-, 및 트라이-스테아릴 시트레이트; 트라이아세틴; p-tert-부틸; n-옥틸 벤조에이트; 2-에틸헥실 벤조에이트; 아이소옥틸 벤조에이트; n-노닐 벤조에이트; n-데실 벤조에이트; 아이소데실 벤조에이트; 2-프로필헵틸 벤조에이트; n-운데실 벤조에이트; 아이소운데실 벤조에이트; n-도데실 벤조에이트; 아이소도데실 벤조에이트; 아이소트라이데실 벤조에이트; n-트라이데실 벤조에이트; 트라이아이소노닐 트라이멜리테이트; C13-풍부 C11-C14-알킬 벤조에이트, 및 이들의 조합이 포함된다. 일부 실시 형태에서, 본 발명을 실시하는 데 유용한 가소제에는 이스트맨(Eastman)으로부터 상표명 "이스트맨 TEG-EH"로 구매가능한 트라이에틸렌 글리콜 비스 (2-에틸헥사노에이트)와 같은 에스테르가 포함된다. 일부 실시 형태에서, 다이에틸렌 글리콜 모노벤조에이트, 다이에틸렌 글리콜 다이벤조에이트, 프로필렌 글리콜 모노벤조에이트, 프로필렌 글리콜 다이벤조에이트, 폴리프로필렌 글리콜 모노벤조에이트, 폴리프로필렌 글리콜 다이벤조에이트 중 적어도 하나가 개별적으로 또는 임의의 전술한 가소제와의 조합으로 사용될 수 있다.
이용되는 경우, 이용되는 가소제의 양은 중합체 수지 및 가소제의 속성에 따라 좌우될 것이다.
본 발명을 실시하는 데 유용한 중합체 재료는 하나 이상의 유기 용매를 포함할 수 있다. 적합한 용매의 예에는 지방족, 방향족, 또는 방향지방족일 수 있는 비반응성 화합물이 포함된다. 적합한 용매의 예에는 메톡시프로필 아세테이트, 메톡시에틸 아세테이트, 에틸렌 글리콜 다이아세테이트, 프로필렌 글리콜 다이아세테이트, 글라임, 다이글라임, 다이옥산, 테트라하이드로푸란, 다이옥솔란, tert-부틸 메틸 에테르, 에틸 아세테이트, 부틸 아세테이트, 클로로포름, 메틸렌 클로라이드, 클로로벤젠, o-다이클로로벤젠, 아니솔, 1,2-다이메톡시벤젠, 페닐 아세테이트, N-메틸-2-피롤리돈, 다이메틸포름아미드, N,N-다이메틸아세트아미드, 다이메틸 설폭사이드, 아세토니트릴, 페녹시에틸 아세테이트, 및 이들의 둘 이상의 조합이 포함된다. 일부 실시 형태에서, 용매는 메톡시프로필 아세테이트, 아세톤, 2-부타논, 자일렌, 톨루엔, 사이클로헥사논, 4-메틸-2-펜타논, 1-메톡시프로프-2-일 아세테이트, 에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르, 3-메톡시-n-부틸 아세테이트, 화이트 스피릿(white spirit), 더 고도로 치환된 방향족, 예를 들어, 독일 쾰른 소재의 도이치 엑손 케미칼 게엠베하(Deutsche EXXON CHEMICAL GmbH)로부터 상표명 "나프타"(NAPTHA), "솔베소"(SOLVESSO), "이소파"(ISOPAR), "나파르"(NAPPAR)로 구매가능한 것; 독일 에쉬본 소재의 도이치 쉘 케미 게엠베하(Deutsche Shell Chemie GmbH)로부터의 "쉘솔"(SHELLSOL); 엑손모빌 케미칼(ExxonMobile Chemical)로부터의 메틸 n-아밀 케톤 ("MAK") 및 "아로마틱(AROMATIC) 100", "아로마틱 150"; 이스트맨 케미칼 컴퍼니로부터의 자일렌, 메틸 아이소부틸 케톤 ("MIBK") 및 에틸 3-에톡시프로피오네이트 중 적어도 하나를 포함한다.
본 발명을 실시하는 데 유용한 중합체 재료에 유용한 추가적인 조성물은 국제특허 공개 WO 2015/126931호 (시바우(Seabaugh) 등) 및 WO 2015/183354호 (비덴브란트(Widenbrant) 등)에서 찾아 볼 수 있으며, 이들의 실시예는 본 명세서에 참고로 포함된다.
감압 접착제
일부 실시 형태에서, 자가-밀봉 물품은 접착제 층, 일부 실시 형태에서, 감압 접착제 (PSA) 재료를 포함하는 자가-부착 물품이다. PSA는 하기를 포함하는 특성들을 갖는 것으로 당업자에게 잘 알려져 있다: (1) 강력하면서 영구적인 점착성, (2) 지압 이하의 압력에 의한 접착성, (3) 피착물 상에 유지되기에 충분한 능력, 및 (4) 피착물로부터 깨끗하게 제거되기에 충분한 응집 강도. PSA로서 양호하게 기능하는 것으로 밝혀진 재료는 점착성, 박리 접착력(peel adhesion) 및 전단 보유력(shear holding power)의 원하는 균형을 가져오는 필수적인 점탄성 특성을 나타내도록 설계 및 제형화된 중합체들이다.
다양한 감압 접착제가 공기 및 물 배리어 물품을, 예를 들어, 건축 구조체 (예를 들어, 건물) 및 건물 구성요소에 부착하는 데 유용하다. 이러한 감압 접착제는 수증기 투과성 감압 접착제 및 수증기 불투과성 감압 접착제 둘 모두를 포함한다. 후자의 예는 고무 개질된 아스팔트 (역청) 감압 접착제 또는 합성 고무 감압 접착제이다. 그러한 감압 접착제는 당업계에 잘 알려져 있으며 수증기 불투과성인 것으로 이해된다. 적합한 PSA의 추가의 예에는 천연 고무-, 아크릴-, 블록 공중합체-, 실리콘-, 폴리아이소부틸렌-, 폴리비닐 에테르-, 폴리부타다이엔-, 및/또는 우레아-기반 감압 접착제 및 이들의 조합이 포함된다. 이러한 PSA는, 예를 들어, 문헌[Adhesion and Adhesives Technology, Alphonsus V. Pocius, Hanser/Gardner Publications, Inc., Cincinnati, Ohio, 1997, pages 216 to 223], 문헌[Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology, Donatas Satas (Ed.), 2nd Edition, Van Nostrand Reinhold, New York, NY, 1989, Chapter 15], 및 미국 재발행 특허 제24,906호 (울리히(Ulrich))에 기재된 바와 같이 제조될 수 있다.
일부 실시 형태에서, 접착제는 무용매 또는 핫 멜트 접착제이도록 선택된다. 일부 실시 형태에서, 용매계 접착제 또는 수계 접착제가 사용될 수 있다. 적합한 접착제의 예에는 중합성 단량체 또는 올리고머로부터 생성되는 방사선-경화된 (예를 들어, 자외 (UV) 방사선 또는 전자-빔 경화된) (공)중합체가 포함된다. 적합한 핫 멜트 접착제는 부틸 고무, 스티렌-부타다이엔-스티렌 (SBS), 스티렌-아이소프렌-스티렌 (SIS), 스티렌 부타다이엔 (SB), 스티렌-에틸렌-부타다이엔-스티렌 (SEBS) 및 에틸렌/비닐아세테이트 (EVA)와 같은 (공)중합체를 함유할 수 있다. 탄성중합체와 상용성이며 수 평균 분자량이 10,000 그램/몰 이하인 재료를 일반적으로 지칭하는 점착부여 수지가 전형적으로 이들 탄성중합체에 첨가된다. 유용한 점착부여 수지는 환구식 장치(ring and ball apparatus)를 사용하여 결정할 때 70℃ 이상의 연화점을 가질 수 있고 시차 주사 열량계에 의해 측정할 때 -30℃ 이상의 유리 전이 온도를 가질 수 있다. 일부 실시 형태에서, 점착부여 수지는 로진, 폴리테르펜 (예를 들어, α-피넨, β-피넨, 또는 리모넨에 기초한 것들), 지방족 탄화수소 수지 (예를 들어, 시스- 또는 트랜스-피페릴렌, 아이소프렌, 2-메틸-부트-2-엔, 사이클로펜타다이엔, 다이사이클로펜타다이엔, 또는 이들의 조합에 기초한 것들), 방향족 수지 (예를 들어, 스티렌, α-메틸 스티렌, 메틸 인덴, 인덴, 쿠마론, 또는 이들의 조합에 기초한 것들), 또는 혼합된 지방족-방향족 탄화수소 수지 중 적어도 하나를 포함한다. 임의의 이러한 점착부여 수지는 (예를 들어, 부분적으로 또는 완전히) 수소화될 수 있다. 천연 및 석유계 왁스, 오일, 및 역청이 감압 접착제 조성물에 대한 첨가제로서 유용할 수 있다.
일부 실시 형태에서, 본 발명에 따른 롤 및 방법에서 유용한 PSA 조성물은 아크릴 PSA이다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "아크릴" 또는 "아크릴레이트"는 아크릴 또는 메타크릴 기 중 적어도 하나를 갖는 화합물을 포함한다. 유용한 아크릴 PSA는, 예를 들어, 소정의 상기에 기재된 제2 단량체를 포함하여 둘 이상의 상이한 단량체를 조합함으로써 제조될 수 있다. 적합한 제2 단량체의 예에는 2-메틸부틸 아크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트, 아이소옥틸 아크릴레이트, 라우릴 아크릴레이트, n-데실 아크릴레이트, 4-메틸-2-펜틸 아크릴레이트, 아이소아밀 아크릴레이트, sec-부틸 아크릴레이트, 아이소노닐 아크릴레이트, 및 전술한 아크릴레이트의 메타크릴레이트가 포함된다. 아크릴 PSA를 제조하는 데 유용한 적합한 추가적인 단량체의 예에는 (메트)아크릴산 (예를 들어, 아크릴산, 메타크릴산, 이타콘산, 말레산, 및 푸마르산), (메트)아크릴아미드 (예를 들어, 아크릴아미드, 메타크릴아미드, N-에틸 아크릴아미드, N-하이드록시에틸 아크릴아미드, N-옥틸 아크릴아미드, N-t-부틸 아크릴아미드, N,N-다이메틸 아크릴아미드, N,N-다이에틸 아크릴아미드, N-에틸-N-다이하이드록시에틸 아크릴아미드, 및 전술한 아크릴아미드의 메타크릴아미드), (메트)아크릴레이트 (예를 들어, 2-하이드록시에틸 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트, 사이클로헥실 아크릴레이트, t-부틸 아크릴레이트, 아이소보르닐 아크릴레이트, 및 전술한 아크릴레이트의 메타크릴레이트), N-비닐 피롤리돈, N-비닐 카프로락탐, 알파-올레핀, 비닐 에테르, 알릴 에테르, 스티렌성 단량체, 또는 말레에이트가 포함된다. 일부 실시 형태에서, 본 발명에 따른 조성물 내의 PSA는 PSA의 제조 시에, 예를 들어, 아크릴산, 메타크릴산, 이타콘산, 말레산, 또는 푸마르산을 포함시킴으로써 PSA 내에 혼입된 펜던트 카르복실산 기를 포함한다.
아크릴 PSA는 또한 제형 중에 가교결합제를 포함시킴으로써 제조될 수 있다. 가교결합제의 예에는 공중합성 다작용성 에틸렌계 불포화 단량체 (예를 들어, 1,6-헥산다이올 다이아크릴레이트, 트라이메틸올프로판 트라이아크릴레이트, 펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트, 및 1,2-에틸렌 글리콜 다이아크릴레이트); 여기된 상태에서 수소를 추출할 수 있는 에틸렌계 불포화 화합물 (예를 들어, 미국 특허 제4,737,559호 (켈렌(Kellen) 등)에 기재된 것과 같은 아크릴레이트화 벤조페논, 미국 펜실베이니아주 엑스턴 소재의 사토머 컴퍼니(Sartomer Company)로부터 입수가능한 p-아크릴옥시-벤조페논, p-N-(메타크릴로일-4-옥사펜타메틸렌)-카르바모일옥시벤조페논, N-(벤조일-p-페닐렌)-N'-(메타크릴옥시메틸렌)-카르보다이이미드, 및 p-아크릴옥시-벤조페논을 포함한 미국 특허 제5,073,611호 (레머(Rehmer) 등)에 기재된 단량체들; 예를 들어, 상기에 기재된 제3 단량체 내에, 올레핀계 불포화체가 본질적으로 없고 카르복실산 기와 반응할 수 있는 비이온성 가교결합제 (예를 들어, 1,4-비스(에틸렌이미노카르보닐아미노)벤젠; 4,4-비스(에틸렌이미노카르보닐아미노)다이페닐메탄; 1,8-비스(에틸렌이미노카르보닐아미노)옥탄; 1,4-톨릴렌 다이아이소시아네이트; 1,6-헥사메틸렌 다이아이소시아네이트, N,N'-비스-1,2-프로필렌아이소프탈아미드, 다이에폭사이드, 다이언하이드라이드, 비스(아미드), 및 비스(이미드)); 및 올레핀계 불포화체가 본질적으로 없고, 제1 및 제2 단량체와 비공중합성이며, 여기된 상태에서, 수소 추출이 가능한 비이온성 가교결합제 (예를 들어, 2,4-비스(트라이클로로메틸)-6-(4-메톡시)페닐)-s-트라이아진; 2,4-비스(트라이클로로메틸)-6-(3,4-다이메톡시)페닐)-s-트라이아진; 2,4-비스(트라이클로로메틸)-6-(3,4,5-트라이메톡시)페닐)-s-트라이아진; 2,4-비스(트라이클로로메틸)-6-(2,4-다이메톡시)페닐)-s-트라이아진; 미국 특허 제4,330,590호 (베슬리(Vesley))에 기재된 2,4-비스(트라이클로로메틸)-6-(3-메톡시)페닐)-s-트라이아진; 미국 특허 제4,329,384호 (베슬리)에 기재된 2,4-비스(트라이클로로메틸)-6-나프테닐-s-트라이아진 및 2,4-비스(트라이클로로메틸)-6-(4-메톡시)나프테닐-s-트라이아진)이 포함된다.
전형적으로, 제2 단량체는 공중합체의 총 중량 100부를 기준으로 80 내지 100 중량부 (pbw)의 양으로 사용되고, 상기에 기재된 바와 같은 추가적인 단량체는 공중합체의 총 중량 100부를 기준으로 0 내지 20 pbw의 양으로 사용된다. 가교결합제는 단량체들의 합계 중량을 기준으로 0.005 내지 2 중량%, 예를 들어 약 0.01 내지 약 0.5 중량% 또는 약 0.05 내지 0.15 중량%의 양으로 사용될 수 있다.
본 발명을 실시하는 데 유용한 아크릴 PSA는, (예를 들어, 열, 전자 빔 방사선, 또는 자외 방사선을 사용하여) 예를 들어, 용매 중에서, 또는 무용매, 벌크, 자유 라디칼 중합 공정에 의해 제조될 수 있다. 그러한 중합은 전형적으로 중합 개시제 (예컨대, 광개시제 또는 열 개시제)에 의해 촉진된다. 중합 개시제는 단량체의 중합을 촉진하기에 효과적인 양 (예컨대, 100부의 총 단량체 함량을 기준으로 0.1 중량부 내지 약 5.0 중량부 또는 0.2 중량부 내지 약 1.0 중량부)으로 사용된다.
광가교결합제가 사용되는 경우, 코팅된 접착제는 약 250 nm 내지 약 400 nm의 파장을 갖는 자외 방사선에 노출될 수 있다. 이러한 파장 범위에서 접착제를 가교결합하는 데 필요한 방사 에너지는 약 100 밀리줄/㎠ 내지 약 1,500 밀리줄/㎠, 또는 더 구체적으로는 약 200 밀리줄/㎠ 내지 약 800 밀리줄/㎠이다.
유용한 무용매 중합 방법이 미국 특허 제4,379,201호 (하일만(Heilmann) 등)에 개시되어 있다. 처음에, 광개시제의 일부분을 사용하여 제2 및 제3 단량체의 혼합물을 불활성 환경에서 코팅가능한 베이스 시럽을 형성하기에 충분한 시간 동안 UV 방사선에 노출시키고, 후속하여 가교결합제 및 나머지 광개시제를 첨가함으로써, 혼합물을 중합할 수 있다. 이어서, (예를 들어, 4호 LTV 스핀들을 사용하여, 60 rpm에서 측정 시 브룩필드(Brookfield) 점도가 23℃에서 약 100 센티푸아즈 내지 약 6000 센티푸아즈일 수 있는) 가교결합제를 함유하는 이러한 최종 시럽을 기재, 예를 들어 중합체 필름 기재 상에 코팅할 수 있다. 일단 시럽을 기재, 예를 들어 중합체 필름 기재 상에 코팅하면, 불활성 환경 (예를 들어, 산소가 배제된 질소, 이산화탄소, 헬륨, 및 아르곤)에서 추가의 중합 및 가교결합을 수행할 수 있다. 충분히 불활성인 분위기는 광활성 시럽의 층을 UV 방사선 또는 e-빔에 투과성인 중합체 필름, 예를 들어 실리콘-처리된 PET 필름으로 덮고 공기 중에서 필름을 통과해 조사함으로써 달성될 수 있다.
용매계 접착제는 용매 비히클 중에 용해되거나 분산된, 상기에 열거된 것과 같은 성분을 함유할 수 있다. 수계 접착제는 보통 (공)중합체 재료의 에멀젼에 기반할 것이다. 적합한 (공)중합체 재료에는 비닐 아세테이트 및 (메트)아크릴 단일중합체 및 공중합체가 포함된다. 어구 "(메트)아크릴 단일중합체 및 공중합체"는 전형적으로 하나 이상의 (메트)아크릴 에스테르 (및 산) 단독, 에틸렌/비닐 아세테이트뿐만 아니라 스티렌/아크릴, 비닐 클로라이드/아크릴, 비닐 베르사테이트 등의 단일중합체 및 공중합체를 의미하는 데 사용된다. 수계 접착제는 일반적으로 물을 증발시키기 위해 건조 오븐 또는 열 램프의 추가 사용을 필요로 한다는 단점을 가질 수 있다.
수증기 투과성 감압 접착제가 사용되는 경우, 자가-밀봉 물품은 한쪽 면 상에서 완전히 코팅될 수 있다. 수증기 불투과성 감압 접착제가 사용되는 경우, 자가-밀봉 물품은 바람직하게는 물품의 표면적의 전형적으로 약 10% 내지 90%, 더욱 전형적으로 약 30% 내지 80%, 가장 전형적으로 40% 내지 70%의 범위에서 접착제로 단지 부분적으로만 코팅된다. 다시 말해, 물품의 충분한 수증기 투과성을 유지하기 위해서, 자가-밀봉 물품의 표면적의 적어도 10% 내지 90%, 일부 실시 형태에서는 20% 내지 70% 또는 30% 내지 60%에는 전형적으로 접착제가 없다.
접착제는 적합하게는 0.001 인치 내지 0.1 인치 (약 0.0254 내지 2.54 밀리미터)의 두께로 자가-밀봉 물품에 적용될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 감압 접착제는 0.003 인치 내지 0.025 인치 (약 0.0762 내지 0.635 mm)의 두께 또는 0.005 인치 내지 0.02 인치 (약 0.127 내지 0.508 mm)의 두께로 적용된다.
접착제 패턴
일부 실시 형태에서, 감압 접착제는 수증기에 불투과성이다. 일부의 이들 실시 형태에서, 자가-밀봉 물품에서 원하는 수준의 수증기 투과성을 보유하기 위하여, 접착제는 자가-밀봉 물품의 외측 주 표면의 일부분들을 접착제로 코팅되지 않은 채로 남겨 두도록 불연속적인 방식으로 자가-밀봉 물품에 적용된다.
자가-밀봉 물품과 그러한 물품이 접합된 기재 사이에서의 그리고 자가-밀봉 물품의 랩 조인트(lap joint)를 통한 공기의 측면 이동을 방지하기 위하여, 자가-밀봉 물품의 접착제 코팅된 영역들을 교차하도록 만들어서 코팅되지 않은 영역을 격리할 수 있으며, 그에 의해 공기가 측면으로 통과할 수 있는 통로를 없앤다. 이는, 접착제가 없는 중심을 갖는 교차하는 원, 접착제의 교차하는 정사각형 또는 직사각형, 체크 패턴의 교차하는 스트라이프 등과 같은 다수의 패턴에 의해 성취될 수 있다.
접착제는 적합하게는 공기 및 물 배리어 물품의 한 쪽 면의 면적의 5% 내지 99%를 덮도록 적용될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 물품에 대한 접착력과 수증기 투과성의 균형을 얻기 위해, 접착제는 면적의 10% 내지 90%, 일부 실시 형태에서는 면적의 30% 내지 80% 또는 40% 내지 70%를 덮도록 적용된다.
접착제의 부분 코팅은 랜덤 방식으로 또는 특정 패턴으로 적용될 수 있다. 접착제의 부분 코팅의 일부 예는, 예를 들어, 미국 특허 제3,039,893호 (배니건, 주니어(Banigan, Jr.)), 제3,426,754호 (비렌바움(Bierenbaum)), 제5,374,477호 (로리스(Lawless)), 제5,593,771호 (로리스), 제5,895,301호 (포터(Porter)), 제6,495,229호 (카르트(Carte)), 및 제6,901,712호 (리오넬(Lionel))에 기재되어 있다. 일부 실시 형태에서, 접착제는 제1 분배 매니폴드(manifold)와 제2 분배 매니폴드 상의 디스펜싱 출구(dispensing outlet)로부터 제공된다. 제1 분배 매니폴드는 이동할 수 있는 반면, 제2 분배 매니폴드는 고정된 채로 유지된다. 이러한 방법에 대한 추가의 상세 사항은, 예를 들어 국제특허 공개 WO 2015/126645호 (마이어(Maier) 등) 및 WO 2015/126931호 (시바우 등)에서 찾아 볼 수 있으며, 이들의 개시 내용은 본 명세서에 전체적으로 참고로 포함된다.
라이너
일부 실시 형태에서, 본 발명에 따른 자가-밀봉 물품은 라이너를 포함한다. 다양한 라이너가 본 발명에 따른 라이닝된 자가-밀봉 물품에 유용할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 라이너는 폴리에스테르 필름, 폴리에틸렌 필름, 폴리프로필렌 필름, 폴리올레핀 코팅된 중합체 필름, 폴리올레핀 코팅된 종이, 아크릴 코팅된 중합체 필름, 및 중합체 코팅된 크라프트지 중 적어도 하나를 포함한다. 폴리올레핀 코팅된 필름 또는 종이는 폴리에틸렌 코팅된 필름 또는 종이일 수 있다. 적합한 구매가능한 라이너의 예에는 미국 위스콘신주 해먼드 소재의 로파렉스(Loparex)로부터 상표명 "2.0 CL PET U4162/U4162" 및 "4 BU DHP UE1094B/000"으로 입수가능한 것들, 및 미국 사우스캐롤라이나주 그레이 코트 소재의 아이소 폴리 필름즈, 인코포레이티드(Iso Poly Films, Incorporated)로부터 구매가능하고 두께가 약 63 마이크로미터 (0.0025 인치)인, 고밀도 폴리에틸렌과 저밀도 폴리에틸렌의 사유(proprietary) 블렌드를 함유하는 적색 착색된 다층의 열가소성 올레핀 필름이 포함된다.
이제 도 7을 참조하면, 본 발명은 도 2 및 본 명세서의 상응하는 본문에 개시된 실시 형태에 따른 자가-밀봉 물품(21)을 포함하는 라이닝된 자가-밀봉 물품(50)을 제공한다. 일부 실시 형태에서, 라이닝된 자가-밀봉 물품(50)은 도 7에 나타난 바와 같이 롤형 물품이다. 일부 실시 형태에서 라이너(25)의 제2 주 표면(32)과 감압 접착제(12) 사이의 박리 접착력은 라이너(25)의 제1 주 표면(30)과 자가-밀봉 물품(21)의 제2 주 표면(13) 사이의 박리 접착력 이하이다. 일부 실시 형태에서, 라이너(25)는 주 표면들(30, 32) 중 적어도 하나 상에서 이형 코팅으로 코팅된다. 일부 실시 형태에서, 표면 개질이 물품(21)의 제2 주 표면(13)과 라이너(25)의 제1 주 표면(30) 사이의 계면에 선택적으로 사용된다.
일부 실시 형태에서, 라이너(25)는 그의 주 표면들(30, 32) 중 적어도 하나 상에서 이형 코팅으로 코팅된다. 일부 실시 형태에서 라이너(25)의 주 표면들(30, 32) 둘 모두가 이형 코팅으로 코팅된다. 이 경우에, 이형 코팅은 라이너(25)의 각각의 주 표면(30, 32) 상에서 동일하거나 상이할 수 있다. 본 명세서에 개시된 라이너를 위한 이형 코팅으로서 유용한 재료의 예에는 아크릴, 실리콘, 실록산, 플루오로중합체, 및 우레탄이 포함된다. 예를 들어, 일부 실시 형태에서, 본 발명에 따른 롤에서 유용한 라이너는 한 쪽 면이 실리콘 처리된 폴리올레핀-코팅된 폴리에스테르 필름, 예를 들어, 미국 위스콘신주 해먼드 소재의 로파렉스로부터 상표명 "48# CL PET H/H UE1095/000"으로 구매가능한 것들이다. 일부 실시 형태에서, 한 쪽 면은 실리콘 코팅을 가질 수 있고 다른 쪽 면은 아크릴 코팅을 가질 수 있다. 실리콘 코팅은 감압 접착제의 이형을 용이하게 하기에 유용할 수 있는 반면, 아크릴 코팅은 자가-밀봉 물품의 적어도 일부분 (예를 들어, 중합체 층)에 대해 더 높은 박리 접착력을 가질 수 있다.
라이너는 다양한 가공 기술을 사용하여 제조될 수 있다. 예를 들어, 미국 특허 출원 공개 제2013/0059105호 (라이트(Wright) 등)에 개시된 것과 같은 라이너 가공 기술이 본 발명을 실시하는 데 적합한 라이너를 제조하는 데 유용할 수 있다. 적합한 라이너 가공 기술은, (메트)아크릴레이트-작용성 실록산을 포함하는 층을 기재의 주 표면에 적용하는 단계, 및 그러한 층을, 500 ppm 이하의 산소를 포함하는 실질적으로 불활성인 분위기에서, 약 160 나노미터 내지 약 240 나노미터의 파장에서 적어도 하나의 피크 강도를 갖는 단파장 다색성 자외선 광원으로 조사하는 단계를 포함할 수 있다. 조사는 층을 적어도 부분적으로 경화시킬 수 있다. 일부 실시 형태에서, 층은 25℃ 초과의 경화 온도에서 경화된다. 층은 50oC 이상, 60oC 이상, 70oC 이상, 80oC 이상, 90oC 이상, 100oC 이상, 125oC 이상, 또는 150oC 이상, 일부 실시 형태에서는 250oC 이하, 225oC 이하, 200oC 이하, 190oC 이하, 180oC 이하, 170oC 이하, 160oC 이하, 또는 155oC 이하의 온도일 수 있다.
일부 실시 형태에서, 라이너는 라이너와 중합체 재료 사이의 점착성 또는 접착력을 증가시키기 위해 (예를 들어, 적어도 제1 주 표면 상에서) 표면 처리될 수 있다. 중합체 재료와 라이너의 제1 주 표면 사이의 점착성 또는 접착력을 증가시키기 위해 유용한 재료 또는 표면 처리의 예에는 중합체 재료, 라이너의 제1 주 표면, 또는 이들 둘 모두 중 임의의 것에 대한 임의의 화학적 또는 물리적 표면 개질이 포함된다. 예를 들어, 화학적 표면 개질제가 사용될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 접착력 변경은 중합체 재료의 표면적 및 물리적 맞물림(interlocking)을 증가시키도록 특정 라이너 표면 모폴로지(morphology)를 선택함으로써 달성될 수 있다.
다수의 실시 형태에서, 라이너는 수증기에 불투과성이다. 이들 실시 형태에서, 라이너는 자가-밀봉 물품이 표면 (예를 들어, 건물 구성요소의 표면)에 적용된 후에 자가-밀봉 물품으로부터 박리될 수 있다. 다른 실시 형태에서, 라이너의 적어도 일부분은 하기에 추가로 상세하게 기재된 바와 같이 자가-밀봉 물품으로부터 제거되지 않는다.
코팅 조성물
본 발명에 따른 라이닝된 자가-밀봉 물품의 일부 실시 형태에서, 물품은 중합체 층의 적어도 일부분과 라이너 사이에 배치된 코팅 조성물을 포함한다. 코팅 조성물은 중합체 층에 대비하여 라이너에 대해 상이한 박리 접착력을 갖는다. 일부 실시 형태에서, 코팅 조성물은 라이너에 대해 제1 박리 접착력을 갖는데, 이는 중합체 층과 라이너 사이의 제2 박리 접착력보다 낮다. 그러므로, 코팅 조성물은 중합체 재료와 라이너 사이의 점착성 또는 접착력을 감소시키는 데 유용할 수 있다. 일반적으로, 코팅 조성물은 점착성이 아니며, 따라서 PSA로 간주되지 않을 것이다.
유용한 코팅 조성물은 전형적으로 비점착성인 임의의 다양한 재료를 포함하며 중합체 재료와 라이너 사이에 배치될 수 있다. 적합한 코팅 조성물의 예에는 잉크, 이형 코팅, 및 슬립(slip) 코팅이 포함된다. 일부 실시 형태에서, 코팅 조성물은 폴리아미드, 폴리우레탄, 실릴-종결된 폴리에테르, 비닐 중합체, 아크릴 중합체, 또는 니트로셀룰로오스 중합체 중 적어도 하나를 포함한다. 유용한 실릴-종결된 폴리에테르는, 예를 들어, 상기에 기재된 중합체 재료로서 제조될 수 있으며, 중합체 재료 내의 무기 충전제의 양의 증가는 라이너에 대한 그의 박리 접착력을 감소시킬 수 있다.
일부 실시 형태에서, 코팅 조성물은 구매가능한 재료들로부터 선택될 수 있다. 예를 들어, 유용한 코팅 조성물에는 미국 뉴저지주 칼슈타트 소재의 썬 케미칼 코포레이션(Sun Chemical Corporation)으로부터 상표명 "DT 오페이크 화이트"(DT OPAQUE WHITE)로 입수가능한 액체 백색 잉크, 썬 케미칼 코포레이션으로부터 상표명 "썬스펙트로 SB 트루웨더 YS 레드"(SUNSPECTRO SB TRUWEATHER YS RED)로 입수가능한 액체 적색 잉크, 미국 펜실베이니아주 도일스타운 소재의 펜 칼라(Penn Color)로부터 상표명 13W1541 솔벤트 비닐화이트(SOLVENT VINYLWHITE)로 입수가능한 비닐, 백색 잉크, 썬 케미칼 코포레이션으로부터 상표명 SPPFW1836936/G267로 입수가능한, 이산화티타늄과 결합제 수지의 수계 잉크 분산액, 미국 오하이오주 클리블랜드 소재의 더 루브리졸 코포레이션(The Lubrizol Corporation)으로부터 상표명 퍼맥스(PERMAX) 202로 입수가능한 수계 폴리우레탄 분산액, 및 미국 미네소타주 세인트 폴 소재의 쓰리엠 컴퍼니로부터 상표명 폴리우레탄 프로텍티브 테이프 어드헤션 프로모터(POLYURETHANE PROTECTIVE TAPE ADHESION PROMOTER) 86A로 입수가능한 용매계 폴리아미드 프라이머가 포함된다.
이제 도 8을 참조하면, 본 발명은 서로 반대편에 있는 제1 및 제2 주 표면(22, 13)을 갖는 라이닝된 자가-밀봉 물품(21), 물품(21)의 적어도 제1 주 표면(13) 상에 배치된 감압 접착제(12), 물품(21)의 제2 주 표면(22) 상에 배치된 코팅 조성물(42), 및 코팅 조성물(42)과 접촉하는 제1 주 표면(30)을 갖는 라이너(25)를 제공한다. 감압 접착제(12)는 롤로 권취될 때 라이너(25)의 제2 주 표면(32)과 접촉한다. 코팅 조성물(42)은 라이너(25)의 제1 주 표면(30)에 대해 제1 박리 접착력을 갖는데, 이는 중합체 층과 라이너(25)의 제1 주 표면(30) 사이의 박리 접착력보다 낮다. 라이너(25)의 제2 주 표면(32)과 감압 접착제(12) 사이의 박리 접착력은 일반적으로 라이너(25)의 제1 주 표면(30)과 자가-밀봉 물품(21) 상의 코팅 조성물(42) 및/또는 중합체 재료 사이의 박리 접착력 이하이다.
이들 실시 형태에서, 자가-밀봉 물품은 ASTM D-1970/D-1970M-13의 수정 시험 1 또는 ASTM D-1970/D-1970M-13의 수정 시험 2, 또는 ASTM D-1970/D-1970M-13의 수정 시험 3을 통과할 필요가 없다.
도 8은 감압 접착제가 롤의 외부로 오도록 권취된 롤을 예시하며, 이는 롤을 먼저 풀어야 할 필요가 없기 때문에 건물 구성요소에 롤을 적용하는 데 유용하다. 다른 실시 형태에서, 롤은 도 7에 나타난 바와 같이 감압 접착제가 롤의 내부로 오도록 권취될 수 있다.
이제 다층 구조물(10)로서 기재된 롤(50)의 단부 단면도인 도 9를 참조하면, 코팅 조성물(42)은 라이너(25)의 일부분과 자가-밀봉 물품(21) 사이에 배치된다. 코팅 조성물(42)은 다양한 구성으로 위치될 수 있으며 자가-밀봉 물품 대비 다양한 폭을 가질 수 있다. 라이너(25) 및 자가-밀봉 물품(21)은 코팅 조성물을 포함하지 않는 라이닝된 자가-밀봉 물품의 부분에서 서로 접촉할 수 있다. 라이너(25)에 대해 각각 상이한 박리 접착력을 갖는 제1 및 제2 코팅 조성물을 갖는 것이 또한 가능하다. 라이너(25) 내의 천공(27)이 또한 도 9에 나타나 있다. 일부 실시 형태에서, 라이너는 코팅 조성물(42)의 에지에 상응하는 위치에서 천공된다. 코팅 조성물의 에지는 코팅 조성물이 자가-밀봉 물품의 전체 폭에 대해 연장되지 않는 경우 코팅 조성물이 중단되는 곳이다. 일부 실시 형태에서, 천공(27)은 코팅 조성물(42)의 에지의 1 센티미터, 5 밀리미터 (mm), 4 mm, 3 mm, 2 mm, 또는 1 mm 이내에 있다.
도 10은 라이너(25)의 일부분이 제거된 후의 도 9에 나타나 있는 다층 물품(10)의 실시 형태의 평면도이다. 이 도면에서, 라이너(25)는 자가-밀봉 물품의 일부분을 덮지만 코팅 조성물(42)은 덮지 않는다. 일부 실시 형태에서, 코팅 조성물의 에지의 위치가 임의의 그 실시 형태에서 상기에 정의되어 있는 바와 같이, 라이너는 그 위치로 연장된다. 도 10에서, 코팅 조성물(42)은 물품(10)의 한 쪽 면을 따라 기계 방향으로 연장되고, 라이너(25)는 물품(10)의 반대편 면을 따라 기계 방향으로 연장된다. 예시된 실시 형태를 포함하는 일부 실시 형태에서, 코팅 조성물은 롤의 길이를 따라 연장되는 적어도 하나의 연속적인 스트립을 형성한다. 일부 실시 형태에서, 코팅 조성물은 불연속적이다.
도 9는 라이너가 천공된 것을 예시하지만, 예를 들어, 기계 방향으로 신장된 경우에, 라이너는 또한 먼저 천공되지 않고 찢어질 수 있다. 라이너는 또한 먼저 천공되지 않고 절단될 수 있다.
하기 실시예에 나타나 있는 바와 같이, 코팅 조성물은 자가-밀봉 물품과 라이너 사이의 박리 접착력에 영향을 줄 수 있다. 일부 실시 형태에서, 자가-밀봉 물품과 라이너 사이의 박리 접착력은 15, 20, 또는 25 N/dm 이상이다. 라이너는, 코팅 조성물 위에 위치(overlay)하지만 다른 위치에서 자가-밀봉 물품에 부착된 채로 유지될 수 있는 경우에, 자가-밀봉 물품으로부터 더 용이하게 제거될 수 있다. 박리 접착력은 하기 실시예에 기재된 바와 같이 결정될 수 있다.
임의의 적합한 코팅 방법이 코팅 조성물을 자가-밀봉 물품 및/또는 라이너에 적용하는데 유용할 수 있다. 예를 들어, 스프레이 코팅 및 그라비어 코팅이 유용할 수 있다.
응용
일부 실시 형태에서, 본 명세서에 개시된 자가-밀봉 물품은 ASTM E96 방법에 따른 수증기 투과율이 1 perm 이상이다. 일부 실시 형태에서, 본 명세서에 개시된 자가-밀봉 물품은 ASTM E96 방법에 따른 수증기 투과율이 5 perm 이상이다. 일부 실시 형태에서, 물품은 ASTM E96에 따른 투과율이 10 perm 초과이다. 일부 실시 형태에서, 자가-밀봉 물품에 사용되는 상이한 층들의 두께는 물품의 원하는 투과성을 달성하도록 변화된다.
일부 실시 형태에서, 본 명세서에 개시된 자가-밀봉 물품은 외부 덮개(exterior sheathing) 층 상에 적용되며, 외부 덮개 층은 일반적으로 합판, 배향 스트랜드 보드 (OSB), 폼 단열 덮개, 부직 유리 매트 면을 갖는 석고 덮개 보드, 또는 건축 산업에 보통 사용되는 다른 통상적인 덮개 재료이다. 유용한 외부 클래딩 층은 벽돌, 콘크리트 블록, 보강 콘크리트, 석재, 비닐 사이딩(siding), 섬유 시멘트 보드, 클랩보드(clapboard), 금속 패널, 또는 알려진 다른 외부 사이딩 재료로 구성된다. 일부 실시 형태에서, 자가-밀봉 물품은 지붕 데크, 다락 마루 또는 다른 다락 표면, 벽, 지붕 시스템, 및/또는 토대 사이의 경계면, 구조체의 다른 내부 또는 외부 표면에 적용되거나, 또는 지붕 관통부 주위에서 플래싱(flashing)으로서 사용된다.
건물 구성요소는 건축 구조체의 부품이 되기 전의, 되는 동안의 또는 된 후의 패널 및 다른 구조물을 포함한다.
본 발명에 따른 자가-밀봉 물품은 임의의 상기 실시 형태에서의 롤 상의 감압 접착제의 적어도 일부분을 건물 구성요소의 표면에 부착시켜 공기 및 물 배리어 물품이 건물 구성요소의 표면에 붙도록 함으로써 건물 구성요소에 적용될 수 있다. 롤이 풀릴 때, 심지어 라이너의 제2 주 표면과 감압 접착제 사이의 박리 접착력이 제2 박리 접착력과 동일한 경우에도 라이너는 감압 접착제로부터 이형되고 공기 및 물 배리어 물품 상의 적어도 제2 코팅 조성물 (및 일부 경우에는 제1 코팅 조성물)에 부착된 채로 유지된다. 건물 구성요소에 대한 롤의 부착은 롤이 풀리기 전에 또는 풀린 후에 수행될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 롤은 풀리기 전에 건물 구성요소에 부착된다. 일부 실시 형태에서, 롤은 건물 구성요소에 부착되기 전에 적어도 부분적으로 풀린다. 도 7에 나타난 바와 같이, 감압 접착제가 롤의 내부로 오도록 롤이 권취된 실시 형태에서, 롤은 롤이 건물 구성요소에 부착되기 전에 적어도 부분적으로 풀릴 수 있다.
다음으로, 라이너는 공기 및 물 배리어 물품으로부터 박리될 수 있다. 라이너를 제1 및 제2 코팅 조성물로부터 박리하는 것은 선택적이며, 수증기 투과성 라이너가 사용되는지 그리고 수증기 투과성이 요구되는지에 따라 좌우된다.
도 9 및 도 10에 예시된 실시 형태를 포함하는 일부 실시 형태에서, 라이너의 일부분이 중합체 층의 주 표면 상에 배치된 채로 라이너는 자가-밀봉 물품의 일부분으로부터 제거된다. 라이너가 불투과성인 경우, 이는 상이한 구역에서 상이한 투과성을 갖는 자가-밀봉 물품을 야기할 수 있다. 이들 실시 형태에서, 본 발명에 따른 라이닝된 자가-밀봉 물품은 창문의 창턱 팬 플래싱(sill pan flashing)을 위해 유용하다. 창문 아래에 비-투과성 창턱 부분(piece)을 갖고 플래싱의 수직 벽 섹션 상으로 플래싱하도록 테이프의 투과성 섹션을 갖는 것이 바람직하다. 비-투과성 섹션은 창턱에서 최대의 보호를 제공하는 반면, 투과성 섹션은 플래싱 설치가 실패한 경우에 수분이 빠져나가는 길을 제공한다. 자가-밀봉 물품 내의 탄성 다공성 층은 자가-밀봉 물품이 이음매(seam) 없이 연속적인 시트로서 코너 세부 내로 신장될 수 있고 편평하게 놓일 수 있을 만큼 충분한 연신율을 가질 수 있게 한다.
본 발명에 따른 자가-밀봉 물품이 창턱 테이프로서 사용되는 경우, 물품의 폭은 10 센티미터 이상이며 30 센티미터 이하일 수 있다. 이러한 폭은 불투과성 부분이 창턱을 덮고 투과성 부분이 플래싱 상에 있도록 테이프가 창문의 창턱에 위치될 수 있게 한다.
다른 응용에서, 본 발명에 따른 자가-밀봉 물품은 매우 다양한 폭을 가질 수 있다. 일부 실시 형태에서, 물품의 폭은 1.9 센티미터 이상 또는 2.5 센티미터 이상이다. 일부 실시 형태에서, 물품의 폭은 5 센티미터 이상이다. 일부 실시 형태에서, 물품의 폭은 10 센티미터 이하이다. 일부 실시 형태에서, 물품의 폭은 45 센티미터 이하 또는 75 센티미터 이하이다.
자가-밀봉 물품의 일부 실시 형태의 제조 방법
일부 실시 형태에서, 본 명세서에 개시된 자가-밀봉 물품은 도 5에 나타난 바와 같은 장비를 사용하여 미국 특허 제4,984,584호 (핸슨(Hansen) 등)에 기재된 바와 같이 제조할 수 있다. 빔(beam; 411)으로부터의 탄성중합체 스트랜드(410)는 구동된 프레스 롤(412)에 의해 그리고 콤(comb; 414)을 통해 제어되는 장력 하에서 풀린다. 각각 공급 드럼(416, 418)으로부터 또는 원한다면 직접적으로 성형 기계로부터의 제1 다공성 층(415) - 중합체 층이 그 상에 배치됨 - 과 함께 제2 다공성 층(417)은 고무로 덮인 스퀴즈 롤(419)과 널링된(knurled) 강 스퀴즈 롤(420) 사이에서 탄성중합체 스트랜드와 그리고 서로 접촉하게 되는데, 후자의 강 스퀴즈 롤은 유체 결합제 혼합물(422)이 담긴 팬(421) 내로 침지되고 제2 다공성 층(417) 전반에 걸쳐 결합제 혼합물을 침착시킨다. 복합 웨브는 건조 오븐(424) 내로 바로 통과하고, 그 후에 풀 드럼들(pull drum; 425, 426) 사이를 통과한다. 다음으로, 웨브는 롤(427) 둘레를 통과하고, 가열 압반들(428, 429) 사이를 통과하고, 아이들러 롤(431) 및 표면 와인더 롤(430) 둘레를 통과하고, 권취되어 스톡 롤(432)을 형성한다.
스퀴즈 롤(419, 420)은 빔(411)보다 상당히 더 큰 표면 속도로 회전하며, 따라서 탄성중합체 스트랜드(410)는 상응하는 양만큼 신장된다. 이러한 신장은 롤러들(419, 420)과 비교하여 대략 동일한 속도로 풀 드럼(425, 426) 및 턴-어라운드 드럼(turn-around drum; 427)을 작동시킴으로써 유지된다. 그러나, 가열기 압반들(428, 429) 사이를 통과함에 따른 웨브의 수축을 가능하게 하기 위해 표면 와인더 롤(430) 및 와인드-업 드럼(wind-up drum; 432)은 더 느린 속도로 다시 작동된다. 롤(427)에 도달한 때에는 매끄러운 복합 웨브(434)는 가열 구역을 통과함에 따라 점점 더 퍼커링(puckering)되거나, 크림핑되거나, 셔링되며, 그 결과가 도 6에 추가로 나타나 있다.
압반(428, 429)에 의해 공급되는 열은 시트 재료의 상당한 발연(fuming)을 야기하기에 충분하며, 탄성중합체 스트랜드가 수축되어 표면 와인더 롤의 속도에 의해 제어되는 바와 같은 원하는 정도의 퍼커링, 크림핑 또는 셔링을 생성하게 할 만큼 충분히 구조체를 이완시키기에 충분하다. 온도는 압반으로 투입되는 에너지와 압반과 웨브 사이의 거리 둘 모두를 조정함으로써 조절될 수 있다. 열 처리의 지속 시간은 웨브의 이동 속도를 조정함으로써 압반의 주어진 길이에 대해 조절될 수 있으며, 웨브가 원하는 정도로 수축되게 하기에 충분한 시간이 제공된다. 압반은 지시된 속도에서 롤들(427, 430) 사이의 수축 작업 동안 웨브를 팽팽하게 유지하기에 충분한 온도로 유지되지만, 웨브의 과도한 발연 및 변색에 의해 입증되는 바와 같은 웨브의 열화를 야기할 만큼 높지는 않다. 셔링되거나 크림핑된 제품은 치수적으로 안정 - 열 처리는 효과적인 정도의 열-고정 또는 안정화를 제공하는 역할을 함 - 하며; 외부 응력 없이 그리고 상온에 방치된 때에 수축하지도 팽창하지도 않고; 처음 신장되고 이어서 수축된 때에 그러한 치수로 되돌아간다.
일부 실시 형태에서 농축된 천연 고무 라텍스 또는 합성 고무 라텍스가 유체 결합제 혼합물로서 사용될 수 있다. 유사한 특성을 갖는 다른 탄성중합체 또는 탄성중합체들의 블렌드가 사용될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 유체 결합제 혼합물을 사용하는 대신에, 핫 멜트 접착제가 탄성중합체 스트랜드와 제2 다공성 층 사이에 그리고 탄성중합체 스트랜드와 제1 다공성 층 사이에 달리 배치될 수 있다.
하기는 본 발명에 따른 실시 형태 및 실시 형태들의 조합이다:
실시 형태 1. 탄성 다공성 층의 제1 주 표면 상에 배치되고 그를 덮는 중합체 층을 포함하며, ASTM D-1970/D-1970M-13의 수정 시험 1, ASTM D-1970/D-1970M-13의 수정 시험 2, 또는 ASTM D-1970/D-1970M-13의 수정 시험 3을 통과하고, 추가로 수증기 투과성이고 공기 및 물 배리어인, 자가-밀봉 물품.
실시 형태 2. 중합체 층 반대편의 탄성 다공성 층의 주 표면 상에 배치된 접착제 층을 추가로 포함하는, 실시 형태 1의 자가-밀봉 물품.
실시 형태 3. 중합체 층과 탄성 다공성 층 사이에 배치된 제1 다공성 층을 추가로 포함하는, 실시 형태 1 또는 실시 형태 2의 자가-밀봉 물품.
실시 형태 4. 중합체 층 반대편의 탄성 다공성 층의 주 표면 상에 배치된 제2 다공성 층을 추가로 포함하는, 전술한 실시 형태들 중 어느 하나의 자가-밀봉 물품.
실시 형태 5. 크림핑된, 전술한 실시 형태들 중 어느 하나의 자가-밀봉 물품.
실시 형태 6. 탄성 다공성 층 반대편의 제2 다공성 층의 주 표면 상에 배치된 접착제 층을 추가로 포함하는, 실시 형태 4 또는 실시 형태 5의 자가-밀봉 물품.
실시 형태 7. 증기 투과율이 1 perm 이상인, 전술한 실시 형태들 중 어느 하나의 자가-밀봉 물품.
실시 형태 8. 탄성 다공성 층, 제2 다공성 층 또는 제1 다공성 층은 폴리에스테르, 폴리락트산, 폴리올레핀, 폴리아미드, 폴리우레탄, 레이온 및 이들의 조합 중 적어도 하나로부터 선택되는 부직물인, 전술한 실시 형태들 중 어느 하나의 자가-밀봉 물품.
실시 형태 9. 탄성 다공성 층, 제2 다공성 층 또는 제1 다공성 층은 압출 네팅, 스크림, 및 이들의 조합 중 적어도 하나로부터 선택되는, 실시 형태 1 내지 실시 형태 7 중 어느 하나의 자가-밀봉 물품.
실시 형태 10. 탄성 다공성 층, 제2 다공성 층 또는 제1 다공성 층은 직조 재료를 포함하는, 실시 형태 1 내지 실시 형태 7 중 어느 하나의 자가-밀봉 물품.
실시 형태 11. 탄성 다공성 층, 제2 다공성 층 또는 제1 다공성 층은 블로운 마이크로파이버를 포함하는, 실시 형태 1 내지 실시 형태 7 중 어느 하나의 자가-밀봉 물품.
실시 형태 12. 탄성 다공성 층은 복수의 탄성중합체 스트랜드, 탄성 네트, 탄성 부직 재료, 탄성 직포, 탄성 편포, 탄성 폼, 탄성 미세천공된 필름, 및 이들의 조합 중 적어도 하나로부터 선택되는, 전술한 실시 형태들 중 어느 하나의 자가-밀봉 물품.
실시 형태 13. 횡방향으로 90% 초과의 연신율을 갖는, 전술한 실시 형태들 중 어느 하나의 자가-밀봉 물품.
실시 형태 14. 기계 방향으로 105% 초과의 연신율을 갖는, 전술한 실시 형태들 중 어느 하나의 자가-밀봉 물품.
실시 형태 15. 다공성 층의 제2 주 표면 중 적어도 하나 상에 배치된 감압 접착제를 추가로 포함하는, 전술한 실시 형태들 중 어느 하나의 자가-밀봉 물품.
실시 형태 16. 중합체 층은 알콕시 실란으로부터 유도되는 적어도 하나의 말단 기를 갖는 폴리옥시알킬렌 중합체를 포함하는, 전술한 실시 형태들 중 어느 하나의 자가-밀봉 물품.
실시 형태 17. 폴리옥시알킬렌 중합체의 말단 기 전부는 실릴 종결되는, 실시 형태 16의 자가-밀봉 물품.
실시 형태 18. 폴리옥시알킬렌 중합체는 적어도 하나의 실릴 개질된 분지형 기를 추가로 포함하는, 실시 형태 16 또는 실시 형태 17의 자가-밀봉 물품.
실시 형태 19. 탄성 다공성 층 반대편의 중합체 층의 주 표면 상에 배치된 미세다공성 막을 추가로 포함하는, 전술한 실시 형태들 중 어느 하나의 자가-밀봉 물품.
실시 형태 20. 중합체 층 반대편의 탄성 다공성 층의 주 표면 상에 배치된 미세다공성 막을 추가로 포함하는, 실시 형태 1 내지 실시 형태 19 중 어느 하나의 자가-밀봉 물품.
실시 형태 21. 미세다공성 막은 신장된 탄산칼슘 충전된 폴리올레핀 재료, 추출가능한 성분을 갖는 비혼화성 중합체 재료, 폴리올레핀, 및 이들의 조합 중 적어도 하나로부터 선택될 수 있는, 실시 형태 19 또는 실시 형태 20의 자가-밀봉 물품.
실시 형태 22.
(i)
a) 탄성 다공성 층의 제1 주 표면 상에 배치되고 그를 덮는 중합체 층과;
b) 중합체 층 반대편의 탄성 다공성 층의 제2 주 표면 상에 배치된 접착제 층
을 포함하는 자가-밀봉 물품; 및
(ii) 탄성 다공성 층의 제1 주 표면 반대편의 중합체 층의 주 표면 상에 배치된 라이너를 포함하며,
자가-밀봉 물품은 ASTM D-1970/D-1970M-13의 수정 시험 1, 또는 ASTM D-1970/D-1970M-13의 수정 시험 2, 또는 ASTM D-1970/D-1970M-13의 수정 시험 3을 통과하며, 추가로 수증기 투과성이고 공기 및 물 배리어인, 라이닝된 자가-밀봉 물품.
실시 형태 23. 증기 투과율이 1 perm 이상인, 실시 형태 22의 라이닝된 자가-밀봉 물품.
실시 형태 24. 탄성 다공성 층은 폴리에스테르, 폴리락트산, 폴리올레핀, 폴리아미드, 폴리우레탄, 레이온 및 이들의 조합 중 적어도 하나로부터 선택되는 부직물인, 실시 형태 22 또는 실시 형태 23의 라이닝된 자가-밀봉 물품.
실시 형태 25. 탄성 다공성 층은 압출 네팅, 스크림, 및 이들의 조합 중 적어도 하나로부터 선택되는, 실시 형태 22 또는 실시 형태 23의 라이닝된 자가-밀봉 물품.
실시 형태 26. 탄성 다공성 층은 직조 재료를 포함하는, 실시 형태 22 또는 실시 형태 23의 라이닝된 자가-밀봉 물품.
실시 형태 27. 탄성 다공성 층은 블로운 마이크로파이버를 포함하는, 실시 형태 22 또는 실시 형태 23의 라이닝된 자가-밀봉 물품.
실시 형태 28. 탄성 다공성 층은 복수의 탄성중합체 스트랜드, 탄성 네트, 탄성 부직 재료, 탄성 직포, 탄성 편포, 탄성 폼, 탄성 미세천공된 필름, 및 이들의 조합 중 적어도 하나로부터 선택되는, 실시 형태 22 내지 실시 형태 27 중 어느 하나의 라이닝된 자가-밀봉 물품.
실시 형태 29. 자가-밀봉 물품은 횡방향으로 90% 초과의 연신율을 갖는, 실시 형태 22 내지 실시 형태 28 중 어느 하나의 라이닝된 자가-밀봉 물품.
실시 형태 30. 자가-밀봉 물품은 기계 방향으로 105% 초과의 연신율을 갖는, 청구항 22 내지 청구항 29 중 어느 하나의 라이닝된 자가-밀봉 물품.
실시 형태 31. 중합체 층은 알콕시 실란으로부터 유도되는 적어도 하나의 말단 기를 갖는 폴리옥시알킬렌 중합체를 포함하는, 실시 형태 22 내지 실시 형태 30 중 어느 하나의 라이닝된 자가-밀봉 물품.
실시 형태 32. 폴리옥시알킬렌 중합체의 말단 기 전부는 실릴 종결되는, 실시 형태 31의 라이닝된 자가-밀봉 물품.
실시 형태 33. 폴리옥시알킬렌 중합체는 적어도 하나의 실릴 개질된 분지형 기를 추가로 포함하는, 실시 형태 31 또는 실시 형태 32의 라이닝된 자가-밀봉 물품.
실시 형태 34. 중합체 층 반대편의 탄성 다공성 층의 주 표면 상에 배치된 미세다공성 막을 추가로 포함하는, 실시 형태 22 내지 실시 형태 33 중 어느 하나의 라이닝된 자가-밀봉 물품.
실시 형태 35. 미세다공성 막은 신장된 탄산칼슘 충전된 폴리올레핀 재료, 추출가능한 성분을 갖는 비혼화성 중합체 재료, 폴리올레핀, 및 이들의 조합 중 적어도 하나로부터 선택될 수 있는, 실시 형태 34의 라이닝된 자가-밀봉 물품.
실시 형태 36. 중합체 층의 적어도 일부분과 라이너 사이에 배치된 코팅 조성물을 추가로 포함하며, 코팅 조성물은 라이너에 대해 제1 박리 접착력을 갖고, 이는 중합체 층과 라이너 사이의 제2 박리 접착력보다 낮은, 실시 형태 22 내지 실시 형태 35 중 어느 하나의 라이닝된 자가-밀봉 물품. 이 실시 형태에서, 자가-밀봉 물품은 ASTM D-1970/D-1970M-13의 수정 시험 1 또는 ASTM D-1970/D-1970M-13의 수정 시험 2, 또는 ASTM D-1970/D-1970M-13의 수정 시험 3을 통과할 필요가 없다.
실시 형태 37. 라이너는 수증기 불투과성인, 실시 형태 22 내지 실시 형태 36 중 어느 하나의 라이닝된 자가-밀봉 물품.
실시 형태 38. 라이너는 코팅 조성물의 에지에 상응하는 위치에서 스코링(scoring)되는, 실시 형태 36의 라이닝된 자가-밀봉 물품.
실시 형태 39. 라이너는 코팅 조성물에 상응하는 위치에서 제거되는, 실시 형태 36 내지 실시 형태 38 중 어느 하나의 라이닝된 자가-밀봉 물품.
실시 형태 40. 공기 및 물 배리어 물품을 적용하는 방법으로서,
실시 형태 36 내지 실시 형태 39 중 어느 하나의 라이닝된 자가-밀봉 물품의 롤 상의 접착제 층의 적어도 일부분을 건물 구성요소의 표면에 부착시켜서, 공기 및 물 배리어 물품이 건물 구성요소의 표면에 붙도록 하는 단계;
롤의 적어도 일부분을 푸는 단계 - 푸는 동안, 라이너는 탄성 다공성 층의 제1 주 표면 반대편의 중합체 층의 주 표면 상에 배치된 채로 유지됨 -; 및
자가-밀봉 물품의 일부분으로부터 라이너의 적어도 일부분을 박리하는 단계를 포함하는, 공기 및 물 배리어 물품을 적용하는 방법.
실시 형태 41. 라이너의 일부분을 중합체 층의 주 표면 상에 배치된 상태로 남겨 두는 단계를 추가로 포함하는, 실시 형태 40의 방법.
본 발명의 실시 형태가 상기 기재되었고 하기의 실시예를 통해 하기에 추가로 예시되며, 이들은 어떤 방식으로든 본 발명의 범주에 제한을 가하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 이와는 반대로, 본 명세서의 설명을 읽은 후에, 본 발명의 사상 및/또는 첨부된 청구범위의 범주로부터 벗어남이 없이 당업자에게 연상될 수 있는 다양한 다른 실시 형태, 변경 및 그의 등가물이 사용될 수 있음이 명백히 이해되어야 한다.
실시예
하기 실시예는 본 발명의 범주 내의 예시적인 실시 형태를 예시하고자 하는 것이다. 본 발명의 넓은 범주를 기술하는 수치 범위 및 파라미터가 근사치임에도 불구하고, 특정 실시예에 기재되는 수치 값은 가능한 한 정확하게 보고된다. 그러나, 임의의 수치 값은 본질적으로 그의 각자의 시험 측정치에서 발견되는 표준 편차로부터 필연적으로 유래하는 소정의 오차를 포함한다. 최소한으로, 그리고 청구범위의 범주에 대한 균등론의 적용을 제한하려는 시도로서가 아니라, 각각의 수치 파라미터는 적어도 보고된 유효 숫자의 숫자의 관점에서 그리고 보통의 반올림 기법을 적용함으로써 해석되어야 한다.
재료
Figure pct00001
Figure pct00002
Figure pct00003
시험 방법
못 밀봉성
일부 수정을 가지고, 대체로 ASTM D-1970/D-1970M-13 "아이스 댐 보호를 위한 급경사 지붕 언더레이먼트로서 사용되는 자가-부착 중합체 개질된 역청질 시트 재료에 대한 표준 사양"(Standard Specification for Self-Adhering Polymer Modified Bituminous Sheet Materials Used as Steep Roofing Underlayment for Ice Dam Protection)", 항목 7.9: "자가 밀봉성. 헤드 오브 워터 시험"(Self Sealability. Head of Water Test)에 기재된 바와 같이, 공기 및 물 배리어 물품의 못 밀봉성을 평가하였다. 모든 재료를 사용 전에 24시간 이상 동안 23℃ (73°F)에서 컨디셔닝하였다. 3가지 상이한 수정 시험을 이용하였다. "A" 또는 "B" 등급이 성취된 경우에 샘플이 시험을 통과한 것으로 간주하였다.
ASTM D-1970/D-1970M-13의 수정 시험 1
두께가 1.25 cm (0.5 인치)인 합판 기재를 이용하였고; 공기 및 물 배리어 물품의 노출된 표면 위로 6.35 밀리미터 (0.25 인치)가 남을 때까지, 공기 및 물 배리어 물품을 통해 합판 기재 내에 4개의 못을 박았고; 적색 염료를 물에 첨가하였다. 노출 후에, 공기 및 물 배리어 물품과 접촉해 있는 합판 기재의 표면 (본 명세서에서 "상부면"으로 지칭됨) 및 상부면 반대편의 합판 기재의 표면 (본 명세서에서 "하부면"으로 지칭됨)을, 각각의 4개의 못 주위의 적색-염색된 영역의 존재에 의해 결정되는 바와 같은 물 누출의 징후에 대해 육안으로 시각적으로 검사하였다. 그러한 염색된 영역은 공기 및 물 배리어 물품이 못 주위에 밀봉부(seal)를 형성하지 못함을 나타낼 것이다. 샘플은, 합판 기재 상의 못 영역들 중 3개 또는 4개에 염료 염색이 없는 경우 "A"로 등급을 매기고; 합판 기재 상의 못 영역들 중 2개에 염료 염색이 없는 경우 "B"로 등급을 매기고; 합판 기재 상의 못 영역들 중 1개 또는 0개에 염료 염색이 없는 경우 "C"로 등급을 매겼다.
ASTM D-1970/D-1970M-13의 수정 시험 2
하기의 변경을 가지고서, 수정 시험 1과 동일한 방식으로 수정 시험 2를 수행하였다. 못대가리가 공기 및 물 배리어 물품의 상부 표면과 접촉할 때까지 공기 배리어 물품을 통해 합판 기재 내에 4개의 못을 박고, 이어서, 공기 및 물 배리어 물품의 노출된 표면 위로 6.35 밀리미터 (0.25 인치)가 남을 때까지 못을 빼내었다.
ASTM D-1970/D-1970M-13의 수정 시험 3
하기의 수정을 가지고, 수정 시험 2와 동일한 방식으로 수정 시험 3을 수행하였다. 못을 빼내지 않았다.
수증기 투과율
하기의 수정을 가지고, 대체로 ASTM E96/E96M-13: "재료의 수증기 투과에 대한 표준 시험 방법"(Standard Test Methods for Water Vapor Transmission of Materials)에 기재된 바와 같이 항목 11: (23℃ (73℉)) 및 50% 상대 습도에서의 건조제 방법(Dessicant Method)을 사용하여, 공기 및 물 배리어 물품의 수증기 투과율을 평가하였다. 6개의 데이터 점(data point)을 얻었고 이것을 사용하여 투과율 값을 계산하였다. 6개의 개별적인 값을 사용하여 평균 투과율 값을 결정하였고, 이것을 perm 단위로 보고하였다.
180° 각도 박리 접착 시험 1 (이지 사이드 이형력(Easy Side Release) = 접착제 강도)
라이너/패턴 코팅된 감압 접착제/다공성 층의 라미네이트에서, 본 명세서에서 "이지 사이드 이형력"으로도 지칭되는, 라이너와 패턴 코팅된 감압 접착제 사이의 180도 각도 박리 접착 강도를 측정하였다. 23℃ 및 50% 상대 습도에서 7일 동안 에이징한 후에 접착제 강도를 측정하였다. 시편 면도칼 절단기를 사용하여 라미네이트의 2.54 센티미터 폭 × 대략 20 센티미터 길이 (1 인치 × 8 인치)의 샘플을 절단하였다. 노출된 라이너 표면을 박리 접착 시험기 (모델 SP3M90, 미국 매사추세츠주 어코드 소재의 아이매스 인코포레이티드(IMASS Incorporated))의 미리 세정된 알루미늄 압반 표면에 길이 방향으로 부착하였다. 이어서, 라미네이트를, 2 킬로그램 (4.4 파운드) 고무 롤러를 사용하여 230 센티미터/분 (90 인치/분)의 속도로 한 방향으로 1회 롤링하였다. 압반 표면에 부착된 라이너로부터 감압 접착제/다공성 층을 주의 깊게 들어올리고, 180도의 각도로 되돌려 접고, 박리 접착 시험기의 클램프에 고정시켰다. 이어서, 230 센티미터/분 (90 인치/분)의 속도로 감압 접착제/다공성 층을 라이너로부터 박리할 때의 180도 각도 박리 접착 강도를 측정하였다. 최소 2개의 시험 시편을 평가하였으며, 이때 온스/인치 단위로 얻은 결과를 사용하여 평균 이형 강도를 계산하였다. 하기 180° 각도 박리 접착 시험 2 (타이트 사이드 이형력(Tight Side Release) = 라이너 이형력)에 기재된 조건 A 하에서 이형 시험을 수행하였다.
180° 각도 박리 접착 시험 2 (타이트 사이드 이형력 = 라이너 이형력)
라이너/ 중합체 재료/다공성 층의 라미네이트에서, 본 명세서에서 "타이트 사이드 이형력"으로도 지칭되는, 라이너와 중합체 재료 사이의 180도 각도 박리 접착 강도를 측정하였다. 하기 수정을 가지고 "180° 각도 박리 접착 시험 1 (이지 사이드 이형력 = 접착제 강도)"에 대해 기재된 것과 동일한 절차를 사용하였다. 압반 표면에 부착된 라이너로부터 중합체 재료/다공성 층을 주의 깊게 들어올리고, 180도의 각도로 되돌려 접고, 박리 접착 시험기의 클램프에 고정시켰다. 하기에 주어진 모든 에이징 조건 (A, B, 및 C) 후에 라이너와 중합체 재료 사이의 180도 박리 접착 강도를 측정하였다.
A) 23℃ (73℉) 및 50% 상대 습도 (RH)에서 7일 후;
B) 70℃ (158℉)에서 7일 후에 23℃/50% RH에서 4시간 동안 평형화 후;
C) 32℃ (90℉)에서 7일 후에 23℃/50% RH에서 4시간 동안 평형화 후.
일부 경우에, 라이너와 중합체 재료 사이의 접착력 및/또는 중합체 재료와 다공성 층 사이의 접착력은 중합체 재료의 내부 (응집) 강도보다 컸다. 이는 중합체 재료의 분할을 가져왔으며, 이를 "응집 파괴"로 보고하였다.
연신율
하기 수정을 가지고, 대체로 ASTM D882-12: "얇은 플라스틱 시팅의 인장 특성에 대한 표준 시험 방법"(Standard Test Method for Tensile Properties of Thin Plastic Sheeting)에 기재된 바와 같이, 코팅된 공기 배리어 물품의 인장 특성을 평가하였다. 폭이 12.5 mm (0.5 인치)이고 길이가 152 밀리미터 (6 인치)이고 두께가 일반적으로 대략 0.15 내지 0.76 밀리미터 (0.006 내지 0.030 인치)인 3개의 직선 부분 시편을 필름 샘플로부터 다운웨브(downweb; DW) 방향 (기계 방향 (MD)으로도 지칭됨) 및 크로스웨브 (crossweb; CW) 방향으로 절단하고 시험 전에 최소 24시간 동안 23 +/- 2℃ 및 50% +/- 5% 상대 습도에서 컨디셔닝하였다. 평행 그립(grip)들 사이의 이격 거리는 100 밀리미터 (4 인치)였고, 크로스헤드 속도는 51 밀리미터/분 (2 인치/분)이었다. 시스템 제어기에 의해 이격 속도, 힘 측정, 및 데이터 계산을 수행하였다. 두 시험 샘플의 평균을 보고하였다.
응력 완화
코팅된 공기 배리어 물품의 응력 완화 특성을 다음과 같이 평가하였다. 샘플을 시험 전에 최소 24시간 동안 23 +/- 2℃ 및 50% 상대 습도 +/- 5%에서 컨디셔닝하였다. 25.4 밀리미터 (1 인치) 폭 × 152 밀리미터 (6 인치) 길이의 직선 부분 시편을 기계 방향 (MD)으로 절단하였다. 샘플을 늘어지거나 신장되지 않게 인장 기계 (모델 신테크(Sintech) 500/s, 미국 미네소타주 에덴 프래리 소재의 엠티에스 시스템즈 코포레이션(MTS Systems Corporation))의 그립들 사이에 100 밀리미터 (4 인치)의 평행 그립들 사이의 초기 이격 거리로 삽입하였다. 샘플을 50% 연신율에 도달할 때까지 1520 밀리미터/분 (60 인치/분)의 크로스헤드 속도로 연신시켰다. 이 위치를 5분 동안 유지하였다. 이어서 크로스헤드가 0% 연신율로 되돌아와서, 사이클을 완료하였다. 시스템 제어기에 의해 이격 속도, 힘 측정, 및 데이터 계산을 수행하였다. 50% 연신율에서의 초기 하중 및 50% 연신율에서의 5분 후의 하중을 기록하였다. (1 - (5분 후의 하중/초기 하중))*100으로서 응력 완화를 계산하고, % 단위로 보고하였다. 하중 값은 파운드 힘 (lbf) 및 뉴턴 (N) 단위로 보고하였다.
물 통과(Water Strike Through)
하기 수정을 가지고 WSP 70.3 (08) - "유사 소변을 사용하는 부직 커버스톡 액체 통과 시간에 대한 표준 시험 방법"(Standard Test Method for Nonwoven Coverstock Liquid Strike-Through Time Using Simulated Urine)에 따라, 중합체 코팅된 다공성 층의 수분 소산 능력을 특성화하였다. 시험 시편 아래에 흡수 패드를 두지 않았다. 샘플은 모두 중합체 코팅 반대편의 다공성 층 상에서 시험하였다. 5 mL의 유사 소변 대신에, 3 밀리리터의 증류수를 사용하였다. 101.6 밀리미터 (4 인치) × 101.6 밀리미터 (4 인치) × 25.4 밀리미터 (1 인치) 두께의 플레이트를 시편 위에 놓았다. 25.4 밀리미터 (1 인치)의 직경으로 플레이트를 절단 관통한 실린더에 물을 넣었다. 전자 타이머 대신에 스톱워치를 사용하였다. 물이 다공성 층에 접촉하자마자 스톱워치를 시작하였고, 물이 다공성 층 내로 완전히 침투하였을 때 멈췄다. 3 밀리미터의 물이 다공성 층 내로 완전히 침투하는 시간을 초 단위로 기록하였고 중합체 코팅된 다공성 층의 통과 시간(Strike Through Time)으로 보고하였다.
물 흡수 능력
중합체 코팅된 다공성 층의 흡수 능력을 다음과 같이 결정하였다. 107.95 밀리미터 (4.25 인치) × 107.95 밀리미터 (4.25 인치)의 샘플을 칭량하고, 이어서 5분 동안 수조 내에 넣었다. 이어서, 재료를 수조에서 꺼내고 클립에 의해 1분 동안 매달았다. 이어서, 재료를 재칭량하여 흡수된 물의 중량을 그램 단위로 결정하였다. 흠뻑 적신 후의 최종 중량으로부터 재료의 초기 중량을 빼서 물 흡수 능력을 계산하였다. 흡수 값을 그램 단위로 보고하였다.
실시예
실시예 1
중합체 재료로 한 쪽 면이 부분적으로 함침되고 덮인 탄성 다공성 층을 갖고, 중합체 재료로 코팅된 면 반대편의 탄성 다공성 층의 면 상에 배치된 감압 접착제 층을 갖는 공기 및 물 배리어 물품을 다음과 같이 제조하였다. 혼합 용기 내에 하기 재료를 충전하고, 이어서 혼합 용기를 이중 비대칭 원심 혼합기에 넣음으로써 중합체 재료 조성물을 제공하였다: 39.8 중량부 (이하, 약어로 "pbw")의 실릴-종결된 폴리에테르, 카네카 MS 폴리머 S203H, 1.25 pbw의 소수성 건식 실리카, 에어로실 R202, 26.7 pbw의 탄산칼슘, 오미야카르브 5-FL, 및 4.4 pbw의 산화티타늄, 티오나 696. 2500 rpm에서 4분 동안 혼합한 후에 0.87 pbw의 아미노실란, 다이나실란 DAMO-T, 0.87 pbw의 비닐 트라이메톡시실란, 다이나실란 VTMO, 및 0.19 pbw의 주석 촉매, 네오스탄 U-220H를 첨가하고, 2500 rpm에서 2분 동안 혼합하였다. 이러한 최종 혼합물을 사용하여 라이너 1을 코팅하였는데, 이형 필름의 두께보다 0.30 밀리미터 (0.012 인치) 더 큰 간극 설정을 갖는 노치 바 코팅기(notch bar coater)를 사용하였다. 이어서, 중합체 재료-코팅된 이형 필름을 실온 (23℃ (73℉))에서 핸드 롤러 및 약한 압력을 사용하여 탄성 다공성 층, 폼 1에 라미네이팅하였다. 이러한 라미네이트 구조물을 93℃ (200℉)에서 8시간 동안 경화시켰다. 이는 탄성 다공성 층의 면 반대편의 중합체 코팅의 면 상에 라이너를 갖는 자가-밀봉 공기 및 물 배리어 물품 (탄성 다공성 층의 한 쪽 면 상의 중합체 재료의 연속 층)을 제공하였다.
99 pbw의 아이소옥틸 아크릴레이트 (IOA), 1 pbw의 아크릴산 (AA) 및 0.04 pbw의 광개시제, 이르가큐어 651을 혼합함으로써, 감압 접착제 전구체 조성물을 제조하였다. 이 혼합물을 질소 분위기 하에서 저강도 자외 방사선에 노출시켜 부분적으로 중합하여 점도가 약 4000 cP인 코팅가능한 시럽을 제공하였다. 추가적인 0.26 pbw의 이르가큐어 651, 0.13 pbw의 트라이아진, 및 6 pbw의 점착부여제, 포랄 85LB를 시럽에 첨가하고, 모든 성분이 완전히 용해될 때까지 혼합하여, 감압 접착제 전구체 조성물을 제공하였다.
이어서, 라이너의 두께보다 큰 0.076 mm (0.003 인치) 간극 설정을 갖는 노치 바를 사용하여, 접착제 전구체 조성물을 실리콘 처리된 폴리에틸렌 코팅된 크라프트지 라이너 상에 코팅하였다. 이어서, 접착제 전구체를 질소-풍부 환경에서 300 내지 400 나노미터에서의 스펙트럼 출력(spectral output) - 351 나노미터에서 최대임 - 을 갖는 자외 방사선원에 노출시켰다. 노출 시간 동안 약 9.0 밀리와트/제곱센티미터의 방사 조도(irradiance)를 사용하여, 1800 밀리줄/제곱센티미터의 총 에너지를 야기하였다. 결과는 감압 접착제 코팅된 라이너였다.
못 밀봉성 평가를 위해, 감압 접착제를 종이 라이너로부터 손 압력을 사용하여 12.7 밀리미터 (0.5 인치) 두께의 하나의 합판 기재에 전사 라미네이팅하였다. 다음으로, 자가-밀봉 공기 및 물 배리어 물품을, 탄성 다공성 층의 노출된 표면이 감압 접착제 층을 덮도록, 합판 기재에 손으로 라미네이팅하였다. 이어서, 중합체 코팅에 부착된 라이너를 제거하였다. 이어서, 접착제 코팅된 자가-밀봉 공기 및 물 배리어 물품을 갖는 합판 기재를, 시험 방법 1을 사용하여, 못 밀봉성에 대해 평가하였다.
하기에 달리 언급되지 않는 한 시험 전에 라이너를 중합체 코팅으로부터 제거하여 얻어지는 탄성 자가-밀봉 공기 및 물 배리어 물품 (탄성 다공성 층의 한 쪽 면 상의 중합체 재료의 연속 층)에 대해 수증기 투과율과 인장 및 연신율 특성의 측정을 수행하였다.
탄성 다공성 층의 면 반대편의 중합체 코팅의 면 상에 라이너를 갖는 자가-밀봉 공기 및 물 배리어 물품 (탄성 다공성 층의 한 쪽 면 상의 중합체 재료의 연속 층)의 구조물에 대해 "타이트 사이드 이형력"을 측정하였다.
실시예 2
하기의 수정을 가지고 실시예 1을 반복하였다. 사용한 탄성 다공성 층은 폼 2이었다.
실시예 3
하기의 수정을 가지고 실시예 1을 반복하였다. 사용한 탄성 다공성 층은 폼 3이었다.
실시예 4
하기의 수정을 가지고 실시예 1을 반복하였다. 사용한 탄성 다공성 층은 MPG S000695142이었다. 이 구조물을 또한 라이너 1을 제거한 후에 응력 완화, 물 통과, 및 물 흡수 능력에 대해 시험하였다.
비교예 1
하기의 수정을 가지고 실시예 1을 반복하였다. 다공성 층 (리메이 2024)을 탄성 다공성 층, 폼 1 대신에 사용하였다. 이 재료를 또한 물 통과에 대해 시험하였다.
예시 예 5
실리콘 처리된 폴리에틸렌 코팅된 크라프트지 라이너 상의 감압 접착제 전구체 조성물을 실시예 1에 기재된 바와 같이 제조하였다. 이어서, 노출된 감압 접착제에 손 압력을 사용하여 리메이 2024를 라미네이팅하였다. 다음으로, 실리콘 처리된 폴리에틸렌 코팅된 크라프트지 라이너를 제거하고 라이너 1로 대체하였다. 이어서, 이 구조물을 "이지 사이드 이형력"에 대해 시험하였다.
실시예 6
탄성중합체 스트랜드를 29.5 센티미터 (11.6 인치)의 길이로 절단하였다. 3개의 탄성중합체 스트랜드를 모으고, 단부들을 합판 보드에서 118 센티미터 (46.5 인치) 이격된 2개의 나사에 묶었다. 이를 3개의 탄성중합체 스트랜드의 추가 27개의 세트에 대해 반복하였고, 이 세트들 사이의 간격은 0.64 센티미터 (0.25 인치)이었다.
한 쪽 면에 라이너 1을 갖는 다공성 층, 피논 C3019NW를, 라이너 1과 접촉해 있는 면 반대편의 면 상에서 스프레이 접착제로 처리하였다. 이어서, 라이너를 갖는 생성되는 접착제 처리된 다공성 층을 합판 보드 상에 장착된 탄성중합체 스트랜드의 세트들 아래에서 활주시켰다. 다음으로, 탄성중합체 스트랜드의 상측의 노출된 표면을 스프레이 접착제로 처리하였다.
하기의 수정을 가지고, 자가-밀봉 공기 및 물 배리어 물품 (탄성 다공성 층의 한 쪽 면 상의 중합체 재료의 연속 층)을 실시예 1에 기재된 바와 같이 제조하고 그의 라이너를 제거하였다. 다공성 층, 피논 C3019NW를 탄성 다공성 층, 폼 1 대신에 사용하였다. 이러한 자가-밀봉 공기 및 물 배리어 물품을 노출된, 접착제 처리된 탄성중합체 스트랜드 위에 손 압력을 사용하여 라미네이팅하였다. 다층 구조물을 실온에서 약 24시간 동안 건조되게 두었다.
이어서, 탄성중합체 스트랜드의 단부를 합판 보드로부터 절단하고, 라이너 1을 제거하고, 생성되는 구조물을 총 약 5분 동안 고 설정에서 히트 건(heat gun)으로 처리하여 탄성 자가-밀봉 공기 및 물 배리어 물품을 제공하였다.
못 밀봉성 평가를 위하여, 실시예 1에 기재된 바와 같이 제조된 감압 접착제를 함유하는 종이 라이너를 12.7 밀리미터 (0.5 인치) 두께의 하나의 합판 기재에 손 압력을 사용하여 전사 라미네이팅하였다. 다음으로, 탄성 자가-밀봉 공기 및 물 배리어 물품을 편평해질 때까지 신장시키고, 이어서 다공성 층의 노출된 표면이 감압 접착제 층을 덮도록 합판 기재에 손으로 라미네이팅하였다. 이어서, 접착제 코팅된, 탄성 자가-밀봉 공기 및 물 배리어 물품을 갖는 합판 기재를, 시험 방법 1을 사용하여, 못 밀봉성에 대해 평가하였다.
시험 전에 라이너를 중합체 코팅으로부터 제거하여 얻어지는 탄성 자가-밀봉 공기 및 물 배리어 물품 (탄성 다공성 층의 한 쪽 면 상의 중합체 재료의 연속 층)에 대해 수증기 투과율과 인장 및 연신율 특성의 측정을 수행하였다.
실시예 7
하기의 수정을 가지고 실시예 1을 반복하였다. 사용한 탄성 다공성 층은 손타라 8005이었다.
예시 예 8
하기의 수정을 가지고 비교예 1을 반복하였다. 라이너 2를 라이너 1 대신에 사용하였고, #0 메이어 바를 사용하여 라이너의 한 쪽 면 상에 잉크 1의 플러드 코팅(flood coating)을 제공한 후에 실온에서 건조시켜 라이너의 100% 잉크 커버율(ink coverage)을 제공하였다. 이어서, 중합체 재료를 잉크 플러드 코트 위에 코팅하였다.
실시예 9
하기의 수정을 가지고 실시예 4를 반복하였다. 라이너 2를 라이너 1 대신에 사용하였다. 라이너를 갖는 물품에 대해 못 밀봉성을 시험하였다. 오직 라이너 2 상에서만 수증기 투과율을 측정하였고, 이를 하기 표 1에 보고하였다. 탄성 다공성 층과 중합체 층의 조합은 수증기 투과율을 감소시킬 것으로 예상된다.
예시 예 10
하기의 수정을 가지고 비교예 1을 반복하였다. 라이너 3을 라이너 1 대신에 사용하였고, #0 메이어 바를 사용하여 라이너의 한 쪽 면 상에 잉크 1의 플러드 코팅을 제공한 후에 실온에서 건조시켜 라이너의 100% 잉크 커버율을 제공하였다. 이어서, 중합체 재료를 잉크 플러드 코트 위에 코팅하였다.
실시예 11
하기의 수정을 가지고 실시예 4를 반복하였다. 라이너 3을 라이너 1 대신에 사용하였다. 라이너를 갖는 물품에 대해 못 밀봉성을 시험하였다. 오직 라이너 3 상에서만 수증기 투과율을 측정하였고, 이를 하기 표 1에 보고하였다. 탄성 다공성 층과 중합체 층의 조합은 수증기 투과율을 감소시킬 것으로 예상된다.
실시예 12
하기의 수정을 가지고 실시예 4를 반복하였다. 라이너 4를 라이너 1 대신에 사용하였고, #0 메이어 바를 사용하여 라이너의 한 쪽 면 상에 잉크 1의 플러드 코팅을 제공한 후에 실온에서 건조시켜 라이너의 100% 잉크 커버율을 제공하였다. 이어서, 중합체 재료를 잉크 플러드 코트 위에 코팅하였다.
실시예 13
하기의 수정을 가지고 실시예 4를 반복하였다. 라이너 4를 라이너 1 대신에 사용하였다. 라이너를 갖는 물품에 대해 못 밀봉성을 시험하였다. 오직 라이너 4 상에서만 수증기 투과율을 측정하였고, 이를 하기 표 1에 보고하였다. 탄성 다공성 층과 중합체 층의 조합은 수증기 투과율을 감소시킬 것으로 예상된다.
예시 예 14
하기의 수정을 가지고 비교예 1을 반복하였다. 라이너 5를 라이너 1 대신에 사용하였고, #0 메이어 바를 사용하여 라이너의 한 쪽 면 상에 잉크 1의 플러드 코팅을 제공한 후에 실온에서 건조시켜 라이너의 100% 잉크 커버율을 제공하였다. 이어서, 중합체 재료를 잉크 플러드 코트 위에 코팅하였다.
실시예 15
하기의 수정을 가지고 실시예 4를 반복하였다. 라이너 5를 라이너 1 대신에 사용하였다. 라이너를 갖는 물품에 대해 못 밀봉성을 시험하였다. 오직 라이너 5 상에서만 수증기 투과율을 측정하였고, 이를 하기 표 1에 보고하였다. 탄성 다공성 층과 중합체 층의 조합은 수증기 투과율을 감소시킬 것으로 예상된다.
실시예 16
하기의 수정을 가지고 실시예 4를 반복하였다. 라이너 6을 라이너 1 대신에 사용하였고, #0 메이어 바를 사용하여 라이너의 한 쪽 면 상에 잉크 1의 플러드 코팅을 제공한 후에 실온에서 건조시켜 라이너의 100% 잉크 커버율을 제공하였다. 이어서, 중합체 재료를 잉크 플러드 코트 위에 코팅하였다.
실시예 17
하기의 수정을 가지고 실시예 4를 반복하였다. 라이너 6을 라이너 1 대신에 사용하였다. 라이너를 갖는 물품에 대해 못 밀봉성을 시험하였다. 오직 라이너 6 상에서만 수증기 투과율을 측정하였고, 이를 하기 표 1에 보고하였다. 탄성 다공성 층과 중합체 층의 조합은 수증기 투과율을 감소시킬 것으로 예상된다.
실시예 18
하기의 수정을 가지고 실시예 4를 반복하였다. 1.25 pbw 대신에 2.5 pbw의 소수성 건식 실리카, 에어로실 R202를 중합체 제형에 사용하였고, 라이너 3을 라이너 1 대신에 사용하였다. 이 샘플을 라이너 3을 제거한 후에 응력 완화에 대해서만 시험하였다.
실시예 19
하기의 수정을 가지고 실시예 18을 반복하였다. 0.87 pbw의 제니오실 XL 65를 다이나실란 VTMO 대신에 사용하였다. 이 구조물을 라이너 3을 제거한 후에 응력 완화, 물 통과, 및 물 흡수 능력에 대해서만 시험하였다.
비교예 2
하기의 수정을 가지고 실시예 18을 반복하였다. 리메이 2024를 다공성 층으로서 사용하였다. 이 샘플을 물 통과 및 물 흡수 능력에 대해 시험하였다.
결과
[표 1]
Figure pct00004
[표 2]
Figure pct00005
표 2의 예시 예 5에 대한 결과는 동일한 접착제 및 라이너를 이용한 모든 예에 대한 이지 사이드 이형 값을 대표한다.
[표 3]
Figure pct00006
[표 4]
Figure pct00007
[표 5]
Figure pct00008
[표 6]
Figure pct00009
[표 7]
Figure pct00010
본 명세서가 소정의 실시 형태를 상세히 설명하고 있지만, 당업자가 상기의 내용을 이해할 때 이들 실시 형태에 대한 수정, 변형, 및 등가물을 용이하게 생각해낼 수 있음이 이해될 것이다. 따라서, 본 발명이 상기에 기술된 예시적인 실시 형태로 부당하게 제한되어서는 안 된다는 것이 이해되어야 한다. 또한, 본 명세서에서 참조로 인용되는 모든 공개된 특허 출원 및 허여된 특허는, 마치 각각의 개별 간행물 또는 특허가 참고로 포함되는 것으로 명확하게 그리고 개별적으로 나타내어지는 것과 동일한 정도로, 전체적으로 참고로 포함된다. 다양한 예시적인 실시 형태를 기재하였다. 이들 및 다른 실시 형태는 개시된 실시 형태의 하기 목록의 범주 내에 있다.

Claims (15)

  1. 탄성 다공성 층의 제1 주 표면 상에 배치되고 그를 덮는 중합체 층을 포함하며, ASTM D-1970/D-1970M-13의 수정 시험 1, ASTM D-1970/D-1970M-13의 수정 시험 2, 또는 ASTM D-1970/D-1970M-13의 수정 시험 3을 통과하고, 수증기 투과성이고 공기 및 물 배리어(barrier)인, 자가-밀봉(self-sealing) 물품.
  2. 제1항에 있어서, 중합체 층 반대편의 탄성 다공성 층의 주 표면 상에 배치된 접착제 층을 추가로 포함하는, 자가-밀봉 물품.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 중합체 층과 탄성 다공성 층 사이에 배치되거나, 중합체 층 반대편의 탄성 다공성 층의 주 표면 상에 배치된 추가의 다공성 층을 추가로 포함하는, 자가-밀봉 물품.
  4. 제3항에 있어서, 추가의 다공성 층은 중합체 층 반대편의 탄성 다공성 층의 주 표면 상에 배치되고, 자가-밀봉 물품은 탄성 다공성 층 반대편의 추가의 다공성 층의 주 표면 상에 배치된 접착제 층을 추가로 포함하는, 자가-밀봉 물품.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 1 perm 이상의 증기 투과율(vapor transmission rate)을 갖는, 자가-밀봉 물품.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 탄성 다공성 층은 복수의 탄성중합체 스트랜드(strand), 탄성 네트(net), 탄성 부직 재료, 탄성 직포, 탄성 편포, 탄성 폼(foam), 탄성 미세천공된 필름, 및 이들의 조합 중 적어도 하나를 포함하는, 자가-밀봉 물품.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 횡방향으로 90% 초과의 연신율을 갖는, 자가-밀봉 물품.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 중합체 층은 알콕시 실란으로부터 유도되는 적어도 하나의 말단 기를 갖는 폴리옥시알킬렌 중합체를 포함하는, 자가-밀봉 물품.
  9. 제8항에 있어서, 폴리옥시알킬렌 중합체의 말단 기 전부는 실릴 종결되는, 자가-밀봉 물품.
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서, 폴리옥시알킬렌 중합체는 적어도 하나의 실릴 개질된 분지형 기를 추가로 포함하는, 자가-밀봉 물품.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 탄성 다공성 층 반대편의 중합체 층의 주 표면 상에 배치된 미세다공성 막을 추가로 포함하는, 자가-밀봉 물품.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 탄성 다공성 층은 폴리에스테르, 폴리락트산, 폴리올레핀, 폴리아미드, 폴리우레탄, 또는 레이온 중 적어도 하나를 포함하는 부직물인, 자가-밀봉 물품.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 탄성 다공성 층은 탄성 다공성 층의 평면에서 물을 소산(dissipate)시킬 수 있는, 자가-밀봉 물품.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 크림핑(crimping)된, 자가-밀봉 물품.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항의 자가-밀봉 물품;
    중합체 층 반대편의 탄성 다공성 층의 제2 주 표면 상에 배치된 접착제 층; 및
    탄성 다공성 층의 제1 주 표면 반대편의 중합체 층의 주 표면 상에 배치된 라이너
    를 포함하는, 라이닝된 자가-밀봉 물품.
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