KR20020042661A - 구조적인 일차 실란트 시스템을 갖는 절연 유리 유닛 - Google Patents

구조적인 일차 실란트 시스템을 갖는 절연 유리 유닛 Download PDF

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Abstract

본 발명은 제 1 유리 판벽, 제 2 유리 판벽, 및 스페이서 시스템을 포함한다. 상기 스페이서 시스템은 (ⅰ) 제 1 유리 판벽의 내부면과 제 2 유리 판벽의 내부면 사이에 위치된 스페이서 및 (ⅱ) 유리 판벽의 내부면을 스페이서에 접착하기 위한 실란트 시스템을 포함한다. 상기 실란트 시스템은 (a) 약 125℉(51℃) 내지 약 250℉(121℃) 범위의 용융 온도를 갖는 하나 이상의 열가소성 핫멜트 재료; 및 (b) 하나 이상의 경화성 재료를 포함하는 하나 이상의 실란트를 포함한다. 상기 실란트는 경화되는 경우 스페이서와 판벽 사이에 공유 결합을 형성하고, 실란트는 25 쇼어 A 내지 45 쇼어 A 범위의 초기 경도와 48시간 경과후 측정된 30 쇼어 A 내지 50 쇼어 A 범위의 후반-경화 경도를 갖는다.

Description

구조적인 일차 실란트 시스템을 갖는 절연 유리 유닛{INSULATING GLASS UNIT WITH STRUCTURAL PRIMARY SEALANT SYSTEM}
본 출원은 일반적으로 절연 유리 유닛에 관한 것이고, 보다 상세하게는 습윤 증기 투과에 대한 우수한 차단성 및 개선된 구조적 일체성을 제공하는 이중-밀폐 시스템을 갖는 절연 유리 유닛에 관한 것이다.
절연 유리(IG) 유닛은 단지 몇개만 기재하고 있지만 채광창, 고온 환경 투시창 및 건축 창과 같은 광범위한 분야에 사용될 수 있다. IG 유닛은 전형적으로 빌딩의 내부 및 외부 사이와 같이 열 전달을 감소시키는데 이용된다.
전형적인 IG 유닛은 스페이서에 의해 그들의 가장자리 근처에서 분리된 두개의 유리 시트에 의해 형성되어 두개의 유리 시트 사이에 챔버를 제공한다. 이 챔버는 전형적으로 선택된 절연 분위기, 예를 들면, 아르곤으로 채워져서 IG 유닛의 절연 특성을 강화한다. 실란트 시스템은 스페이서에 두개의 유리 시트를 연결하는데 사용된다. 상기 실란트 시스템은 IG 유닛의 단일성을 유지하는 충분한 구조적 강도를 제공하고 및 또한 IG 유닛로부터 챔버 밖으로 주변 분위기에서 챔버 밖으로누출하는 절연 분위기 및/또는 습윤 증기에 대한 충분한 차단성을 제공한다고 기대된다. 통상적인 IG 유닛의 실예는 미국 특허 제 4,193,236호; 제4,464,874호; 제5,088,258호; 및 제 5,106,663호; 및 유럽 참조번호 EP 65510에 기재되어 있고, 공개된 것은 본 명세서에 참조로서 포함된다.
IG 유닛의 강도 및 성능은 실란트 시스템 및 유리 시트를 스페이서에 부착하는데 사용하는 실란트 유형에 강하게 의존한다. 대다수의 실란트는 두개의 주된 유형으로 일반적으로 나눌 수 있다: (1)"구조적 실란트" 및 (2) "저 습윤 증기 투과(MVT)율 실란트".
구조적인 실란트는 유리 시트와 스페이서 사이에 공유적인 화학 결합을 형성하고, IG 유닛의 구조적인 일체성을 촉진한다. 구조적 실란트의 실예로는 열경화성 재료, 예를 들면, 폴리설파이드, 폴리우레탄, 및 실리콘이다. 이들 열경화성 재료는 전형적으로 비교적 높은 "모듈러스(modulus)"를 갖는다. IG 유닛 분야의 당업자에게 이해되는 바와 같이, "모듈러스" 용어는 재료의 스트레스/스트레인 관계, 예를 들면, 특정 거리로 재료를 신축하거나 신장하는데 요구되는 힘에 관한 것이다. 상기 모듈러스는 통상적으로 재료에 대한 스트레스/스트레인의 기울기로서 정의되고, ASTM D412에 따라 계산되어진다. 모듈러스 값이 높으면 높을 수록, 재료를 신장하거나 신축하는데 요구되는 힘이 더 커지며, 이는 재료가 더 강해진다는 것이다. 폴리우레탄, 폴리설파이드, 및 실리콘 열경화성 재료는 전형적으로 수백 psi의 범위의 모듈러스 값을 갖는다. IG 유닛의 구조적인 일체성이 증가되면서, 구조적 실란트는 전형적으로 나쁜 MVT 특성, 예를 들면 10g/㎡/day 또는 그이상(ASTM F1249에 따라 측정됨)을 제공하고, 또한 비교적 높은 가스 투과율을 제공한다. 예를 들면, 폴리우레탄, 폴리설파이드 및 실리콘 재료는 전형적으로 각각 약 15, 25 및 50g/㎡/day의 범위의 MVT율을 갖는다. 결과적으로, 통상적인 구조적 실란트로만 만들어진 IG 유닛는 전형적으로 상업적으로 허용가능한 MVT 특성 또는 가스 보존 특성을 제공하지 못한다.
반면에, 낮은 MVT 실란트, 이것은 유리 시트 및/또는 스페이서와 공유적으로 결합하지 않으며, 개선된 MVT 특성, 예를 들면 10g/㎡/day 미만을 제공하고, 구조적 실란트와 비교해 개선된 가스 장벽 특성을 제공하지만, 더 나쁜 구조적 일체성도 제공한다. 낮은 MVT 실란트의 실예는 열가소성 재료, 예를 들면, 핫멜트 재료, 구체적으로 폴리이소부틸렌(PIB)을 포함한다. PIB 재료는 전형적으로 10g/㎡/day 또는 그 이하의 MVT 값을 갖는다.
또한, 열가소성 핫멜트 실란트는 전형적으로 300℉(149℃)을 초과하는 온도에서 적용되어야 한다. 이 고온의 요구사항은 높은 에너지 소비 및 특정화된 고온 설비에 대한 필요성에 따라 제조 비용의 증가를 초래한다. 추가적으로, 이들 열가소성 재료는 전형적으로 열경화성 재료보다 낮은 모듈러스를 갖고, 예를 들면, 열가소성 재료는 신축 또는 신장하는데 더 적은 힘을 요구하고 냉간 변형 유동 경향을 갖는다. 예를 들면, PIB은 약 30 psi(2.1 ㎏/㎠)의 모듈러스 값을 갖는다. 따라서, 열가소성 실란트는 열에 노출되는 경우 연화되고, 로드 하에 위치되는 경우 로드를 경감시키기 위해 초과적으로 유동하거나 변형할 수 있다. 결과적으로, 통상적인 열가소성 실란트로만 만들어진 IG 유닛는 상업적으로 허용할 수 있는 구조적 특성을 제공하지 못한다.
통상적인 강성의 스페이서를 갖는 IG 유닛용 단일 실란트를 사용하는 것에 대한 문제점은 실란트 시스템에서 실란트 두께를 다르게 한다. 예를 들면, 스페이서와 근접 유리 시트(내부 영역) 사이에 실란트의 두께(폭)는 스페이서 밖의 유리 시트들(외부 영역) 사이에 위치된 실란트의 두께보다 매우 적다. 따라서, 유리 시트의 하나가 스페이서로부터 밖으로 이동하는 경우, 내부 영역의 얇은(thinner) 실란트부에 대한 상대 신장율은 외부 영역의 두꺼운 실란트부에 대한 것보다 훨씬 크다. 이것은 내부 영역의 얇은 실란트부가 실란트 시스템의 모든 로드를 실질적으로 운반하는 것을 의미하며, 이것은 이 실란트부가 갈라지거나 또는 일찍 실패하게 한다.
최근에, 열경화성 재료의 구조적 특성을 갖는 열가소성 재료의 낮은 MVT 특성을 갖는 단일 실란트 IG 유닛에 대한 "혼성" 실란트를 개발하려는 시도가 있어왔다. 예를 들면, 미국 특허 제5,849,832호는 대기 경화 폴리머와 혼합된 열가소성 핫멜트 수지를 조합한 일 성분 실란트를 공개하였다. 이 실란트의 MVT 특성, 예를 들면, 약 3.0 내지 4.0g/㎡/day은 통상적인 열경화성 실란트의 MVT 특성보다는 더 좋지만 열가소성 실란트, 예를 들면 PIB에 대한 것 보다는 여전히 높다. 추가적으로, 이 실란트가 구조적 일체성을 갖는 IG 유닛를 제공하기 때문에, 이것은 약 250psi(17.5 ㎏/㎠)의 모듈러스를 갖는다. 게다가, 이 재료는 통상적인 열경화성 재료보다 더 단단하고, 예를 들면 약 50 쇼어 A보다 큰 초기 경도와 약 60 쇼어 A보다 큰 경화된 경도를 갖는다(쇼어 인스트루먼트 컴패니로부터 시판되는 쇼어 게이지(스케일 A)를 사용하는 실드 인슐레이팅 글래스 유닛 매뉴팩쳐 어소시에이션(SIGMA) 시험 절차 P.1.A.에 따라서 측정됨). 따라서, 이 재료는 상기 논의된 결점을 완전히 극복할 수 없다.
단일 실란트 시스템에 대한 대안으로써, 소위 "이중-밀폐" 시스템은 구조적 실란트와 낮은 MVT 실란트를 조합하도록 개발되었다. 통상적인 이중-밀폐 시스템은 스페이서의 내부 영역상에 일차적으로 위치된 낮은 MVT 열가소성 내부 또는 일차 실란트를 이용하여 챔버로의 습윤 증기 투과를 감소시킨다. 이 일차 실란트는 IG 유닛에 대한 구조적 일체성을 거의 제공하지 않는다. 이차, 외부 구조적 열경화성 실란트는 일차적으로 스페이서의 외부(외부 영역)에 위치되어 스페이서와 유리를 함께 결합하여 구조적 일체성을 갖는 IG 유닛을 제공한다.
그러나, 이런 이중-밀폐 시스템 조차, 보통 사용 조건 하에서, 유리 시트의 외부 가장자리가 대기압, 온도, 바람 로드 또는 고도 변화에 기인한 회전 또는 굽어지는 특성이 있다. 이런 상황에서, 열가소성 일차 실란트는 팽창하거나 수축하는 경향이 있고, 유리 시트 및/또는 스페이서로부터 당겨질 수도 있다. 이것은 실란트 시스템에서 습기가 챔버로 들어가거나 또는 절연 대기가 챔버로 누출되게하는 틈을 만들 수 있다.
따라서, 낮은 MVT 특성을 제공하지만, 통상적인 실란트 시스템보다 개선된 구조적 성능을 제공하는 IG 유닛에 대한 이중-밀폐 시스템을 제공하는 것이 이롭다. 또한, 실란트 시스템의 일차 실란트가 통상적인 구조적 실란트 또는 혼성 실란트보다 낮은 모듈러스 값을 갖는 경우, IG 유닛의 내부 영역에 위치된 일차 실란트에 의해 전형적으로 수반된 스트레스를 감소하는 것이 바람직하지 않다.
본 출원은 1999년 9월 1일자로 출원된 미국 가특허출원 제 60/152,008호의 이점을 청구하며, 이것은 참조로서 본 명세서에 포함된다.
상기 구성 및 이하의 바람직한 구체예의 상세한 설명은 첨부된 도면을 참조하여 읽는 경우 더 쉽게 이해될 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 실란트 시스템을 갖는 IG 유닛의 가장자리 어셈블리 부의 입면 단면도이다.
본 발명의 절연 유리 유닛는 제 1 유리 판벽(pane), 제 2 유리 판벽 및 스페이서 시스템을 포함한다. 상기 스페이서 시스템은 (ⅰ) 제 1 유리 판벽의 내부면 및 제 2 유리 판벽의 내부면 사이에 위치된 스페이서 및 (ⅱ) 유리 판벽의 내부면을 스페이서에 부착하기 위한 실란트 시스템을 포함한다. 상기 실란트 시스템은 (a) 약 125℉(51℃) 내지 약 250℉(121℃) 범위의 용융 온도를 갖는 하나 이상의 열가소성 핫멜트 재료, 및 (b) 하나 이상의 경화성 재료를 포함한 실란트를 포함한다. 실란트는, 경화되는 경우 스페이서와 판벽 사이에 공유 결합을 형성한다. 실란트는 약 25 쇼어 A 내지 약 45 쇼어 A 범위의 초기 경도와 48시간 경과후 측정된 약 30 쇼어 A 내지 약 50 쇼어 A 범위의 후반-경화 경도를 갖는다.
또 다른 절연 유리 유닛는 내부면과 외부면을 갖는 제 1 판벽 및 내부면과 외부면을 갖는 제 2 판벽을 가지고, 상기 판벽은 제 1 판벽의 내부면이 제 2 판벽의 내부면에 대면하도록 위치된다. 스페이서는 제 1 및 제 2 판벽 사이에 위치되면 실란트 시스템은 판벽을 스페이서에 접착한다. 실란트 시스템은 (a) 열가소성 재료과 경화성 재료를 포함하는 제 1 실란트 및 (b) 제 2 실란트를 포함한다. 제 1 실란트는 약 2.5g/㎡/day 미만의 습윤 증기 투과율을 가지며, 경화 후 약 30 쇼어 A 내지 약 50 쇼어 A 범위의 경도를 갖는다.
본 명세서에서 사용된 바와 같이, "내부", "외부", "좌측", "우측", "후방" 등과 같은 공간적인 또는 방향성 용어들은 도면에 도시된 바와 같이 본 발명에 관련되어야 한다. 그러나, 본 발명은 본 명세서에 개시된 발명적 개념으로부터 벗어나지 않고 다양한 다른 방향 및 단계 순서를 나타낼 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 따라서, 이러한 용어들은 다른 방식으로 개시되어 있지 않는다면 한정하는 것으로 고려되지 않는다. 또한, 다른 작동예 또는 다른 방식으로 지시된 경우에, 상세한 설명과 청구범위에 사용된 성분의 양, 반응조건 등을 표현하는 모든 수치는 모든 경우에 용어 "약"에 의해서 제한되는 것으로 이해하여야 한다. 부가적으로, 양을 나타내는 수치는 다른 방식으로 특정되지 않으면 "중량에 의함"을 나타낸다. 또한, 본 명세서에 개시된 모든 범위는 그 안에 포함된 거의 모든 소범위를 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, "1 내지 10"의 범위는 1의 최소값과 10의 최대값 사이에서 (그리고 포함하여) 거의 모든 소범주, 즉 1 이상인 최소값과 10 이하인 최대값을 갖는 거의 모든 소범위, 예를 들어 5.5 내지 10을 포함한다.
본 발명에 따른 절연 유리(IG) 유닛(40)은 도 1에 도시된다. 절연 유리 유닛(40)은 내부면(46)과 외부면(48)을 갖는 제 1 판벽(44; the first pane)을 갖는다. 제 1 판벽(44)은 제 2 판벽(50)으로부터 이격되고 또한 내부면(52)과외부면(54)을 갖는다. 2개의 판벽(44, 50)은 절연 유리 유닛 분야에서 종래 사용된 재료로 이루어질 수 있다. 예를 들어 한정하는 것으로 고려되지는 않지만, 2개의 판벽(44, 50)은 투명유리(clear glass), 예를 들어 투명 플로트 유리(clear float glass)일 수 있거나, 판벽들 중 하나 또는 두개는 색상유리(colored glass)일 수 있다. 유리는 어닐링처리, 템퍼처리 또는 열강화처리된 유리일 수 있고 무코팅처리 또는 코팅처리된 유리일 수 있다.
제 1 판벽(44)의 내부면(46)은 제 2 판벽(50)의 내부면(52)에 대면하고 내부면(46, 52)들은 적어도 하나의 실란트를 갖는 실란트 시스템(60)에 의해서 2개의 판벽(44, 50)에 부착, 예를 들어 접착식으로 결합된 스페이서(58)를 갖는 스페이서 시스템(56)에 의해 떨어져 이격된다. 스페이서(58)는 종래의 강성 또는 박스형 스페이서, U-자형 스페이서 또는 가요성 스페이서와 같이 절연 유리 유닛 분야에 사용된 형태의 것일 수 있다. 이러한 스페이서는 알루미늄 또는 201 또는 304 스테인레스강과 같은 금속으로 전형적으로 제작되고 종래의 스페이서 형태로 만곡되거나 성형된다. 적절한 스페이서의 예는, 예를 들어 한정하는 것으로 고려되지는 않지만, 미국특허 제4,193,236호; 제4,464,874호; 제5,088,258호; 제5,655,282호; 제5,675,944호; 제5,177,916호; 제5,255,481호; 제5,351,451호; 제5,501,013호; 제5,761,946호에 개시되어 있고, 이들은 본 명세서에 참조문헌으로 합체된다. 본 발명에 한정하는 것으로 고려되지는 않지만 도 1에 도시된 예시적인 실시예에서, 스페이서(58)는 베이스(66)를 구비하고 베이스(66)로부터 연장하는 제 1측면(72)과 제 2측면(74)을 구비한 박스형 스페이서로서 도시된다. 각각의 측면(72, 74)은 각각의 인접하는 판벽(44, 50)의 내부면(46, 52)을 대면하는 외부면(76, 78)을 포함한다.
2개의 판벽(44, 50)과 스페이서 시스템(56)은 2개의 판벽(44, 50) 사이에 챔버(62) 또는 "고정공간"(dead spacer)을 한정한다. 챔버(62)는 공기 또는 아르곤 또는 크립톤 가스와 같은 절연성 분위기로 충만될 수 있다. 기술분야에 공지된 바와 같은 종래의 건조성(desiccant) 재료(64)는 스페이서(58) 내에 배치될 수 있고, 예를 들어 건조성 재료는 느슨해지거나 또는 종래 방식으로 스페이서의 내부면들 중 하나에 접착식으로 부착될 수 있다. 스페이서(58)는 바람직하게는 채널 또는 구멍(65)을 포함하고 이를 관통하여 건조성 재료(64)는 챔버(62) 내의 절연성 가스와 접촉한다.
태양광 제어, 예를 들어 낮은 투과성 또는 광촉매성 코팅제와 같은 코팅제(70)는 MSVD, 화학기상증착(CVD), 열분해, 졸-겔 등과 같은 종래 방식으로 예를 들어 하나 이상의 판벽(44, 50)의 표면에 도포될 수 있다.
비록, 본 발명의 실란트 조성물이 단일 실(seal) 시스템에 사용될 수 있지만, 본 발명의 바람직한 실시예에서 실란트 시스템(60)은 2개의 분리된 또는 구분된 실란트 구역, 즉 외부 또는 이차 실란트(80)와 내부 또는 일차 실란트(82)를 갖는 "이중-밀폐" 시스템이고, 본 발명의 실란트 조성물은 일차 실란트(82)를 형성하도록 사용된다.
일차 실란트(82)는 스페이서(58)의 측면 구역에 기본적으로 위치설정되고, 실란트의 대부분은 스페이서(58)의 측면과 인접하는 판벽(44 또는 50) 사이에 위치설정된다. 그러나, MVT 특성이 낮지만 구조적 일체성이 작거나 없는 종래의 일차 실란트와는 달리, 본 발명의 일차 실란트(82)는 판벽(44, 50)과 스페이서(58)에 공유적으로 부착하여 절연 유리 유닛(40)에 양호한 구조적 일체성을 제공할 뿐만 아니라 PIB와 같은 종래의 열가소성 일차 실란트의 것에 비교할 수 있는 낮은 습윤 증기 투과율을 제공한다.
바람직하게는, 일차 실란트(82)는 10 g/㎡/day 미만, 더 바람직하게는 5 g/㎡/day 미만, 더욱 바람직하게는 3 g/㎡/day 미만, 더욱 더 바람직하게는 2 g/㎡/day 미만의 습윤 증기 투과율을 갖는다.
일차 실란트(82)는 이차 실란트(82)보다 낮은 경화 모듈러스 값을 구비하여 절연 유리 유닛(40)이 구부러질 때 야기된 일차 실란트(92) 상의 스트레인을 감소시킨다. 바람직하게, 일차 실란트(82)는 200 psi(14 kg/㎠) 미만, 더 바람직하게는 150 psi(10.5 kg/㎠) 미만, 더욱 바람직하게는 약 35 psi(2.5 kg/㎠) 내지 120 psi(14 kg/㎠)의 경화 모듈러스 값을 갖는다.
하기 실시예에서 보다 상세하게 설명되는 바와 같이, 본 발명의 일차 실란트(82)는 열가소성 핫멜트 재료와 경화성 재료로 구성되는 실란트 조성믈으로 형성된다.
핫멜트 재료는 단일 핫멜트 재료로 구성되거나 또는 다수의 화학적으로 상이한 핫멜트 재료의 혼합물일 수 있다. 핫멜트 재료는 폴리에틸렌과 같은 하나 이상의 폴리올레핀으로 구성되거나 또는 폴리비닐 아세테이트, 폴리아미드, 탄화수소 수지, 아스팔트, 역청(bitumen), 왁스, 파라핀, 미가공 고무, 플루오르화 고무, 폴리비닐 클로라이드, 폴리아미드, 불화탄소, 폴리스티렌, 폴리프로필렌, 셀룰로오스성 수지, 아크릴 수지, 열가소성 엘라스토머, 스티렌 부타디엔 수지, 에틸렌 프로필렌 디엔 모노머로부터 제조된 에틸렌 프로필렌 삼량체, 폴리테르펜, 그리고 이들의 화합물로 구성된다. 예를 들어, 일 실시예에서, 열가소성 핫멜트 재료는 고상의 염소화된 파라핀과 에폭시화된 콩 오일의 혼합물로 구성될 수 있다. 다른 예시적 실시예에서, 핫멜트 재료는 고상의 염소화된 파라핀과 폴리이소부틸렌의 혼합물로 구성된다. 현실적으로 바람직한 실시예에서, 핫멜트 재료는 에폭시화된 콩 가소제와, 에틸렌 부틸아크릴레이트(EBA)와, 폴리올레핀 재료의 혼합물로 구성된다.
바람직하게, 일차 실란트 조성물의 열가소성 핫멜트 재료는 일차 실란트 조성물의 전체 중량에 근거하여 10 중량% 내지 90 중량%, 더 바람직하게는 20 중량% 내지 70 중량%, 더욱 바람직하게는 25 중량% 내지 65 중량%, 그리고 더욱 더 바람직하게는 25 중량% 내지 35 중량% 정도로 존재한다.
일차 실란트는 하나 이상의 경화성 재료로 구성되고, 이러한 경화성 재료는 적외선의 또는 자외선의 경화성 재료와 같은 방사성 에너지의 경화성 재료, 열경화성 재료 또는 산소 또는 수증기와 같은 대기 분위기의 조성에 노출될 때 가교하는 중합성 재료와 같은 대기 경화성 재료일 수 있다. 경화성 재료는 하나 이상의 습윤 경화성 폴리설파이드, 폴리디메틸실록산, 산소 경화성 폴리설파이드 및 이들의 혼합물로 구성될 수 있고, 이들은 규소 관능기를 포함한다. 본 발명의 실시에 적합한 경화성 재료는 알콕시, 아세톡시, 옥시아미노 실란, 종결 폴리에테르 및 폴리에테르 우레탄; 알콕시, 아세톡시, 옥시아미노 유기 관능성 실란과 가교된 알킬 실록산 폴리머; 습윤 경화성 이소시아네이트 관능성 폴리옥시알칼렌 폴리머 및 폴리알칼렌 폴리머; 습윤 경화성 시스템의 생성을 촉진하는 티올 관능성 폴리머 및 올리고머(예를 들면, 폴리에테르, 폴리에테르 우레탄, 폴리설파이드, 폴리티오에테르와 같은); 습윤 탈블록화 가교제를 갖는 에폭사이드 관능성 폴리머 및 올리고머; 탈블록화 가교제, 자외선의 경화성 아크릴 폴리머 및 이들의 혼합물을 갖는 아크릴 관능성 폴리머를 갖는다. 더 바람직하게는 경화성 재료는 하나 이상의 알콕시 실란 종결 폴리우레탄, 알콕시 실란 종결 폴리에테르, 폴리디메틸실록산 폴리머, 유기 관능성 실란, 그리고 이들의 혼합물로 구성된다. 현실적으로 바람직한 실시예에서, 경화성 재료는 캘리포니아 글렌달 소재의 피알씨 데소토(PRC DeSoto)로부터 상업적으로 입수가능한 페르마폴 엠에스(PERMAPOL MS) 상표명의 폴리우레탄과 같은 하나 이상의 습윤 경화성 폴리우레탄으로 구성된다.
일차 실란트 조성물의 경화성 재료는 실란트 조성물의 전체 중량에 근거하여 약 5 중량% 내지 약 50 중량%, 더 바람직하게는 약 10 중량% 내지 약 40 중량%, 더욱 바람직하게는 약 10 중량% 내지 약 28 중량%, 그리고 더욱 더 바람직하게는 약 10 중량% 내지 약 15 중량% 정도로 존재한다.
부가하여, 현실적으로 바람직한 실시예에서, 일차 실란트 조성물은 또한 나무 로진 에스테르와 같은 점착제(tackifier)를 포함하여 조성물의 초기 도포시에 그리고 공유성 결합이 발생하기 전에 점착성을 제공한다.
다른 적합한 점착제의 예는 탄화수소 수지, 테르펜 페놀성 수지 및 알파 메틸 스티렌 수지를 포함한다. 점착제는 적절한 양, 예를 들어 한정하려는 것으로의도되지는 않지만 실란트 조성물의 전체 중량에 근거하여 약 5 중량% 내지 약 50 중량%로 존재한다.
상술된 바와 같이, 본 발명의 일차 실란트 조성물은 유기 촉매와 같은 촉매를 포함한다. 특정 유기 촉매 및 사용된 양은 사용되는 특정 경화성 재료에 의존할 것이다. 적절한 촉매는 유기 주석 화합물, 저급 알킬 티타네이트와 같이 (1 ~ 12 탄소 원자로부터 갖는) 지방족 티타네이트 및 아민을 포함한다. 적절한 촉매는 디부틸틴 디라우레이트, 디부틸틴 디아세테이트, 테트라부틸 티타네이트 및 테트라에틸 티타네이트를 포함한다. 비록 본 발명의 실란트 조성물이 촉매의 첨가없이 경화할 것이지만, 촉매의 첨가는 보다 빠른 경화시간을 제공할 수 있고, 이것은 특정 상황에서 유익하다.
유사하게, 가속제(accelerator)는 경화 속도를 더욱 증가시키기 위하여 첨가될 수 있다. 특정 가속제는 촉매의 특성과 농도에 의해서 지시되고 이 분야의 당업자로부터 선택될 것이다. 적절한 가속제의 예는 바이어 인크.(Byer Inc.)로부터 상업적으로 입수가능한 "HARDNER OZ"으로서, 비스-옥사졸라딘과 같은 블록화 아민을 포함한다.
실란트 조성물은 촉매, 가속제, 가소제, 충전제, 안료, 내후성 개선제 및 이 분야에 공지된 바와 같은 유사한 성분을 포함한다. 어떤 경우에는 이 분야에 공지된 바와 같이 탈크(talc), 탄화칼슘, 실리카 및 실리케이트와 같은 충전제와, 안료와, 레오놀지 시료 등을 추가하여 첨가하는 것이 바람직하다. 실란트에서 강도 특성은 핫멜트 재료의 형태 및 질과 충전제 선택에 의존한다. 충전제는 이 분야의숙련된 당업자에 의해서 선택될 수 있고 실란트 조성물에 적당한 강도를 부여할 뿐만 아니라 최적의 도포 특성을 부여하기 위하여 적절한 양으로 첨가될 수 있다. 본 발명의 일차 실란트 조성물은 절연 유리 유닛에 처리되고 도포하기에 수월하여야 한다.
열가소성 핫멜트 재료와 경화성 재료와 임의의 성분은 단일 일차 실란트 재료를 형성하도록 적절하게 혼합된다. "단일 재료"에 의함은 거시적인 관점에서 실란트가 실질적으로 균일한 혼합물로 구성되는 것을 의미하지만; 미시적인 관점에서는 조성상의 변경을 포함한다.
다른 실시예에서, 열가소성 핫멜트 재료와 경화성 재료는 동일할 수 있다. 하나의 바람직한 제형은 고분자량 규소 종결 우레탄 프리폴리머로 구성된다. 다른 제형은 규소-관능화된 크라톤(Kraton) 폴리머(쉘 케미칼 컴파니로부터 상업적으로 입수가능한 블록 코폴리머)로 구성된다. 크라톤 폴리머는 SBS(스티렌-부타디엔-스티렌), SIS(스티렌-이소프렌-스티렌), SEBS(스티렌-에틸렌/부틸렌-스티렌)와 같은 여러 형태의 블록 코폴리머이다. 그러나, 다른 제형은 냉각시에 급속 응고를 제공하고 대기성 조건에 노출될 때 화학적 경화가 후속으로 이루어지는 다른 관능성기를 갖는 크라톤 폴리머로 구성된다.
이차 실란트(80)는 종래의 열경화성 실란트 재료와 같은 종래의 구조적 실란트이다. 예를 들어, 이차 실란트(80)는 이 분야에 공지된 바와 같은 하나 이상의 종래의 실리콘, 폴리우레탄 또는 폴리설파이드 구조적 실란트 재료로 구성될 수 있다. 적절한 이차 실란트 재료의 예는 이것으로 제한되는 것은 아니지만 예를 들어미국특허 제4,193,236호; 제4,464,874호; 제5,088,258호; 및 제5,106,663호와 유럽 참조번호 EP65510호에 개시된다. 대체적으로, 캘리포니아 글렌달에 소재하는 피알씨 데소토 인터내셔널 인크.로부터 상업적으로 입수가능한 PRC 590 실란트는 이차 실란트(80)로서 사용될 수 있다. 참조문헌으로 본 명세서에 합체된 미국특허 제5,849,832호는 이차 실란트로서 본 발명에 적합한 재료를 개시한다. 현실적으로 바람직한 실시예에서, 이차 실란트(80)는 종래 실리콘 실란트 재료이다. 이 분야의 숙련된 당업자에 의해서 이해되는 바와 같이, 이차 실란트(80)의 주요 기능은 절연 유리 유닛(40)에 구조적 일체성을 제공하는 것이다. 그러므로, 이차 실란트는 ASTM D412에 따라서 측정되었을 때 약 75 psi(5.3 kg/㎠) 이상, 바람직하게는 125 psi(8.8 kg/㎠) 이상, 더 바람직하게는 약 200 psi(14 kg/㎠) 이상의 모듈러스 값을 갖는 것이 바람직하다. 도 1에 도시된 바와 같이, 이차 실란트(80)는 스페이서(58)의 외측면(외부 구역)의 폭을 가로질러 연장하고, 예를 들어 스페이서(58)의 베이스(66)의 외부면과 판벽(44, 50)의 최외측 가장자리에 의해서 형성된 주연 홈(perimeter groove)을 가로질러 연장한다.
실란트(80, 82)는 판벽(44, 50)을 스페이서(58)에 부착시키기에 적절한 치수로 이루어진다. 예를 들어, 일차 실란트(82)는 약 3/32 인치(0.2 cm) 내지 약 3/16 인치(0.5 cm)의 두께를 갖고 이차 실란트(80)는 약 3/16 인치(0.5 cm) 내지 약 1/4 인치(0.6 cm)의 두께를 갖는다.
본 발명의 실란트 시스템(60)을 합체시키는 절연 유리 유닛(40)을 제작하는 방법이 이제 설명될 것이다. 이해되는 바와 같이, 절연 유리 유닛(40)과스페이서(58)는 미국특허 제4,807,439호; 제4,831,799호; 제4,431,691호; 제4,873,803호; 및 제3,919,023호에서 교시되는 것과 같은 종래 방식으로 제작되지만, 하기에 설명되는 바와 같이 본 발명의 실란트 시스템(60)을 포함하도록 변형된다. 예를 들어, 소정 치수의 스페이서를 생산하기에 적합한 두께, 길이 및 폭을 갖는 금속시트와 같은 기판은 압연, 굽힘 및 형상가공 기술에 의해서 제작된다. 비록 일차 실란트 및 이차 실란트(82, 80)는 형상가공 전에 기판 상에 배치되지만, 스페이서(58)가 형상가공된 후에 일차 실란트 및 이차 실란트(82, 80)가 도포되는 것이 바람직하다. 일차 실란트 및 이차 실란트(82, 80)는 순차적으로 스페이서(58) 상에 도포된다. 그러나, 일차 실란트(82)가 먼저 도포되고 이차 실란트(80)가 후속으로 도포되는 것이 바람직하다 예를 들어, 일차 실란트(82)는 한 세트의 노즐에 의해서 스페이서(58)의 외측면(76, 78)에 도포되고, 이차 실란트(80)는 다른 세트의 노즐에 의해서 스페이서(58)의 후방 또는 베이스(66)에 후속으로 도포된다. 실란트(80, 82)는 소정 두께로 도포된다.
이 후에, 절연 유리 유닛(40)은 실란트 시스템(60)에 의해서 판벽(44, 50)을 스페이서(58)에 위치설정하고 부착시킴으로써 조립된다. 공기 또는 아르곤 또는 크립톤 가스와 같은 절연 가스는 종래방식으로 챔버(62)에 도입된다.
일차 실란트(82)는 바람직하게는 유동가능한 것이고, 또는 더 바람직하게는 예를 들어 약 160 F˚(71 ℃) 내지 170 F˚(77 ℃) 이상의 온도에서 약 50,000 푸아즈의 점도를 갖는 고점성 액체이다. 본 발명의 일차 실란트(82)는 바람직하게는 거의 125 F˚(51 ℃) 내지 약 250 F˚(121 ℃) 의 상승 온도에서 고점성 액체 또는페이스트의 형태로 도포되고 이 후에 약 90 F˚(32 ℃) 내지 약 100 F˚(38 ℃)의 온도까지 냉각하여 고체로 전환한다. 실란트의 핫멜트 재료는 초기 도포동안 용융성 성분으로 작용하고 냉각동안 강도를 제공한다. 이 후에 경화성 재료는 예를 들어 대기성 습기 또는 열과 반응에 의해서 경화하기 시작하고 열의 적용시에 내변형을 나타내는 가교된 엘라스토머를 형성한다. 경화성 재료가 경화한 후에, 핫멜트 재료는 경화된 폴리머 상(phase) 내에서 가소제로서 작용한다.
본 발명의 일차 실란트(82)는 약 25 쇼어 A 내지 50 쇼어 A, 바람직하게는 약 25 쇼어 A 내지 45 쇼어 A 사이의 예비경화 초기 경도를 갖는 것이 바람직하다. 경화된 일차 실란트(82)는 약 30 쇼어 A 내지 약 65 쇼어 A, 바람직하게는 인가 후 약 48시간 경과시에 약 30 쇼어 A 내지 약 50 쇼어 A 이상의 경도를 갖는 것이 바람직하다.
이제, 본 발명의 일차 실란트를 생산하는 방법이 설명될 것이다. 본 발명의 일차 실란트(82)는 하기의 실험예에서 보다 자세하게 설명되는 다음과 같은 일반적인 방식으로 제조된다. 열가소성 핫멜트 재료, 또는 그들의 혼합물은 먼저 상승온도에서 혼합용기에 공급된다. 바람직한 실시예에서, 혼합용기는 약 20 토르 이하의 진공 하에서 혼합을 수행할 수 있는 스테인레스강 용기이고, 저속 스위프 블레이드와, 고속 분산기(disperser)와, 저속 오거(auger)를 갖는 속도가변이 가능한 다중-샤프트 유닛을 구비한 혼합기를 더 포함한다. 그리고, 충전제 재료는 핫멜트 재료에 첨가되고 저속으로 혼합이 시작된다. 이 후에, 추가 충전제가 경화성 복합물을 형성하도록 첨가되어 있는 경화성 재료, 또는 그들의 혼합물은 혼합기에 첨가되고 연속하여 진공상태에서 회전작업이 수행된다. 경화성 재료가 바람직하게 첨가되는 시점에, 혼합물이 대기성 조건에 노출되는 것을 제거하거나 감소시키고 또한 원재료로부터 잔류 수분을 제거하기 위하여 진공하에서 혼합이 이루어지고, 이에 의해서 패키지 안전성을 개선시킨다. 안료와 같은 작은 부피의 첨가물과, 자외선 흡수제와 같은 내후성 향상제와, 산화방지제 등은 경화성 재료의 도입 전에 첨가될 수 있는 반면에 촉매는 그 후에 첨가될 수 있다. 재료는 절연 유리 유닛에 도포되려는 준비가 될때까지 실질적으로 건조 조건 하에서 유지된다. 다른 바람직한 실시예에서, 혼합은 건조한 불활성 가스의 블랭킷 하에서 수행된다. 본 발명의 일차 실란트를 제조하는 특정의 예시적 무제한 방법은 하기 실험예에 개시된다.
상술된 바와 같이, 종래의 실리콘 실란트 재료와 같은 적합한 구조적 실란트는 이차 실란트(80)로서 사용될 수 있다.
실시예 1
본 실시예는 표 1에 제시된 바와 같이, 본 발명의 적합한 일차 실란트 조성물 및 일차 실란트의 제조방법을 설명한다.
재료 충전 중량 % 중량 공정
1. 염소화된 가소제1 164.0 lbs(74 kg) 8.2% 충전함. 저속에서 혼합함
2. 에폭시화 두유2 460.0 1bs(207 kg) 23.0% 충전함.
3. 고체 염소화된파라핀3 560.0 lbs(252 kg) 28.0% 충전함. 중간속도로 분산기에서 회전. 계속해서 재료가 유체화될 때까지 혼합함.
4. 카본 블랙4 48.0 lbs(22 kg) 2.4% 동시에 하나의 백을 충전함.
5. 탈크5 520.8 lbs(234 kg) 26.04% 동시에 하나의 백을 충전함. 진공상에서 회전함. 저속 블레이드를 가지고 낮은 세팅에서 혼합하고 중간 속도에서 30분동안 분산함.
6. 대기 경화성수지 조성물6 236.0 lbs(106 kg) 11.8% 충전함. 진공하에서 회전함. 저속에서 모든 블레이드로 15분동안 혼합함. 습윤 함량 시험
7. 디부틸틴 디라우레이트7 2.0 lbs(0.9 kg) 0.1% 충전함.
8. 가속제8 3.6 lbs(1.6 kg) 0.18% 충전함. 진공상에서 회전함. 이어서 진공 밀페시킴. 저속에서 모든 블레이드로 15분 동안 혼합함.
2000 lbs(900 kg) 100.0%
참조 : 스테인레스 스틸 용기를 80℉(82℃)로 예열함. 그 온도를 공정 전체동안 유지함. 적용된 진공은 약 20 토르이하임
1. CERECHLOR S52, 52% 염소, ICI, Inc로부터 시판되는 긴사슬 일반 파라핀
2. PARAPLEX G-62, Rohm 및 Haas로부터 시판되는 고분자량 두유 에폭사이드
3. CHLOREZ 700-S, 70% 염소, Dover Chemical Company로부터 시판되는 긴사슬 일반 파라핀.
4. Columbia Carbon Company로부터 시판
5. Specialty Metals Corporation으로부터 시판
6. 하기 표 2에서 설명된 바와 같음
7. Air Produsts Corporation으로부터 시판
8. 비스-옥사졸라딘, Bayer, Inc.으로부터 HARDNER OZ로 시판
대기 경화성 수지 조성물
재료 충전 중량 % 중량 공정
1. PERMAPOL MS?1 950.0 lbs(428 kg) 58.3% 충전. 저속에서 혼합
2. 유기 관능성 실란 #12 13.5 lbs(6.0 kg) 0.83% 충전
3. 유기 관능성 실란 #23 13.5 lbs(6.0 kg) 0.83% 충전
4. 탈크 652.0 lbs(293 kg) 40.0% 동시에 하나의 백을 충전함.진공에서 회전(20 토르이하임). 균일하게 혼합함. 습윤 함량 시험함
1629.0 lbs(733 kg) 100.0%
1. PRC DeSoto Industrial, Inc.으로부터 시판됨
2. OSI, Inc.로부터 시판되는 A-171 비닐트리메톡시실란
3. OSI, Inc.로부터 시판되는 A-187 글리시도프로필트리메톡실란
실시예 2
이 실시예는 본 발명의 또 다른 적합한 일차 실란트 및 이를 제조하는 방법을 설명한다.
재료 충전 중량 % 중량 공정
1. 염소화된 가소제 198.0 lbs(89 kg) 9.9% 충전함. 저속에서 혼합함. 단계 9동안 5lbs(2.3kg) 저장
2. 폴리이소부틸렌1 640.0 lbs(288 kg) 32.0% 충전함
3. 고체 염소화된파라핀 446.0 lbs(201 kg) 22.3% 동시에 하나의 백을 충전함. 중간 속도에서 분산기로 회전함. 재료가 유체가 될때가지 계속적으로 혼합함
4. 카본 블랙 48.0 lbs(22 kg) 1.0% 동시에 하나의 백을 충전함
5. 탈크 420.8 lbs(189 kg) 21.04% 동시에 하나의 백을 충전함. 진공에서 회전함. 저속 블레이드로 낮은 세팅에서 혼합, 30분동안 중간 속도에서 분산함.
6. 대기 경화성 수지조성물 236.0 lbs(106 kg) 11.8% 충전함. 진공에서 회전함. 저속에서 모든 블레이드로 15분간 혼합함. 습윤 함량 시험
7. 디부틸틴 디라우레이트 2.0 lbs(0.9 kg) 0.1% 단계 1로부터 염소화된 가소제 5lbs로 슬러리. 진공에서 회전함
8. 촉진제 3.6 lbs(1.6 kg) 0.18% 충전함. 진공에서 회전함. 저속에서 모든 블레이드로 15분간 혼합함.
2001.0 lbs(900 kg) 100.0%
참조 : 스테인레스 스틸 용기를 80℉(82℃)로 예열함. 그 온도를 공정 전체동안 유지함. 적용된 진공은 약 20 토르이하임.
1. Vistanex LM, Exxon Corporation으로부터 시판되는 저분자량 폴리이소부틸렌
실시예 3
이 실시예는 본 발명의 바람직한 일차 실란트 조성물 및 이들의 제조방법을 설명한다.
재료 중량% 공정
에폭시화된 콩 가소제 6.5 충전함.
건조 오일1 1.1 충전함.
페놀성 개질 건조 오일2 1.1 충전함.
무정형 폴리올레핀2 11.6 혼합기로 천천히 충전하고, 증기로 210℉(99℃)로 가열 시작
에틸렌 부틸 아크릴레이트(EBA)4 11.6 혼합기로 천천히 충전함.
나무 로진 에스테르5 28.1 혼합기로 천천히 충전함.
티타늄 디옥사이드6 2.1 충전함.재료가 유체화 되어 증기로 변할 때까지 혼합함
탈크 19.5 혼합기로 천천히 충전함반 충전후 진공을 뽑고 10분간 혼합함.혼합기를 열고 나머지 재료를 충전함. 완전한 진공하에서 40분 동안 혼합함
에폭시화된 콩 가소제 1 다음 세개의 원재료와의 슬러리를 위해 사용
유기 관능성 실란 37 0.5 이전의 원재료와의 슬러리로 혼합
디부틸틴 디라우레이트 0.07 이전의 원재료와의 슬러리로 혼합
가속제 0.17 이전 원재료와 슬러리, 이어서 혼합기를 갖는 배치로 충전.진공을 뽑고 진공을 밀폐함.진공하에서 15분 동안 혼합
중간체 A8 16.8 상기 가공 설비를 통해 210℉(99℃) 내지 225℉(107℃)에서 혼합물과 블렌딩함
참조 : 사용된 진공은 20 토르 이하이다.
1. Industrial Oil Company로부터 시판됨
2. HP Polymers Company로부터 시판됨
3. Huls Company로부터 시판됨
4. Elf Atochem으로부터 시판됨
5. Arizona Chemical Company로부터 시판됨
6. E.I. DuPont de Nemours and Company로부터 시판됨
7. OSI로부터 시판되는 메르캅토프로필트리메톡시실란
8. 하기 표 5에서 설명된 바와 같음
중간체 A재료 중량% 공정
PERMAPOL MS? 10.3 충전
탈크 6.2 혼합기로 충전
카본 블랙 0.034 혼합기로 충전. 진공을 완전히 빼내고 한시간 혼합. 최대 온도 150℉(66℃)수분함량을 위한 샘플 실험
유기관능성 실란 1 0.10 혼합기로 충전
유기관능성 실란 2 0.15 혼합기로 충전. 진공을 빼내고 진공을 밀폐함. 20분동안 혼합함
16.8
참조 : 사용된 진공은 약 20 토르 이하이다.
비교예 4
시험은 상기 실시예 3에 따라 형성된 일차 실란트 조성물로 실시하고, 표 6은 본 발명의 일차 실란트 조성물과 미국, 미시간주, 미시간 시티의 ADCO Product로부터 시판되는 통상적인 폴리이소부틸렌(PIB) 일차 실란트 재료를 사용한 시험결과를 나타낸다.
PIB 일차 실란트
MVT 1.0 g/㎡/day 1.95 g/㎡/day
박리(초기) 5 lbs(2.3kg) 20 lbs(9kg)
박리(일주일) 7 lbs(3kg) 25 lbs(11kg)
실험실 전단(초기) 6 psi(0.4 kg/㎠) 8 psi(0.6 kg/㎠)
실험실 전단(일주일) 7 psi(0.5 kg/㎠) 15 psi(1.0 kg/㎠)
경도(초기) 35 쇼어 A 35 쇼어 A
경도(한달) 35 쇼어 A 58 쇼어 A
H-블록(초기) 12.5 psi (0.9 kg/㎠) 14 psi (1.0 kg/㎠)
H-블록(48시간) 13.7 psi (0.96 kg/㎠) 40 psi(2.8 kg/㎠)
모듈러스(초기) 측정되지 않음 30-35 psi(2.1-2.5 kg/㎠)
모듈러스(경화) 30 psi(2.1 kg/㎠) 35-100 psi(2.5-7 kg/㎠)
표 6의 수치는 이하에 다르게 표시하지 않는 이상 1.5㎜의 시험된 실란트 두께를 기초로 하였다. 표 6에서, 습윤 증기 투과율(MVT)는 ASTM F 1249에 따라 측정하였다. 박리 강도는 실드 인슐레이팅 글래스 매뉴팩쳐 어소시에이션(SIGMA) 시험 방법 P.7.A 에 따라서 측정하였다. 이것은 3/16 인치(0.5㎝)×1 인치(2.5㎝) × 5 인치(12.5㎝) 유리 조각; 0.010 인치(0.03㎝) ×1.0 인치(2.5㎝) 강철 조각; 0.060 인치(0.15㎝) 두께의 실란트 비드; 및 분 당 2.0 인치(5㎝/min)의 크로스해드 속도를 사용하였다. 실험실 전단(lap shear) 강도는 SIGMA 시험 방법 P.6.A를 사용하여 결정하였다. 이것은 3/16 인치(0.5㎝) ×1 인치(2.5㎝) ×2 인치(5㎝) 유리 조각; 0.060 인치(0.15㎝) 두께의 실란트; 및 분 당 2.0 인치(5㎝/min)의 크로스해드 속도를 사용하였다. 경도는 SIGMA 시험 절차 P.1.A.에 따라 결정하였다. H-블록 시험은 두개의 3/16 인치(0.5㎝) 두께의 2 인치 ×2 인치(5㎝ × 5㎝) 유리 조각 사이에 세개의 나무 블록을 위치시키는 것으로 실시하였다. 센터 블록은 1/2인치 ×1/2 인치 × 2 인치(1.3㎝ ×1.3㎝ ×5㎝)였다. 접착성 테입은 두개의 유리 조각 사이에 블록을 고정하여 유리 조각의 외부 둘레를 감았다. 다음에, 센터 블록은 구조체의 센터를 통해 남겨진 1/2인치 ×1/2인치 ×2인치(1.3㎝ ×1.3㎝ ×5㎝) 채널을 제거하였다. 실시예 3의 일차 실란트 조성물은 채널을 약간 과충전하여 이 센터 채널로 돌출되었다. 과량의 재료, 예를 들면, 유리의 가장자리를 넘는 재료는 차단하고, 샘플을 1시간 동안 그대로 두었다. 테입을 제거하고 남겨진 두개의 나무 블록을 유리 시트 사이로부터 빼냈다. 이것은 실란트 재료의 1/2인치 ×1/2인치 ×2인치(1.3㎝ ×1.3㎝ ×5㎝) 블록에 의해 이들의 수직 센터에 연결된두개의 2인치 ×2인치 (5㎝ ×5㎝) 유리 플레이트를 남겼다. 인장 강도는 Instron Inc.,로부터 시판되는 상업적인 인장 강도 장치를 사용하여 유리 조각을 분당 2인치(5㎝/min)의 크로스해드 속도로 당기는 것으로 시험하였다. 표 6의 수치는 재료가 실패하는 하는 경우의 로드를 나타낸다. 모듈러스는 ASTM D412에 따라 결정하였다.
따라서, 본 발명은 이중 밀폐 IG 유닛에 대한 일차 실란트로서 특히 사용되는 실란트 재료를 제공한다. 표 6에 나타난 바와 같이, 본 발명의 일차 실란트는 통상의 열경화성 재료의 습윤 증기 투과율(전형적으로 10 g/㎢/day보다 크다)보다 매우 낮은 습윤 증기 투과율(1.95 g/㎢/day)을 갖고, 통상적인 PIB 실란트(1.0g/㎡/day)의 그것과 비교되어진다. 추가로, 본 발명의 일차 실란트는 통상적인 PIB(30 psi; 2.1 kg/㎠)보다 높은 모듈러스 값(35-100psi; 2.5-7 kg/㎠)을 갖고, 이것은 IG 유닛의 구조적인 일체성을 개선한다. 그러나, 일차 실란트 재료의 모듈러스 값은 통상적인 열경화성 재료(전형적으로 200 psi; 14 kg/㎠보다 크다)보다 적고, 따라서 본 발명의 일차 실란트는 정상적인 작동 동안 IG 유닛를 휘거나 또는 비틀어 고르지 않게 압박되게 하지 않는다. 따라서, 본 발명의 일차 실란트는 통상적인 열경화성 재료과 비교할 수 있고 습윤 증기 투과율을 제공하고, 또한 IG 유닛의 구조적인 일체성을 개선한다.
이 분야의 당업자들에게 상기 설명에서 제시된 개념을 이탈함 없이 본 발명을 변형하는 것이 용이할 것이다. 따라서, 본 명세서에 상세히 설명된 특정 구체예는 단지 설명일 뿐 이것으로 본 발명의 범위가 제한되는 것은 아니며, 첨부된 청구항의 완전한 폭과 이들의 모든 등가물이 보호되어야 한다.

Claims (30)

  1. 제 1 유리 판벽;
    제 2 유리 판벽; 및
    (ⅰ) 제 1 유리 판벽의 내부면과 제 2 유리 판벽의 내부면 사이에 위치된 스페이서 및 (ⅱ) 판벽의 내부면을 스페이서에 접착하기 위한 실란트 시스템을 포함하는 스페이서 시스템;을 포함하고, 상기 실란트 시스템은,
    (a) 125℉(51℃) 내지 250℉(121℃) 범위의 용융 온도를 갖는 하나 이상의 열가소성 핫멜트 재료; 및
    (b) 하나 이상의 경화성 재료를 포함하는 하나 이상의 실란트를 포함하고,
    여기서, 실란트는 경화되는 경우 스페이서와 판벽 사이에 공유 결합을 형성하고, 실란트는 25 쇼어 A 내지 45 쇼어 A 범위의 초기 경도와 48시간 경과 후 측정된 30 쇼어 A 내지 50 쇼어 A 범위의 후반-경화 경도를 갖는 것인 절연 유리 유닛.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 열가소성 핫멜트 재료는 실란트를 10 내지 90중량% 포함하는 것인 절연 유리 유닛.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 열가소성 핫멜트 재료 및 경화성 재료는 동일한 것인 절연 유리 유닛.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 열가소성 핫멜트 재료는 폴리올레핀, 폴리비닐 아세테이트, 폴리아미드, 탄화수소, 아스팔트, 역청, 왁스, 파라핀, 미가공 고무, 플루오르화된 고무, 폴리비닐 클로라이드, 폴라이미드, 불화탄소, 폴리스티렌, 셀룰로스성 수지, 아크릴, 열가소성 엘라스토머, 스티렌 부타디엔 폴리머, 폴리테레펜, 에틸렌-프로필렌 삼량체 및 이들의 혼합물중에서 선택된 하나 이상의 재료를 포함하는 절연 유리 유닛.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 열가소성 핫멜트 재료는 고체 염소화된 파라핀, 폴리이소부틸렌, 에폭시화된 두유, 에틸렌 부틸아크릴레이트, 폴리올레핀 및 이들의 혼합물 중에서 선택된 하나의 재료를 포함하는 절연 유리 유닛.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 열가소성 핫멜트 재료는 에폭사이드 재료, 아크릴레이트 재료 및 폴리올레핀 재료를 포함하는 것인 절연 유리 유닛.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 열가소성 핫멜트 재료는 에폭시화된 콩 가소제, 에틸렌 부틸아크릴레이트 및 무정형의 폴리올레핀의 혼합물을 포함하는 절연 유리 유닛.
  8. 제 1항에 있어서, 경화성 재료는 제 1 실란트의 5 내지 50중량% 포함하는 절연 유리 유닛.
  9. 제 1항에 있어서, 경화성 재료는 대기의 구성분에의 노출에 따라 경화성 재료가 중합하는 것인 절연 유리 유닛.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 구성분은 산소, 수증기 및 이들의 혼합물로부터 선택된 재료를 포함하는 것인 절연 유리 유닛.
  11. 제 1항에 잇어서, 상기 경화성 재료는 UV 경화성 재료, IR 경화성 재료, 습윤 경화성 재료, 산소 경화성 재료, 온도 경화성 재료 및 이들의 혼합물을 포함하는 것인 절연 유리 유닛.
  12. 제 1항에 있어서, 상기 경화성 재료는 알콕시 실란 종결된 폴리우레탄, 알콕시 실란 종결된 폴리에테르, 폴리디메틸실록산 수지, 유기 관능성 실란, 및 이들의 혼합물로부터 선택된 재료를 포함하는 절연 유리 유닛.
  13. 제 3항에 있어서, 열가소성 핫멜트 재료와 경화성 재료는 각각 고분자량 규소 포함 우레탄 프리폴리머 및 규소 함유 아크릴로니트릴 부타디엔 코폴리머로부터 선택된 재료를 포함하는 절연 유리 유닛.
  14. 제 1항에 있어서, 가소제, 충전제, 안료, 촉매, 가속제, 내후성 개선제, 및 이들의 혼합물로부터 선택된 첨가제를 더 포함하는 절연 유리 유닛.
  15. 제 1항에 있어서, 상기 실란트는 제 1 실란트 및 제 1 실란트 근처에 위치된 제 2 실란트를 더 포함하는 유닛인 절연 유리 유닛.
  16. 제 15항에 있어서, 상기 제 2 실란트는 열경화성 실란트인 절연 유리 유닛.
  17. 제 15항에 있어서, 제 2 실란트는 실리콘, 폴리설파이드, 및 폴리우레탄 실란트로부터 선택되는 것인 절연 유리 유닛.
  18. 제 1항에 있어서, 상기 실란트는 2.5 g/㎡/day 미만의 습윤 증기 투과율을 갖는 것인 절연 유리 유닛.
  19. 제 1항에 있어서, 상기 실란트는 경화에 따라 35psi(2.5㎏/㎠) 내지 100psi(7㎏/㎠)의 모듈러스를 갖는 것인 절연 유리 유닛.
  20. 제 1항에 있어서, 상기 실란트는 점착제를 더 포함하는 것인 절연 유리 유닛.
  21. 제 20항에 있어서, 상기 점착제는 나무 로진 에스테르, 탄화수소 수지, 테레펜 페놀성 수지 및 알파 메틸 스티렌 수지로부터 선택되는 것인 절연 유리 유닛.
  22. 제 1항에 있어서, 상기 실란트는 가속제를 더 포함하는 것인 절연 유리 유닛.
  23. 제 22항에 있어서, 상기 가속제는 블록화된 아민 재료를 더 포함하는 것인 절연 유리 유닛.
  24. 내부면과 외부면을 갖는 제 1 판벽;
    제 1 판벽의 내부면이 제 2 판벽의 내부면에 대면하도록 위치된 내부면과 외부면을 갖는 제 2 판벽;
    제 1 및 제 2 판벽 사이에 위치된 스페이서; 및
    상기 판벽을 스페이서에 접착하는 실란트 시스템;을 포함하고, 상기 실란트 시스템은,
    (a) 열가소성 수지 성분; 및 경화성 수지 성분을 포함한 제 1 실란트; 및
    (b) 제 1 실란트 근처에 위치된 제 2 실란트를 포함하고,
    여기서, 경화되는 경우 제 1 실란트는 약 2.5g/㎡/day 미만의 습윤 증기 투과율과 경화 후 30 쇼어 A 내지 50 쇼어 A 범위의 경도를 갖는 것인 절연 유리 유닛.
  25. 제 24항에 있어서, 상기 제 1 실란트는 35psi(2.5㎏/㎠) 내지 100psi(7㎏/㎠)의 경화된 모듈러스를 갖는 절연 유리 유닛.
  26. 제 24항에 있어서, 제 1 실란트는 스페이서 상에 배치됨에 따라 25 쇼어 A 내지 45 쇼어 A의 초기 경도를 갖는 절연 유리 유닛.
  27. 제 24항에 있어서, 상기 판벽의 하나 이상은 거기에 제공된 코팅제를 갖는 것인 절연 유리 유닛.
  28. 제 24항에 있어서, 열가소성 재료는 에폭시화된 콩 가소제, 에틸렌 부틸아크릴레이트 및 폴리올레핀의 혼합물을 포함하는 것인 절연 유리 유닛.
  29. 제 24항에 있어서, 상기 제 1 실란트는 블록화된 아민 재료를 포함하는 가속제를 포함하는 것인 절연 유리 유닛.
  30. 제 24항에 있어서, 제 1실란트는 나무 로진 에스테르를 포함하는 점착제를 포함하는 것인 절연 유리 유닛.
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