JP2011514917A - 調整された透湿性を有する組成物および構造 - Google Patents

Abstract

組成物を含むか又は組成物から製造される可変の防湿層を開示し、組成物は、エチレン共重合体、脂肪酸、および追加のポリマーを含み、エチレン共重合体は、エチレン、Ｃ_3~8α，β−エチレン性不飽和カルボン酸、および、任意に、コモノマーから誘導される繰り返し単位を含み、脂肪酸は、炭素数３６未満の１種類以上のカルボン酸又はその塩であり、前記追加のポリマーは、前記組成物の重量に基づいて約３０％〜約８５％存在する。

Description

本発明は、様々な周囲湿度条件下で可変の透湿係数を有する組成物および可変の防湿層（ｖａｐｏｒ ｏｒ ｍｏｉｓｔｕｒｅ ｂａｒｒｉｅｒ）に関する。

建物の内部や包装などの密閉された空間は、隣接する又は外部の環境空間との湿気の交換が限られている可能性がある。様々な周囲条件に曝されたとき可変の透湿係数を有する材料は、建築、または包装のような分野で利点を提供することができる。建物内の快適な生活条件を提供するために、建物には一般に断熱材が装備されている。断熱材の他に、建物の構造の中に空気や水が侵入することを制限するために、建物はまた様々な機密層材料で建設されている。断熱材の他に、建築物はまた、建築物の構造の中に空気や水が浸入することを制限するために、被覆材料（ｓｈｅａｔｈｉｎｇ）と外装との間に取り付けられる様々な気密層（ａｉｒ ｂａｒｒｉｅｒ）材料を用いて建築されている。これらの気密層は通気の流れによる熱損失を最小限にする。

防湿層を取り囲む大気の相対湿度が３０％〜５０％の時、２〜５メートルの拡散に相当する空隙幅の水蒸気拡散抵抗を有するビルディングライナー（ｂｕｉｌｄｉｎｇ ｌｉｎｅｒ）材料が開示されている。例えば、米国特許第６，８０８，７７２号明細書、同第６，８７８，４５５号明細書、同第６，８９０，６６６号明細書、米国特許出願公開第２００３／０２１５６０９号明細書および国際公開第２００２／０７０３５１号パンフレットを参照されたい。

気密層の他に、水分の流れを制御するための防湿層も使用されている。例えば、水分の流れは、一般に、外気が低温で乾燥しているとき（冬季）は、内側から外側に向かい、外気が高温多湿のとき（夏季）は、外側から内側に向かう。これらの条件になっている地域では、内部の暖房された空間から外部の低温環境への水分拡散を防止するため、一般に石膏壁板の後ろの断熱材の暖かい側にポリエチレン（ＰＥ）フィルムなどの防湿層を使用することが普通である。このような防湿層は、水蒸気が冷たい外気温に曝された時、内壁空隙内で結露する可能性を減少させる。結露は、木材の腐朽を引き起こし、カビの生育を促進し、断熱値（ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ ｖａｌｕｅ）を低下させるため、実施可能なときには必ず除去されなければならない。

ＰＥフィルムを防湿層として使用すると、低温低湿の外部条件の時は結露が減少するが、同じ防湿層で、水分の流れが外側から内側に向かう高温多湿の外部条件の時は断熱材−ＰＥフィルム界面で結露する可能性が増加する。従って、冬季は防湿層の役割をするが高温多湿の夏季条件の時は蒸気の透過を促進する材料を有することが望ましい。壁空隙内への水漏れのような予想外の制御不可の事象によって起こる壁空隙内の多湿条件では透湿性になり、水分の内側への流れだけでなく外側への流れによっても壁空隙の乾燥を促進し得る防湿層を有することも望ましい。

組成物は、エチレン酸共重合体又はそのアイオノマー又はその組み合わせ、脂肪酸、および追加のポリマーを含むか、それらから本質的になるか、それらからなるか、又はそれらから製造され、ここで、
エチレン酸共重合体は、エチレン、Ｃ_3~8α，β−エチレン性不飽和カルボン酸、および、任意に、アルキル（メタ）アクリレート、一酸化炭素、二酸化硫黄、アクリロニトリル、無水マレイン酸、マレイン酸ジメチル、マレイン酸ジエチル、マレイン酸ジブチル、フマル酸ジメチル、フマル酸ジエチル、フマル酸ジブチル、フマル酸ジメンチル（ｄｉｍｅｎｔｈｙｌ ｆｕｍａｒａｔｅ）、アクリル酸グリシジル、メタクリル酸グリシジル、およびグリシジルビニルエーテルを含み得る又はそれらから選択され得るコモノマーから誘導されるポリマー単位を含み、エステルは、１種類以上のＣ₁〜Ｃ₄アルコール（例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、ｎ−プロピルアルコール、イソプロピルアルコールおよびｎ−ブチルアルコール）、又はこれらの２つ以上の組み合わせであってもよく；
脂肪酸は、炭素数３６未満であるか、又はその塩を含み；
追加のポリマーは、エチレン含有ポリマー、又はプロピレン含有ポリマー、又はこれらの２つ以上の組み合わせを含んでもよく、又はそれらからなる群から選択されてもよい。

本組成物は、任意に、ＡＳＴＭ Ｅ ９６−００に従って７３°Ｆ（２３℃）の温度で測定したとき、ウェットカップ透湿係数対ドライカップ透湿係数の比が３より大きいか、１０より大きいか、又は２０より大きいか、或いは５０より大きいか、或いは７５より大きく、ここで、ウェットカップ透湿係数は平均相対湿度７５％で決定され、ドライカップ透湿係数は平均相対湿度２５％で決定される。本組成物は、フィルムの形態であってもよい可変の防湿層であってもよい。

可変の防湿層は、２３℃、相対湿度７５％で測定したとき、ＡＳＴＭ Ｅ９６に従って厚さ２ミル（０．０５０４ｍｍ）のフィルムで測定した透湿度（ＷＶＴＲ）が、約２２５ｇ／ｍ²／２４時間未満、若しくは＜約１５０ｇ／ｍ²／２４時間、若しくは＜約１２５ｇ／ｍ²／２４時間、若しくは＜約１００ｇ／ｍ²／２４時間、又は透湿係数（ｐｅｒｍｅａｎｃｅ）が約１．８６×１０^-6ｇ／Ｐａ／秒／ｍ²未満、若しくは＜約１．２４×１０^-6ｇ／Ｐａ／秒／ｍ²、若しくは＜約１．０３×１０^-6ｇ／Ｐａ／秒／ｍ²、若しくは８．２７×１０^-7ｇ／Ｐａ／秒／ｍ²未満、又はその両方であってもよい。

透湿係数は、材料の厚さ（単位、インチ）で除した材料の透湿性の尺度であり、Ｐｅｒｍｓ（グレーン／時間・ｆｔ²・Ｈｇのインチ又は５．７２×１０^-8ｇ／Ｐａ／秒／ｍ²）（１グレーンは０．０６４８グラムに等しい）の単位で表すことができる。静止空気の透湿係数は１２０ｐｅｒｍｓ・インチである（Ｔｈｅｒｍａｌ ａｎｄ Ｍｏｉｓｔｕｒｅ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ Ｍａｎｕａｌ，Ｃｈｒｉｓｔｉｎｅ Ｂｅａｌｌ，ＭｃＧｒａｗ−Ｈｉｌｌ、１５８頁、表５．４を参照されたい）。透湿性の別の尺度はＷＶＤＲ（Ｓ_d）であり、メートル拡散に相当する空気層の厚さで表すことができる。これらの尺度の関係を次式で示すことができる
３．０４８／Ｓ_d＝透湿係数（単位、Ｐｅｒｍｓ）。

説明のため、従来の防湿層材料のＳ_dとして表される拡散抵抗を、Ｐｅｒｍｓで表される透湿係数に変換し、以下のように要約した：

多くの従来の透過性膜は、微孔質である；即ち、それらは蒸気が通過できる微細孔の存在により透過性である。本明細書に開示されている組成物は、選択透過性バリアとして機能するモノリシック膜に形成されてもよい。モノリシック膜は、微孔膜とは対照的に、高い浸水圧を有し、防水性および防液性であり、液体の水に対する良好なバリアを提供することができると同時に、依然として適切な条件下で水蒸気を透過させることができる。モノリシック膜は、また、通気の流れを阻止して熱損失を最小限にすることを助けるのに優れている。モノリシック膜は、また、臭気に対するバリアとして機能することもでき、微孔膜と比較して優れた引裂強度を有する。

Ｃ_3~8α，β−エチレン性不飽和カルボン酸としては、（メタ）アクリル酸（遊離酸又は完全に若しくは部分的に中和されたもの）、マレイン酸、マレイン酸モノエステル、イタコン酸、フマル酸、フマル酸モノエステル、これらの酸の塩、又はこれらの２つ以上の組み合わせを挙げることができ、（メタ）アクリル酸は、アクリル酸、メタクリル酸、又はその両方である。

一般的な任意のコモノマーは、アルキル基の炭素数１〜８又は１〜４のアルキルアクリレート、アルキルメタクリレート、又はこれらの組み合わせを含むアルキル（メタ）アクリレートである。

エチレン酸共重合体は、米国特許第５，０２８，６７４号明細書に開示されている「補助溶媒法」の使用などの当業者に既知のいずれかの方法で、又は酸濃度が比較的低い共重合体を調製できる圧力よりも幾分高い圧力を使用することによって製造することができる。

エチレン酸共重合体の例としては、エチレンとアクリル酸の共重合体、エチレン、アクリル酸、およびｎ−ブチルアクリレートの共重合体、エチレン、アクリル酸、およびイソ−ブチルアクリレートの共重合体、エチレンと（メタ）アクリル酸の共重合体、エチレン、（メタ）アクリル酸、およびｎ−ブチル（メタ）アクリレートの共重合体、エチレン、（メタ）アクリル酸、メチル（メタ）アクリレートの共重合体、エチレン、（メタ）アクリル酸、エチル（メタ）アクリレートの共重合体、エチレンとマレイン酸の共重合体、エチレン、マレイン酸モノエステルの共重合体、エチレン、マレイン酸モノエステル、およびｎ−ブチル（メタ）アクリレートの共重合体、エチレン、マレイン酸モノエステル、およびメチル（メタ）アクリレートの共重合体、エチレン、マレイン酸モノエステル、およびエチル（メタ）アクリレートの共重合体、又はこれらの２つ以上の組み合わせが挙げられる。このような共重合体は、例えば、Ｅ．Ｉ．ｄｕ Ｐｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ ａｎｄ Ｃｏｍｐａｎｙ（ＤｕＰｏｎｔ）からＮｕｃｒｅａｌ（登録商標）として市販されており、容易に入手可能である。

前述の酸共重合体を使用し、金属化合物で処理して酸部分約１５〜約９０％、又は約４０〜約７５％などの任意のレベルにすることによりアイオノマーを製造することができる。市販のアイオノマーとしては、ＤｕＰｏｎｔから入手可能なＳｕｒｌｙｎ（登録商標）が挙げられる。

金属化合物としては、アルカリ金属、とりわけナトリウムおよびカリウムのイオンのギ酸塩、酢酸塩、硝酸塩、炭酸塩、炭酸水素塩、酸化物、水酸化物、又はアルコキシドを含む、リチウム、ナトリウム又はカリウム、又はこれらの組み合わせなどのアルカリ金属の化合物、並びに、アルカリ土類金属および遷移金属のイオンのギ酸塩、酢酸塩、硝酸塩、酸化物、水酸化物、又はアルコキシドを挙げることができる。

脂肪酸としては、Ｃ₄〜Ｃ₃₆未満（Ｃ₃₄、Ｃ_4~26、Ｃ_6~22、又はＣ_12~22など）のもの又はこれらの塩が挙げられ、組成物中に約１〜約５０重量％存在してもよい。脂肪酸は、Ｃ₁〜Ｃ₈アルキル、ＯＨおよびＯＲ¹（式中、各Ｒ¹は独立してＣ₁〜Ｃ₈アルキル、Ｃ₁〜Ｃ₆アルコキシアルキル又はＣＯＲ²であり、各Ｒ²は独立してＨ又はＣ₁〜Ｃ₈アルキルである）からなる群から独立して選択される置換基で置換されていてもよい。

脂肪酸の例としては、カプロン酸、カプリル酸、カプリン酸、ラウリン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、イソステアリン酸、ベヘン酸、エルカ酸、オレイン酸、リノール酸、イソステアリン酸、１２−ヒドロキシステアリン酸、又はこれらの２つ以上の組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。

これらの脂肪酸のいずれかの酸の塩は、ナトリウム塩、カリウム塩、又はその両方を含む１種類以上のアルカリ金属塩を含んでもよい。アルカリ金属塩の他に、アルカリ土類金属イオンおよび／又は遷移金属イオンの塩が少量存在してもよい。

脂肪酸又はその塩は、エチレン共重合体又はそのアイオノマーの重量で１００部当たり約２〜約５０（或いは、約４〜約４０、約４〜３０、約４〜２０、又は約４〜１５）部（ｐｐｈ）の範囲で存在してもよい。

エチレン共重合体および脂肪酸中の酸基の４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、又は９０％より多く（又は更には１００％）が金属イオンで公称中和されてもよく；混合物中に存在する金属イオンは、ナトリウムイオン又はカリウムイオンを少なくとも３０、４０、５０、６０、７０、又は８０モル％含むことができ、他の金属イオンの大半は、アルカリ金属イオンである。１００％公称中和する（即ち、共重合体および脂肪酸中の全ての酸部分が公称中和されるように十分な金属化合物を添加する）場合、溶融加工性を維持するために、≧２０％などの比較的高い脂肪酸含有率が必要である。

組成物は、１種類以上の追加のポリマーを、組成物に基づいて約３０〜約７０重量％、約３０〜約６０重量％、約３５〜約６０重量％、約４０〜約５５重量％、約４０〜約５０重量％、又は約５０重量％含む。

追加のポリマーとしては、ＰＥ（単独重合体若しくは共重合体）、ポリプロピレン（ＰＰ）（単独重合体若しくは共重合体）、又はこれらの２つ以上の組み合わせを挙げることができる。

ＰＥ単独重合体および共重合体は、Ｚｉｅｇｌｅｒ−Ｎａｔｔａ触媒重合、メタロセン触媒重合、Ｖｅｒｓｉｐｏｌ（登録商標）触媒重合、又はフリーラジカル重合を含む様々な方法で調製することができる。重合は、溶液相プロセス、および気相プロセス等として行うことができる。ＰＥ重合体の例としては、高密度ＰＥ、直鎖低密度ＰＥ、低密度ＰＥ、超低密度（ｖｅｒｙ ｌｏｗ ｄｅｎｓｉｔｙ）ポリエチレン又は超低密度（ｕｌｔｒａ ｌｏｗ ｄｅｎｓｉｔｙ）ポリエチレン、高可撓性および低結晶性を有するメタロセンを用いて製造された低密度ＰＥを挙げることができる。

適したポリエチレンの密度は、約０．８６５ｇ／ｃｃ〜約０．９７０ｇ／ｃｃの範囲とすることができる。密度を前述の密度範囲内まで低下させるために、直鎖ポリエチレンは、ブテン、ヘキセン、又はオクテンなどのα−オレフィンコモノマーを組み込むことができる。例えば、使用される共重合体は、炭素数約３〜約２０の別のα−オレフィンと共重合するエチレンを大部分（重量で）、および共重合体を約２０重量％以下含んでもよい。他のα−オレフィンは、プロピレン、１−ブテン、１−ヘキセン、４−メチル−１−ペンテン、１−オクテン、１−デセン、１−テトラデセン、１−オクタデセン、又は２つ以上の混合物である。

ＰＥ共重合体は、また、エチレンプロピレン共重合体、二重結合を有する不飽和化合物、又はブタジエン、ノルボルナジエン、ヘキサジエン、又はイソプレンなどのジオレフィン成分を少量とエチレン／プロピレン／ジエンモノマーを含有するエラストマー（ＥＰＤＭ）であってもよい。

ＰＥ共重合体は、また、エチレンと、酢酸ビニル、アルキル（メタ）アクリル酸エステル、ＣＯ、無水マレイン酸、マレイン酸モノエステル、ビニルアルコール、および（メタ）アクリル酸、又はこれらの２つ以上の組み合わせなどの少なくとも１種類の極性モノマーから誘導される単位を含むエチレン共重合体を含んでもよい。ＰＥ共重合体の例としては、ＤｕＰｏｎｔから入手可能なＥｌｖａｘ（登録商標）（エチレン酢酸ビニル共重合体）およびＥｌｖａｌｏｙ（登録商標）（エチレンアルキル（メタ）アクリレート共重合体）が挙げられる。

エチレン酢酸ビニル共重合体に組み込まれる酢酸ビニルコモノマーの量は、全共重合体の約１重量％〜約４５重量％、約２重量％〜約４５重量％、又は、約５重量％〜約３０重量％であってもよい。エチレン／酢酸ビニル共重合体は、更に、無水マレイン酸又はマレイン酸などの不飽和カルボン酸又はその誘導体を用いた変性を含む、当業者に周知の方法で変性されてもよい。エチレン／酢酸ビニル共重合体は、ＡＳＴＭ Ｄ−１２３８に従って測定したメルトフローレートが０．１〜６０ｇ／１０分又は０．３〜３０ｇ／１０分、又は０．５〜１５ｇ／１０分であってもよい。２種類以上の異なるエチレン／酢酸ビニル共重合体の混合物を使用してもよい。

エチレンアルキル（メタ）アクリレート共重合体は、エチレンと１種類以上のＣ_1~8アルキル（メタ）アクリレートの共重合体を含む。アルキル（メタ）アクリレートの例としては、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、およびアクリル酸ブチルが挙げられる。共重合体の例としては、エチレン／アクリル酸メチル共重合体、エチレン／アクリル酸エチル共重合体、エチレン／アクリル酸ブチル共重合体、又はこれらの２つ以上の組み合わせが挙げられる。エチレン／アルキル（メタ）アクリレート共重合体は、アルキルアクリレート（アルキル基はメチル、エチル、イソブチル、又はｎ−ブチルである）を約２〜４５重量％、５〜４５重量％、１０〜３５重量％、又は１０〜２８重量％含んでもよい。

エチレンアルキル（メタ）アクリレート共重合体は、オートクレーブ又は管型反応器を使用して当業者に周知のプロセスで調製することができる。例えば、米国特許第２，８９７，１８３号明細書、同第３，４０４，１３４号明細書、同第５，０２８，６７４号明細書、同第６，５００，８８８号明細書、および同第６，５１８，３６５号明細書を参照されたい。

ＰＥ共重合体又はＰＰ共重合体は、無水マレイン酸、無水シトラコン酸、無水イタコン酸、テトラヒドロフタル酸無水物、マレイン酸モノエステル、シトラコン酸マレイン酸モノエステル、イタコン酸マレイン酸モノエステル、又はこれらの２つ以上の組み合わせなどの、不飽和ジカルボン酸モノエステル又は不飽和ジカルボン酸無水物から誘導される単位を含むポリマーを含んでもよい。変性共重合体は、上記で開示されたようなＰＥ単独重合体又は共重合体、ポリプロピレン単独重合体又は共重合体、エチレン／酢酸ビニル共重合体、又はエチレン／アルキルアクリレート共重合体から選択されるポリマーを有機溶媒中に、不飽和ジカルボン酸無水物又はその機能的同等物およびラジカル発生剤と一緒に溶解させた後、攪拌しながら加熱するプロセス；および、全ての成分を押出機に供給し、無水マレイン酸でグラフトされたエチレン共重合体を得るプロセスなどの既知のいずれかの方法で得ることができる。変性共重合体はまた、オレフィン、酢酸ビニル、アルキル（メタ）アクリレート、又はこれらの２つ以上の組み合わせ、および不飽和ジカルボン酸モノエステル又は酸無水物の共重合（例えば、米国特許第４，３５１，９３１号明細書に開示されているものなどの、オレフィンコモノマーと官能性コモノマーを直接共重合させる高圧フリーラジカルプロセス）によって得ることもできる。これらの変性共重合体は、不飽和ジカルボン酸モノエステル又は酸無水物を約０．１〜約１５重量％、約０．１〜約５重量％、又は約０．１〜約３重量％含むことができる。これらの共重合体は、ＤｕＰｏｎｔからＦｕｓａｂｏｎｄ（登録商標）又はＢｙｎｅｌ（登録商標）として市販されている。

ポリプロピレンポリマーとしては、単独重合体、ランダム共重合体、ブロック共重合体、およびプロピレンの三元共重合体が挙げられる。プロピレンの共重合体としては、プロピレンと他のオレフィン（エチレン、１−ブテン、２−ブテン、および様々なペンテン異性体など）との共重合体、好ましくはプロピレンとエチレンの共重合体が挙げられる。プロピレンの三元共重合体としては、プロピレンとエチレンおよび他のオレフィンとの共重合体が挙げられる。統計学的（ｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌ）共重合体としても知られるランダム共重合体は、プロピレンと（１種類以上の）コモノマーがポリマー鎖全体に、プロピレン対（１種類以上の）コモノマーの供給比に対応する比でランダムに分布したポリマーである。ブロック共重合体は、プロピレン単独重合体からなる鎖セグメント、および、例えば、プロピレンとエチレンのランダム共重合体からなる鎖セグメントで構成されている。

組成物は、当業者に既知のいずれかの手段で製造することができる。組成物は、実質的に溶融加工可能であり、１つ以上のエチレン酸共重合体又はエチレン酸共重合体のアイオノマー、１つ以上の脂肪酸又はその塩、塩基性金属化合物、および１種類以上の追加のポリマーを混合して混合物を製造すること；組成物を製造するのに十分な条件下で混合物を加熱することによって製造されてもよい。加熱は、約８０〜約３５０℃、又は１２０〜３００℃、又は１６０〜２６０℃の範囲の温度で、その温度に対応する圧力で約３０秒間〜約２又は３時間実施してもよい。エチレン酸共重合体および／又はそのアイオノマーを１種類以上の脂肪酸又はその塩と溶融ブレンドし；同時に又は後で、十分量の塩基性金属化合物を混合し；および、任意に、上記に開示した追加のポリマーを混合することによって組成物を製造してもよい。成分の塩のブレンドを製造してもよく、又は成分を押出機内で溶融ブレンドしてもよい。例えば、Ｗｅｒｎｅｒ＆Ｐｆｌｅｉｄｅｒｅｒ二軸スクリュー押出機を使用して、エチレン酸共重合体および有機酸（又は塩）を金属化合物と一緒に同時に混合し、処理することができる。

組成物は、更に、可塑剤、安定剤（粘度安定剤、加水分解安定剤を含む）、主酸化防止剤および副酸化防止剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、染料、顔料又は他の着色剤、無機充填剤、難燃剤、潤滑剤、ガラス繊維およびフレークなどの補強剤、合成（例えば、アラミド）繊維又はパルプ、発泡剤（ｆｏａｍｉｎｇ ａｇｅｎｔｓ）又は発泡剤（ｂｌｏｗｉｎｇ ａｇｅｎｔｓ）、加工助剤、滑剤、シリカ又はタルクなどの粘着防止剤、離型剤、粘着付与樹脂、又はこれらの２つ以上の組み合わせを含む少量の添加剤を含んでもよい。炭酸カルシウム等の無機充填材を組成物に組み込んでもよい。

これらの添加剤は、０．０１〜４０重量％、０．０１〜２５重量％、０．０１〜１５重量％、０．０１〜１０重量％、又は０．０１〜５重量％の範囲の量で組成物中に存在してもよい。添加剤の組み込みは、例えば、ドライブレンドすること、様々な成分の混合物を押し出すこと、又は従来のマスターバッチ法などの任意の既知のプロセスによって実施することができる。

可変の防湿層、又は湿度に適応する高性能の防湿層を、周囲湿度に依存する透湿係数又は水蒸気拡散を有し、建築又は改築時に建築物に使用するのに十分な強度および靭性を有する基本的材料として使用することができる。可変の防湿層を取り囲む大気の平均湿度が５０％未満、例えば、１０〜４０％、又は１５〜３５％の範囲である場合、フィルムの形態で、又は支持体材料上のコーティング若しくはラミネートとして可変の防湿層に使用される材料の透湿係数は、０．５ｐｅｒｍｓ未満、又は０．７５ｐｅｒｍｓ未満、又は１．０ｐｅｒｍとなり得る。夏期に典型的であるように、平均湿度が６０％より高い、例えば、６０〜９０％、又は６５〜８５％の範囲である場合、材料の透湿係数は、３、又は５又は１０ｐｅｒｍｓより大きくなり得る。

この湿度依存挙動により、夏季条件下より冬季条件下で達成される透湿係数の方が低くなる。このようにして、可変の防湿層材料は、冬季条件下で水分が建築物の内部から壁の空隙の中に拡散し、結露することを防止するのに有効である。高い外部湿度などの夏季条件下では、材料の湿度依存挙動により、必要に応じて、壁の空隙から水分が両方向に（特に建築物の空調された内部に）流出し、乾燥プロセスを促進し、建築物の空調による冷却による壁の空隙内での結露が回避される。この挙動は、最大断熱性能を促進し、過剰な水分保持および結露による建築部材の損傷のリスクを低減する。

支持体となる基材に、可変の防湿層を適用してもよい。例えば、可変の防湿層をコーティング又はラミネートとして基材に適用してもよい。或いは、可変の防湿層組成物を含むフィルムを、支持体の基材にコーティング、ラミネート、又は接着してもよい。基材は、支持、形状、美的効果、保護、表面テクスチャ、嵩容積、重量、又はこれらの２つ以上の組み合わせを提供し、可変の防湿層組成物の機能性および取り扱い性を向上させる任意の材料であってよい。

可変の防湿層又は支持体を有する可変の防湿層を、建築物の壁、天井、および／又は屋根の内装被覆材料（ｉｎｔｅｒｉｏｒ ｓｈｅａｔｈｉｎｇ）と断熱材料の間に適用してもよい。

可変の防湿層は、建築物の壁、天井、又は屋根構造の一部として適用され得るフィルム（又はシート）であってもよい（例えば、フィルムが断熱材料と内部被覆材料の間に介在するように、フィルム又はシートを別々に適用しても又は軸組部材に取り付けてもよい）。

可変の防湿層は、また、可変の防湿層組成物のための支持体材料を有する住宅又は建築物の構造部材の一部であってもよい。

例えば、可変の防湿層は、フィルムの形態で、又は基材と組み合わせた形態で、建築物の壁、天井、又は屋根の内部被覆材料（石膏壁板など）と断熱材の間に適用されてもよい。組成物と基材を含む物品を使用して、建築物の建築又は改築に使用され得る構造部材を提供してもよい。可変の防湿層組成物を建築用パネルの表面として、又は断熱材用の下地シート又は表面シートとして使用してもよい。また、組成物から調製されたフィルムおよび構造は、建築又は改築時に、建築物に使用するのに十分な強度および靭性を有する。建築物の一部として使用されるとき、可変の防湿層は、建築物の壁、天井、および／又は屋根の内部被覆材料と断熱材料の間に適用されてもよい。

例えば、ペーパーウェブ（例えば、クラフト紙）などのセルロース材料、不織布テキスタイルなどの合成繊維紡糸布帛から製造された膜、又は、更には、有孔ＰＥフィルムなどの大きい孔面積率を有する有孔フィルムを支持体の材料として使用してもよい。これらの基材は、繊維で補強されていてもよい。基材の他の例としては、パーティクルボード、チップボード、配向性ストランドボード、合板パネリング、石膏ボード（標準又は繊維強化）、ファイバーボード、セメントボード、木毛セメント板、又はケイ酸カルシウム板、繊維断熱板又は繊維断熱スラブ（ｆｉｂｅｒ ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ ｂａｔｔｓ ｏｒ ｓｌａｂｓ）、発泡断熱スラブ（ｆｏａｍ ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ ｓｌａｂｓ）、布、又はこれらの２つ以上の組み合わせが挙げられる。可変の防湿層自体を、これらの基材のいずれかに、フィルム又は膜又はラミネートとして又はコーティングとして（押出コーティング、スプレー、塗装、又は他の適切な塗布方法で）適用してもよい。

可変の防湿層は、繊維断熱板、繊維断熱スラブ、発泡断熱スラブ、又はこれらの２つ以上の組み合わせからなる群から選択される断熱材である支持体（又は基材）材料を少なくとも１層含んでもよい。この層はまた、石膏ボード、クラフト紙などのセルロース材料、不織布テキスタイル、又はこれらの２つ以上の組み合わせであってもよい。

例えば、可変の防湿層材料は、支持体にフィルム、コーティング、又はラミネート層として適用される。コーティング又はラミネートを、支持体又は基材の一面又は両面に適用してもよい。また、それを２層の支持体又は基材の間にサンドイッチ状に収容してもよい。コーティング又はラミネート材料の両面を機械磨耗から有効に保護してもよく、従って、それによって長期間にわたる所望の水蒸気拡散性を確実にすることができる。乾燥が妨げられることを回避するため、支持体又は基材は、この構造の水蒸気拡散性が本質的に可変の防湿層材料によって提供されるように、支持体又はその少なくとも１層の水蒸気拡散が可変の防湿層材料の水蒸気拡散より大きくてもよい。また、幾つかのこのような層の集成体を重ね合わせて集成してもよい。

基材又は支持体の一面をコーティング又はラミネートしてもよく、その場合、機械的影響に対する保護がほとんど又は全く必要ではない面にコーティング又はラミネートを適用することができる。可変の防湿層の取り付けは、この場合、保護支持体材料が部屋に面する側を向くように行うことができる。

例えば、押出コーティングで可変の防湿層材料をペーパーウェブに適用してもよいが、これに限定されない。例えば、可変の防湿層材料の紙への押し出しコーティングは次のように行うことができる。ブレンドの乾燥顆粒（および、存在する場合、他の層の組成物の顆粒）を押出機内で溶融させる。溶融ポリマーをフラットダイを通過させ、個々の層の組成物が層流中に存在する溶融ポリマーカーテンを形成する。溶融カーテンは、移動する紙基材上に落下し、直ぐにその基材の中に圧入され、急冷ドラムで急冷される。

また、可変の防湿層材料を、ロックウール、ガラス繊維、セルロース、ポリウレタンフォーム、押出ポリスチレンフォーム、発砲ポリスチレンフォーム、ポリウレタンフォーム、ポリイソシアヌレートフォーム、又はこれらの２つ以上の組み合わせなどの材料を有するブランケット、吹き込み断熱材（ｌｏｏｓｅ−ｆｉｌｌ）、又は硬質系の使用を含む断熱材料に表面フィルム又はシートとして適用してもよい。このような断熱材料は、建築物のエネルギー効率を向上させ、吸音材又は遮音材の役割をし、騒音レベルを低く保つ。

また、内層を溶融形態で適用してフィルムを基材に接着させることにより、可変の防湿層材料のフィルムをペーパーウェブにラミネートしてもよい。このプロセスは、フィルムと基材が冷（チル）ロールと接触する時、内層組成物の溶融カーテンを高速で移動するフィルムと基材の間に堆積させることを含む。内層組成物をフラットダイを通して押し出すことによって、溶融カーテンを形成する。

可変の防湿層材料がコーティングされた紙の使用は、コーティングされた紙が連続ウェブとして供給され、多層構造の一部として組み込まれる連続プロセスで建築材料を製造するのに特に有利である。例としては断熱板又は断熱スラブを更に構成し、ここで、可変の防湿層でコーティングされた紙は、断熱材用の化粧シート（ｆａｃｉｎｇ ｓｈｅｅｔ）である。コーティングされた紙はまた、例えば、限定はされないが、パーティクルボード、チップボード、配向性ストランドボード、合板パネリング、石膏ボード（標準又は繊維強化）、ファイバーボード、セメントボード、木毛セメント板、又はケイ酸カルシウム板を含む建築パネル用の下地シート（ｂａｃｋｉｎｇ ｓｈｅｅｔ）としても適用することができる。

また、可変の防湿層フィルムから調製された外被にガラス繊維バットを入れ、壁の空隙の軸組部材の間などに断熱材および可変の防湿層を取り付けることを可能にしてもよい。

上記開示から、可変の防湿層と追加の建築材料（断熱材又は建築用パネルなど）の取り付けを単一の操作で行えることが分かる。

次の実施例は、説明のために示されており、本発明の範囲を不当に限定することを意味しない。

ＦＡＭＩ−Ｎａ−１は、ベヘン酸（エチレンとメタクリル酸の共重合体の５重量％）を含有するエチレンとメタクリル酸（共重合体の１９重量％）の共重合体であり、合わせた酸部分の７５％がマスターバッチの形態で炭酸ナトリウムで中和された。

ＦＡＭＩ−Ｎａ−２は、ステアリン酸Ｎａ（エチレンとメタクリル酸の共重合体の４．５重量％）を含有するエチレンとメタクリル酸（共重合体１９重量％）の共重合体であり、合わせた酸部分の７０％がマスターバッチの形態で炭酸ナトリウムで中和された。

Ｅｌｖａｘ（登録商標）３１５０は、酢酸ビニルを１５重量％含有し、メルトインデックスが２．５ｇ／１０分であり、ＤｕＰｏｎｔから入手されるエチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）であった。

材料を二軸押出機内で２０ｌｂ／ｈ（約９ｋｇ／ｈ）の押出速度で溶融ブレンドし、下記の表１に要約した組成物を提供した。２８ｍｍＷ＆Ｐ二軸押出機で厚さ２〜２．５ミルのフィルムに流延した。

ＡＳＴＭ Ｅ９６−００によるプロトコルを使用して、各キャストフィルムの透湿係数を測定した。透湿係数は、手順Ａに従い、７３°Ｆ（２３℃）の温度で平均相対湿度（ＲＨ）２５％、５５％、および７５％を使用して測定した。

得られるデータをＵＳ Ｐｅｒｍ、透湿係数、および透湿度（ＷＶＴＲ；ｇ／ｍ²−日として）として表したものを次の表１に表すが、実験（ＦＡＭＩ−Ｎａ−１に基づく）を行い、可変の防湿層組成物中に存在する追加のポリマーの利点を決定した。表１中、ＷＶＴＲは、厚さ２ミルの単一フィルムでＡＳＴＭ Ｅ９６に従って、２５％の相対湿度（ＲＨ）、７５％ＲＨ、および５５％ＲＨで測定した。−ＵＳ Ｐｅｒｍ（単位：５．７２×１０^-8ｇ／Ｐａ／秒／ｍ²）、透湿係数（単位：ｇ／Ｐａ／秒／ｍ²）、およびＷＶＴＲ（単位：ｇ／ｍ²−日）。表１から、組成物中のＥＶＡ含有量が増加すると、比較的高いＲＨ条件、即ち、５５％および７５％ＲＨではｐｅｒｍ値が次第に低下し、高性能の防湿層性能を容易に調整することができ、７５％ＲＨなどの比較的高いＲＨ条件下で異なる程度の透湿係数を必要とする、異なる最終用途、即ち、断熱材料の表面シートの性能目標が達成されることが分かる。地域の気候パターンおよび最終用途の構造に応じて、水分管理と費用のバランスを最適化するため、異なる高性能防湿層性能が必要である。

¹％は、測定を行った相対湿度を示す。
²％は、測定を行った相対湿度を示す。

表１から、組成物（比較実験１〜３）中に含まれるＥＶＡが２０重量％以下の時、透湿係数およびＷＶＴＲは望ましいものより高く、一方、３０重量％以上を含む組成物（実験４〜７）は、望ましい透湿係数およびＷＶＴＲを示したことが分かる。異なるアイオノマー（上記に開示したＦＡＭＩ−Ｎａ−２）を使用して別の実験を行った。結果を表２に示し、比較実験４〜５では望ましい透湿係数およびＷＶＴＲが得られず、一方、本発明の実験５〜６は望ましい透湿係数およびＷＶＴＲ示したことが分かる。

¹表１の脚注を参照。

Claims (15)

1. 組成物を含むか又は組成物から製造される物品であって、
   前記物品が可変の防湿層又はフィルムであり、
   前記組成物が、エチレン酸共重合体又は前記エチレン酸共重合体のアイオノマー又はその組み合わせ、脂肪酸又はその金属塩、および追加のポリマーを含むか、又はそれらから製造され、
   前記エチレン酸共重合体が、エチレン、およびＣ_3~8α，β−エチレン性不飽和カルボン酸から誘導される単位を含み、コモノマーから誘導される単位を含んでもよく、
   前記脂肪酸の炭素数が３６未満であり、
   前記組成物中の酸部分の５０％より多くが金属イオンで中和されており、
   前記追加のポリマーが、前記組成物中に、前記組成物の重量を基準にして約３０％〜約７０％存在し、エチレン含有ポリマー、又はプロピレン含有ポリマー、又はこれらの２つ以上の組み合わせを含む、
   物品。
2. 前記物品がフィルム又はシートであり、前記金属イオンがナトリウム塩、カリウム塩、又はその両方から誘導されたアルカリ金属イオンを少なくとも５０％含み、他の金属イオンの半数以上がアルカリ金属イオンであり、
   前記Ｃ_3~8α，β−エチレン性不飽和カルボン酸が、（メタ）アクリル酸であり、
   前記脂肪酸が、ＯＨ^-、Ｒ¹基、ＯＲ¹基で置換されており、各Ｒ¹が独立してＣ₁〜Ｃ₈アルキルであり、
   前記コモノマーが、アルキル（メタ）アクリレート、一酸化炭素、二酸化硫黄、アクリロニトリル、無水マレイン酸、マレイン酸ジメチル、マレイン酸ジエチル、マレイン酸ジブチル、フマル酸ジメチル、フマル酸ジエチル、フマル酸ジブチル、フマル酸ジメンチル、アクリル酸グリシジル、メタクリル酸グリシジル、およびグリシジルビニルエーテルを含み、前記エステルが、１種類以上のＣ₁〜Ｃ₄アルコール（例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、ｎ−プロピルアルコール、イソプロピルアルコールおよびｎ−ブチルアルコール）、又はこれらの２つ以上の組み合わせであってもよく、
   前記追加のポリマーが、前記組成物中に、前記全組成物の約３０重量％〜約６０重量％存在する、
   請求項１に記載の物品。
3. 前記脂肪酸が、ステアリン酸、ベヘン酸、１２−ヒドロキシステアリン酸、イソステアリン酸又はこれらの組み合わせである、請求項１又は２に記載の物品。
4. 前記追加のポリマーが、前記組成物中に約３５〜約６０重量％存在し、エチレン含有ポリマー、又はプロピレン含有ポリマー、又はこれらの組み合わせを含み、
   前記エチレン含有ポリマーが、ポリエチレン、エチレンプロピレン共重合体、エチレン／プロピレン／ジエンモノマー三元共重合体、エチレン共重合体、又はこれらの２つ以上の組み合わせを含み、前記ポリエチレンが、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、直鎖低密度ポリエチレン、超低密度（ｖｅｒｙ ｌｏｗ ｄｅｎｓｉｔｙ）ポリエチレン、超低密度（ｕｌｔｒａ ｌｏｗ ｄｅｎｓｉｔｙ）ポリエチレン、メタロセン触媒で製造されたポリエチレン、又はこれらの２つ以上の組み合わせを含み、前記エチレン共重合体が、エチレンと、アルキル（メタ）アクリレート、酢酸ビニル、一酸化炭素、ジカルボン酸無水物、又はこれらの２つ以上の組み合わせからなる群から選択される少なくとも１種類のコモノマーから誘導され、
   前記プロピレン含有ポリマーが、ポリプロピレン単独重合体、ポリプロピレン共重合体、又はこれらの組み合わせを含む、
   請求項１〜３のいずれか一項に記載の物品。
5. 前記物品がフィルムであり、前記組成物が、エチレン酸共重合体又は前記エチレン酸共重合体のアイオノマー又はこれらの組み合わせ、脂肪酸又はその金属塩、および追加のポリマーから本質的になるか、又はそれらから製造され、前記組成物中の酸部分の６０％より多くが金属イオンで中和されており、前記エチレン共重合体が、エチレン酢酸ビニル共重合体、エチレンアルキル（メタ）アクリレート共重合体、又はこれらの組み合わせである、請求項１〜４のいずれか一項に記載の物品。
6. 前記組成物中の酸部分の７０％又は８０％より多くが中和されており、前記追加のポリマーが、エチレン／アルキル（メタ）アクリレート共重合体、エチレン酢酸ビニル、低密度ポリエチレン、直鎖低密度ポリエチレン、メタロセンポリエチレン、又はこれらの２つ以上の組み合わせであり、前記追加のポリマーが、前記組成物中に、前記組成物の重量を基準にして約４０％〜約５０％存在する、請求項５に記載の物品。
7. 紙、断熱材、又は建築用パネルを含む基材をコート、ラミネート、又は接着している、請求項１〜６のいずれか一項に記載の物品。
8. 前記基材が、断熱板、断熱スラブ、断熱材、石膏ボード、繊維強化セルロース、不織布テキスタイル、又はこれらの２つ以上の組み合わせを含む断熱材用の表面シートであり、前記断熱材が、繊維断熱板、繊維断熱スラブ、発泡断熱スラブ、又はこれらの２つ以上の組み合わせを含む、請求項７に記載の物品。
9. 前記基材が、パーティクルボード、チップボード、配向性ストランドボード、合板パネリング、石膏ボード、ファイバーボード、セメントボード、木毛セメント板、又はケイ酸カルシウム板、又はこれらの２つ以上の組み合わせを含む建築用パネル用の下地シートを含む、請求項７に記載の物品。
10. 物品および少なくとも１つの基材層を含む支持体であって、
    前記物品が、請求項１〜６のいずれか一項に記載の特徴を有し、
    前記基材が、請求項８又は９に記載の特徴を有し、
    前記支持体が、建築物の建築又は改築用の構造部材に含まれており、
    前記基材層が、有孔フィルム、パーティクルボード、チップボード、配向性ストランドボード、合板パネリング、石膏ボード、繊維強化石膏ボード、ファイバーボード、セメントボード、木毛セメント板、ケイ酸カルシウム板、繊維断熱板又は繊維断熱スラブ、発泡断熱スラブ、不織布テキスタイル、繊維強化セルロース、紙、布、又はこれらの２つ以上の組み合わせを含み、
    前記基材は、前記物品をコート、ラミネート、又は接着していてもよい、
    支持体。
11. 少なくとも１つの基材層が、断熱材、石膏ボード、繊維強化セルロース、不織布テキスタイル、又はこれらの２つ以上の組み合わせであり、前記断熱材が繊維断熱板、繊維断熱スラブ、発泡断熱スラブ、又はこれらの２つ以上の組み合わせを含む、請求項１０に記載の支持体。
12. 前記支持体が、少なくとも２つの基材層を含み、前記基材に前記物品がコーティング、ラミネート、又は接着され、多層構造を有する支持体層を形成し、１つ以上の層、前記物品は、基材層と基材層の間に挟まれていてもよく、前記支持体の少なくとも１層の水蒸気拡散が前記物品の水蒸気拡散より大きい、請求項１１に記載の支持体。
13. 物品を少なくとも１つの基材に適用し、多層構造を有する支持体を製造する工程と、前記支持体を建築物又はその一部に用いる工程とを含む方法であって、
    前記物品が、請求項１〜６のいずれか一項に記載の特徴を有し、
    前記基材が、請求項８又は９に記載の特徴を有し、
    前記支持体が、建築物の建築又は改築用の構造部材に含まれており、
    前記基材層が、有孔フィルム、パーティクルボード、チップボード、配向性ストランドボード、合板パネリング、石膏ボード、繊維強化石膏ボード、ファイバーボード、セメントボード、木毛セメント板、ケイ酸カルシウム板、繊維断熱板又は繊維断熱スラブ、発泡断熱スラブ、不織布テキスタイル、繊維強化セルロース、紙、布、又はこれらの２つ以上の組み合わせを含み、
    前記物品は、前記基材にコーティング、ラミネート、又は接着されていてもよい、
    方法。
14. 前記支持体又は前記支持体の少なくとも１層の水蒸気拡散が、前記可変の防湿層の水蒸気拡散より大きい、請求項１３に記載の方法。
15. 前記支持体が少なくとも２つの基材層を含み、前記物品は、前記２つの層の間に挟まれていてもよく、前記方法は、前記支持体を、建築物の壁、天井、又は屋根の内装被覆材料と前記断熱材の間に適用する工程を含んでもよい、請求項１４に記載の方法。