KR102586462B1 - 가스 센싱 요소 및 그 제조 방법 - Google Patents

가스 센싱 요소 및 그 제조 방법 Download PDF

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닛토덴코 가부시키가이샤
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Abstract

가스 센싱 요소는, 사용 전에 유효 수명 특성 및 오류 검출 특성을 강화하도록 수정된, 케모크로믹 착색제를 갖는 가스 검지층을 포함한다. 가스 검지층은 0.2N/25mm 이상의 부착력을 갖는다. 또한, 이러한 요소의 제조방법을 설명하였다. 요소의 제조방법에서는, 유효 수명 특성 및 오류 검출 특성을 강화하는 효과를 얻을 수 있다.

Description

가스 센싱 요소 및 그 제조 방법
개시된 실시예는 가스 센싱 요소(여기에서는, "가스 검지 요소"라고도 함)에 관한 것이다.
본 기술은, 고온 환경에 대한 미국 특허 8,591,818호, 미국 특허 8,652,993호 및 미국 특허 8,703,642호에 기재된 가스 검지 테이프를 위해 개발되었다.
종래의 수소 가스 검지 시트는, 예를 들어, 미국 특허 8,591,818호에 기재된 바와 같이, 기재(基材,backing material) 상에 수소 가스 검지층을 형성한 것을 포함한다. 그러나, 그러한 구성을 갖는 수소 가스 검지 시트는, 실질적으로 그 측정 타겟(예를 들어, 가스 누출이 검지되는 이음매, 플랜지, 밸브 등)에 잘 부착되지 않는다.
따라서, 종래의 수소 가스 검지 시트를 실질적으로 이용할 때에는, 보조 테이프와 접착제 등이 수소 가스 검지 시트를 측정 타겟에 고정시키는 데에 사용된다. 즉, 예를 들어, 수소 가스 검지 시트의 수소 가스 검지층의 한쪽면이 측정 타겟의 세팅면에 접촉하고 있는 상태에서, 보조 테이프로서 접착 테이프를, 수소 가스 검지 시트와 측정 타겟에 걸쳐서 부착함으로써, 수소 가스 검지 시트가 측정 타겟에 고정된다.
미국 특허공보 8,591,818호 미국 특허공보 8,652,993호 미국 특허공보 8,703,642호
그러나, 상기 방법은 현장에서의 작업성 저하를 유발하는 요소가 될 수 있다. 또한, 상기 방법에 의하면, 측정 타겟과 수소 가스 검지층 사이에 간극이 생길 수 있어서, 정확한 측정을 저해하는 요소가 될 수 있다.
그러므로, 상기 문제점에 대처하기 위한 하나의 방법은, 제조 중에 기재 상에 수소 가스 검지층 및 접착층을 세팅함으로써 수소 가스 검지 시트를 형성하는 것이다.
그러나, 상기 구성이 갖는 문제점은, 접착층을 세팅함으로써 수소 가스 검지 시트의 구조가 복잡해질 수 있다는 점이다. 특히, 접착층은 수소 가스 검지에 관여하지 않아서 본질적으로 불필요한 부재이다. 오히려 접착층이 수소 가스 검지층 상에 있으면, 수소 가스가 수소 가스 검지층으로 이동하는 것을 저해하여, 수소 가스가 정확히 검지되지 않을 수 있다.
또한, 종래의 가스 검지 요소에서는, 예를 들어 측정 타겟의 농도가 낮은 상황에서 측정 타겟 가스에 대해 접촉이 이루어졌을 때에, 색 변화의 발생이 불충분한 경우가 있다.
특히, 측정 타겟이 검사원으로부터 멀리 떨어져 있는 이러한 경우에, 검사원은 가스 검지 요소에 색 변화가 있는지 여부를 판단하기가 어렵다.
그리고, 수소 가스가 사용되는, 예를 들어 플랜트 등에서는, 수소 가스가 관통해 흐르는 배관이 시각적으로 확인하기 어려운 위치에 배치되어 있는 경우가 있다. 이 경우에 가스 누출이 발생했는지 여부를 검지하기 위해서는 상당한 노력과 비용이 소요된다
따라서, 상기의 문제점을 감소시키기 위해, 개선된 가스 검지 테이프의 구성을 구체적으로 구현할 필요성은 여전하다.
새로운 재료 및 공정이 요구되는 바, 케모크로믹 재료를 포함하는 새로운 가스 검지 테이프와 상기 테이프를 제조하는 방법이 실현되어 수동적이면서 효율적인 가스 레벨 검지를 촉진할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 감압 접착제(PSA: pressure sensitive adhesive) 가스 검지 요소를 설명한다. 상기 가스 검지 요소는, 자유 라디칼 이동 반응에 의해 가교 결합된 실록산 폴리머 매트릭스 내에 분산된 산화팔라듐, 수산화팔라듐 또는 팔라듐염을 갖는 케모크로믹 조성물(chemochromic composition)을 포함할 수 있다.
어떤 요소에 있어, 실록산은 페닐 함유량이 서로 다른 폴리디메틸실록산과 폴리디메틸디페닐실록산을 포함할 수 있다. 어떤 개시제는 벤조일과산화물 또는 2,4-디클로로벤조일과산화물과 같은 과산화물일 수 있다.
어떤 요소는 테이프를 형성하는 기재를 더 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 기재는 폴리이미드, 불화에틸렌프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리테트라플루오로에틸렌 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트와 같은 폴리머를 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 기재는 자외선(UV) 조사(照射)에 대해 저항성(resistant)을 갖는다.
어떤 실시예에서는, 감압 가스 검지 접착제의 제조 방법을 설명한다. 어떤 실시예에서 상기 방법은, (1) 실록산 전구체 및 과산화물 전구체를 포함하는 처리액과, 케모크로믹 조성물을 접촉시키고, (2) 처리액을 개시제가 활성화되기에 충분한 온도로 가열하여, 전구체가 가교 결합되고 케모크로믹 조성물을 함유하는 폴리머 매트릭스를 생성하는 것을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 개시제는 벤조일과산화물 또는 2,4-디클로로벤조일과산화물과 같은 과산화물을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 실록산 전구체는 페닐 함유량이 서로 다른 폴리디메틸실록산 및 폴리디메틸디페닐실록산을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 케모크로믹 조성물은 하나 이상의 산화팔라듐계 케모크로믹 요소를 포함할 수 있다.
어떤 방법에 대해, 가열 단계가, 1~3분간 120℃~200℃의 범위의 프로파일을 갖는 어떤 온도에서 행해질 수 있다. 어떤 실시예에서는, 가열 단계는, 25℃~100℃의 범위의 어느 온도에서 가열함으로써, 주 가열 단계 전에 처리액으로부터 용제(solvent)를 제거하는 부가적 단계를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 25℃인 경우에는 가열 시간이 바람직하게는 대략 10분이고, 100℃인 경우에는 가열 시간이 바람직하게는 대략 30초이다.
어떤 방법들은 기재 상의 어느 층 내에서 접촉된 처리액 및 케모크로믹 조성물을 적용하는 단계를 더 포함할 수 있는데, 그 결과는 테이프이다. 어떤 실시예들에서는, 기재가 폴리이미드, 폴리프로필렌, 불화에틸렌프로필렌, 에틸렌테트라플루오로에틸렌, 폴리에틸렌, 폴리테트라플루오로에틸렌, 퍼플루오로알콕시알케인 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트와 같은 폴리머를 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 기재는 자외선(UV) 조사(照射)에 대해 저항성을 가질 수 있다.
어떤 방법들은 폴리머 매트릭스를 산소 함유 분위기에 노출시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 산소 함유 분위기에 노출시키는 단계는 공기에 노출시키는 것을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서, 폴리머 매트릭스를 산소 함유 분위기에 노출시키는 단계는, 산소 투과 릴리스 라이너를 사용하는 것을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서, 감압 접착제를 산소 함유 분위기에 노출시키는 단계는, 접착제 재료의 물리적 파라미터를, 결과로서 주변 공기에 접착되는 접촉을 가능하도록 하는 데에 충분한 양보다 적게 유지하는 것을 포함할 수 있다.
어떤 실시예에서는 가스 센싱 요소를 설명한다. 가스 센싱 요소는 착색제를 함유한 가스 검지층을 포함한다. 가스 검지층은 0.2N/25mm와 같거나 또는 더 큰 부착력을 가진다.
어떤 실시예에서는 가스 검지층을 설명한다. 가스 검지층은 착색제를 함유하며, 가스 검지층은 0.2N/25mm와 같거나 또는 더 큰 부착력을 가진다.
어떤 실시예에서는 가스 센싱 요소를 설명한다. 가스 센싱 요소는 착색제를 함유한 가스 검지층을 포함하며, 착색제는 가스 검지층의 제1 표면 상에서 환원 가스에 대해 비가역적 색 반응을 나타내고, 투광층이 배치되며(여기에서는 "기재" 또는 "기재 층"이라고도 함), 투광층은 가스 검지층의 가스 투과성에 비해 환원 가스에 대해 낮은 가스 투과성을 가진다. 가스 검지층은 10㎛~100㎛의 두께를 가진다.
이들 실시예 및 다른 실시예에 대해 이하에서 더욱 상세하게 설명한다.
새로운 소재 및 프로세스에 대한 니즈로 인해 케모크로믹 소재를 포함하는 새로운 가스 검지 테이프 및 그러한 테이프의 제조 방법을 실현하여, 불활성(passive)이면서 효율적인 가스 레벨 검지를 촉진시킬 수 있다.
도 1은 가교 결합의 결과로서 조기(早期) 착색 변화에 대한 하나의 가능한 메커니즘을 도시한 것이다.
도 2는 가교 결합의 결과로서 조기(早期) 착색 변화에 대한 다른 가능한 메커니즘을 도시한 것이다.
도 3은 가스 검지 요소의 하나의 가능한 실시예를 도시한 것이다.
도 4는 가스 검지 요소를 생성하기 위한 하나의 가능한 방법을 도시한 것이다.
대기에 존재하는 산소 또는 인공적으로 가해진 산소가 감압 접착제층을 관통하여 케모크로믹 시약의 표면을 덮어, 낮은 농도의 또는 잔류하는 수소 및/또는 수소 분자가 검지 화합물에 흡수되는 것을 방지할 수 있음이 확인되었다. 예를 들어, 검지 화합물의 화학식이 PdO라고 하면, 테이프 또는 대기 내에 존재하는 산소는 PdO가 Pd로 환원되는 것을 방지하게 된다. 종래 이론에 속박되어 판단하지 않는다면, 산소의 존재는, 라디칼의 제거 및/또는 활성 장소의 차단을 통해, 수소가 PdO 표면에 흡수되는 것을 방지하게 된다고 생각된다. 각각 도 1과 도 2에 구체적으로 나타내듯이, 색 변화에 대한 적어도 2개의 가능한 메커니즘이 있다고 생각된다. 상기 요소의 구체적인 실시예를 고안해 냄으로써 및/또는 상기 요소의 생성에 관한 구체적인 방법을 따라 실시함으로써, 가스 검지 요소 내 산소의 존재량을 증가시킬 수 있다.
1. 감압 접착 가스 검지 요소
일 실시예에서, 가스 검지 요소를 나타낸다. 다른 실시예에서, 가스 검지 요소는 환원 가스의 존재를 검지할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 검지된 환원 가스가 수소 가스를 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 가스 검지 요소가 감압 접착제 또는 감압 접착 가스 검지 요소를 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 가스 검지 요소(100)가, 자유 라디칼 이동 반응에 의해 과산화물 개시제에 가교 결합된 실록산 폴리머 매트릭스(110, 여기에서는 "가스 검지층"이라고도 함) 내에 분산된 케모크로믹 조성물을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 결과로서 사용 전의 폴리머 매트릭스가 케모크로믹 활성화 임계값보다 작은 국소 상대적 수소 가스 존재량(예를 들어, 부분압)을 가진다. 어떤 실시예에서는, 결과로서 폴리머 매트릭스가 감압 접착제일 수 있다. 어떤 실시예에서는, 요소가 기재(200)를 더 포함할 수 있다. 한편, 도 3은 단지 도시하기 위한 것이지 축척비하고는 관계 없다.
가스 검지층은 감압 접착제를 포함할 수 있다.
또한, 가스 검지층은 아크릴 감압 접착제, 실리콘계 감압 접착제, 우레탄계 감압 접착제, 고무계 감압 접착제에서 선택된 접착제를 포함할 수 있다.
여기에서 개시된 PSA는 기본 폴리머로서, 아크릴 폴리머, 고무계 폴리머, 폴리에스터계 폴리머, 우레탄계 폴리머, 실리콘계 폴리머 중 하나, 둘 또는 그 이상의 종류를 포함할 수 있다.
아크릴 폴리머로서, 예를 들어, 주 모노머로는 알킬(메타)아크릴레이트를 포함하며 주 모노머에 공중합될 수 있는 부 모노머를 포함할 수 있는 모노머 출발 원료의 폴리머가 바람직하다. 여기에서 주 모노머는, 모노머 출발 원료 내에서 모노머 성분의 중량이 50%보다 큰 것을 말한다.
고무계 PSA는, 기본 폴리머로서 고무계 폴리머를 포함하는 PSA를 말한다. 고무계 폴리머의 예로는, 천연 고무, 스티렌-부타디엔 고무(SBR), 아크릴로니트릴-부타디엔 고무(NBR), 이소프렌 고무, 클로로프렌 고무, 폴리-이소부틸, 부틸 고무, 재생 고무 등을 포함한다. 1 종류 단독으로 또는 2 이상의 종류의 조합으로서 사용될 수 있다.
어떤 실시예에서는, 케모크로믹 활성화 임계값이, 수소, 황화수소, 일산화탄소, 메탄, 포르말데하이드, 아세틸렌, 이산화황, 암모니아, 아산화질소와 같은 환원 가스의 존재량을 나타내는 색 변화로서 양적으로 결정될 수 있다.
일 실시예에서, 가스 센싱 요소는 릴리스 라이너를 더 포함할 수 있다. 릴리스 라이너는 가스 센싱 요소 기재의 반대편에 구비된다.
릴리스 라이너로는 통상의 릴리스 라이너 등이 사용될 수 있으며, 릴리스 라이너는 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 플라스틱 필름 또는 종이 등과 같은 라이너 기판의 표면에 릴리스 처리층을 갖는 릴리스 라이너, 또는 불소계 폴리머(폴리테트라플루오로에틸렌 등), 폴리올레핀 수지 등과 같은 저 접착성 재료로 이루어진 릴리스 라이너를 사용할 수 있다. 플라스틱 필름으로서 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리프로필렌(PP) 또는 폴리에틸렌(PE)으로 이루어진 기판이 바람직하다. 앞서 언급한 릴리스 처리층은, 앞서 언급한 라이너 기판을 실리콘계, 긴 체인 알킬계, 불소계, 황화몰리브덴과 같은 다양한 릴리스 처리제로 표면 처리함으로써 형성될 수 있다. 접착제층이 실리콘계 접착제일 때에는 플루오로실리콘계 릴리스 처리제가 바람직하며, 아크릴계 접착제인 경우에는 실리콘계 릴리스 처리제가 바람직하다. 릴리스 라이너의 두께는 특별히 한정되지는 않으나, 작업성의 관점에서 대략 0.5mil 이상 3mil 이하임이 바람직하다. 릴리스 처리제의 두께는 특별히 한정되지는 않으나 대략적인 두께는 0.1㎛ 이상 1㎛ 이하이다.
A. 케모크로믹 조성물
어떤 실시예에서는, 가스 검지 요소가 케모크로믹 조성물을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 케모크로믹 조성물이 하나 이상의 케모크로믹 요소를 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 케모크로믹 조성물이 파우더와 같은 복수 개의 케모크로믹 요소를 정의할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 케모크로믹 조성물이 케모크로믹 분산제를 더 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 케모크로믹 요소는, 케모크로믹 시약(chemochromic reagent), 또는 예를 들어 수소 가스와 같은 적어도 하나의 타겟 가스 농도의 함수로서 색을 변화시키는 착색제를 포함할 수 있다.
가스 검지층은 케모크로믹 조성물을 포함할 수 있다. 케모크로믹 조성물은, 바람직하게는 가스 검지층에 분산되어 있다. 이 경우에 가스 검지 특성이 더 바람직하게 발휘될 수 있다.
어떤 실시예에서는, 케모크로믹 시약은, 타겟 가스가 존재할 때에 색을 비가역적으로 변화시키는 비가역적 센서일 수 있다. 어떤 실시예에서는, 케모크로믹 시약은 검지 화합물을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 케로크로믹 시약은 귀금속(noble metal)을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 케로크로믹 요소는 또한 지지부를 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 검지 화합물 및/또는 귀금속이 지지부 상에 로딩될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 지지부 상에 로딩된 재료가 공유 결합, 이온 결합, 금속 결합 및/또는 반데르발스 힘에 의해 지지부에 결합될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 지지부 상에 로딩된 재료가 강한 반데르발스 힘에 의해 지지부에 결합될 수 있다.
어떤 실시예에서는, 지지부가 금속 산화물, 금속 염 또는 합금을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 금속 산화물이 전이 금속 산화물을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전이 금속 산화물이 Al2O3, SiO2, ZrO2, TiO2, SrTiO3, AlTiO3 또는 SrZrO3를 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전이 금속 산화물이 TiO2, 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 금속염이 알칼리 토금속염을 포함할 수 있다. 어떤 실시예서는, 알칼리 토금속염에서의 금속이 베릴륨, 마그네슘, 칼슘, 스트로늄, 바륨, 라듐에서 선택될 수 있다. 어떤 실시예에서 알칼리 토금속염은 BaSO4일 수 있다. 어떤 실시예에서 알칼리 토금속염은 CaCO3일 수 있다. 종래 이론에 속박되어 판단하지 않는다면, BaSO4, CaCO3와 같이 티타니아와는 다른 이가(二價)의 지지부 재료를 사용하는 것이 산화 운동 특성과 검지 감도를 향상시킬 수 있다고 생각된다. 어떤 실시예에서는, 지지부가 전이 금속과 알칼리 토금속의 혼합물(예를 들어, TiO2와 BaSO4, TiO2와 CaCO3, TiO2와 BaSO4와 CaCO3)을 포함할 수 있다. 종래 이론에 속박되어 판단하지 않는다면, 지지부의 재료는 일반적으로, 금속 입자의 지지부 표면과의 상호 작용이 검지 화합물의 감소에 필요한 전체 에너지를 감소시켜서 검지 화합물의 감도가 증가되도록 선택된다. 이러한 상호 작용은, 지지부와, 제2 금속의 존재에 의해 지지부 표면 상에서 검지 화합물 입자의 불안정화를 허용하는 금속 입자 간의 작은 화학적 상호 작용(예를 들어, 플라티늄은 산화팔라듐의 환원에 필요한 활성화 에너지를 낮춘다)을 나타낸다. 어떤 실시예에서는, 지지부는, 약 0.1㎛ 이상 약 15㎛ 이하의 범위의 크기를 갖는 입자를 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 일단 타겟 가스와 반응하면 불투명성을 극대화하기 위한 착색 도포를 위해, 지지부의 입자 크기가 약 0.2㎛ 이상 약 10㎛ 이하의 범위일 수 있다.
어떤 실시예에서는, 케모크로믹 시약은 지지부 상에서 검지 화합물에 로딩된 귀금속족을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 검지 화합물이 팔라듐계 화합물을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 팔라듐계 화합물이 산화팔라듐, 수산화팔라듐 또는 팔라듐염을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 검지 화합물이 산화팔라듐을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 검지 화합물이 수산화팔라듐을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 검지 화합물이 팔라듐염을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 검지 화합물이 약 2~30㎚ 또는 약 5~25㎚ 범위의 메디안 직경을 가질 수 있다. 어떤 실시예에서는, 지지부에 대한 검지 화합물의 상대 중량비가 약 1:9, 약 1:20, 약 1:30에서부터 약 1:200, 약 1:300까지의 범위 또는 이 중 어느 것의 조합인 범위일 수 있다. 어떤 실시예에서는, 지지부에 대한 검지 화합물의 상대 중량비가 약 1:20 내지 약 1:190의 범위일 수 있다. 어떤 실시예에서는, 검지 화합물의 지지부에 대한 질량비가 약 0.1wt% 내지 약 10wt%의 범위에 있다. 어떤 실시예에서는, 검지 화합물의 지지부에 대한 질량비가 약 0.25wt% 내지 약 7.5wt%의 범위에 있다. 어떤 실시예에서는, 검지 화합물의 지지부에 대한 질량비가 약 0.5wt% 내지 약 3.5wt%의 범위에 있다.
어떤 실시예에서는, 케모크로믹 조성물이 착색제의 형태일 수 있다. 착색제는, 캐리어 입자와, 캐리어 입자 표면 상에서 지지되는 산화팔라듐을 포함한다. 또한, 팔라듐과는 다른 귀금속이 캐리어 입자의 표면 상에서 지지되거나 로딩될 수 있다. 또한, 캐리어 입자는 이산화티타늄일 수 있다. 어떤 실시예에서, 귀금속 재료는 금속, 염 또는 귀금속의 산화물을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 귀금속 재료가 적어도 금속, 염 또는 팔라듐과는 다른 귀금속의 산화물을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 귀금속 재료가 금, 은, 또는 플라티늄, 이리듐, 오스뮴, 로듐, 루테늄과 같은 플라티늄족 금속을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 귀금속 재료가 플라티늄을 포함할 수 있다. 종래 이론에 속박되어 판단하지 않는다면, 팔라듐 계열의 PdO와 같은 산화 촉매가 귀금속 또는 귀금속 화합물을 포함하는 비 팔라듐 입자와 혼합되었을 때에, 팔라듐 단독의 산화 촉매(예를 들어, PdO)에 비해 현저하게 신속한 산화 운동 특성 및 현저하게 증가된 감도로써 환원 가스를 산화시키는 산화 촉매를 제공할 수 있다고 생각된다. 어떤 실시예에서는, 귀금속 재료가 약 2~10㎚의 범위에서 메디안 직경을 가질 수 있다. 어떤 실시예에서는, 지지부를 갖는 검지 화합물에 대한 귀금속 재료의 질량비가, 약 0.01wt%, 약 0.03wt%, 약 0.05wt%, 약 0.07wt%, 약 0.075wt%, 약 0.1wt%, 약 0.2wt%, 약 0.3wt%, 약 0.4wt%에서부터 약 0.5wt%, 약 0.6wt%, 약 0.7wt%, 약 0.8wt%, 약 0.9wt%, 약 1.0wt%까지의 범위 또는 이 중 어느 것의 조합인 범위일 수 있다.
어떤 실시예에서는, 케모크로믹 조성물이 경화 전 전체 혼합물의 약 0.1wt% 내지 약 25wt% 포함될 수 있다. 이 중량비는 부가적인 기판의 중량을 포함하지 않는다. 어떤 실시예에서는, 케모크로믹 조성물이 20㎛ 미만, 15㎛ 미만, 10㎛ 미만, 5㎛ 미만, 0.5㎛ 미만, 0.1㎛ 미만의 평균 크기를 갖는 입자를 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 케모크로믹 조성물이 10㎛ 미만의 평균 크기를 갖는 입자를 포함할 수 있다.
B. 폴리머로 된 실록산 매트릭스
어떤 요소에 대해, 실록산 폴리머 매트릭스는, 하나 이상의 실록산 전구체를 경화함으로써 형성될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 실록산 전구체는 오르가노실록산을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 실록산 전구체는 추가적으로 올리고실록산을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 실록산 전구체를 가교 결합시킴으로써 경화가 이루어질 수 있다. 어떤 실시예에서는, 처리액과의 자유 라디칼 이동 반응을 거쳐 가교 결합이 행해질 수 있다. 어떤 실시예에서는, 처리액이 개시제를 포함할 수 있다.
어떤 실시예에서는, 오르가노실록산이 하나 이상의 메틸실록산일 수 있다. 어떤 실시예에서는, 메틸실록산이 폴리머 또는 모노머를 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 메틸실록산이 폴리머를 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 메틸실록산 폴리머가 선형(linear) 또는 원형(cyclic)일 수 있다. 어떤 폴리머 메틸실록산은, 폴리디메틸디실록산과 같은 선형 폴리디메틸디실록산 또는 원형 폴리디메틸실록산을 포함할 수 있다. 어떤 폴리머 메틸실록산은 선형 폴리메틸페닐실록산 또는 원형 폴리메틸페닐실록산을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 원형 메틸실록산 폴리머가, 헥사메틸사이클로트리실록산, 옥타메틸사이클로테트라실록산, 데카메틸사이클로펜타실록산, 도데카메틸사이클로헥사실록산 또는 그들의 조합과 같은 사이클로메티콘을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 선형 폴리머 메틸실록산이, 헥사메틸디실록산, 옥타메틸트리실록산, 데카메틸테트라실록산, 도데카메틸펜타실록산, 테트라데카메틸헥사실록산 또는 그들의 조합과 같은 선형 실록산을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 오르가노실록산이 옥타메틸사이클로테트라실록산, 데카메틸사이클로펜타실록산, 또는 그들의 조합을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 폴리디메틸실록산의 적절한 예가DOW CORNING®282 ADHESIVE라는 브랜드 명으로 판매되고 있다. 어떤 실시예에서는, 폴리메틸페닐실록산의 적절한 예가 SilGrip*®PSA518, Momentive라는 브랜드 명으로 판매되고 있다.
어떤 실시예에서는, 올리고실록산이 실리콘 수지를 포함할 수 있다. 종래 이론에 속박되어 판단하지 않는다면, 실록산 전구체에 있어 실리콘 수지는, 결과물인 감압 접착제에 점착성(tackiness)을 증가시켜 줄 수 있다. 어떤 실시예에서는, 실리콘 수지가, MQ 수지와 같은, Me3SiO 및 SiO4 종단 유닛을 갖는 올리고실록산을 포함할 수 있다.
어떤 실시예에서는, 처리액이 개시제를 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 개시제가 과산화물을 포함할 수 있다. 어떤 개시제는 벤조일 과산화물 또는 2,4-디클로로벤조일 과산화물에서 선택된 과산화물을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 개시제가 실록산 전구체 부분 간의 가교 결합을 개시시키는 자유 라디칼 개시제일 수 있다. 어떤 실시예에서는, 자유 라디칼 개시제가 활성화된 결과, 부분 간의 공유 결합부를 형성하지 않는 개시제로 될 수가 있다. 다른 실시예에서는, 자유 라디칼 개시제가 활성화된 결과, 부분 간의 공유 결합부를 형성하는 개시제로 될 수가 있다. 어떤 실시예에서는, 개시제가 실록산 전구체(실리콘 고체)의 중량에 기초하여 약 0.1wt% 내지 약 5.0wt% 포함될 수 있다.
어떤 실시예에서는, 처리액은, 일반적으로 유리 전이 온도(Tg)를 감소시킬 수 있는 type 1 가소제, 예를 들어, 보다 유연성을 갖도록 하는 프탈레이트(n-부틸, 디부틸, 디옥틸, 부틸벤질, missed 에스테르, 디메틸)를 포함하는 가소제 및, 적층된 것이 보다 유연성을 갖도록 하고 더 많이 변형 가능토록 하여, 적층에 의해 발생하는 보이드(void)의 양을 감소시킬 것으로 생각되는 type 2 가소제, 예를 들어, 글리콜(폴리에틸렌, 폴리알킬렌, 폴리프로필렌, 트리에틸렌, 디프로필글리콜벤조에이트)을 더 포함할 수 있다.
type 1 가소제는, 부틸벤질프탈레이트, 디카르복시/트리카르복시 에스테르계 가소제 및 그 혼합물, 아디페이트계 가소제 및 그 혼합물, 세바케이트계 가소제, 말레이트를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 이 때, 디카르복시/트리카르복시 에스테르계 가소제는 프탈레이트계 가소제일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 이 때, 프탈레이트계 가소제는 비스(2-에틸헥실)프탈레이트, 디이소노닐프탈레이트, 비스(n-부틸)프탈레이트, 부틸벤질프탈레이트, 디이소데실프탈레이트, 디-n-옥틸프탈레이트, 디이소옥틸프탈레이트, 디에틸프탈레이트, 디이소부틸프탈레이트, 디-n-헥실프탈레이트일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 이 때, 아디페이트계 가소제는 비스(2-에틸헥실)아디페이트, 디메틸아디페이트, 모노메틸아디페이트, 디옥틸아디페이트일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 이 때, 세바케이트계 가소제는 디부틸세바케이트일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
type 2 가소제는, 디부틸말레이트, 디이소부틸말레이트 및 그 혼합물, 그리고 폴리알킬렌 글리콜 및 그 혼합물을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 이 때, 폴리알킬렌 글리콜은 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 사용 가능한 다른 가소제는 벤조에이트, 에폭시화 식물성 기름, 술폰아미드, 유기 인산 화합물(organophosphate), 글리콜/폴리에테르 및 그 혼합물, 알킬시트레이트 및 그 혼합물을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 이 때, 술폰아미드는 N-에틸툴루엔술폰아미드, N-(2-히드록시프로필)벤젠술폰아미드, N-(n-부틸)벤젠술폰아미드일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 이 때, 유기인산 화합물은 트리크레실포스페이트, 트리부틸포스페이트일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 이 때, 글리콜/폴리에테르는 트리에틸렌글리콜디헥사노에이트, 테트라에틸렌글리콜디헵타노에이트일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 이 때, 알킬시트레이트는 트리에틸시트레이트, 아세틸트리에틸시트레이트, 트리부틸시트레이트, 아세틸트리부틸시트레이트, 트리옥틸시트레이트, 아세틸트리옥틸시트레이트, 트리헥실시트레이트, 아세틸트리헥실시트레이트, 부티릴트리헥실시트레이트, 트리메틸시트레이트, 알킬술폰산페닐에스테르일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
어떤 실시예에서는, 처리액이 용제를 더 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서, 용제는, 실록산 전구체와 개시제를 용제 내에 용해시켜 교반(stirring)할 때에 실질적으로 혼합되는 실록산 전구체와 개시제의 용액으로 되는 하나 이상의 조성물을 포함할 수 있다.
기재(backing)
어떤 실시예에서는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 감압 접착 가스 검지 요소가 기재(200, 여기에서는 "기재층"이라고 함)를 더 포함할 수 있다. 어떤 요소에서는, 폴리머 매트릭스를 함유하는 케모크로믹 조성물이 기재 상에 층을 이루어 테이프를 형성할 수 있도록 코팅된다. 어떤 실시예에서는, 기재가 산소 또는 공기를 투과시킬 수 있다. 어떤 실시예에서는, 기재가 셀룰로오스, 종이, 카드 보드 등과 같은 식물성 조성물을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 기재가 폴리머계 기재일 수 있다. 어떤 실시예에서는, 기재가 폴리이미드, 폴리프로필렌(PP), 불화에틸렌프로필렌(FEP), 에틸렌테트라플루오로에틸렌(ETFE), 폴리에틸렌(PE), 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 퍼플루오로알콕시알칸(PFA) 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)를 포함할 수 있다.
어떤 실시예에서는, 기재가 자외선(UV)을 차단해 주는 것일 수 있다. 어떤 실시예에서는, 기재가 잠재적인 반환경적 효과를 치유해 주는 UV 안정화 화합물을 더 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, UV 안정화 화합물이 폴리머 매트릭스에 존재할 수 있다. 어떤 실시예에서는, UV 안정화 화합물이 기재와 폴리머 매트릭스에 존재할 수 있다. 어떤 실시예에서는, UV 안정화 화합물이 UV 흡수제, UV 차단제, 힌더드 아민 광 안정화제(HALS) 또는 그 혼합물을 포함할 수 있다. UV 차단제는 ZnO2 또는 TiO2를 포함할 수 있다. UV 흡수제는 벤조트리아졸 또는 벤조페네온(benzopheneone)과 같은 트리아진기로 이루어지는 화합물을 포함할 수 있다. HALS는 고분자량의 HALS(MW>1000g/mol) 또는 저분자량의 HALS(MW≤1000g/mol)를 포함할 수 있다. 자외선 안정화 화합물은 기재의 전체 질량 대비 약 0.1wt% 내지 약 10wt%의 범위에 있을 수 있다.
C. 프라이머
요소의 어떤 실시예에서는 프라이머를 더 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 프라이머가 기재 및 감압 접착제 매트릭스와 물리적으로 소통 상태에 있을 수 있다. 종래 이론에 속박되어 판단하지 않는다면, 프라이머는 절단시에 감압 접착제가 부착을 유지하려는 방식을 개선하기 위해 채택될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 프라이머가 감압 접착 매트릭스와의 사이에서 상용성(相溶性)을 가진다. 어떤 실시예에서는, 프라이머가 페닐(phenyl) 타입 실리콘과 상용성(相溶性)을 가진다. 프라이머의 두께는 특별히 제한되지는 않는데, 예를 들어, 두께가 0.1㎛ 내지 5㎛이며, 바람직하게는 0.1㎛ 내지 2㎛,이다.
여기에서, 도 3을 다시 참조하면, 가스 검지 요소(100)는, 실록산으로 된 폴리머 매트릭스 층(110, 이하에서 "가스 검지층")이 충분한 부착력을 가진다는 특징이 있다.
더 구체적으로, 가스 검지층(110)은 0.2N/25㎜ 이상의 부착력을 가진다. 부착력은, 바람직하게는, 1.0N/25㎜ 이상, 1.5N/25㎜ 이상, 2.0N/25㎜ 이상, 3.0N/25㎜ 이상 또는 5.0N/25㎜ 이상이다. 가스 검지층(110)은, 바람직하게는 10.0N/25㎜ 이하의 부착력을 가진다.
본 실시예에서, 부착력은 180° 박리 강도 시험에 의해 측정될 수 있다.
상기 특징을 갖는 가스 검지 요소(100)가 사용될 때에, 가스 검지층(110)이 접착층으로서 사용될 수 있다. 즉, 가스 검지층(110)을 측정 대상을 향해 가압함으로써. 가스 검지 요소(100)가 측정 대상에 부착될 수 있다.
종래 이론에 속박되어 판단하지 않는다면, 접착층이 상기 측정 대상으로부터 떨어지도록 가압되었을 때에 이탈력에 대항하여 측정 대상에 부착되어 있을 수 있도록, 측정 대상에 대해 충분한 점착성과 기계적 강도를 제공할 수 있다고 생각된다.
이 경우에, 종래 기술에서와 같이 가스 검지층을 측정 대상에 고정시키기 위해, 분리된 보조 테이프로서, 예를 들어 접착 테이프를 사용할 필요가 없으므로, 작업 효율이 증가된다. 특히, 가스 검지 요소(100)가 자신의 부착력에 의해 측정 대상에 부착될 수가 있다. 따라서, 분리된 고정 수단을 사용할 필요가 없다.
또한 가스 검지 요소(100)에서는, 가스 검지층(110)이 접착층으로서 기능할 수도 있다. 따라서, 종래의 가스 검지 테이프에서 접착층을 따로 제공함에 의해 발생할 수 있었던 문제점, 즉, 구조가 복잡해지는 점 및 측정 정밀도가 저하되는 점 등을 현저하게 감소시키는 것이 가능하다. 예를 들어, 측정 대상의 표면에 구멍이 있는 경우나 측정 대상이 편평하지 않은 경우에도, 가스 검지층은 측정 대상으로부터 이탈하지 않고 적절하게 고정될 수 있다.
이렇게 하여 가스 검지 요소(100)를 사용함으로써, 종래 기술에 비해 작업자의 작업성을 향상시킬 수 있으며, 또한, 다른 문제점, 즉, 구조가 복잡해지는 점 및 측정 정밀도가 저하되는 점 등을 현저하게 감소시킬 수 있다.
가스 검지 요소(100)에서는, 가스 검지층(110)이 기재(200, 도 3에서 가스 검지층(110)이 배치되는 면(제1면)의 반대쪽 면)의 제2면에 대해 부착 특성을 가질 수 있다.
또한, 기재의 제1면 또는 제2면에는, 그리드(grid), 눈금 표시, 화살표 등과 같은 "마킹"이 배열될 수 있다. 마킹이 그리드일 때에는, 가스 검지 요소(100)의 색이 변화된 경우에, 사용자가 그리드로부터 색이 변화된 영역을 양적으로 인식할 수 있다. 그리드는 가로 및 세로 방향의 격자 형태일 수 있으며 또는 다른 형태일 수도 있다.
마킹의 배열 방법은 특별히 제한되는 것은 아니다. 마킹은, 예를 들어 인쇄에 의해, 기재의 제1면 도는 제2면에 배열될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 가스 검지 요소는 다음의 특징을 가질 수 있다.
(ⅰ)환원 가스에 노출되었을 때에 비가역 색 변화 반응을 나타내는 가스 검지층에 케모크로믹 착색 입자가 포함되어 있다.
(ⅱ)가스 검지층의 제1면에 투광층이 배치되며, 투광층은 환원 가스에 대해 가스 검지층보다 낮은 가스 투과성을 가진다.
(ⅲ)가스 검지층은 10㎛ 내지 100㎛의 두께를 가진다.
본 발명에서 "환원 가스"는 수소, 황화수소, 일산화탄소, 메탄, 포름알데히드, 아세틸렌, 이산화황, 암모니아, 아산화질소 중 적어도 하나를 포함한다.
상기 특징들의 각각에 대해 이하에서 상세하게 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 가스 검지 요소에서, 특징(ⅰ)에 의하면, 가스 검지층이 환원 가스(이하에서 "검지 가스"라고도 함)에 일단 접촉하여 색이 변화하면, 가스 검지층의 변화된 색은 그 후에도 유지될 수 있다(이른바 "비가역" 또는 "영구적 색 변화").
즉, 케모크로믹 착색 입자가 검지 가스에 대해 가역 반응을 나타내는 경우, 검지 가스가 케모크로믹 착색 입자 주변에 존재하지 않게 되면, 케모크로믹 착색 입자의 색이 원래의 색으로 돌아간다(이른바, "페이딩(fading) 현상").
따라서, 가역 반응의 경우에는, 변화된 색을 유지하기 위해, 검지 가스가 케모크로믹 착색 입자에 접촉하면서 연속하여 흐를 필요가 있다. 검지 가스의 흐름이 검사 전에 멈추면, 색 변화가 희미해져서 검지 가스 누출 위치에 대한 표식이 없어지게 된다. 또한, 검지 가스가 적은 양만 있는 경우에는, 가스 검지층의 변화된 색을 유지하기가 어렵다.
반면, 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 검지 요소에서, 케모크로믹 착색 입자가 일단 검지 가스에 접촉하여 색 반응이 일어나면, 변화된 상태가 그 후에도 유지된다. 그러므로, 적은 양의 검지 가스가 케모크로믹 착색 입자에 접촉한다고 하더라도 변화된 색은 유지된다. "비가역"이라는 용어는, 색이 영구적으로 변화된 모드에 더하여, 비영구 모드, 즉, 색이 실질적으로 변화된 상태가 원하는 기간(예를 들어, 1개월)에 걸쳐 유지되는 모드도 포함하는 개념이다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 검지 요소는, 특징(ⅱ)에 의하면, 가스 검지층의 넓은 영역을 이용하여 측정을 수행할 수 있다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 검지 요소에서는, 가스 검지층의 제1면에 투광층이 배치되며, 투광층은 검지 가스에 대해 가스 검지층에 비해 낮은 투과성을 가진다. 그리하여, 가스 검지층의 제2면으로부터 들어온 검지 가스가 가스 검지층에 "포획"될 수 있다.
또한, 상기에 의하면, 가스 검지층에 포함된 훨씬 더 많은 케모크로믹 착색 입자가 색 반응에 사용될 수 있다. 결과적으로, 뚜렷한 색 변화가 훨씬 더 많이 나타날 수 있다.
또한, 투광층은 측정 대상 가스에 대해 가스 검지층에 비해 낮은 가스 투과성을 가진다. 예를 들어, 투광층은 가스 투과성이 가스 검지층의 1/10 이하일 수 있다.
투광층은 바람직하게는 유연성을 가진다.
투광층은, 예를 들어, 폴리이미드, 폴리에틸렌, 불화에틸렌프로필렌 공중합체(FEP) 또는 에틸렌테트라플루오로에틸렌 공중합체(ETFE) 등으로 형성될 수 있다.
"투광층"이 반드시 "층(layer)"의 형태에 한정되는 것은 아니다. "투광층"은 필름, 시트, 플레이트의 형태일 수도 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 검지 요소에 의해, 특징(ⅲ)에 의하면, 색 반응이 발생했는지 여부를 명확히 인지할 수 있다.
즉, 가스 검지층이 상대적으로 얇고 투광층이 위에서 설명한 투광성을 갖는 실시예에서는, 색 반응이 가스 검지층의 제2면(예를 들어, 투광층이 세팅된 면의 반대쪽 면) 근처에서 발생했을 때에도, 투광층의 당해 면, 즉, 바깥면으로부터 색 변화를 용이하게 인지할 수 있다. 또한, 가스 검지층의 두께 방향 전체에 걸쳐 상대적으로 신속하게 색 변화를 나타내는 것이 가능하다.
가스 검지층의 두께는, 바람직하게는 5㎛ 이상, 10㎛ 이상, 또는 30㎛ 이상이다. 가스 검지층의 두께는, 바람직하게는 200㎛ 이하, 100㎛ 이하, 또는 80㎛ 이하이다. 가스 검지층의 두께는, 바람직하게는 5㎛~80㎛이다. 두께가 5㎛ 미만이면, 케모크로믹 착색 입자의 단위 영역당 농도가 감소하여 가스 검지층에서의 색 변화가 충분히 발생하지 않을 수 있다.
가스 검지층에 포함된 케모크로믹 착색 입자의 농도는, 바람직하게는, 가스 검지층 전체에 대해 1wt%~20wt%의 범위에 있으며, 더 바람직하게는, 가스 검지층 전체에 대해 5wt%~10wt%의 범위에 있다.
색 변화(ΔL*)는, 적어도 가스에 직접 접촉하는 부분에서는 5 이상일 수 있다. 색 변화(ΔL*)는, 바람직하게는, 적어도 가스에 직접 접촉하는 부분에서는 10 이상이다.
색 변화(ΔL*)는 이하의 방법에 의해 평가할 수 있다.
색도계(colorimeter)를 이용하여, 표준 화이트보드의 색도를 측정한다. 또한, 가스 검지 요소를 사용하기 전의 색도를 측정한다. 색도는 L*a*b* 표색계(CIELAB1976)의 명도 색인에 의해 나타낸다. 사용 전에 있어 표준 화이트보드와 가스 검지 요소 간 측정 색도 차이의 절대값이 L* initial로서 얻어진다.
마찬가지로, 가스 검지 요소를 사용한 후의 색도를 측정한다. 사용 후에 있어 표준 화이트보드와 가스 검지 요소 간 측정 색도 차이의 절대값이 L* final로서 얻어진다.
상기 결과로부터, 가스 검지 요소의 색 변화(ΔL*)를 ΔL*=|L* final-L* initial|에 의해 평가할 수 있다.
2. 감압 접착 가스 검지 요소의 생산 방법
감압 접착 가스 검지 요소의 생산 방법을, 도 4에 나타낸 것과 같이 설명할 수 있다. 생산 방법은 (1)실록산 전구체과 개시제를 포함하는 처리액 및 케모크로믹 조성물을 형성하는 공정과, (2)개시제를 활성화하기에 충분한 온도로 처리액을 가열하여 전구체를 가교 결합시켜 케모크로믹 조성물을 함유하는 폴리머 매트릭스를 생성하는 공정을 포함할 수 있다. 여기에서, 폴리머 매트릭스는, 케모크로믹 조성물을 활성화시키기 위한 임계값보다 적은 국소 수소 가스 존재량을 가질 수 있다. 어떤 실시예에서는, 결과물인 폴리머 매트릭스가 감압 접착제일 수 있다.
어떤 생산 방법에서는, 처리액 및 케모크로믹 조성물을 형성하는 공정이, 처리액과 케모크로믹 조성물을 혼합하는 공정을 포함할 수 있다.
어떤 실시예에서는, 케모크로믹 조성물이 하나 이상의 케모크로믹 요소를 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 케모크로믹 조성물이 파우더와 같은 복수 개의 케모크로믹 요소를 규정할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 케모크로믹 요소는 동일한 상기의 요소이다. 어떤 케모크로믹 조성물에서는, 케모크로믹 조성물이 케모크로믹 요소를 위한 분산제를 더 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 분산제가 메틸에틸케톤을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 케모크로믹 조성물이 경화 전에 전체 혼합물을 약0.1wt%~약25wt% 포함할 수 있다. 중량 비율은 부가적인 기재(基材)의 중량을 포함하지 않는다.
어떤 실시예에서는, 케모크로믹 조성물이 경화 전에 전체 혼합물을 약 1wt%, 약 3wt%, 약 5wt%, 약 10wt%, 약 10.8wt%, 약 11.1wt%, 약 15.0wt% 포함할 수 있다.
어떤 실시예에서, 실록산 폴리머 메트릭스는, 하나 이상의 실록산 전구체를 경화시키거나 또는 가교 결합함으로써 형성될 수 있다. 어떤 실시예에서, 처리액은 실록산 전구체와 개시제를 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서, 실록산 전구체는 오르가노실록산을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서, 실록산 전구체는 올리고실록산을 더 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서, 경화는 실록산 전구체를 가교 결합함으로써 행해질 수 있다. 어떤 실시예에서, 가교 결합은 처리액 내의 자유 라디칼 이동 반응에 의해 행해질 수 있다.
어떤 실시예에서, 오르가노실록산은 하나 이상의 메틸실록산일 수 있다. 어떤 실시예에서, 메틸실록산은 폴리머 또는 모노머를 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서, 메틸실록산은 폴리머를 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서, 메틸실록산 폴리머는 선형(linear) 또는 원형(cyclic)일 수 있다. 어떤 폴리머 메틸실록산은, 선형 폴리디메틸디실록산 또는 원형 폴리디메틸실록산을 포함할 수 있다. 어떤 폴리머 메틸실록산은 선형 폴리메틸페닐실록산 또는 원형 폴리메틸페닐실록산을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서, 원형 폴리머 메틸실록산은, 헥사메틸사이클로트리실록산, 옥타메틸사이클로테트라실록산, 데카메틸사이클로펜타실록산, 도데카메틸사이클로헥사실록산 또는 그들의 조합과 같은 사이클로메티콘을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서, 선형 폴리머 메틸실록산은, 헥사메틸디실록산, 옥타메틸트리실록산, 데카메틸테트라실록산, 도데카메틸펜타실록산, 테트라데카메틸헥사실록산 또는 그들의 조합과 같은 선형 실록산을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서, 실록산 전구체는 옥타메틸사이클로테트라실록산, 데카메틸사이클로펜타실록산, 또는 그들의 조합을 포함할 수 있다.
어떤 실시예에서, 올리고실록산은 실리콘 수지를 포함할 수 있다. 종래 이론에 속박되어 판단하지 않는다면, 실록산 전구체에 있어 실리콘 수지는, 결과물인 감압 접착제에 점착성(tackiness)을 증가시켜 줄 수 있다고 생각된다. 어떤 실시예에서, 실리콘 수지는, MQ 수지와 같은, Me3SiO 및 SiO4 종단 유닛을 갖는 올리고실록산을 포함할 수 있다.
어떤 생산 방법에서, 개시제는 과산화물을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서, 개시제는 벤조일 과산화물 또는 2,4-디클로로벤조일 과산화물에서 선택된 개시제를 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서, 개시제는 실록산 전구체(실리콘 고체)의 중량에 기초하여 약 0.1wt% 내지 약 5.0wt% 포함될 수 있다.
어떤 실시예에서는, 처리액이 용제를 더 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서, 용제는, 실록산 전구체와 개시제를 용제 내에 용해시켜 교반할 때에 실질적으로 혼합되는 실록산 전구체와 개시제의 용액으로 되는 하나 이상의 조성물을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 용제가 메틸벤젠, 에틸벤젠 등과 같은 알킬벤젠을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서, 메틸벤젠은 크실렌 또는 톨루엔으로부터 선택될 수 있다. 어떤 실시예에서, 크실렌은 1,2-디메틸벤젠(o-크실렌), 1,3-디메틸벤젠(m-크실렌), 1,4-디메틸벤젠(p-크실렌) 또는 그 조합을 포함할 수 있다.
어떤 실시예에서, 가열 단계는, 처리액을 가열하여 개시제를 활성화시키기 전에 처리액으로부터 용제를 제거하는 단계를 추가로 더 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 처리액으로부터 용제를 제거하기 위해, 처리액이 약 25℃~100℃의 온도 범위에서 가열될 수 있다. 예를 들어, 25℃인 경우에 가열 시간은 바람직하게는 대략 10분이고, 100℃인 경우에는 가열 시간은 바람직하게는 대략 30초이다.
어떤 실시예에서, 개시제를 활성화시키기에 충분한 온도로 처리액을 가열한다는 것은, 경화에 충분한 온도, 유사하게 개시제가 실록산 전구체 부분 간 가교 결합을 일으키기에 충분한 온도로, 가열하는 것을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서, 개시제를 활성화시키기에 충분한 온도로 가열한다는 것은, 처리액을 120℃~200℃의 온도에서 1~3분간 가열하는 것을 포함할 수 있다.
어떤 생산 방법에서, 형성된 액체 및 케모크로믹 조성물을 기재에 도입하는 추가적인 단계가 있을 수 있다. 어떤 실시예에서, 형성된 처리액과 케모크로믹 조성물을 도입한다는 것은, 테이프를 형성할 수 있도록 층의 형태로 도입하는 것일 수 있다. 어떤 실시예에서, 형성된 처리액과 케모크로믹 조성물의 도입은 가열 전에 행해진다.
어떤 실시예에서, 기재(基材)는 폴리머 기재일 수 있다. 어떤 실시예에서, 기재는 폴리머계 기재일 수 있다. 어떤 실시예에서, 폴리머계 기재는 폴리이미드, 불화에틸렌프로필렌(FEP), 에틸렌테트라플루오로에틸렌(ETFE), 폴리에틸렌(PE), 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 퍼플루오로알콕시알칸(PFA) 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)를 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서, 기재는 UV 조사에 대해 저항성을 가질 수 있다.
어떤 실시예에서, 접촉된 처리액 및 케모크로믹 조성물을 도입하는 것은, 원하는 두께의 층을 생성하기 위해 당업자에게 알려진 방법, 즉, 필름 코팅(film coating), 바 코팅(bar coating), 블레이드 코팅(blade coating), 스프레이 코팅(spray coating), 딥 코팅(dip coating), 다이 코팅(die coating), 스핀 코팅(spin coating) 등과 같은 방법에 의해 수행될 수 있다. 어떤 실시예에서, 도입은 필름 코팅에 의해 행해진다. 어떤 실시예에서, 접촉된 처리액 및 케모크로믹 조성물이 코팅되어, 경화 후 두께가 약 5㎛~200㎛, 대략 25㎛, 30㎛, 45㎛, 60㎛ 또는 85㎛인 층을 형성할 수 있다.
어떤 생산 방법에 있어, 생산 방법은, 폴리머 매트릭스를 산소 함유 분위기에 노출시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 종래 이론에 속박되어 판단하지 않는다면, 주변 분위기에서 요소 수소의 존재가 증가함에 의해, 매트릭스가 가교 결합하는 동안에 생성된 요소 수소의 흔적량(trace amount)이 케모크로믹 조성물 내 활성 부위에 부착되는 것으로부터 차단될 수 있으며, 이는 또한 케모크로믹 시약의 활성 부위를 차단하는 폴리머 매트릭스를 투과시키는 것이라고 생각된다. 어떤 실시예에서, 산소 함유 분위기에 노출되는 것은 공기에 노출되는 것을 포함한다. 어떤 실시예에서, 산소 함유 분위기에 노출되는 것은, 적어도 10vol%의 산소 가스, 적어도 15vol%의 산소 가스, 적어도 20.95vol%의 산소 가스, 적어도 30vol%의 산소 가스, 또는 적어도 40vol%의 산소 가스를 갖는 가스에 노출되는 것을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서, 폴리머 매트릭스를 산소 함유 분위기에 노출시키는 단계는, 감압 접착 재료의 물리적 디멘젼(dimension)을, 감압 접착제가 산소 함유 분위기에 접하는 것을 가능케 하는 데에 충분한 양보다 적게 유지하는 것을 포함한다. 어떤 실시예에서, 폴리머 매트릭스를 산소 함유 분위기에 노출시키는 단계는, 투과성을 위해 기재 재료를 선택하는 것과 감압 접착 재료의 물리적 디멘젼을 유지하는 것의 조합을 포함할 수 있다.
어떤 실시예에서, 폴리머 매트릭스를 산소 함유 분위기에 노출시키는 것은, 산소 함유 분위기에 투과될 수 있는 릴리스 라이너를 사용하는 것을 포함할 수 있다.
어떤 실시예에서, 릴리스 라이너를 사용하는 것은, 산소에 투과될 수 있는 릴리스 라이너를 사용하는 것을 포함할 수 있다. 어떤 단계에서, 릴리스 라이너를 사용하는 것은, 공기에 투과될 수 있는 라이너를 사용하는 것을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서, 투과성 릴리스 라이너를 사용하는 것은, 셀룰로오스, 종이, 카드 보드, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP) 등과 같이 공기 및/또는 산소에 투과될 수 있는 식물성 또는 플라스틱성의 필름을 포함할 수 있는 라이너를 사용하는 것을 포함할 수 있다.
어떤 실시예에서, 기재는 폴리머 기재일 수 있다. 어떤 실시예에서, 기재는 폴리머계 기재일 수 있다. 어떤 실시예에서, 폴리머계 기재는 폴리이미드(나일론), 불화에틸렌프로필렌(FEP), 에틸렌테트라플루오로에틸렌(ETFE), 폴리에틸렌(PE), 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 퍼플루오로알콕시알칸(PFA), 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)를 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서, 기재는 UV 조사에 대해 저항성을 가질 수 있다.
[실시예]
실시예 1.1 : 화합물/혼합물 형성
<케모크로믹 요소의 생성(3.0wt% PdO/TiO2 지지부 상에 0.3wt% Pt)>
(TiO2 상에 PdO를 증착)
PdO를 증착하기 위해, 100mL의 순수(DI water) 내 2.5g의 TiO2 슬러리(<5㎛의 크기, rutile, 시그마알드리치)가 NaOH 용액(순수 펠릿과 순수로 이루어진 12M 용액, EMD 밀리포어)을 이용하여 pH 10.6으로 조절되어, 70℃에서 한 시간 동안 교반되었다. 그 후, 2.50mL의 PdCl2 용액(2M HCl 내의 0.281M, 알드리치)이. NaOH 용액(12M 용액, EMD 밀리포어)을 이용하여 pH 10.6으로 유지되도록 주의를 기울이며, 한방울씩 혼합물에 첨가되었다. 일단 모든 PdCl2 용액이 첨가되면, HCl(3M, 알드리치)을 이용하여 혼합물의 pH를 8로 조절하였다. 그 후, 혼합물은 교반되며, PdO가 티탄 지지부의 표면에 적층되는 동안 한 시간 동안 가열되었다. 그러면, 결과물 고체인 PdO/TiO2 미립자가 필터링되고, 순수로 확실히 세척하여 110℃에서 3시간 동안 건조함으로써, 고체 화합물 #1(C-1)인 3.3wt%의 PdO를 산출하였다.
(Pt 로딩)
그 후, 지지부에 약 0.3wt%의 Pt를 로딩하기 위해, 0.019g의 Na2PtCl6·6H2O(알드리치)가 100mL의 에탄올(알드리치) 내에서 현탁된 2.5g의 C-1 슬러리에 첨가되었다. 그 후, 결과물인 용액의 pH는 NaOH(12M 용액, EMD 밀리포어)를 이용하여 6으로 조절되었다. 그리고, 반응 혼합물에 대해, 실온에서 20kHz, 100W·cm-2(Omni-ruptor 4000, 옴니 인터내셔널 코포레이션) 조건에서 디렉트 이머젼(direct immersion) 티탄 팁의 초음파 분산기(ultrasonic homogenizer) 세트를 이용하여 초음파 처리가 이루어졌다. 결과물을 필터링하고서 에탄올(알드리치)로 확실히 세척하여 실온에서 건조하였다. 그 후, 결과물을 110℃에서 3시간 동안 구움으로써, 0.26wt% Pt의 케모크로믹 요소 또는 CC-1을 제공한다
실시예 2.1 : 요소 형성
<가스 검지 요소#1의 생성>
(코팅 혼합물을 생성)
처리액은, 벤조일과산화물(1.115g, 97%, Luperox® A98, 알드리치)을 톨루엔(10.0g, 알드리치)에 첨가하여 나오는 용액을 1분 동안 교반하여 벤조일과산화물을 완전히 용해시킴으로써 생성되었다. 그 후, 결과물인 용액과 톨루엔(16.92g, 알드리치)을 감압 접착 전구체(72.1g, DOW CORNING® 282 ADHESIVE)에 첨가하고 3분 동안 손으로 교반함으로써, 처리액을 형성하였다. 케모크로믹 조성물은, 큰 덩어리를 분해하여 확실하게 분산체를 생성할 수 있도록 CC-1(2.29g)을 메틸에틸케톤(15g, 알드리치)에 분산시킴으로써 생성되었다. 그 후 케모크로믹 조성물을 처리액에 첨가하고, 균일하게 될 때까지 약 3분간 손으로 혼합하였다. 그 결과, 코팅 혼합물이 생성되었다.
(기재에 감압 접착제를 코팅)
그 후, 결과물인 코팅 혼합물을, 바 도포기(SA-210, Baker-Type-Applicator, 테스터 산업社)를 이용하여 다이얼 세트로써 30cm×40cm의 폴리이미드 기재(1mil, 100PST 캡톤, 듀폰社 고특성 필름) 상에 원하는 감압 접착 두께로 필름 코팅하였다. 코팅 혼합물을 도포기 앞에 두고서, 기재를 횡단하면서 도포기를 갖다대어 코팅을 진행하였다. 그 결과, 코팅된 기재가 형성되었다.
(용제 제거 및 감압 접착제 경화)
그 후, 코팅된 기재를 25℃에서 30초간 공기 건조시켜, 용제를 제거하였다. 이어서, 코팅된 기재를 오븐에서 177℃에서 3분간 경화시켰다. 그 결과, 감압 접착 가스 검지 요소(GDE-1)가 형성되었다.
실시예 2.2 : 요소 형성
<추가적인 가스 검지 요소의 생성>
추가적인 가스 검지 요소가, 표 1에 나타낸 차이점을 제외하고 실시예 2.1에서 사용된 방법과 유사한 방법을 이용하여 합성되었다. 사용된 추가 재료는, 감압 접착제(SilGrip*® PSA518, Momentive社), 불화에틸렌프로필렌(FEP) 기재(2mil, 200C FEP100/Teflon, 듀폰社 고특성 필름, Circleville), 폴리에틸렌(PE) 기재(1mil, S1113, Uline社), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)(2mil, PET/Lumirror S10 Toray Plastics社)이었다. 폴리에틸렌(PE) 기재를 갖는 본 실시예에서, 열처리를 위해 감압 접착 용액이 플루오로카본 처리 PET 라이너(2mil Clear Polyester "S Take Off", Loparex, Cary NC) 상에 코팅되며, PE 필름은 높은 열 저항을 갖지 않으므로, 그 후, PE 필름 상에 순차 적층되었다.
비교예 2.1 : 비교 요소
<비교 요소 #1의 생성>
(처리액의 생성)
처리액은, 벤조일과산화물(1.115g, 97%, Luperox® A98, 알드리치)를 2파트 가스 투과 아크릴릭(100g, ORIBAIN BPS4891TX, Toyo잉크社) 중 1파트에 첨가하고 3분 동안 손으로 교반하여 처리액을 생성하였다. 케모크로믹 조성물은, 큰 덩어리를 분해하여 확실하게 분산체를 생성할 수 있도록 CC-1(2.29g)을 메틸에틸케톤(15g, 알드리치)에 분산시킴으로써 생성되었다. 그 후 케모크로믹 조성물을 처리액에 첨가하고, 균일하게 될 때까지 약 3분간 손으로 혼합하였다. 그 결과, 코팅 혼합물이 생성되었다.
(기재에 감압 접착제를 코팅)
그 후, 결과물인 코팅 혼합물을, 바 도포기(SA-210, Baker-Type-Applicator, 테스터 산업社)를 이용하여 다이얼 세트로써 30cm×40cm의 폴리이미드 기재(1mil, 캡톤, 듀폰社) 상에 원하는 웨트 감압 접착 두께로 필름 코팅하였다. 코팅 혼합물을 도포기 앞에 두고서, 기재를 횡단하면서 도포기를 갖다대어 코팅을 진행하였다. 그 결과, 코팅된 기재가 형성되었다.
(용제 제거 및 감압 접착제 경화)
그 후, 코팅된 기재를 25℃에서 30초간 공기 건조시켜, 용제를 제거하였다. 이어서, 코팅된 기재를 오븐에서 177℃에서 3분간 경화시켰다. 그 결과, 비교예의 가스 검지 요소(CGDE-1)가 형성되었다.
비교예 2.2 : 비교예의 요소
<비교예의 추가적인 요소의 생성>
비교예의 추가적인 가스 검지 요소가, 표 2에 나타낸 차이점을 제외하고 실시예 2.2에서 사용된 방법과 유사한 방법을 이용하여 생성되었다.
실시예 3.1 : 실험 결과의 특성화
<조기(早期) 반응성의 특성화>
모든 가스 검지 요소를 질적으로 평가하여, 케모크로믹 조성물이 감압 접착제의 폴리머 매트릭스 내 잔류 라디칼과 반응함으로써 조기(早期) 색 변화의 가능성을 결정한다. 색 분석기(PCM+, ColorTec, Clinton, NJ, USA)에 의해, 경화 후 즉시 실시예를 조사하였다. 필요에 따라 색 분석기는 당해 유닛에 포함된 표준 백색 패널에 의해 보정되었다. 또한, 어떤 실시예는, UV 가속 노광 조건에 노출된 후에 색을 측정하였다. 그 결과를 도 3에 나타낸다. 일반적으로 라디칼의 흔적량은 벤조일과산화물 개시제에 의해 발생한 자유 라디칼 이동 반응에 기인한다는 것을 알 수 있다. 벤조일과산화물 개시제의 흔적량이 적정 수준 이하로 감소하면, 수소의 케모크로믹 활성화가 적어지는 것으로 보여진다. 통괄하여 모든 실시예에서 실험 결과는, 30마이크론의 두께를 갖는 CGDE-1 또는 60마이크론의 두께를 갖는 CGDE-2 대비 85마이크론의 두께를 갖는 CGDE-3을 비교해서 알 수 있듯이, 가교 결합에 기인하는 라디칼의 흔적량은 케모크로믹 조성물을, 보다 큰 디멘젼(dimension)의 폴리머 매트릭스로써 미리 활성화시킬 수 있음을 보여준다. 종래 이론에 속박되어 판단하지 않는다면, 폴리머 매트릭스를 관통하는 공기(산소)의 능력은, 케모크로믹 시약의 활성 부위에서의 라디칼 반응을 방지하여, 케모크로믹 시약의 활성 부위가 잘못된 표시를 덜 나타내도록 한다고 생각된다. 그러나, 보다 두꺼운 형상에서는, 재료 중심부에서의 공기(산소) 흡수가 느려서 케모크로믹 시약이 활성화되는 결과로 이어진다. 또한, UV 조사(照射)의 존재가 매트릭스 내 흔적 라디칼의 생성을 초래하여 조기(早期) 케모크로믹 활성화를 일으킬 수 있음을 알 수 있다.
UV 노광 실험 결과는, 기재층에서 생성된 라디칼에 의해 조기에 케모크로믹이 활성화되었을 가능성을 보여주었다. 실리콘, 폴리이미드, FEP 고유의 UV 저항성을 가진다. 아크릴 접착제는 UV 저항성을 가지지 않아, UV에 노출되었을 때에 라디칼을 생성한다. 폴리이미드는 그 층에서 UV를 차단한다. 샘플 CGDE-1은, UV가 폴리이미드에 의해 차단되었기 때문에, 조기 색 변화를 나타내지 않았다. 플루오로카본 폴리머 자체가 UV에 대해 안정하다 하더라도, FEP는 UV를 차단하지 않았다. 샘플 CGDE-4에 있어서는, UV가 FEP를 관통하여 아크릴 접착제와 반응하여, 라디칼을 생성, 조기 케모크로믹 활성화를 일으켰다. 샘플 GDE-15에 있어서는, PET 기재가 UV와 반응하여 라디칼을 생성하였다. 이러한 라디칼들은 이동하여 실리콘 접착층(즉, 가스 검지층) 내의 케모크로믹 착색을 조기에 활성화하였다. 그 결과, 실리콘 접착제가 UV 저항성을 가진다 하더라도 조기 색 변화가 관찰되었다. GDE-24는, UV 흡수제(2mil PET, Toray Lumirror U-65V)를 포함하는 PET 필름 기재를 가지므로, 라디칼을 실리콘 접착층 내로 방출하지 않았다. 라디칼은 UV 흡수제에 의해 흡수되었다. 그 결과, GDE-24의 조기 색 변화는 일어나지 않았다.
여기에서 나타낸 바와 같이, 이러한 가스 센싱 요소에서는, (기재가 UV에 노출될 때에 라디칼이 발생하지 않는) UV 저항성 기재를 사용할 필요가 있다.
플루오로카본 폴리머 필름이, UV에 대해 안정하지만 UV를 차단할 수는 없다는 것은 잘 알려져 있다.
같은 결과가 PFA(테트라플루오로에틸렌퍼플루오로알킬비닐에테르 공중합체), ETFE(테트라플루오로에틸렌헥사플루오로에틸렌 공중합체), PTFE(폴리테트라플루오로에틸렌)과 같은 다른 플루오로카본 폴리머 필름에 대해서도 예상된다.
HALS(힌더드아민 광 안정제) 또한 라디칼 포촉(scavenge) 특성을 가진다는 것이 잘 알려져 있다.
GDE-14에 있어서는, 본 실험에서의 PE 기재에 대해 조기 색 변화가 관찰되지 않았다.
폴리에틸렌은 관능기 또는 불포화 결합을 가지지 않으므로, 상대적으로 UV에 대해 강하다.
실시예 3.2 : 릴리스 라이너의 효과
GDE-9는 폭 600mm×100야드의 확대된 크기로 생산되어 하나의 코어에 감겨서 번들 롤(bundle roll)을 이룬다
번들 롤이 상온 조건에서 창고에 7일간 보관되었을 때에, 번들 롤 층 내부의 접착제의 색이 조기에 검정으로 변화되어 있었다. 이러한 케모크로믹 활성화는, 가교 결합 단계로부터 온 잔류 라디칼로 인해, 그리고, 가스 검지층의 제2면이 기재의 제2면에 부착되어 공기(산소) 공급이 불충분함으로 인해 일어난 것이다.
이 상황에서 어떠한 외기(산소)도 가스 검지 요소를 관통할 수는 없으므로, 이와 같이 조기 케모크로믹 활성화가 일어나는 것이다.
반면, GDE-9가 릴리스 라이너와 함께 가스 검지층 상에 적층되어 있고 가스 검지 요소가 번들 롤 안쪽으로 감겨 있을 때에는, 번들 롤 층 내부의 조기 색 변화(케모크로믹 활성화)가 관찰되지 않았다. 릴리스 라이너의 존재로 인해 기재(基材)와 릴리스 라이너의 사이에서 간극 또는 스페이스가 생성되어, 공기(산소)가 안으로 관통해 들어올 수 있는 것이다. 릴리스 라이너는 플루오로실리콘 릴리스 제제로 코팅된 2mil PET(Loparex 유래의 2mil Clear Polyester "S Take Off")이다. 2mil PET는 조기 케모크로믹 활성화를 회피하기에 충분한 공기(산소) 투과성을 가지는 것으로 생각된다.
실시예 3.3 : 실험 결과의 특성화
<수소 감도의 특성화>
노출 시간을 결정하기 위해, 가스 검지 요소의 선택된 실시예에 대해 계측을 실시하여, 시간의 함수로서 수소 가스의 존재에 따른 색 변화 응답을 측정하였다. 실시예의 색을, 수소 가스에 노출시키기 전에 색 분석기(PCM＋, ColorTec Associates社)에 의해 계측하였다. 색은 저장되었다. 요청을 받으면, 색 분석기는 당해 유닛에 구비된 표준 백색 패널에 의해 보정되었다. 초기 계측 실시의 후에 샘플을 실험 장치에 두었다. 그 후, 실시예들에 대해 각각30mL 유리 바이얼(vial) 내에 넣어두기에 충분히 작은 플렉시블 PTFE 프레임에 마운팅하였다. 바이얼은 흡기 및 배기 포트를 갖는 뚜껑을 가지므로 밀봉될 수 있으며, 흡기 포트가 가스 소스 및 배기 포트 벤트와 유체 이동 가능하도록 연결되어 있다. 마운팅된 샘플을 유리 바이얼 내에 넣고 밀봉한 후에, 실온에서 100% H2 가스가 6mL/분으로 바이얼을 관통하여 1분간 흐른다. 1분 후에 가스 흐름이 정지되고 바이얼이 통기(通氣)되며 샘플은 제거된다. 제거한 후에, 샘플을 색 분석기(PCM＋, ColorTec)에 의해 다시 계측하여 색을 측정하였다. 그리고, 노출 전 색과 노출 후 색 간의 차이로써 색 변화(ΔL*)를 계산하였다. 동일한 실시예에 대해 새로운 샘플을 가지고 1.5분, 2분, 2.5분, 5분, 20분의 시간으로 실험을 다시 실시하였다. 1개의 샘플을 가동시킨 5분 샘플 및 20분 샘플을 제외하고는, 각 시간에 대해 합계 3개의 샘플이 가동되었다. 단일 제어 샘플은 노출되지 않았다. 수소에 5분간 노출된 샘플에는 5보다 큰 색 변화가 있었다. 검지시에 5 이상의 색 변화를 요구하는 것은 색 변화를 인식하기 쉽도록 적어도 이 정도의 특성을 나타낼 것을 요구하는 것이다. 이 실험은 또한, 샘플들에 있어서 실온에서 100% H2 가스에 6mL/분으로 5분간 노출시킨 후에 색 변화의 다수가 발생했음을 보여준다.
또한, GDE-9 실험예의 샘플, 실리콘 PSA 고체에 대해 5.5wt%의 착색제 비율을 갖는 SilGrip*® PSA518 폴리머 매트릭스에 대한 실시예가 실험됨으로써, 샘플들이 최대 색으로 되는 타이밍을 알 수 있었다. 이 공정은, 표 4에 나타내는 바와 같이, 여러 유량 및 농도에 대해 여러 시간 동안 노출된 후에 샘플들이 계측되었다는 점을 제외하고는 상기와 마찬가지이다. 표에 나타낸 바와 같이, 100% H2 가스에 6mL/분으로 5분간 노출시켰을 때에 실험 A-3은, 샘플이 더 오랜 시간 동안 노출된 채로 남겨진 경우 또는 실험 A-4와 같이 완전 색 변화에 필적하는 색 변화의 결과를 나타낸다.
실시예 3.4 : 실험 결과의 특성화
<요소 특성/수소 감도의 조사>
가스 검지 요소를 계측하여, 수소 가스의 존재에 따른 색 변화 응답을 측정하였다. 실시예의 색을 색 분석기(PCM＋, ColorTec Associates社)에 의해 계측하였다. 색은 저장되었다. 요청을 받으면, 색 분석기는 당해 유닛에 구비된 표준 백색 패널에 의해 보정되었다. 초기 계측 실시의 후에, 샘플을 실험예 3.2에 나타낸 실험 장치에 두었다. 그 후, 실시예들에 대해 30mL 유리 바이얼(vial) 내에 넣어두기에 충분히 작은 플렉시블 PTFE 프레임에 마운팅하였다. 마운팅된 샘플을 유리 바이얼 내에 넣고 밀봉한 후에, 실온에서 100% H2 가스가 6mL/분으로 바이얼을 관통하여 5분간 흐른다. 5분 후에 가스 흐름이 정지되고 바이얼이 통기(通氣)되며 샘플은 제거된다. 제거한 후에, 샘플을 색 분석기(PCM＋, ColorTec Associates社)에 의해 다시 계측하여 색을 측정하였다. 그리고, 노출 전 색과 노출 후 색 간의 차이로써 색 변화(ΔL*)를 계산하였다. 색 변화를 쉽게 인식하기 위해 색 변화 값은 5 이상일 필요가 있다. 선택된 실시예에 대한 결과를 표 5에 나타낸다. 나타낸 바와 같이, 실험한 모든 요소들은 생성 공정의 일 부분으로서 산소 함유 가스 또는 공기에 노출되었을 때에 기준식을 충족하여, 착색이 조기에 활성화되지 않도록 한다.
실시예 4.1 : 가스 검지 요소의 생산
이하의 방법에 의해, 케모크로믹 착색 입자를 포함하는 가스 검지 요소(이하 "GDE-A")가 생산되었다.
가스 검지 요소는 기재, 프라이머층, 케모크로믹 착색 입자의 순서로 포함하는 가스 검지층(이하 "접착층")을 포함하는 구성을 가진다.
기재 재료로서, 영역 크기가 30cm×40cm 이고 두께가 1mil인 폴리이미드(캡톤, 듀폰社 고특성 필름, Circleville, OH, USA)가 사용되었다.
이하의 방법에 의해 프라이머층이 형성되었다.
15.06g의 메틸페닐실록산기를 포함하는 폴리실록산(SilGrip* SS4195A-D1, Momentive社)을 실온에서 96.61g의 크실렌에 용해시켜 충분히 교반함으로써 균일한 용액을 얻었다. 교반 상태에서 0.34g의 가교 결합제(SilForce* SS4191B, Momentive社)를 이 용제에 첨가하고 용제를 수분간 더 교반하였다. 이어서, 0.567g의 가속제(SilForce* SS4259C, Momentive社)와 0.567g의 촉매(SilForce* SS4192C, Momentive社)를 차례로 첨가하고 용제를 수분간 교반하였다. 이로써 프라이머층(U-1)을 위한 코팅액이 얻어진다.
케모크로믹 착색 입자로서, 상기 실시예 1.1에서 준비된 케모크로믹 착색 입자 CC-1이 사용되었다. 2.39g의 CC-1을 10.4g의 메틸에틸케톤(알드리치)에 충분히 분산시켜 케모크로믹 분산액을 생성하였다.
가스 검지층을 위한 코팅 혼합물을 이하의 방법에 따라 준비하였다.
먼저, 1.0g의 벤조일과산화물(97%, Luperox® A98, 알드리치)을 10g의 톨루엔(알드리치)에 첨가하였다. 얻어진 용제를 1분간 교반하여 벤조일과산화물을 완전히 용해시켰다.
이어서, 상기 용제와 18g의 톨루엔(알드리치)을 75g의 접착 전구체(SilGrip*® PSA518, Momentive社)에 첨가하고 3분간 교반하였다. 이로써 처리액이 생성되었다.
이어서, 얻어진 처리액 내에 12.79g의 상기 케모크로믹 조성물을 첨가하고, 균일한 액이 얻어질 때까지 충분히 교반하였다.
이로써, 코팅 혼합물(C-1)이 얻어졌다.
가스 검지 요소를 이하와 같이 생성하였다.
먼저, 두께가 대략 0.5㎛인 프라이머층을 위한 코팅액(U-1)을 코팅하였다. 이어서, 이것을 120℃에서 1분간 건조시켜 프라이머층을 형성하였다.
이어서, 바 코터(SA-210, Baker-Type-Applicator, 테스터 산업社, 사이타마현, 일본)를 사용하여, 프라이머층을 코팅 혼합물(C-1)로 코팅하였다.
이어서, 프라이머층 및 코팅 혼합물에 의해 코팅된 기재를 25℃에서 30초~3분간 건조시켜 용제를 제거하였다. 이어서, 이 기재를 오븐 내에 177℃에서 3분간 넣어 두었다. 이로써, 가스 검지 요소(GDE-A)가 얻어졌다.
이하의 표 6은, 가스 검지 요소(GDE-A)의 구성의 사양을 정리하여 나타낸다.
비교예 4.2 : 가스 검지 요소의 생산
이하의 방법에 의해, 케모크로믹 착색 입자를 포함하는 가스 검지 요소(이하 "GDE-B")가 생산되었다.
가스 검지 요소는 케모크로믹 착색 입자를 포함하는 가스 검지층이 기재 상에 형성된 구성을 가진다.
기재 재료로서, 크기가 30cm×40cm 이고 두께가 45㎛인 폴리에틸렌 필름(U-LineS1113, 공칭 두께 2Mil)이 사용되었다.
이하의 방법에 의해 가스 검지층이 형성되었다.
2.9g의 케모크로믹 착색 요소(CC-1)를 10g의 실리콘 밀봉제(DOW CORNING®734 Flowable Sealant) 내에 첨가하고 이 혼합물을 충분히 교반하였다.
이 혼합물을 기재 상에 도포하고 실온에서 24시간 동안 건조시켰다. 이로써, 대략 200㎛의 두께를 갖는 가스 검지층이 기재 상에 형성되었다.
{평가}
가스 검지층의 부착력에 대해, 위에서 설명한 2가지의 가스 검지 요소(GDE-A, GDE-B)를 평가하였다.
가스 검지층의 부착력은 이하의 방법을 사용하는 180° 박리 강도 시험에 따라 평가되었다.
가스 검지 요소(GDE-A, GDE-B)를 폭이 1인치, 길이가 18인치인 크기로 절단하여 측정 샘플을 생성하였다. 이하에서는, 가스 검지 요소(GDE-A)로부터 얻어진 측정 샘플을 "샘플 A"라고 한다. 가스 검지 요소(GDE-B)로부터 얻어진 측정 샘플을 "샘플 B"라고 한다.
이어서, 온도 23℃, 상대 습도(RH) 50%인 대기 조건에서, 스테인레스 스틸 시트(Type 304) 상에 가스 검지층이 하방을 향하도록 샘플을 위치시켰다. 이어서, 샘플 상에서 2kg 중량의 고무 롤러를 전후로 한 차례 움직여, 샘플을 스테인레스 스틸 시트 표면에 압착하였다. 압착 후 1분 내에 이하의 시험을 실시하였다.
이어서, 인장 시험기(5565PA656 또는 33R 4465P4758)를 이용하여 각 샘플에 대해 180° 박리 강도 시험을 실시하였다. 부착 각도는 180°, 인장 속도는 300mm/분이었다.
상기 평가는 ASTM D 3330, Method D에 따라 실시하였다.
그 결과, 샘플 A의 부착력은 4.9N/25mm이었다. 반면, 샘플 B는 즉시 이탈하여 부착력을 측정할 수 없었다.
압착 대상으로서, 단일의 스테인레스 스틸 시트 대신에 페인트가 도포된 스테인레스 스틸(All Surface Enamel High Gloss 6509-00715 Safety Yellow, The Sherwin Williams社)을 사용하여, 마찬가지로 평가를 실시하였다. 그 결과, 샘플 A의 부착력은 5.5±1.0N/25mm 이었다. 반면, 샘플 B는 즉시 이탈하여 부착력을 측정할 수 없었다.
또한, 압착 대상으로서 폴리이미드 필름을 사용하여 마찬가지의 평가를 수행하였다. 두께가 0.025mm인 폴리이미드 필름을 접착제를 통해 상기 스테인레스 스틸 시트 표면에 위치시킴으로써, 압착 대상을 형성하였다.
폴리이미드 필름 표면에 샘플 A를 위치시켜 가스 검지층이 폴리이미드 필름에 대향하도록 하고, 샘플 A의 기재쪽 면에서 롤러를 2kg의 하중으로 전후로 한 차례 움직였다. 그리하여, 샘플 A가 폴리이미드 필름에 부착되어 시험 표본을 형성하였다.
이 시험 표본을 사용하여 측정한 결과, 샘플 A의 부착력은 4.4N/25mm 이었다. 이 실험에서, 폴리이미드 필름과 샘플 A 사이에서 박리가 발생함이 확인되었다.
이어서, 다른 가스 센싱 요소 C와 D를 사용하여, 비슷한 평가를 수행하였다.
상기 GDE-A에서와 같은 방법으로 가스 센싱 요소 C를 형성하였다. 한편, 이하의 방법에 의해 가스 검지층용 코팅 혼합물을 준비하였다.
20g의 SPUR+* PSA 3.0(Momentive, 우레탄 실리콘 하이브리드 축합 가교 결합형 고형물 40%)과 100g의 에틸아세테이트를 교반, 혼합하여 용액을 얻었다. 0.46g의 CC-1을 5g의 MEK에 분산시켜, 이를 상기 용액에 혼합하였다. 그 결과, 가스 검지층용 코팅 혼합물이 준비되었다.
다른 단계도 상기 GDE-A에서의 방법과 마찬가지이다.
한편, 가스 검지 요소 D도 상기 GDE-A에서와 마찬가지 방법에 의해 제조되는 바, 이하의 방법에 의해 가스 검지층용 코팅 혼합물을 준비하였다.
35g의 SilGrip* PSA 6574(Momentive, 과산화물 가교결합 실리콘)에, 13g의 톨루엔에 용해된 0.5g의 벤조일 과산화물을 교반, 혼합하여, 용액을 얻었다. 1.1g의 CC-1을 5g의 MEK에 분산시켜, 이를 상기 용액에 혼합하였다. 그 결과, 가스 검지층용 코팅 혼합물이 준비되었다.
다른 단계도 상기 GDE-A에서의 방법과 마찬가지이다.
가스 센싱 요소 C와 D로부터 샘플 C와 D를 각각 형성하고, 앞서 설명한 것과 마찬가지의 방법에 의해 평가하였다. 압착 대상은 스테인레스 스틸 시트이었다.
측정 결과, 샘플 C의 부착력은 1.4N/25mm이고, 샘플 D의 부착력은 5.3N/25mm이었다.
위에서 개시된 여러 실시예를 설명하였으나, 이는 단지 예로서 제시된 것이며 그에 한정되는 것은 아니다. 위에서 개시된 기술적 사상 및 범위로부터 이탈하지 않고서, 개시 내용에 부합하게끔 위에서 개시된 양태에 다양한 변형 등이 가해질 수 있다. 또한, 특정한 양태는 여러 실시예 중 단지 하나에 대해 개시된 것일 수 있으며, 그러한 양태는 하나 이상의 다른 실시예에서의 다른 양태에 원하는대로 유리한 방향으로 결합될 수 있는 것이다. 따라서, 위에서 개시된 내용에서 제공된 본 발명의 폭, 범위 등은, 위에서 명시적으로 설명한 실시예에 의해 한정되어서는 아니된다. 차라리 그 범위는 이하의 청구범위 및 그 등가물에 부합하게끔 정해져야 한다.
여기에서 사용된 용어는 단지 특정한 실시예를 표현하기 위한 것이며 한정적 의미를 가지는 것이 아니다. 여기에서 사용된 단수 형태의 표현은 그 문맥상 명확하게 달리 볼 수 없는 한 복수 형태도 포함하는 것이다. 또한, "포함하는", "가지는", "갖는" 및 그 변형물로 볼 수 있는 용어가 본 발명의 설명 및/또는 청구범위에 사용된 경우에, 그러한 용어는 포괄적 의미로서 사용된 것으로 보아야 한다.
달리 정해지지 않은 한, 여기에서 사용된 모든 용어(기술 용어, 학술 용어 포함)는 본 발명의 실시예가 속하는 기술 분야에서의 당업자에게 통상적으로 이해되는 것과 같은 의미를 가지는 것이다. 또한, 통상적으로 사용되는 사전에서 정의되는 것과 같은 용어는, 관련 기술 분야에서의 해석에 부합하는 의미로서 해석되어야 하며, 여기에서 명시적으로 규정하지 않은 이상 자의적이거나 또는 과도하게 정형적인 의미로서 해석되어서는 아니된다.
달리 나타내지 않는 한, 이제까지 발명의 설명 및 청구범위에서 사용된 성분의 양, 분자량, 반응 조건과 같은 특성값을 나타내는 모든 숫자는, 모든 예에서 "대략" 에 의해 수정되는 것으로 이해되어야 한다. 따라서, 반대로 명기하지 않는 한, 발명의 설명 및 청구범위에 나타낸 수치 파라미터는 구하려는 원하는 특성값에 따라 변할 수 있는 대략적인 값이다. 수치 범위 및 파라미터가 대략적인 값이라 하더라도, 특정한 예에서 나타낸 수치값은 가능한 한 정확하게 기재한 것이다. 하지만, 수치값은, 각각의 시험 측정에서 발생하는 표준 편차에 기인하는 어떤 오류를 내재적으로 반드시 포함하게 된다. 또한, 여기에서 개시된 모든 범위는 그 모든 서브 범위를 포괄하는 것으로 이해되어야 한다. 최소한 각각의 수치 파라미터는, 청구범위의 균등물 이론을 제한하려는 시도로서가 아니라, 적어도 중요 자릿수의 숫자에 비추어 그리고 통상의 라운딩 기법(반올림 등)을 적용하여 해석되어야 한다.
본 발명을 나타내는 문맥(특히, 이하에 나오는 청구범위의 문맥)에서 사용된 용어는, 여기에서 달리 나타내지 않는 한 또는 문맥상 명백히 모순되지 않는 한, 단수 및 복수를 포괄하는 것으로 해석되어야 한다. 여기에서 설명한 모든 방법은, 여기에서 달리 나타내지 않는 한 또는 문맥상 명백히 모순되지 않는 한, 어떠한 적절한 순서로도 실행될 수 있다. 여기에서 제공된 모든 예 또는 예시적 기재(예를 들어, "~와 같은")를 사용한 것은, 단지 본 발명을 더 잘 나타내기 위한 것이지 청구범위에 제한을 부가하는 것은 아니다. 발명의 설명에서 사용된 어떠한 언어도, 본 발명의 실시에 필수적인 비 청구범위적 요소를 나타내는 것으로 해석되어서는 아니된다.
구체적인 특정 수치값, 그 관계 및 방법은, 개시된 실시예에 대한 완전한 이해를 제공하기 위해 설명되었다. 하지만, 관련 기술 분야에서 통상의 지식을 가지는 자는, 여기에 개시된 본 발명은 하나 이상의 구체적인 특정 내용이 없더라도 또는 다른 방법으로 실행될 수 있다는 점을 충분히 인식하고 있을 것이다. 다른 예에서, 잘 알려지지 않은 구조 또는 작용이 흐려지는 것을 피하기 위해, 잘 알려진 구조 또는 작용을 상세하게는 나타내고 있지 않다. 여기에 개시된 대체적 요소 또는 실시예를 그룹으로 묶은 것이 한정적 의미로 해석되어서는 아니된다. 각 그룹을 이루는 실시예는 개별적으로 또는 여기에서 나타낸 그룹의 다른 실시예 또는 다른 요소와 조합되어 설명되고 권리 청구될 수 있다. 또한, 여기에서 개시된 수단을 실행하기 위해 설명된 모든 작동 또는 사상(事象)이 필요한 것은 아니다. 그룹에서 하나 이상의 실시예가, 편의상 및/또는 특허성 때문에 그룹에 포함되거나 또는 그룹으로부터 제거될 수 있다고 생각된다. 그와 같은 포함 또는 제거가 일어났을 때에, 발명의 설명은 수정된 그룹을 포함하며, 청구항에서 사용된 모든 마쿠쉬(Markush) 그룹의 상세한 설명을 실행하는 것으로 본다.
여기에서, 어떤 실시예는, 본 발명을 수행하기 위해 발명자들에게 알려진 베스트 모드를 포함하여 설명한다. 물론, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는, 앞서의 설명을 읽음으로써 설명된 실시예에 대한 변형예가 명확해질 것이다. 발명자는 숙련된 기술자들이 그러한 변형예를 적절히 실행할 수 있을 것으로 기대하며, 또한, 발명자는 본 발명에 대해, 여기에서 구체적으로 설명한 것과는 다르게 실행할 의도 역시 가지고 있다. 따라서, 청구범위는, 적용되는 법률이 허용하는 한, 청구항에 나타낸 본 발명의 모든 수정예 및 그 등가물을 포함한다. 또한, 모든 가능한 변형예에서, 여기에서 달리 나타내지 않는 한 또는 문맥상 명백히 모순되지 않는 한, 앞서 설명한 요소의 어떠한 조합도 고려되는 것이다.
결어로서, 여기에 개시된 실시예들은 청구항의 원리를 나타내는 것이다. 따라서 채용 가능한 다른 수정예가 청구범위 내에 포함되는 것이다. 그러므로, 예를 들어, 한정하는 것이 아니라 대안적인 실시예를 본 명세서에서의 교시에 따라 활용할 수 있는 것이다. 따라서, 청구범위가 제시, 설명된 실시예에 정확히 그대로 한정되는 것은 아니다.
본 출원은 2017년 2월 17일자 미국 특허 가출원 62/460,490호 및 동년 4월 10일자 미국 특허 가출원 62/483,521호에 기초하는 우선권을 주장하는 것이며, 우선권 기초 출원의 내용은 참조를 위해 전체로서 본 출원에 포함된다.

Claims (20)

  1. 착색제를 포함하는 가스 검지층을 포함하는 가스 센싱 요소로서,
    상기 가스 센싱 요소는 기재를 포함하고,
    상기 가스 검지층은 0.2N/25mm 이상의 부착력을 갖는 것이고,
    상기 착색제는 상기 가스 검지층인 폴리머 매트릭스 내에 분산되고,
    상기 가스 검지층은 감압 접착제를 포함하고,
    상기 가스 검지층은 측정 대상을 향해 가압함으로써 생성되는 상기 감압 접착제의 부착력에 의해 상기 측정 대상에 부착되는, 가스 센싱 요소.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 착색제는 케모크로믹 조성물을 포함하는 것인 가스 센싱 요소.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 착색제는 환원 가스에 접함으로써 색이 비가역적으로 변하는 것인 가스 센싱 요소.
  4. 제1항에 있어서,
    표면을 갖는 캐리어 입자를 더 포함하며,
    상기 착색제는 상기 캐리어 입자의 표면 상에 산화팔라듐, 수산화팔라듐 또는 팔라듐염을 포함하는 것인 가스 센싱 요소.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 캐리어 입자의 표면 상에서 팔라듐과는 다른 귀금속이 지지되거나 로딩되는 가스 센싱 요소.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 캐리어 입자는 산화티탄을 포함하는 것인 가스 센싱 요소.
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 가스 검지층은 감압 접착제를 포함하고,
    상기 감압 접착제는 아크릴 감압 접착제, 실리콘계 감압 접착제, 우레탄계 감압 접착제 또는 고무계 감압 접착제를 포함하는 것인 가스 센싱 요소.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 실리콘계 감압 접착제는 메틸페닐실록시기 또는 디메틸실록시기를 포함하는 것인 가스 센싱 요소.
  10. 삭제
  11. 제1항에 있어서,
    상기 기재는, 폴리이미드; 폴리에틸렌; 불화에틸렌프로필렌 공중합체(FEP), 에틸렌테트라플루오로에틸렌 공중합체(ETFE), 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 또는 테트라플루오로에틸렌퍼플루오로알킬비닐에테르 공중합체(PFA)와 같은 플루오로카본폴리머; 또는 UV 흡수제 또는 힌더드아민 광 안정제(HALS)를 함유하는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET);를 포함하는 것인 가스 센싱 요소.
  12. 제1항에 있어서,
    번들 롤 형상으로 롤 업(roll up)되어 있는 가스 센싱 요소.
  13. 착색제를 포함하는 가스 검지층으로서,
    상기 가스 검지층은 0.2N/25mm 이상의 부착력을 갖는 것이고,
    상기 착색제는 상기 가스 검지층인 폴리머 매트릭스 내에 분산되고,
    상기 가스 검지층은 감압 접착제를 포함하고,
    상기 가스 검지층은 측정 대상을 향해 가압함으로써 생성되는 상기 감압 접착제의 부착력에 의해 상기 측정 대상에 부착되는, 가스 검지층.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 가스 검지층이 산소 함유 대기에 노출되어 있는 가스 센싱 요소.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 가스 검지층이 완성품 상에 또는 제조 공정 중에 있는 제품 상에 릴리스 라이너를 가지는 것인 가스 센싱 요소.
  16. 착색제를 포함하는 가스 검지층 및 기재를 포함하고, 상기 가스 검지층은 0.2N/25mm 이상의 부착력을 갖는 것이고, 상기 착색제는 상기 가스 검지층인 폴리머 매트릭스 내에 분산되고, 상기 가스 검지층은 감압 접착제를 포함하고, 상기 가스 검지층은 측정 대상을 향해 가압함으로써 생성되는 상기 감압 접착제의 부착력에 의해 상기 측정 대상에 부착되는, 갑압 가스 센싱 요소의 제조방법으로서,
    실록산 전구체 및 개시제를 포함하는 처리액과, 케모크로믹 조성물을 접촉시키는 단계와,
    상기 전구체가 가교 결합되어 0.2N/25mm 이상의 부착력을 갖는 상기 케모크로믹 조성물을 함유하는 가스 검지층을 생성하도록, 상기 처리액을 상기 개시제가 활성화되기에 충분한 온도까지 가열하는 단계를 포함하는 감압 가스 센싱 요소 제조방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 케모크로믹 조성물이 하나 이상의 산화팔라듐계 케모크로믹 요소를 포함하는 것인 감압 가스 센싱 요소 제조방법.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 기재는 자외선 조사에 대해 저항성을 갖는 것인 가스 센싱 요소.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 가스 검지층을 산소 함유 대기에 노출시키는 단계를 더 포함하는 감압 가스 센싱 요소 제조방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 가스 검지층을 산소 함유 대기에 노출시키는 단계는 산소 투과 릴리스 라이너를 사용하는 것을 포함하는 것인 감압 가스 센싱 요소 제조방법.
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