KR101006313B1 - 부식억제제를 포함하는 보호 덮개 장치 - Google Patents
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Abstract
금속 물체 부식 억제용 보호 덮개 시스템(100). 보호 덮개 시스템은 미소환경을 규정하는 덮개(101, 200, 600)와, 미소환경에 하나 이상의 부식억제제를 방출하기 위한 부식억제제 급원을 포함한다. 일 구체예에서, 덮개(200)는 외부 액체불투과성 층(204), 내부 액체투과성 층(202), 및 외부 층과 내부 층 사이에 위치한 초흡수성 층(206)을 포함한다. 다른 구체예에서, 덮개(600)는 수증기투과성 층(602)과, 수증기투과성 층을 지지하기 위한 다공성 지지 층(606)을 포함한다. 상기 두 구체예에서, 하나 이상의 부식억제제는 하나 이상의 상기 언급된 해당 층, 또는 이들 층과는 별개의 층에서 덮개에 도입될 수 있거나, 미소환경과 유체 연결상태인 별개의 용기안에 제공될 수 있다.
부식억제제, 덮개, 금속 물체, 습기
Description
본 출원은 2000년 4월 26일자 출원된 미합중국 출원 제09/557,845호의 일부 계속 출원이다. 또한 본 출원은 2001년 8월 28일자 출원된 미합중국 예비출원 제60/315,317호, 2001년 8월 29일자 출원된 미합중국 예비출원 제60/315,668호, 및 2002년 6월 5일자 출원된 미합중국 예비출원 제60/386,017호를 우선권으로 하여 그 권리를 주장한다.
본 발명은 개괄적으로 말하면 환경적 요소로부터 물체를 보호하기 위한 덮개 분야에 관한 것이다. 더욱 구체적으로는, 본 발명은 부식억제제를 포함하는 보호 덮개 시스템에 관한 것이다.
부식 및 부식 완화에 대한 관심은 경제성 및 안전성을 이유로 그 중요성이 증가하고 있다. 1990년대 중반, 부식 때문에 드는 총 비용은 미합중국에서만 연간 1000억 달러가 넘는 것으로 추산되었다. 이러한 비용은 보통 부식에 대한 직접 비용에 불과한 것으로서, 이와 관련된 간접 비용, 예컨대 안전성, 공장의 비가동 시간, 생산율 감소, 오염 및 오버-디자인(over-design) 등에 관한 비용은 포함되지 않은 것이다.
부식은 환경이 금속이나 금속 합금에 미치는 파괴 효과로서 정의할 수 있다. 거의 모든 금속성 부식 과정에는 수용액 중에서의 전하 전달이 관련되어 있고, 대부분의 부식 반응은 액체 또는 응결된 수증기 형태인 물의 존재하에, 또한 고습도하에 발생한다. 부식은 선박, 선박위의 해양 유정굴착장치와 같은 곳에서, 그리고 그 중에서도 연안 지역의 해양 환경에서 특히 문제가 되는데, 이러한 곳에서는 증가된 이온 수송능, pH 효과, 및 상승된 용존 산소량이 결국 수소 이온 수준을 증가시키기 때문에 해수가 부식 반응을 촉진한다. 부식 반응은 오염물, 예컨대 해수 중에 존재하는 염화 이온 때문에 해양 환경에서 더 가속화된다. 해양 환경에서 보관 및 사용되는 장치의 부식으로 인한 피해는 유지비용, 사용가능성, 보수비 및 실현가능성에 영향을 주는 큰 문제점이다.
예를 들면 배위나 연안 지역에 보관된 장비는 보통 최적 상태에 못미치는 정도로 밝혀진 보호 보관 시스템에서 보관된다. 이러한 장비는 최상의 상태로는 방수포로 덮여있어야 하지만, 특히 배위의 장비에 있어서 보통은 적절히 덮여있지 못하고 해양 환경에 바로 노출되어 급속히 부식이 유발된다. 장비들이 방수포로 덮여있다 하더라도 보호된 공간 속으로 방수포를 통해 및/또는 방수포 주위에 여전히 해수가 침투하여 모인 뒤 방수포 아래에 있는 장비를 부식시킨다. 또한 통상의 보관 시스템은 사용 및 유지보수하기가 번거로울 수 있기 때문에 보통 회피하게 된다. 결과적으로 심각할 정도로 부식이 진행되어 녹 제거, 페인트칠, 및 보수에 많은 시간이 들고, 가끔은 계획보다 빨리 장비를 교체하기에 이르기도 한다.
도 1은 예컨대 표면(24) 위에 있는 금속 물체(22)와 같은 물체를 비, 파도의 포말, 이슬 등으로부터 보호하기 위해 사용되는 통상의 방수 덮개(20)이다. 덮개(20)에는 외면(26), 내면(28), 및 둘레 가장자리(32)에 의해 규정되는 구역(30)이 있다. 덮개(20)는 통상의 방식으로 물체(22)를 덮은 형태를 보이고 있고, 여기에서 미소환경(microenvironment)은 일반적으로 덮개에 의해 둘러싸인 공간에 의해 규정된다. 미소환경은 다수의 내부 영역, 예컨대 덮개(20)와 물체(22) 사이에 위치한 영역(34)을 포함한다.
일반적으로 덮개(20)와 같은 통상의 덮개는 예를 들면, 치밀하게 직조된 중합체 직물 또는 부직물 구조로 만들어진, 가령 연속 필름 또는 기타 막으로 만들어진 적어도 하나의 액체불투과성 층을 포함한다. 그 구조가 보다 복잡한 통상의 덮개는 또다른 특징을 제공하는 하나 이상의 또다른 층을 포함할 수 있는데, 상기 특징으로는 혹독한 환경을 견딜 수 있는 더욱 내구성이 높은 외면이라든지, 덮개로 덮인 물체에 대한 기계적 피해를 최소화하기 위한 비마찰성 내면 등이 있다. 다른 형태의 통상의 덮개는 증기투과성 다공성 물질, 예컨대 발포 폴리테트라플루오로에틸렌 등으로 만들어진다.
내부 영역(34) 안의 공기의 습기 함량은 일반적으로 주위 환경의 습기 함량보다 항상 높다. 주위 환경 중의 습기 함량이 올라가면, 덮개의 둘레 가장자리(32)에 있는 표면(24)과 덮개(20) 사이의 틈을 통해 습기가 안쪽으로 유입되기 때문에(화살표(36)로 나타냄) 영역(34) 중의 습기 함량 또한 상승한다. 결국 주위 환경(38)과 영역(34) 중의 습기 함량은 같아진다. 일단 추가의 습기가 미소환경 내에 존재하면, 화살표(40)로 도해한 바와 같이 그 안에 갇히게 될 수 있다. 그러면 습 기 함량은 급속히 상승될 수 있고, 공기는 포화된다. 이렇게 되면 물체(22) 상에 수증기가 응결된다. 내부 영역(34) 중의 습기 함량은 절대로 주위 환경(38) 중의 습기 함량보다 낮아지지는 않기 때문에 통상의 덮개는 해양 환경 및 습기가 많은 환경과 같은 고습도 환경에서 매우 효과적이지 못하다. 게다가 일단 습기가 미소환경에 유입되면 그것을 모두 없애는데는 장시간이 소요된다.
발명의 요약
일 측면에서 본 발명은 보호 덮개 시스템을 물체에 적용하였을 때 물체 주위에 미소환경을 규정함으로써 물체를 보호하기 위한 보호 덮개 시스템에 관한 것이다. 보호 덮개 시스템은 덮개를 물체에 적용하였을 때 미소환경을 규정하는, 물체에 적용되는 덮개를 포함한다. 상기 덮개는 비다공성 수증기투과성 층이 포함된 제 1 층을 포함한다. 부식억제제 급원은 덮개를 물체에 적용하였을 때 미소환경에 적어도 하나의 부식억제제를 제공한다. 부식억제제 급원은 덮개를 물체에 적용하였을 때 부식억제제의 적어도 일부가 미소환경에 유입될 수 있도록 미소환경과 연결된다.
또다른 측면에서 본 발명은 보호 덮개 시스템을 물체에 적용하였을 때 물체 주위에 미소환경을 형성함으로써 물체의 부식을 억제하기 위한 보호 덮개 시스템에 관한 것이다. 상기 보호 덮개 시스템은 제 1 면과 제 2 면을 갖는 제 1 층이 포함된 덮개를 포함한다. 상기 제 1 층은 습기를 흡수하여 저장하도록 하는 흡수성 물질을 포함한다. 제 2 층은 제 1 층의 제 1 면 근처에 위치하고 액체불투과성이다. 적어도 하나의 부식억제제를 포함하는 부식억제제 급원은 덮개를 물체에 적용하였 을 때 미소환경과 유체 연결상태이다.
또다른 측면에서 본 발명은 습기로부터 물체를 보호하기 위한 패널형 덮개 시스템에 관한 것이다. 패널형 덮개 시스템은 다수개의 패널을 포함하는데, 각 패널은 제 1 면과 제 2 면을 갖는 제 1 층을 포함한다. 제 1 층은 습기를 흡수하여 저장하도록 하는 흡수성 물질을 포함한다. 제 2 층은 제 1 층의 제 1 면 근처에 위치한다. 제 2 층은 액체불투과성이다. 다수개 패널을 이루는 각 패널은, 다수개의 패널 중 한 패널의 주위에 적어도 다른 하나의 패널이 고정되어 있는 형태이다.
본 발명을 설명하기 위해서 본원에서 바람직한 본 발명의 형태를 도면에서 보이고 있다. 그렇지만 본 발명은 도면에 제시된 바와 같은 정확한 구조나 장치로 국한되는 것이 아님을 당업자라면 이해할 것이며, 도면의 설명은 다음과 같다:
도 1은 물체를 덮고 있는 것을 보이는, 선행 기술의 덮개의 단면도이고;
도 2는 물체를 덮고 있는 덮개를 보이는, 본 발명의 보호 덮개 시스템의 단면도이며;
도 3은 본 발명의 보호 덮개 시스템의 일 구체예 중 일부의 단면도이며;
도 4는 본 발명의 보호 덮개 시스템의 대안적 구체예 중 일부의 단면도이며;
도 5는 본 발명의 덮개의 특정 구체예에서, 도 2에 제시된 덮개의 한쪽 가장자리의 확대도이며;
도 6은 다른 패널에 탈착가능하게 고정된 다수개의 패널을 포함하는 본 발명의 보호 덮개의 일 구체예를 보이는 사시도이며;
도 7은 도 6의 선(7-7)을 따라 그린, 패널 한 장의 둘레 가장자리 한쪽 단면을 확대한 단면도이며;
도 8a-c는 각각 본 발명의 보호 덮개 시스템의 대안적 구체예 중 일부를 확대한 단면도이며;
도 9는 덮개와는 별개의 용기에 담긴 부식억제제를 갖는 본 발명의 보호 덮개 시스템의 또다른 대안적 구체예 중 일부를 확대한 단면도이다.
지금부터는 도면을 참조하여 설명을 할 것인데, 유사 숫자는 유사 요소를 나타내는 것으로서, 도 2는 보호용 부식억제성 덮개 시스템을 나타내고, 이는 숫자 100으로 개괄 표시하였다. 덮개 시스템(100)은 가요성 물질로 만들어질 수 있는 덮개(101)와, 외면(102), 내면(104), 및 영역(108)을 규정하는 둘레 가장자리(106)를 포함할 수 있고, 그 형태는 구체적인 용도에 맞추어 원하는 대로 성형할 수 있다. 대안적으로 덮개(101)는 덮여질 물체의 형태에 맞는 형태, 또는 물체에 알맞은 다른 형태로 형성될 수 있는 견고한 물질을 포함할 수 있다. 표면(112) 위에 있는 물체, 예컨대 금속 물체(110)를 덮으면, 외면(102)은 주위 환경(114)에 노출되고, 내면(104)은 내면(104)과 물체(110) 및/또는 내면(104)과 표면(112) 사이에 위치한 내부 영역(116)과 같은 하나 이상의 내부 영역을 포함하는 미소환경을 규정한다.
물체(110)는 일반적으로 덮개(101)에 의해 주위 환경(114)에 존재하는 요소로부터 보호받지만, 보통은 주위 환경의 습기가 덮개의 둘레 가장자리(106)와 표면(112) 사이의 틈을 통해 내부 영역(116)으로 유입되는 경향이 있다(화살표(118)로 나타냄). 본 발명의 특징은 덮개(101)가 이렇게 유입되는 습기와, 내부 영역(116)내에 갇힌 나머지 습기를 흡수 및 저장하도록 하여(화살표(120)로 나타냄), 미소환경의 습기 함량을 낮은 수준으로, 보통은 주위 환경(114)의 습기 함량보다 낮은 수준으로 유지하는 것이다. 본 발명의 또다른 특징은 덮개(101)가 덮개의 내면(104)과 접촉하게 되는 물체(110)의 표면 상에 존재하는 임의의 물을 위킹 작용(wicking action)을 통해 흡수 및 저장하도록 하는 것이다. 결과적으로 금속 물체(110)가 부식되는 것을 방지하는 저습도 미소환경이 생긴다.
본 발명의 또다른 특징은 저장된 습기를 덮개의 외면(102)으로 확산시켜, 즉 증발하기에 적합한 조건이 되면 주위 환경(114)으로 증발(화살표(122)로 표시))시켜서, 덮개(101)의 흡습 및 저장 특징이 초기화되도록 하는 것이다. 본 발명의 또다른 특징은 부식억제제가 금속 물체(110)의 표면에 예컨대 필름(123)으로서 침착될 수 있도록, 덮개(101) 바로 아래에 형성된 미소환경의 영역(116)으로 하나 이상의 부식억제제를 분산시킬 수 있는 능력이다.
앞으로 더욱 자세히 논의하겠지만, 이러한 각각의 특징 및 그 이외의 다른 특징은 본 발명의 보호 덮개 시스템(100)에 단독으로 또는 다른 특징과 다양하게 결합된 형태로 도입될 수 있다. 예를 들면 덮개(101)의 일 구체예에는 흡습 특징이 제공되지만, 부식억제제 특징은 제공되지 않을 수 있다. 마찬가지로 다른 구체예에는 부식억제제 특징이 제공되지만, 흡습 특징은 제공되지 않을 수 있다. 물론 또다른 구체예에서 흡습 및 부식억제제 특징 모두를 포함할 수도 있다. 이러한 구체예 각각에는 여러가지 다른 특징, 그중에서도 본원에서 기술된 예컨대 표면 위킹, 가 장자리 위킹, 레이더감응, 증발 증대, 및 패널형 특징을 희망하는대로 및/또는 적당하게 임의로 보강 또는 보충할 수 있다.
본 발명의 보호 덮개 시스템(100)의 유리한 점은 실제 크기와 표면 특징을 갖는 물체를 보호하기 위해 필요한 임의의 크기 및 형태로 제조할 수 있다는 점이다. 이러한 다양한 물체의 예를 일부 들어보자면, 컨테이너수송선의 컨테이너, 군함의 갑판 위에 설치된 대포, 건설 장비, 보관된 건설 자재, 에어컨 시설 및 바베큐 그릴 등이 있겠다. 덮개(101)로 만들어진 파우치는 군수품, 연장, 권총 및 전화기와 기타 전기장치 등을 보관하는데 응용될 수 있다. 당업자라면, 본 발명의 보호 덮개 시스템(100)을 매우 다양한 범위에 응용할 수 있음을 인식할 것이다.
도 3은 덮개(200)를 포함할 수 있는 본 발명의 보호 덮개 시스템(100)의 일 구체예를 보인다. 덮개(200)는 액체투과성 층(202), 액체불투과성 층(204), 및 액체투과성 층과 액체불투과성 층 사이에 끼인 흡습성 층(206)을 포함할 수 있다. 도 2와 도 3을 참고로 하면, 액체투과성 층(202)은 일반적으로 덮개(200)의 내면(104)을 규정하고, 덮개 내부의 흡습성 층(206)의 구조 물질(아래에 설명)을 지탱할 수 있다. 액체투과성 층(202)은 증기투과성일 수 있는데, 이에 따라 내부 영역(116)내에 있는 수증기가 흡습성 층(206)과 액체투과성 층으로 도달하게 하여, 덮개(200)의 내면(204)과 접촉하는 임의의 액체 상태 물이 흡습성 층으로 위킹될 수 있게 한다. 전형적인 구체예에서, 액체투과성 층(202)의 투수율은 10 g/㎡-hr보다 크지만, 본 발명은 투수율이 이보다 다소 낮은 액체투과성 층의 사용도 허용한다. 액체투과성 층(202)은 액체투과성이고 증기투과성인 임의의 적당한 물질, 예컨대 직물, 편 물, 천공 필름, 오픈셀 거품, 멜트-블로운, 또는 스펀본드와, 상기의 조합, 예컨대 다공성 오픈 셀 거품으로 고팅된 직물로 만들어질 수 있다. 당업자라면, 본 발명의 폭넓은 범위를 이해하기 위해 이러한 물질의 예를 모두 나열하지 않아도, 액체투과성 층(202)에 사용할 수 있는 물질의 범위와 종류를 잘 알고 있을 것이다.
일부 적용에 대해서는, 반복되는 사용에 내구성이 있고 각종 표면과 지속적으로 접촉할 수 있는 물질로 액체투과성 층(202)을 만드는 것이 일반적으로 바람직하지만, 반드시 그러한 것은 아니다. 또한 일부 적용에 대해서는, 액체투과성 층(202)과 접촉함으로 인해 물체에 가해지는 피해가 없도록 액체투과성 층(202)이 부드럽고/부드럽거나 연질인 것이 바람직할 수 있다. 액체투과성 층(202)에 적합한 물질의 예로는 K-TooTM 언백드(un-backed) 편직 나일론(마이애미주 에버렛 소재의 HUB Fabric Leather Company, Inc.로부터 입수가능)이 있다. 다른 적합한 물질로는 폴리에스테르 메쉬 스타일 넘버 9864(뉴저지주 머리 힐 소재 Fablock Mills로부터 입수가능), 나일론, 폴리프로필렌, 및 기타 편직(뉴저지주 머리 힐 소재 Fablock Mills, 뉴저지주 웨스트우드 소재 Jason Mills, 뉴욕주 인우드 소재 Apex Mills에서 입수가능)이 있다. 이러한 몇가지 편직의 예는 주로 발명자가 적합하다는 사실을 알아낸 구체적인 물질이다. 당업자라면 적합한 비편직물도 널리 사용가능하고, 상기에 언급한 편물 대신에 다른 것을 사용할 수 있다는 점도 잘 알고 있을 것이다. 따라서, 당업자라면 본 발명의 넓은 범위를 이해하기 위해서 이러한 물질의 예를 모두 나열할 필요는 없다는 것을 잘 알 것이다.
흡습성 층(206)은 임의의 적당한 흡수성 물질 또는 이러한 물질의 배합물을 포함할 수 있다. 예를 들면 흡습성 층은 매트릭스(210) 및 초흡수성 물질(208), 예를 들면 특히 매트릭스에 분산된 하이드로겔을 함유할 수 있다. 당업자라면 다수의 초흡수성 물질 및 매트릭스 물질이 공지되어 있고, 이를 본 발명과 관련지어 사용할 수 있음을 잘 이해할 것이다. 예를 들면 본 발명에 참조로서 인용되는 Brueggemann 등의 미합중국 특허 제6,051,317호는 흡습성 층(206)에 사용될 수 있는 여러가지 초흡수성 물질 및 매트릭스 물질을 개시하고 있다. 초흡수성 물질(208)은 매트릭스(210)에 분산될 수 있는 미립자, 섬유, 또는 기타 형태로 제공될 수 있다. 또는, 초흡수성 물질(208)은 일반적으로 매트릭스(210)내에서 별개의 층의 형태로 위치할 수 있다.
매트릭스(210)로서 허용가능한 물질의 예로는 울, 유리섬유, 중합체 플리스(fleece), 플러프(fluff) 목재 펄프 등이 있다. 섬유 매트릭스(210)는 친수성이고, 모세관인력이 높아서, 예를 들면 10 g/㎡-hr보다 커서(본 발명에서는 모세관인력이 낮은 것도 포함되지만), 액체투과성 층(202)을 통해 흡습성 층(206)과 접촉하게 되는 습기가, 존재하는 경우 흡습성 층에 위치한 초흡수성 물질을 이용하기 위해서 흡습성 층(206) 깊숙이 위킹될 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 매트릭스(210)를 제시하였지만, 매트릭스에 의해 지지될 필요가 없는 형태 및/또는 매트릭스내에 위치할 필요가 없는 형태로 초흡수성 물질(208)을 갖는 대안적인 구체예에서는 생략될 수 있다.
상기에 언급한대로 하이드로겔은 초흡수성 물질(208)로서 적합한 초흡수성 물질의 일 부류이다. 어떤 형태의 하이드로겔은 자신 중량의 400배까지 물을 흡수할 수 있다. 이렇게 모세관인력이 크기 때문에, 하이드로겔 입자는 원래 크기의 수배로 팽창할 수 있다. 하이드로겔 입자가 섬유 매트릭스(210)에 적절히 분배되지 않으면, 흡습성 층(206)은 "수화차단(hydroblocking)"을 겪을 수 있는데, 즉 습기 급원에 가장 가까이 있는 하이드로겔 입자가 지나치게 팽창하여 섬유 매트릭스로 습기가 더 많이 위킹되는 것을 차단한다. 흡수된 습기의 일부가 결국 확산에 의해 매트릭스(210) 내부 깊숙이 위치한 하이드로겔에 도달하기야 하겠지만, 특히 고습도 조건에서는 수화차단이 발생한 덮개의 유용성을 저하시킬 수 있을 정도로 확산이 느리게 진행된다. 그러므로 초흡수성 물질 및 액체투과성 층(202) 근처의 매트릭스가 포화되었을 때에도 매트릭스가 흡습성 층(206)으로 더욱 깊숙이 물을 위킹할 수 있도록, 수화차단을 최소화하거나 또는 아예 방지하는 방식으로 매트릭스(210) 내부에 하이드로겔형 초흡수성 물질(208)이 잘 분배되도록 신경을 써주어야 할 것을 권장한다.
액체불투과성 층(204)은 덮개(200)의 외면(102)을 규정할 수 있으며, 대개는 주위 환경(114)에 있는 액체, 예컨대 비, 파도의 포말, 이슬 등이 덮개 아래의 내부 영역(116)에 닿는 것을 방지하기 위하여 선택될 수 있다. 액체불투과성 층(204)은 한가지 이상의 증기 투과성 물질로 만들어져서, 흡습성 층(206)에 저장되어 있는 습기 및/또는 미소환경의 내부 영역(116)에 존재하는 습기가 상기에 언급된 바와 같이 확산이나 증발로 인해 주위 환경(114)으로 배출될 수 있도록 하는 것이 바람직하지만, 반드시 그러한 것은 아니다. 보통의 구체예에서 액체불투과성 층(204) 의 증기 투과율은 1 g/㎡-hr보다 크지만, 증기 투과율이 낮은 액체불투과성 층도 특정 환경에서 사용할 수 있다.
액체불투과성 층(204)을 통한 액체 투과율은 이 층에 사용되는 증기 통과율보다는 낮아야 한다. 보통 액체불투과성 층(204)을 통한 증기 투과율의 하한이 1 g/㎡-hr일 때, 이 층을 통한 액체 투과율은 1 g/㎡-hr 미만의 임의의 값일 수 있다. 증기 투과율이 크다면, 이에 해당하는 액체 투과율의 허용가능한 수준도 증기 투과율보다 낮은 수준안에서 커질 것이다. 저장된 습기를 배출시키도록 함으로써, 덮개(200)는 스스로 초기화될 수 있는데, 즉 이전에 흡수 및 저장된 습기를 예컨대 주위 환경의 습도가 낮은 시기에 증발을 통해 주위 환경(114)으로 배출시켜서, 내부 환경(116)에 다음에 다시 습기가 많아졌을 때 더욱 많은 습기를 흡수 및 저장할 수 있도록 한다. 유리하게도 액체불투과성 층(204)은 태양에너지를 흡수하여 흡습성 층(206)의 초기화를 가속화하는 열을 덮개(200)에 제공할 수 있도록 디자인할 수도 있다.
액체불투과성 층(204)은 임의의 적당한 직물 또는 부직포 물질 또는 상기의 조합을 포함할 수 있다. 본원 및 본원에 첨부되는 청구의 범위에 사용된 바와 같이, 부직포라는 용어에는 직조되지 않은 임의의 물질, 예컨대 필름, 편물, 거품, 펠트, 멜트-블로운, 스펀본드, 에어-레이드, 주조물, 압출물, 및 주형물이 포함된다. 예를 들면 덮개(200)의 일 구체예에서 액체불투과성 층(204)은 증기 투과성이고, 액체불투과성 층은 각종 다공성 증기 투과성 물질, 예컨대 200 데니르 나일론 내부 층과 통기성 우레탄 외부 층으로 이루어진 라미네이트와 같은 하나 이상의 층 을 포함할 수 있다. 이러한 나일론/우레탄 라미네이트는 마이애미주 몬손 소재의 LAMCOTEC Incorporated로부터 입수가능하다. 다른 적당한 다공성 증기 투과성 물질에는 발포 폴리테트라플루오로에틸렌, GORE-TEX®직물(델라웨어주 뉴와크 소재의 W.L. Gore & Associates, Inc.), SUNBRELLA® 직물(노스 캐롤라이나주 글렌 레이븐 소재의 Glen Raven Mills Inc.), Hub 반투과성 직물(마이애미주 에버렛 소재의 Hub Fabric Leather Company) 등이 있고, 다른 것도 사용할 수 있다. 액체투과성 층(202)과 같이, 당업자라면, 앞에서 설명한 액체불투과성 층(204)으로 적당한 다공성 증기투과성 물질의 예는 이러한 층에 사용될 수 있는 다수의 물질 중 아주 대표적인 것임을 알 것이다. 따라서 본 발명의 넓은 범위를 당업자가 이해하기 위해서 이러한 적당한 물질의 예를 모두 나열할 필요는 없을 것이다.
덮개(200)의 또다른 구체예에서, 액체불투과성 층(204)은 흡습성 층(206)에 함유되어 있는 습기가, 전달이 발생하기에 적합한 조건에 있을 때 주위 환경(114)에 전달되도록 하는 비다공성 수증기투과성 필름을 포함할 수 있다. 이러한 비다공성 수증기투과성 필름의 예에는 Vrouenraets 등의 미합중국 특허 제4,493,870호에 기재된 코폴리에스테르 필름, 예를 들면 독일 부페르탈 소재 SympaTex Technologies GmbH에서 입수가능한 SYMPATEX®필름과, Gebben 등의 미합중국 특허 제5,989,697호와 동일인의 제 5,744,570호에 기재된 코폴리에테르 아미드 필름, 및 술폰산기로 가교결합된 테테르플루오로에틸렌 매트릭스를 포함하는 필름, 예를 들면, 델라웨어주 윌밍턴 소재의 E.I. Dupont de Nemours Company로부터 입수가능한 NAFION®필름이 있다. NAFION®필름은 퍼플루오로술폰산 생성물이다. 다른 비다공성 수증기투과성 필름의 예는 분자당 최대 3개의 반응성 이소시아네이트기를 보유하는 측쇄형 폴리에테르을 포함한다. 미합중국 특허 제4,493,870호, 제5,989,697호 및 제5,744,570호는 본원에 참조로서 인용된다.
일반적으로 이러한 필름은 액체로서의 물과 다른 물질이 이를 통과하지 못하도록 비다공성이다. 이러한 필름 각각은 필름의 특수한 친수성 중합체 영역내에서 일어나는 흡착/탈착 과정에 의해, 비교적 습기 함량이 높은 필름 한쪽면 위에 있는 영역에서 비교적 습기 함량이 낮은 필름 한쪽면 위에 있는 영역으로 물 분자를 수송하도록 분자 수준에 작용하는 것으로 생각된다. 보통 이러한 비다공성 수증기투과성 필름 각각은 연속적으로 결합되어 있거나, 그렇지 않으면 필름의 지지를 제공하는 베이킹(backing) 층에 부착되지만, 반드시 그러한 것은 아니다. 이것은 필름이 대개 매우 얇게 때문인데, 예를 들면 10 마이크론 정도의 두께는 본 발명의 덮개(200)가 계획하고 있는 일부 적용에 사용하기에는 그 강도가 충분하지 않을 수 있다. 이러한 라미네이트 복합재의 예로는 500 데니르 직물인 CORDURA®나일론 직물(산염색하고 내구성있는 방수제로 처리한 뒤 15 마이크론 두께 SYMPATEX® 필름으로 라미네이팅한 것)이 있다(CORDURA는 델라웨어주 윌밍턴 소재의 E.I. Dupont de Nemours and Company의 등록상표이다). 이 라미네이트는 뉴욕주의 뉴욕소재 Brookwood Companies, Inc.로부터 입수가능하다.
다른 구체예에서, 덮개(200)는 주위 환경(114)의 조건이 저장된 습기의 증발을 허용하지 않는 경우 흡습성 층(206)이 더욱 재빨리 초기화도록 하는 가열 요소(212)(도 3)를 추가로 포함할 수 있다. 이러한 가열 요소는 하나의 층 안에, 또는 근접한 층들 사이에 위치한 전기 저항 선 그리드(grid)를 포함할 수 있다. 대안적으로는 가열 요소는 KAPTON®, NOMEX®, 실리콘 고무, 또는 활석 또는 박막 세라믹 소자(미네소타주 미네아폴리스 소재 Minco Products Incorporation과 일리노이주 리치먼드 소재의 Watlow Gordon에서 입수가능)와 같이, 가요성 절연 층 사이에 라미네이팅된 부식처리된 호일 저항 요소로 이루어지는 얇고 가요성 있는 가열 요소 소자를 포함할 수 있다(KAPTON® 및 NOMEX®는 델라웨어주 윌밍턴 소재 E.I. Dupont de Nemours and Company의 등록상표이다). 당업자라면 가열 특징이 요구되는 덮개(200)에 각종 가열 요소(212)를 도입할 수 있다는 것을 잘 알 것이다.
또다른 구체예에서, 덮개(200)는 상기에 언급한 덮개를 이루는 하나 이상의 층으로, 추가의 층으로, 및/또는 덮개와 일반적으로 별개인 하나 이상의 부식억제제 급원으로 부식억제제(214, 도 3)를 추가로 포함시킬 수 있다. 하나 이상의 별개의 부식억제제 급원이 제공된 경우에 각각은 덮개에 의해 규정된 미소환경내에, 예를 들면 내부 영역(116)에 위치할 수 있고, 그렇지 않으면 부식억제제(214)가 미소환경에 도입되어 금속 물체(110)에 보호를 제공하도록 미소환경과 연결되게 배치될 수 있다(도 2 참조). 부석억제제(214)로 사용하기에 적합한 물질의 예에는 증기 또는 증기상 부식억제제(VCI)(또한 "휘발성 부식억제제"로도 알려져 있다), 접촉형 부식억제제 및 이동형 부식억제제가 포함된다. 일반적으로 VCI는 금속 표면에서 고체화되는 이온을 방출하여 표면을 보호하기 위해 부식제와 상호작용하는 단일분자층을 형성하는 휘발성 화합물이다. 접촉형 부식억제제는 일반적으로 보호를 제공하 기 위하여 보호할 물체와 표면과 표면이 접촉될 것을 요구한다(이들은 어느 정도는 한 영역에서 다른 영역으로 이동될 수 있다). 이동형 부식억제제는 뚜렷한 확산 과정을 통해 이동한다. 이러한 유형의 부식억제성 물질 각각은 일반적으로 꾸준히 자가 보충되고 환경 친화적이다. 이러한 부식억제성 물질은 단독으로 사용하거나 특정 적용에 알맞게 소망에 따라 다른 것과 배합하여 사용할 수도 있다.
부식억제성 물질의 예에는 벤조산 사이클로헥실암모늄, 벤조산 에틸아미노, 술폰산칼슘, 탄산칼슘, 벤조산 나트륨, 아민염, 벤조산 암모늄, 실리카, 술폰산나트륨, 톨트리아졸 및 벤조트리아졸과 같은 트리아졸 유도체, 알칼리 2염기산 염, 아질산나트륨과 같은 알칼리 아질산염, 톨 오일 이미다졸린, 알칼리 금속 몰리브덴산염, 질산 다이클로헥실암모늄, 탄산 사이클로헥실아민 및 니트로벤조산 헥스메틸렌이민이 있다. 이러한 VCI는 여러 공급업자로부터 입수할 수 있으며, 여기에는 Cortec Corporation(미네소타주 세인트 폴 소재), Daubert Coated Products Incorporated(일리노이주 웨체스터 소재), Poly Lam Products(뉴욕주 버팔로 소재), Mil-Spec Packaging of Georgia Incorporated(조지아주 메이콘 소재), 및 James Dawson Enterprises Limited(미시간주 그랜드 래피즈 소재)가 포함된다. Chandler 등의 미합중국 특허 제6,028,160호는 본원에 참조로서 인용되며, 여기에는 위에 언급한 화합물과 함께 부식억제제(214)로서 사용하기에 적합할 수 있는 다른 화합물의 목록이 실려 있다.
언급한 바와 같이 부식억제제(214)는 덮개를 이루는 상기에 언급한 하나 이상의 층에 도입될 수 있지만, 대안으로서 덮개의 층과는 별개인 하나 이상의 층이나, 별개의 부식억제제 급원에 제공될 수도 있다. 별개의 층으로서 제공된 경우, 부식억제제(214)는 하나 이상의 층, 예를 들면 202, 204, 206 중 하나 이상의 층에 적용된 코팅에 혼입될 수 있거나, 별개의 층(제시하지는 않음), 예컨대 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 또는 나일론과 같은 적당한 베히클 물질을 포함한 별개의 필름, 직물, 편물, 멜트-블로운, 스펀본드, 거품 또는 기타 층으로 혼입될 수 있다. 당업자라면 부식억제성 물질에 대한 베히클을 제공하기 위하여 각종 부식억제성 물질을 각종 수지 및 다른 베이스와 어떻게 배합할 수 있는지 이해할 것이다. 예를 들면 상기에 언급한 Chandler 등의 미합중국특허 제6,028,160호에서는 생물학적으로 분해가능한 중합체 필름을 설명하면서, 베히클 수지/VCI 블렌드를 논의하고 있다. 생물학적으로 분해가능하지 않은 필름에 유사한 제형물도 사용할 수 있다. 뿐만 아니라, 베히클 수지/VCI 블렌드는 필름이 아닌 구조, 예컨대 상기에도 지적한 직물, 편물, 멜트-블로운, 스펀본드, 및 거품 구조를 형성하는 데에도 사용될 수 있다.
부식억제제(214)를 덮개(200)에 도입하면 흡습성 층이 그 기능을 다했을 때 덮개를 지속적으로 보호함으로써 덮개의 부식억제능을 향상시킬 수 있다. 꼭 필요한 것은 아니지만 흡습성 층(206)이 존재하는 경우에(도 8a-c 및 그에 대한 설명 참조), 부식억제제(214)는 흡습성 층의 존재 덕분에 유리한데, 이는 부식억제제가 항시 보호를 제공하지 않아도 됨으로써 부식 억제의 부담을 덜어주기 때문이다. 부식억제제(214)는 본 발명의 덮개의 임의의 구체예로, 예컨대 도 4-8에 보이는 바와 같은 형태로, 또한 본원에 각각 설명한 임의의 형태로, 예컨대 코팅 형태, 별개의 층 형태, 액체투과성 층, 흡습성 층 및 액체불투과성 층 중 하나 이상에 대한 첨가물 형태, 및 별개의 급원 형태로 제공될 수 있음을 주의해야 한다.
층(202, 204, 206)은 임의의 적당한 방식으로 다른 것에 고정될 수 있다. 예를 들면 이러한 층은 액체 및 증기 전달 특징을 방해하지 않으면서, 다른 층에 대한 층의 물리적 유사성이 유지되도록 하는 방식으로 덮개(200)의 영역(108)을 통해 다른 층에 결합된다. 당업계에 공지되어 있는 결합 방법을 덮개(200)의 층을 결합시키거나 합치는데 사용할 수 있다. 예를 들면, 열결합이나 다성분 접착결합과 같은 결합 방법을 사용할 수 있다. 또는 덮개(200)를 이루는 여러개 층을 다른 수단, 예컨대 재봉, 또는 기계적 패스너, 예를 들면 리벳(rivet)을 사용하여 다른 것에 결합시킬 수 있다.
덮개의 크기 및 이를 구성하는 물질에 따라, 둘레 가장자리(106) 근처에 재봉이 필요할 수 있다. 다른 용도에서는 영역끼리 퀼트 재봉하는 것이 바람직할 수 있다. 마찬가지로, 결합은 둘레 가장자리에서만 연속적일 수 있거나 퀼트 방식으로 결합될 수 있다. 물론 상이한 층을 다른 것에 결합시키기 위해서/또는 덮개(200)의 상이한 영역에 층을 고정시키기 위해서 각종 고정 방식의 조합도 사용가능하다. 예를 들면 액체불투과성 층(206)은 가령 연속 결합에 의해 흡습성 층(206)에 고정될 수 있지만, 액체투과성 층(202)은 가령 영역(108)내에서 퀼트 재봉을 하고, 둘레 가장자리(106) 근처에서 연속 재봉함으로써 액체불투과성 층 및 흡습성 층이 결합된 것에 고정시킬 수 있다. 당업자는 덮개(200)의 각종 층을 다른 것에 고정시키는 다양한 수단을 알 것이고, 이러한 가능한 고정 수단을 본원에서 모두 나열할 필요 는 없을 것이다.
또다른 대안적 구체예에서, 액체불투과성 층(204)을 다른 두개의 층(202 및 206)에 탈착가능하게 고정시킬 수 있는데, 이렇게 하면 주위 환경이 순조로운 조건일 때 흡습성 층의 초기화를 가속화시키기 위해 액체불투과성 층을 제거할 수 있다. 재고정가능한 패스너, 예컨대 후크-루프 패스너, 스냅, 지퍼 등을 이러한 특징을 촉진하기 위해 제공할 수 있다. 또한 흡습성 층(206)은 시트 형태 섬유의 직조되지 않은 웹을 생성하는 방법으로서 당업계에 공지되어 있는 에어레이드(airlaid) 방법을 통해 결합되거나 형성될 수 있으며, 이 방법에서 섬유는 공기 유동을 통해 수송 및 분배되고 결합제 및 수지의 혼합물을 사용해 완전한 시트로 고정된다.
도 4는 본 발명의 덮개(101)의 또다른 특정 구체예(300)를 제시하고 있다. 덮개(300)는 도 3에 제시된 덮개(200)의 3개의 층, 즉 액체투과성 층(302), 액체불투과성 층(304), 및 흡습성 층(306)(이들 층은 각각 층 202, 204, 206과 동일하다)을 포함할 수 있다. 이들 층 뿐만 아니라, 덮개(300)는 레이더감응 층(308)을 추가로 포함할 수 있다. 레이더감응 층(308)은 덮개(300)에 요구되는 레이더 특징에 따라서 레이더 흡수 물질(310), 레이더 반사 물질(312) 또는 이들의 배합물을 포함할 수 있다. 도 2를 참고하여 설명하면, 덮개(300) 전체 영역(108)의 레이더감응능이 감쇠된 것이 바람직할 수 있다. 예를 들면 군사분야에 적용할 때 물체의 존재를 감추기 위하여 큰 물체의 레이더 특징을 완화시키는 것이 필요할 수 있다. 반면 전체 영역(108)의 레이더감응능이 강화된 것이 바람직할 수도 있다. 예를 들면 민간인이 사용할 때 물체의 존재를 확실히 드러내기 위해서는 소형 선박의 레이더 특징을 강 화시키는 것이 유리할 수 있다. 다른 예에서, 통상의 레이더 특징을 덮개(300)에 제공하기 위하여 교대로 레이더감응능을 감쇠시켰거나 강화시킨 영역(108) 및/또는 레이더 중립영역을 불연속적으로 제공하는 것이 바람직할 수 있다.
레이더감응 층(308)이 액체불투과성 층(304)과 흡습성 층(306) 사이에 위치한 것을 제시하긴 하였지만, 다른 곳에 위치할 수도 있다. 예를 들면, 레이더감응 층은 덮개(200)의 외면(102)에 근접한, 흡습성 층(306)과 액체투과성 층(304) 사이에 위치할 수도 있다. 뿐만 아니라, 레이더 흡수 물질(310) 및 레이더 반사 물질(312)은 액체투과성 층(304), 흡습성 층(306), 및 액체투과성 층 (302) 중 하나의 층에 혼입될 수 있다. 하지만 일반적으로 레이더 흡수 물질 및 반사 물질(310, 312)을 선택하는 데 있어서는, 덮개(300)의 증기 및 액체 전달 특징에 방해되지 않도록 주의를 기울여야 한다.
레이더 흡수 물질(310)은 폴리피롤로 코팅된 폴리에스테르 섬유를 포함할 수 있는데, 이는 실로 만들어진 뒤 덮개(300)의 별개의 직물 층이나 하나 이상의 층(302, 304, 306)으로 직조될 수 있다. 이러한 직물은 사우쓰 캐롤라이나 주 스파탠버그 소재의 Milliken & Co.에서 상표명 CONTEX®로 입수가능하다. 대안적으로 레이더 흡수 물질(310)은 층(302, 304, 306) 중 하나의 층에 적용되거나, 덮개(300)에 도입되는 별개의 층으로 적용되는 섬유 매트릭스나 코팅 중에 분산된 별개의 입자 및/또는 탄소 섬유, 흑연을 포함할 수 있다. 레이더 흡수 물질의 다른 예로는 REX 레이더 흡수 매트(사우쓰캐롤라이나주 소재의 Milliken & Co.) 및 RFWP Weatherproof Foam(캘리포니아주 산 마르코스 소재의 R&F Products, Inc.)이 있다. 은, 구리와 같은 금속, 또는 이러한 금속 혼합물을 제외하고, 임의의 적당한 방식으로 덮개(300)에 혼입되는 실 형태로서, 별개의 입자로서, 또는 기타 형태로서 제공될 수 있는 레이더 반사 물질(312)을 위해 유사한 기술을 사용할 수 있다.
도 2와 도 5를 참고하여 설명하자면, 본 발명의 덮개(101)의 또다른 구체예(400)가 제시된다. 도 5에서, 5개의 층으로 이루어진 구조를 가질 수 있는 덮개(400)는 예를 들면 선박의 갑판, 활주로 또는 다른 유사한 표면일 수 있는 표면(112)과 접촉하는 둘레 가장자리(106)를 가진 것으로 도해된다. 이러한 적용에서, 둘레 가장자리(106)에 근접한 영역에서 덮개(400)에 의해 흡수될 다량의 액체 물이 흔히 발견된다. 이것은 주위 환경(114)으로부터의 물, 예컨대 비, 파도의 포말, 이슬 등이, 영역(108)으로부터 덮개에서 튕겨나와 경사부를 타고 아래로 흘러, 둘레 가장자리(106) 근처에서 많이 모이기 때문이다. 둘레 가장자리(106) 근처의 영역에서 덮개(400)의 포화를 방지하기 위해서, 표면(112) 상에 축적될 수 있는 습기를 흡수 및 저장하기 위한 별개의 구역을 제공하도록, 도 3의 3층 구조에 추가의 층을 도입할 수 있다.
따라서 덮개(400)는 도면에서 보이는 바와 같이 다음과 같이 나열한 순서대로 다른 것과 접할 수 있는, 외부 액체불투과성 층(402), 제 1 흡습성 층(404), 중간 액체불투과성 층(406), 제 2 흡습성 층(408), 및 액체투과성 층(410)을 포함할 수 있다. 외부 액체불투과성 층(402)의 주요 목적은 비, 파도의 포말, 이슬과 같은 액체 물이 미소환경, 예를 들면 덮개(400) 아래에 있는 내부 영역(116)으로 침투하 는 것을 방지하기 위한 것이다. 외부 액체불투과성 층(402)은 둘레 가장자리(106)에서 봉합 없이 강건한 구조를 제공하기 위하여 접힘부분(return, 412)을 포함할 수 있다. 제 1 흡습성 층(404)의 주요 기능은 표면(112) 상에 모아진 습기를 흡수 및 저장하는 것이지만, 제 2 흡습성 층(408)의 주요 기능은 덮개(400) 아래에 있는 미소환경에 갇혀진 습기를 흡수 및 저장하는 것이다.
중간 액체불투과성 층(406)은 각 흡습성 층에 저장된 액체 습기가 다른 층으로 이동하는 것을 방지한다. 둘레 가장자리(106)에 근접한 영역에서, 이러한 구획은 표면(112)의 습기에 의해 제 2 흡습성 층(408)이 과부하되는 것을 방지한다. 바람직하게는 상기 두 액체불투과성 층은 증기 투과성이어서 조건이 허용될 때 주위 환경(114)으로 저장된 습기를 배출시켜 자연스럽게 초기화될 수 있게 해 준다.
중간 액체불투과성 층(406)의 둘레 가장자리는 덮개의 전체 가장자리를 둘러싼 덮개(400)의 둘레 가장자리(106)에서 측면으로 떨어져 있어서 입구(414)를 규정한다. 덮개(400)가 금속 덩어리(110)와 같은 물체 위를 덮었을 때 입구(414)는 표면(112)과 접촉되거나 약간 떨어질 수 있는데, 이렇게 되면 표면 상에 존재하는 임의의 습기가 제 1 흡습성 층(404)으로 위킹된다. 선택된 물질, 흡수할 습기의 용적 등과 같은 디자인 상의 매개변수에 따라서 입구(414)의 폭(416)을 다양하게 할 수 있다.
도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 덮개(500)를 보이고 있는데, 여기에서 덮개는 다수의 별개의 패널로 만들어지되, 각 패널(502)은 외면(504), 내면(506), 둘레 가장자리(508)를 갖는다. 패널(502)은 다른 것과, 그리고 유사한 구조의 다른 패널 (제시하지는 않음)과, 덮개(500)의 둘레 가장자리(508)에 근접하여 위치한 패스너(510)를 통해 탈착가능하게 고정될 수 있다. 패널로 만들면, 본 발명의 덮개(500)가 특정 응용분야에 필요한 크기와 모양에 맞게 조립될 수 있게 한다. 더욱 나은 맞춤사용을 위해서는, 도 6에 제시된 직사각형 모양이 아닌 형태로 하나 이상의 패널을 형성할 수 있다. 패널(502)은 특정 응용분야에 맞게 임의의 원하는 크기일 수 있고, 보통은 매우 굴곡진 표면에 덮개가 맞도록, 크기가 더욱 작은 패널을 보통 사용하지만, 반드시 그러한 것은 아니다. 예를 들면, 표면이 매우 굴곡진, 비교적 큰 물체에 대해서는 패널의 표면적은 1 ft2(0.093 ㎡) 정도일 수 있다. 물론 패널(502)의 크기는 적용 분야에 따라서 더 크거나 더 작을 수 있고, 덮개(500)를 이루는 상이한 패널은 다른 패널의 크기가 서로 다를 수 있다. 크기가 큰 패널(502)의 표면적은 100 ft2(9.290 ㎡), 1000 ft2(92.903 ㎡) 또는 그 이상일 수 있다.
패스너(510)는 후크-루프 형일 수 있는데, 이러한 형태의 패스너는 가요성 후크 스트립(512) 및 가요성 루프 스트립(514)을 보통 포함한다. 후크 스트립(512) 및 루프 스트립(514)이 둘레 가장자리(508) 근처에서 외부 및 내면(504, 506)에 교대로 고정됨으로써, 한 패널의 둘레 가장자리가 다른 한 패널의 둘레 가장자리 위에 겹쳤을 때 후크 스트립과 루프 스트립이 서로 걸려서 패널을 서로 고정한다. 루프 스트립(508)은 액체투과성일 수 있는데, 루프 스트립의 존재로 인해 둘레 가장자리(508)에서 덮개(500)의 흡습성을 방해하지 않도록 하기 위함이다. 이러한 후크-루프 패스너는 VELCRO® 브랜드의 후크-루프 패스너(네덜란드 쿠라카오 소재 Velcro Industries B.V.)일 수 있다. 대안적으로는, 단추, 지퍼, 스냅, 후크와 아일렛(eyelet), 아일렛과 레이싱(lacing) 등과 같은 다른 유형의 패스너도 패스너(504)로서 사용할 수 있고, 그렇지 않으면 패널을 함께 재봉할 수도 있다.
상기의 구체예에서 보이듯이, 각각의 패널(502)은 액체불투과성 외부 층(516), 흡습성 중간 층(518), 및 액체투과성 내부 층(520)의 3층 구조를 포함하며, 이것은 각각 도 3의 덮개(200)의 층(204, 206, 202)과 동일한 것이다. 하지만, 당업자라면 각각의 패널(502)이 상기와 하기에 묘사되어 있는 바와 같은 덮개(300, 400, 및 600)의 구조와 같은 임의의 다른 구조도 가질 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다. 이런 점에서, 각각의 패널(502)은 특정 적용에 맞게 희망하는 대로 본 발명에 기술된 임의의 층 및/또는 특징의 조합을 포함할 수 있다.
도 8a는 본 발명의 보호 덮개 시스템(100)의 또다른 덮개(600)이다. 덮개(600)는 수증기투과성 층(602)과, 적어도 하나의 부식억제제(604)를 포함할 수 있다. 수증기투과성 층(602)은 임의의 적당한 다공성 또는 비다공성 수증기투과성 물질로 만들어질 수 있는데, 이러한 물질로는 상기에서 덮개(200)(도 3)의 액체불투과성 층(204)과 관련하여 설명하였던 발포 폴리테트라플루오로에틸렌, 코폴리에테르 에스테르, 코폴리에테르 아미드, 및 테트라플루오로에틸렌/술폰산 물질이 있다. 비다공성 수증기투과성 층 (602)은 이러한 비다공성 물질이 층을 통해 액체인 물이 통과되는 것을 방지할 뿐 아니라, 부식억제제(604) 분자가 통과하는 것도 보통 방지하기 때문에, 통상의 다공성 액체불투과성 물질보다는 유리한 기능을 할 수 있다. 대부분의 통상의 다공성 수증기투과성 층은 적어도 가장 작은 부식억제제 물질 의 분자가 통과되도록 허용한다.
일반적으로 수증기투과성 층(602)은 비교적 얇은 층으로써, 대개 약 5 마이크론 내지 약 100 마이크론 정도, 혹은 그 이상의 두께로 되어 있지만, 반드시 그러한 것은 아니다. 이러한 얇은 층은 일반적으로 단지 보호 층만으로서의 용도로, 특히 혹독한 기상 요건으로부터 물체를 보호하기 위한 큰 보호 덮개로서의 용도로 실제로 사용될 수 없다. 이러한 이유로 덮개(600)는 지지 층(606)도 포함할 수 있는데, 이것은 일반적으로 강건하지만, 통기는 가능한 외부 껍질을 제공하기 위해 비교적 내구성이 있고 수증기투과성인 물질로 만들어질 수 있다. 지지 층(606)은 액체불투과성 층에 연속적으로 결합될 수 있고, 적당한 다공성 물질, 예컨대 덮개의 액체투과성 층(202) 및 액체불투과성 층(204)과 관련하여 상기에서 논의하였던 직물, 필름, 편물, 거품, 펠트, 멜트-블로운, 스펀본드, 주물, 압출물, 주형물 및 팽창된 물질과 같은 것으로 만들어질 수 있다.
부식억제제(604)는 덮개(200)의 부식억제제(214)와 관련하여 앞에서 지적하였던 부식 억제성 물질을 포함하는 임의의 하나 이상의 부식억제성 물질일 수 있다. 부식억제제(214)와 같이, 부식억제제(604)는 여러 가지 방법 중 한 가지 방법으로 덮개(600)에 제공될 수 있다. 예를 들면, 도 8a는 수증기투과성 층(604)에 혼입된 형태의 부식억제제(604)를 제시하고 있다. 이것은 하나 이상의 부식억제성 물질을 수증기투과성 층(604)을 이루는 수지에 첨가함으로서 이루어진다. 수지/부식억제제 혼합은 덮개(200)와 관련하여 VCI 단락에서 논의하였다. 마찬가지로, 도 8b는 하나 이상의 부식 억제성 물질을 층(608)을 이루는 수지와 배합함으로써, 수증기투과성 층(602)의 내면 근처에 위치한 임의의 액체투과성 층 및/또는 증기투과성 층(608)에 혼입된 형태의 부식억제제(604)를 보이고 있다. 층(608)은 연속적 또는 간헐적으로 층(602)에 부착될 수 있거나, 덮개(600)의 외부 주위(제시하지는 않음)에서만을 제외하면, 층(602)에 아예 부착되지 않을 수도 있다.
도 8c는 덮개(600)에 적용된 코팅(610), 예를 들면 수증기투과성 층(602)에 혼입된 형태의 부식억제제(604)를 보이고 있다. 코팅(610)의 투과성에 따라서, 코팅은 수증기투과성 층(602)이 증기 전달 능력을 제공할 수 있도록 하는 방식으로 연속적 또는 간헐적으로 적용될 수 있다. 코팅(610)은 코팅으로서 덮개(600)에 적용하기에 적합한 결합제 중에, 상기에 표시한 하나 이상의 부식 억제성 물질이나, 기타 부식 억제성 물질을 포함할 수 있다.
도 9는 별개의 부식억제제 급원(612)에 함유되어 있는 부식억제제(604)를 보이고 있다. 부식억제제 급원(612)은 위에서 설명한 층(602, 606, 608) 및 코팅(610) 이외의, 덮개에 의해 규정된 미소환경, 예를 들면 도 2의 영역(116)에 하나 이상의 부식 억제성 물질을 보관 및 방출하기 위한 임의의 적당한 급원일 수 있다. 예를 들면, 부식억제제 급원(612)은 용기(614) 및 용기에 적당히 고정되어 있는 클로저(closure, 616)를 포함할 수 있다. 클로저(616) 및/또는 용기(614)는 부식억제제(604)를 배출시켜서 덮개(600) 아래에 있는 미소환경으로 들여보내도록 하는 하나 이상의 개구부(618)를 포함할 수 있다. 부식억제제 급원(612)은 미소환경과 연결될 수 있다면 어떠한 곳이든지 배치할 수 있는데, 예컨대 부식억제제(604)가 미소환경에 유입되어 금속 물체(110)의 보호를 제공하도록 내부 영역(116)의 한 곳에 배치할 수 있다(도 2). 원하는 경우 부식억제제 급원(612)은 미소환경 바깥에 배치하여 미소환경과 연결되는 하나 이상의 덕트 또는 관(제시하지는 않음)을 사용하여 미소환경과 연결되도록 할 수 있다.
보호할 물체의 크기 및/또는 미소환경의 구조에 따라서, 예를 들면 다른 것과 유체 연결상태이지 않은 내부 영역(116)을 미소환경이 포함할 수 있는 경우에(도 2), 한 종류 이상의 부식억제제 급원(612)이 사용될 수 있다. 부식억제제 급원(612)에는 부식억제제(604)가 배출되도록 하기 위하여 개구부(618)를 열기위한 씰(seal, 620)이나, 다른 수단이 제공될 수 있다. 씰(620)은 부식억제제 급원(612)이 미소환경으로 배치되기 직전에 제거될 수 있다.
도 4의 덮개(300)는 위에서도 언급했지만 레이더감응 층(308)을 함유하고, 도 8a-d에 보이는 덮개(600)의 임의의 구체예에서도 한종류 이상의 레이더 반사 물질 및/또는 레이더 흡수 물질, 예컨대 덮개(300)와 관련하여 앞에서도 언급한 물질(310, 312)을 함유하는 레이더감응 층을 함유할 수 있다. 이러한 레이더감응 물질은 임의의 층(602, 606, 608), 또는 코팅(610)에 위치할 수 있거나, 이러한 층과는 별개의 층에 제공될 수도 있고, 수증기투과성 층(602)의 일 면에 위치할 수도 있다. 당업자라면 한종류 이상의 레이더감응 물질을, 더 이상 자세히 설명하지 않아도 덮개(600)에 도입할 수 있을 것이다.
본 발명의 덮개 시스템의 상기 예시적인 구체예 각각에서, 각종 층의 넓이는 구체적으로 설명하지 않았다. 예를 들면, 덮개(200)를 설명하는 문단 및 도 3에서 흡습성 층(206)을 설명할 때, 액체투과성 층(202) 및/또는 액체불투과성 층(204)과 흡습성 층의 넓이가 같을 수 있는지에 대한 여부는 구체적으로 나타내지 않았다. 당업자라면 쉽게 알 수 있겠지만, 본 발명에 따른 덮개를 이루는 각종 층은 덮개의 영역과 넓이가 같을 수 있지만, 덮개 영역보다는 더 작을 것이다. 예를 들면, 도 3은 흡습성 층(206) 및/또는 액체투과성 층(202)이 액체불투과성 층(204)의 일부 위에만 단지 존재할 수 있는 것으로 설명되어 있다. 뿐만 아니라, 흡습성 층(206) 및/또는 액체투과성 층(202)은 특정 거리만큼 떨어져 존재할 수 있도록 "분리"될 수 있는데, 상기의 위치는 예를 들면, 덮여진 물체의 편평한 함수 표면과 같은 특정 위치에 해당할 수 있거나 그렇지 않을 수 있다.
당업자라면 이러한 분리된 위치로 인해 일어날 수 있는 각종 구조의 변형을 즉각 인지할 수 있을 것인데, "보통의" 구조 변형의 예에는 "창유리(window-pane)" 구조(이 때 흡습성 층 및/또는 액체투과성 층의 직사각형 영역은 이러한 층의 물질/특징이 존재하지 않는 영역과 분리됨), "스트립(striped)" 구조(덮개가 스트립을 포함하는데, 이 스트립에는 흡습성 층 및/또는 액체투과성 층의 물질/특징이 교대로 존재 및 부재함)가 있다. 이와 같은 흡습성 층 및 액체투과성 층의 분리는 이러한 층을 함유하는 임의의 구체예에 적용할 수 있다. 별개의 부식억제제 층 또는 레이더감응 층과 같은 다른 층도 이러한 층을 함유하는 임의의 구체예에서 유사한 방식으로 분리될 수 있다. 물론 대안적으로는 이러한 층 역시 덮개와 넓이가 같을 수 있다. 마찬가지로 부식억제제, 레이더감응 물질, 또는 기타 물질이 하나 이상의 액체불투과성 층, 흡습성 층, 및/또는 액체투과성 층에 혼입된 구체예에서는, 상기와 같이 부식억제제 또는 레이더감응 물질을 해당 덮개의 영역과 분리된 위치에 배치 할 수 있다.
본 발명은 본 발명의 예시적인 구체예와 관련하여 기술하고 설명하였지만, 당업자라면 앞에서 설명한 것과 이것을 다르게 변형, 생략 및 첨가할 수 있는 형태도 본 발명의 취지 및 범위에서 일탈하지 않고 존재할 수 있다는 것을 이해할 것이다.
Claims (68)
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- 물체에 적용되었을 때 물체 주위에 미소환경을 규정함으로써 물체를 보호하기 위한 보호 덮개 장치로서,상기 보호 덮개 장치는(a) 비다공성 수증기투과성 층이 포함된 제 1 층을 포함하고, 물체에 적용되었을 때 미소환경을 규정하는, 물체에 적용하기 위한 덮개로서,상기 제 1 층은 보호 덮개 장치가 물체에 적용되고 주위환경이 습기의 방출에 순조로운 조건일 때 덮개가 미소환경으로부터 습기를 방출하도록 하는 덮개; 및(b) 덮개가 물체에 적용되었을 때 미소환경에 적어도 하나의 부식억제제를 제공하되, 덮개가 물체에 적용되었을 때 적어도 일부의 부식억제제가 미소환경에 유입될 수 있도록 미소환경과 연결되어 있는 부식억제제 급원으로서,상기 부식 억제제 급원은 제 1 층 내에 포함되어 있거나 또는 별개의 층으로 제공되는 부식 억제제 급원을 포함하고,상기 보호 덮개 장치는 덮개가 물체에 적용되었을 때 물체와 접하는 내면을 포함하고 내면과 접하면서 흡수성 물질을 포함하는 제 2 층을 추가로 포함하고,상기 흡수성 물질은 보호 덮개 장치가 물체에 적용되었을 때 미소환경 내에 존재하는 습기를 흡수 및 저장하며,상기 제 1 층은 보호 덮개 장치가 물체에 적용되고 주위환경이 습기의 방출에 순조로운 조건일 때 상기 덮개가 제 2 층으로부터 습기를 방출하여 미소환경과 멀어지도록 하는 것이 특징인 보호 덮개 장치.
- 물체에 적용되었을 때 물체 주위에 미소환경을 규정함으로써 물체를 보호하기 위한 보호 덮개 장치로서,상기 보호 덮개 장치는(a) 비다공성 수증기투과성 층이 포함된 제 1 층을 포함하고, 물체에 적용되었을 때 미소환경을 규정하는, 물체에 적용하기 위한 덮개로서,상기 제 1 층은 보호 덮개 장치가 물체에 적용되고 주위환경이 습기의 방출에 순조로운 조건일 때 덮개가 미소환경으로부터 습기를 방출하도록 하는 덮개; 및(b) 덮개가 물체에 적용되었을 때 미소환경에 적어도 하나의 부식억제제를 제공하되, 덮개가 물체에 적용되었을 때 적어도 일부의 부식억제제가 미소환경에 유입될 수 있도록 미소환경과 연결되어 있는 부식억제제 급원으로서,상기 부식 억제제 급원은 제 1 층 내에 포함되어 있거나 또는 별개의 층으로 제공되는 부식 억제제 급원을 포함하고,상기 비다공성 수증기투과성 필름은 (a) 코폴리에테르 에스테르, (b) 코폴리에테르 아미드, (c) 분자당 최대 3개의 반응성 이소시아네이트기를 보유하는 측쇄형 폴리에테르, 및 (d) 퍼플루오로술폰산 생성물 중 하나인 것이 특징인 보호 덮개 장치.
- 물체에 적용되었을 때 물체 주위에 미소환경을 규정함으로써 물체를 보호하기 위한 보호 덮개 장치로서,상기 보호 덮개 장치는(a) 비다공성 수증기투과성 층이 포함된 제 1 층을 포함하고, 물체에 적용되었을 때 미소환경을 규정하는, 물체에 적용하기 위한 덮개로서,상기 제 1 층은 보호 덮개 장치가 물체에 적용되고 주위환경이 습기의 방출에 순조로운 조건일 때 덮개가 미소환경으로부터 습기를 방출하도록 하는 덮개; 및(b) 덮개가 물체에 적용되었을 때 미소환경에 적어도 하나의 부식억제제를 제공하되, 덮개가 물체에 적용되었을 때 적어도 일부의 부식억제제가 미소환경에 유입될 수 있도록 미소환경과 연결되어 있는 부식억제제 급원으로서,상기 부식 억제제 급원은 제 1 층 내에 포함되어 있거나 또는 별개의 층으로 제공되는 부식 억제제 급원을 포함하고,상기 덮개는 미리 선택해 둔 레이더감응능을 갖는 적어도 하나의 레이더감응 물질을 포함하는 것이 특징인 보호 덮개 장치.
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- 물체에 적용되었을 때 물체 주위에 미소환경을 규정함으로써 물체를 보호하기 위한 보호 덮개 장치로서,(a) (i) 수증기투과성 물질을 포함하는 제 1 층; 및(ii) 다공성 물질을 포함하고 제 1 층에 대한 지지를 제공하는, 제 1 층에 부착된 제 2 층을 포함하고, 물체에 적용되었을 때 미소환경을 규정하는, 물체에 적용하기 위한 덮개; 및(b) 적어도 하나의 부식억제제를 포함하되, 덮개가 물체에 적용되었을 때 미소환경에 적어도 하나의 부식억제제를 제공하기 위해 미소환경과 유체 연결상태인 부식억제제 급원으로서, 제 1 층 내에 포함되어 있거나 또는 별개의 층으로 제공되는 부식 억제제 급원을 포함하고,상기 제 1 층은 내면과 외면을 가지고, 상기 제 2 층은 상기의 외면과 접하며, 덮개는 상기 내면과 접하면서 액체투과성 물질을 포함하는 제 3 층을 추가로 포함하는 것이 특징인 보호 덮개 장치.
- 제 6 항에 있어서, 덮개는 제 1 층과 제 3 층 사이에 배치된 흡수성 층을 추가로 포함하고,상기 흡수성 층은 미소환경으로부터 습기를 저장하는 하이드로겔인 것이 특징인 보호 덮개 장치.
- 금속 물체에 적용되었을 때 물체 주위에 미소환경을 형성함으로써 물체의 부식을 방지하기 위한 보호 덮개 장치로서,상기 장치는(a) (i) 제 1 면과 제 2 면을 갖고, 습기를 흡수하여 저장하도록 한 흡수성 물질을 포함하는 제 1 층, 및(ii) 제 1 층의 제 1 면 근처에 위치하고, 액체불투과성이고 수증기 투과성인 제 2 층을 포함하는 덮개; 및(b) 적어도 하나의 부식억제제를 포함하되, 덮개가 금속 물체에 적용되었을 때 미소환경과 유체 연결상태인 부식억제제 급원으로서, 제 1 층 내에 포함되어 있거나 또는 별개의 층으로 제공되는 부식 억제제 급원을 포함하며,상기 덮개는 상기 덮개가 금속 물체에 적용되었을 때, 액체인 물이 상기 덮개를 통해 미소환경에 유입되는 것을 차단하고 상기 제 1 층 내에 저장된 습기로부터의 수증기가 상기 덮개를 통해 미소환경으로부터 배출되는 것이 특징인,보호 덮개 장치.
- 제 8 항에 있어서, 흡수성 물질이 하이드로겔인 것이 특징인 보호 덮개 장치.
- 제 2 항에 있어서, 흡수성 물질이 하이드로겔을 포함하는 것이 특징인 보호 덮개 장치.
- 제 8 항에 있어서, 제 2 층이 비다공성 층을 포함하는 것이 특징인 보호 덮개 장치.
- 금속 물체에 적용되어 보호 덮개 및 금속 물체 간에 미소환경을 규정하는, 금속 물체를 덮기 위한 보호 덮개용 패널로서,상기 패널은(a) 제 1 면과 제 2 면을 갖고, 미소환경으로부터 습기를 흡수하여 저장하는 흡수성 물질을 포함하는 제 1 층;(b) 제 1 층의 제 1 면 근처에 위치하고, 액체불투과성이며 수증기투과성인, 둘레 가장자리를 가지는 제 2 층; 및(c) 별개의 패널에 탈착가능하게 고정되도록 하는 둘레 가장자리 근처에 위치한 패스너를 포함하고,상기 패널의 면적은 적어도 3 ft2(0.279 ㎡)이며,상기 보호 덮개가 금속 물체에 적용되었을 때, 액체인 물이 상기 보호 덮개를 통해 미소환경에 유입되는 것을 차단하고 상기 제 1 층 내에 저장된 습기로부터의 수증기가 상기 보호 덮개를 통해 미소환경으로부터 배출되는 것이 특징인,금속 물체 보호 덮개용 패널.
- (a) (i) 제 1 면과 제 2 면을 갖고, 흡수성 물질을 포함하며, 습기를 흡수하여 저장하도록 하는 제 1 층; 및(ii) 제 1 층의 제 2 면 근처에 위치하고, 액체불투과성인 제 2 층을 포함하는 덮개를 제공하는 단계와,(b) 제 1 층이 금속 물체에 접하여 덮개 아래에 미소환경을 형성하도록, 금속 물체의 적어도 일부를 덮개로 덮는 단계를 포함하는, 금속 물체 상의 부식 억제 방법.
- 제 13 항에 있어서, 미소환경에 적어도 하나의 부식억제제를 도입하여 금속 물체 상에 보호 필름을 형성하는 단계를 추가로 포함하는 것이 특징인 금속 물체 상의 부식 억제 방법.
- (a) 비다공성 수증기투과성 층을 포함하는 덮개를 제공하는 단계;(b) 금속 물체의 적어도 일부를 상기 덮개로 덮어서 덮개 아래의 미소환경을 규정하는 단계;(c) 상기 비다공성 수증기투과성 층으로부터 또는 별개의 부식억제제를 함유하는 층으로부터 적어도 하나의 부식억제제를 상기의 미소환경에 도입하여 금속 물체 상에 보호 필름을 형성하는 단계를 포함하고,상기 덮개가 금속 물체에 적용되었을 때, 액체인 물이 상기 덮개를 통해 미소환경에 유입되는 것을 차단하고 상기 미소환경 내의 수증기가 상기 덮개를 통해 미소환경으로부터 배출되는 것이 특징인,금속 물체 상의 부식 억제 방법.
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