KR20030067744A

KR20030067744A - 표면 개질된 나노입자를 포함하는 폼

Info

Publication number: KR20030067744A
Application number: KR10-2003-7009141A
Authority: KR
Inventors: 콜브브랜트유.; 배런지미알.주니어; 존슨마이클에이.; 존슨고든지.; 레만메간피.; 소칼스키존에스.
Original assignee: 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 캄파니
Priority date: 2001-01-08
Filing date: 2001-12-26
Publication date: 2003-08-14
Also published as: WO2002062881A2; US20020128336A1; US6586483B2; BR0116725A; EP1358254A2; EP1358254B1; JP2008208341A; TW548301B; JP5069138B2; CN1503819A; KR100834822B1; AU2002249833A1; CN100513462C; WO2002062881A3; JP2004518793A; WO2002062881A8; AR032225A1

Abstract

본 발명은 비히클과 비히클에 배치된 표면 개질된 나노입자를 포함하는 폼 조성물에 관한 것이다. 개별 나노입자는 입경이 약 100 nm 미만이다.

Description

표면 개질된 나노입자를 포함하는 폼{FOAM INCLUDING SURFACE-MODIFIED NANOPARTICLES}

일반적으로, 순수 액체는 계면활성제가 액체 내에 존재하지 않는 한, 발포될 수 없다. 계면활성제는 액체의 표면 아래에 도입된 기체 버블이 액체 내에서 유지될 수 있도록 액체의 표면 장력을 저하시킴으로써 기능한다. 또한, 계면활성제는 폼이 형성된 후에 그 폼을 안정화시킬 수 있다. 그러한 계면활성제로는, 예컨대 이온계, 비이온계 및 중합체계 계면활성제가 있다.

일부 분야에서, 계면활성제는 조성물의 표면으로 이동할 수 있는데, 이는 바람직하지 않은 결과를 초래할 수 있다. 예컨대, 감압성 접착제 조성물에서 계면활성제는 조성물의 접착 특성에 영향을 줄 수 있으며, 의료 분야에서 물품, 예컨대 붕대의 표면에서 계면활성제가 존재하면 열악한 위생 효과를 초래할 수 있다.

무기 입자는 여러 가지 이유로 많은 폼 조성물에 포함된다. 이러한 입자 중 일부는 핵제로서 기능한다. 다른 입자는, 예컨대 조성물의 레올로지를 변경하는 것을 비롯하여 조성물의 물성을 변경하기 위한 충전제로서 작용한다. 또 다른 입자, 예컨대 소수성 발연 실리카는 소포제로서 작용하는 것으로 발견되었다. 발열성 실리카로도 알려진 발연 실리카는 평균 크기가 200 nm 내지 300 nm인 응집물의 형태로 비가역적으로 함께 결합된 1차 입자로 구성된다.

본 발명은 표면 개질된 나노입자를 포함하는 발포 조성물에 관한 것이다.

한 가지 양태에서, 본 발명은 비히클과 비히클에 배치된 표면 개질된 나노입자를 포함하며, 개별 나노입자는 입경이 약 100 nm 미만인 폼 조성물을 특징으로 한다. 한 가지 구체예에서, 폼은 실질적으로 계면활성제가 없다. 다른 구체예에서, 폼 조성물은 계면활성제를 더 포함한다. 다양한 구체예에서, 폼 조성물은 표면 개질된 나노입자 약 0.5 중량% 이상, 약 1 중량% 이상, 약 2 중량% 이상, 약 5 중량% 이상 또는 약 10 중량% 이상을 포함한다.

다양한 구체예에서, 개별 나노입자는 입경이 약 50 nm 이하, 3 nm 내지 50 nm, 약 20 nm, 3 nm 내지 20 nm 및 3 nm 내지 10 nm이다.

한 가지 구체예에서, 나노입자는 실리카, 티타니아, 알루미나, 지르코니아, 바나디아, 세리아, 산화철, 산화안티몬, 산화주석, 알루미늄/실리카 및 이들의 조합으로 구성된 군 중에서 선택된다.

일부 구체예에서, 나노입자는 소수성기, 친수성기 및 이들의 조합으로 구성된 군 중에서 선택되는 표면기를 포함한다. 다른 구체예에서, 나노입자는 실란, 유기산, 유기 염기 및 이들의 조합으로 구성된 군 중에서 선택되는 제제로부터 유도되는 표면기를 포함한다. 다른 구체예에서, 나노입자는 알킬실란, 아릴실란, 알콕시실란 및 이들의 조합으로 구성된 군 중에서 선택되는 제제로부터 유도되는 유기실릴 표면기를 포함한다.

한 가지 구체예에서, 나노입자는 카르복실산, 술폰산, 포스폰산 및 이들의 조합으로 구성된 군 중에서 선택되는 제제로부터 유도되는 표면기를 포함한다.

일부 구체예에서, 비히클은 단량체, 소중합체, 중합체 또는 이들의 조합을 포함한다. 다른 구체예에서, 비히클은 열가소성 중합체, 열경화성 중합체, 엘라스토머 및 이들의 혼합물로 구성된 군 중에서 선택되는 중합체를 포함한다. 다른 구체예에서, 비히클은 천연 고무, 합성 고무, 아크릴로니트릴-부타디엔 고무, 폴리이소프렌 고무, 폴리클로로프렌 고무, 폴리부타디엔 고무, 부틸 고무, 에틸렌-프로필렌-디엔 단량체 고무, 에틸렌-프로필렌 고무, 스티렌-부타디엔 공중합체, 스티렌-이소프렌 공중합체, 스티렌-부타디엔-스티렌 고무, 스티렌-이소프렌-스티렌 고무, 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 고무, 스티렌-에틸렌-프로필렌-스티렌 고무, 폴리이소부틸렌 고무, 에틸렌 비닐 아세테이트 고무, 실리콘 고무, 폴리비닐 에테르 및 이들의 조합으로 구성된 군 중에서 선택되는 중합체를 포함한다. 한 가지 구체예에서, 비히클은 폴리에스테르, 폴리우레탄, 아미노 수지, 알키드 수지, 페놀계 수지, 에폭시 수지, 이소시아네이트 수지, 이소시아누레이트 수지, 폴리실록산 수지 및 이들의 혼합물로 구성된 군 중에서 선택되는 중합체를 포함한다. 다른 구체예에서, 비히클은 폴리아크릴로니트릴, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌, 스티렌-아크릴로니트릴, 셀룰로식 중합체, 염소화 폴리에테르, 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체, 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리카르보네이트, 폴리올레핀, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리페닐렌 옥시드, 폴리스티렌, 폴리우레탄, 폴리이소시아누레이트, 폴리염화비닐, 폴리비닐 아세테이트, 폴리비닐 알콜, 폴리비닐 부티랄, 폴리비닐 피롤리돈,폴리염화비닐리덴 및 이들의 혼합물로 구성된 군 중에서 선택되는 중합체를 포함한다.

한 가지 구체예에서, 비히클은 아크릴 수지를 포함한다. 일부 구체예에서, 아크릴 수지로는 탄소 원자 수가 1 내지 20인 1가 알콜의 아크릴산 또는 메타크릴산 에스테르가 있다.

일부 구체예에서, 비히클은 비중합성이다. 다른 구체예에서, 비히클은 실질적으로 중합체가 없다. 한 가지 구체예에서, 비히클은 폴리올레핀을 포함한다. 일부 구체예에서, 비히클은 메탈로센 중합 폴리올레핀을 포함한다.

한 가지 구체예에서, 비히클은 노볼락, 레졸 및 폴리우레아 수지 및 이들의 혼합물로 구성된 군 중에서 선택되는 수지를 포함한다.

한 가지 구체예에서, 비히클은 물, 알콜, 알데히드, 케톤, 에스테르, 에테르, 아민, 아미드, 탄화수소, 할로카본 및 이들의 혼합물로 구성된 군 중에서 선택된다.

다른 구체예에서, 폼 조성물은 발포제를 더 포함한다.

한 가지 구체예에서, 표면 개질된 나노입자는 통계학적으로 평균화된 무작위 표면 개질된 나노입자를 포함한다.

한 가지 구체예에서, 표면 개질된 나노입자는 비히클의 용해도 매개변수와 유사한 용해도 매개변수를 가진 표면기를 포함한다.

한 가지 구체예에서, 표면 개질된 나노입자는 비히클에 용해되는 것으로 보인다.

다른 구체예에서, 비히클은 접착제 조성물을 포함한다. 다른 구체예에서, 비히클은 감압성 접착제 조성물을 포함한다. 한 가지 구체예에서, 감압성 접착제 조성물은 아크릴 수지를 포함한다. 일부 구체예에서, 아크릴 수지는 탄소 원자 수가 1 내지 20인 1가 알콜의 아크릴산 또는 메타크릴산 에스테르를 포함한다. 한 가지 구체예에서, 감압성 접착제 조성물은 이소옥틸 아크릴레이트 및 아크릴산 공중합체를 포함한다.

다른 구체예에서, 비히클은 핫 멜트 접착제 조성물을 포함한다.

다른 양태에서, 본 발명은 전술한 폼 조성물을 포함하는 접착제 테이프(예컨대, 감압성 접착제 테이프)를 특징으로 한다. 다른 구체예에서, 접착제 테이프는 기재를 더 포함하고, 폼 조성물은 그 기재 상에 배치된다. 일부 구체예에서, 폼 조성물은 아크릴 수지를 포함한다. 한 가지 구체예에서, 아크릴 수지는 탄소 원자 수가 1 내지 20인 1가 알콜의 아크릴산 또는 메타크릴산 에스테르를 포함한다.

다른 양태에서, 본 발명은 전술한 폼 조성물을 포함하는 물품을 특징으로 한다. 한 가지 구체예에서, 물품은 개스켓이다. 다른 구체예에서, 물품은 자동차 차체 몰딩이다.

다른 양태에서, 본 발명은 조성물에 공극을 형성하기에 충분한 양으로 발포제를 조성물에 혼입하는 단계를 포함하는 폼의 제조 방법을 특징으로 하며, 이 조성물은 비히클 및 비히클에 배치된 표면 개질된 나노입자를 포함하고, 이 표면 개질된 나노입자는 입경이 약 100 nm 이하이다. 일부 구체예에서, 발포제를 혼입하는 단계는 조성물을 기계식 교반하는 것을 포함한다. 일부 구체예에서, 발포제를 혼입하는 단계는 조성물의 1 종 이상의 성분의 화학 반응을 포함한다.

한 가지 구체예에서, 발포제는 액체, 기체 및 고체 발포제로 구성된 군 중에서 선택된다. 다른 구체예에서, 발포제는 공기, 질소, 산소, 이산화탄소, 헬륨, 아르곤, 산화질소 및 이들의 혼합물로 구성된 군 중에서 선택되는 기체를 포함한다. 다른 구체예에서, 발포제는 비히클의 성분의 분해 생성물을 포함한다.

다른 양태에서, 본 발명은 a) 비히클 및 입경이 약 100 nm 미만인 다수의 표면 개질된 나노입자를 포함하는 조성물을 발포하는 단계 및 b) 조성물을 기재에 코팅하는 단계를 실질적으로 동시에 포함하는 테이프의 제조 방법을 특징으로 한다.

한 가지 양태에서, 본 발명은 a) 표면 개질된 나노입자를 선택하는 단계, b) 표면 개질된 나노입자와 비히클을 배합하여 조성물을 형성하는 단계 및 c) 발포제를 조성물에 혼입하는 단계를 포함하는, 소정의 비히클과 표면 개질된 나노입자의 상용성을 결정하는 방법을 특징으로 하며, 여기서 조성물이 지속적인 폼을 형성하는 경우, 표면 개질된 나노입자는 비히클과 상용성이다.

다른 양태에서, 본 발명은 a) 표면 개질된 나노입자를 선택하는 단계 및 b) 표면 개질된 나노입자와 비히클을 배합하여 조성물을 형성하는 단계를 포함하는, 소정의 비히클과 표면 개질된 나노입자의 상용성을 결정하는 방법을 특징으로 하며, 여기서 표면 개질된 나노입자가 비히클에 용해되는 것으로 보이는 경우, 표면 개질된 나노입자는 비히클과 상용성이다.

일부 양태에서, 본 발명은 소정의 비히클에 대해 상용성인 표면 개질된 나노입자를 선택하는 방법을 특징으로 하며, 상기 방법은 입경이 약 100 nm 미만이고,소정의 비히클의 용해도 매개변수와 실질적으로 유사한 용해도 매개변수를 가진 부착된 표면기를 포함하는 표면 개질된 나노입자를 선택하는 단계, 표면 개질된 나노입자를 비히클에 분산시키는 단계 및 비히클을 발포시키는 단계를 포함하며, 지속적인 폼의 존재는 표면 개질된 나노입자가 비히클과 상용성이라는 것을 가리킨다.

다른 양태에서, 본 발명은 a) 전술한 방법에 의해 확인된 표면 개질된 나노입자를 소정의 비히클에 첨가하는 단계 및 b) 비히클을 발포시키는 단계를 포함하는 조성물의 발포 방법을 특징으로 한다.

용어 "표면 개질된 나노입자"는 입자의 표면에 부착된 표면기를 포함하는 입자를 의미한다. 표면기는 입자의 특성을 개질한다.

용어 "지속적인 폼"은 조성물이 발포된 후 1 분 이상 동안의 조성물 내 기체 공극의 존재를 의미한다.

용어 "입경" 및 "입도"는 입자의 최대 단면 치수를 의미한다. 입자가 응집물의 형태로 존재하는 경우, 용어 "입경" 및 "입도"는 응집물의 최대 단면 치수를 의미한다.

본 발명자들은 표면 개질된 나노입자를 포함하는 조성물이 지속적인 폼을 형성할 수 있다는 것을 발견하였다. 놀랍게도, 이러한 조성물은 계면활성제의 부재 하에서 지속적인 폼을 형성할 수 있다. 본 발명은 적당한 표면 개질된 나노입자가 조성물 전반에 분산되면 발포될 수 있는 매우 다양한 조성물로 인해 넓은 적용 범위를 가진다.

또한, 표면 개질된 나노입자 함유 조성물은 표면 개질된 나노입자가 없는 조성물에 비하여 개선된 발포, 예컨대 증가된 수의 공극, 보다 균일하게 치수 설정된 공극 및 이들의 조합을 제공하도록 조제될 수 있다.

또한, 폼 조성물은 휘발성 유기 화합물 및 가연성 용매가 없도록 조제될 수 있다.

본 발명의 다른 양태는 하기 발명의 상세한 설명 및 청구범위로부터 명백할 것이다.

폼 조성물은 표면 개질된 나노입자, 예컨대 입경이 100 nm 미만이고, 비히클에 배치된 무기 나노입자를 포함한다. 폼 조성물은 조성물 전반에 걸쳐서 분산된, 조성물의 표면에 존재할 수 있는 기체 공극, 즉 버블 또는 이의 조합을 포함한다. 일부 적용예에서, 기체 공극은 조성물 전반에 균일하게 분산된다. 폼은 지속적이며, 기체 공극이 폐쇄 셀 형태인 셀 구조를 포함하는 것이 바람직하다.

표면 개질된 나노입자는 비히클 전반에 분산된 개별적이고, 비화합된(즉, 비응집된) 나노입자인 것이 바람직하고, 서로 비가역적으로 화합하지 않는 것이 바람직하다. 용어 "화합된" 또는 "화합하는"은, 예컨대 공유 결합, 수소 결합, 정전기 인력, 런던 힘 및 소수성 상호작용을 포함한다.

표면 개질된 나노입자는 이들로 형성된 조성물이, 조성물이 발포되는 능력을 비롯한 조성물의 소정 특성을 방해하는 정도의 입자 응고 또는 응집이 없도록 선택된다. 표면 개질된 나노입자는 발포시키고자 하는 비히클과 상용성이도록 선택된다. 다양한 성분을 포함하는 비히클에 대하여, 표면 개질된 나노입자는 비히클의 1 종 이상의 성분과 상용성이도록 선택될 수 있다.

표면 개질된 나노입자는 나노입자의 용해도 특성을 개질하는 표면기를 가진다. 표면기는 입자에게, 예컨대 비히클의 성분을 비롯한 비히클과의 상용성을 부여하도록 선택되는데, 입자는 생성된 조성물이 발포시 지속적인 폼을 형성하도록 분산된다. 조성물이 중합성인 경우, 예컨대 표면기는 비히클의 1 종 이상의 성분과 화합 또는 반응하여 조성물의 중합체 네트워크의 일부가 되도록 선택된다.

표면 개질된 나노입자와 비히클의 상용성을 평가하는 한 가지 방법으로는 발포제가 조성물에 혼입될 때 생성된 조성물이 지속적인 폼을 형성하는 지 여부를 결정하는 방법이 있다. 투명한 비히클의 경우, 표면 개질된 나노입자와 투명 비히클의 상용성을 평가하는 한 가지 유용한 방법으로는 표면 개질된 나노입자와 비히클을 배합하고, 표면 개질된 나노입자가 비히클에 용해되어 생성된 조성물이 투명하게 보이는 지 여부를 관찰하는 방법이 있다. 표면 개질된 입자의 무기 입자 성분의 성질은 표면 개질된 입자가 비히클에 실제로 용해되는 것을 방지하는데, 즉 표면 개질된 나노입자는 비히클에 분산되지만, 표면기와 비히클의 상용성은 표면 개질된 나노입자가 비히클에 용해되는 외관을 나타내게 할 것이다. 표면 개질된 나노입자의 크기가 증가할수록, 비히클의 헤이즈는 대체로 증가한다. 바람직한 표면 개질된 나노입자는 이들이 비히클에서 침전되지 않도록 선택된다. 비히클과 표면 개질된 나노입자의 상용성을 평가하는 데 있어 추가의 단계로는 발포제의 후속 혼입시 조성물이 발포하는 지를 결정하는 것이 있다.

또한, 적당한 표면기는 표면기와 비히클의 용해도 매개변수를 토대로 선택될 수 있다. 표면기 또는 표면기가 유도되는 제제는 발포하고자 하는 비히클의 용해도매개변수와 유사한 용해도 매개변수를 갖는 것이 바람직하다. 발포하고자 하는 비히클이 소수성인 경우, 예를 들면 당업자라면, 소수성 비히클과 상용성인 표면 개질된 입자를 달성하기 위하여 다양한 소수성 표면기 중에서 선택할 수 있을 것이다. 유사하게, 발포하고자 하는 비히클이 친수성인 경우, 당업자라면, 친수성 표면기 중에서 선택할 수 있고, 발포하고자 하는 비히클이 플루오로카본인 경우, 당업자라면, 다양한 플루오로카본 표면기 중에서 선택할 수 있을 것이다. 또한, 입자는 비히클의 용해도 매개변수와 유사한 용해도 매개변수를 가진 입자를 제공하기 위하여 배합하는 2 종 이상의 상이한 표면기를 포함할 수 있다.

표면기는 통계학적으로 평균화된 무작위 표면 개질된 입자를 제공하도록 선택될 수 있다.

표면기는 응집없이 비히클에 후에 분산될 수 있는 표면 개질된 나노입자를 제공하기에 충분한 양으로 입자의 표면 상에 존재한다. 표면기는 입자의 표면 상에 단층, 바람직하게는 연속 단층을 형성하기에 충분한 양으로 존재하는 것이 바람직하다.

표면 개질기는 표면 개질제로부터 유도될 수 있다. 개략적으로, 표면 개질제는 화학식 A-B로 나타낼 수 있는데, 여기서 A기는 입자의 표면에 부착될 수 있고, B기는 조성물의 성분과 반응성이거나 비반응성일 수 있는 상용화기이다. 상용화기는 입자에 비교적 더 극성, 비교적 덜 극성 또는 비교적 비극성을 부여하도록 선택될 수 있다.

표면 개질제의 적당한 부류의 예로는 실란, 유기산, 유기 염기 및 알콜이 있다.

특히 유용한 표면 개질제로는 실란이 있다. 유용한 실란의 예로는 유기실란, 예컨대 알킬클로로실란, 알콕시실란, 예컨대 메틸트리메톡시실란, 메틸트리에톡시실란, 에틸트리메톡시실란, 에틸트리에톡시실란, n-프로필트리메톡시실란, n-프로필트리에톡시실란, i-프로필트리메톡시실란, i-프로필트리에톡시실란, 부틸트리메톡시실란, 부틸트리에톡시실란, 헥실트리메톡시실란, 옥틸트리메톡시실란, 3-메르캅토프로필트리메톡시실란, n-옥틸트리에톡시실란, 페닐트리에톡시실란, 폴리트리에톡시실란, 비닐트리메톡시실란, 비닐디메틸에톡시실란, 비닐메틸디아세톡시실란, 비닐메틸디에톡시실란, 비닐트리아세톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 비닐트리이소프로폭시실란, 비닐트리메톡시실란, 비닐트리페녹시실란, 비닐트리(t-부톡시)실란, 비닐트리스(이소부톡시)실란, 비닐트리스(이소프로페녹시)실란 및 비닐트리스(2-메톡시에톡시)실란; 트리알콕시아릴실란; 이소옥틸트리메톡시실란; N-(3-트리에톡시실릴프로필)메톡시에톡시에톡시 에틸 카르바메이트; N-(3-트리에톡시실릴프로필)메톡시에톡시에톡시에틸 카르바메이트; 실란 작용성 (메타)아크릴레이트, 예컨대 3-(메타크릴로일옥시)프로필트리메톡시실란, 3-아크릴로일옥시프로필트리메톡시실란, 3-(메타크릴로일)프로필트리메톡시실란, 3-(메타크릴로일옥시)프로필메틸디메톡시실란, 3-(아크릴로일옥시프로필)메틸디메톡시실란, 3-(메타크릴로일옥시)프로필디메틸에톡시실란, 3-(메타크릴로일옥시)메틸트리에톡시실란, 3-(메타크릴로일옥시)메틸트리메톡시실란, 3-(메타크릴로일옥시)프로필디메틸에톡시실란, 3-(메타크릴로일옥시)프로펜일트리메톡시실란 및 3-(메타크릴로일옥시)프로필트리메톡시실란; 폴리디알킬실록산, 예컨대 폴리디메틸실록산, 아릴실란, 예컨대 치환 및 미치환 아릴실란, 알킬실란, 예컨대 치환 및 미치환 알킬 실란, 예컨대 메톡시 및 히드록시 치환 알킬 실란 및 이들의 조합이 있다.

실란 작용성 (메타)아크릴레이트를 사용하는 실리카의 표면 개질 방법은, 예컨대 미국 특허 제4,491,508호 및 제4,455,205호(Olsen et al); 미국 특허 제4,478,876호 및 제4,486,504호(Chung) 및 미국 특허 제5,258,225호(Katsamberis)에 기재되어 있다.

유용한 유기산 표면 개질제의 예로는 탄소(예컨대, 카르복실산), 황 및 인의 옥시산, 그리고 이들의 조합이 있다.

카르복실산 작용기를 가진 극성 표면 개질제의 대표예로는 CH₃O(CH₂CH₂O)₂CH₂COOH(이하, MEEAA) 및 화학식이 CH₃OCH₂CH₂OCH₂COOH인 2-(2-메톡시에톡시)아세트산(이하, MEAA) 및 모노(폴리에틸렌 글리콜)숙시네이트가 있다.

카르복실산 작용기를 가진 비극성 표면 개질제의 대표예로는 옥탄산, 도데칸산 및 올레산이 있다.

적당한 인 함유 산의 예로는 포스폰산, 예컨대 옥틸포스폰산, 라우릴포스폰산, 데실포스폰산, 도데실포스폰산 및 옥타데실포스폰산이 있다.

유용한 유기 염기 표면 개질제의 예로는 알킬아민, 예컨대 옥틸아민, 데실아민, 도데실아민 및 옥타데실아민이 있다.

다른 유용한 비실란 표면 개질제의 예로는 아크릴산, 메타크릴산, 베타카르복시에틸 아크릴레이트, 모노-2-(메타크릴로일옥시에틸)숙시네이트 및 이들의 조합이 있다. 극성 특성과 반응성 둘 다를 나노입자에 부여하는 유용한 표면 개질제는 모노(메타크릴로일옥시폴리에틸렌글리콜)숙시네이트이다.

적당한 표면 개질 알콜의 예로는 지방족 알콜, 예컨대 옥타데실, 도데실, 라우릴 및 푸르푸릴 알콜, 지환족 알콜, 예컨대 시클로헥산올 및 방향족 알콜, 예컨대 페놀 및 벤질 알콜 및 이들의 조합이 있다.

비히클이 에폭시 수지를 함유하는 방향족 고리를 포함하는 경우, 유용한 표면 개질제는 방향족 고리를 포함할 수 있다. 에폭시 수지 조성물에 특히 적당한 표면 개질기의 예는 미국 특허 제5,648,407 호(Goetz et al)에 개시되어 있다.

다양한 방법이 나노입자의 표면을 개질하는 데 이용 가능한데, 예컨대 표면 개질제를 나노입자에 가하고(예컨대, 분말 또는 콜로이드 분산물의 형태로), 표면 개질제를 나노입자와 반응시키는 방법이 있다. 다른 유용한 표면 개질 공정은, 예컨대 미국 특허 제2,801,185호(Iler) 및 제4,522,958호(Das et al)에 기재되어 있다.

나노입자는 무기물인 것이 바람직하다. 적당한 무기 나노입자의 예로는 실리카 및 금속 산화물 나노입자, 예컨대 지르코니아, 티타니아, 세리아, 알루미나, 산화철, 바나디아, 산화안티몬, 산화주석, 알루미나/실리카 및 이들의 조합이 있다. 나노입자는 평균 입경이 약 100 nm 미만, 바람직하게는 약 50 nm 이하, 보다 바람직하게는 3 nm 내지 50 nm, 보다 더 바람직하게는 3 nm 내지 20 nm, 가장 바람직하게는 5 nm 내지 10 nm이다. 나노입자가 응집하는 경우, 응집된 입자의 최대 단면치수는 임의의 이러한 바람직한 범위 내에 있다.

유용한 표면 개질된 지르코니아 나노입자로는 입자의 표면에 흡착된 올레산 및 아크릴산의 조합이 있다.

유용한 표면 개질된 실리카 나노입자로는 실란 표면 개질제, 예컨대 아크릴옥시프로필 트리메톡시실란, 3-메타크릴옥시옥시프로필트리메톡시실란, 3-메르캅토프로필트리메톡시실란, n-옥틸트리메톡시실란, 이소옥틸트리메톡시실란 및 이들의 조합으로 표면 개질된 실리카 나노입자가 있다. 실리카 나노입자는 다수의 표면 개질제, 예컨대 알콜, 유기실란, 예컨대 알킬트리클로로실란, 트리알콕시아릴실란, 트리알콕시(알킬)실란 및 이들의 조합 및 유기티타네이트 및 이들의 혼합물로 처리될 수 있다.

나노입자는 콜로이드 분산물의 형태일 수 있다. 유용한 시중 구입 가능한 미개질 실리카 출발 물질의 예로는 미국 일리노이주 네이퍼빌에 소재하는 날코 케미컬 컴파니에서 제품명 NALCO 1040, 1050, 1060, 2326, 2327 및 2329 콜로이드 실리카로 구입 가능한 나노 크기 콜로이드 실리카가 있다.

유용한 금속 산화물 콜로이드 분산물로는 콜로이드 산화지르코늄 및 콜로이드 산화티타늄이 있으며, 콜로이드 산화지르코늄의 적당한 예는 미국 특허 제5,037,579호에 기재되어 있고, 산화티타늄의 적당한 예는 1998년 7월 30일자로 출원된 PCT 공개 번호 WO 00/06495호, 발명의 명칭 "투명 금속 산화물 콜로이드 및 세라머의 제조를 위한 나노 크기 금속 산화물 입자"(Arney et al)에 기재되어 있다.

다양한 방법을 사용하여 표면 개질된 나노입자와 비히클을 배합할 수 있다. 한 가지 방법에서, 표면 개질된 나노입자의 콜로이드 분산물과 비히클을 배합한다. 그 다음, 조성물에 존재하는 용매를 제거하여 비히클에 분산된 표면 개질된 나노입자를 남긴다. 용매는 증발, 예컨대 증류, 회전 증발 또는 오븐 건조에 의해서 제거할 수 있다. 임의로, 임의의 콜로이드 분산물, 예컨대 수성 콜로이드 분산물의 경우, 비히클의 첨가 전에 공용매(예컨대, 메톡시-2-프로판올 또는 N-메틸피롤리돈)를 콜로이드 분산물에 첨가하여 물의 제거를 도울 수 있다. 비히클을 첨가한 후, 물과 공용매를 제거한다.

표면 개질된 나노입자의 콜로이드 분산물을 비히클에 혼입하기 위한 다른 방법으로는 표면 개질된 나노입자의 콜로이드 분산물을 분말로 건조시킨 후, 나노입자를 분산시키고자 하는 비히클 또는 비히클의 1 종 이상의 성분을 첨가하는 방법이 있다. 건조 단계는 오븐 건조 또는 분무 건조와 같은 통상의 수단에 의해 달성될 수 있다. 표면 개질된 나노입자는 건조시 비가역적 응고 또는 비가역적 응집을 방지하기에 충분한 양의 표면기를 갖는 것이 바람직하다. 건조 시간과 건조 온도는 100% 표면 피복률 미만을 가진 나노입자에 대해 최소화하는 것이 바람직하다.

표면 개질된 나노입자의 콜로이드 분산물은 발포할 수 있는 조성물을 제공하기에 충분한 양, 바람직하게는 지속적인 폼을 형성할 수 있는 조성물을 제공하기에 충분한 양으로 비히클에 첨가할 수 있다. 표면 개질된 나노입자는 다양한 양, 예컨대 조성물의 총 중량을 기준으로 0.1 건식 중량% 내지 70 건식 중량%, 바람직하게는 0.5 건식 중량% 내지 30 건식 중량%, 보다 바람직하게는 0.8 건식 중량% 내지30 건식 중량%, 보다 더 바람직하게는 1 건식 중량% 내지 10 건식 중량%, 가장 바람직하게는 2 건식 중량% 내지 10 건식 중량%로 조성물에 존재할 수 있다. 표면 개질된 나노입자는 비히클 전반에 분산되는 것이 바람직하고, 비히클 전반에 균질하게 분산되는 것이 보다 바람직하다.

공용매는 표면 개질제 및 표면 개질된 입자와 조성물의 다른 성분의 상용성(예컨대, 가용성 또는 혼화성)을 개선시키기 위하여 조성물에 첨가할 수 있다.

폼 조성물의 비히클은 다양한 성분을 포함할 수 있으며, 고체, 액체 및 이들의 혼합물의 형태일 수 있다. 발포 전에, 비히클은 액체, 예컨대 용액, 에멀션, 현탁액, 분산액, 시럽 및 용융물인 것이 바람직하다. 비히클은 예컨대, 점착성, 강성, 경도, 밀도, 부피, 투명성, 가요성, 정합성, 탄성, 크리프, 강도 모듈러스 신장, 내약품성, 내온도성, 내환경성 및 압축성을 비롯한 폼 조성물의 소정 성질을 토대로 선택한다.

비히클의 예로는 무기 액체, 예컨대 물 및 유기 액체, 예컨대 산, 알콜, 케톤, 알데히드, 아민, 에테르, 탄화수소, 할로카본, 단량체, 소중합체 및 중합체가 있다.

유용한 유기 비히클의 예로는 천연 및 합성 고무 수지, 예컨대 열경화성 고무, 뿐만 아니라 열가소성 고무 및 엘라스토머, 예컨대 니트릴 고무(예컨대, 아크릴로니트릴-부타디엔), 폴리이소프렌 고무, 폴리클로로프렌 고무, 폴리부타디엔 고무, 부틸 고무, 에틸렌-프로필렌-디엔 단량체 고무(EPDM), Santoprene(등록상표) 폴리프로필렌-EPDM 엘라스토머, 에틸렌-프로필렌 고무, 스티렌-부타디엔 공중합체,스티렌-이소프렌 공중합체, 스티렌-부타디엔-스티렌 고무, 스티렌-이소프렌-스티렌 고무, 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 고무, 스티렌-에틸렌-프로필렌-스티렌 고무, 폴리이소부틸렌 고무, 에틸렌 비닐 아세테이트 고무, 실리콘 고무, 예컨대 폴리실록산, 메타크릴레이트 고무, 폴리아크릴레이트 고무, 예컨대 이소옥틸 아크릴레이트 및 아크릴산의 공중합체, 폴리에스테르, 폴리에테르 에스테르, 폴리비닐 에테르, 폴리우레탄 및 블렌드 및 이들의 혼합물, 예컨대 이들의 선형, 방사상, 성상 및 테이퍼진 블록 공중합체가 있다.

다른 유용한 엘라스토머의 예로는 플루오로엘라스토머, 예컨대 폴리트리플루오로에틸렌, 폴리불화비닐리덴, 헥사플루오로프로필렌 및 불소화 에틸렌-프로필렌 공중합체, 플루오로실리콘 및 클로로엘라스토머, 예컨대 염소화 폴리에틸렌 및 이들의 조합이 있다.

유용한 열가소성 수지의 예로는 폴리아크릴로니트릴, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌, 스티렌-아크릴로니트릴, 셀룰로스, 염소화 폴리에테르, 에틸렌비닐아세테이트, 플루오로카본, 예컨대 폴리클로로트리플루오로에틸렌, 폴리테트라플루오로에틸렌, 불소화 에틸렌-프로필렌 및 폴리불화비닐리덴, 폴리아미드, 예컨대 폴리카프로락탐, 폴리헥사메틸렌 아디프아미드, 폴리헥사메틸렌 세바크아미드, 폴리운데카노아미드, 폴리아우로아미드 및 폴리아크릴아미드, 폴리이미드, 예컨대 폴리에테르이미드, 폴리카르보네이트, 폴리올레핀, 예컨대 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부텐 및 폴리-4-메틸 펜텐, 폴리알킬렌 테레프탈레이트, 예컨대 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리알킬렌 옥시드, 예컨대 폴리페닐렌 옥시드, 폴리스티렌, 폴리우레탄, 폴리이소시아누레이트, 비닐 중합체, 예컨대 폴리염화비닐, 폴리비닐 아세테이트, 폴리비닐 알콜, 폴리비닐 부티랄, 폴리비닐피롤리돈, 폴리염화비닐리덴 및 이들의 조합이 있다.

유용한 열경화성 수지의 예로는, 폴리에스테르 및 폴리우레탄 및 이들의 혼성체 및 공중합체, 예컨대 아실화 우레탄 및 아실화 폴리에스테르, 아미노 수지(예컨대 아미노플라스트 수지), 예컨대 알킬화 우레아-포름알데히드 수지, 멜라민-포름알데히드 수지, 아크릴레이트 수지, 예컨대 아크릴레이트 및 메타크릴레이트, 비닐 아크릴레이트, 아크릴화 에폭시, 아크릴화 우레탄, 아크릴화 폴리에스테르, 아크릴화 아크릴, 아크릴화 폴리에테르, 비닐 에테르, 아크릴화 오일 및 아크릴화 실리콘, 알키드 수지, 예컨대 우레탄 알키드 수지, 폴리에스테르 수지, 반응성 우레탄 수지, 페놀계 수지, 예컨대 레졸 수지, 노볼락 수지 및 페놀-포름알데히드 수지, 페놀계/라텍스 수지, 에폭시 수지, 예컨대 비스페놀 에폭시 수지, 지방족 및 지환족 에폭시 수지, 에폭시/우레탄 수지, 에폭시/아크릴레이트 수지 및 에폭시/실리콘 수지, 이소시아네이트 수지, 이소시아누레이트 수지, 폴리실록산 수지, 예컨대 알킬알콕시실란 수지, 반응성 비닐 수지 및 이들의 혼합물이 있다.

비히클은 접착제 조성물, 예를 들면 감압성, 핫 멜트, 열경화성 및 열가소성 접착제 조성물을 제공하도록 선택할 수 있다. 비히클은 임의의 감압성 접착제 조성물, 예컨대 용제 코팅성, 핫 멜트 코팅성, 방사선 경화성(E 빔, 화학선, 예컨대 가시광 및 UV, 그리고 열), 수계 에멀션형 접착제 및 이들의 조합을 포함할 수 있다. 적당한 감압성 접착제 조성물의 예로는 점착 고무 접착제, 예컨대 천연 고무, 올레핀, 실리콘, 폴리이소프렌, 폴리부타디엔, 폴리우레탄, 스티렌-이소프렌-스티렌 및 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체 및 기타 엘라스토머, 그리고 점착 및 비점착 아크릴 접착제 조성물, 예컨대 이소옥틸 아크릴레이트 및 아크릴산의 공중합체가 있다.

아크릴레이트 감압성 접착제는 당업계에 널리 알려져 있다. 다수의 이러한 접착제는 아크릴산의 알킬 에스테르와, 임의로 공단량체의 부 부분의 공중합체이다. 유용한 아크릴산 에스테르로는 탄소 원자 수가 1 내지 20인 1가 알콜의 아크릴 또는 메타크릴산 에스테르, 예컨대 이소옥틸 아크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트, 이소노닐 아크릴레이트, 이소데실 아크릴레이트, 데실 아크릴레이트, 도데실 아크릴레이트, 라우릴 아크릴레이트, 헥실 아크릴레이트, 부틸 아크릴레이트 및 옥타데실 아크릴레이트 및 이들의 조합이 있다. 아크릴레이트계 접착제 조성물에 대한 다른 유용한 단량체로는 에틸렌계 불포화 단량체, 예컨대 시클로헥실 아크릴레이트, 이소보르닐 아크릴레이트, N-옥틸 아크릴아미드, t-부틸 아크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트 및 프로필 메타크릴레이트 및 이들의 조합이 있다. 다른 유용한 에틸렌계 불포화 단량체의 예로는 아크릴산, 메타크릴산, 이타콘산, 치환 아크릴아미드, 예컨대 N,N-디메틸아크릴아미드, N-비닐-2-피롤리돈, N-비닐 카프로락탐, 아크릴로니트릴, 테트라히드로푸릴 아크릴레이트, 글리시딜 아크릴레이트, 2-페녹시에틸 아크릴레이트 및 벤질 아크릴레이트 및 이들의 조합이 있다.

또한, 비히클은 다른 성분, 예컨대 개시제, 경화제, 경화 촉진제, 촉매, 가교제, 점착성 부여제, 가소제, 염료, 난연제, 커플링제, 안료, 충격 개질제, 유동 조절제, 발포제, 충전제, 유리 및 중합체 미소구 및 미소입자, 기타 입자, 예컨대 전기 전도성 입자, 열 전도성 입자, 섬유, 대전방지제, 산화방지제 및 UV 흡수제를 포함할 수 있다.

비히클이 단량체를 포함하는 경우, 중합은 다양한 통상의 자유 라디칼 중합법, 예컨대 용제 중합, 에멀션 중합, 현탁 중합, 벌크 중합 및 방사선 중합, 예컨대 화학선 방사선, 예컨대 가시광 및 자외선광, 전자 빔 및 이들의 조합을 사용하는 방법에 의해 달성 될 수 있는데, 이는 화학 또는 방사선 개시될 수 있다.

유용한 유리 라디칼 개시제로는 열 및 광활성 개시제가 있다. 사용되는 개시제의 유형은 중합 공정에 따른다. 광개시제의 예로는 벤조인 에테르, 예컨대 벤조인 메틸 에테르 및 벤조인 이소프로필 에테르, 치환 벤조인 에테르, 예컨대 아니소인 메틸 에테르, 치환 아세토페논, 예컨대 2,2-디메톡시-2-페닐아세토페논 및 치환 알파-케톨, 예컨대 2-메틸-2-히드록시프로피오페논이 있다.

또한, 비히클은 공중합체 광개시제, 예컨대 2-[4-(2-히드록시-2-메틸프로펜오일)페녹시]에틸-2-메틸-2-N-프로펜오일아미노 프로판오에이트 및 시바-가이기사로부터 상표명 DAROCUR ZLJ 3331로 입수 가능한 중합성 광개시제 및 광산 발생 개시제, 예컨대 사토머사(미국 펜실베이니아주 엑스톤 소재)로부터 상표명 SarCat CD-1012로 입수 가능한 디아릴요오도늄헥사플루오로안티모네이트 및 상표명 SarCat CD-1011(사토머)로 입수 가능한 트리아릴술포늄 헥사플루오로포스페이트를 포함할 수 있다.

적당한 열 개시제의 예로는 퍼옥시드, 예컨대 벤조일 퍼옥시드, 디벤조일 퍼옥시드, 디라우릴 퍼옥시드, 시클로헥산 퍼옥시드, 메틸 에틸 케톤 퍼옥시드, 히드로퍼옥시드, 예컨대 부틸 히드로퍼옥시드 및 쿠멘 히드로퍼옥시드, 디시클로헥실 퍼옥시디카르보네이트, t-부틸 퍼벤조에이트 및 아조 화합물, 예컨대 2,2-아조-비스(이소부티로니트릴)(AIBN) 및 이들의 조합이 있다. 시중 구입 가능한 열 개시제의 예로는 듀퐁 스페셜티 케미컬(미국 델라웨어주 윌밍턴 소재)로부터 상표명 "VAZO"로 입수 가능한 개시제, 예컨대 VAZO 64(2,2'-아조비스(이소부티로니트릴)), VAZO 52, VAZO 65 및 VAZO 68, 뿐만 아니라 엘프 아토켐 노스 아메리카(미국 펜실베이니아주 필라델피아 소재)로부터 상표명 "Lucidol"로 입수 가능한 열 개시제 및 유니로얄 케미컬 컴파니(미국 코네티컷주 미들베리 소재)로부터 상표명 Celogen으로 입수 가능한 개시제가 있다.

개시제는 조성물에 존재하는 단량체의 중합을 촉진하기에 효과적인 양으로 사용되며, 그 양은 예를 들면 개시제의 종류, 개시제의 분자량, 생성된 접착제 조성물의 소정 용도 및, 예컨대 공정 온도를 비롯한 중합 공정에 따라 다르다.

조성물은 가교 결합되어 조성물의 특성을 변경할 수 있다. 가교 결합은 감마 또는 전자 빔 방사선과 같은 고 에너지 방사선을 사용함으로서 가교제의 존재 또는 부재 하에 달성될 수 있다. 가교제 또는 가교제의 조합을 중합성 단량체의 혼합물에 가하여 가교 결합을 촉진할 수 있다.

유용한 방사선 경화 가교제로는 미국 특허 제4,379,201호(Heilmann et al)에 개시된 것과 같은 다작용성 아크릴레이트, 예컨대 1,6-헥산디올 디아크릴레이트,트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 1,2-에틸렌 글리콜 디아크릴레이트, 펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트, 1,12-도데칸올 디아크릴레이트 및 이들의 조합, 및 미국 특허 제4,737,559호(Kellen et at)에 개시된 것과 같은 공중합성 방향족 케톤 공단량체가 있다. 적당한 자외선원의 예로는 중압 수은 램프 및 자외선 흑광이 있다.

또한, 중합성 단량체 조성물은 사슬 전달제를 포함할 수도 있다. 사슬 전달제는 중합 전에 단량체 혼합물에 용해될 수 있는 것이 바람직하다. 적당한 사슬 전달제의 예로는 트리에틸 실란 및 메르캅탄이 있다.

조성물은 바람직하게는 표면 개질된 나노입자가 비히클 전반에 분산된 후, 보다 바람직하게는 표면 개질된 나노입자가 비히클 전반에 균질하게 분산된 후 발포된다. 조성물은 예컨대 미국 특허 제5,024,880호, 제4,895,745호 및 제4,748,061호(Vesley et al)에 기재된 것을 비롯한 다양한 발포 방법에 따라 발포될 수 있다.

조성물은 기계적 메카니즘, 화학적 메카니즘 및 이들의 조합을 비롯한 다양한 메카니즘을 사용하여 조성물 내에 기체 공극을 형성함으로써 발포된다.

유용한 기계적 발포 메카니즘의 예로는 조성물의 진탕, 예컨대 쉐이킹, 교반 또는 휘핑 및 이들의 조합, 기체의 조성물로의 주입, 예컨대 조성물의 표면 아래에 노즐의 삽입 및 기체의 조성물로의 취입, 및 이들의 조합이 있다.

유용한 화학적 발포 메카니즘의 예로는 화학 반응을 통한 기체의 계내 생성, 조성물의 성분, 에컨대 열 분해시 기체를 방출하는 성분의 분해, 예컨대 액상 기체를 비롯한 조성물의 성분의 증발, 조성물 상의 압력 감소, 또는 조성물의 가열에의한 조성물 내 기체의 휘발 및 이들의 조합이 있다.

대체로, 임의의 발포제는 조성물을 발포시키는 데 사용할 수 있으며, 예를 들면 화학적 발포제 및 물리적 발포제, 예컨대 무기 및 유기 발포제가 있다.

화학적 발포제의 예로는 물 및 아조계, 카르보네이트계 및 히드라지드계 분자, 예컨대 4,4'-옥시비스(벤젠술포닐)히드라지드, 4,4'-옥시벤젠술포닐 세미카르바지드, 아조디카르본아미드, p-톨루엔술포닐 세미카르바지드, 바륨 아조디카르복실레이트, 아조디이소부티로니트릴, 벤젠술폰히드라지드, 트리히드라지노트리아진, 아조디카르복실산의 금속염, 옥살산 히드라지드, 히드라조카르복실레이트, 디페닐옥시드-4,4'-디술포히드라지드, 테트라졸 화합물, 중탄산나트륨, 중탄산암모늄, 카르보네이트 화합물과 폴리탄산의 제제, 시트르산과 중탄산나트륨의 혼합물, N,N'-디메틸-N,N'-디니트로소테레프탈아미드, N,N'-디니트로소펜타메틸렌테트라아민 및 이들의 조합이 있다.

적당한 무기 물리적 발포제의 예로는 질소, 아르곤, 산소, 물, 공기, 헬륨, 육불화황 및 이들의 조합이 있다.

유용한 유기 물리적 발포제로는 이산화탄소, 지방족 탄화수소, 지방족 알콜, 완전 및 부분 할로겐화 지방족 탄화수소, 예컨대 염화메틸렌 및 이들의 조합이 있다. 적당한 지방족 탄화수소 발포제의 예로는 탄화수소의 알칸 계열의 구성원, 예컨대 메탄, 에탄, 프로판, n-부탄, 이소부탄, n-펜탄, 이소펜탄 및 이들의 블렌드가 있다. 유용한 지방족 알콜의 예로는 메탄올, 에탄올, n-프로판올 및 이소프로판올 및 이들의 조합이 있다. 적당한 완전 및 부분 할로겐화 지방족 탄화수소의 예로는 플루오로카본, 클로로카본 및 클로로플루오로카본 및 이들의 조합이 있다.

플루오로카본 발포제의 예로는 불화메틸, 퍼플루오로메탄, 불화에틸, 1,1-디플루오로에탄(HFC-152a), 플루오로에탄(HFC-161), 1,1,1-트리플루오로에탄(HFC-143a), 1,1,1,2-테트라플루오로에탄(HFC-134a), 1,1,2,2-테트라플루오로에탄(HFC-134), 1,1,1,3,3-펜타플루오로프로판, 펜타플루오로에탄(HFC-125), 디플루오로메탄(HFC-32), 퍼플루오로에탄, 2,2-디플루오로프로판, 1,1,1-트리플루오로프로판, 퍼플루오로프로판, 디클로로프로판, 디플루오로프로판, 퍼플루오로부탄, 퍼플루오로시클로부탄 및 이들의 조합이 있다.

유용한 부분 할로겐화 클로로카본 및 클로로플루오로카본 발포제로는 염화메틸, 염화메틸렌, 염화에틸렌, 1,1,1-트리클로로에탄, 1,1-디클로로-1-플루오로에탄 (HCFC-141b), 1-클로로-1,1-디플루오로에탄(HCFC-142b), 클로로디플루오로메탄 (HCFC-22), 1,1-디클로로-2,2,2-트리플루오로에탄(HCFC-123) 및 1-클로로-1,2,2,2-테트라플루오로에탄(HCFC-124) 및 이들의 조합이 있다.

유용한 완전 할로겐화 클로로플루오로카본의 예로는 트리클로로모노플루오로메탄(CFC-11), 디클로로디플루오로메탄(CFC-12), 트리클로로트리플루오로에탄(CFC-113), 디클로로테트라플루오로에탄(CFC-114), 클로로헵타플루오로프로판 및 디클로로헥사플루오로프로판 및 이들의 조합이 있다.

발포제는 단일 성분, 혼합물 및 이들의 조합, 뿐만 아니라 다른 공발포제와의 혼합물로 사용할 수 있다. 발포제는 소정의 폼 밀도를 달성하기에 충분한 양으로 조성물에 첨가된다.

또한, 비히클은 핵제를 포함할 수 있다. 핵제는 임의의 통상의 핵제일 수 있다. 첨가하고자 하는 핵제의 양은 소정 셀 크기, 선택된 발포제 및 비히클의 농도에 의존한다. 소형 미립자 형태의 무기 핵제의 예로는 점토, 탤크, 실리카 및 규조토가 있다. 유기 핵제는 소정 온도에서 분해 또는 반응할 수 있다.

유기 핵제의 일례는 폴리카르복실산의 알칼리 금속염과 탄산염 또는 중탄산염의 조합이다. 폴리카르복실산의 유용한 알칼리 금속염의 예로는 2,3-디히드록시-부탄디산의 일나트륨(즉, 타르타르산수소나트륨), 부탄디산의 일칼륨(즉, 숙신산수소칼륨), 2-히드록시-1,2,3-프로판트리카르복실산의 삼나트륨염 및 삼칼륨염(즉, 각기 시트르산나트륨 및 시트르산칼륨) 및 에탄디산의 이나트륨염(즉, 옥살산나트륨) 및 폴리카르복실산, 예컨대 2-히드록시-1,2,3-프로판트리카르복실산 및 이들의 조합이 있다. 탄산염 및 중탄산염의 예는 탄산나트륨, 중탄산나트륨, 중탄산칼륨, 탄산칼륨 및 탄산칼슘 및 이들의 조합이 있다. 한 가지 고려되는 조합은 탄산염 또는 중탄산염과, 폴리카르복실산의 모노알칼리 금속염, 예컨대 시트르산일나트륨 또는 타르타르산일나트륨이다. 상이한 핵제의 혼합물을 비히클에 가하는 것이 고려된다. 다른 유용한 핵제로는 시트르산과 중탄산나트륨의 화학량론적 혼합물이 있다.

폼 조성물의 성분은 다양한 분야에서 사용하기에 적당한 폼 조성물을 제공하도록 선택될 수 있다. 폼 분야의 대표예로는 접착제, 부양물, 자동차 공업 용도, 예컨대 자동차 차체 몰딩, 예컨대 개스켓 및 밀봉제를 비롯한 자동차 글레이징 관련 용도, 예컨대 건축 구성요소, 예컨대 크기 설정된 럼버, 성형 트림, 포스트, 빔 및 성형된 건축 부재, 경량 세라믹, 예컨대 예비 주조 및 현장 주조 건축재, 예컨대 시멘트 및 깁스 재료, 예컨대 블록, 보드, 패널, 지붕재 및 바닥재, 매립지 피복재, 악취 배리어, 분진 피복재, 소방재 및 불연 폼, 액상 봉쇄 붐(예를 들면, 오일 누출 봉쇄 붐) 및 유정 및 터널과 같은 공극 및 토양에 존재하는 공극용 충전재를 비롯한 건설 산업 용도가 있다. 다른 폼 용도로는 포장재, 시중 세정 산물, 예컨대 수직 세정용 클리너, 잉크, 탈잉크 조성물, 표면 코팅, 예컨대 종이 및 직물 처리용 발포 코팅이 있다.

또한, 폼 조성물은 발포 개인 관리 물품과 같은 용도, 예컨대 모발 처리 조성물, 면도용 처리 조성물 및 피부 처리 조성물; 의료 용도, 예컨대 붕대 및 상처 드레싱; 가정 용도 및 산업 용도, 예컨대 컵, 플레이트, 귀마개, 쿠션, 베개, 절연재, 댐퍼, 예컨대 방음재, 방진재(예컨대, 기계 커버의 진동 완충용) 및 이들의 조합 및 배플이 있다.

다른 구체예에서, 폼 조성물은 분진, 습기, 유기 증기 및 이들의 조합으로부터 영역을 밀봉하기 위한 개스켓 또는 실로서 유용하도록 제조한다. 밀봉 용도의 예로는 컴퓨터 프린터 내 부품 간의 갭 밀봉, 전자 장비 밀봉 및 채광창 어셈블리 밀봉이 있다.

폼 조성물은 가요성이고, 정합성이며, 갭 충전 및 불규칙면의 본딩에 적당한 폼을 제공하도록 제조할 수 있다. 거칠거나 불규칙한 면을 본딩하는 경우, 폼 테이프의 특성과 제조는 본딩된 영역에 응력을 균일하게 분배하는 폼 테이프를 제공하도록 더 선택하는 것이 바람직하다. 또한, 폼은 밀봉하고, 진동을 완충하며, 진동을 가라앉히고, 충격에 저항하며, 광범위한 온도 범위를 견디거나, 양호한 절연 성질을 제공하거나, 이러한 성질의 조합을 제공하는 본드 라인을 제공하도록 제조할 수 있다.

폼 조성물은, 예컨대 감압성 접착제 테이프를 비롯한 테이프의 형태일 수 있다. 유용한 폼 테이프 구조물은 기재, 예컨대 배킹 또는 릴리스 라이너 상에 배치되고, 임의로 롤의 형태로 권취된 폼 조성물을 포함한다. 일부 구체예에서, 폼 테이프 구조물은 폼 테이프의 표면 상에 배치된 접착제 조성물을 포함하는데, 이것은 폼 테이프의 일면 상에 접착제층을 갖춘 테이프, 즉 단일 코팅된 접착제 폼 테이프를 형성한다. 다른 구체예에서, 폼 조성물은 이중 코팅된 폼 테이프로 알려진 폼 테이프의 두 주면 상에 접착제층을 갖춘 테이프의 형태일 수 있다.

접착제 폼은, 예컨대 두 기재를 함께 본딩하는 용도, 예컨대 후크, 행어 및 홀더를 비롯한 물품을 사용하는 장착 용도, 예컨대 후에 분리를 위한 2 이상의 용기, 예컨대 박스를 부착하는 용도를 비롯한 결합 용도, 예컨대 벽, 바닥, 천장 및 카운터를 비롯한 표면에 물품을 본딩하는 용도 및 기계식 파스너, 유향 수지 또는 액상 풀을 대체하는 용도를 비롯한 다양한 유용한 용도를 가진다. 다른 접착제 폼 용도의 예로는 건축용 접착제 및 현장 발포 접착제가 있다.

다른 구체예에서, 폼 조성물은 예컨대, 폼에 분산되거나 또는 예컨대, 교호층, 상호 관통층 및 이들의 조합의 형태로 폼 조성물을 갖춘 층진 구조물에 배치된 스크림, 필름, 티슈 및 이들의 조합을 비롯한 다른 구성요소를 포함한다. 다른 유용한 폼 구조물의 예로는 폼의 층을 포함하는 다층 폼 구조물이 있는데, 여기서 층들은, 예컨대 밀도 및 조성을 비롯한 1 이상의 성질이 다르다.

또한, 폼 조성물은, 예컨대 다이 커팅, 가교 및 멸균을 비롯한 후 공정을 행할 수 있다.

이제, 본 발명을 하기 실시예로 더 설명하고자 한다. 실시예에 언급된 모든 부, 비율, 백분율 및 양은 달리 설명하지 않는 한 중량에 관한 것이다.

테스트 절차

실시예에 사용된 테스트 절차는 다음을 포함한다.

L 값의 결정

샘플의 L 값은 Hunter Lab D25A 광학 센서 색도계(헌터 어소시에이츠 래보러토리, 미국 버지니아주 레스턴 소재)를 사용하여 결정하였다. L 값은 1 내지 100의 스케일 상에서 샘플의 명도 또는 암도의 측정치이다(여기서, 1의 값은 흑색이고 100의 값은 백색이다). 샘플을 색도계에 놓고, "흑색" 대조 패널을 사용하여 색도계를 검량하고, 샘플 뒤에 배치하였다. 'L' 값은 기구로부터 판독하였다. 이 테스트 방법을 따르면, 샘플 내 비교적 높은 질소 함량은 비교적 더 분산된 기체 버블을 생성하고, 이에 대응하여 보다 밝게 산란하여 고 'L' 값을 결과할 것이다.

펜타메틸(2-[트리스(2-메톡시에톡시)실릴]에틸)디실록산 커플링제의 제조

펜타메틸(2-[트리스(2-메톡시에톡시)실릴]에틸)디실록산 커플링제("실란 커플링제 A")는 트리스(2-메톡시에톡시)비닐실란(알드리치 케미컬 컴파니, 미국 위스콘신주 밀워키 소재) 143.86 g과 펜타메틸디실록산(겔스트 인코포레이티드, 미국 펜실베이니아주 툴리타운 소재) 76.14 g을 헵탄 145 g 중에 혼합하면서 배합함으로써 제조하였다. 팔라듐(0) 디비닐테트라메틸디실록산 촉매(미국 특허 제3,814,730호의 절차에 따라 제조함) 1 방울을 헵탄 0.3 g에 가하여 용액을 형성하였다. 이 용액 0.1 g을 상기 반응 혼합물에 가한 다음, 가열하지 않고 질소 대기 하에서 밤새도록 교반하였다. 반응은 적외선 분광계(IR)를 사용하여 Si-H 피크의 소멸에 의해 결정되는 바와 같이 완결될 때까지 계속하였다. 헵탄은 감압 하에 증발시킴으로써 조성물에서 제거하여 실란 커플링제 A를 얻었다.

실란 커플링제 A 표면 개질된 실리카 나노입자의 제조

실란 커플링제 A로 표면 개질된 실리카 나노입자는 다음과 같이 제조하였다: 평균 입도가 5 nm이고, 표면적이 약 600 ㎡/g(미국 일리노이주 네이퍼빌에 소재하는 제조업체, 날코 케미컬 컴파니에 의해 보고됨)인 NALCO 2326 15 중량% 고형분 암모니아 안정화 콜로이드 실리카 525 g, 실란 커플링제 A 83.7 g 및 1-메톡시-2-프로판(알드리치) 1010 g을 1 갤론 유리병에서 혼합하면서 배합하였다. 혼합물을 함유하는 병을 밀봉하고, 배기 오븐에 넣었으며, 80℃로 밤새도록 가열하였다. 그 다음, 혼합물을 건조용 증발 접시로 옮기고, 150℃의 유출 오븐에서 건조시켜서 백색 미립자 고형물 118.8 g을 생성하였다.

실리카 커플링제 A/감마-메타크릴로일옥시프로필트리메톡시실란 표면 개질된 실리카 나노입자의 제조

실란 커플링제 A 및 감마-메타크릴로일옥시프로필트리메톡시실란으로 표면 개질된 실리카 나노입자는 다음과 같이 제조하였다: 실란 커플링제 A 106.93 g, SILQUEST A-174 감마-메타크릴로일옥시프로필트리메톡시실란(OSi 스페셜티즈 인코포레이티드, 미국 뉴욕주 엔디코트 소재) 3.25 g, 1-메톡시-2-프로판올 1940 g 및 NALCO 2326 콜로이드 실리카 1000 g을 1 갤론 유리병에서 배합하였다. 혼합물을 함유하는 병을 밀봉하였다. 그 다음, 혼합물을 진탕하여 혼합이 되게 하고, 오븐에 넣고, 밤새도록 80℃로 가열하였다. 그 다음, 혼합물을 150℃의 유출 오븐에서 건조시켜서 백색 미립자 고형물을 생성하였다.

이소옥틸실란 표면 개질된 실리카 나노입자의 제조:

이소옥틸트리메톡시실란으로 표면 개질된 실리카 나노입자는 다음과 같이 제조하였다: BS1316 이소옥틸트리메톡시실란(와커 실리콘즈 코포레이션, 미국 미시건주 에이드리언 소재) 61.42 g, 1-메톡시-2-프로판올 1940 g 및 NALCO 2326 콜로이드 실리카 1000 g을 1 갤론 유리병에서 배합하였다. 혼합물을 진탕하여 혼합되게 한 다음, 80℃의 오븐에 밤새도록 놓았다. 그 다음, 혼합물을 150℃의 유출 오븐에서 건조시켜서 백색 미립자 고형물을 생성하였다.

메톡시에톡시에톡시에톡시우레이도프로필트리에톡시실란 커플링제의 제조

메톡시에톡시에톡시에톡시우레이도프로필트리에톡시실란 커플링제("실란 커플링제 B")는 트리에틸렌글리콜 모노메틸 에테르(알드리치) 50.02 g 및 메틸 에틸 케톤 46 g을 자기 교반 막대가 장착된 250 ㎖ 둥근 바닥 플라스크에 충전함으로써 제조하였다. 대부분의 메틸 에틸 케톤을 회전 증발에 의해 제거하였다. 3-이소시아나토프로필트리에톡시실란(유나이티드 케미컬 테크놀로지스, 미국 펜실베이니아주 브리스톨 소재) 76.03 g 및 디부틸주석 디라우레이트(알드리치) 대략 3 mg을 플라스크에 가하고, 혼합물을 교반하였다. 반응은 온화한 발열로 진행되었다. 반응은대략 16 시간 동안 실행되었는데, 그 시간 후, 적외선 분광계에 작은 이소시아네이트 피크가 나타났다. 트리에틸렌글리콜 모노메틸 에테르 0.1 g을 조성물에 더 가하고, 나머지 메틸 에틸 케톤을 감압 하에 70℃에서 회전 증발에 의해 제거하여 실란 커플링제 B를 얻었다. 적외선 분광계를 사용하여 관찰 가능한 이소시아네이트 피크는 검출되지 않았다.

실란 커플링제 B 표면 개질된 실리카 나노입자의 제조

실란 커플링제 B 표면 개질된 실리카 나노입자는 평균 입도가 20 nm이고, 표면적이 약 150 ㎡/g(미국 일리노이주 네이퍼빌에 소재하는 제조업체, 날코 케미컬 컴파니에 의해 보고됨)인 Nalco 2327 40 중량% 고형분 암모니아 안정화 콜로이드 실리카 200.0 g을 1 쿼트 유리병에 충전함으로써 제조하였다. 탈이온수 226 g 및 실란 커플링제 B 8.47 g을 교반하면서 콜로이드 분산액에 가하였다. 병을 밀봉하고, 80℃로 18 시간 동안 가열하여 물 중의 실란 커플링제 B 표면 개질된 실리카 나노입자 18 중량%의 맑은 푸른 빛을 띠는 콜로이드 분산액을 생성하였다.

이소옥틸 아크릴레이트/아크릴산(81.5/18.5) 중의 실란 커플링제 A/실란 커플링제 B 개질된 실리카 나노입자의 제조

실란 커플링제 A/실란 커플링제 B 표면 개질된 실리카 나노입자는 Nalco 2326 콜로이드 실라카 400.43 g을 1 쿼트 유리병에 충전함으로써 제조하였다. 1-메톡시-2-프로판올 452.97 g, 실란 커플링제 B 6.43 g 및 실란 커플링제 A 31.40 g을 함께 혼합하고, 교반하면서 콜로이드 실리카에 가하였다. 병을 밀봉하고, 80℃로 18 시간 동안 가열하여 실란 커플링제 A/실란 커플링제 B 표면 개질된 실리카 나노입자의 슬러리("슬러리 A")를 생성하였다.

1 리터 둥근 바닥 플라스크에 슬러리 A 239.07 g 및 이소옥틸 아크릴레이트 30.03 g을 충전하였다. 물과 알콜을 감압 하에 회전 증발에 의해 조성물에서 제거하였다. 플라스크를 회전 증발기에서 제거하고, 추가로 슬러리 A 266.56 g 및 이소옥틸 아크릴레이트 30.17 g을 가하였다. 잔존하는 알콜 및 물을 감압 하에 회전 증발에 의해 제거하였다. 플라스크를 다시 회전 증발기에서 제거하고, 추가로 슬러리 A 323.28 g 및 이소옥틸 아크릴레이트 30.04 g을 가하였다. 잔존하는 알콜 및 물을 감압 하에 회전 증발에 의해 제거하였다.

대략 38.4% 실리카를 함유하는 점성 콜로이드 분산액 147.03 g을 얻었다. 아크릴산 20.56 g을 점성 콜로이드 분산액 144 g에 가하고, 철저히 혼합하였다.

실시예 1

실시예 1은 물 중의 실란 커플링제 B 표면 개질된 실리카 나노입자 18 중량%의 콜로이드 분산액 0.1 g을 탈이온수 0.9 g에 가함으로써 제조하였다. 그 다음, 샘플을 손으로 흔들어서 폼을 생성하였다. 폼은 1 분 이상 동안 안정한 것으로 관찰되었다.

비교예 1

비교예 1은 실시예 1을 흔든 시간과 동일한 시간 동안 탈이온수 1 g을 흔들어서 제조하였다. 폼은 볼 수 없었다.

실시예 2

실시예 2는 이소옥틸실란 표면 개질된 실리카 나노입자 0.04 g을 톨루엔1.96 g에 가함으로써 제조하였다. 그 다음, 샘플을 손으로 흔들어서 폼을 형성하였다. 폼은 1 분 이상 동안 안정한 것으로 관찰되었다.

비교예 2

비교예 2는 실시예 2를 흔든 시간과 동일한 시간 동안 톨루엔 2 g을 흔들어서 제조하였다. 폼은 볼 수 없었다.

실시예 3

실시예 3은 실란 커플링제 A 표면 개질된 실리카 나노입자 0.04 g을 에틸 아세테이트 1.96 g에 가함으로써 제조하였다. 그 다음, 샘플을 손으로 흔들어서 폼을 형성하였다. 폼은 1 분 이상 동안 안정한 것으로 관찰되었다.

비교예 3

비교예 3은 실시예 3을 흔든 시간과 동일한 시간 동안 톨루엔 2 g을 흔들어서 제조하였다. 폼은 볼 수 없었다.

조성물 A의 제조

시럽은 이소옥틸 아크릴레이트 87.5 부, 아크릴산 12.5 부 및 IRGACURE 651 2,2-디메톡시-1,2-디페닐에탄-1-온 광개시제(시바 스페셜티즈 케미컬스, 미국 뉴욕주 테리타운 소재) 0.04 부를 배합한 다음, 자외선을 이용하여 혼합물을 부분 중합시켜서 점도가 약 3000 cPs인 시럽을 제공함으로써 제조하였다. 조성물 A는 추가로 IRGACURE 651 0.19 g 및 1,6-헥산디올 디아크릴레이트 0.55 g을 시럽에 가함으로써 제조하였다. 조성물 A 30 g을 대조예 1 내지 6 및 실시예 4 내지 11에 사용하였다.

대조예 1 내지 6

대조예 1은 조성물 A였다.

대조예 1은 저압(즉, 2 psi 미만) 하에 질소가 조성물로 통과되는 융해 유리관으로 조성물을 교반함으로써 발포하였다. 융해 유리관은 길이가 대략 6 인치이고, 융해 노즐 단부는 공칭적으로 직경이 10 mm이고, 길이가 16 mm이며, 질소원에 부착되어 있다. 조성물을 대략 2 분 동안 또는 샘플의 추가 기포 발생의 가시적 징후가 없을 때까지 교반하였다.

그 다음, 발포된 샘플을 노치 바 코터를 사용하여 40 밀의 두께로 3 밀 실리콘 코팅된 투명 폴리에틸렌 테레프탈레이트 릴리스 라이너 사이에 코팅한 다음, 즉시 2 전구 용량 광 설비(모델 XX-15L; UVP, 미국 캘리포니아주 산 게이브리얼 소재) 내 단일 15 와트 흑광 F15T8-BL 전구(제너럴 일렉트릭 컴파니) 아래에, 전구에서 샘플의 거리가 대략 6.3 mm가 되도록 코팅된 샘플을 직접 배치함으로써 경화시켰다. 그 다음, 샘플을 대략 3 분 동안 방사선에 노출시켜서 폼을 적소에 영구적으로 고정시켰다.

대조예 2는 조성물 A 98 중량%와 Dow Corning 1250 계면활성제(다우 코팅, 미국 미시건주 미들랜드 소재) 2 중량%를 배합함으로써 제조하였다. 그 다음, 샘플 조성물을 발포시키고, 대조예 1에 기재되어 있는 바와 같이 경화시켰다.

대조예 3은 조성물 A 98 중량%와 건조된 NALCO 2326 실리카 나노입자 2 중량%를 배합함으로써 제조하였다. 그 다음, 샘플 조성물을 발포시키고, 대조예 1에 기재되어 있는 바와 같이 경화시켰다.

대조예 4는 조성물 A 98 중량%와 AEROSIL R-972 디메틸실릴 개질된 발연 실리카(데구사 코포레이션, 미국 뉴저지주 리지필드 파크 소재) 2 중량%를 배합함으로써 제조하였다. 그 다음, 샘플 조성물을 발포시키고, 대조예 1에 기재되어 있는 바와 같이 경화시켰다.

대조예 5는 조성물 A 98 중량%와 CABOSIL M-5 소수성 발연 실리카(캐보트 코포레이션, 미국 일리노이주 네이퍼빌 소재) 2 중량%를 배합함으로써 제조하였다. 그 다음, 샘플 조성물을 발포시키고, 대조예 1에 기재되어 있는 바와 같이 경화시켰다.

대조예 6은 조성물 A 98 중량%와 AEROSIL R805 n-옥틸실릴 개질된 발연 실리카(데구사) 2 중량%를 배합함으로써 제조하였다. 그 다음, 샘플 조성물을 발포시키고, 대조예 1에 기재되어 있는 바와 같이 경화시켰다.

실시예 4 내지 11

실시예 4는 조성물 A 98 중량%와 이소옥틸실란 표면 개질된 실리카 나노입자 2 중량%를 배합함으로써 제조하였다.

그 다음, 실시예 4의 조성물은 저압(즉, 2 psi 미만) 하에 질소가 조성물로 통과되는 융해 유리관으로 조성물을 교반함으로써 발포하였다. 융해 유리관은 길이가 대략 6 인치이고, 융해 노즐 단부는 공칭적으로 직경이 10 mm이고, 길이가 16 mm이며, 질소원에 부착되어 있다. 조성물을 대략 2 분 동안 또는 샘플의 추가 기포 발생의 가시적 징후가 없을 때까지 교반하였다.

그 다음, 발포된 샘플을 노치 바 코터를 사용하여 40 밀의 두께로 3 밀 실리콘 코팅된 PET 릴리스 라이너 사이에 코팅한 다음, 즉시 2 전구 용량 광 설비(모델XX-15L; UVP, 미국 캘리포니아주 산 게이브리얼 소재) 내 단일 15 와트 흑광 F15T8-BL 전구(제너럴 일렉트릭 컴파니) 아래에, 전구에서 샘플의 거리가 대략 6.3 mm가 되도록 코팅된 샘플을 직접 배치함으로써 경화시켰다. 그 다음, 샘플을 대략 3 분 동안 방사선에 노출시켜서 폼을 적소에 영구적으로 고정시켰다.

실시예 5는 조성물 A 99.7 중량%와 실란 커플링제 A/감마-메타크릴로일옥시프로필트리메톡시실란 표면 개질된 실리카 나노입자 0.3 중량%를 배합함으로써 제조하였다. 그 다음, 샘플 조성물을 발포시키고, 실시예 4에 기재되어 있는 바와 같이 경화시켰다.

실시예 6은 조성물 A 99.3 중량%와 실란 커플링제 A/감마-메타크릴로일옥시프로필트리메톡시실란 표면 개질된 실리카 나노입자 0.7 중량%를 배합함으로써 제조하였다. 그 다음, 샘플 조성물을 발포시키고, 실시예 4에 기재되어 있는 바와 같이 경화시켰다.

실시예 7은 조성물 A 98.5 중량%와 실란 커플링제 A/감마-메타크릴로일옥시프로필트리메톡시실란 표면 개질된 실리카 나노입자 1.5 중량%를 배합함으로써 제조하였다. 그 다음, 샘플 조성물을 발포시키고, 실시예 4에 기재되어 있는 바와 같이 경화시켰다.

실시예 8은 조성물 A 98 중량%와 실란 커플링제 A/감마-메타크릴로일옥시프로필트리메톡시실란 표면 개질된 실리카 나노입자 2 중량%를 배합함으로써 제조하였다. 그 다음, 샘플 조성물을 발포시키고, 실시예 4에 기재되어 있는 바와 같이 경화시켰다.

실시예 9는 조성물 A 98 중량%와 실란 커플링제 A/실란 커플링제 B 표면 개질된 실리카 나노입자/이소옥틸 아크릴레이트/아크릴산 조성물 2 중량%를 배합함으로써 제조하였다. 그 다음, 샘플 조성물을 발포시키고, 실시예 4에 기재되어 있는 바와 같이 경화시켰다.

실시예 10은 조성물 A 98 중량%와 실란 커플링제 A 표면 개질된 실리카 나노입자 2 중량%를 배합함으로써 제조하였다. 그 다음, 샘플 조성물을 발포시키고, 실시예 4에 기재되어 있는 바와 같이 경화시켰다.

실시예 11은 조성물 A 97 중량%, 실란 커플링제 A 표면 개질된 실리카 나노입자 2 중량% 및 Dow Corning 1250 계면활성제 1 중량%를 배합함으로써 제조하였다. 그 다음, 샘플 조성물을 발포시키고, 실시예 4에 기재되어 있는 바와 같이 경화시켰다.

대조예 1 내지 6 및 실시예 4 내지 11의 발포되고 경화된 샘플의 L 값은 L 값 테스트 방법에 따라 결정하였다. 결과는 표 1에 나타낸다.

샘플	조성물 A중량%	첨가제	표면 개질제	표면 개질된 나노입자중량%	'L'값판독
대조예 1	100	없음	없음	0	33.6
대조예 2	98	계면활성제2 중량%	없음	0	53.2
대조예 3	98	NALCO 2326실리카 나노입자	없음	0	31.6
대조예 4	98	AEROSIL R-972소수성 발연 실리카	디메틸디클로로실란	0	27.3
대조예 5	98	CABOSIL M-5친수성 발연 실리카	없음	0	33.9
대조예 6	98	AEROSIL R-805소수성 발연 실리카	n-옥틸트리메톡시실란	0	33.5
실시예 4	98	표면 개질된NALCO 2326콜로이드 실리카	이소옥틸실란	2	53.0
실시예 5	99.7	표면 개질된NALCO 2326콜로이드 실리카	실란 커플링제 A/A174	0.3	51.7
실시예 6	99.3	표면 개질된NALCO 2326콜로이드 실리카	실란 커플링제 A/A174	0.7	57.8
실시예 7	98.5	표면 개질된NALCO 2326콜로이드 실리카	실란 커플링제 A/A174	1.5	61.6
실시예 8	98	표면 개질된NALCO 2326콜로이드 실리카	실란 커플링제 A/A174	2	58.2
실시예 9	98	표면 개질된NALCO 2326콜로이드 실리카	실란 커플링제 A/실란 커플링제 B	2	54.2
실시예 10	98	표면 개질된NALCO 2326콜로이드 실리카	실란 커플링제 A	2	58.8
실시예 11	97	표면 개질된NALCO 2326콜로이드 실리카 및계면활성제 1%	실란 커플링제 A	2	65.9

발포 열가소성 조성물

대조예 7 내지 8 및 실시예 12 내지 13

샘플은 PLASTI-CORDER 이중 회전 혼련기(C.W. 브라벤더 인스트러먼츠, 미국뉴저지주 사우스 하켄새크 소재) 내에서, ASTM D1238(듀퐁 다우 엘라스토머, 미국 델라웨어주 윌밍턴 소재)에 의해 측정하였을 때 융점이 60℃이고, 용융 유속이 5 g/10 분인 ENGAGE 8200 열가소성 폴리올레핀 엘라스토머 대략 45 g을 용융시킴으로써 제조하였다. 샘플이 용융되면, CELOGEN 754-A 발포제(유니로얄 케미컬 컴파니) 2 중량%를 중합체 용융물에 블렌딩하였다. 나노입자를 포함하는 조성물에 대해서는, 발포제가 중합체에 완전히 블렌딩된 후, 나노입자(표 2에 기재된 유형) 2 중량%를 중합체 혼합물에 가하였다. 그 다음, 혼합물을 혼련기에서 제거하였다.

그 다음, 중합체 혼합물을 2 개의 폴리에스테르 필름 사이에 놓고, 약 0.1 mm 내지 1.3 mm의 두께로 수압 프레스(상부와 하부 상에서 약 135℃로 가열됨)로 편평화하였다.

그 다음, 샘플을 대략 1 인치 x 1 인치 시편으로 절단하였다. 각각의 샘플의 두께는 캘리퍼 게이지를 사용하여 측정하였다. 그 다음, 샘플을 약 180℃의 오븐에 넣어서 발포제를 활성화시키고, 샘플을 발포시켰다. 그 다음, 발포된 샘플을 2, 5, 10 또는 15 분 후에 오븐에서 제거하고, 실온으로 냉각시켰다. 샘플 두께는 캘리퍼 게이지를 사용하여 다시 측정하였다. 평균 두께 성장 백분율을 각각의 시간 간격에 대하여 측정하였다. 성장 백분율이 높을수록 더 발포되었음을 의미한다. 결과는 표 2에 보고한다.

샘플	실리카 입자 및표면 처리	평균 발포 두께 증가 백분율
샘플	실리카 입자 및표면 처리	2 분	5 분	10 분	15 분
대조예 7	입자 없음	49.9	102.3	122.0	159.7
대조예 8	건조된 NALCO 2326 실리카나노입자	58.4	148.4	149.4	191.6
실시예 12	이소옥틸트리메톡시실란표면 개질된 실리카 나노입자	63.8	160.5	196.4	229.6
실시예 13	실란 커플링제 A표면 개질된 실리카 나노입자	63.1	156.7	192.5	208.4

다른 구체예는 청구범위 내에 있다.

Claims

비히클; 및

상기 비히클에 배치된, 개별 입경이 약 100 nm 미만인 표면 개질된 나노입자

를 포함하는 폼 조성물.
제1항에 있어서, 상기 폼은 실질적으로 계면활성제가 없는 것인 폼 조성물.
제1항에 있어서, 계면활성제를 더 포함하는 것인 폼 조성물.
제1항에 있어서, 상기 표면 개질된 나노입자는 상기 조성물의 약 0.5 중량% 이상 포함되는 것인 폼 조성물.
제1항에 있어서, 상기 개별 나노입자는 입경이 약 50 nm 이하인 폼 조성물.
제1항에 있어서, 상기 나노입자는 실리카, 티타니아, 알루미나, 지르코니아, 바나디아, 세리아, 산화철, 산화안티몬, 산화주석, 알루미늄/실리카 및 이들의 조합으로 구성된 군 중에서 선택되는 것인 폼 조성물.
제1항에 있어서, 상기 나노입자는 소수성기, 친수성기 및 이들의 조합으로구성된 군 중에서 선택되는 표면기를 포함하는 것인 폼 조성물.
제1항에 있어서, 상기 나노입자는 실란, 유기산, 유기 염기 및 이들의 조합으로 구성된 군 중에서 선택되는 제제로부터 유도되는 표면기를 포함하는 것인 폼 조성물.
제1항에 있어서, 상기 나노입자는 알킬실란, 아릴실란, 알콕시실란 및 이들의 조합으로 구성된 군 중에서 선택되는 제제로부터 유도되는 유기실릴 표면기를 포함하는 것인 폼 조성물.
제1항에 있어서, 상기 나노입자는 카르복실산, 술폰산, 포스폰산 및 이들의 조합으로 구성된 군 중에서 선택되는 제제로부터 유도되는 표면기를 포함하는 것인 폼 조성물.
제1항에 있어서, 상기 비히클은 단량체, 소중합체 또는 중합체 또는 이들의 조합을 포함하는 것인 폼 조성물.
제1항에 있어서, 상기 비히클은 열가소성 중합체, 열경화성 중합체, 엘라스토머 및 이들의 혼합물로 구성된 군 중에서 선택되는 중합체를 포함하는 것인 폼 조성물.
제1항에 있어서, 상기 비히클은 폴리에스테르, 폴리우레탄, 아미노 수지, 알키드 수지, 페놀계 수지, 에폭시 수지, 이소시아네이트 수지, 이소시아누레이트 수지, 폴리실록산 수지 및 이들의 혼합물로 구성된 군 중에서 선택되는 중합체를 포함하는 것인 폼 조성물.
제1항에 있어서, 상기 비히클은 아크릴 수지를 포함하는 것인 폼 조성물.
제1항에 있어서, 상기 비히클은 비중합성인 폼 조성물.
제1항에 있어서, 상기 비히클은 실질적으로 중합체가 없는 것인 폼 조성물.
제1항에 있어서, 상기 비히클은 폴리올레핀을 포함하는 것인 폼 조성물.
제1항에 있어서, 상기 비히클은 메탈로센 중합 폴리올레핀을 포함하는 것인 폼 조성물.
제1항에 있어서, 상기 비히클은 노볼락 수지, 레졸 수지 및 폴리우레아 수지 및 이들의 혼합물로 구성된 군 중에서 선택되는 수지를 포함하는 것인 폼 조성물.
제1항에 있어서, 상기 비히클은 이소옥틸 아크릴레이트 및 아크릴산을 포함하는 것인 폼 조성물.
제1항에 있어서, 상기 비히클은 물, 알콜, 알데히드, 케톤, 에스테르, 에테르, 아민, 아미드, 탄화수소, 할로카본 및 이들의 혼합물로 구성된 군 중에서 선택되는 것인 폼 조성물.
제1항에 있어서, 발포제를 더 포함하는 것인 폼 조성물.
제1항에 있어서, 상기 표면 개질된 나노입자는 상기 비히클의 용해도 매개변수와 유사한 용해도 매개변수를 가진 표면기를 포함하는 것인 폼 조성물.
제1항에 있어서, 상기 표면 개질된 나노입자는 상기 비히클에 용해된 것으로 보이는 것인 폼 조성물.
제1항에 있어서, 상기 비히클은 접착제 조성물을 포함하는 것인 폼 조성물.
제1항에 있어서, 상기 비히클은 감압성 접착제 조성물을 포함하는 것인 폼 조성물.
제26항에 있어서, 상기 감압성 접착제 조성물은 아크릴 수지를 포함하는 것인 폼 조성물.
제1항에 있어서, 상기 비히클은 핫 멜트 접착제 조성물을 포함하는 것인 폼 조성물.
제1항의 폼 조성물을 포함하는 접착제 테이프.
제1항의 폼 조성물을 포함하는 감압성 접착제 테이프.
제30항에 있어서, 상기 폼 조성물은 아크릴 수지를 포함하는 감압성 접착제 테이프.
제1항의 폼 조성물을 포함하는 물품.
폼 조성물 내에 공극을 형성하기에 충분한 양의 발포제를 제1항의 조성물에 혼입하는 단계를 포함하는 폼 조성물의 제조 방법.
제33항에 있어서, 상기 발포제 혼입 단계는 상기 조성물을 교반하는 것을 포함하는 것인 방법.
제33항에 있어서, 상기 발포제 혼입 단계는 조성물의 1 종 이상의 성분의 화학 반응을 포함하는 것인 방법.
제33항에 있어서, 상기 발포제는 액상, 기상 및 고상 발포제로 구성된 군 중에서 선택되는 것인 방법.
제33항에 있어서, 상기 발포제는 공기, 질소, 산소, 이산화탄소, 헬륨, 아르곤, 산화질소 및 이들의 혼합물로 구성된 군 중에서 선택되는 기체를 포함하는 것인 방법.
제34항에 있어서, 상기 발포제는 조성물의 성분의 분해 산물을 포함하는 것인 방법.
실질적으로 동시에

a) 제1항의 조성물을 발포하는 단계; 및

b) 기재 상에 상기 조성물을 코팅하는 단계

를 포함하는 테이프의 제조 방법.
a) 표면 개질된 나노입자를 선택하는 단계;

b) 상기 표면 개질된 나노입자와 소정의 비히클을 배합하여 조성물을 형성하는 단계; 및

c) 발포제를 상기 조성물에 혼입하는 단계

를 포함하며, 상기 조성물이 지속적인 폼을 형성하거나 또는 상기 비히클에 용해된 것으로 보이는 경우, 상기 표면 개질된 나노입자는 상기 비히클과 상용성인 것인, 소정의 비히클과 표면 개질된 나노입자의 상용성 결정 방법.
a) 제40항의 방법에 의해 확인된 표면 개질된 나노입자를 제40항의 소정의 비히클에 첨가하는 단계; 및

b) 비히클을 발포시키는 단계

를 포함하는 조성물의 발포 방법.