JP2003510197A - 液体不透過性水蒸気透過性膜として有用な積層体 - Google Patents
液体不透過性水蒸気透過性膜として有用な積層体Info
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Abstract
Description
益を請求するものである。
inate)または多層ポリマーフィルム構造体に関する。特に、本発明は、基
体層、連結層、およびコポリエーテルエステルを含む層を含む、多層ポリマーフ
ィルム構造体であって、異なる透過性を有する構造体に関する。
に建築産業において、特に家屋および家屋の屋根などの建物構造に通常に使用さ
れている。建物の内部と外部との間の水蒸気の透過は、建物の断熱材および木を
含む部材の内部または表面上における水蒸気凝結とそれによる水分堆積の蓄積と
なり、断熱材に対して多大な損害をもたらす可能性がある。したがって、できる
限りそれらを乾燥して維持するために、建物の断熱材および木を含む部材と接触
から生じる水分蓄積を防止することが特に重要である。多くの国では建築のこの
点を規制する建物規制が存在する。
っている。どんな気候条件でも、建物の壁または屋根を通る水蒸気の移送を制御
して水分の蓄積を防止することが望ましい。通常、制限された水蒸気透過率(m
oisture vapor transmission rate(MVTR
))を有するような膜は、建物の断熱材を裏打ちするために使用され、水蒸気が
建物の内側から外側へ移送する冬期に水蒸気移送を制御するように設計される。
成るいわゆる通気性の繊維も知られている。名実兼ね備えた水蒸気を通す材料は
、織物材料に接着した微孔ポリテトラフルオロエチレンフィルムである。この製
品は非常によくできているが、かなり高価で、細孔が汚れ、ボディオイルおよび
洗剤によって遮断される傾向がある。その他のポリマーも水蒸気透過率(MVT
R)の高いフィルムに形成することができ、ナイロンまたはポリ(エチレンテレ
フタレート)などの織物材料で被覆すると防水性かつ水蒸気透過性の衣服を製造
するために使用できることが知られている。米国特許第4493870号は、ジ
カルボン酸、脂肪族ジオールおよびグリコールの少なくとも70%が酸素に対す
る炭素の比が2.0〜2.4であるポリ(アルキレンオキシド)グリコールから
作製されたコポリエーテルエステルの単層フィルムで被覆された織物材料で作ら
れた防水性衣服を開示している。そこで開示されたような防水性衣服は、フィル
ムのどの表面が高湿度側に面しているかに左右されないMVTR値を有する。得
られた値は、いずれの面が同レベルの湿度に暴露したときでも等しい。
層体の製造方法を開示している。この方法では、厚さが3から25μmである水
蒸気透過性、液体不透過性のバリア層が、このバリア層の片面上の1から5μm
の厚さのリリース層と、このバリア層の反対側面上の1から5μmの連結層と一
緒に押し出される。連結層は織物または不織布などの多孔性基体に接着している
。この連結層は、一般的にエチレンコポリマーまたはポリウレタンなどの熱可塑
性材料を含み、多孔性基体と通気性の熱可塑性バリア層との間の接着性を改善す
るのに役立っている。
過性フィルム、およびフィルムを通過して衣服の外部または風や雨の受ける側(
weather−side)へ迅速に水蒸気を透過させる一方、反対方向への水
移送を最小限に抑え、着用者を外部からもたらされる水、液体および蒸気から防
御しつつ、着用者からのMVTRを増加させることによって衣服の着用をより快
適にする、防水性衣服で用いられる防水性水蒸気透過性フィルムを開示している
。特に、米国特許第4725481号は、異なった水蒸気移送が可能で水分の蓄
積を防止するコポリエーテルエステルエラストマーの疎水層および親水層が一緒
に結合した二成分フィルム(bicomponent film)を開示してお
り、この二成分フィルムはASTM E96−66(手順BW)による水蒸気分
離比が少なくとも1.2である。
)において記載されたように、水表面に接する親水層の二成分フィルムを用いて
測定したMVTRを、水表面に接する疎水層を有する二成分フィルムのMVTR
で除したもののことである。ASTM E96−66(手順BW)で測定した米
国特許第4725481号の二成分フィルムのMVTRは、疎水層に次いで親水
層を通って水蒸気を通過する場合との対照して、水蒸気が親水層の方向に向かい
、次いで二成分の疎水層を通過するときの方が非常に高い。これらの二成分は透
過性バルブのように挙動する。二成分フィルムの透過性は蒸気圧(相対湿度)に
対して直線的ではない。相対湿度が増加するにつれて、親水層は組成によって決
定される量で水分を吸収することで、膨潤して、より透過性になる。コポリエー
テルエステルの水膨潤能力は、ポリマー中の長鎖エステル単位の質量パーセント
が増加するにつれて増加する。結果として、親水相が水源に隣接するとき、MV
TRの値は疎水層が水源に隣接するときの約2から3倍高くなる。
た材料が、ポリオレフィンから成ることが多い基材または基体としばしば適合し
ないので、問題が多い。言い換えると、積層体製品が層間剥離(delamin
ation)に対して高い耐性を有するように、これらの2層間の適切な接着を
もたらすことは不可能であることが多い。薄い水透過性膜を有する積層体を製造
することが望まれる場合は尚更である。さらに、防水性水蒸気透過性膜は40%
まで膨潤することができるので、湿度の高い環境で防水性水蒸気膜と基体との間
の機械的結合の強度を維持することは特に困難である。
ることが可能である一方、それらの膜は、気候条件によって蒸気流が逆になり、
水蒸気が建物の外部から内部に移送される地域の夏期には、役に立たない。むし
ろこのような条件下では、この膜は建物の屋根または壁の空洞内における望まし
くない水分蓄積の原因となる。一般に、夏は高温多湿で、冬は通常低温で、一般
的には0℃を十分下回るような気候条件は亜熱帯地域に存在する。
出しコーティング法または従来の積層方法によってほとんど独占的に製造されて
いる。特に薄い膜が必要とされる場合に、適合しないポリマー樹脂と基体との組
み合わせの接着が乏しい1つの理由は、溶融ポリマー樹脂コーティングの冷却が
早すぎて、基体表面と十分な時間接触させ、強い接着を生成できないことである
。一般に、良好な結合を確実にするためには、基体の間隙および多孔性構造体に
溶融ポリマー樹脂コーティングが十分強く浸透しなければならない。さらに、ポ
リマー樹脂コーティングの冷却が迅速であると、均一な厚さの層が形成される前
にポリマーコーティングの凝固を引き起こす可能性があり、このことは、特に、
薄い膜が必要とされる場合に再度問題となる。一般的に、適合しないポリマー樹
脂コーティングと基体との間の接着は、主に機械的結合から成っており、化学的
結合はほとんど、または全くない。
ング層との間の接着が良好な実質的に液体不透過性水蒸気透過性膜、特に異なる
透過性を有する膜を提供することである。
ポリマー、コポリマー(たとえば、ブロック、グラフト、ランダムおよび交互コ
ポリマー)、ターポリマーなど、およびそれらのブレンドおよび修飾体(mod
ifications)が含まれる。さらに、特に限定しない限り、「ポリマー
」という用語には、材料の可能な幾何学的構造体が含まれる。これらの構造体に
は、限定はしないが、イソタクチック体、シンジオタクチック体およびランダム
な対称体が含まれる。
成る一連の主に飽和した重合炭化水素のいずれをも意味するものである。一般的
なポリオレフィンには、限定はしないが、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ
メチルペンテン、およびモノマーであるエチレン、プロピレン、およびメチルペ
ンテンモノマーの種々の組み合わせが含まれる。
含むだけでなく、少なくとも85%の繰り返し単位がエチレン単位であるコポリ
マーも含む。
ーを含むだけでなく、少なくとも85%の繰り返し単位がプロピレン単位である
コポリマーをも含む。
な同一のパターンを有さない平面材料を形成する無作為な形式で配置された個々
の繊維または糸の構造体を意味する。
酸ビニルコモノマー単位約10から約70質量パーセントを含む1つ以上のコポ
リマーを含む連結層(tie layer)、および (iv)層中のポリマーの全量に基づいて少なくとも50質量パーセントの量
で1つ以上のコポリエーテルエステルを含む層、 を含む積層構造体を提供する。
制御層は基体に隣接し、連結層は水蒸気制御層に隣接し、コポリエーテルエステ
ルを含む層は基体層から離れている連結層の表面上に隣接する。
は積層構造体の水蒸気透過率(MVTR)を減少させることができるポリマーを
含む。MVTRは、ASTM E96−66(手順BW)によって測定する。一
般的に制御層は、制御層を含む積層構造体のMVTRが、制御層を含まない積層
構造体のMVTRの5から10倍、好ましくは20倍小さいようにする。任意選
択の制御層を積層構造体に含める場合、前記構造は水蒸気制御層として作用し、
その機能は以下にさらに詳しく記載する。
エステルを含む層が基体に強く接着するという利点を有する。
1方向へのMVTRが反対方向へのMVTRよりも大きいという他の利点を有す
る。したがって、ポリ(エチレン酢酸ビニル)を含む連結層は、接着を増強する
ように機能するだけでなく、コポリエーテルエステルを含む層と相まって構造物
が異なる透過性を示すのを可能にする。
、保護したりすることを助けたりすることである。本発明のために企図されるあ
る最終用途では、積層構造体は雨を含めた種々の天候条件に曝してもよい。コポ
リエーテルエステルを含む層は吸湿性の傾向があり、水に曝した場合に膨潤する
ことができる。連結層はコポリエーテルエステルを含む層を水から防御するのを
助けることによって膨潤の可能性を最小限に抑えることができる。
る積層構造体は、連結層を有さない構造では合格できない種々の燃焼試験に合格
することが試験によって示されている。理論に拘束されるものではないが、耐炎
性の増強は基体材料よりも低い融点を有する連結層内のポリマーに起因すると考
えられる。火炎に暴露されると、連結層が最初に燃え始める。しかしながら、連
結層が燃える温度では、基体は溶融するだけである。基体層が溶融すると、連結
層が消失する。正味の効果は、連結層を有さない構造では得られないような炎拡
大に対する驚くほどの耐性である。
基体に向かう方向のMVTR(以下の式(1)ではMVTRCASと称する)は、
基体層から連結層およびコポリエーテルエステルを含む層へ向かう方向のMVT
R(以下の式(1)ではMVTRSACと称する)よりも大きい。MVTR比は、
で、好ましくは約2から約10である。
ならば、特定の最終用途に適するように、積層体を適応させるためにこれらのパ
ラメータを調節することができる。
6(手順BW)に従って、約100から約2000、好ましくは約150から約
1500gm.mil/m2/24hrsであり、コポリエーテルエステルを含
む層と連結層を一緒にしたMVTRは、ASTM E96−66(手順BW)に
従って、少なくとも約2500、好ましくは少なくとも約3500、より好まし
くは約3500から約20000gm.mil/m2/24hrsである。
好ましくは、連結層の厚さは、約1μmから約20μm、好ましくは約1μmか
ら約8μm、より好ましくは約1μmから約5μmである。好ましくは、コポリ
エーテルエステルを含む層の厚さは、約5μmから約100μm、好ましくは約
10μmから約50μm、より好ましくは約12μmから約30μmである。
ビニルコモノマー単位約10から約70質量パーセントを含む1つ以上のコポリ
マーを含む連結層、および (iii)1つ以上のコポリエーテルエステルを含む層、 を含み、前記連結層中にエチレンおよび酢酸ビニルを含む前記コポリマーの量お
よび前記コポリエーテルエステルを含む層のコポリエーテルエステルの量が少な
くとも1.5のMVTR比を付与するのに十分である、積層構造体を提供する。
少させることができるポリマー層を含めることが好ましい。一般に、制御層は、
制御層を含む積層体層のMVTRが、制御層を有さない積層構造体のMVTRよ
りも5から10、好ましくは20倍小さいようにする。このことは、前記で定義
したMVTRCASおよびMVTRSACの両方に適用される。
しく、スパンボンデッド材が好ましい。これは、少なくとも50、特に少なくと
も65、特に少なくとも90、特に少なくとも99質量パーセントのポリオレフ
ィンを含むことができる。ポリオレフィンは、好ましくはポリエチレンもしくは
ポリプロピレンである。該ポリオレフィンは、微量のその他のコモノマー単位を
含むことができるが、少なくとも50、特に少なくとも65、特に少なくとも9
0、特に少なくとも99質量パーセントのオレフィン繰り返し単位を含むべきで
ある。一実施形態において、少なくとも50、特に少なくとも65、特に少なく
とも90、特に少なくとも99質量パーセントの繊維はポリオレフィン繊維であ
る。あるいは、基体はポリエステルであってもよい。本発明は、前記の材料のブ
レンドを含む基体をも包含する。
形式でコポリエーテルエステルに接着した場合に、ISO 2411で定義され
る結合強度が通常1N/m未満である任意の材料であってよい。本明細書で使用
される「スパンボンデッド材」という用語は、押し出して延伸し、次いで連続ベ
ルトに載置したフィラメントによって形成された不織布を意味する。結合は、熱
間圧延カレンダー加工などのいくつかの方法により、または織布を高圧で飽和蒸
気室に通過させることによって達成できる。本発明に有用なスパンボンデッド不
織ポリオレフィンの例としては、イー・アイ・デュポン・デゥ・ヌムール・アン
ド・カンパニー製のTypar(登録商標)スパンボンデッドポリプロピレンが
ある。本発明に有用なポリエステルの例には、Christian Heinr
ich Sandler GmbH&Co.製のSawabond(登録商標)
4303および4342がある。
能を果たす。言い換えると、連結層は基体とコポリエーテルエステルポリマーと
の適合化を可能にし、基体およびコポリエーテルエステルポリマーの両者に強力
な結合を形成する。好ましい実施形態では、連結層には、約60から約85質量
パーセント、好ましくは約67から約77質量パーセントのエチレンコモノマー
単位および約15から約40質量パーセント、好ましくは約23から約33質量
パーセントの酢酸ビニルコモノマー単位を含む1つ以上のコポリマーが含まれる
。このタイプの市販材料には、ELVAX(登録商標)(イー・アイ・デュポン
・デゥ・ヌムール・アンド・カンパニー)が含まれる。前記の量のエチレンおよ
び酢酸ビニル単位も存在させる条件で、その他のコモノマー単位を微量でコポリ
マーに含めることができる。
存在するエチレンおよび酢酸ビニルを含む前記コポリマーの量は、連結層の好ま
しくは少なくとも80質量パーセント、より好ましくは少なくとも85質量パー
セント、より好ましくは少なくとも95質量パーセント、最も好ましくは実質的
に100質量パーセントである。
なくとも50質量パーセント、好ましくは少なくとも65質量パーセント、好ま
しくは少なくとも80質量パーセント、より好ましくは少なくとも90質量パー
セント、特に少なくとも99質量パーセントのコポリエーテルエステルが含まれ
る。該コポリエーテルエステルは一般に、以下に詳細を述べるように、親水性で
ある。
て、好ましくは約3000Pa.s未満、好ましくは少なくとも20Pa.sで
ある。粘度の範囲は、標準ISO11443によって測定して、好ましくは約2
0から約2000Pa.s、より好ましくは約40から約1000Pa.s、よ
り好ましくは約50から約700Pa.sである。Pa.sでの粘度は、sec -1 におけるずり速度および温度の関数として標準的ISO11443によって測
定される。粘度の測定に用いた温度は、最小ではポリマーの融(または軟化)点
のすぐ上(一般に約200℃から約210℃)から、最大では熱可塑性材料の加
工方法(例えば、同時押し出し(coextrusion)、射出成型および積
層体)で用いた温度のすぐ上(一般的に約230℃から約260℃、特に約24
0℃から約250℃)の温度までである。熱可塑性材料の加工に使用される温度
は、一般に熱可塑性材料の融点より高い約20℃から約50℃、特に約40℃か
ら約50℃である。粘度の測定に用いるずり速度は、約10から約10000s
ec-1で、これには一般に熱可塑性材料の加工方法で生じるずり速度が含まれる
。
443によって測定され、約200℃から約250℃の温度範囲において、好ま
しくは約3000Pa.s未満、好ましくは少なくとも20Pa.s、好ましく
は約20から約2000Pa.s、より好ましくは約40から約1000Pa.
s、より好ましくは約50から約700Pa.sである。他の実施形態では、こ
のポリエーテルエステルの粘度は、標準的ISO11443によって測定され、
本発明の積層体を製造するために用いる加工温度を下回る20から35℃の温度
において、約3000Pa.s未満、好ましくは少なくとも20Pa.s、好ま
しくは約20から約2000Pa.s、より好ましくは約40から約1000P
a.s、より好ましくは約50から約700Pa.sである。この実施形態では
、「本発明の積層体の製造に用いる加工温度」の基準は、本明細書で記載した好
ましい同時押し出しコーティング法で用いた押し出し温度の基準であることが好
ましい。
20℃より高いことが好ましい。コポリエーテルエステルの融点が約120℃未
満であると、ポリマーは粘着性になり、フィルム状で扱うことが困難であり、融
点が約220℃より高いと、フィルムは非常に堅くなる。融点は、標準ISO3
146にしたがって、示差走査熱量測定(DSC)によって測定する。
特許第4725481号に記載されたものから選択し、該開示内容を本明細書に
援用して取り入れる。
した長鎖エステル単位およびエステル結合によって頭−尾結合した短鎖エステル
単位を有し、前記長鎖エステル単位は下式によって表され、
ド)グリコールから末端水酸基を除去した後に残存する2価の基で、ポリ(アル
キレンオキシド)グリコールによって前記1つ以上のコポリエーテルエステルに
取り込まれたエチレンオキシドの量は、コポリエーテルエステルの全質量に基づ
いて約20から約68質量パーセント、好ましくは約25から約68質量パーセ
ントであり、 Rは、分子量約300未満を有するジカルボン酸からカルボキシル基を除去し
た後に残存する2価の基であり、 Dは、分子量約250未満を有するジオールから水酸基を除去した後に残存す
る2価の基であり、 前記コポリエーテルエステルは、短鎖エステル単位を約25から約80質量パ
ーセント含む。
水蒸気透過率(MVTR)が少なくとも約2500、好ましくは約3500、よ
り好ましくは約3500から約20000gm.mil/m2/24hrsであ
ることが好ましい。
明する。
基」という用語は、長鎖エステル単位中の(CH2−CH2−O−)基の全コポリ
エーテルエステルにおける質量パーセントを意味する。ポリマー中の量を測定す
るために計数されたコポリエーテルエステル中のエチレンオキシド基は、ポリ(
アルキレンオキシド)グリコール由来のものであって、低分子量ジオールによっ
てコポリエーテルエステルに導入されたエチレンオキシド基のものではない。
という用語は、長鎖グリコールとジカルボン酸との反応生成物を意味する。適当
な長鎖グリコールは、末端(またはできるだけ末端近くの)水酸基を有し、分子
量約400から約3500、好ましくは約600から約1500のポリ(アルキ
レンオキシド)グリコールである。
グリコールは、コポリエーテルエステルの全質量に基づいて約20から約68、
好ましくは約25から約68、より好ましくは約30から約55質量パーセント
のエチレンオキシド基を有するコポリエーテルエステルとなる量で、エチレンオ
キシド基を含むべきである。エチレンオキシド基は、ポリマーに水蒸気を容易に
透過する特性を持たせ、一般にコポリエーテルエステル中のエチレンオキシドの
パーセントが高くなるほど、水透過性の程度が高くなる。第2のポリ(アルキレ
ンオキシド)グリコールを微量部分含んだエチレンオキシドのランダムまたはブ
ロックコポリマーを用いることができる。一般に、第2のモノマーが存在する場
合、第2のモノマーはポリ(アルキレンオキシド)グリコールの約30molパ
ーセント未満、通常は約20molパーセント未満を構成する。得られたコポリ
エーテルエステルがエチレンオキシド基を少なくとも25質量パーセントの量で
有するという条件で、代表的な長鎖グリコールには、ポリ(エチレンオキシド)
グリコール、エチレンオキシドでキャップされたポリプロピレンオキシドグリコ
ール、ポリ(エチレンオキシド)グリコールとその他のグリコール、たとえばエ
チレンオキシドでキャップしたポリ(プロピレンオキシド)グリコールおよび/
またはポリ(テトラメチレンオキシド)グリコールとの混合物が含まれる。分子
量約600から1500を有するポリ(エチレンオキシド)グリコールから調製
されたコポリエーテルエステルは、優れた水蒸気透過性と限定された水膨潤性を
併せ持ち、フィルムに形成したとき、広範な温度範囲で有用な特性を示すので好
ましい。
」という用語は、低分子量化合物または分子量約550未満のポリマー鎖単位の
ことである。これらは、低分子量ジオールまたはジオール(MWが約250未満
)の混合物をジカルボン酸と反応させて前記の式(II)によって表されるエス
テル単位を形成することによって生成される。
応させる低分子量ジオールには、非環式、脂環式、および芳香族ジヒドロキシ化
合物が含まれる。好ましい化合物は、エチレン、プロピレン、イソブチレン、テ
トラメチレン、1,4−ペンタメチレン、2,2−ジメチルトリメチレン、ヘキ
サメチレンなどの2〜15個の炭素原子を有するジオール、およびデカメチレン
グリコール、ジヒドロキシシクロヘキサン、シクロヘキサンジメタノール、レゾ
ルシノール、ヒドロキノン、1,5−ジヒドロキシナフタレンである。特に好ま
しいジオールは、2〜8個の炭素原子を含む脂環式ジオールで、最も好ましいの
は1,4−ブタンジオールである。使用可能なジスフェノールの中には、ビス(
p−ヒドロキシ)ジフェニル、ビス(p−ヒドロキシフェニル)メタン、および
ビス(p−ヒドロキシフェニル)プロパンが含まれる。等価なエステルを形成す
るジオール誘導体も有用である(たとえば、エチレンオキシドまたはエチレンカ
ーボネートはエチレングリコールの代わりに用いることができる)。本明細書で
用いられる「低分子量ジオール」という用語は、このような等価なエステル形成
誘導体を含むものと解釈されるが、ただし、分子量の条件はジオールに関連し、
その誘導体には関連していない。
テルを生成するジカルボン酸は、低分子量、すなわち分子量約300未満を有す
る脂肪族、脂環式または芳香族ジカルボン酸である。本明細書で用いる「ジカル
ボン酸」という用語には、コポリエーテルエステルポリマーの形成の際にグリコ
ールおよびジオールとの反応で実質的にジカルボン酸のように働く2個の官能性
カルボキシル基を有するジカルボン酸の酸等価物が含まれる。これらの等価物に
は、ハロゲン化物および無水物などのエステルおよびエステル形成誘導体が含ま
れる。分子量条件は酸に関連するものであり、等価なエステルまたはエステル形
成誘導体に関連するものではない。したがって、酸の分子量が約300未満とい
う条件で、分子量が300より大きいジカルボン酸のエステルまたは分子量が3
00より大きいジカルボン酸の等価物が含まれる。ジカルボン酸は、コポリエー
テルエステルポリマー形成および本発明の組成物中のポリマーの使用を実質的に
妨害しない、任意の置換基または組み合わせを含むことができる。
基それぞれが飽和炭素原子に結合したカルボン酸を意味する。カルボキシル基が
結合する炭素原子が飽和されており、かつ環内にある場合、該酸は脂環式である
。共役不飽和を有する脂肪族または脂環式酸は、ホモポリマー化するので用いる
ことができないことが多い。しかしながら、マレイン酸などいくつかの不飽和酸
は用いることができる。
素原子に結合した2個のカルボキシル基を有するジカルボン酸である。両方の官
能性カルボキシル基が同じ芳香族環に結合する必要はなく、2つ以上の環が存在
する場合、それらは脂肪族または芳香族の2価基または−O−または−SO2−
などの2価基によって結合することができる。
キサンジカルボン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸、アジピン酸、グル
タール酸、4−シクロヘキサン−1,2−ジカルボン酸、2−エチルスベリン酸
、シクロペンタンジカルボン酸デカヒドロ−1,5−ナフチレンジカルボン酸、
4,4’−ビシクロヘキシルジカルボン酸、デカヒドロ−2,6−ナフチレンジ
カルボン酸、4,4’−メチレンビス(シクロヘキシル)カルボン酸、3,4−
フランジカルボン酸である。好ましい酸は、シクロヘキサン−ジカルボン酸およ
びアジピン酸である。
酸、安息香酸、2個のベンゼン核を有する置換ジカルボキシ化合物、たとえばビ
ス(p−カルボキシフェニル)メタン、p−オキシ−1,5−ナフタレンジカル
ボン酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、2,7−ナフタレンジカルボン酸、
4,4’−スルホニルジ安息香酸、およびハロ、アルコキシ、およびアリール誘
導体などそれらのC1〜C12アルキルおよび環置換誘導体が含まれる。芳香族ジ
カルボン酸も存在するという条件で、p−(ベータ−ヒドロキシエトキシ)安息
香酸などのヒドロキシル酸も用いることができる。
製するために好ましいクラスである。芳香族酸の中でも、8〜16個の炭素原子
を有するものが好ましく、特にテレフタル酸単独またはフタル酸および/または
イソフタル酸の混合物が好ましい。
である、約25〜80質量パーセントの前記式(II)に対応する短鎖エステル
単位を含む。コポリエーテルエステルが約25質量パーセント未満の短鎖エステ
ル単位を含む場合、結晶化速度は非常に遅くなり、コポリエーテルエステルは粘
着性になって取り扱いが困難になる。約80質量パーセントを上回る短鎖エステ
ル単位が含まれると、コポリエーテルエステルは一般に2倍堅くなる。コポリエ
ーテルエステルは、残部が長鎖エステル単位である、約30〜60、好ましくは
約40〜60質量パーセントの短鎖エステル単位を含むことが好ましい。一般に
、コポリエーテルエステル中の短鎖エステル単位のパーセントが増加するにつれ
て、ポリマーの引っ張り強さおよび係数は増加し、水蒸気透過率は減少する。最
も好ましくは、前記の式(I)および(II)でRによって表された基の少なく
とも約70%が1,4−フェニレン基であり、前記式(II)のDによって表さ
れた基の少なくとも約70%が1,4−ブチレン基であり、かつ1,4−フェニ
レン基ではないR基と1,4−ブチレン基ではないD基の合計が30%を超えな
いことである。第2のジカルボン酸を使用してコポリエーテルエステルを生成す
る場合、イソフタル酸を酸として選択し、第2の低分子量ジオールを用いる場合
、1,4−ブテンジオールまたはヘキサメチレングリコールをジオールとして選
択する。
いることができる。ブレンドに用いるコポリエーテルエステルエラストマーは、
それぞれに基づいてエラストマーについて本明細書で上で開示した値以内である
必要はない。しかしながら、2つ以上のコポリエーテルエステルエラストマーの
ブレンドは、質量平均に基づいてコポリエーテルエステルについて本明細書で記
載した値に従わなければならない。たとえば、2つのコポリエーテルエステルエ
ラストマーを等量含む混合物では、短鎖エステル単位の質量平均が45質量パー
セントである場合、一方のコポリエーテルエステルは短鎖エステル単位を60質
量パーセント含み、他方のコポリエーテルエステルは短鎖エステル単位を30質
量パーセント含むことができる。
きる。コポリエーテルエステル層の厚さはMVTRに影響を及ぼし、層が薄くな
ればなるほどMVTRは高くなる。コポリエーテルエステル中の短鎖エステルの
パーセントが増加するとMVTRの減少することとなるが、ポリマーがより結晶
性であるという事実ゆえに層の引っ張り強さが増加することにもなる。
よって測定して、1000から14000psi、通常2000から10000
psiであることが好ましい。この係数はコポリエーテルエステルエラストマー
の長鎖部分に対する短鎖部分の比およびコポリエーテルエステル調製のためのコ
モノマー選択によって制御することができる。比較的係数の低いコポリエーテル
エステルは、一般的に構造の堅さおよびドレープが重要な積層構造体に良好な伸
張回復および美しさをもたらす。
エステルまたはエステル混合物、1,4−ブタンジオールおよびポリ(テトラメ
チレンエーテル)グリコールまたはエチレンオキシドでキャップしたポリプロピ
レンオキシドグリコールから調製されるか、テレフタル酸のエステル、たとえば
ジメチルテレフタレート、1,4−ブタンジオールおよびポリ(エチレンオキシ
ド)グリコールから調製されることが好ましい。コポリエーテルエステルエラス
トマーは、テレフタル酸のエステル、たとえばジメチルテレフタレート、1,4
−ブタンジオールおよびポリ(エチレンオキシド)グリコールから調製されるこ
とがより好ましい。
に存在するのと同じモル比で最終生成物に取り込まれる。実際に取り込まれた低
分子量ジオールの量は、反応混合物中に存在する二酸と重合化グリコールとの間
のモルの差異に対応する。低分子量ジオールの混合物を用いるとき、取り込まれ
た各ジオールの量は、存在するジオールの量、沸点、および相対的反応性と大い
に相関関係にある。取り込まれたグリコールの全量は、二酸と重合化グリコール
との間のモルの差である。本明細書で記載したコポリエーテルエステルエラスト
マーは、慣用的なエステル交換反応によって好都合につくることができる。好ま
しい方法には、芳香族酸のエステル、たとえばテレフタル酸のジメチルエステル
を、触媒存在下、150℃〜160℃において、ポリ(アルキレンオキシド)グ
リコールおよび過剰モルの低分子量ジオール、1,4−ブタンジオールと共に加
熱し、次いで交換反応によって形成したメタノールを蒸留することが含まれる。
メタノールの発生が完了するまで加熱を続ける。温度、触媒および過剰なグリコ
ールに応じて、重合化は数分から数時間以内に完了する。この生成物によって、
以下に記載した方法によって高分子量コポリエーテルエステルに導くことができ
る低分子量プレポリマーが調製される。このようなプレポリマーは、いくつかの
他のエステル化またはエステル交換方法によっても調製することができ、たとえ
ば長鎖グリコールは、ランダム化が生じるまで、触媒存在下で高分子量または低
分子量短鎖エステルホモポリマーまたはコポリマーと反応させることができる。
短鎖エステルホモポリマーまたはコポリマーは、前記のジメチルエステルおよび
低分子量ジオール、または遊離酸と酢酸ジオールのエステル交換によって調製す
ることができる。あるいは、短鎖エステルコポリマーは、適切な酸、無水物また
は酸塩化物から、たとえばジオールとの直接エステル化により、または酸と環状
エーテルまたはカーボネートとの反応などのその他の方法によって調製すること
ができる。明らかに、長鎖グリコールの存在下でこれらの方法を実施することに
よってプレポリマーを調製することもできる。
高分子量にする。この方法は「重縮合」として知られている。この蒸留の間にさ
らにエステル交換が生じて分子量が増加し、コポリエーテルエステル単位の配置
を任意の順序に配列させる。この最終的な蒸留または重縮合が、1,6−ビス−
(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェノール)プロピオンアミ
ド]−ヘキサンまたは1,3,5−トリメチル−2,4,6−トリス[3,5−
ジターシャリ−ブチル]−4−ヒドロキシベンジル]ベンゼンなど抗酸化剤の存
在下、圧力1mm未満および240℃〜260℃において2時間未満で実施され
た場合、通常、最良の結果が得られる。最も実用的な重合化技法は、エステル交
換によって重合化反応を完了させることである。不可逆な熱分解の可能性がある
高温での過剰な保持時間を回避するために、エステル交換反応用の触媒を用いる
と有利である。種々の触媒を用いることができるが、チタン酸テトラブチルなど
の有機チタン酸エステルを単独か、あるいは酢酸マグネシウムまたは酢酸カルシ
ウムとの組み合わせて用いることが好ましい。たとえばアルカリまたはアルカリ
土類金属アルコキシドから得られたチタン酸複合体や、チタン酸エステルも、非
常に効果的である。チタン酸ランタンなど無機チタン酸エステル、酢酸カルシウ
ム/三酸化アンチモン混合物およびリチウムアルコキシドおよびマグネシウムア
ルコキシドは、使用可能なその他の触媒の代表である。
で塊から出る揮発性成分の除去を容易にするために不活性溶媒を用いることがで
きる。この技法は、たとえば直接エステル化によるプレポリマー調製に特に価値
がある。しかしながら、ある種の低分子量ジオール、たとえばブタンジオールは
、共沸蒸留によって重合化中に好都合に除去される。その他の特別な重合化技法
、たとえばビスフェノールとビスアシルハライドおよびビスアシルハライドキャ
ップ直線状ジオールとの界面重合化は、特定のポリマーの調製に有用である。バ
ッチ法および連続法はいずれも、コポリエーテルエステルポリマーの調製の任意
の段階に用いることができる。プレポリマーの重縮合は、真空中または不活性ガ
ス流中で細分化された固形プレポリマーを加熱し、遊離した低分子量ジオールを
除去することによって、固相で実施することもできる。この方法は、プレポリマ
ーの軟化点未満の温度で使用しなければならないので、分解が抑えられるという
利点を有する。主な欠点は、所与の程度の重合化に達するために長い時間が必要
であることである。
たは光による分解に対してさらに安定化させることが望ましい場合がある。これ
は、コポリエーテルエステル組成物に安定剤を取り込ませることによって容易に
達成される。満足のいく安定剤には、フェノール、特にヒンダードフェノールお
よびその誘導体、アミンおよびその誘導体、特にアリールアミンが含まれる。
ジ−tert−ブチルフェノール)、1,3,5−トリメチル−2,4,6−ト
リス[3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジル]ベンゼンおよ
び1,6−ビス[3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル]プ
ロピオンアミド]ヘキサンが含まれる。ヒンダードフェノールとジアウリルチオ
ジプロピオネートまたは亜リン酸エステルなどの共安定剤との混合物が特に有用
である。少量の顔料を添加することによって、あるいは光安定剤、たとえばベン
ゾトリアゾール紫外線吸収剤を取り込ませることによって、光安定性が増強され
る。通常コポリエーテルエステルの0.05〜1.0質量%の量のビス(1,2
,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジニル)n−ブチル−(3,5−ジ−
tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)マロネートなどのヒンダードアミ
ン光安定剤の添加は、特に光分解に耐性のある組成物を調製するために有用であ
る。
量に基づいて約1〜10質量パーセントの量で、コポリエーテルエステルに添加
することができる。粘土、タルク、アルミナ、カーボンブラックおよび二酸化ケ
イ素などの充填剤を用いることができ、後者が好ましく、白色および淡色の顔料
をポリマーに添加することができる。一般に、これらの添加物は種々の伸びにお
ける係数を増加させる効果を有する。
御層が積層構造体のMVTRを減少させる効果を有し、かつ該制御層が基体層お
よび連結層の両者に適合する条件で、前記層に使用可能なポリマーに特定の制限
はない。典型的には、制御層は、該制御層を含む積層構造体のMVTRを、制御
層を有さない積層構造体のMVTRの5から10倍、好ましくは20倍少ないよ
うにする。したがって、該ポリマーは、比較的低いMVTRを有するべきである
。適切なポリマーの例には、ポリエチレンまたはポリプロピレンまたは主要な繰
り返し単位としてエチレンおよび/またはプロピレンを含むそれらのコポリマー
が含まれる。制御層の典型的な厚さは2から15μm、好ましくは10から15
μmである。
ができる。
方法は周知である。この方法には一般に、ポリマーをその融点より高い温度まで
加熱する工程、溶融ポリマーのカーテンを通過する基体上に平坦なダイを通して
ポリマーを押し出す工程、コーティングした基体に圧力をかけて接着を実施する
工程、およびその後の冷却工程が含まれる。押し出し溶融コーティング法は、一
工程で積層構造体を経済的に製造できるので、広く使用されている。
れぞれの層を同時押し出しすることにより、多数のダイオリフィスの独立したオ
リフィスからそれぞれの層を同時に押し出し、その後、まだ溶融している層を結
合させることにより、あるいは好ましくはそれぞれのポリマーの溶融流がまずダ
イマニホールドへ導かれる経路内で一緒になり、その後、層流(streaml
ine flow)が混合しない条件下でダイオリフィスから基体上に共に押し
出す単一経路同時押し出しによるいずれかによって実施される。
層および予め形成した連結層、または予め形成したコポリエーテルエステルを含
む層、予め形成した連結層、および予め形成した制御層をそれらと基体とを積層
する前または積層と同時に積層することにより、あるいは注型により、用いるこ
ともできる。一般に、このような積層技法には、熱間圧延カレンダー装置上に各
層を熱積層することが含まれ、この場合、基体に層を結合するために使用される
温度は1つ以上の層を溶融または軟化するのに充分なものであり、充分な加圧で
層が結合する。
しするか、あるいは制御層を含める場合、制御層、連結層およびコポリエーテル
エステルを含む層を一緒に同時に押し出す、押し出しコーティング方法が好まし
い。
は、層間剥離に対して強い耐性を有する積層体を調製するために、すなわち、基
体と連結層との間の良好な接着および/または連結層とコポリエーテルエステル
を含む層との良好な接着のために特に有用である。この方法は、基体およびその
上の薄いコポリエーテルエステルを含む層を含む積層体を製造することが所望さ
れるとき、特に有用である。
形成が最小限に抑えられることである。たとえば積層構造体が実質的に液体不透
過性であることを確実にするためには、ピンホールを防ぎ、連続したコーティン
グ層を提供することが重要である。基体は一般に粗いまたは多孔性の材料から成
るゆえに、ピンホールが生じる。コーティング中およびその後の加圧中に、溶融
ポリマーは基体の孔または隙間に入り、その結果、ポリマーコーティングは基体
表面上の起伏または繊維性の突出によって分断され得る。ピンホール形成(pinh
oling)は薄いポリマー樹脂コーティング製造において特に問題なので、このよ
うなコーティングにおいてピンホール形成を回避するためには、一般的に基体に
対してポリマー樹脂の浸透が少ないことが必要である。良好な接着は一般的に高
い浸透性に依存するので、基体に強く接着するピンホールのない薄いポリマーコ
ーティングを得ることが問題となる。ピンホール形成は低粘度ポリマーで問題と
なり得る。一般に、粘度がある程度よりも低いと、ポリマーコーティングが薄い
コーティングのときピンホール形成の可能性が増大する基体の間隙および孔に溶
融ポリマーがより流入する。
リマー樹脂層の厚さを増加させることである。厚い樹脂層は、ポリマーコーティ
ングと基体の接触部分において、より強い結合を形成させる温度を維持する効果
を有するものと考えられる。さらに、厚い樹脂層は、基体の不規則性による破壊
がより起こりにくく、したがってピンホール形成がより起こりにくい。しかしな
がら、ポリマー樹脂層の厚さが増加することは経済的に不利で、製品の最終用途
に必ずしも適するとは限らない。前述のように、積層体製品は薄いポリマーフィ
ルム層を含むことが望ましいことがある。たとえば、水蒸気透過性膜では、厚さ
が増加すると水蒸気透過率が減少する。さらに、ポリマーコーティングの厚さが
増加するにつれて、所望する基体特性が失われ、たとえば積層構造体は堅く曲が
りにくくなり扱いが困難になり得る。
の使用が含まれる。この方法には、基体層を形成または提供する工程、その表面
上に前述の順番で連結層およびコポリエーテルエステルを含む層を提供する工程
、さらに連結層から離れたコポリエーテルエステルを含む層の表面に剥離可能な
リリース層を提供する工程が含まれる。この方法は、連結層を前記コポリエーテ
ルエステルを含む層および剥離可能なリリース層と共に同時押し出しする押し出
しコーティング方法であることが好ましい。再び、任意選択の制御層を積層体に
含める場合、制御層は基体と連結層の間に提供される。用いる方法が同時押し出
し法の場合、制御層は連結層、コポリエーテルエステルを含む層、および剥離可
能なリリース層と共に同時に押し出される。
ンで、または積層体輸送後のより後の段階のいずれかで、リリース層を除去する
工程、および(ii)積層体から一旦除去したリリース層を再利用する工程の1
つ以上のさらなる工程を任意選択で含む。
でなければならず、それと共に同時押し出しされることが好ましい。剥離可能な
リリース層に欠かせない重要点は、粘度が積層体の製造に伴う加工温度において
コポリエーテルエステルと同じでなければならないことである。剥離可能なリリ
ース層には、一般にポリマー樹脂、典型的にはポリエチレンまたはポリプロピレ
ンまたはエチレンおよび/またはプロピレンを主要な繰り返し単位として含むそ
れらのコポリマーが含まれる。好ましい実施形態では、リリース層には、低密度
ポリエチレン(LDPE)が含まれる。適切なLDPEの例には、DSM製のS
TAMYLAN(登録商標)8108がある。
って異なる。剥離可能なリリース層は、コポリエーテルエステルを含む層が基体
の構造に適切に浸透することを確実するのに十分な厚さであることが重要である
。剥離可能なリリース層がコポリエーテルエステルを含む層から剥離できる十分
な厚みであることも重要である。しかしながら、リリース層が薄すぎると、ピン
ホール形成を引き起こす。リリース層の厚さは、コポリエーテルエステルを含む
層の厚さよりも薄くなければならない。リリース層の厚さは、好ましくはコポリ
エーテルエステルを含む層の厚さの約90%以下、より好ましくは約80%以下
である。リリース層の厚さは、好ましくはコポリエーテルエステルを含む層の厚
さの少なくとも5%、好ましくは少なくとも15%、好ましくは少なくとも30
%である。言い換えると、TRLがリリース層の厚さで、TCLがコポリエーテルエ
ステルを含む層の厚さである場合、TRL/TCLは1未満、好ましくは約0.9未
満、より好ましくは約0.8未満である。好ましくは、TRL/TCLは約0.05
より大きく、好ましくは約0.15より大きく、より好ましくは約0.3より大
きい。好ましい実施形態では、TRL/TCLは約0.8である。
の流れを制御する目的のための熱制御層として役立つことができる。言い換える
と、リリース層はポリマーコーティング層にさらに熱容量をもたらし、これがコ
ーティング層を高温に維持することを可能にし、したがってより長期間の溶融を
可能にする。このように溶融期間が延長するとポリマーが基体の任意の間隙に流
入する時間が追加され、それによって機械的接着が増強されるものと考えられる
。場合によっては、熱がさらに加わると、ポリマー樹脂と基体との間の接触部分
の溶融が開始または増加して、それによって接着強度が増加することができる。
リリース層の厚さおよび組成、およびその温度の変動によって、冷却時間および
ポリマーコーティングの流れを変化させることが可能となり、次いでポリマー樹
脂と基体との間の接着強度をより制御することが可能となる。特に熱可塑性樹脂
層の厚さの均一性に関してコーティング性をさらに制御することも可能となり、
より均一な積層体の製造が可能となる。
エステルを含む層の汚損を抑えるため、またはその後の加工中のコポリエーテル
エステルを含む層の装置への望ましくない付着を抑えるために、保護層として役
立つことができる。
ことの他の利点は、より高速な、典型的には100m/分より大きく、しばしば
少なくとも150m/分で加工を実行することが可能になることである。
えるために役立つことができる。コーティングした基体への加圧を伴う加工段階
においてポリマーコーティングがまだ「軟らか」すぎる場合、ニップ圧力によっ
てコーティングを介して空気に力が加えられ、コーティング加工中に捕捉され加
圧されるようになり、かつコーティングされた基体中でその後破裂する、空気ま
たは気泡のポケットによって形成されたピンホールとなり得る。剥離可能なリリ
ース層の使用は、コーティング中の空気ポケットの捕捉に対する耐性をもたらす
ことができ、したがってより均一な積層体の製造を可能にする。
ものではない。
基体との間に良好な結合強度が得られる。本発明の好ましい実施形態では、フィ
ルム層が主にコポリエーテルエステルから構成され、基体が主にポリオレフィン
繊維から構成される場合、本発明の積層体材料は少なくとも0.1N/mの結合
強度を示すことが好ましい。より好ましくは、この積層体材料の結合強度は少な
くとも1N/mで、より好ましくは少なくとも2N/mである。本発明のさらに
好ましい実施形態では、フィルム層が主に厚さ50μm未満のコポリエーテルエ
ステルから構成され、基体が主にポリオレフィン繊維から構成される場合、フィ
ルム層と基体との間の結合強度は少なくとも3N/m、より好ましくは少なくと
も5N/m、さらに好ましくは少なくとも8N/m、最も好ましくは少なくとも
10N/mである。
ビニルコモノマー単位約10から約70質量パーセントを含む1つ以上のコポリ
マーを含む連結層、 (iii)層中のポリマーの全量に基づいて少なくとも50質量パーセントの
量で1つ以上のコポリエーテルエステルを含む層、 (iv)接着剤または下塗り剤、および (v)織物または不織材を含む第2の基体層、を含む積層構造体が提供される
。
1基体に隣接する。コポリエーテルエステルを含む層は、第1基体から離れてい
る連結層の表面上で連結層に隣接している。接着剤または下塗り剤は、連結層か
ら離れているコポリエーテルエステルを含む層の表面上でコポリエーテルエステ
ルを含む層に隣接している。第2基体層は、接着剤または下塗り剤のコポリエー
テルエステルを含む層から離れている表面上に隣接している。
知の通常の接着剤でよい。適切な接着剤はLIOFOL(登録商標)(UK45
01;Henkel)である。接着剤または下塗り剤は第2の基体層の繊維に塗
布し、その中に連続層を形成すべきではない。
合、接着層または下塗り層は省略できる。このような基体は、接着剤または下塗
り剤を必要としないでコポリエーテルエステルを含む層と耐久性のある結合を形
成する傾向があることが見出された。理論に拘束されるものではないが、第2基
体層およびコポリエーテルエステルを含む層中のポリエステル成分の類似性が耐
久性のある結合を生ずると考えられる。
ビニルコモノマー単位約10から約70質量パーセントを含む1つ以上のコポリ
マーを含む連結層、 (iii)層中のポリマーの全量に基づいて少なくとも50質量パーセントの
量で1つ以上のコポリエーテルエステルを含む層、および (iv)少なくとも40質量パーセントのポリエステルを含む第2基体層、 を含むことができる。
層または接着剤の費用が節約され、ポリオレフィン基体よりも高価なポリエステ
ルの費用の少なくとも一部を相殺する。
わち慣用的な積層法または押し出し法、またはそれらの組み合わせによって調製
することができる。剥離可能なリリース層を用いる好ましい方法も用いることが
でき、剥離可能な層を除去した後、第2基体層を前述の3層構造体に接着する。
しかしながら、製造方法は、前述の3層構造を前述の同時押し出しによって形成
し、第2基体層および接着剤または下塗り剤(必要ならば)を圧力および/また
は熱を加えてそれと接触させて接着を行うことを含む、一工程方法においてオン
ラインで完了することが好ましい。
必要とされる状況において特に用いられる。さらに、第2基体層によって、スク
ラッチ、印付けおよび摩耗からコポリエーテルエステルを含む層が防御される。
エステルを含む層(2b)および剥離可能なリリース層(3)が押し出し機(1
0)から基体(1)上に同時に押し出される。コーティングされた基体は、ニッ
プロール(11)と冷却ロール(12)の間で加圧される。リリース層(3)は
再利用または処分用の分離したローラー(図示せず)で剥離され、完成した積層
体(4)は他のローラー(図示せず)上で巻き取られる。
ステルを含む層(7)を含む。図2の矢印(20)は主要な水蒸気移送方向を示
している。矢印(21)の方向にも少し水蒸気移送がある。
エステルを含む層(7)、接着剤または下塗り層(8)および第2基体層(9)
を含む。
4は屋根または壁の裏地として用いた本発明の積層構造体を示している。図4は
、外部タイルまたは下見張り層(40)、換気用間隙(41)、裏地(31)お
よび断熱層(42)を含む屋根または壁構造物の一部の断面図である。断熱層(
42)は裏地(31)と接触している。裏地(31)は本発明の積層構造体で、
基体(5)、連結層(6)およびコポリエーテルエステルを含む層(7)を含む
。裏地(31)と外部タイル(tiling)または下見張り(siding)
層(40)との間の間隙(41)には空気が流れる。
、制御層を含みかつ蒸気制御層として使用される第2積層構造体を示している。
図5では、タイルまたは下見張りの外部層(40)、換気用間隙(41)、裏地
(31)、断熱層(42)および蒸気制御層(33)を含む好ましい屋根または
壁構造の一部の断面図である。
含む層(7)を含み、裏地(31)のコポリエーテルエステルを含む層(7)側
が断熱層(42)に接触した本発明の積層構造体である。蒸気制御層(33)に
は、基体(5)、制御層(13)、連結層(6)およびコポリエーテルエステル
を含む層(7)が含まれ、蒸気制御層(33)のコポリエーテルエステルを含む
層(7)側が断熱層(42)に接触している。蒸気制御層(33)、すなわち第
2積層構造体のコポリエーテルエステルを含む層(7)は実質的に液体不透過性
であることは必要でない。その理由は、蒸気制御層(33)のコポリエーテルエ
ステルを含む層(7)は、図5の積層構造体を企図した最終用途では一般に液体
とは接触することにならないからである。
換気用間隙(51)、および裏地(53)、断熱層(54)および蒸気制御層(
55)を含む工夫した断熱系(52)を含む、屋根または壁構造物の一部の断面
を示している。
る1方向のMVTRが反対方向のMTVRよりも大きい積層構造体である。この
積層構造体には、前述の基体である第1層と実質的に液体不透過性水蒸気透過性
膜である第2層を有する、共に接着した少なくとも2つの層が含まれる。
ましくはスパンボンデッド材である。実質的に液体不透過性水蒸気透過性膜には
、薄い、連続した、無孔の実質的に液体不透過性、水蒸気透過性の層として押し
出すことができる熱可塑性ポリマー材料が含まれる。押し出した膜層の厚さは、
好ましくは25ミクロン未満、より好ましくは15ミクロン未満、最も好ましく
は10ミクロン未満である。この膜は、前述のようなブロックポリエーテルエス
テルコポリマーなどのブロックポリエーテルコポリマー、ポリエーテルアミドコ
ポリマー、ポリウレタンコポリマー、ポリ(エーテルイミド)エステルコポリマ
ー、ポリビニルアルコール、またはそれらの組み合わせから成ることが好ましい
。適切なコポリエーテルアミドポリマーは、Atochem Inc.(Gle
n Rock New Jersey、USA)からPebax(登録商標)の
名称で市販されているコポリアミドである。Pebax(登録商標)は、Elf
Atochem、S.A.(Paris、France)の登録商標として登録
されている。適切なポリウレタンは、B.F.Goorich Company
(Cleveland、Ohio、USA)からEstaneの名称で市販され
ている熱可塑性ウレタンである。適切なコポリ(エーテルイミド)エステルは、
Hoeschele他の米国特許第4868062号に記載されている。この膜
は、少なくとも50質量%、より好ましくは少なくとも75質量%のブロックコ
ポリエーテルエステル、ブロックコポリエーテルアミド、コポリエーテルイミド
エステル、ポリウレタン、およびポリビニルアルコールの群から選択されたポリ
マーから成る。
使用に際して、膜から基体の方向のMVTR(MVTRCAS)が基体層から膜の
方向のMVTR(MVTRSAC)より大きくなるように、裏地(53)の実質的
に液体不透過性水蒸気透過性膜側が断熱層(54)に対するように裏地(53)
を配置する。好ましい実施形態では、裏地(53)のMVTR比は、少なくとも
約1.5で、好ましくは約2から約10である。
これらのパラメータを裏地(53)のMVTRを適応するように調節することが
できる。裏地(53)のMVTR比が前述の範囲内であるという条件で、裏地(
53)にその他のポリマー層またはその他の材料を付け加えることができる。一
実施形態では、裏地(53)は積層構造体(31)と同じであってもよい。
または発泡ポリスチレン、ミネラルウール、セルロース繊維などであってもよい
。
層を通る一方向のMVTRが反対方向のMTVRよりも大きい積層構造体であり
、水蒸気透過性膜が実質的に液体不透過性である必要がないことを除いて、裏地
(53)について前述したのと同じ構成であってもよい。しかしながら、蒸気制
御層(55)は、基体と水蒸気透過性膜との間に配置されたさらに任意選択によ
る制御層を含むことができる。制御層は蒸気制御層(55)に入れられた場合に
蒸気制御層(55)のMVTRを減少させる効果を有し、かつ、制御層が基体お
よび水蒸気制御層の両者に適合するという条件で、制御層に用いることができる
ポリマーに関して特に制限はない。一般に、制御層は、制御層を含む蒸気制御層
(55)のMVTRが制御層を有さない蒸気制御層(55)のMVTRの5から
10倍、好ましくは20倍少ないようにする。したがって、制御層に使用される
ポリマーのMVTRは比較的低くなければならない。適切なポリマーの例には、
ポリエチレンまたはポリプロピレンまたは主要な繰り返し単位としてエチレンお
よび/またはプロピレンを含むそれらのコポリマーが含まれる。制御層の一般的
な厚さは、2から15μm、好ましくは10から15μmである。
の方向へのMVTR(MVTRSAC)よりも大きくなるように、蒸気制御層(5
5)の水蒸気透過性膜側が絶縁層(54)に面するように制御層(55)を配置
する。好ましい実施形態では、蒸気制御層(55)のMVTR比は、少なくとも
約1.5で、好ましくは約2から約10である。裏地(53)と同様、蒸気制御
層(55)の化学的組成物および層の厚さは、層(55)のMVTRを適応する
ように調節することができる。蒸気制御層(55)のMVTR比が前述の範囲内
であれば、その他のポリマー層またはその他の材料をさらに蒸気制御層(55)
に追加することができる。蒸気制御層(55)は、蒸気制御層(33)と同一で
あってもよい。
たは(54)を乾燥状態に維持することと、断熱層(42)または(54)によ
って証される熱絶縁に悪影響を及ぼし得る通風または空気対流から保護すること
である。層(42)および(54)は、これらの層内に不利な水分の蓄積または
凝結があるとカビおよび白カビが発生することが可能なので、乾燥を維持する必
要がある。
法を以下に記載する。断熱層(42)は、空気透過性がゼロで、したがって風バ
リアとして機能する裏地(31)によって通風および空気対流から防御される。
最小限に抑え、したがって凝結が断熱層(42)の寒冷側で生じることを防止す
る。蒸気制御層(33)は、矢印22の方向へ移動する水分および蒸気を防止す
る「ブレーキ」として働く。同時に、裏地(31)は水分を建物の外部に向かっ
て(矢印20)移動させ、したがって断熱層(42)に水分が蓄積するのを防止
する。
き、図5〜6で示された構造物は断熱層(42)内における水分および蒸気の蓄
積も制御する。建物外部の湿度および温度が高い場合、たとえば夏期の亜熱帯地
方の場合、図5で示された構造物を通過する蒸気圧勾配の方向は冬期の蒸気圧勾
配と逆であり、水蒸気が建物の外部から内部に移送することができ、したがって
建物の外部から内部への水蒸気移送を制御することが望まれる。図5に示した構
造物では、裏地(31)は矢印(21)の方向への水蒸気移送を減少させ、蒸気
制御層(33)は建物の内部に向かって水分および蒸気を移送し(矢印23)、
これにより水分蓄積を防止する。
分放出機構が生じ得る。新しい建物、または漏出を修繕した後では、建物の屋根
または壁内に水分が蓄積する可能性がある。この場合、裏地(31)および/ま
たは蒸気制御層(33)の親水性層(7)は高濃度の水分と反応し、水分および
蒸気を壁または屋根の外へ移送させることができ、それによって屋根または壁を
最適に乾燥させる。
法は、裏地(31)、蒸気制御層(33)および断熱層(42)について前述し
たものと同様である。
図6で示した構築物は、一年の季節全てを通じて望ましくない凝結を形成せずに
蒸気および水分を除去する機能を果たしており、すなわち、該構築物は断熱系を
横切る蒸気圧勾配の自然な方向に関係なく機能することができる。水分制御を有
する断熱系の従来の設計は、蒸気圧勾配が建物の外部から内部へまたは内部から
外部へある場合にのみ機能し、両方向の場合は機能しなかった。
目的としており、前述の発明を限定するものではない。本発明の範囲を逸脱する
ことなく詳細な変更を加えることができる。
ィング法で調製した。剥離可能なリリース層を用いない一連の比較実施例も調製
した。
)不織材のいずれかとした。実施例で用いた基体は幅55cmであった。PP不
織基体は、基準質量85g/m2のXavan(登録商標)5217−Bスパン
ボンデッドポリプロピレンシート(イー・アイ・デュポン・デゥ・ヌムール・ア
ンド・カンパニー製)とした。PE不織材は、基準質量60g/m2のTyve
k(登録商標)1460B(イー・アイ・デュポン・デゥ・ヌムール・アンド・
カンパニー製)とした。ELVAX(登録商標)3175(エチレン約72%お
よび酢酸ビニル約28%を含むコポリマー;イー・アイ・デュポン・デゥ・ヌム
ール・アンド・カンパニー製)を含む連結層をいくつかの実施例で用いた。剥離
可能なリリース層はLDPE(STAMYLAN(登録商標)8108;DMS
製)とした。
BRANE AM6000(登録商標)(イー・アイ・デュポン・デゥ・ヌムー
ル・アンド・カンパニー)とした。AM6000(登録商標)は、1,4−ブチ
レンテレフタレート45質量パーセント、エチレンオキシド/プロピレンオキシ
ドコポリエーテルテレフタレート55質量パーセントを含む親水性コポリエーテ
ルエステルである。コポリエーテルエステルをつくるために用いたコポリ(アル
キルオキシド)グリコールは、ポリ(プロピレンエーテル)グリコールを64質
量パーセントのエチレンオキシドで末端をキャップすることによって得られ、分
子量約2100を有していた。コポリエーテルエステルのエチレンオキシド含量
は33質量パーセントと算出され、短鎖エステル単位45質量パーセントを含ん
でいた。該ポリマーの融点は200℃であった。樹脂は使用前に除湿乾燥機で(
80℃8時間または210℃2時間のいずれかで)乾燥した。
1に関して前述したのと同様の押出積層器具を使用して、前述のPP不織基体上
に押し出しコーティングした。基体を押し出しコーティングの前に2kWでコロ
ナ処理した。コポリエーテルエステル樹脂をペレット状で、BAC3層溶融物結
合ブロックに連結した直径2.5インチ(6.4cm)、40HPスクリュー押
し出し機に送り込んだ。本比較実施例では、溶融ブロックに供給されたポリマー
溶融物はコポリエーテルエステルのみであった。コポリエーテルエステルポリマ
ーを溶融温度250℃で溶融ブロックに送り込んだ。溶融物は長さ705mm、
ダイギャップ0.7mmのダイを通して溶融フィルムとして押し出された。溶融
フィルムを接着剤を塗布せずにPP不織基体にコーティングした。PP不織基体
をダイの開口部の下方150mmに配置した。PP基体および溶融フィルム層を
冷却ロールとニップロールの間ですぐに圧縮した。冷却ロールは、直径750m
m、クロムメッキした水冷(Tmin=8℃)冷却ロールとし、ニップロールは8
0ショアA堅さを有するシリコーンゴム表面のロールとした。ニップ圧は、27
kg/直線cmに維持した。不織材をライン速度100m/分でニップに送り込
んだ。フィルムを回転する冷却ロールで冷却後、移動ロールによって積層体を冷
却ロールから取り除き、積層体を巻き取りロールに送り込んだ。厚さ25μmの
フィルム層を有する基体が得られた。表1にまとめた通り、基体とフィルム層と
の間の結合強度はごくわずかであった。
物供給速度を増加させたことを除き、比較実施例1の方法にしたがって、AM6
000(登録商標)ポリマーのコポリエーテルエステルフィルムを前述のPP不
織基体に押し出しコーティングした。以下の表1にまとめた通り、基体とフィル
ム層との間の結合強度はごくわずかであった。
標)ポリマーのコポリエーテルエステルを前述のPP不織基体に押し出しコーテ
ィングした。EVA連結層(ELVAX(登録商標)3175;イー・アイ・デ
ュポン・デゥ・ヌムール・アンド・カンパニー)を、BAC3層溶融物結合ブロ
ックに連結した直径2.5インチ(6.4cm)、40HPスクリュー押し出し
機から押し出した。EVAポリマーを溶融温度240℃で溶融ブロックに送り込
んだ。A層としてコポリエーテルエステルおよびC層としてLDPEを有する2
成分溶融フィルムがダイから押し出された。溶融フィルムを、フィルムのEVA
側がPP基体に面するようにして、比較実施例1で記述したコロナ処理PP基体
と接触させた。冷却ロールから取り出された積層体は、厚さ25μmのコポリエ
ーテルエステルフィルム層と、コポリエーテルエステル層およびPP基体の間の
厚さ3μmのEVAフィルム連結層とを有していた。表1にまとめた通り、基体
とフィルム層との結合強度は2.3N/mであった。
ポリマーのコポリエーテルエステルを前述したPP不織基体に押し出しコーティ
ングした。低密度ポリエチレン(DSM製のSTAMYLAN(登録商標)81
08LDPE)を、BAC3層溶融物結合ブロックに連結した直径3.5インチ
(90mm)、150HPスクリュー押し出し機から押し出した。LDPEポリ
マーを溶融温度250℃で溶融ブロックに送り込んだ。片面をLDPE層B、反
対側の面をEVA層Cで挟んだコポリエーテルエステル層Aを有する3成分溶融
フィルムをダイから押し出した。溶融フィルムを、フィルムのEVA側がPP基
体に面するようにして、比較実施例1で記述したコロナ処理PP基体と接触させ
た。冷却ロールから取り出された積層体は、PP基体と厚さ25μmのコポリエ
ーテルエステルフィルム層との間に接着された厚さ3μmのEVAフィルム層を
有していた。厚さ2μmのLDPEフィルム層をコポリエーテルエステル層の反
対側に接着した。LDPEフィルム層をコポリエーテルエステル層から剥離する
と、PP基体/EVAフィルム/コポリエーテルエステルフィルム積層体が残さ
れた。表1にまとめた通り、基体とフィルム層との間の結合強度は3.6N/m
であった。
給速度を増加させることを除き、実施例2の方法にしたがって、AM6000(
登録商標)ポリマーのコポリエーテルエステルを前述のPP不織基体に押し出し
コーティングした。表1にまとめた通り、この変更により基体とフィルム層との
間の結合強度は、フィルムが基体から剥離する前にポリマーフィルムが剥離する
ようにした。ASTM D1004によって測定したポリマー層の引裂強さは1
00N/mより大きかった。
通りに測定した。標準試験NF G52(温度32℃における「up cup」
法)を使用して、基体が湿気に面した場合に測定したMVTRは1076gm/
m2/24時間で、コポリエーテルエステルを含む層が湿気に面した場合に測定
したMVTRは2328gm/m2/24時間であった。したがって、MVTR
比は2.16である。
・アイ・デュポン・デゥ・ヌムール・アンド・カンパニー製)をPP不織基体の
代わりに用いることを除き、比較実施例1の方法にしたがって、AM6000(
登録商標)ポリマーのコポリエーテルエステルフィルムを前述のPP不織基体に
押し出しコーティングした。表1にまとめた通り、基体とフィルム層との結合強
度はほんのわずかであった。
ポリマーのコポリエーテルエステルを前述のPP不織基体に押し出しコーティン
グした。コロナ処理ポリエチレン不織基体(Tyvek(登録商標)1460B
、イー・アイ・デュポン・デゥ・ヌムール・アンド・カンパニー製)をPP不織
基体の代わりに用いた。さらに、ELVAX(登録商標)連結層の厚さを、実施
例3の厚さ3μmのフィルム層の代わりに厚さ4μmのフィルム層として押し出
した。表1にまとめた通り、この変更によって、基体とフィルム層との間の結合
強度は、フィルムが基体から剥離する前にTYVEK(登録商標)基体が剥離す
るようにした。
11にしたがって測定した。結果を表1に示す。
もポリマーコーティングと基体との間に良好な接着を有する積層体が提供される
ことを示している。
ある。
。
Claims (21)
- 【請求項1】 (i)織物または不織材を含む基体層、 (ii)前記基体に接着した水蒸気制御層、 (iii)エチレンコモノマー単位約30から約90質量パーセントおよび酢
酸ビニルコモノマー単位約10から約70質量パーセントを含む1つ以上のコポ
リマーを含む連結層、および (iv)層中のポリマーの全量に基づいて少なくとも50質量パーセントの量
で1つ以上のコポリエーテルエステルを含む層、 を含むことを特徴とする積層構造体。 - 【請求項2】 前記水蒸気制御層がポリエチレン、ポリプロピレン、または
主要な繰り返し単位としてエチレンおよび/またはプロピレンを含むそれらのコ
ポリマーから成ることを特徴とする請求項1に記載の積層構造体。 - 【請求項3】 前記水蒸気制御層がフィルムであることを特徴とする請求項
2に記載の積層構造体。 - 【請求項4】 前記水蒸気制御層の厚さが1μmから5μmであることを特
徴とする請求項3に記載の積層構造体。 - 【請求項5】 前記コポリエーテルエステルを含む層の厚さが約12μmか
ら約30μmであり、前記連結層の厚さが約1μmから約5μmであることを特
徴とする請求項1に記載の積層構造体。 - 【請求項6】 前記不織材がポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル
またはそれらのブレンドを含むことを特徴とする請求項5に記載の積層構造体。 - 【請求項7】 ISO 2411にしたがって測定した前記基体層と前記フ
ィルム層との間の結合強度が少なくとも1N/mであることを特徴とする請求項
6に記載の積層構造体。 - 【請求項8】 前記連結層が、エチレンコモノマー単位を67〜77質量パ
ーセントおよび酢酸ビニルコモノマー単位を23〜33質量パーセント含む1つ
以上のコポリマーを含むことを特徴とする請求項7に記載の積層構造体。 - 【請求項9】 前記コポリエーテルエステルを含む層が該層のポリマー質量
に基づいて少なくとも90質量パーセントの前記コポリエーテルエステルを含む
ことを特徴とする請求項1に記載の積層構造体。 - 【請求項10】 MVTRCAS>MVTRSACであって、 式中、MTVRCASは前記コポリエーテルエステルを含む層および前記連結層
から前記基体に向かう方向のMTVRであり、MTVRSACは前記基体層から前
記連結層および前記コポリエーテルエステルを含む層へ向かう方向のMTVRで
あることを特徴とする請求項1に記載の積層構造体。 - 【請求項11】 前記MVTRCAS/MVTRSACの比が少なくとも約1.5
であることを特徴とする請求項10に記載の積層構造体。 - 【請求項12】 (v)接着剤または下塗り剤、および (vi)ポリオレフィンを少なくとも50質量パーセント含む第2基体層、 をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の積層構造体。
- 【請求項13】 請求項1に記載の積層構造体の製造方法であって、基体層
を形成または提供する工程、前記基体層の表面上に水蒸気制御層を提供する工程
、前記基体から離れている前記水蒸気制御層の表面上に連結層およびコポリエー
テルエステルを含む層を提供する工程、前記連結層から離れている前記コポリエ
ーテルエステルを含む層の表面上に剥離可能なリリース層を提供する工程を含む
ことを特徴とする製造方法。 - 【請求項14】 前記積層体を冷却後オンラインで、または前記積層体の輸
送後の後の段階で、前記リリース層を取り除く工程をさらに含むことを特徴とす
る請求項13に記載の方法。 - 【請求項15】 前記方法が、前記水蒸気制御層、前記連結層、前記コポリ
エーテルエステルを含む層、および前記剥離可能なリリース層を1つの多層フィ
ルムとして一緒に同時押出する押出コーティング法であることを特徴とする請求
項13に記載の方法。 - 【請求項16】 (a)基体層および実質的に液体不透過性水蒸気透過性膜
層を含み、 MVTRCAS>MVTRSACであって、 式中、MVTRCASは前記実質的に液体不透過性水蒸気透過性膜層から前記基
体層に向かう方向のMVTRであり、MVTRSACは前記基体層から実質的に液
体不透過性水蒸気透過性膜層に向かう方向のMVTRである、第1積層構造体、 (b)断熱材の層、および (c)基体層および水蒸気透過性膜層を含み、 MVTRCAS>MVTRSACであって、 式中、MVTRCASは前記実質的に液体不透過性水蒸気透過性膜層から前記基
体層に向かう方向のMVTRであり、MVTRSACは前記基体層から実質的に液
体不透過性水蒸気透過性膜に向かう方向のMVTRである、第2積層構造体、 を含む断熱系であって、 前記第1積層構造体の前記実質的に液体不透過性水蒸気透過性膜層が前記断熱
材層の一方の面に接触し、前記第2積層構造体の前記水蒸気透過性膜層が前記断
熱材層の他方の面に接触していることを特徴とする断熱系。 - 【請求項17】 前記第1積層構造体および前記第2積層構造体がそれぞれ
少なくとも50質量パーセントのポリオレフィンから成る織物または不織材であ
ることを特徴とする請求項16に記載の断熱系。 - 【請求項18】 前記断熱層材料がガラス繊維、押出または発泡ポリスチレ
ン、ミネラルウール、セルロース繊維またはそれらの混合物を含むことを特徴と
する請求項16に記載の断熱系。 - 【請求項19】 前記第1積層構造体の前記実質的に液体不透過性水蒸気透
過性膜層および第2積層構造体の前記水蒸気透過性膜層がそれぞれ、ブロックコ
ポリエーテルエステル、ブロックコポリエーテルアミド、コポリエーテルイミド
エステル、ポリウレタン、およびポリビニルアルコールから選択されたポリマー
を少なくとも50質量%含むことを特徴とする請求項16に記載の断熱系。 - 【請求項20】 前記第2積層構造体が前記基体層と前記水蒸気透過性膜層
との間に配置した水蒸気制御層を含むことを特徴とする請求項16に記載の方法
。 - 【請求項21】 前記制御層のポリマーが、ポリエチレン、ポリプロピレン
、または主な繰り返し単位としてエチレンおよび/またはプロピレンを含むそれ
らのコポリマーを含むことを特徴とする請求項20に記載の断熱系。
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