KR20160019929A - Building insulation - Google Patents

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KR20160019929A
KR20160019929A KR1020167000591A KR20167000591A KR20160019929A KR 20160019929 A KR20160019929 A KR 20160019929A KR 1020167000591 A KR1020167000591 A KR 1020167000591A KR 20167000591 A KR20167000591 A KR 20167000591A KR 20160019929 A KR20160019929 A KR 20160019929A
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바실리 에이. 토폴카라에브
라이언 제이 매케네니
네일 티. 스콜
찰스 더블유. 콜맨 3세
스티븐 알. 스토퍼
마크 엠. 므레지바
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킴벌리-클라크 월드와이드, 인크.
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Abstract

실내를 정의하는 건물 외형을 포함하는 건물 구조물이 제공된다. 건물 구조물은 건물 외형, 실내, 또는 이들의 조합의 표면에 인접하여 위치하는 건물 단열재를 포함한다. 건물 단열재는 매트릭스 중합체를 포함하는 연속상을 함유하는 열가소성 조성물로부터 형성되는 다공성 중합체 물질을 포함한다. 또한 마이크로내포 및 나노내포 첨가제가 연속상 내에 이산 도메인의 형태로 분산될 수도 있고, 여기서 포어 망은 약 800nm 이하의 평균 단면 치수를 가지는 복수의 나노포어를 포함하는 물질에 정의된다.A building structure is provided that includes a building exterior defining the interior. The building structure includes a building insulation located adjacent a surface of the building exterior, interior, or combination thereof. The building insulation comprises a porous polymeric material formed from a thermoplastic composition containing a continuous phase comprising a matrix polymer. Microinclusion and nanocomposite additives may also be dispersed in the form of discrete domains in a continuous phase, wherein the pore net is defined as a material comprising a plurality of nanopores having an average cross-sectional dimension of less than or equal to about 800 nm.

Description

건물 단열재{BUILDING INSULATION}Building Insulation {BUILDING INSULATION}

관련 출원Related application

본 출원은 2013년 6월 12일에 출원된 미국 가출원 일련번호 61/834,038에 대한 우선권을 주장하고, 상기 출원은 본원에 그것의 전체 내용이 참조로 포함된다.This application claims priority to U.S. Provisional Application Serial No. 61 / 834,038, filed June 12, 2013, which application is incorporated herein by reference in its entirety.

본 발명은 건물 단열재에 관한 것이다.The present invention relates to building insulation.

단열재는 예컨대 열 전달, 수분, 소음, 진동 등에 대한 보호 목적 같은, 다양한 목적을 위해 건물 구조물에 사용되고 있다. 건물 단열재의 한 유형은, 예를 들어, 벽 및 지붕 조립체를 구성할 때에 사용되는 불-투수성 하우스랩(housewrap)이다. 건물에 물이 들어가는 것을 방지하는 것 외에, 이러한 하우스랩은 또한 일반적으로 기체에 투과성을 갖는 정도까지 통기성이며, 수증기가 단열재에서 달아나기보다는 오히려 건물 표면에 포획될 수 있게 할 수 있다. 불행하게도, 기존의 다수 유형의 건물 단열재, 예컨대 하우스랩과 관련된 일반적인 문제 중 하나는 일반적으로 다기능이 아니라는 것이다. 예를 들어, 기존의 통기성 하우스랩 물질은 Tyvek®이라는 상표명으로 DuPont 사로부터 시판 중인 플래시 스펀 폴리올레핀(flash spun polyolefin) 물질이다. 양호한 수분 장벽 성능을 제공하지만, Tyvek® 하우스랩은 일반적으로 양호한 열 장벽을 제공하지는 않는다. 이를 위해, 중합체 발포체가 종종 단열 목적으로 사용된다. 하지만, 이러한 물질이 반드시 통기성 수분 장벽으로 잘 작동하는 것은 아니다. 또한, 발포체를 형성하는데 사용되는 기체 발포제가 시간이 지나면서 단열재로부터 용출됨에 따라 환경 문제를 야기할 수 있다. Insulation materials are used in building structures for various purposes, such as for protection against heat transfer, moisture, noise, vibration, and the like. One type of building insulation is a non-permeable housewrap, which is used, for example, to construct wall and roof assemblies. In addition to preventing water from entering the building, such a house wrap is also generally breathable to the extent that it is permeable to gas, allowing the water vapor to be captured on the building surface rather than escaping from the insulation. Unfortunately, one of the common problems associated with existing multiple types of building insulation, such as house wrap, is generally not multifunctional. For example, a conventional breathable house wrap material is a flash spun polyolefin material commercially available from DuPont under the trade name Tyvek (R). While providing good moisture barrier performance, Tyvek® house wrap generally does not provide good thermal barriers. To this end, polymer foams are often used for thermal insulation purposes. However, these materials do not necessarily work well with breathable moisture barriers. Also, the gas foaming agent used to form the foam may elute over time and cause environmental problems.

이와 같이, 건물 구조물에 사용하기 위한 개선된 단열 물질에 대한 필요성이 현재 존재한다.Thus, there is now a need for improved insulation materials for use in building structures.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 주거용 또는 상업용 건물 구조물에 사용하기 위한 건물 단열재가 개시된다. 상기 건물 단열재는 매트릭스 중합체를 포함하는 연속상을 함유하는 열가소성 조성물로부터 형성되는 다공성 중합체 물질을 포함한다. 상기 중합체 물질은, 약 300g/m2-24시간 이상의 수증기 투과율(water vapor transmission rate), 약 0.40W/m-K 이하의 열 전도성, 및/또는 약 50cm 이상의 수두 값(hydrohead value)을 나타낸다. According to one embodiment of the present invention, a building insulation for use in a residential or commercial building structure is disclosed. The building insulation comprises a porous polymeric material formed from a thermoplastic composition containing a continuous phase comprising a matrix polymer. The polymeric material exhibits a water vapor transmission rate of about 300 g / m 2 -24 hours or more, a thermal conductivity of about 0.40 W / mK or less, and / or a hydrohead value of about 50 cm or more.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 주거용 또는 상업용 건물 구조물에 사용하기 위한 건물 단열재가 개시된다. 상기 건물 단열재는 매트릭스 중합체를 포함하는 연속상을 함유하는 열가소성 조성물로부터 형성되는 다공성 중합체 물질을 포함한다. 마이크로내포 및 나노내포 첨가제가 연속상 내에 이산 도메인의 형태로 분산되고, 여기서 포어 망은 약 800nm 이하의 평균 단면 치수를 가지는 복수의 나노포어를 포함하는 물질에 정의된다. According to one embodiment of the present invention, a building insulation for use in a residential or commercial building structure is disclosed. The building insulation comprises a porous polymeric material formed from a thermoplastic composition containing a continuous phase comprising a matrix polymer. Microinclusion and nanocomposite additives are dispersed in the form of discrete domains in a continuous phase wherein the pore net is defined as a material comprising a plurality of nanopores having an average cross-sectional dimension of about 800 nm or less.

다른 실시예에 따르면, 실내를 정의하는 건물 외형을 포함하는 건물 구조물이 개시된다. 건물 구조물은 본원에서 기술된 바와 같은 건물 단열재를 더 포함하는데, 이는 건물 외형, 실내, 또는 이들의 조합의 표면에 인접하여 위치한다. 예를 들면, 일 실시예에서, 건물 단열재는 외벽, 지붕, 또는 이들의 조합에 인접하는 등, 건물 외형의 표면에 인접하여 위치될 수도 있다. 원하는 경우, 건물 단열재는 또한 실외 덮개(예, 외벽널(siding))에 인접하여 위치될 수도 있다. 건물 단열재는 또한 내벽, 바닥, 천장, 문, 또는 이들의 조합에 인접하는 등 실내의 표면에 인접하여 위치될 수도 있다. According to another embodiment, a building structure is disclosed that includes a building exterior defining the interior. The building structure further includes a building insulation as described herein, which is located adjacent a surface of the building exterior, interior, or combination thereof. For example, in one embodiment, the building insulation may be located adjacent a surface of a building contour, such as adjacent an exterior wall, a roof, or a combination thereof. If desired, the building insulation may also be located adjacent an outdoor cover (e.g., exterior wall siding). The building insulation may also be located adjacent a surface of the interior, such as adjacent to an interior wall, floor, ceiling, door, or combination thereof.

본 발명의 다른 특징들과 측면들은 이하에서 더욱 상세히 설명한다.Other features and aspects of the invention are described in further detail below.

통상의 기술자를 위한 본 발명의 최상의 모드를 포함한 본 발명의 모든 가능한 개시 내용을, 첨부 도면이 참조되는 명세서의 나머지 부분에서 더욱 구체적으로 기재한다.
도 1은 본 발명에 따라 형성될 수도 있는 건물 패널로 제조된 건물 골조 벽의 부분적인 대표도이고;
도 2는 2-2 선을 따른 도 1의 건물 패널의 평균 단면 차원이고;
도 3은 본 발명의 건물 단열재가 외벽에 인접하여 위치하는 건물 구조물의 일 실시예에 대한 사시도이고;
도 4는 본 발명의 건물 단열재가 내벽에 인접하여 위치하는 건물 구조물의 일 실시예에 대한 사시도이고;
도 5 및 도 6은 실시예 7의 미신축(unstretched) 필름(필름은 기계 방향에 대해 평행하게 절단 되었다)의 SEM 현미경사진들이고;
도 7과 도 8은 실시예 7의 신축 필름(필름은 기계 방향 배향에 평행하게 절단되었다)의 SEM 현미경사진이고;
도 9 및 도 10은 실시예 8의 미신축 필름의 SEM 현미경사진들이고, 상기 필름은 도 9에서 기계 방향에 대해 수직으로 절단되었고 도 10에서 기계 방향에 대해 평행으로 절단되었고;
도 11 및 도 12는 실시예 8의 신축 필름(필름은 기계 방향에 대해 평행하게 절단되었다)의 SEM 현미경사진들이고;
도 13은 액체 질소에서 동결 파단 후의 실시예 9의 섬유(폴리프로필렌, 폴리락트산 및 폴리에폭시드)의 SEM 현미경사진(x1,000)이고;
도 14는 액체 질소에서 동결 파단 후의 실시예 9의 섬유(폴리프로필렌, 폴리락트산 및 폴리에폭시드)의 SEM 현미경사진(x5,000)이고; 그리고
도 15는 실시예 9의 섬유 표면(폴리프로필렌, 폴리락트산, 및 폴리에폭시드)의 SEM 현미경사진(x10,000)이다.
본 명세서 및 도면에서 참조 특징의 반복적인 사용은 발명의 동일하거나 유사한 특징 또는 요소를 나타내기 위한 것이다.
All possible disclosures of the invention including the best mode of the invention for a person of ordinary skill in the art are more specifically described in the remainder of the specification in which the accompanying drawings are referred to.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Figure 1 is a partial representation of a building frame wall made of building panels, which may be formed in accordance with the present invention;
Figure 2 is the average cross-sectional dimension of the building panel of Figure 1 along line 2-2;
3 is a perspective view of an embodiment of a building structure in which the building insulation is positioned adjacent to an outer wall;
4 is a perspective view of an embodiment of a building structure in which the building insulation is positioned adjacent to an inner wall;
Figures 5 and 6 are SEM micrographs of the unstretched film of Example 7 (the film was cut parallel to the machine direction);
Figures 7 and 8 are SEM micrographs of the stretching film of Example 7 (the film was cut parallel to the machine direction orientation);
Figures 9 and 10 are SEM micrographs of the undrawn film of Example 8, which film was cut perpendicular to the machine direction in Figure 9 and parallel to the machine direction in Figure 10;
11 and 12 are SEM micrographs of the stretching film of Example 8 (the film was cut parallel to the machine direction);
13 is an SEM micrograph (x1, 000) of the fibers of Example 9 after freeze fracture in liquid nitrogen (polypropylene, polylactic acid and polyepoxide);
14 is an SEM micrograph (x5,000) of the fibers of Example 9 after freeze fracture in liquid nitrogen (polypropylene, polylactic acid and polyepoxide); And
15 is an SEM micrograph (x10,000) of the fiber surfaces of Example 9 (polypropylene, polylactic acid, and polyepoxides).
Repeated use of reference features in the present specification and drawings is intended to represent the same or similar features or elements of the invention.

이하, 하나 이상의 예가 후술되어 있는 본 발명의 다양한 실시예들을 상세히 설명한다. 각각의 예는 본 발명을 한정하는 것이 아니라, 본 발명의 설명을 위해서 제공된다. 실제로, 본 발명의 사상이나 범위로부터 벗어나지 않고 본 발명에 있어서 다양한 수정과 변형을 행할 수 있다는 점은 통상의 기술자에게 자명할 것이다. 예를 들어, 하나의 실시예에 일부로서 예시하거나 설명하는 특징들을 다른 하나의 실시예에 사용하여 추가적인 실시예를 얻을 수 있다. 따라서, 본 발명은 이러한 변형들 및 변경들을 첨부된 특허청구범위 및 그들의 등가물들의 범주 내로 포함시키고자 하는 것이다. Hereinafter, one or more examples will be described in detail with respect to various embodiments of the present invention described below. Each example is provided for the purpose of illustrating the invention rather than limiting the invention. In fact, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention. For example, additional embodiments may be obtained using features illustrated or described as part of one embodiment in another embodiment. It is therefore intended that the present invention include all such modifications and variations as fall within the scope of the appended claims and their equivalents.

개략적으로 말하면, 본 발명은 다공성 중합체 물질(예, 필름, 섬유성 물질 등)을 포함하는 건물 단열재에 관한 것이다. 본원에서 사용된 바와 같이, 용어 "건물 단열재"는 단열, 방음, (예를 들어, 진동에 대한) 충격 절연, 화재 절연, 수분 절연 등등 뿐만 아니라, 이들의 조합을 위한 것과 같이, 임의의 목적을 위해 단열재로 사용되는 건물의 임의의 물체를 광범위하게 의미한다. 건물 단열재는 주거용 또는 상업용 건물 구조물 내에 위치되어서, 건물 외형의 표면에 인접하게 될 수도 있으며, 상기 표면은 건물의 실내 및 실외 환경 간의 물리적 분리기이며, 예를 들어, 골조, 지붕, 외벽, 외부 문, 창문, 천장창(skylight) 등이 해당된다. 또한 건물 단열재는 내벽, 내부 문, 바닥, 천장 등과 같은 건물의 실내 표면에 인접하여 위치될 수도 있다. Briefly, the present invention relates to a building insulation comprising a porous polymeric material (e.g., film, fibrous material, etc.). As used herein, the term "building insulation" refers to any object, including, but not limited to, insulation, sound insulation, impact insulation (e.g., against vibration), fire insulation, moisture insulation, Means any object in the building used as a thermal insulation material. The building insulation may be located within a residential or commercial building structure and may be adjacent to the surface of the building exterior and the surface is a physical separator between the indoor and outdoor environments of the building and may be, for example, a frame, roof, Windows, and skylights. Also, the building insulation may be located adjacent to an interior surface of a building such as an interior wall, an interior door, a floor, a ceiling, and the like.

건물 단열재가 사용되는 구체적인 위치와 관계없이, 본 발명의 다공성 중합체 물질은 건물 내에서 다수의 단열 기능을 수행할 수도 있으며, 일부 경우에는, 소정의 유형의 기존의 단열재에 대한 필요성을 심지어 없애기도 한다. 예를 들면, 중합체 물질은 다공성이고, 물질의 cm3 당 약 15% 내지 약 80%, 일부 실시예에서는 물질의 cm3 당 약 20% 내지 약 70%, 일부 실시예에서는 약 30% 내지 약 60%를 구성할 수도 있는 포어 망을 정의한다. 그러한 높은 포어 부피의 존재로 인해, 중합체 물질이 일반적으로 수증기에 대하여 투과성을 가질 수 있게 함에 따라, 사용 도중에 그러한 증기가 건물 표면으로부터 벗어날 수 있게 하며 시간이 지나면서 물 피해 가능성을 제한할 수 있다. 수증기에 대한 물질의 투과성은, 24시간 당 제곱미터 당 그램(g/m2/24시간) 단위로 측정되는 바와 같이 수증기가 물질을 통해 투과하는 비율인 비교적 높은 수증기 투과율(water vapor transmission rate)(“WVTR”)에 의해 특징화될 수도 있다. 예를 들어, 중합체 물질은, 예컨대 ASTM E96/96M-12, 절차 B 또는 INDA 시험 절차 IST-70.4 (01)에 따라 측정되는 바와 같이, 약 300g/m2-24시간 이상, 일부 실시예들에서는 약 500g/m2-24시간 이상, 일부 실시예들에서는 약 1,000g/m2-24시간 이상, 일부 실시예들에서는 약 3,000 내지 약 15,000g/m2-24시간의 WVTR을 나타낼 수 있다. 증기가 통과할 수 있게 하는 것에 더해서, 물질의 비교적 높은 포어 부피는 또한 물질의 밀도를 낮출 수 있으며, 이로 인해 여전히 양호한 단열 성능을 달성하는 더욱 가볍고 유연성 있는 물질을 사용할 수 있게 할 수 있다. 일 실시예에서, 조성물은 약 1.2g/cm3 이하, 일부 실시예에서는 약 1.0g/cm3 이하, 일부 실시예에서는 약 0.2g/cm3 내지 약 0.8g/cm3, 그리고 일부 실시예에서는 약 0.1g/cm3 내지 0.5g/cm3의 비교적 낮은 밀도를 가질 수도 있다. 그러한 낮은 밀도 덕분에, 여전히 양호한 내열성을 달성하는 더 가벼운 물질이 형성될 수도 있다. Regardless of the specific location in which the building insulation is used, the porous polymeric material of the present invention may perform a plurality of insulation functions in the building and, in some cases, even eliminate the need for certain types of existing insulation . For example, the polymeric material is from about 15% to about 80%, in some embodiments, from about 20% to about 70% per cm 3 of the material, in some embodiments from about 30% to about 60 per cm 3 of porous, and the material Defines a network that can consist of%. The presence of such high pore volume allows the polymer material to have permeability to water vapor in general, allowing such vapors to escape from the building surface during use and limit the likelihood of water damage over time. Permeability of the material of the water vapor, the water vapor proportion of the relatively high water vapor permeability (water vapor transmission rate), which is transmitted through a material as measured in units of 24 hours per gram (g / m 2/24 hours) per square meter ( " WVTR ").≪ / RTI > For example, a polymeric material, such as ASTM E96 / 96M-12, procedure B or INDA test procedure IST-70.4, as measured according to (01), in approximately 300g / m 2 -24 hours or more, in some embodiments about 500g / m 2 -24 hours or more, in some embodiments, may refer to about 1,000g / m 2 -24 hours or more, about 3,000 to about WVTR of 15,000g / m 2 -24 hours in some embodiments. In addition to allowing steam to pass through, the relatively high pore volume of the material can also lower the density of the material, thereby making it possible to use a lighter, more flexible material that still achieves good adiabatic performance. In one embodiment, the composition comprises no more than about 1.2 g / cm 3 , in some embodiments no more than about 1.0 g / cm 3 , in some embodiments from about 0.2 g / cm 3 to about 0.8 g / cm 3 , It may have a relatively low density of about 0.1g / cm 3 to 0.5g / cm 3. By virtue of such low density, lighter materials may still be formed which still achieve good heat resistance.

매우 다공성이고 수증기에 대해 대략 투과성이 있음에도 불구하고, 그럼에도 불구하고 본 발명자들은 포어 망이 “폐쇄형 셀(closed-cell)”로 간주되어서 구불구불한 경로가 상기 포어들의 상당 부분 사이에 정의되지 않을 수도 있다는 것을 발견했다. 그러한 구조는 중합체 물질을 통한 유체의 흐름을 제한하는 것을 도울 수 있으며 유체(예, 액체 물)에 대해 대략 불투과성이어서, 물질이 물 침투로부터 표면을 단열시킬 수 있게 한다. 이와 관련해서, ATTCC 127-2008에 따라 측정되는 바와 같이, 중합체 물질은 약 50cm 이상, 일부 실시예에서는 약 100cm 이상, 일부 실시예에서는 약 150cm 이상, 및 일부 실시예에서는 약 200cm 내지 약 1000cm의 비교적 높은 수두 값(hydrohead value)을 가질 수도 있다. Despite being very porous and approximately permeable to water vapor, the present inventors nevertheless contemplate that a fornetwork is considered a " closed-cell " and that a twisty path is not defined between a substantial portion of the pores I found that it might be. Such a structure can help limit the flow of fluid through the polymeric material and is substantially impermeable to fluids (e.g., liquid water), allowing the material to insulate the surface from water infiltration. In this regard, as measured in accordance with ATTCC 127-2008, the polymeric material may be relatively relatively high, such as at least about 50 cm, in some embodiments at least about 100 cm, in some embodiments at least about 150 cm, and in some embodiments from about 200 cm to about 1000 cm It may have a high head value.

중합체 물질 속 포어 중 상당 부분은 또한 “나노-규모” 크기 (“나노포어(nanopore)”), 예컨대 평균 단면 치수가 약 800nm 이하, 일부 실시예에서는 약 1 내지 약 500nm, 일부 실시예에서는 약 5 내지 약 450nm, 일부 실시예에서는 약 5 내지 약 400nm, 일부 실시예에서는 약 10 내지 약 100nm를 가질 수도 있다. 용어 “단면 치수”는 일반적으로 그것의 주축(예컨대 길이)에 대해 실질적으로 직각을 이루고 또한 전형적으로 연신 중에 인가된 응력의 방향에 대해 실질적으로 직각인 포어의 특징적인 치수(예컨대, 폭 또는 직경)를 말한다. 그러한 나노포어들은 예를 들면 중합체 물질의 총 포어 부피의 약 15부피% 이상, 일부 실시예에서는 약 20부피% 이상, 일부 실시예에서는 약 30부피% 내지 100부피% 및 일부 실시예에서는 약 40부피% 내지 약 90부피%를 구성할 수도 있다. 그러한 높은 정도로 나노포어가 존재하는 것은 실질적으로 열 전도성을 실질적으로 감소시킬 수 있는데 더 적은 셀 분자들이 각각의 포어 내에 입수 가능해서 충돌하고 열을 전달하기 때문이다. 따라서, 중합체 물질은 또한 단열재로 작용해서 건물 단열재를 통한 열 전달의 정도를 제한하는 것을 도울 수도 있다. A large portion of the pores in the polymeric material may also have a " nanoscale " size (" nanopore "), e.g., an average cross-sectional dimension of about 800 nm or less, in some embodiments about 1 to about 500 nm, To about 450 nm, in some embodiments from about 5 to about 400 nm, and in some embodiments from about 10 to about 100 nm. The term " cross-sectional dimension " generally refers to the characteristic dimension (e.g., width or diameter) of a pore that is substantially perpendicular to its major axis (e.g., length) and is typically substantially perpendicular to the direction of stress applied during drawing, . Such nanopores may comprise, for example, at least about 15 vol%, in some embodiments at least about 20 vol%, in some embodiments at least about 30 vol% to about 100 vol%, and in some embodiments at least about 40 vol% % To about 90% by volume. The presence of such a high degree of nanopore can substantially reduce the thermal conductivity substantially because fewer cell molecules are available in each pore and collide and transfer heat. Thus, the polymeric material may also serve as an insulating material to help limit the degree of heat transfer through the building insulation.

이를 위해, 중합체 물질은 약 0.40(watts per meter-kelvin; “W/m-K”) 이하, 일부 실시예들에서는 약 0.20W/m-K 이하, 일부 실시예들에서는 약 0.15W/m-K 이하, 일부 실시예들에서는 약 0.01 내지 약 0.12W/m-K, 일부 실시예들에서는 약 0.02 내지 약 0.10W/m-K 같은 비교적 낮은 열 전도성을 나타내는 열적 배리어로서 기능할 수 있다. 주목할 점은, 물질이 비교적 작은 두께에서 이러한 낮은 열 전도성 값을 달성할 수 있으며, 이에 따라 물질이 더욱 큰 정도의 유연성과 상용성을 보유할 수 있고 또한 그것이 건물 단열재 내에서 차지하는 공간을 줄일 수 있다는 점이다. 이러한 이유 때문에, 중합체 물질은, 또한, 물질의 두께로 나눈 그 물질의 열 전도성과 같으며 제곱미터-켈빈 당 와트(“W/m2K”) 단위로 제공되는 비교적 낮은 "열 어드미턴스(thermal admittance)"를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 물질은, 약 1000W/m2K 이하, 일부 실시예들에서는 약 10 내지 약 800W/m2K, 일부 실시예들에서는 약 20 내지 약 500W/m2K, 일부 실시예들에서는 약 40 내지 약 200W/m2K의 열 어드미턴스를 나타낼 수 있다. 중합체 물질의 실제 두께는, 그 물질의 특정한 형태에 따라 달라질 수도 있지만, 통상적으로는, 약 5μm 내지 약 100mm, 일부 실시예들에서는 약 10μm 내지 약 50mm, 일부 실시예들에서는 약 200μm 내지 약 25mm, 그리고 일부 실시예들에서는 약 50μm 내지 약 5mm이다. To this end, the polymeric material may be used in an amount of up to about 0.40 (watts per meter-kelvin; " W / mK "), in some embodiments up to about 0.20 W / mK, 0.0 > mK, < / RTI > in some embodiments from about 0.01 to about 0.12 W / mK in some embodiments, and from about 0.02 to about 0.10 W / mK in some embodiments. It should be noted that the material can achieve such low thermal conductivity values at relatively small thicknesses, thereby allowing the material to have a greater degree of flexibility and compatibility and also reducing the space it occupies in the building insulation It is a point. For this reason, the polymer material also has a relatively low thermal admittance, which is equal to the thermal conductivity of the material divided by the thickness of the material and provided in units of watts per square meter (W / m 2 K) " For example, the material may be present in an amount of about 1000 W / m 2 K or less, in some embodiments about 10 to about 800 W / m 2 K, in some embodiments about 20 to about 500 W / m 2 K, And may exhibit a thermal admittance of about 40 to about 200 W / m < 2 > K. The actual thickness of the polymeric material may vary depending on the particular form of the material, but is typically in the range of about 5 [mu] m to about 100 mm, in some embodiments about 10 [mu] m to about 50 mm, in some embodiments about 200 [ And in some embodiments from about 50 [mu] m to about 5 mm.

건물 단열 물질을 형성하기 위한 종래기술과는 반대로, 본 발명자들은 기체성 발포제를 사용하지 않고 본 발명의 다공성 물질이 형성될 수 있다는 것을 발견했다. 이는 부분적으로 물질의 구성성분들의 독특한 성질 뿐만 아니라 상기 물질이 형성되는 물질(matter)때문이다. 더욱 구체적으로, 다공성 물질은 매트릭스 중합체, 마이크로내포 첨가제, 및 나노내포 첨가제를 포함하는 연속상을 함유하는 열가소성 조성물로부터 형성될 수도 있다. 상기 첨가제들은 매트릭스 중합체 보다 상이한 탄성계수를 가지도록 선택될 수도 있다. 이러한 식으로, 마이크로내포 첨가제 및 나노내포 첨가제는 이산 마이크로 크기 및 나노 크기 도메인 각각으로서 연속상 내에 분산될 수 있다. 본 발명자들은 변형(deformation) 및 신장 변형(strain)(예, 연신)을 거칠 때 상당 부분이 나노 크기를 갖는, 포어 망을 생성하는 방식으로 마이크로 규모 및 나노 규모 도메인이 독특한 방식으로 상호작용할 수 있다는 것을 발견했다. 즉, 신장 변형은, 물질들의 비친화성 때문에 발생하는 응력 집중의 결과로서, 마이크로 크기의 분리 상 도메인들 근처에서 집중적인 국부 전단 영역들 및/또는 응력 집중(intensity) 영역들(예, 평균 응력들)을 개시할 수 있을 것으로 여겨진다. 이들 전단 및/또는 응력 집중 영역들은 마이크로 크기의 도메인들에 인접한 중합체 매트릭스에서 일부 초기 해리(debonding)를 초래한다. 특히, 그러나, 국부 전단 및/또는 응력 집중 영역들은 또한 마이크로 크기의 영역들과 중첩되는 나노 크기의 분리 상 도메인들 근처에서 생성될 수 있다. 이러한 중첩하는 전단 및/또는 응력 확대 영역들은 심지어 추가 해리가 중합체 매트릭스에서 발생하게 하고, 이렇게 하여 나노 크기의 도메인들 및/또는 마이크로 크기의 도메인들에 인접하여 실질적인 개수의 나노포어들을 생성한다. Contrary to the prior art for forming building insulation materials, the present inventors have found that the porous material of the present invention can be formed without using a gaseous foaming agent. This is in part due to the unique properties of the constituents of the material as well as the matter in which the material is formed. More specifically, the porous material may be formed from a thermoplastic composition containing a continuous phase comprising a matrix polymer, a microencapsulation additive, and a nanocomposite additive. The additives may be selected to have different elastic moduli than the matrix polymer. In this manner, the microinclusion additive and the nanocomposite additive can be dispersed within the continuous phase as discrete micro size and nano size domains, respectively. The present inventors have found that microscale and nanoscale domains can interact in a unique manner in such a way as to create a pore network with much of the nanoscale when undergoing deformation and strain (e.g., stretching) I found that. That is, the elongational deformation is caused by intense localized shear zones and / or stress intensity zones (e.g., mean stresses) near the micro-sized segregated domains as a result of stress concentration resulting from the non- May be initiated. These shear and / or stress concentration regions result in some initial debonding in the polymer matrix adjacent to the micro-sized domains. Particularly, however, local shear and / or stress concentration regions can also be generated near nano-sized separating domains overlapping micro-sized regions. These overlapping shear and / or stress magnification regions may even cause additional dissociation to occur in the polymer matrix, thus creating a substantial number of nanopores adjacent to nanoscale domains and / or micro-sized domains.

본 발명의 다양한 실시예를 이제 보다 상세하게 설명하기로 한다. Various embodiments of the present invention will now be described in more detail.

I.열가소성 조성물 I. Thermoplastic composition

A.매트릭스 중합체 A. Matrix polymer

상기에서 나타낸 바와 같이, 열가소성 조성물은 통상적으로 열가소성 조성물의 약 60중량% 내지 약 99중량%, 일부 실시예들에서는 약 75중량% 내지 약 98중량%, 일부 실시예들에서는 약 80중량% 내지 약 95중량%를 구성하는, 하나 이상의 매트릭스 중합체를 함유하는 연속상(continuous phase)을 함유할 수도 있다. 연속상을 형성하는 데 사용되는 매트릭스 중합체(들)의 성질은 중요한 것이 아니며, 임의의 적절한 중합체가 일반적으로 사용될 수 있는데, 예컨대, 폴리에스테르, 폴리올레핀, 스티렌 중합체, 폴리아미드 등이 있다. 소정의 실시예들에서, 예를 들어, 폴리에스테르를 조성물에 사용하여 중합체 매트릭스를 형성할 수 있다. 다양한 폴리에스테르 중 임의의 것을 일반적으로 사용할 수 있는데, 예컨대, 지방족 폴리에스테르, 예컨대, 폴리카프롤락톤, 폴리에스테르아미드, 폴리락트산(PLA) 및 그 공중합체, 폴리글리콜산, 폴리알킬렌 카르보네이트(예를 들어, 폴리에틸렌 카르보네이트), 폴리-3-하이드록시부티레이트(PHB), 폴리-3-하이드록시발레레이트(PHV), 폴리-3-하이드록시부티레이트-코-4-하이드록시부티레이트, 폴리-3-하이드록시부티레이트-코-3-하이드록시발레레이트 공중합체(PHBV), 폴리-3-하이드록시부티레이트-코-3-하이드록시헥사노에이트, 폴리-3-하이드록시부티레이트-코-3-하이드록시옥타노에이트, 폴리-3-하이드록시부티레이트-코-3-하이드록시데카노에이트, 폴리-3-하이드록시부티레이트-코-3-하이드록시옥타데카노에이트, 및 숙시네이트계 지방족 중합체(예를 들어, 폴리부틸렌 숙시네이트, 폴리부틸렌 숙시네이트, 아디페이트, 폴리에틸렌 숙시네이트 등); 지방족-방향족 코폴리에스테르(예를 들어, 폴리부틸렌 아디페이트 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 아디페이트 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 아디페이트 이소프탈레이트, 폴리부틸렌 아디페이트 이소프탈레이트등); 지방족 폴리에스테르(예를 들어, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트 등); 기타 등등이 있다. As indicated above, the thermoplastic composition typically comprises from about 60% to about 99% by weight, in some embodiments from about 75% to about 98%, and in some embodiments from about 80% to about 99% by weight of the thermoplastic composition 95% < / RTI > by weight of the matrix polymer. The nature of the matrix polymer (s) used to form the continuous phase is not critical, and any suitable polymer can be generally used, such as polyesters, polyolefins, styrene polymers, polyamides, and the like. In certain embodiments, for example, a polyester can be used in the composition to form a polymeric matrix. Any of various polyesters can be generally used, and examples thereof include aliphatic polyesters such as polycaprolactone, polyester amide, polylactic acid (PLA) and copolymers thereof, polyglycolic acid, polyalkylene carbonate (PHB), poly-3-hydroxyvalerate (PHV), poly-3-hydroxybutyrate-co-4-hydroxybutyrate, Hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate copolymer (PHBV), poly-3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyhexanoate, poly- 3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyoctadecanoate, and succinate-based aliphatic isomers of poly-3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxydecanoate, Polymers (e. G., ≪ RTI ID = Polybutylene succinate, polybutylene succinate, adipate, polyethylene succinate, etc.); Aliphatic-aromatic copolyesters (e.g., polybutylene adipate terephthalate, polyethylene adipate terephthalate, polyethylene adipate isophthalate, polybutylene adipate isophthalate, etc.); Aliphatic polyesters (e.g., polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate and the like); And so on.

일부 경우에, 열가소성 조성물은, 본래 강성이며 이에 따라 비교적 높은 유리 전이 온도를 갖는 적어도 하나의 폴리에스테르를 포함할 수 있다. 예를 들어, 유리 전이 온도(“Tg”)는, 약 0℃ 이상, 일부 실시예들에서는 약 5℃ 내지 약 100℃, 일부 실시예들에서는 약 30℃ 내지 약 80℃, 일부 실시예들에서는 약 50℃ 내지 약 75℃ 일 수 있다. 폴리에스테르는, 또한, 약 140℃ 내지 약 300℃, 일부 실시예들에서는 약 150℃ 내지 약 250℃, 일부 실시예들에서는 약 160℃ 내지 약 220℃의 용융 온도를 가질 수 있다. 용융 온도는, ASTM D-3417에 따라 시차주사 열량측정("DSC")을 이용하여 결정될 수 있다. 유리 전이 온도는, ASTM E1640-09에 따라 동적 기계적 분석에 의해 결정될 수도 있다. In some cases, the thermoplastic composition may comprise at least one polyester that is inherently rigid and thus has a relatively high glass transition temperature. For example, the glass transition temperature (" T g ") may be greater than about 0 ° C, in some embodiments from about 5 ° C to about 100 ° C, in some embodiments from about 30 ° C to about 80 ° C, Lt; 0 > C to about 75 < 0 > C. The polyester may also have a melting temperature of from about 140 占 폚 to about 300 占 폚, in some embodiments from about 150 占 폚 to about 250 占 폚, and in some embodiments, from about 160 占 폚 to about 220 占 폚. The melting temperature can be determined using differential scanning calorimetry ("DSC") in accordance with ASTM D-3417. The glass transition temperature may be determined by dynamic mechanical analysis according to ASTM E1640-09.

한 가지 구체적인 적절한 강성 폴리에스테르는 폴리락트산으로, 일반적으로 락트산의 임의의 이성질체의 단량체 단위, 예컨대 좌회전성-락트산("L-락트산"), 우회전성-락트산("D-락트산"), 메소-락트산, 또는 이들의 혼합물로부터 유도될 수도 있다. 단량체 단위는 또한 락트산의 임의의 이성질체, 이를테면 L-락타이드, D-락타이드, 메조-락타이드 또는 그것들의 혼합물의 무수물로부터도 형성될 수 있다. 그런 락트산 및/또는 락타이드의 고리형 이량체 또한 사용될 수 있다. 임의의 공지된 중합법, 예컨대 중축합 또는 고리-개방 중합이 락트산을 중합하기 위하여 사용될 수 있다. 소량의 사슬-확장제(예컨대 다이이소시아네이트 화합물, 에폭시 화합물 또는 산 무수물)가 또한 사용될 수 있다. 폴리락트산은 동종중합체거나 공중합체, 예컨대 L-락트산으로부터 유도된 단량체 단위 및 D-락트산으로부터 유도된 단량체 단위를 함유하는 것일 수 있다. 요구되지는 않지만, L-락트산으로부터 유도된 단량체 단위와 D-락트산으로부터 유도된 단량체 단위 중 하나의 함량 비율은 바람직하게는 약 85 몰% 이상, 일부 실시예에서는 약 90 몰% 이상, 및 일부 실시예에서는 약 95 몰% 이상이다. 각각이 L-락트산으로부터 유도된 단량체 단위와 D-락트산으로부터 유도된 단량체 단위 사이에 상이한 비율을 가지는 다중 폴리락트산은 임의의 백분율로 혼합될 수 있다. 물론, 폴리락트산은 다른 유형의 중합체(예를 들어, 폴리올레핀, 폴리에스테르 등)와 함께 배합될 수도 있다. One specific suitable rigid polyester is a polylactic acid, generally a monomer unit of any isomer of lactic acid, such as a left turnable lactic acid ("L-lactic acid"), a right turnable lactic acid ("D- Lactic acid, or a mixture thereof. The monomeric units may also be formed from any isomer of lactic acid, such as an anhydride of L-lactide, D-lactide, meso-lactide, or mixtures thereof. Such cyclic dimers of lactic acid and / or lactide may also be used. Any known polymerization method, such as polycondensation or ring-opening polymerization, may be used to polymerize the lactic acid. Small amounts of chain-extending agents (such as diisocyanate compounds, epoxy compounds or acid anhydrides) may also be used. The polylactic acid may be a homopolymer or a copolymer, such as a monomer unit derived from L-lactic acid and a monomer unit derived from D-lactic acid. Although not required, the ratio of the content of monomer units derived from L-lactic acid to one of monomer units derived from D-lactic acid is preferably at least about 85 mole%, in some embodiments at least about 90 mole% In the example, it is at least about 95 mol%. Multiple polylactic acids, each having a different ratio between monomer units derived from L-lactic acid and monomer units derived from D-lactic acid, may be mixed in any percentage. Of course, polylactic acid may be blended with other types of polymers (e.g., polyolefins, polyesters, etc.).

구체적인 일 실시예에서, 폴리락트산은 다음과 같은 일반 구조를 갖는다:In one specific embodiment, the polylactic acid has the following general structure:

Figure pct00001
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본 발명에서 사용될 수 있는 적절한 폴리락트산 중합체의 특정한 일례는, BIOMER™ L9000이라는 상품명으로 독일 Krailling에 소재하는 Biomer, Inc.에 의해 시판되고 있다. 다른 적절한 폴리락트산 중합체는, 미국 미네소타주 미네통카에 소재하는 Natureworks LLC에 의해 (NATUREWORKS®) 또는 Mitsui Chemical (LACEA™)에서 시판되고 있다. 또 다른 적절한 폴리락트산은, 미국 특허 제4,797,468호, 제5,470,944호, 제5,770,682호, 제5,821,327호, 제5,880,254호, 제6,326,458호에 기재된 것일 수 있다. A specific example of a suitable polylactic acid polymer that may be used in the present invention is commercially available from Biomer, Inc. of Krailling, Germany under the trade name BIOMER (TM) L9000. Other suitable polylactic acid polymers are commercially available from NATUREWORKS (R) or Mitsui Chemical (LACEA (TM)), Minneapolis, Minn. Other suitable polylactic acids may be those described in U.S. Patent Nos. 4,797,468, 5,470,944, 5,770,682, 5,821,327, 5,880,254, 6,326,458.

폴리락트산은, 통상적으로, 약 40,000 내지 약 180,000그램/몰, 일부 실시예들에서는 약 50,000 내지 약 160,000그램/몰, 일부 실시예들에서는 약 80,000 내지 약 120,000그램/몰의 수평균 분자량(“Mn”)을 갖는다. 마찬가지로, 중합체는, 또한, 통상적으로, 약 80,000 내지 약 250,000그램/몰, 일부 실시예들에서는 약 100,000 내지 약 200,000그램/몰, 일부 실시예들에서는, 약 110,000 내지 약 160,000그램/몰의 중량 평균 분자량(“Mw”)을 갖는다. 중량 평균 분자량 대 수평균 분자량의 비(“Mw/Mn”), 즉, "다중분산 지수(polydispersity index)"도 비교적 낮다. 예를 들어, 다중분산 지수는, 통상적으로, 약 1.0 내지 약 3.0, 일부 실시예들에서는 약 1.1 내지 약 2.0, 일부 실시예들에서는 약 1.2 내지 약 1.8일 수 있다. 중량 평균 분자량과 수 평균 분자량은 본 기술분야의 숙련자에게 알려져 있는 방법에 의해 결정될 수 있다. The polylactic acid typically has a number average molecular weight ("M") of from about 40,000 to about 180,000 grams / mole, in some embodiments from about 50,000 to about 160,000 grams / mole, in some embodiments from about 80,000 to about 120,000 grams / n "). Likewise, the polymer will also typically have a weight average of from about 80,000 to about 250,000 grams / mole, in some embodiments from about 100,000 to about 200,000 grams / mole, in some embodiments from about 110,000 to about 160,000 grams / Molecular weight (" M w "). (&Quot; M w / M n "), i.e., the "polydispersity index ", of the weight average molecular weight to the number average molecular weight is relatively low. For example, the polydispersity index may typically be from about 1.0 to about 3.0, in some embodiments from about 1.1 to about 2.0, and in some embodiments from about 1.2 to about 1.8. The weight average molecular weight and number average molecular weight can be determined by methods known to those skilled in the art.

또한, 폴리락트산은, 1000sec-1의 전단 속도와 190℃의 온도에서 결정되는 바와 같이, 약 50 내지 약 600 Pa·s, 일부 실시예들에서는 약 100 내지 약 500Pa·s, 일부 실시예들에서는 약 200 약 400Pa·s의 겉보기 점성도를 가질 수 있다. (건조 상태를 기준으로) 폴리락트산의 용융된 유속은, 또한, 2160그램의 하중과 190℃에서 결정되는 바와 같이, 약 0.1 내지 약 40그램/10분, 일부 실시예들에서는 약 0.5 내지 약 20그램/10분, 일부 실시예들에서는 약 5 내지 약 15그램/10분 일 수 있다. Further, polylactic acid, as determined at a shear rate and a temperature of 190 ℃ of 1000sec -1, about 50 to about 600 Pa · s, in some embodiments of the about 100 to about 500Pa · s, some embodiments An apparent viscosity of about 200 to about 400 Pa · s. The molten flow rate of the polylactic acid (based on dry conditions) may also range from about 0.1 to about 40 grams / 10 minutes, as determined at 190 ° C and a load of 2160 grams, in some embodiments from about 0.5 to about 20 Gram / 10 minutes, in some embodiments from about 5 to about 15 grams / 10 minutes.

순수 폴리에스테르의 일부 유형(예를 들어, 폴리락트산)은, 출발물질 폴리락트산의 건조 중량에 기초하여 약 500 내지 600ppm 이상의 습기 함량을 갖도록 주변 환경으로부터 물을 흡수할 수 있다. 습기 함량은, 후술하는 바와 같이 ASTM D 7191-05에 따라, 당업계에 알려져 있듯이 다양한 방식으로 결정될 수 있다. 용융 처리 동안 물이 존재함으로써 폴리에스테르를 가수분해적으로 분해시킬 수 있고 그 분자량을 감소시킬 수 있기 때문에, 때로는 배합 전에 폴리에스테르를 건조시키는 것이 바람직하다. 대부분의 실시예들에서는, 예를 들면, 마이크로내포 및 나노내포 첨가제와 배합하기 이전에 폴리에스테르는 약 300ppm 이하, 일부 실시예에서 약 200ppm 이하, 일부 실시예에서 약 1 내지 약 100ppm의, 수분 함량을 갖는 것이 바람직하다. 폴리에스테르의 건조는, 예를 들면 약 50℃ 내지 약 100℃, 및 일부 실시예에서는 약 70℃ 내지 약 80℃에서 실시될 수 있다. Some types of pure polyester (e.g., polylactic acid) can absorb water from the environment to have a moisture content of about 500 to 600 ppm or more based on the dry weight of the starting material polylactic acid. The moisture content can be determined in a variety of ways, as is known in the art, according to ASTM D 7191-05, as described below. It is sometimes desirable to dry the polyester prior to compounding, since the presence of water during the melt process can hydrolyse the polyester and reduce its molecular weight. In most embodiments, for example, the polyester has a water content of less than about 300 ppm, in some embodiments less than about 200 ppm, and in some embodiments from about 1 to about 100 ppm, prior to incorporation with the micro- and nano- . Drying of the polyester can be carried out, for example, at about 50 ° C to about 100 ° C, and in some embodiments at about 70 ° C to about 80 ° C.

B.마이크로내포 첨가제 B. Micro-inclusion additive

상기에서 나타낸 바와 같이, 본 발명의 소정의 실시예들에서, 마이크로내포 및/또는 나노내포 첨가제는 열가소성 조성물의 연속상 내에 분산될 수도 있다. 본원에서 사용된 바와 같이, 용어 “마이크로내포 첨가제”는 일반적으로 중합체 매트릭스 내에 마이크로 크기의 이산 도메인들의 형태로 분산될 수 있는 임의의 비정질, 정질, 또는 반-정질 물질을 가리킨다. 예를 들면, 연신 이전에, 도메인들은 약 0.05μm 내지 약 30μm, 일부 실시예에서는 약 0.1μm 내지 약 25μm, 일부 실시예에서는 약 0.5μm 내지 약 20μm, 및 일부 실시예에서는 약 1μm 내지 약 10μm의, 평균 단면 치수를 가질 수 있다. 용어 “단면 치수(cross-sectional dimension)”는 일반적으로, 주요 축에 대하여 실직적으로 직각이고(예, 길이) 또한 연신 동안 가해진 응력 방향에 대하여 전형적이고 실직적으로 직각인, 도메인의 특징적인 치수(예, 폭 또는 직경)를 가리킨다. 마이크로내포 첨가제로부터 전형적으로 형성되는 동안, 마이크로 크기의 도메인들이 또한 마이크로내포 첨가제 또는 나노내포 첨가제 및/또는 조성물의 다른 성분들과 조합하여 형성될 수 있다는 것이 이해될 것이다. As indicated above, in certain embodiments of the present invention, the microinclusion and / or nanocomposing additive may be dispersed in a continuous phase of the thermoplastic composition. As used herein, the term " microencapsulated additive " refers to any amorphous, crystalline, or semi-crystalline material that can be dispersed in the form of micron-sized discrete domains generally within the polymer matrix. For example, prior to stretching, the domains can be in the range of from about 0.05 urn to about 30 urn, in some embodiments from about 0.1 urn to about 25 urn, in some embodiments from about 0.5 urn to about 20 urn, and in some embodiments from about 1 urn to about 10 urn , And may have an average cross-sectional dimension. The term " cross-sectional dimension " generally refers to the characteristic dimension of the domain, which is typically orthogonal to the major axis (e.g., length) and is typical and practically orthogonal to the applied stress direction during stretching (E.g., width or diameter). It will be appreciated that, while typically being formed from microencapsulated additives, microsized domains may also be formed in combination with microencapsulated additives or other components of the nanocomposite additive and / or composition.

마이크로내포 첨가제는 일반적으로 본래 중합체며, 비교적 높은 분자량을 가져서 열가소성 조성물의 안정성과 용융 강도를 개선하는 데 일조한다. 통상적으로, 마이크로내포 중합체는 매트릭스 중합체와 대략 혼합되지 않을 수도 있다. 이러한 식으로, 첨가제는 매트릭스 중합체의 연속상 내에서 이산 위상 도메인들로서 더욱 양호하게 분산될 수 있다. 이산 도메인들은 외부 힘에서 발생한 에너지를 흡수할 수 있고, 그것은 최종 물질의 전체 터프니스 및 강도를 증가시킨다. 도메인들은 다양한 상이한 형상들, 예를 들면, 타원형, 구형, 원통형, 판상형, 관형 등을 가질 수 있다. 일 실시예에서, 예를 들면 도메인들은 실질적으로 타원 형상을 갖는다. 개별적인 도메인의 물리적 치수는, 통상적으로 외부 응력의 인가시 중합체 물질을 통한 균열의 전파를 최소화할 정도로 작지만, 미시적 플라스틱 변형을 개시하고 입자 포함물에서의 및 그 주위에서의 전단 및/또는 응력 집중 구역들을 허용할 정도로 크다. Micro-inclusion additives are generally inherently polymers and have a relatively high molecular weight to help improve the stability and melt strength of thermoplastic compositions. Typically, the microencapsulating polymer may not be substantially blended with the matrix polymer. In this way, the additive can be better dispersed as discrete phase domains within the continuous phase of the matrix polymer. Discrete domains can absorb energy generated from external forces, which increases the overall toughness and strength of the final material. Domains may have a variety of different shapes, e.g., elliptical, spherical, cylindrical, plate, tubular, and the like. In one embodiment, for example, the domains have a substantially elliptical shape. The physical dimensions of the individual domains are small enough to minimize the propagation of cracks through the polymeric material, typically upon application of external stress, but initiate microscopic plastic deformation and cause shear and / .

중합체들은 혼합되지 않을 수도 있지만, 마이크로내포 첨가제는 그럼에도 불구하고 매트릭스 중합체의 용해도 파라미터와 비교적 유사한 용해도 파라미터를 갖도록 선택될 수 있다. 이것은, 이산 및 연속상들의 경계들의 물리적 상호작용과 계면 상용성을 개선할 수 있고, 이에 따라, 조성물이 파단될 가능성을 감소시킨다. 이러한 점에서, 매트릭스 중합체를 위한 용해도 파라미터 대 첨가제의 용해도 파라미터의 비는, 통상적으로 약 0.5 내지 약 1.5이고, 일부 실시예들에서는 약 0.8 내지 약 1.2이다. 예를 들면, 마이크로내포 첨가제는 약 15 내지 약 30MJoules1 /2/m3/2, 일부 실시예들에서는 약 18 내지 약 22MJoules1 /2/m3/2의 용해도 파라미터를 가질 수 있는 한편, 폴리락트산은 약 20.5MJoules1 /2/m3/2의 용해도 파라미터를 가질 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같은 "용해도 파라미터"라는 용어는, 응집 에너지 밀도의 제곱근이며 아래 식에 따라 산출되는 "힐데브란트 용해도 파라미터(Hildebrand Solubility Parameter)"를 가리킨다. While the polymers may not be mixed, the micro-inclusion additive may nevertheless be selected to have a solubility parameter comparable to that of the matrix polymer. This can improve the physical interactions and interfacial compatibility of the boundaries of the discrete and continuous phases, thereby reducing the likelihood that the composition will break. In this regard, the ratio of the solubility parameter to the solubility parameter for the matrix polymer to the additive is typically from about 0.5 to about 1.5, and in some embodiments from about 0.8 to about 1.2. For example, micro-encapsulated additive is from about 15 to about 30MJoules 1/2 / m 3/2, in some embodiments, which may have a solubility parameter of from about 18 to about 22MJoules 1/2 / m 3/2 On the other hand, poly acid may have a solubility parameter of from about 20.5MJoules 1/2 / m 3/2. The term "solubility parameter" as used herein refers to the " Hildebrand Solubility Parameter "which is the square root of the cohesive energy density and is calculated according to the following equation:

Figure pct00002
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여기서, here,

HvHv = 기화열 = Evaporation heat

R =이상 기체 상수R = ideal gas constant

T=온도T = temperature

VmVm = 분자 부피 = Molecular volume

많은 중합체를 위한 힐데브란트 용해도 파라미터도, 본 명세서에 참고로 원용되는 Solubility Handbook of Plastics, by Wyeych (2004)에 의해 이용가능하다. Hildebrand solubility parameters for many polymers are also available by Solubility Handbook of Plastics, by Wyeych (2004), which is incorporated herein by reference.

마이크로내포 첨가제는 또한, 소정의 용융 유속(또는 점성도)을 가져서, 이산 도메인들 및 생성되는 포어들이 적절히 유지될 수 있음을 보장할 수 있다. 예를 들어, 첨가제의 용융 유속이 너무 빠르면, 첨가제가 연속상을 통해 제어되지 않고 흐르고 분산되는 경향이 있다. 이에 따라, 유지하기 어려우며 또한 이르게 파단될 가능성이 있는 박층 판형 도메인 또는 공동 연속상 구조가 발생한다. 역으로, 첨가제의 용융 유속이 너무 느리면, 첨가제가 함께 모여서, 배합 동안 분산되기 어려운 매우 큰 타원 도메인을 형성하는 경향이 있다. 이에 따라, 연속상 전체에 걸쳐 첨가제의 불균일한 분포가 발생할 수 있다. 이와 관련하여, 본 발명자들은 마이크로내포 첨가제의 용융 유속 대 매트릭스 중합체의 용융 유속의 비가 전형적으로 약 0.2 내지 약 8, 일부 실시예에서는 약 0.5 내지 약 6, 및 일부 실시예에서는 약 1 내지 약 5라는 것을 발견하였다. 예를 들어 마이크로내포 첨가제는 2160g의 하중 및 190℃에서 측정되는 바, 약 0.1 내지 약 250그램/10분, 일부 실시예들에서는 약 0.5 내지 약 200그램/10분, 일부 실시예들에서는 약 5 내지 약 150그램/10분을 가질 수 있다. The micro-inclusion additive may also have a desired melt flow rate (or viscosity) to ensure that the discrete domains and resulting pores can be properly retained. For example, if the melt flow rate of the additive is too high, the additive tends to flow and disperse uncontrolled through the continuous phase. This results in a lamellar domain or co-continuous phase structure that is difficult to maintain and is likely to break prematurely. Conversely, if the melt flow rate of the additives is too low, the additives tend to aggregate together to form very large elliptical domains that are difficult to disperse during compounding. This can result in non-uniform distribution of the additive throughout the continuous phase. In this regard, the inventors have found that the ratio of melt flow rate of micro-inclusion additive to melt flow rate of matrix polymer is typically from about 0.2 to about 8, in some embodiments from about 0.5 to about 6, and in some embodiments from about 1 to about 5 . For example, the micro-inclusion additive has a loading of about 2160 grams and about 0.1 to about 250 grams / 10 minutes, in some embodiments about 0.5 to about 200 grams / 10 minutes as measured at 190 DEG C, and in some embodiments about 5 To about 150 grams / 10 minutes.

상술한 특성들에 더하여, 원하는 강도 증가를 달성하도록 마이크로내포 첨가제의 기계적 특징들도 선택될 수 있다. 예를 들어, 매트릭스 중합체와 마이크로내포 첨가제의 배합물이 외력과 가해지면, 응력 집중(예를 들어, 수직 응력 또는 전단 응력을 포함함), 및 전단 및/또는 플라스틱 항복 구역이, 첨가제와 매트릭스 중합체의 탄성 계수의 차이로 인해 발생하는 응력 집중의 결과로서 이산 위상 도메인들에서 및 이산 위상 도메인들 주위에서 개시될 수 있다. 응력 집중이 클수록 도메인에서의 국부적 플라스틱 흐름이 더욱 강화되는데, 이는 응력이 부여되는 경우 도메인이 상당히 세장될 수 있게 한다. 이렇게 세장된 도메인들은, 예를 들어 조성물이 강성 폴리에스테르 수지인 경우 조성물이 매트릭스 중합체보다 더욱 유연하고 부드러운 거동을 나타낼 수 있게 한다. 응력 집중을 향상시키도록, 마이크로내포 첨가제는 매트릭스 중합체에 비해 비교적 낮은 영(Young)의 탄성 계수를 갖도록 선택될 수 있다. 예를 들어, 매트릭스 중합체의 탄성 계수 대 첨가제의 탄성 계수의 비는, 통상적으로, 약 1 내지 약 250, 일부 실시예들에서는 약 2 내지 약 100, 일부 실시예들에서는 약 2 내지 약 50이다. 마이크로내포 첨가제의 탄성 계수는, 예를 들어, 약 2 내지 약 1000메가파스칼(MPa), 일부 실시예들에서는 약 5 내지 약 500MPa, 일부 실시예들에서는 약 10 내지 약 200MPa일 수 있다. 대조적으로, 폴리락트산의 탄성 계수는, 예를 들어, 통상적으로 약 800MPa 내지 약 3000MPa이다. In addition to the properties described above, the mechanical properties of the microencapsulated additive can also be selected to achieve the desired strength increase. For example, if a combination of a matrix polymer and a micro-inclusion additive is applied with an external force, stress concentration (including, for example, normal stress or shear stress), and shear and / Can be initiated in discrete phase domains and around discrete phase domains as a result of stress concentration resulting from differences in elastic modulus. The larger the stress concentration, the stronger the local plastic flow in the domain, which allows the domain to be considerably elongated if stress is applied. Such shrunk domains allow the composition to exhibit a more flexible and softer behavior than the matrix polymer, for example when the composition is a rigid polyester resin. To improve stress concentration, the micro-inclusion additive may be selected to have a relatively low Young's modulus relative to the matrix polymer. For example, the ratio of the modulus of elasticity of the matrix polymer to the modulus of elasticity of the additive is typically from about 1 to about 250, in some embodiments from about 2 to about 100, and in some embodiments from about 2 to about 50. The modulus of elasticity of the microencapsulated additive may be, for example, from about 2 to about 1000 megapascals (MPa), in some embodiments from about 5 to about 500 MPa, and in some embodiments from about 10 to about 200 MPa. In contrast, the modulus of elasticity of the polylactic acid is typically, for example, from about 800 MPa to about 3000 MPa.

상술한 특성들을 갖는 다양한 마이크로내포 첨가제를 사용할 수 있지만, 특히 적절한 첨가제의 예는, 폴리올레핀 등의 합성 중합체(예를 들어, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부틸렌 등); 스티렌 공중합체(예를 들어, 스티렌-부타디엔-스티렌, 스티렌-이소프렌-스티렌, 스티렌-에틸렌-프로필렌-스티렌, 스티렌-에틸렌-부타디엔-스티렌 등); 폴리테트라플루오로에틸렌; 폴리에스테르(예를 들어, 재생 폴리에스테르, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 등); 폴리비닐 아세테이트(예를 들어, 폴리(에틸렌 비닐 아세테이트), 폴리비닐 클로라이드 아세테이트 등); 폴리비닐 알코올(예를 들어, 폴리비닐 알코올, 폴리(에틸렌 비닐 알코올) 등); 폴리비닐 부티랄; 아크릴 수지(예를 들어, 폴리아크릴레이트, 폴리메틸아크릴레이트, 폴리메틸메타크릴레이트 등); 폴리아미드(예를 들어, 나일론); 폴리비닐 클로라이드; 폴리비닐리덴 클로라이드; 폴리스티렌; 폴리우레탄; 기타 등등을 포함할 수 있다. 적절한 폴리올레핀은, 예를 들어, 에틸렌 중합체(예를 들어, 저밀도 폴리에틸렌("LDPE"), 고밀도 폴리에틸렌("HDPE"), 선형 저밀도 폴리에틸렌("LLDPE") 등), 프로필렌 동종중합체(예를 들어, 교대배열, 혼성배열, 동일배열 등), 프로필렌 공중합체 등을 포함할 수 있다. Various microencapsulated additives with the above mentioned properties can be used, but examples of suitable additives include synthetic polymers such as polyolefins (e.g. polyethylene, polypropylene, polybutylene, etc.); Styrene copolymers (e.g., styrene-butadiene-styrene, styrene-isoprene-styrene, styrene-ethylene-propylene-styrene, styrene-ethylene-butadiene-styrene); Polytetrafluoroethylene; Polyesters (e.g., recycled polyesters, polyethylene terephthalate and the like); Polyvinyl acetate (for example, poly (ethylene vinyl acetate), polyvinyl chloride acetate, etc.); Polyvinyl alcohol (for example, polyvinyl alcohol, poly (ethylene vinyl alcohol) and the like); Polyvinyl butyral; Acrylic resins (e.g., polyacrylate, polymethyl acrylate, polymethyl methacrylate and the like); Polyamides (e.g., nylon); Polyvinyl chloride; Polyvinylidene chloride; polystyrene; Polyurethane; And the like. Suitable polyolefins include, for example, ethylene polymers (e.g., low density polyethylene ("LDPE"), high density polyethylene ("HDPE"), linear low density polyethylene ("LLDPE" Alternating arrangement, hybrid arrangement, identical arrangement, etc.), propylene copolymer, and the like.

구체적인 일 실시예에서, 중합체는, 동종폴리프로필렌 또는 프로필렌 공중합체 등의 프로필렌 중합체다. 프로필렌 중합체는, 예를 들어, 실질적으로 동일배열 폴리프로필렌 동종중합체 또는 약 10중량% 이하의 다른 단량체, 즉, 적어도 약 90중량%의 프로필렌을 포함하는 공중합체로부터 형성될 수 있다. 이러한 동종중합체는 약 160℃ 내지 약 170℃의 용융점을 가질 수 있다. In one specific embodiment, the polymer is a propylene polymer such as homopolypropylene or propylene copolymer. The propylene polymer may be formed from, for example, a copolymer comprising substantially the same aligned polypropylene homopolymer or about 10% by weight or less of other monomer, i.e., at least about 90% by weight of propylene. Such a homopolymer may have a melting point of from about 160 < 0 > C to about 170 < 0 > C.

다른 실시예에서, 폴리올레핀은 C3-C20 α-올레핀 또는 C3-C12α-올레핀 등의 다른 α-올레핀과 에틸렌 또는 프로필렌의 공중합체일 수 있다. 적합한 α-올레핀의 구체적인 예시로는 다음을 포함한다: 1-부텐; 3-메틸-1-부텐; 3,3-다이메틸-1-부텐; 1-펜텐; 하나 이상의 메틸, 에틸 또는 프로필 치환기를 가지는 1-펜텐; 하나 이상의 메틸, 에틸 또는 프로필 치환기를 가지는 1-헥센; 하나 이상의 메틸, 에틸 또는 프로필 치환기를 가지는 1-헵텐; 하나 이상의 메틸, 에틸 또는 프로필 치환기를 가지는 1-옥텐; 하나 이상의 메틸, 에틸 또는 프로필 치환기를 가지는 1-노넨; 에틸, 메틸 또는 다이메틸-치환된-1-데센; 1-도데센; 및 스티렌. 특히 바람직한 α-올레핀 공단량체는 1-부텐, 1-헥센 및 1-옥텐이다. 그런 공중합체의 에틸렌 또는 프로필렌 함량은 약 60 몰% 내지 약 99 몰%, 일부 실시예에서는 약 80 몰% 내지 약 98.5 몰% 및 일부 실시예에서는 약 87 몰% 내지 약 97.5 몰%일 수 있다. α-올레핀 함량은 마찬가지로 약 1 몰% 내지 약 40 몰%, 일부 실시예에서는 약 1.5 몰% 내지 약 15 몰% 및 일부 실시예에서는 약 2.5 몰% 내지 약 13 몰% 범위일 수 있다. In another embodiment, the polyolefin may be a copolymer of ethylene or propylene with another? -Olefin such as a C 3 -C 20 ? -Olefin or a C 3 -C 12 ? -Olefin. Specific examples of suitable? -Olefins include: 1-butene; 3-methyl-1-butene; 3,3-dimethyl-1-butene; 1-pentene; 1-pentene having at least one methyl, ethyl or propyl substituent; 1-hexene having at least one methyl, ethyl or propyl substituent; 1-heptene having at least one methyl, ethyl or propyl substituent; 1-octene having at least one methyl, ethyl or propyl substituent; 1-none having at least one methyl, ethyl or propyl substituent; Ethyl, methyl or dimethyl-substituted-1-decene; Dodecene; And styrene. Particularly preferred? -Olefin comonomers are 1-butene, 1-hexene and 1-octene. The ethylene or propylene content of such copolymers may be from about 60 mole percent to about 99 mole percent, in some embodiments from about 80 mole percent to about 98.5 mole percent, and in some embodiments from about 87 mole percent to about 97.5 mole percent. The? -olefin content may likewise range from about 1 mol% to about 40 mol%, in some embodiments from about 1.5 mol% to about 15 mol%, and in some embodiments from about 2.5 mol% to about 13 mol%.

본 발명에서 사용하기 위한 예시적인 올레핀 공중합체는, 미국 텍사스주 휴스턴에 소재하는 ExxonMobil Chemical Company에 의해 EXACT™라는 상품명으로 시판되는 에틸렌계 공중합체를 포함한다. 적합한 다른 에틸렌 공중합체는 미시간주 미드랜드 소재 Dow Chemical Company로부터 ENGAGE™, AFFINITY™, DOWLEX™ (LLDPE) 및 ATTANE™ (ULDPE)이란 명칭 하에 입수가능하다. 다른 적합한 에틸렌 중합체는 미국 특허 제4,937,299호(Ewen ); 제5,218,071호(Tsutsui ); 제5,272,236호(Lai , 등); 및 제5,278,272호(Lai, 등)에 기술되어 있다. 적합한 프로필렌 공중합체는 또한 텍사스주 휴스턴 소재 ExxonMobil Chemical Co.로부터 명칭 VISTAMAXX™; 벨기에의 Atofina Chemicals of Feluy로부터 FINA™(예컨대 8573); Mitsui Petrochemical Industries로부터 입수가능한 TAFMER™; 및 미시간주 미드랜드 소재 Dow Chemical Co.로부터 입수가능한 VERSIFY™ 하에 활용될 수 있다. 적절한 폴리프로필렌 동종중합체는, 마찬가지로, Exxon Mobil 3155 폴리프로필렌, Exxon Mobil Achieve™ 수지, 및 Total M3661 PP 수지를 포함할 수 있다. 다른 적합한 프로필렌 중합체의 예시들은 미국 특허 제6,500,563호(Datta , 등); 제5,539,056호(Yang, 등); 및 제5,596,052호(Resconi, 등)에 기술되어 있다. Exemplary olefin copolymers for use in the present invention include ethylenic copolymers sold under the trade name EXACT TM by ExxonMobil Chemical Company of Houston, Tex., USA. Other suitable ethylene copolymers are available from Dow Chemical Company, Midland, MI under the names ENGAGE, AFFINITY, DOWLEX (TM) (LLDPE) and ATTANE (ULDPE). Other suitable ethylene polymers are disclosed in U.S. Patent No. 4,937,299 ( Ewen et al. ); 5,218, 071 ( Tsutsui et al. ); 5,272, 236 ( Lai , et al. ); And 5,278, 272 ( Lai, et al.) . Suitable propylene copolymers are also available from ExxonMobil Chemical Co., Houston, Texas under the designations VISTAMAXX ™; FINA (TM) from Atofina Chemicals of Feluy, Belgium (e.g. 8573); TAFMER 占 available from Mitsui Petrochemical Industries; And VERSIFY (TM) available from Dow Chemical Co. of Midland, Michigan. Suitable polypropylene homopolymers may likewise include Exxon Mobil 3155 polypropylene, Exxon Mobil Achieve ™ resin, and Total M3661 PP resin. Examples of other suitable propylene polymers are disclosed in U.S. Patent No. 6,500,563 ( Datta , et al. ); 5,539,056 ( Yang, et al. ); And 5,596,052 ( Resconi, et al. ).

다양하게 공지되어 있는 기법들 중 어느 것이든지 일반적으로 올레핀 공중합체를 형성하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어 올레핀 중합체는 유리 라디칼 또는 배위 촉매(예컨대 지글러-나타)를 사용하여 형성될 수 있다. 바람직하게는 올레핀 중합체는 단일-부위 배위 촉매, 예컨대 메탈로센 촉매로부터 형성된다. 그런 촉매 시스템은 공단량체가 분자 사슬 내에 무작위로 분포되고 상이한 분자량 단편들을 가로질러 균일하게 분포되는 에틸렌 공중합체를 유발한다. 메탈로센-촉매된 폴리올레핀은 예를 들면 미국 특허 제5,571,619호(McAlpin 등); 제5,322,728호(Davis 등); 제5,472,775호(Obiieski ); 제5,272,236호(Lai ); 및 제6,090,325호(Wheat, 등)에 기술되어 있다. 메탈로센 촉매의 예시로는 비스(n-부틸사이클로펜타디에닐)티타늄 다이클로라이드, 비스(n-부틸사이클로펜타디에닐)지르코늄 다이클로라이드, 비스(사이클로펜타디에닐)스칸듐 클로라이드, 비스(인데닐)지르코늄 다이클로라이드, 비스(메틸사이크로펜타디에닐)티타늄 다이클로라이드, 비스(메틸사이클로펜타디에닐)지르코늄 다이클로라이드, 코발토센, 사이클로펜타디에닐티타늄 트라이클로라이드, 페로센, 하프노센 다이클로라이드, 아이소프로필(사이클로펜타디에닐-1-플루오레닐)지르코늄 다이클로라이드, 몰리브도센 다이클로라이드, 니켈로센, 니오보센 다이클로라이드, 루테노센, 티타노센 다이클로라이드, 지르코노센 클로라이드 하이드라이드, 지르코노센 다이클로라이드 등. 메탈로센 촉매를 사용하여 만들어진 중합체는 전형적으로 좁은 분자량 범위를 가진다. 예를 들어 메탈로센-촉매된 중합체는 4 아래의 다중분산성 수(Mw/Mn), 조절된 짧은 사슬 분지화 분포 및 조절된 동일배열성을 가질 수 있다. Any of a variety of techniques known in the art can generally be used to form olefin copolymers. For example, the olefin polymer can be formed using a free radical or a coordination catalyst (e.g., Ziegler-Natta). Preferably, the olefin polymer is formed from a single-site coordination catalyst, such as a metallocene catalyst. Such catalyst systems result in ethylene copolymers in which comonomers are randomly distributed within the molecular chain and are uniformly distributed across different molecular weight fragments. Metallocene-catalyzed polyolefins are described, for example, in U.S. Patent No. 5,571,619 ( McAlpin et al. ); 5,322, 728 ( Davis et al. ); 5,472,775 ( Obiieski et al . ); 5,272, 236 ( Lai et al. ); And 6,090,325 ( Wheat, et al.) . Examples of metallocene catalysts include bis (n-butylcyclopentadienyl) titanium dichloride, bis (n-butylcyclopentadienyl) zirconium dichloride, bis (cyclopentadienyl) scandium chloride, bis ) Zirconium dichloride, bis (methylcyclopentadienyl) titanium dichloride, bis (methylcyclopentadienyl) zirconium dichloride, cobaltosene, cyclopentadienyl titanium trichloride, ferrocene, hafnocene dichloride, iso (Cyclopentadienyl-1-fluorenyl) zirconium dichloride, molybdosecene dichloride, nickelocene, niobocene dichloride, ruthenocene, titanocene dichloride, zirconocene chloride hydride, Conocene dichloride and the like. Polymers made using metallocene catalysts typically have a narrow molecular weight range. For example, the metallocene-catalyzed polymer may have a polydispersity number (M w / M n ) of 4 or less, a controlled short-chain branching distribution, and a controlled ordered orientation.

사용되는 물질에 상관없이, 열가소성 조성물의 마이크로내포 첨가제의 상대 백분율은, 조성물의 기본 특성들에 상당한 영향을 끼치지 않고서 원하는 특성을 달성하도록 선택된다. 예를 들어, 마이크로내포 첨가제는, 통상적으로, 연속상(매트릭스 중합체(들))의 중량에 기초하여 열가소성 조성물의 약 1중량% 내지 약 30중량%, 일부 실시예들에서는 약 2중량% 내지 약 25중량%, 일부 실시예들에서는, 약 5중량% 내지 약 20중량%의 양으로 사용된다. 전체 열가소성 조성물 내의 마이크로내포 첨가제의 농도는, 마찬가지로, 약 0.1중량% 내지 약 30중량%, 일부 실시예들에서는 약 0.5중량% 내지 약 25중량%, 일부 실시예들에서는 약 1중량% 내지 약 20중량%일 수 있다. Regardless of the material used, the relative percentage of micro-inclusion additive of the thermoplastic composition is selected to achieve the desired properties without significantly affecting the basic properties of the composition. For example, the microencapsulated additives typically comprise from about 1% to about 30% by weight, in some embodiments from about 2% to about 30% by weight of the thermoplastic composition, based on the weight of the continuous phase (matrix polymer 25 wt%, and in some embodiments, from about 5 wt% to about 20 wt%. The concentration of micro-inclusion additive in the overall thermoplastic composition may likewise be from about 0.1% to about 30% by weight, in some embodiments from about 0.5% to about 25% by weight, in some embodiments from about 1% to about 20% % ≪ / RTI >

C.나노내포 첨가제 C. Nano inclusion additive

본원에서 사용된, 용어 “나노내포 첨가제(nanoinclusion additive)”는 일반적으로 나노 크기의 이산 도메인들의 형태로 중합체 매트릭스 내에 분산될 수 있는 임의의 비정질, 정질, 또는 반-정질 물질을 가리킨다. 예를 들면, 연신 이전에, 도메인들은 약 1 내지 약 500nm, 일부 실시예에서는 약 2 내지 약 400nm, 일부 실시예에서는 약 5 내지 약 300nm의 평균 단면 치수를 가질 수도 있다. 나노 크기 도메인들은 또한 마이크로내포 첨가제 및 나노내포 첨가제 및/또는 조성물의 다른 성분들의 조합에서 형성될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 나노내포 첨가제는 전형적으로 연속상 (매트릭스 중합체(들)) 중량을 기준으로, 열가소성 조성물의 약 0.05중량% 내지 약 20중량%, 일부 실시예에서는 약 0.1중량% 내지 약 10중량%, 및 일부 실시예에서는 약 0.5중량% 내지 약 5중량%의 양으로 사용될 수 있다. 전체 열가소성 조성물에서 나노내포 첨가제의 농도는 유사하게 열가소성 조성물의 약 0.01중량% 내지 약 15중량%, 일부 실시예에서는 약 0.05중량% 내지 약 10중량%, 및 일부 실시예에서는 약 0.3중량% 내지 약 6중량%로 구성될 수 있다. As used herein, the term " nanoinclusion additive " refers to any amorphous, crystalline, or semi-crystalline material that can be dispersed in the polymer matrix in the form of nanoscale discrete domains. For example, prior to stretching, the domains may have an average cross-sectional dimension of from about 1 to about 500 nm, in some embodiments from about 2 to about 400 nm, and in some embodiments from about 5 to about 300 nm. It will be appreciated that the nano-sized domains may also be formed from a combination of microencapsulated additives and other components of the nanocomposite additive and / or composition. The nanocomposing additive typically comprises from about 0.05% to about 20% by weight, in some embodiments from about 0.1% to about 10% by weight, of the thermoplastic composition, based on the weight of the continuous phase (matrix polymer (s) In embodiments, it may be used in an amount of about 0.5% to about 5% by weight. The concentration of the nanocomposing additive in the overall thermoplastic composition is similarly from about 0.01% to about 15%, in some embodiments from about 0.05% to about 10%, and in some embodiments from about 0.3% to about 15% by weight of the thermoplastic composition 6% by weight.

나노내포 첨가제는, 본래 중합체일 수 있으며, 비교적 큰 분자량을 가져서 열가소성 조성물의 안정성과 용융 강도를 개선하는 데 일조한다. 나노내포 첨가제가 나노 크기 도메인들 내로 분산되는 능력을 향상시키도록, 나노내포 첨가제는, 또한 마이크로내포 첨가제 및 매트릭스 중합체와 일반적으로 상용가능한 물질로부터 선택될 수도 있다. 이는, 매트릭스 중합체 또는 마이크로내포 첨가제가 폴리에스테르와 같이 극성 부분을 갖는 경우에 특히 유용할 수 있다. 이러한 나노내포 첨가제의 일례는 관능화된 폴리올레핀이다. 극성 성분은, 예를 들어, 하나 이상의 관능기에 의해 제공될 수 있고, 무극성 성분은 올레핀에 의해 제공될 수 있다. 나노내포 첨가제의 올레핀 성분은, 일반적으로, 상술한 바와 같이 임의의 선형 또는 브랜치형 α-올레핀 단량체, 올리고머, 또는 올레핀 단량체로부터 유도되는 중합체(공중합체를 포함함)로부터 형성될 수 있다. Nano-encapsulated additives, which may be intrinsic polymers, have a relatively high molecular weight to help improve the stability and melt strength of thermoplastic compositions. To enhance the ability of the nanocomposite additive to disperse into nanosized domains, the nanocomposite additive may also be selected from materials generally compatible with the microcavity additive and the matrix polymer. This may be particularly useful when the matrix polymer or micro-inclusion additive has a polar portion such as a polyester. An example of such a nanocomposing additive is a functionalized polyolefin. The polar component may be provided by, for example, one or more functional groups, and the non-polar component may be provided by the olefin. The olefin component of the nanocomposing additive can generally be formed from a polymer (including a copolymer) derived from any linear or branched alpha-olefin monomer, oligomer, or olefin monomer as described above.

나노내포 첨가제의 관능기는, 분자에 극성 성분을 제공하며 매트릭스 중합체와 비상용성인 임의의 기, 분자 세그먼트, 및/또는 블록일 수 있다. 폴리올레핀과 비상용성인 분자 세그먼트 및/또는 블록의 예는 아크릴레이트, 스티레닉, 폴리에스테르, 폴리아미드 등을 포함할 수 있다. 관능기는 이온 성질을 가질 수 있고 대전된 금속 이온을 포함할 수 있다. 특히 적절한 관능기는, 말레 무수물, 말레산, 푸마르산, 말레이미드, 말레산 하이드라지드, 말레산 무수물과 디아민의 반응 산물, 메틸나딕 무수물, 디클로로말레산 무수물, 말레산 아미드 등이다. 말레산 무수물 개질된 폴리올레핀이 본 발명에서 사용하는 데 특히 적절하다. 이러한 개질된 폴리올레핀은, 통상적으로, 말레산 무수물을 중합체 기본골격 물질 상에 그래프트함으로써 형성된다. 이러한 말레산화 폴리올레핀은, E. I. du Pont de Nemours and Company에 의해 Fusabond®라는 상품명으로 시판되고 있으며, 예를 들어, P 시리즈(화학적 개질된 폴리프로필렌), E 시리즈(화학적 개질된 폴리에틸렌), C 시리즈(화학적 개질된 에틸렌 비닐 아세테이트), A 시리즈(화학적 개질된 에틸렌 아크릴레이트 공중합체 또는 테르중합체), 또는 N 시리즈(화학적 개질된 에틸렌-프로필렌, 에틸렌-프로필렌 디엔 단량체("EPDM") 또는 에틸렌-옥텐)이 있다. 대안으로, 말레산화 폴리올레핀도, Chemtura Corp.에 의해 Polybond® 라는 상품명으로 그리고 Eastman Chemical Company에 의해 Eastman G series라는 상품명으로 시판되고 있다. The functional group of the nanocomposing additive may be any group, molecular segment, and / or block that provides a polar component to the molecule and is incompatible with the matrix polymer. Examples of polyolefin and non-compatible molecular segments and / or blocks may include acrylates, styrenes, polyesters, polyamides, and the like. The functional groups may have ionic properties and may include charged metal ions. Particularly suitable functional groups are the reaction products of maleic anhydride, maleic acid, fumaric acid, maleimide, maleic acid hydrazide, maleic anhydride and diamine, methylnadic anhydride, dichloromaleic anhydride, maleic acid amide and the like. Maleic anhydride modified polyolefins are particularly suitable for use in the present invention. These modified polyolefins are typically formed by grafting maleic anhydride onto the polymeric backbone material. Such maleic acid polyolefins are commercially available under the trade name Fusabond® by EI du Pont de Nemours and Company and include, for example, P series (chemically modified polypropylene), E series (chemically modified polyethylene), C series (Chemically modified ethylene vinyl acetate), A series (chemically modified ethylene acrylate copolymer or terpolymer) or N series (chemically modified ethylene-propylene, ethylene-propylene diene monomer ("EPDM") or ethylene- . Alternatively, the maleic acid polyolefin is also commercially available under the trade name Polybond® by Chemtura Corp. and Eastman G series by Eastman Chemical Company.

소정의 실시예들에서, 나노내포 첨가제도 반응성일 수 있다. 이러한 반응성 나노내포 첨가제의 일례는, 평균적으로 분자당 적어도 두 개의 옥시란(oxirane) 고리를 포함하는 폴리에폭시드이다. 이론에 제한되지 않고, 이러한 폴리에폭시드 분자는 소정의 조건 하에서 매트릭스 중합체(예를 들어, 폴리에스테르)의 반응을 유도할 수 있고, 이에 따라 유리 전이 온도를 상당히 감소시키지 않고서 그 용융 강도를 개선할 수 있다고 여겨진다. 반응은, 사슬 연장, 측쇄 가지화, 그래프트, 공중합체 형성 등을 포함할 수 있다. 사슬 연장은, 예를 들어, 서로 다른 다양한 반응 경로를 통해 발생할 수 있다. 예를 들어, 개질제는, 폴리에스테르의 카르복실 말단기를 통해(에스테르화) 또는 히드록실기를 통해(에테르화) 친핵성 고리-열림 반응을 가능하게 할 수 있다. 옥사졸린 측 반응도 마찬가지로 발생하여 에스테르아미드 부분을 형성할 수 있다. 이러한 반응을 통해, 매트릭스 중합체의 분자량이 증가되어서, 용융 가공 동안 종종 관찰되는 분해에 대항할 수 있다. 상술한 바와 같이 매트릭스 중합체와의 반응을 유도하는 것이 바람직할 수 있지만, 본 발명자들은, 과다한 반응으로 인해 중합체 기본골격들 간의 가교결합이 발생할 수 있음을 발견하였다. 이러한 가교결합이 상당한 정도로 진행될 정도로 허용된다면, 그 결과로 형성되는 중합체 배합물이 매우 취약해져 원하는 강도와 세장 특성을 갖는 물질 내로 처리되는 것이 어려울 수 있다. In certain embodiments, the nanocomposite additive may also be reactive. An example of such a reactive nanocomposing additive is a polyepoxide having an average of at least two oxirane rings per molecule. Without being limited by theory, it is believed that such a polyepoxide molecule can induce the reaction of a matrix polymer (e.g., a polyester) under certain conditions, thereby improving its melt strength without significantly reducing the glass transition temperature It is believed to be possible. The reaction may include chain extension, branching branching, grafting, copolymerization, and the like. Chain extension can occur, for example, through a variety of different reaction pathways. For example, the modifier may enable a nucleophilic ring-opening reaction through the carboxyl end group of the polyester (esterification) or via a hydroxyl group (etherification). The oxazoline side reaction may likewise occur to form the ester amide moiety. Through such a reaction, the molecular weight of the matrix polymer is increased, so that it can resist the decomposition often observed during melt processing. Although it may be desirable to induce a reaction with a matrix polymer as described above, the present inventors have found that cross-linking between polymeric frameworks can occur due to excessive reaction. If such cross-linking is allowed to proceed to a significant extent, the resulting polymer blend becomes very fragile and may be difficult to treat into materials with desired strength and slenderness properties.

이러한 점에서, 본 발명자들은, 비교적 낮은 에폭시 관능을 갖는 폴리에폭시드가 특히 효과적이라는 점을 발견하였는데, 이는 "에폭시 등가 중량"으로 정량화될 수 있다. 에폭시 등가 중량은, 에폭시기의 하나의 분자를 포함하는 수지의 양을 반영하며, 개질제의 수평균 분자량을 분자의 에폭시기의 수로 나눔으로써 산출될 수 있다. 본 발명의 폴리에폭시드는, 통상적으로, 2.5 내지 7의 다중분산 지수와 함께, 통상적으로, 약 7,500 내지 약 250,000그램/몰, 일부 실시예들에서는 약 15,000 내지 약 150,000그램/몰, 일부 실시예들에서는, 약 20,000 내지 약 100,000그램/몰의 수평균 분자량을 갖는다. 폴리에폭시드는, 50 미만, 일부 실시예들에서는 5 내지 45, 일부 실시예들에서는 15 내지 40개의 에폭시기를 포함할 수 있다. 이어서, 에폭시 등가 중량은, 약 15,000그램/몰 미만, 일부 실시예들에서는 약 200 내지 약 10,000그램/몰, 일부 실시예들에서는 약 500 내지 약 7,000그램/몰일 수 있다. In this regard, the inventors have found that polyepoxides having relatively low epoxy functionality are particularly effective, which can be quantified as "epoxy equivalent weight ". The epoxy equivalent weight reflects the amount of the resin containing one molecule of the epoxy group and can be calculated by dividing the number average molecular weight of the modifier by the number of epoxy groups of the molecule. The polyepoxides of the present invention typically have a polydispersity index from 2.5 to 7, typically from about 7,500 to about 250,000 grams / mole, in some embodiments from about 15,000 to about 150,000 grams / mole, Has a number average molecular weight of from about 20,000 to about 100,000 grams / mole. The polyepoxide may comprise less than 50, in some embodiments 5 to 45, and in some embodiments 15 to 40 epoxy groups. The epoxy equivalent weight may then be less than about 15,000 grams / mole, in some embodiments from about 200 to about 10,000 grams / mole, and in some embodiments from about 500 to about 7,000 grams / mole.

폴리에폭시드는, 말단 에폭시기, 골격 옥시란 단위, 및/또는 펜던트 에폭시기를 포함하는, 선형 또는 가지형 동종중합체 또는 공중합체(예를 들어, 랜덤, 그래프트, 블록 등) 일 수 있다. 이러한 폴리에폭시드를 형성하는 데 사용되는 단량체는 가변적일 수 있다. 구체적인 일 실시예에서, 예를 들어, 폴리에폭시드는 적어도 하나의 에폭시-관능 (메타)크릴 단량체 성분을 포함한다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "(메타)크릴"이라는 용어는, 아크릴 및 메타크릴 단량체, 뿐만 아니라 이들의 염 또는 에스테르, 예컨대, 아크릴레이트와 메타크릴레이트 단량체를 포함한다. 예를 들어, 적절한 에폭시-관능 (메타)크릴 단량체는, 1,2-에폭시기를 포함하는 것, 예를 들어, 글리시딜 아크릴레이트 및 글리시딜 메타크릴레이트를 포함할 수 있지만, 이에 한정되지 않는다. 다른 적절한 에폭시-관능 단량체는, 알릴 글리시딜 에테르, 글리시딜 에타크릴레이트, 및 글리시딜 이토코네이트를 포함한다. The polyepoxide may be a linear or branched homopolymer or copolymer (e.g., random, graft, block, etc.) comprising a terminal epoxy group, a backbone oxirane unit, and / or a pendant epoxy group. The monomers used to form such polyepoxides may be variable. In one specific embodiment, for example, the polyepoxide comprises at least one epoxy-functional (meth) acryl monomer component. As used herein, the term "(meth) acryl" includes acrylic and methacrylic monomers, as well as their salts or esters, such as acrylates and methacrylate monomers. For example, suitable epoxy-functional (meth) acryl monomers can include, but are not limited to, those containing 1,2-epoxy groups, such as glycidyl acrylate and glycidyl methacrylate Do not. Other suitable epoxy-functional monomers include allyl glycidyl ether, glycidyl ethacrylate, and glycidyl itaconate.

폴리에폭시드는, 상술한 바와 같이, 통상적으로, 비교적 큰 분자량을 갖고, 이에 따라, 사슬 연장을 야기할 수 있고 또한 원하는 배합물 형태(morphology)를 달성하는 데 일조할 수 있다. 따라서, 생성되는 중합체의 용융 유속은, 2160그램의 하중과 190℃온도에서 결정되는 바와 같이, 통상적으로, 약 10 내지 약 200그램/10분, 일부 실시예들에서는 약 40 내지 약 150그램/10분, 일부 실시예들에서는 약 60 내지 약 120그램/10분일 수 있다. Polyepoxides, as described above, typically have a relatively high molecular weight, and thus can cause chain extension and can also help to achieve the desired morphology. Thus, the melt flow rate of the resulting polymer is typically from about 10 to about 200 grams / 10 minutes, and in some embodiments from about 40 to about 150 grams / 10 minutes, as determined at 190 DEG C and a load of 2160 grams Min, in some embodiments from about 60 to about 120 grams per 10 minutes.

원하는 경우, 원하는 분자량을 달성하는 데 일조하도록 폴리에폭시드에 추가 단량체를 또한 사용할 수 있다. 이러한 단량체는, 가변될 수 있으며, 예를 들어, 에스테르 단량체, (메타)크릴 단량체, 올레핀 단량체, 아미드 단량체 등을 포함할 수 있다. 구체적인 일 실시예에서, 예를 들어, 폴리에폭시드는, 적어도 하나의 선형 또는 가지형 α-올레핀 단량체를 포함하며, 예컨대, 2 내지 20개의 탄소 원자, 바람직하게는 2 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 것을 포함한다. 구체적인 예는, 에틸렌, 프로필렌, 1-부텐; 3-메틸-1-부텐; 3,3-디메틸-1-부텐; 1-펜텐; 하나 이상의 메틸, 에틸, 또는 프로필 치환기를 갖는 1-펜텐; 하나 이상의 메틸, 에틸, 또는 프로필 치환기를 갖는 1-헥센; 하나 이상의 메틸, 에틸, 또는 프로필 치환기를 갖는 1-헵텐; 하나 이상의 메틸, 에틸, 또는 프로필 치환기를 갖는 1-옥텐; 하나 이상의 메틸, 에틸, 또는 프로필 치환기를 갖는 1-노넨; 에틸, 메틸 또는 디메틸-치환된 1-데센; 1-도데센; 및 스티렌을 포함한다. 특히 바람직한 α-올레핀 공단량체는 에틸렌 및 프로필렌이다. If desired, additional monomers can also be used in the polyepoxide to help achieve the desired molecular weight. Such monomers may be variable and include, for example, ester monomers, (meth) acryl monomers, olefin monomers, amide monomers, and the like. In one specific embodiment, for example, the polyepoxide comprises at least one linear or branched alpha-olefin monomer, for example having from 2 to 20 carbon atoms, preferably from 2 to 8 carbon atoms . Specific examples include ethylene, propylene, 1-butene; 3-methyl-1-butene; 3,3-dimethyl-1-butene; 1-pentene; 1-pentene having at least one methyl, ethyl, or propyl substituent; 1-hexene having at least one methyl, ethyl, or propyl substituent; 1-heptene having at least one methyl, ethyl, or propyl substituent; 1-octene having at least one methyl, ethyl, or propyl substituent; 1-none having at least one methyl, ethyl, or propyl substituent; Ethyl, methyl or dimethyl-substituted 1-decene; Dodecene; And styrene. Particularly preferred? -Olefin comonomers are ethylene and propylene.

또 다른 적절한 단량체는, 에폭시-관능이 아닌 (메타)크릴 단량체를 포함할 수 있다. 이러한 (메타)크릴 단량체의 예는, 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, n-프로필 아크릴레이트, i-프로필 아크릴레이트, n-부틸 아크릴레이트, s-부틸 아크릴레이트, i-부틸 아크릴레이트, t-부틸 아크릴레이트, n-아밀 아크릴레이트, i-아밀 아크릴레이트, 이소보르닐 아크릴레이트, n-헥실 아크릴레이트, 2-에틸부틸 아크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트, n-옥틸 아크릴레이트, n-데실 아크릴레이트, 메틸시클로헥실 아크릴레이트, 시클로펜틸 아크릴레이트, 시클로헥실 아크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, 2-하이드록시에틸 메타크릴레이트, n-프로필 메타크릴레이트, n-부틸 메타크릴레이트, i-프로필 메타크릴레이트, i-부틸 메타크릴레이트, n-아밀 메타크릴레이트, n-헥실 메타크릴레이트, i-아밀 메타크릴레이트, s-부틸-메타크릴레이트, t-부틸 메타크릴레이트, 2-에틸부틸 메타크릴레이트, 메틸시클로헥실 메타크릴레이트, 시나밀 메타크릴레이트, 크로틸 메타크릴레이트, 시클로헥실 메타크릴레이트, 시클로펜틸 메타크릴레이트, 2-에톡시에틸 메타크릴레이트, 이소보르닐 메타크릴레이트 등, 및 이들의 조합을 포함할 수 있다. Other suitable monomers may include (meth) acryl monomer that is not epoxy-functional. Examples of such (meth) acryl monomers are methyl acrylate, ethyl acrylate, n-propyl acrylate, i-propyl acrylate, n-butyl acrylate, s-butyl acrylate, Butyl acrylate, n-amyl acrylate, i-amyl acrylate, isobornyl acrylate, n-hexyl acrylate, 2-ethylbutyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, Methyl methacrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, n-propyl methacrylate, n-butyl methacrylate, n-butyl methacrylate, n-butyl methacrylate Butyl methacrylate, n-hexyl methacrylate, i-amyl methacrylate, i-butyl methacrylate, isopropyl methacrylate, Cyclohexyl methacrylate, cyclopentyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, methylcyclohexyl methacrylate, cinnamyl methacrylate, crotyl methacrylate, cyclohexyl methacrylate, cyclohexyl methacrylate, -Ethoxyethyl methacrylate, isobornyl methacrylate, and the like, and combinations thereof.

본 발명의 특히 바람직한 일 실시예에서, 폴리에폭시드는, 에폭시-관능 (메타)크릴 단량체 성분, α-올레핀 단량체 성분, 및 비-에폭시 관능 (메타)크릴 단량체 성분으로부터 형성되는 테르중합체다. 예를 들어, 폴리에폭시드는, 다음과 같은 구조를 갖는 폴리(에틸렌--메틸아크릴레이트--글리시딜 메타크릴레이트)일 수 있다:In one particularly preferred embodiment of the invention, the polyepoxide is a terpolymer formed from an epoxy-functional (meth) acryl monomer component, an alpha -olefin monomer component, and a non-epoxy functional (meth) acryl monomer component. For example, the polyepoxide may be poly (ethylene- co -methyl acrylate- co -glycidyl methacrylate) having the following structure:

Figure pct00003
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여기서, x, y, z는 1 이상이다. Here, x, y, and z are one or more.

에폭시 관능 단량체는, 알려져 있는 다양한 기술들을 이용하여 중합체로 형성될 수 있다. 예를 들어, 극성 관능기를 포함하는 단량체는 중합체 기본골격에 그래프트되어 그래프트 공중합체를 형성할 수 있다. 이러한 그래프트 기술들은 당업계에 공지되어 있으며, 예를 들어, 미국 특허 제5,179,164호에 개시되어 있다. 다른 실시예들에서, 에폭시 관능기를 포함하는 단량체는, 고압 반응, 지글러-나타 촉매 반응 시스템, 단일 사이트 촉매(예를 들어, 메탈로센) 반응 시스템 등의 공지된 자유 라디칼 중합체화 기술들을 이용하여, 단량체와 함께 공중합체화되어 블록 또는 랜덤공중합체를 형성할 수 있다. Epoxy functional monomers can be formed into polymers using a variety of known techniques. For example, monomers containing polar functional groups may be grafted to the polymeric backbone to form graft copolymers. Such graft techniques are well known in the art and are disclosed, for example, in U.S. Patent No. 5,179,164. In other embodiments, the monomers comprising epoxy functional groups can be prepared using known free radical polymerization techniques such as high pressure reaction, Ziegler-Natta catalyst reaction system, single site catalyst (e.g., metallocene) , May be copolymerized with the monomers to form block or random copolymers.

단량체 성분(들)의 관련 부분은, 에폭시-반응과 용융 유속 간의 균형을 달성하도록 선택될 수 있다. 더욱 구체적으로, 고 에폭시 단량체 함량은, 매트릭스 중합체와의 양호한 반응성을 초래할 수 있지만, 그 함량이 너무 높으면, 폴리에폭시드가 중합체 배합물의 용융 강도에 악영향을 끼치는 정도로 용융 유속이 감소될 수 있다. 따라서, 대부분의 실시예들에서, 에폭시-관능 (메타)크릴 단량체(들)는, 공중합체의 약 1중량% 내지 약 25중량%, 일부 실시예들에서는 약 2중량%내지 약20중량%, 일부 실시예들에서는 약 4중량% 내지 약 15중량%를 구성한다. α-올레핀 단량체(들)는, 마찬가지로, 공중합체의 약 55중량% 내지 약 95중량%, 일부 실시예들에서는 약 60중량% 내지 약 90중량%, 일부 실시예들에서는 약 65중량% 내지 약 85중량%일 수 있다. 다른 단량체 성분들(예를 들어, 비-에폭시 관능 (메타)크릴 단량체)은, 사용시, 공중합체의 약 5중량% 내지 약 35중량%, 일부 실시예들에서는 약 8중량% 내지 약 30중량%, 일부 실시예들에서는 약 10중량% 내지 약 25중량%를 구성할 수 있다. 본 발명에 사용될 수 있는 적절한 폴리에폭시드의 한 가지 특정한 예는, LOTADER® Ax8950 또는 Ax8900라는 상품명으로 Arkema에 의해 시판되고 있다. LOTADER® Ax8950은, 예를 들어, 70 내지 100g/10분의 용융 유속을 갖고, 글리시딜 메타크릴레이트 단량체 함량 7중량% 내지 11중량%, 메틸 아크릴레이트 단량체 함량 13중량% 내지 17중량%, 및 에틸렌 단량체 함량 72중량% 내지 80중량%를 갖는다. 다른 적절한 폴리에폭시드는, 에틸렌, 부틸 아크릴레이트, 및 글리시딜 메타크릴레이트의 테르중합체로, 12g/10분의 용융 속도를 갖는 ELVALOY® PTW라는 상품명으로 Dupont에 의해 시판되고 있다. The relevant portion of the monomer component (s) may be selected to achieve a balance between the epoxy-reaction and the melt flow rate. More specifically, the high epoxy monomer content can lead to good reactivity with the matrix polymer, but if the content is too high, the melt flow rate can be reduced to such an extent that the polyepoxide has an adverse effect on the melt strength of the polymer blend. Thus, in most embodiments, the epoxy-functional (meth) acryl monomer (s) is present in an amount from about 1% to about 25% by weight of the copolymer, in some embodiments from about 2% to about 20% And from about 4% to about 15% by weight in some embodiments. The? -olefin monomer (s) may likewise be present in an amount of from about 55% to about 95% by weight of the copolymer, in some embodiments from about 60% to about 90% by weight, in some embodiments from about 65% 85% by weight. Other monomer components (e. G., Non-epoxy functional (meth) acryl monomer), when used, may range from about 5 weight percent to about 35 weight percent, in some embodiments from about 8 weight percent to about 30 weight percent, , In some embodiments from about 10% to about 25% by weight. One specific example of a suitable polyepoxide that can be used in the present invention is marketed by Arkema under the trade name LOTADER® Ax8950 or Ax8900. LOTADER (R) Ax8950 has a melt flow rate of, for example, 70 to 100 g / 10 min and has a glycidyl methacrylate monomer content of 7 to 11 wt%, a methyl acrylate monomer content of 13 to 17 wt% And an ethylene monomer content of 72% to 80% by weight. Another suitable polyepoxide is a terpolymer of ethylene, butyl acrylate, and glycidyl methacrylate, and is sold by Dupont under the trade name ELVALOY® PTW with a melt rate of 12 g / 10 min.

폴리에폭시드를 형성하는 데 사용되는 단량체의 유형과 상대적 함량을 제어하는 것에 더하여, 원하는 이점을 달성하도록 전체 중량 퍼센트도 제어될 수 있다. 예를 들어, 개질 레벨이 너무 낮으면, 용융 강도와 원하는 기계적 특성의 증가를 달성하지 못할 수 있다. 그러나, 본 발명자들은, 또한, 개질 레벨이 너무 높으면, 에폭시 관능기에 의한 물리적 망 형성과 강력한 분자 상호작용(예를 들어, 가교결합)으로 인해 처리가 제한될 수 있다는 점을 발견하였다. 따라서, 폴리에폭시드는, 통상적으로, 조성물에 사용되는 매트릭스 중합체의 중량에 기초하여 약 0.05중량% 내지 약 10중량%, 일부 실시예들에서는 약 0.1중량% 내지 약 8중량%, 일부 실시예들에서는 약 0.5중량% 내지 약 5중량%, 일부 실시예들에서는 약 1중량% 내지 약 3중량%의 양으로 사용된다. 또한, 폴리에폭시드는, 조성물의 총 중량에 기초하여 약 0.05중량% 내지 약 10중량%, 일부 실시예들에서는 약 0.05중량% 내지 약 8중량%, 일부 실시예들에서는 약 0.1중량% 내지 약 5중량%, 일부 실시예들에서는 약 0.5중량% 내지 약 3중량%를 구성할 수 있다. In addition to controlling the type and relative content of the monomers used to form the polyepoxides, the total weight percent can also be controlled to achieve the desired benefit. For example, if the reforming level is too low, an increase in melt strength and desired mechanical properties may not be achieved. However, the present inventors have also found that, if the modification level is too high, the treatment may be limited due to physical network formation by the epoxy functional group and strong molecular interaction (for example, crosslinking). Thus, the polyepoxide is typically present in an amount of from about 0.05% to about 10% by weight, in some embodiments from about 0.1% to about 8% by weight, based on the weight of the matrix polymer used in the composition, From about 0.5 wt% to about 5 wt%, and in some embodiments from about 1 wt% to about 3 wt%. The polyepoxide may also be present in an amount of from about 0.05% to about 10% by weight, in some embodiments from about 0.05% to about 8% by weight, in some embodiments from about 0.1% to about 5% By weight, and in some embodiments from about 0.5% to about 3% by weight.

다른 반응성 나노내포 첨가제도 본 발명에서 사용될 수 있는데, 예를 들어, 옥사졸린-관능화된 중합체, 시아나이드-관능화된 중합체 등이 있다. 이러한 반응성 나노내포 첨가제는, 사용시, 폴리에폭시드에 대하여 상술한 농도 내에서 사용될 수 있다. 구체적인 일 실시예에서는, 옥사졸린 고리를 포함하는 단량체와 그래프트된 폴리올레핀인 옥사졸린-그래프트된 폴리올레핀이 사용될 수 있다. 옥사졸린은, 2-옥사졸린을 포함할 수 있는데, 예를 들어, 2-비닐-2-옥사졸린(예를 들어, 2-이소프로페닐-2-옥사졸린), 2-패티-알킬-2-옥사졸린(예를 들어, 올레산, 리놀레산, 팔미톨레산, 가돌레산, 에루스산, 및/또는 아라키돈산의 에탄올아미드로부터 얻을 수 있음), 및 이들의 조합을 포함할 수 있다. 다른 일 실시예에서, 옥사졸린은, 예를 들어, 리시놀옥사졸린 말레이네이트, 운데실-2-옥사졸린, 소야-2-옥사졸린, 리시너스-2-옥사졸린 및 이들의 조합으로부터 선택될 수 있다. 또 다른 일 실시예에서, 옥사졸린은, 2-이소프로페닐-2-옥사졸린, 2-이소프로페닐-4,4-디메틸-2-옥사졸린, 및 이들의 조합으로부터 선택된다. Other reactive nanocomposing additives may also be used in the present invention, for example, oxazoline-functionalized polymers, cyanide-functionalized polymers, and the like. Such a reactive nanocomposing additive can be used, when in use, within the abovementioned concentrations for the polyepoxide. In one specific embodiment, an oxazoline-grafted polyolefin, which is a grafted polyolefin with a monomer comprising an oxazoline ring, can be used. The oxazoline can include 2-oxazoline, for example, 2-vinyl-2-oxazoline (e.g., 2-isopropenyl-2-oxazoline) - oxazolines (which may be obtained, for example, from oleic acid, linoleic acid, palmitoleic acid, valoleic acid, erucic acid, and / or ethanol amide of arachidonic acid), and combinations thereof. In another embodiment, the oxazoline is selected from, for example, ricinol oxazoline maleate, undecyl-2-oxazoline, soya-2-oxazoline, ricinus-2-oxazoline and combinations thereof . In another embodiment, the oxazoline is selected from 2-isopropenyl-2-oxazoline, 2-isopropenyl-4,4-dimethyl-2-oxazoline, and combinations thereof.

카본 블랙, 카본 나노튜브, 카본 나노섬유, 나노클레이, 금속 나노입자, 나노실리카, 나노알루미나 등의 나노필러가 사용될 수 있다. 나노클레이는 특히 적절하다. "나노클레이(nanoclay)"라는 용어는, 일반적으로, 통상적으로 판상체 구조를 갖는 클레이 물질(천연 발생 미네랄, 유기적으로 개질된 미네랄, 또는 합성 나노물질)의 나노입자를 가리킨다. 나노클레이의 예는, 예를 들어, 몬트모릴로나이트(2:1 계층 스멕타이트 클레이 구조), 벤토나이트(주로 몬트모릴로나이트로 형성된 알루미늄 필로실리케이트), 카올리나이트(1:1 판 구조 및 Al2Si2O5(OH)4라는 실험식을 갖는 알루미노실리케이트), 할로이사이트(1:1 관형 구조 및 Al2Si2O5(OH)4라는 실험식을 갖는 알루미노실리케이트)를 포함한다. 적절한 나노클레이의 일례는, Southern Clay Products, Inc.에 의해 시판되고 있는 몬트모릴로나이트 나노클레이인 Cloisite®이다. 합성 나노클레이의 다른 예는, 혼합된-금속 하이드록시드 나노클레이, 계층화된 이중 하이드록시드 나노클레이(예를 들어, 세피오사이트), 라포나이트, 헥토라이트, 사포나이트, 인도나이트 등을 포함하지만, 이에 한정되지 않는다. Nanofillers such as carbon black, carbon nanotubes, carbon nanofibers, nanoclays, metal nanoparticles, nanosilica, and nano alumina can be used. Nanoclays are particularly suitable. The term "nanoclay" generally refers to nanoparticles of clay materials (naturally occurring minerals, organically modified minerals, or synthetic nanomaterials) that typically have a plateau structure. Examples of nano-clay is, for example, montmorillonite (2: 1 layer smectite clay structure), bentonite (an aluminum phyllosilicate mainly formed of montmorillonite), kaolinite (1: 1 plate structure and Al 2 Si 2 (Alumino silicate having the empirical formula O 5 (OH) 4 ), haloisite (aluminosilicate having the 1: 1 tubular structure and the formula Al 2 Si 2 O 5 (OH) 4 ). An example of a suitable nanoclay is Cloisite (R), a montmorillonite nano-clay sold by Southern Clay Products, Inc. Other examples of synthetic nanoclays include mixed-metal hydroxide nanoclays, layered dual hydroxide nanoclays (e.g., sepiolite), laponites, hectorites, saponites, indanites, etc. However, it is not limited thereto.

원하는 경우, 나노클레이는, 매트릭스 중합체(예를 들어, 폴리에스테르)와의 상용성을 개선하는 데 일조하도록 표면 처리제를 포함할 수 있다. 표면 처리제는, 유기성 또는 무기성일 수 있다. 일 실시예에서는, 유기 양이온을 클레이와 반응시킴으로써 얻어지는 유기 표면 처리제가 사용된다. 적절한 유기 양이온은, 예를 들어, 양이온을 클레이와 교환할 수 있는 4차 유기 암모늄 화합물, 예컨대, 디메틸 비스[수소화 우지] 암모늄 클로라이드(2M2HT), 메틸 벤질 비스[수소화 우지] 암모늄 클로라이드(MB2HT), 메틸 트리스[수소화 우지 알킬] 클로라이드(M3HT) 등을 포함할 수 있다. 시판되고 있는 유기 나노클레이의 예는, 예를 들어, 디메틸 벤질 수소화 우지 암모늄 염으로 개질된 몬트모릴로나이트 클레이인 Dellite® 43B(이탈리아 리보르노에 소재하는 Laviosa Chimica)를 포함할 수 있다. 다른 예는, Cloisite® 25A 및 Cloisite® 30B(Southern Clay Products) 및 Nanofil 919 (

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Chemie)를 포함한다. 원하는 경우, 나노필러는 첨가제와 조성물의 나머지 중합체들과의 상용성을 향상시키는 마스터 배치를 형성하도록 담체 수지와 배합될 수 있다. 특히 적절한 담체 수지는, 예를 들어, 위에서 더욱 상세히 설명한 바와 같이, 폴리에스테르(예를 들어, 폴리락트산, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 등); 폴리올레핀(예를 들어, 에틸렌 중합체, 프로필렌 중합체 등); 기타 등등을 포함한다. If desired, the nanoclay may include a surface treatment agent to help improve compatibility with the matrix polymer (e. G., Polyester). The surface treatment agent may be organic or inorganic. In one embodiment, an organic surface treatment agent obtained by reacting an organic cation with a clay is used. Suitable organic cations include, for example, quaternary organic ammonium compounds that can exchange cations with clay such as dimethylbis [hydrogenated tallow] ammonium chloride (2M2HT), methylbenzylbis [hydrogenated tallow] ammonium chloride (MB2HT) Methyltris [hydrogenated tallow alkyl] chloride (M3HT), and the like. Examples of commercially available organic nano-clays can include, for example, Dellite® 43B (Laviosa Chimica, Livorno, Italy), a montmorillonite clay modified with dimethylbenzyl hydrogenated Uji ammonium salt. Other examples include Cloisite (R) 25A and Cloisite (R) 30B (Southern Clay Products) and Nanofil 919
Figure pct00004
Chemie). If desired, the nanofiller can be blended with the carrier resin to form a masterbatch that improves the compatibility of the additive with the remaining polymers of the composition. Particularly suitable carrier resins are, for example, polyesters (e.g., polylactic acid, polyethylene terephthalate, etc.), as described in more detail above; Polyolefins (e.g., ethylene polymers, propylene polymers, etc.); And the like.

본 발명의 특정 실시예에서, 다수의 나노내포 첨가제는 조합하여 사용될 수 있다. 예를 들면, 제1 나노내포 첨가제(예, 폴리에폭시드)는 약 50 내지 약 500nm, 일부 실시예에서는 약 60 내지 약 400nm, 및 일부 실시예에서는 약 80 내지 약 300nm의 평균 단면 치수를 갖는 도메인들의 형태로 분산될 수 있다. 제2 나노내포 첨가제(예, 나노필러)는 또한 약 1 내지 약 50nm, 일부 실시예에서는 약 2 내지 약 45nm, 및 일부 실시예에서는 약 5 내지 약 40nm의 평균 단면 치수를 갖는 것과 같이, 제1 나노내포 첨가제보다 더 작은 도메인들의 형태로 분산될 수 있다. 사용 시에, 제1 및/또는 제2 나노내포 첨가제는 전형적으로, 연속상(매트릭스 중합체(들))의 중량을 기준으로, 열가소성 조성물의 약 0.05중량% 내지 약 20중량%, 일부 실시예에서는 약 0.1중량% 내지 약 10중량%, 및 일부 실시예에서는 약 0.5중량% 내지 약 5중량%을 구성한다. 전체 열가소성 조성물에서 제1 및/또는 제2 나노내포 첨가제의 농도는 비슷하게 열가소성 조성물의 약 0.01중량% 내지 약 15중량%, 일부 실시예에서는 약 0.05중량% 내지 약 10중량%, 및 일부 실시예에서는 약 0.1중량% 내지 약 8중량%을 구성한다. In certain embodiments of the present invention, a plurality of nanocomposing additives may be used in combination. For example, a first nanocomposing additive (e.g., a polyepoxide) may have a domain having an average cross-sectional dimension of from about 50 to about 500 nm, in some embodiments from about 60 to about 400 nm, and in some embodiments from about 80 to about 300 nm As shown in FIG. The second nanocomposite additive (e.g., nanofiller) may also have an average cross-sectional dimension of from about 1 to about 50 nm, in some embodiments from about 2 to about 45 nm, and in some embodiments from about 5 to about 40 nm, Can be dispersed in the form of smaller domains than the nanocomposite additive. In use, the first and / or second nanocomposing additive typically comprises from about 0.05% to about 20% by weight of the thermoplastic composition, based on the weight of the continuous phase (matrix polymer (s)), From about 0.1 wt% to about 10 wt%, and in some embodiments from about 0.5 wt% to about 5 wt%. The concentration of the first and / or second nanocomposing additive in the overall thermoplastic composition is from about 0.01% to about 15% by weight, in some embodiments from about 0.05% to about 10% by weight of the thermoplastic composition, and in some embodiments, From about 0.1% to about 8% by weight.

D.다른 성분들 D. Other Ingredients

서로 다른 다양한 이유 때문에 조성물을 위한 다양한 성분들을 사용할 수 있다. 예를 들어, 구체적인 일 실시예에서, 간기 개질제(interphase modifier)가 열가소성 조성물에 사용되어서, 마이크로내포 첨가제와 매트릭스 중합체 간의 연결과 마찰 정보를 감소시키는 데 일조하고 이에 따라 해리의 균일성과 정도를 향상시킬 수 있다. 이러한 식으로, 포어들은 조성물 전체에 걸쳐 더욱 균질한 방식으로 분포될 수 있다. 개질제는 실온(예를 들어, 25℃)에서 액체 또는 반고체 형태이어서, 비교적 낮은 점성도를 보유하여 열가소성 조성물 내에 더욱 쉽게 통합되고 중합체 표면으로 쉽게 이동할 수 있다. 이러한 점에서, 간기 개질제의 운동 점성도는, 통상적으로, 40℃ 에서 결정되는, 약 0.7 내지 약 200 센티스토크("cs"), 일부 실시예들에서는 약 1 내지 약 100cs, 일부 실시예들에서는 약 1.5 내지 약 80cs이다. 또한, 간기 개질제는, 통상적으로, 매트릭스 중합체와 첨가제 간의 계면 장력의 변화를 야기하는, 마이크로내포 첨가제를 위한 친화도를 갖도록 소수성을 갖는다. 매트릭스 중합체와 마이크로내포 첨가제 간의 계면에서의 물리력을 감소시킴으로써, 개질제의 저 점성도 소수성이 해리를 용이하게 하는 데 일조할 수 있다고 여겨진다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "소수성"이라는 용어는, 통상적으로, 약 40° 이상, 일부 경우엔 약 60° 이상의 공기 중의 수 접촉각을 갖는 물질을 가리킨다. 대조적으로, "친수성"이라는 용어는, 통상적으로, 약 40° 미만의 공기 중의 수 접촉각을 갖는 물질을 가리킨다. 접촉각을 측정하기 위한 한 가지 적절한 시험은 ASTM D5725-99 (2008)이다. Various ingredients for the composition can be used for a variety of different reasons. For example, in one specific embodiment, an interphase modifier may be used in the thermoplastic composition to assist in reducing the friction and friction between the microencapsulated additive and the matrix polymer, thereby improving the uniformity and degree of dissociation . In this way, pores can be distributed in a more homogeneous manner throughout the composition. The modifier may be in a liquid or semi-solid form at room temperature (e. G., 25 DEG C), and may have a relatively low viscosity to more readily integrate into the thermoplastic composition and readily migrate to the polymer surface. In this regard, the kinematic viscosity of the interphase modifier is typically in the range of about 0.7 to about 200 centistokes ("cs"), in some embodiments about 1 to about 100 cs, 1.5 to about 80 cs. In addition, the interphase modifier typically has hydrophobicity to have affinity for the micro-inclusion additive which causes a change in interfacial tension between the matrix polymer and the additive. By reducing the physical force at the interface between the matrix polymer and the micro-inclusion additive, it is believed that the low viscosity and hydrophobicity of the modifier can help to facilitate dissociation. As used herein, the term "hydrophobic" refers to a material that typically has a water contact angle in air of at least about 40 degrees, in some instances at least about 60 degrees. In contrast, the term "hydrophilic" refers to a material that typically has a water contact angle in air of less than about 40 degrees. One suitable test for measuring the contact angle is ASTM D5725-99 (2008).

적절한 소수성 저 점성도 간기 개질제는, 예를 들어, 실리콘, 실리콘-폴리에테르 공중합체, 지방족 폴리에스테르, 방향족 폴리에스테르, 알킬렌 글리콜(예를 들어, 에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 테트라에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 폴리에틸렌 글리콜, 폴리프로필렌 글리콜, 폴리부틸렌 글리콜 등), 알칸 디올(예를 들어, 1,3-프로판디올, 2,2-디메틸-1,3-프로판디올, 1,3-부탄디올, 1,4-부탄디올, 1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올, 2,2,4-트리메틸-1,6 헥산디올, 1,3-시클로헥산디메탄올, 1,4-시클로헥산디메탄올, 2,2,4,4-테트라메틸-1,3-시클로부탄디올 등), 아민 옥사이드(예를 들어, 옥틸디메틸아민 옥사이드), 지방산 에스테르, 지방산 아미드(예를 들어, 올레아미드, 에루카미드, 스테아르아미드, 에틸렌 비스(스테아르아미드) 등), 미네랄, 및 식물유 등을 포함할 수 있다. 특히 적절한 한 가지 액체 또는 반고체는, 예를 들어, BASF Corp.에 의해 Pluriol® WI라는 상품명으로 시판되고 있는 폴리에테르 폴리올이다. 다른 적절한 개질제는, 예를 들어, Hallstar에 의해 HALLGREEN® IM라는 상품명으로 시판되고 있는 부분적으로 재생가능한 에스테르이다. Suitable hydrophobic low viscosity interphase modifiers include, for example, silicones, silicone-polyether copolymers, aliphatic polyesters, aromatic polyesters, alkylene glycols such as ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, Propylene glycol, propylene glycol, polyethylene glycol, polypropylene glycol, polybutylene glycol, etc.), alkane diols (for example, 1,3-propanediol, 2,2- Butanediol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, 2,2,4-trimethyl-1,6 hexanediol, 1,3-cyclohexanedimethanol, Tetramethyl-1,3-cyclobutanediol), amine oxides (e.g., octyldimethylamine oxide), fatty acid esters, fatty acid amides (e.g., oleamide, Erucamide, stearamide, ethylenebis (stearamide), etc.), minerals, It may include oils. One particularly suitable liquid or semi-solid is, for example, a polyether polyol marketed by BASF Corp. under the trade name Pluriol WI. Another suitable modifier is, for example, a partially regenerable ester sold under the trade name HALLGREEN (R) IM by Hallstar.

간기 개질제는, 사용시, 연속상(매트릭스 중합체(들))의 중량에 기초하여 열가소성 조성물의 약 0.1중량% 내지 약 20중량%, 일부 실시예들에서는약 0.5중량% 내지 약 15중량%, 일부 실시예들에서는 약 1중량% 내지 약 10중량%를 구성할 수 있다. 전체 열가소성 조성물 내의 간기 개질제의 농도는, 마찬가지로, 약 0.05중량% 내지 약 20중량%, 일부 실시예들에서는 약 0.1중량% 내지 약 15중량%, 일부 실시예들에서는 약 0.5중량% 내지 약 10중량%를 구성할 수 있다. The interphase modifier may, in use, comprise from about 0.1% to about 20% by weight, in some embodiments from about 0.5% to about 15% by weight, of the thermoplastic composition based on the weight of the continuous phase (matrix polymer (s) In embodiments from about 1% to about 10% by weight. The concentration of the liver reforming agent in the overall thermoplastic composition may likewise be from about 0.05% to about 20% by weight, in some embodiments from about 0.1% to about 15% by weight, in some embodiments from about 0.5% to about 10% % Can be configured.

상기에서 언급된 양으로 사용 시, 간기 개질제는, 열가소성 조성물의 전체적인 용융 특성을 방해하지 않고 중합체의 계면으로 쉽게 이동할 수 있으며 해리를 용이하게 하는 특징을 갖는다. 예를 들어, 간기 개질제는, 통상적으로, 중합체의 유리 전이 온도를 감소시킴으로써 중합체에 대하여 가소화 효과를 갖지 않는다. 이와는 상당히 대조적으로, 본 발명자들은, 열가소성 조성물의 유리 전이 온도가 초기 매트릭스 중합체와 실질적으로 동일할 수 있음을 발견하였다. 이와 관련하여, 조성물의 유리 전이 온도 대 매트릭스 중합체의 유리 전이 온도의 비는, 통상적으로, 약 0.7 내지 약 1.3, 일부 실시예들에서는 약 0.8 내지 약 1.2, 일부 실시예들에서는 약 0.9 내지 약 1.1이다. 열가소성 조성물은, 예를 들어, 약 35℃ 내지 약 80℃, 일부 실시예들에서는 약 40℃ 내지 약 80℃, 일부 실시예들에서는 약 50℃ 내지 약 65℃의 유리 전이 온도를 가질 수 있다. 또한, 열가소성 조성물의 용융 유속도, 매트릭스 중합체의 용융 유속과 유사할 수 있다. 예를 들어, (건조 상태에 있는) 조성물의 용융 유속은, 2160그램의 하중과 190℃의 온도에서 결정되는, 약 0.1 내지 약 70그램/10분, 일부 실시예들에서는 약 0.5 내지 약 50그램/10분 일부 실시예들에서는 약 5 내지 약 25그램/10분일 수 있다. When used in the amounts mentioned above, the interphase modifier has the characteristic that it can easily migrate to the interface of the polymer without disturbing the overall melting characteristics of the thermoplastic composition and facilitate dissociation. For example, interphase modifiers typically do not have a plasticizing effect on the polymer by decreasing the glass transition temperature of the polymer. In sharp contrast to this, the present inventors have found that the glass transition temperature of the thermoplastic composition can be substantially the same as the initial matrix polymer. In this regard, the ratio of the glass transition temperature of the composition to the glass transition temperature of the matrix polymer is typically from about 0.7 to about 1.3, in some embodiments from about 0.8 to about 1.2, in some embodiments from about 0.9 to about 1.1 to be. The thermoplastic composition may have a glass transition temperature of, for example, from about 35 캜 to about 80 캜, in some embodiments from about 40 캜 to about 80 캜, and in some embodiments from about 50 캜 to about 65 캜. The melt flow rate of the thermoplastic composition may also be similar to the melt flow rate of the matrix polymer. For example, the melt flow rate of the composition (in the dry state) may range from about 0.1 to about 70 grams / 10 minutes, in some embodiments from about 0.5 to about 50 grams, determined at a load of 2160 grams and a temperature of 190 degrees Celsius / 10 minutes In some embodiments, it may be from about 5 to about 25 grams / 10 minutes.

계면 부착을 개선하고 도메인과 매트릭스 간의 계면 장력을 감소시키고 이에 따라 혼합 동안 더욱 작은 도메인들의 형성을 가능하게 하는 상용화제도 사용될 수 있다. 적절한 상용화제의 예는, 예를 들어, 에폭시 또는 말레산 무수물 화학적 부분으로 관능화된 공중합체를 포함할 수 있다. 말레산 무수물 상용화제의 일례는, 폴리프로필렌-그래프트된-말레산 무수물이며, 이것은 Orevac™ 18750 및 Orevac™ CA 100라는 상품명으로 Arkema에 의해 시판되고 있다. 상용화제는, 사용시, 연속상 매트릭스의 중량에 기초하여 열가소성 조성물의 약 0.05중량% 내지 약 10중량%, 일부 실시예들에서는 약 0.1중량% 내지 약 8중량%, 일부 실시예들에서는 약 0.5중량% 내지 약 5중량%를 구성할 수 있다. A commercialization scheme may be used that improves interfacial adhesion and reduces the interfacial tension between the domains and matrix, thereby allowing the formation of smaller domains during mixing. Examples of suitable compatibilizers may include, for example, copolymers that are functionalized with an epoxy or maleic anhydride chemical moiety. An example of a maleic anhydride compatibilizer is polypropylene-grafted-maleic anhydride, which is marketed by Arkema under the trade name Orevac ™ 18750 and Orevac ™ CA 100. The compatibilizing agent may, in use, contain from about 0.05% to about 10% by weight, in some embodiments from about 0.1% to about 8% by weight of the thermoplastic composition, in some embodiments from about 0.5% % To about 5% by weight.

열가소성 조성물에 또한 사용될 수 있는 다른 적절한 물질로는, 예를 들어, 촉매, 항산화제, 안정화제, 계면활성제, 왁스, 고체 용제, 필러, 핵제(예를 들어, 칼슘 카르보네이트 등), 미립자, 및 열가소성 조성물의 가공성과 기계적 특성을 향상시키도록 첨가되는 기타 물질이 있다. 그러나, 본 발명의 한 가지 유익한 측면은, 발포제(예를 들어, 클로로플루오로카본, 하이드로클로로플루오로카본, 하이드로카본, 이산화탄소, 초임계 이산화탄소, 질소 등) 및 가소제(예를 들어, 고체 또는 반도체 폴리에틸렌 글리콜) 등의 다양한 종래의 첨가제를 필요로 하지 않고 양호한 특성들이 제공될 수 있다는 것이다. 사실상, 열가소성 조성물에는, 일반적으로, 발포제 및/또는 가소제가 없을 수도 있다. 예를 들어, 발포제 및/또는 가소제는, 열가소성 조성물의 약 1중량%, 일부 실시예들에서는 약 0.5중량% 이하, 일부 실시예들에서는 약 0.001중량% 내지 약 0.2중량%의 양으로 존재할 수 있다. 또한, 응력 백화 특성으로 인해, 더욱 상세히 후술하는 바와 같이, 형성되는 조성물은, 이산화 티타늄 등의 종래의 안료를 필요로 하지 않고 불투명한 색(예를 들어, 백색)을 달성할 수 있다. 소정의 실시예들에서, 예를 들어, 안료는, 열가소성 조성물의 약 1중량% 이하, 일부 실시예들에서는 약 0.5중량% 이하, 일부 실시예들에서는 약 0.001중량% 내지 약 0.2중량%의 양으로 존재할 수 있다. Other suitable materials that may also be used in the thermoplastic compositions include, for example, catalysts, antioxidants, stabilizers, surfactants, waxes, solid solvents, fillers, nucleating agents (e.g., calcium carbonate, And other materials added to improve the processability and mechanical properties of the thermoplastic composition. One beneficial aspect of the present invention, however, is that it can be used in the form of a mixture of a blowing agent (e.g., chlorofluorocarbons, hydrochlorofluorocarbons, hydrocarbons, carbon dioxide, supercritical carbon dioxide, Polyethylene glycol), and the like, and good properties can be provided. In fact, thermoplastic compositions may generally be free of blowing agents and / or plasticizers. For example, the blowing agent and / or plasticizer may be present in an amount of about 1 weight percent of the thermoplastic composition, in some embodiments up to about 0.5 weight percent, and in some embodiments from about 0.001 weight percent to about 0.2 weight percent . Also, due to the stress whitening properties, the composition to be formed, as described in more detail below, can achieve an opaque color (e.g., white) without the need for conventional pigments such as titanium dioxide. In certain embodiments, for example, the pigment is present in an amount of up to about 1 percent by weight, in some embodiments up to about 0.5 percent by weight, and in some embodiments from about 0.001 percent by weight to about 0.2 percent by weight of the thermoplastic composition Lt; / RTI >

II. 중합체 물질 II. Polymer material

본 발명의 중합체 물질은 매트릭스 중합체, 마이크로내포 첨가제, 나노내포 첨가제, 뿐만 아니라 다른 선택사항 성분들을 함유할 수도 있는, 열가소성 조성물을 연신해서 형성될 수도 있다. 초기 열가소성 조성물을 형성하기 위해, 성분들은 통상적으로, 알려져 있는 다양한 기술들 중 임의의 기술을 이용하여 함께 배합된다. 예를 들어 일 실시예에서, 성분들은 별도로 또는 조합되어 공급될 수 있다. 예를 들어 성분들은 먼저 함께 건조 혼합되어 본질적으로 균질한 건조 혼합물을 형성하고, 그것들은 마찬가지로 동시에 또는 순서대로 물질들을 분산적으로 배합하는 용융 처리 장치에 공급될 수 있다. 배치식 및/또는 연속식 용융 처리 기법이 사용될 수 있다. 예를 들어 믹서/반죽기, Bamnbury 믹서, Farrel 연속식 믹서, 단일-스크류 압출기, 트윈-스크류 압출기, 롤 밀 등이 물질을 혼합하고 용융 처리하기 위해 활용될 수 있다. 특히 적합한 용융 처리 장치는 공-회전하는, 트윈-스크류 압출기이다(예컨대 Werner & Pfleiderer Corporation (뉴저지주 람시)으로부터 입수가능한 ZSK-30 압출기 또는 Thermo Electron Corp.(잉글랜드 스톤)으로부터 활용활 수 있는 Thermo PrismTM USALAB 16 압출기). 그런 압출기들은 송급 및 환기 포트를 포함할 수 있고 고강도의 분배적이고 분산적인 혼합을 제공한다. 예를 들어 성분들은 트윈-스크류 압출기의 동일하거나 상이한 송급 포트에 송급되고 용융 혼합되어 실질적으로 균질한 용융된 혼합물이 형성된다. 바람직하다면, 다른 첨가제들이 또한 중합체 용융물에 주입되거나 및/또는 별도로 압출기의 길이를 따라 다른 지점에서 압출기에 송급될 수 있다. The polymeric material of the present invention may be formed by stretching a thermoplastic composition, which may contain a matrix polymer, a microencapsulated additive, a nanocomposite additive, as well as other optional ingredients. To form the initial thermoplastic composition, the ingredients are typically formulated together using any of a variety of known techniques. For example, in one embodiment, the components may be supplied separately or in combination. For example, the ingredients may be first dry blended together to form an essentially homogeneous dry blend, which may likewise be fed to a melt processing apparatus which dispersively blends the materials simultaneously or sequentially. Batch and / or continuous melt processing techniques may be used. For example, mixers / kneaders, Bamnbury mixers, Farrel continuous mixers, single-screw extruders, twin-screw extruders, roll mills and the like can be utilized to mix and melt materials. A particularly suitable melt processing apparatus is a co-rotating, twin-screw extruder (see, for example, the ZSK-30 extruder from Werner & Pfleiderer Corporation (Ramsey, NJ) or Thermo Prism TM USALAB 16 extruder). Such extruders can include feed and vent ports and provide a high intensity, distributive and dispersive mixing. For example, the components are fed to the same or different feed ports of a twin-screw extruder and melt mixed to form a substantially homogeneous molten mixture. If desired, other additives may also be injected into the polymer melt and / or fed separately to the extruder at different points along the length of the extruder.

선택된 특정 가공 기술에 상관없이, 최종 용융 배합물 조성물은 상기에서 언급된 것처럼 마이크로내포 첨가제의 마이크로 크기의 도메인들 및 나노내포 첨가제의 나노 크기의 도메인들을 함유할 수도 있다. 전단/압력과 열의 정도는, 충분한 분산을 보장하지만 오히려 도메인들이 원하는 특성을 달성할 수 없을 정도로 도메인의 크기를 감소시키지 않게끔 높게 제어될 수 있다. 예를 들어, 배합은, 통상적으로, 약 180℃ 내지 약 300℃의 온도, 일부 실시예들에서는 약 185℃ 내지 약 250℃의 온도, 일부 실시예들에서는 약 190℃ 내지 약 240℃의 온도에서 발생한다. 마찬가지로 용융 공정 중에 외관상 전단속도는 약 10 초-1 내지 약 3000 초-1의 범위, 일부 실시예에서는 약 50 초-1 내지 약 2000 초-1, 및 일부 실시예에서는 약 100 초-1 내지 약 1200 초-1의 범위일 수 있다. 외관상 전단 속도는 4Q/ pR 3 과 같은데, 이때 Q는 중합체 용융물의 부피 유속(“m3/s”)이고, R은 그것을 통해 용융된 중합체가 흘러가는 모세관(예컨대 압출기 다이)의 반경(“m”)이다. 물론 다른 변수, 예컨대 작업처리율과 역비례하는, 용융 공정 중의 거주 시간도 또한 원하는 균질성 정도를 이루기 위해 조절될 수 있다. Regardless of the particular processing technique selected, the final molten blend composition may contain micro-sized domains of the micro-inclusion additive and nanoscale domains of the nanocomposite additive as mentioned above. The degree of shear / pressure and heat can be highly controlled so as not to reduce the size of the domains to such an extent that they ensure sufficient dispersion but rather that the domains can not achieve the desired properties. For example, the blend is typically conducted at a temperature of from about 180 DEG C to about 300 DEG C, in some embodiments from about 185 DEG C to about 250 DEG C, and in some embodiments from about 190 DEG C to about 240 DEG C Occurs. Likewise, during the fusing process, apparent shear rates range from about 10 sec -1 to about 3000 sec -1 , in some embodiments from about 50 sec -1 to about 2000 sec -1 , and in some embodiments from about 100 sec -1 to about 100 sec -1 of 1200 seconds -1 it may be a range. Apparent shear rate, we are following the 4Q / pR 3, wherein Q is the radius of the volume flow rate of the polymer melt ( "m 3 / s") and, R is the passing capillary tube of molten polymer through it (for example, extruder die) ( "m ")to be. Of course, other parameters, such as the residence time during the melting process, which is inversely proportional to the throughput, can also be adjusted to achieve the desired degree of homogeneity.

원하는 전단 조건(예컨대 속도, 체류 시간, 전단속도, 용융 처리 온도 등)을 이루기 위하여, 압출기 스크류(들)의 속도는 특정 범위로 선택될 수 있다. 일반적으로 생성물 온도의 증가는 시스템 안으로의 추가의 기계 에너지 유입으로 인한 스크류 속도가 증가하면서 관찰된다. 예를 들어 스크류 속도는 약 50 내지 약 600rpm일 수 있고, 일부 실시예에서 약 70 내지 약 500rpm, 및 일부 실시예에서는 약 100 내지 약 300rpm일 수 있다. 이 결과, 생성되는 도메인의 크기에 악영향을 끼치지 않고 마이크로내포 첨가제를 분산시키기에 충분히 높은 온도가 발생할 수 있다. 용융 전단 속도 및, 이어서 첨가제들이 분산되는 정도는 또한 압출기의 혼합 구역 내에서 하나 이상의 분포성 및/또는 분산성 혼합 요소들을 사용함으로써 증가될 수 있다. 단일 스크류 압출기에 적합한 분포성 믹서는 예를 들면 Saxon, Dulmage, Cavity Transfer 믹서 등을 포함할 수 있다. 마찬가지로 적합한 분산성 믹서는 Blister 고리, Leroy/Maddock, CRD 믹서 등을 포함할 수 있다. 해당 기술분야에 잘 알려져 있는 것과 같이, 혼합은 중합체 용융물의 접힘과 재배향을 생성하는 배럴의 핀, 예컨대 Buss 반죽기 압출기, Cavity Transfer 믹서 및 Vortex Intermeshing Pin(VIP) 믹서를 사용함으로써 추가로 개선될 수 있다. In order to achieve the desired shear conditions (e.g., speed, residence time, shear rate, melt processing temperature, etc.), the speed of the extruder screw (s) may be selected to a specific range. Generally, an increase in product temperature is observed as the screw speed increases due to additional mechanical energy input into the system. For example, the screw speed may be from about 50 to about 600 rpm, in some embodiments from about 70 to about 500 rpm, and in some embodiments from about 100 to about 300 rpm. As a result, a temperature high enough to disperse the micro-containment additive can be generated without adversely affecting the size of the domain produced. The melt shear rate and the extent to which the additives are subsequently dispersed can also be increased by using one or more distributable and / or dispersible blending elements within the blending zone of the extruder. Suitable distributive mixers for single screw extruders may include, for example, Saxon, Dulmage, Cavity Transfer mixers, and the like. Likewise suitable dispersing mixers may include Blister rings, Leroy / Maddock, CRD mixers, and the like. As is well known in the art, mixing can be further improved by using pins of a barrel, such as a Buss kneader extruder, a Cavity Transfer mixer, and a Vortex Intermeshing Pin (VIP) mixer, which produce a folding and reorientation of the polymer melt have.

일단 배합되면, 포어 망 구조는 길이방향(예를 들어, 기계 방향), 가로방향(예를 들어, 교차 기계 방향) 및 이들의 조합 등으로의 조성물의 연신에 의해 도입될 수도 있다. 원하는 연신을 수행하도록, 열가소성 조성물은, 전구체 형상으로 형성될 수 있고, 연신될 수 있고, 그 후에 원하는 물질(예를 들어, 필름, 섬유 등)로 변환될 수 있다. 일 실시예에서, 전구체 형상은, 약 1 내지 약 5000μm, 일부 실시예들에서는 약 2 내지 약 4000μm, 일부 실시예들에서는 약 5 내지 약 2500μm, 일부 실시예들에서는 약 10 내지 약 500μm의 두께를 갖는 필름일 수 있다. 전구체 형상을 형성하는 것의 대안으로, 열가소성 조성물은, 또한, 중합체 물질을 위해 원하는 물질로 형성됨에 따라 제 위치에서 연신될 수 있다. 일 실시예에서, 예를 들어, 열가소성 조성물은 필름 또는 섬유로 형성되고 있을 때 연신될 수 있다. Once compounded, the net structure may be introduced by stretching the composition in a longitudinal direction (e.g., machine direction), in a transverse direction (e.g., cross-machine direction), and combinations thereof. To perform the desired stretch, the thermoplastic composition may be formed into a precursor shape, stretched, and then converted to a desired material (e.g., film, fiber, etc.). In one embodiment, the precursor shape has a thickness of from about 1 to about 5000 microns, in some embodiments from about 2 to about 4000 microns, in some embodiments from about 5 to about 2500 microns, and in some embodiments from about 10 to about 500 microns . As an alternative to forming the precursor shape, the thermoplastic composition may also be stretched in place as it is formed from the desired material for the polymeric material. In one embodiment, for example, the thermoplastic composition can be stretched when it is formed of film or fiber.

그럼에도 불구하고, 다양한 연신 기법들, 예컨대 흡인 (예컨대 섬유 연신 장치), 장력 프레임 연신, 2축 연신, 다중-축 연신, 프로필 연신, 진공 연신 등이 사용될 수 있다. 예를 들어 일 실시예에서, 조성물은 예컨대 Marshall and Willams, Co. (Providence, Rhode Island)로부터 상업적으로 입수가능한 기계 방향 배향기 (“MDO”)로 연신된다. MDO 유닛은, 통상적으로, 기계 방향으로 계속 연신하고 필름을 얇게 만드는 복수의 연신 롤(예를 들어, 5 내지 8개)을 갖는다. 상기 조성물은, 단일 또는 다수의 이산 연신 동작들에서 연신될 수도 있다. MDO 장치의 롤들 중 일부는 점점 더 높은 속도로 작동하지 않을 수도 있다는 점에 주목하기 바란다. 상술한 방식으로 물질을 연신하도록, 일반적으로 MDO의 롤들이 가열되지 않는 것이 바람직하다. 그럼에도 불구하고, 원하는 경우, 조성물의 온도가 상술한 범위들 아래에서 유지되는 한 하나 이상의 롤을 약간 가열하여 연신 공정을 용이하게 할 수 있다. Nonetheless, a variety of stretching techniques can be used, such as drawing (e.g., a fiber stretching device), stretching frame stretching, biaxial stretching, multi-axis stretching, profile stretching, vacuum stretching and the like. For example, in one embodiment, the composition may be, for example, from Marshall and Willams, Co. (&Quot; MDO ") commercially available from Providence, Rhode Island. The MDO unit typically has a plurality of stretching rolls (e.g., 5 to 8) that continue to stretch in the machine direction and thin the film. The composition may be stretched in single or multiple discrete stretching operations. It should be noted that some of the rolls of the MDO device may not operate at increasingly higher speeds. To stretch the material in the manner described above, it is generally desirable that the rolls of the MDO are not heated. Nevertheless, if desired, one or more rolls may be heated slightly to facilitate the stretching process, as long as the temperature of the composition is maintained below the aforementioned ranges.

연신의 정도는 연신되고 있는 물질(예를 들어, 섬유 또는 필름)의 성질에 따라서 부분적으로 달라지지만, 일반적으로는 원하는 포어 망이 달성되는 것을 보장하도록 선택된다. 이와 관련하여, 조성물은, 일반적으로 약 1.1 내지 약 3.5, 일부 실시예들에서는 약 1.2 내지 약 3.0, 일부 실시예들에서는 약 1.3 내지 약 2.5의 연신 비율로 (예를 들어, 기계 방향으로) 연신된다. 연신 비율은, 연신된 물질의 길이를 그 물질의 연신 전의 길이로 나눔으로써 결정될 수 있다. 또한, 연신 비율은, 원하는 특성들을 달성하는 데 일조하도록 가변될 수 있는데, 예를 들어, 약 5% 내지 약 1500%/분의 변형, 일부 실시예들에서는 약 20% 내지 약 1000%/분의 변형, 일부 실시예들에서는 약 25% 내지 약 850%/분의 변형이 가능하다. 조성물은 일반적으로 연신 동안 매트릭스 중합체 및 마이크로내포 첨가제의 유리 온도 아래 온도에서 유지된다. 다른 것들 중에서도, 이것은 포어 망이 불안정하게 되는 그런 정도로 중합체 사슬이 변경되지 않는 것을 보장하는 것을 돕는다. 예를 들면, 조성물은 매트릭스 중합체의 유리 전이 온도 보다 적어도 약 10℃, 일부 실시예에서 적어도 약 20℃, 그리고 일부 실시예에서, 적어도 약 30℃ 아래 온도에서 연신될 수도 있다. 예를 들면, 조성물은 약 0℃ 내지 약 50℃, 일부 실시예에서 약 15℃ 내지 약 40℃, 그리고 일부 실시예에서 약 20℃ 내지 약 30℃의 온도에서 연신될 수도 있다. 비록 조성물이 외부 열을 가하지 않고 연신되는 것이 통상적이지만(예, 가열된 롤), 그러한 열은 가공성을 개선하고, 연신력을 감소시키고, 연신 비율을 증가시키고, 섬유 단일성을 개선하도록 선택사항으로 사용될 수도 있다. The extent of stretching is selected to ensure that the desired pore net is achieved, although it will vary in part depending on the nature of the material being stretched (e.g., fiber or film). In this regard, the composition may be elongated (e. G., In the machine direction) at a draw ratio, generally from about 1.1 to about 3.5, in some embodiments from about 1.2 to about 3.0, and in some embodiments from about 1.3 to about 2.5 do. The stretching ratio can be determined by dividing the length of the stretched material by the length before stretching the material. In addition, the elongation ratio can be varied to help achieve the desired properties, for example, from about 5% to about 1500% / minute of modification, in some embodiments from about 20% to about 1000% And in some embodiments from about 25% to about 850% / minute. The composition is generally maintained at a temperature below the glass temperature of the matrix polymer and microencapsulating additive during stretching. Among other things, this helps ensure that the polymer chain is not altered to such an extent that the net network becomes unstable. For example, the composition may be stretched at a temperature of at least about 10 [deg.] C, in some embodiments at least about 20 [deg.] C, and in some embodiments at least about 30 [deg.] C below the glass transition temperature of the matrix polymer. For example, the composition may be stretched at a temperature of from about 0 캜 to about 50 캜, in some embodiments from about 15 캜 to about 40 캜, and in some embodiments from about 20 캜 to about 30 캜. Although it is common for a composition to be stretched without external heat (e.g., a heated roll), such heat can be used as an option to improve processability, reduce stretchability, increase stretch ratio, and improve fiber unity It is possible.

상기에서 기술된 방식의 연신은 “나노 크기” 치수(“나노포어”)를 갖는 포어의 형성을 초래할 수 있다. 예를 들면, 나노포어들은 약 800nm 이하, 일부 실시예에서 약 1 내지 약 500nm, 일부 실시예에서 약 5 내지 약 450nm, 일부 실시예에서 약 5 내지 400nm, 및 일부 실시예에서 약 10 내지 약 100nm의 평균 단면 치수를 가질 수도 있다. 마이크로포어들이 또한 연신 동안, 약 0.5 내지 약 30μm, 일부 실시예에서는 약 1 내지 약 20μm, 및 일부 실시예에서는 약 2μm 내지 약 15μm의 평균 단면 치수를 갖는 마이크로 크기 도메인들에서 또는 그 주변에 형성될 수 있다. 마이크로포어들 및/또는 나노포어들은 구형, 세장형 것 등과 같은 임의로 규칙적이거나 비규칙적일 수 있다. 어떤 경우에, 마이크로포어 및/또는 나노포어의 축방향 치수는 단면 치수보다 클 수 있어서, 종횡비 (축방향 치수 대 단면 치수의 비율)는 약 1 내지 약 30, 일부 실시예에서 약 1.1 내지 약 15 및 일부 실시예에서 약 1.2 내지 약 5이다. “축방향 치수”는 전형적으로 연신 방향에 있는 주요 축(예, 길이)의 방향의 치수이다. Stretching in the manner described above can result in the formation of pores with " nanoscale " dimensions (" nanopores "). For example, the nanopores may be less than about 800 nm, in some embodiments from about 1 to about 500 nm, in some embodiments from about 5 to about 450 nm, in some embodiments from about 5 to 400 nm, and in some embodiments from about 10 to about 100 nm Sectional dimension of the cross section. The micropores may also be formed at or near the microsize domains having an average cross-sectional dimension of from about 0.5 to about 30 [mu] m, in some embodiments from about 1 to about 20 [mu] m, and in some embodiments from about 2 [ . The micropores and / or nanopores may be arbitrary regular or irregular, such as spherical, elongated, and the like. In some cases, the axial dimension of the micropore and / or nanopore may be greater than the cross-sectional dimension such that the aspect ratio (ratio of axial dimension to cross-sectional dimension) is from about 1 to about 30, in some embodiments from about 1.1 to about 15 And in some embodiments from about 1.2 to about 5. The " axial dimension " is typically the dimension in the direction of the major axis (e.g., length) in the stretching direction.

본 발명자들은 포어들(예, 마이크로포어들, 나노포어들 또는 모두)이 물질 전체에서 실질적으로 균일한 방식으로 분포될 수 있다는 것을 또한 발견하였다. 예를 들어, 포어들은 응력이 가해지는 방향에 대략 수직하는 방향으로 배향되는 컬럼들로 분포될 수 있다. 이러한 컬럼들은 물질의 폭에 걸쳐 서로 대략 평행할 수 있다. 이론에 제한되지 않고, 이렇게 균질하게 분포된 포어 망이 존재함으로써, 열적 저항이 높고 기계적 특성(예를 들어, 하중 및 충격 강도 하의 에너지 소산)이 양호할 수 있다고 여겨진다. 이는, 발포제의 사용을 연관되는 포어를 생성하고 이에 따라 포어 분포가 제어되지 못하고 기계적 특성이 불량한 경향이 있는 종래의 기술들과 극명하게 대조된다. 주목할 점은, 상술한 공정에 의한 포어 망의 형성이, 물질의 단면 크기(예를 들어, 폭)의 상당한 변화를 반드시 초래하지는 않는다는 점이다. 다시 말하면, 물질은 실질적으로 네킹(necked)되지 않으며, 이는 물질이 자신의 초기 단면 치수 및 더욱 큰 정도의 강도 특성을 유지하게 할 수 있다. The present inventors have also found that pores (e.g., micropores, nanopores, or both) can be distributed in a substantially uniform manner throughout the material. For example, the pores may be distributed in columns oriented in a direction generally perpendicular to the direction in which stress is applied. These columns may be approximately parallel to each other across the width of the material. Without being limited by theory, it is believed that the presence of such a homogeneously distributed pore net allows for high thermal resistance and good mechanical properties (e.g., energy dissipation under load and impact strength). This is in sharp contrast to prior art techniques which tend to produce pores associated with the use of blowing agents and thus poor pore distribution and poor mechanical properties. It should be noted that the formation of the pore net by the above-described process does not necessarily result in a significant change in the cross-sectional size (e.g., width) of the material. In other words, the material is not substantially necked, which allows the material to maintain its initial cross-sectional dimensions and a greater degree of strength characteristics.

포어 망을 형성하는 것에 더하여, 연신은 또한 마이크로 크기의 도메인들의 축방향 치수를 유의적으로 증가시켜서 그것들이 일반적으로 선형의 세장형 형상을 갖도록 할 수 있다. 예를 들면, 세장형 마이크로 크기의 도메인들은 연신 이전의 도메인들의 축방향 치수보다, 약 10% 이상, 일부 실시예에서는 약 20 내지 약 500%, 및 일부 실시예에서는 약 50% 내지 약 250% 더 큰 평균 축방향 치수를 가질 수 있다. 연신 후의 축방향 치수는, 예를 들면, 약 0.5 내지 약 250μm, 일부 실시예에서는 약 1 내지 약 100μm, 일부 실시예에서는 약 2 내지 약 50μm, 및 일부 실시예에서는 약 5 내지 약 25μm의 범위일 수 있다. 마이크로 크기 도메인들은 또한 비교적 얇을 수 있고 이에 따라 작은 단면 치수, 예를 들어, 약 0.05 내지 약 50μm, 일부 실시예들에선 약 0.2 내지 약 10μm의 두께, 및 일부 실시예들에선 약 0.5 내지 약 5μm를 가질 수도 있다. 이것은 약 2 내지 약 150, 일부 실시예에서는 약 3 내지 약 100, 및 일부 실시예에서는 약 4 내지 약 50의 제1 도메인들에 대한 종횡비(단면 치수에 대한 축방향 치수의 비율)를 초래할 수 있다. In addition to forming the pore network, the stretching can also significantly increase the axial dimension of the micro-sized domains so that they have a generally linear elongated shape. For example, the elongated microsized domains can be about 10% or more, in some embodiments about 20 to about 500%, and in some embodiments about 50% to about 250% more And can have a large average axial dimension. The axial dimension after stretching may range, for example, from about 0.5 to about 250 microns, in some embodiments from about 1 to about 100 microns, in some embodiments from about 2 to about 50 microns, and in some embodiments from about 5 to about 25 microns . Microsize domains can also be relatively thin and thus have a small cross-sectional dimension, for example, from about 0.05 to about 50 microns, in some embodiments from about 0.2 to about 10 microns, and in some embodiments from about 0.5 to about 5 microns . This can result in an aspect ratio (ratio of axial dimension to cross-sectional dimension) for the first domains of from about 2 to about 150, in some embodiments from about 3 to about 100, and in some embodiments from about 4 to about 50 .

다공성 및 세장형 도메인 구조의 결과로, 본 발명자들은, 다음과 같은 식에 의해 결정되는 바와 같이, 생성되는 중합체 물질이, 저 "푸아송 계수(Poisson coefficient)"로 반영되는, 길이방향으로의 연신될 때 부피에 있어서 균일하게 팽창될 수 있음을 발견하였다. As a result of the porous and elongated domain structure, the present inventors have discovered that the resulting polymeric material, as determined by the equation below, is reflected in a "Poisson coefficient" It can be uniformly expanded in volume.

푸아송 계수 = - EPoisson coefficient = - E 가로방향Landscape orientation / E / E 길이방향Lengthwise

여기서, E 가로방향 은 물질의 가로방향 변형이고, E 길이방향 은 물질의 길이방향 변형이다. 더욱 구체적으로, 물질의 푸아송 계수는 대략 0 또는 심지어 음의 값일 수 있다. 예를 들어, 푸아송 계수는, 약 0.1 이하, 일부 실시예들에서는 약 0.08 이하, 일부 실시예들에서는 약 -0.1 내지 약 0.04일 수 있다. 푸아송 계수가 0인 경우, 물질이 길이방향으로 팽창될 때 가로방향으로는 수축이 없다. 푸아송 계수가 음의 값인 경우, 물질의 가로방향 또는 측방향 치수도, 물질이 길이방향으로 연신될 때 팽창된다. 따라서, 음의 푸아송 계수를 갖는 물질은 길이방향으로의 연신시 폭의 증가를 나타낼 수 있고, 이에 따라 교차 방향으로 에너지 흡수가 증가될 수 있다. Where E transverse direction is the transverse strain of the material and E longitudinal direction is the longitudinal strain of the material. More specifically, the material's Poisson's modulus can be approximately zero or even negative. For example, the Poisson coefficient may be less than or equal to about 0.1, in some embodiments less than or equal to about 0.08, and in some embodiments, from about -0.1 to about 0.04. When the Poisson coefficient is zero, there is no shrinkage in the transverse direction when the material expands in the longitudinal direction. When the Poisson coefficient is negative, the transverse or lateral dimension of the material expands when the material is stretched in the longitudinal direction. Thus, a material having a negative Poisson's modulus can exhibit an increase in width upon elongation in the longitudinal direction, thereby increasing the energy absorption in the cross direction.

본 발명의 중합체 물질은, 일반적으로, 특정한 응용분야에 따라 서로 다른 다양한 형태들을 가질 수 있는데, 예를 들어, 건물 단열재에 사용하기 위한 필름, 섬유성 물질, 성형된 용품, 프로파일 등, 및 이들의 합성물과 적층체가 있다. 일 실시예에서, 예를 들어, 중합체 물질은 필름 또는 필름의 층 형태로 되어 있다. 다층 필름들은, 2개 내지 15개 층을 포함할 수 있고, 일부 실시예들에서는 3개 내지 12개 층을 포함할 수 있다. 이러한 다층 필름들은, 정상적으로 적어도 하나의 베이스층과 적어도 하나의 추가층(예를 들어, 스킨층)을 포함하지만, 필요로 하는 임의의 개수의 층들을 포함할 수도 있다. 예를 들어, 다층 필름은 베이스층과 하나 이상의 스킨층으로부터 형성될 수 있고, 베이스층 및/또는 스킨층(들)은 본 발명의 중합체 물질로부터 형성된다. 그러나, 베이스층 및/또는 스킨층(들)에서 폴리올레핀 중합체 등의 다른 중합체 물질도 사용될 수 있다는 점을 이해해야 한다. The polymeric material of the present invention can generally have a variety of different forms depending on the particular application, such as, for example, films for use in building insulation, fibrous materials, molded articles, profiles, etc., There are composites and laminates. In one embodiment, for example, the polymeric material is in the form of a film or film layer. The multilayer films may comprise from two to fifteen layers, and in some embodiments from three to twelve layers. These multilayer films normally include at least one base layer and at least one additional layer (e.g., a skin layer), but may include any number of layers as needed. For example, a multilayer film can be formed from a base layer and one or more skin layers, and a base layer and / or skin layer (s) are formed from the polymeric material of the present invention. However, it should be understood that other polymeric materials such as polyolefin polymers may be used in the base layer and / or skin layer (s).

필름의 두께는 유연성을 증가시키도록 비교적 작을 수 있다. 예를 들어, 필름은, 약 1 내지 약 200μm, 일부 실시예들에서는 약 2 내지 약 150μm, 일부 실시예들에서는 약 5 내지 약 100μm, 일부 실시예들에서는 약 10 내지 약 60μm의 두께를 가질 수 있다. 이러한 작은 두께에도 불구하고, 필름은 사용 동안 양호한 기계적 특성을 유지할 수 있다. 예를 들어, 필름은 비교적 연성일 수 있다. 필름의 연성을 나타내는 한 파라미터는, 23℃에서 ASTM Standard D638-10에 따라 얻어지는 것 등의 응력 변형 곡선에 의해 측정되는 바와 같은, 필름의 파단 신장율이다. 예를 들어, 기계 방향("MD")으로의 파단 신장율은, 약 10% 이상, 일부 실시예들에서는 약 50% 이상, 약 80% 이상, 일부 실시예들에서는 약 100% 내지 약 600%일 수 있다. 마찬가지로, 교차 기계 방향("CD")으로의 필름의 파단 신장율은, 약 15% 이상, 일부 실시예들에서는 약 40% 이상, 일부 실시예들에서는 약 70% 이상, 일부 실시예들에서는 약 100% 내지 약 400%일 수 있다. 연성을 나타내는 다른 파라미터는, 인장 응력 대 인장 변형의 비와 같으며 응력-변형 곡선의 기울기로부터 결정되는, 필름의 인장 탄성율이다. 예를 들어, 필름은, 통상적으로, 약 2500메가파스칼("MPa") 이하, 일부 실시예들에서는 약 2200MPa 이하, 일부 실시예들에서는 약 50MPa 내지 약 2000MPa, 일부 실시예들에서는 약 100MPa 내지 약 1000MPa의 MD 및/또는 CD 인장 탄성율을 나타낸다. 인장 탄성율은 23℃에서 ASTM D638-10에 따라 결정될 수 있다. The thickness of the film may be relatively small to increase flexibility. For example, the film may have a thickness of from about 1 to about 200 microns, in some embodiments from about 2 to about 150 microns, in some embodiments from about 5 to about 100 microns, and in some embodiments from about 10 to about 60 microns have. Despite this small thickness, the film can maintain good mechanical properties during use. For example, the film may be relatively soft. One parameter that indicates the ductility of the film is the film elongation at break, as measured by a stress-strain curve, such as that obtained at 23 DEG C in accordance with ASTM Standard D638-10. For example, the elongation at break in the machine direction ("MD") may be at least about 10%, in some embodiments at least about 50%, at least about 80%, in some embodiments from about 100% . Likewise, the elongation at break of the film in the cross machine direction ("CD") may be at least about 15%, in some embodiments at least about 40%, in some embodiments at least about 70% % To about 400%. Another parameter representing ductility is the tensile modulus of the film, which is equal to the ratio of tensile stress to tensile strain, determined from the slope of the stress-strain curve. For example, the film typically has a pressure of less than or equal to about 2500 megapascals ("MPa"), in some embodiments less than or equal to about 2200 MPa, in some embodiments from about 50 MPa to about 2000 MPa, MD and / or CD tensile modulus of 1000 MPa. The tensile modulus can be determined according to ASTM D638-10 at 23 占 폚.

필름은 연성을 갖지만, 여전히 비교적 강할 수 있다. 필름의 상대적 강도를 나타내는 또 다른 파라미터는, ASTM Standard D638-10에 따라 얻어지는 것 등의 응력-변형 곡선에서 얻어지는 피크 응력과 같은 최종 인장 강도이다. 예를 들어, 필름은, 약 5 내지 약 65MPa, 일부 실시예들에서는 약 10 내지 약 60MPa, 일부 실시예들에서는 약 20 내지 약 55MPa의 MD 및/또는 CD 피크 응력을 나타낼 수 있다. 또한, 필름은, 약 5 내지 약 60MPa, 일부 실시예들에서는 약 10 내지 약 50MPa, 일부 실시예들에서는 약 20 내지 약 45MPa의 MD 및/또는 CD 파단 응력을 나타낼 수 있다. 피크 응력과 파단 응력은 23℃에서 ASTM D638-10에 따라 결정될 수 있다. The film is ductile, but can still be relatively strong. Another parameter indicative of the relative strength of the film is the ultimate tensile strength, such as the peak stress obtained in a stress-strain curve, such as that obtained according to ASTM Standard D638-10. For example, the film may exhibit MD and / or CD peak stresses of from about 5 to about 65 MPa, in some embodiments from about 10 to about 60 MPa, and in some embodiments from about 20 to about 55 MPa. In addition, the film may exhibit MD and / or CD breaking stresses of from about 5 to about 60 MPa, in some embodiments from about 10 to about 50 MPa, and in some embodiments from about 20 to about 45 MPa. Peak stress and fracture stress can be determined at 23 캜 according to ASTM D638-10.

필름에 더하여, 중합체 물질은, 또한, 섬유성 물질 또는 섬유성 물질의 층이나 성분의 형태로 될 수 있고, 이는 개별적인 스테이플 섬유들 또는 필라멘트들(연속 섬유들), 및 이러한 섬유들로부터 형성되는 방사, 직물 등을 포함할 수 있다. 방사는, 예를 들어, 함께 트위스팅되는("스펀 방사") 다수의 스테이플 섬유, 트위스팅 없이 함께 레이드된(laid) 필라멘트("제로-트위스트 방사"), 약간 트위스팅되고 함께 레이드된 필라멘트, 트위스팅이 있거나 없는 단일 필라멘트("모노필라멘트") 등을 포함할 수 있다. 방사는 텍스처링될 수도 있고 아닐 수도 있다. 적절한 직물은, 마찬가지로, 예를 들어, 직조된 직물, 편직물, 부직포(예를 들어, 스펀본드 웹, 멜트블로운 웹, 본디드 카디드 웹, 습식-레이드 웹, 에어레이드 웹, 코폼 웹, 수력 엉킴 웹 등)을 포함할 수 있다. In addition to the film, the polymeric material may also be in the form of a layer or component of fibrous material or fibrous material, which may be in the form of individual staple fibers or filaments (continuous fibers) , Fabrics, and the like. The radiation may be applied, for example, to a number of staple fibers twisted together ("spun spinning"), laid filaments without twisting ("zero-twisted spinning"), slightly twisted and laid filaments, Single filaments with or without twisting ("monofilament"), and the like. The radiation may or may not be textured. Suitable fabrics may likewise be fabricated from a variety of materials, including, for example, woven fabrics, knitted fabrics, nonwoven fabrics (such as spunbond webs, meltblown webs, bonded carded webs, wet-laid webs, airlaid webs, Tangle web, etc.).

열가소성 조성물로부터 형성된 섬유들은, 일반적으로, 단성분 및 다성분(예를 들어, 시스-코어(sheath-core) 구성, 나란한 구성, 세그먼트화 파이 구성, 바다 속 섬(island-in-the-sea) 구성 등)을 포함하는 임의의 원하는 구성을 가질 수 있다. 일부 실시예들에서는, 섬유들은, 강도 및 기타 기계적 특성을 더욱 향상시키도록 하나 이상의 추가 중합체를 성분(예를 들어, 이성분) 또는 구성요소(예를 들어, 이구성요소(biconstituent))로서 포함할 수 있다. 예를 들어, 열가소성 조성물은 시스/코어 이성분 섬유의 시스 성분을 형성할 수 있는 한편, 추가 중합체는 코어 성분을 형성할 수 있고, 그 반대의 경우도 가능하다. 추가 중합체는, 열가소성 중합체일 수 있는데, 예컨대, 폴리에스테르, 예를 들어, 폴리락트산, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트 등; 폴리올레핀, 예를 들어, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부틸렌 등; 폴리테트라플루오로에틸렌; 폴리비닐 아세테이트; 폴리비닐 클로라이드 아세테이트; 폴리비닐 부티랄; 아크릴 수지, 예를 들어, 폴리아크릴레이트, 폴리메틸아크릴레이트, 폴리메틸메타크릴레이트 등; 폴리아미드, 예를 들어, 나일론; 폴리비닐 클로라이드; 폴리비닐리덴 클로라이드; 폴리스티렌; 폴리비닐 알코올; 및 폴리우레탄이 있다. The fibers formed from the thermoplastic composition generally have a single component and a multi-component (e.g., a sheath-core configuration, a side-by-side configuration, a segmented pie configuration, an island- Configuration, etc.). ≪ / RTI > In some embodiments, the fibers may include one or more additional polymers as a component (e.g., bicomponent) or a component (e.g., a biconstituent) to further enhance strength and other mechanical properties . For example, the thermoplastic composition may form the sheath component of the sheath / core bicomponent fiber while the additional polymer may form the core component, and vice versa . The additional polymer may be a thermoplastic polymer, such as a polyester, for example, polylactic acid, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, and the like; Polyolefins such as polyethylene, polypropylene, polybutylene and the like; Polytetrafluoroethylene; Polyvinyl acetate; Polyvinyl chloride acetate; Polyvinyl butyral; Acrylic resins such as polyacrylate, polymethyl acrylate, polymethyl methacrylate and the like; Polyamides such as nylon; Polyvinyl chloride; Polyvinylidene chloride; polystyrene; Polyvinyl alcohol; And polyurethanes.

섬유들은, 사용시, 변형(strain)이 인가되면 파단되기 보다는 변형될 수 있다. 따라서, 섬유들은, 섬유가 상당한 세장을 나타낸 후에도 하중 지지 부재로서 계속 기능할 수 있다. 이러한 점에서, 본 발명의 섬유들은, 개선된 "피크 세장 특성", 즉, 피크 하중에서의 섬유의 세장 백분율을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 섬유들은, 23℃에서 ASTM D638-10에 따라 결정되는 바와 같이, 약 50% 이상, 일부 실시예들에서는 약 100% 이상, 일부 실시예들에서는 약 200% 내지 약 1500%, 일부 실시예들에서는 약 400% 내지 약 800%의 피크 세장을 나타낼 수 있다. 이러한 세장은, 약 0.1 내지 약 50μm, 일부 실시예들에서는 약 1 내지 약 40μm, 일부 실시예들에서는 약 2 내지 약 25μm, 일부 실시예들에서는 약 5 내지 약 15μm 등의 다양한 평균 직경을 갖는 섬유들에 대하여 달성될 수 있다. Fibers, in use, can be deformed rather than broken when a strain is applied. Thus, the fibers can continue to function as load bearing members even after the fibers have exhibited considerable elongation. In this regard, the fibers of the present invention may exhibit improved "peak elongation properties ", i.e., the elongation percentage of fibers at peak load. For example, the fibers of the present invention may have a tensile strength of at least about 50%, in some embodiments at least about 100%, and in some embodiments from about 200% to about 1500%, as determined in accordance with ASTM D638-10 at 23 & %, And in some embodiments from about 400% to about 800%. Such a truncated filament may have a fiber having a variety of average diameters, such as from about 0.1 to about 50 占 퐉, in some embodiments from about 1 to about 40 占 퐉, in some embodiments from about 2 to about 25 占 퐉, and in some embodiments, from about 5 to about 15 占 퐉, Lt; / RTI >

본 발명의 섬유들은, 변형 하에서 연장되는 능력을 갖고 있으면서, 또한, 비교적 강하게 유지될 수 있다. 예를 들어, 섬유들은, 23℃에서 ASTM D638-10에 따라 결정되는 바와 같이, 약 25 내지 약 500메가파스칼("MPa"), 일부 실시예들에서는 약 50 내지 약 300MPa, 일부 실시예들에서는 약 60 내지 약 200MPa의 피크 인장 응력을 나타낼 수 있다. 본 발명의 섬유들의 상대적 강도를 나타내는 또 다른 파라미터는, 단위 선형 밀도당 힘으로서 표현되는 섬유의 인장 강도를 나타내는 "인성"이다. 예를 들어, 본 발명의 섬유들은, 데니어당 약 0.75 내지 약 6.0그램 힘(“gf”), 일부 실시예들에서는 데니어당 약 1.0 내지 약 4.5gf, 일부 실시예들에서는 데니어당 약 1.5 내지 약 4.0gf의 인성을 가질 수 있다. 섬유들의 데니어는 원하는 응용 분야에 따라 가변될 수 있다. 통상적으로, 섬유들은, 6 미만, 일부 실시예들에서는 약 3 미만, 일부 실시예들에서는 약 0.5 내지 약 3의 필라멘트당 데니어(즉, 섬유의 9000미터당 그램 질량과 같은 선형 밀도의 단위)를 갖도록 형성된다. The fibers of the present invention, while having the ability to extend under strain, can also be kept relatively strong. For example, the fibers may have a diameter of from about 25 to about 500 megapascals ("MPa"), in some embodiments from about 50 to about 300 MPa, as determined in accordance with ASTM D638-10 at 23 [ And may exhibit peak tensile stresses of from about 60 to about 200 MPa. Another parameter indicative of the relative strength of the fibers of the present invention is "toughness" which represents the tensile strength of the fibers expressed as force per unit linear density. For example, the fiber of the invention, from about 0.75 to about 6.0 grams per denier force ( "g f"), in some embodiments of from about 1.0 to about 4.5g f, for example, some implementations per denier of about 1.5 denier per ≪ / RTI > to about 4.0 g f . The denier of the fibers can vary depending on the desired application. Typically, the fibers are sized to have a denier per filament of less than 6, in some embodiments less than about 3, and in some embodiments, from about 0.5 to about 3 (i.e., a unit of linear density such as 9000 meters of grams of fiber per gram of fiber) .

원하는 경우, 본 발명의 중합체 물질은, 연신 전 및/또는 연신 후에 하나 이상의 추가 처리 단계를 거칠 수 있다. 이러한 공정의 예는, 예를 들어, 홈 롤 연신, 엠보싱, 코팅 등을 포함한다. 소정의 실시예들에서, 중합체 물질은, 또한, 원하는 형상을 유지하는 것을 보장하는 데 일조하도록 소둔될 수 있다. 소둔(annealing)은, 통상적으로, 중합체 매트릭스의 유리 전이 온도에서 또는 그 보다 높은 온도에서 발생하며, 예를 들어, 약 40℃ 내지 약 120℃, 일부 실시예들에서는 약 50℃ 내지 약 100℃, 일부 실시예들에서는 약 70℃ 내지 약 90℃일 수 있다. 중합체 물질은 또한, 그것의 특성들을 개선하도록 알려져 있는 다양한 기술들 중 임의의 것을 이용하여 표면 처리될 수 있다. 예를 들어, 고 에너지 빔(예를 들어, 플라즈마, X-선, e-빔 등)을 이용하여 임의의 스킨층을 제거하거나 감소시킬 수 있고, 표면 극성, 다공성, 표면형태를 변경할 수 있고, 표면층 취약화 등을 행할 수 있다. 원하는 경우, 이러한 표면 처리는 열가소성 조성물의 연신 전 및/또는 후에 이용될 수 있다. If desired, the polymeric material of the present invention may undergo one or more further processing steps before and / or after stretching. Examples of such processes include, for example, grooved roll stretching, embossing, coating, and the like. In certain embodiments, the polymeric material may also be annealed to help ensure that the desired shape is maintained. Annealing typically occurs at or above the glass transition temperature of the polymer matrix and can range, for example, from about 40 ° C to about 120 ° C, in some embodiments from about 50 ° C to about 100 ° C, And in some embodiments from about 70 [deg.] C to about 90 [deg.] C. The polymeric material may also be surface treated using any of a variety of techniques known to improve its properties. For example, any skin layer can be removed or reduced using a high energy beam (e.g., plasma, X-ray, e-beam, etc.), surface polarity, porosity, Surface layer weakening and the like can be performed. If desired, such surface treatment may be used before and / or after the stretching of the thermoplastic composition.

III. 건물 단열재 III. Building insulation

상기에서 나타낸 바와 같이, 본 발명의 건물 단열재는 단열, 방음, (예를 들어, 진동에 대한) 충격 절연, 화재 절연, 수분 절연 등등 뿐만 아니라, 이들의 조합을 위한 것과 같이, 광범위한 목적을 위해 사용될 수 있다. 소정의 실시예들에서, 건물 단열재는 본 발명의 중합체 물질로부터 전체적으로 형성되는 구조물에 사용될 수도 있다. 그러나, 다른 실시예들에서, 건물 단열재는 추가 단열, 장벽 특성 같은 다양한 목적을 위해 물질의 한 층 및 하나 이상의 추가층으로서, 또는 덮개로서 중합체 물질을 포함할 수도 있다. 상기 추가층(들)은 중합체 발포체, 필름 또는 시트, 부직포 웹, 유리섬유 물질, 셀룰로오스계 물질, 스크림, 호일 등과 같은 다른 종래의 종류의 물질을 포함할 수도 있다. 특정 구성과 관계없이, 건물 단열재는 주거용 또는 상업용 건물 구조물 내에 위치되어서, 건물 외형의 표면에 인접하게 될 수도 있으며, 그리고/또는 건물의 실내 표면에 인접하게 될 수도 있다. As indicated above, the building insulation of the present invention can be used for a wide variety of purposes, such as for insulation, sound insulation, shock insulation (e.g., vibration), fire insulation, moisture insulation, . In certain embodiments, the building insulation may be used in a structure that is formed entirely from the polymeric material of the present invention. However, in other embodiments, the building insulation may also include polymeric material as a layer and one or more additional layers of material or as a cover for various purposes such as additional insulation, barrier properties, and the like. The additional layer (s) may also include other conventional types of materials such as polymeric foams, films or sheets, nonwoven webs, glass fiber materials, cellulosic materials, scrims, foils and the like. Regardless of the particular configuration, the building insulation may be located within a residential or commercial building structure, adjacent the surface of the building exterior, and / or adjacent the interior surface of the building.

건축 패널은 예를 들어, 본 발명의 중합체 물질로 형성될 수도 있으며, 골조 벽, (예를 들어, 지하가 없는 건물 내) 서리(frost) 벽, 제작된 홈 베이스 커튼 월, 바닥 시스템, 천장 시스템, 지붕 시스템, 실외 이상 등급 벽, 커튼 월, 벽돌 외관을 사용하는 구역에서의 외벽 등의 구성에 있어서 제한 없이 사용될 수도 있다. 도 1-2를 참조하면, 예를 들면, 본 발명에 따라 형성될 수도 있는 건물 패널(예를 들어, 골조 벽 패널)의 일 실시예를 보다 상세히 도시하고 있다. 도시된 바와 같이, 건물은 집합적으로 골조(12)를 정의하는 내부 및 외부 골조 벽(10)을 포함한다. 각각의 골조 벽(10)은 하나 이상의 골조 벽 패널(14)에 의해 순서대로 정의된다. 도시된 대로, 각 골조 벽 패널(14)은 최하부 판(16), 직립 벽부(18), 및 최상부 판(20)을 포함한다. 각각의 직립 벽부(18)는 주 바탕 벽부(22) 및 상기 주 바탕 벽부에 부착되거나 그와 일체로 되어 있으며, 상기 벽부의 길이 방향을 따라 일정한 간격을 두고 있으며, 상기 주 바탕 벽부의 내부 면의 내측으로 연장되어 있는, 수직-배향 보강 스터드(23)를 포함한다. 도 1에 도시된 실시예에서, 쐐기형 브래킷(24)이 상기 벽부의 최상부 및 최하부에서 상기 스터드에 장착되어서 최하부 판과 최상부 판, 및/또는 임의의 기타 부착기구를 상기 직립 벽부의 주 바탕 부에 고정하는 것을 돕게 된다. The architectural panel may be formed of, for example, a polymeric material of the present invention, and may be constructed of a framework wall, a frost wall (e.g., in a building without a basement), a manufactured home base curtain wall, , Roof systems, outdoor anomaly walls, curtain walls, exterior walls in areas using brick facades, and the like. 1-2, an embodiment of a building panel (e.g., a framing wall panel) that may be formed in accordance with the present invention is shown in greater detail, for example. As shown, the building collectively includes inner and outer framework walls 10 defining the framework 12. Each framing wall 10 is defined in turn by one or more framing wall panels 14. As shown, each frame wall panel 14 includes a bottom plate 16, upstanding wall portions 18, and a top plate 20. Each of the upstanding wall portions 18 is attached to or integral with the main wall portion 22 and the main wall portion at regular intervals along the longitudinal direction of the wall portion, And includes a vertically-oriented reinforcing stud 23 extending inward. In the embodiment shown in FIG. 1, a wedge-shaped bracket 24 is mounted to the stud at the top and bottom of the wall so that the bottom plate and top plate, and / or any other attachment mechanism, Lt; / RTI >

도시된 바와 같이, 종래의 빔(26)(예를 들어, 강철 I-빔)은 위에 놓인 층들이 걸쳐지는 것을 지지하기 위해, 필요에 따라, 상기 벽부에 장착된다. 이러한 빔은 기둥(28) 및/또는 패드(30)에 의해 필요에 따라 지원될 수 있다. 추가적인 지지 기둥은 또한 빔의 말단부에서 또는 그와 인접해서 이용되어서 건물 설계의 특정한 개별 내력벽 요건을 만족시킬 수도 있다. 고체 보강 스터드(23)는 골조 벽의 각각의 패널에 빔을 부착하는데 사용될 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 주 바탕 벽부(22)는 일반적으로 벽 패널(14)의 내부면과 외부면 사이에 정의된다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 벽부(22)는 본 발명의 중합체 물질을 건물 단열재(32)로서 포함할 수도 있으며, 이는 벽의 내측 대향면과 외측 대향면 간에 열적 배리어를 제공한다. 최하부 판(16)과 최상부 판(20)은 쐐기형 브래킷(24) 또는 다른 지지 브래킷 구조의 지원으로 상기 주 바탕 부(22)에 고정될 수 있다. 최하부 판(16)은 콘크리트 바닥부(footer; 55) 같은 하부에 놓인 제작된 기저부에서 골조 벽과 위에 놓인 건물 상부를 지지할 수도 있다. As shown, a conventional beam 26 (e. G., A steel I-beam) is mounted to the wall portion, if necessary, to support the laying of overlying layers. This beam can be supported by the pillars 28 and / or the pad 30 as needed. Additional support columns may also be used at or near the distal end of the beam to meet specific individual wall requirements of the building design. The solid stiffening studs 23 can be used to attach beams to respective panels of the framing walls. As shown in FIG. 2, the main wall portion 22 is generally defined between the inner and outer surfaces of the wall panel 14. According to one embodiment of the present invention, the wall portion 22 may comprise the polymeric material of the present invention as building insulation 32, which provides a thermal barrier between the inner opposing and outer opposing surfaces of the wall. The bottom plate 16 and top plate 20 may be secured to the main base 22 with the aid of a wedge bracket 24 or other support bracket structure. The lowermost plate 16 may support a framed wall and a top portion of the building overlaid in a fabricated base portion underlying the concrete such as a concrete footer.

본 발명의 또 다른 실시예들에서, 본 발명의 건물 단열재는 건물용 외부 외장재 역할을 하며 건물의 외부 표면(예, 벽, 지붕 등) 에 인접하여 위치되는, 외부 “하우스랩” 물질로서 사용될 수도 있다. 예를 들어, 이러한 재료는 그것의 설치 전에 외부 표면 및/또는 외부 덮개(예, 사이딩, 벽돌, 돌, 축석, 치장벽토, 콘크리트 베니어판, 등)에 적용될 수도 있고 그에 인접해 있을 수도 있다. 도 3을 참조하면, 예를 들어, 건물 단열재가 외벽에 적용되는 일 실시예가 도시된다. 일반적으로, 벽이 구축된 후에 건물 단열재가 사용되며, 모든 외장재와 비막이 세부항목들이 설치되어 있다. 문과 창문이 틀을 가진 개구 안에 설정되기 전과 기본 벽 덮개의 설치 이전에 건물 단열재가 적용되는 것이 바람직하다. 도시된 실시예에서, 제1 건물 단열재(100)는 벽 조립체(140)에 적용된다. 도시된 바와 같이, 절연 재료는 롤에서 풀릴 수도 있다. 건물 단열재(100)는 스테이플러나 캡 네일 등의 체결기구로 외벽 조립체(140)에 고정된다. 건물 단열재는 창/문 제조업체 및/또는 코드 표준에 따라 적용된 추가적인 적절한 세부사항으로 각각의 틀을 가진 개구 주위가 다듬어질 수도 있다. 설치되면, 원하는 경우, 외부 덮개가 건물 단열재 위에 적용/설치될 수도 있다. In yet another embodiment of the present invention, the building insulation of the present invention may be used as an external " house wrap " material that acts as an exterior facade for a building and is located adjacent to the exterior surface of the building (e.g., walls, have. For example, such material may be applied to or adjacent to the exterior surface and / or the outer cover (e.g., siding, brick, stone, varnish, stucco, concrete veneers, etc.) prior to its installation. Referring to Fig. 3, an embodiment is shown in which, for example, building insulation is applied to an outer wall. Generally, building insulation is used after the walls are built, and all exterior and non-membrane details are installed. It is desirable that the building insulation be applied before the doors and windows are set in the opening with the frame and before the installation of the base wall lid. In the illustrated embodiment, the first building insulator 100 is applied to the wall assembly 140. As shown, the insulating material may be unwound from the roll. The building insulator 100 is fixed to the outer wall assembly 140 by a fastening mechanism such as a stapler or a cap nail. Building insulation may be trimmed around the opening with each frame with additional appropriate details applied according to the window / door manufacturer and / or code standard. Once installed, an outer cover may be applied / installed over the building insulation, if desired.

건물 구조물의 외부 표면을 단열하는 것 외에, 건물 단열재는 건물의 실내에 사용될 수도 있다. 이러한 실시예들에서, 건물 단열재는 일반적으로 건물 실내 표면, 예컨대 천장, 바닥, 스터드 벽, 실내 문 등등에 인접하도록 위치한다. 도 4를 참조하면, 예를 들면, 본 발명에 따라 단열될 수 있는 실내 표면(250)의 일 실시예가 도시되어 있다. 보다 구체적으로, 도 4는 단열된 벽 중공의 단면도를 도시하는 것이다. 이 실시예에서, 표면(250)은 한 쌍의 스터드(252 및 254)에 부착되는 벽(wall)을 포함한다. 상기 한 쌍의 스터드(252 및 254)의 사이에는 표면(250)에 적용되는, 본 발명의 건물 단열재 층(256)이 있다. 도 4에 도시된 실시예에서, 건물 단열재(256)는 표면(250)에 직접적으로 인접하여 위치된다. 그러나, 다른 실시예들에서, 단열재의 추가 유형이 표면(250) 및 건물 단열재(256) 사이에 배치될 수도 있다는 것을 이해해야 한다. In addition to insulating the outer surface of the building structure, the building insulation may also be used in a building interior. In such embodiments, the building insulation is generally located adjacent to the building interior surfaces, such as ceilings, floors, stud walls, interior doors, and the like. 4, an embodiment of an interior surface 250 that may be insulated, for example, in accordance with the present invention is shown. More specifically, FIG. 4 shows a cross-sectional view of an insulated wall hollow. In this embodiment, surface 250 includes a wall attached to a pair of studs 252 and 254. Between the pair of studs 252 and 254 there is a building insulation layer 256 of the present invention applied to the surface 250. In the embodiment shown in FIG. 4, the building insulation 256 is positioned directly adjacent to the surface 250. It should be understood, however, that in other embodiments, additional types of insulation may be disposed between the surface 250 and the building insulation 256.

본 발명은 다음의 실시예를 참조하여 더 잘 이해될 수 있다. The invention can be better understood with reference to the following examples.

시험 방법Test Methods

정수압 시험 (“수두 (hydrohead)”):Hydrostatic test (" hydrohead "):

정수압 시험은 정지 압력 하에서 액체인 물에 의한 침투에 대한 물질의 저항의 척도이고 AATCC 시험 방법 127-2008에 따라 수행된다. 각 시편에 대한 결과의 평균을 구하여 센티미터 (cm)로 기록될 수 있다. 더 높은 값은 물 침투에 대한 더 큰 저항을 가리킨다. The hydrostatic pressure test is a measure of the resistance of the material to penetration by water, which is liquid under static pressure, and is performed in accordance with AATCC Test Method 127-2008. The results for each specimen can be averaged and recorded in centimeters (cm). Higher values indicate greater resistance to water penetration.

수증기 투과 속도 (“WVTR”):Water vapor transmission rate ("WVTR"):

물질의 WVTR을 측정하기 위해 사용된 시험은 물질의 본질을 기초로 달라질 수 있다. WVTR 값을 측정하기 위한 한 가지 기법은 ASTM E96/96M-12, 절차 B이다. 다른 방법은 INDA 시험 절차 IST-70.4 (01)을 포함하는 것이다. INDA 시험 절차는 다음과 같이 요약된다. 건조 챔버를 온도와 습도를 알고 있는 습식 챔버로부터 영구적인 보호 필름 및 시험하고자 하는 샘플 물질에 의해 분리시킨다. 보호 필름의 목적은 뚜렷한 공기 갭을 정의하고 그 공기를 공기 갭에 잡아두거나 진정시키는 것이고 한편 공기 갭은 특성화된다. 건조 챔버, 보호 필름 및 습식 챔버는 확산 셀을 구성하고 그 안에서 시험 필름이 밀봉된다. 샘플 홀더는 Mocon/Modem Controls, Inc. (Minneapolis, Minnesota)에 의해 제조된 Permatran-W 모델 100K로서 알려져 있다. 제 1 시험은 100% 상대 습도를 생성하는 증발기 어셈블리 사이의 공기 갭과 보호 필름의 WVTR로 이루어진다. 수증기는 공기 갭과 보호 필름을 통해 확산된 후 수증기 농도에 비례하는 건조 가스 흐름과 섞인다. 처리를 위해 컴퓨터에 전기 신호가 발송된다. 컴퓨터는 공기 갭과 보호 필름의 투과 속도를 계산하고 그 값을 나중에 사용하기 위해 저장한다. The test used to measure the WVTR of a substance may vary based on the nature of the substance. One technique for measuring the WVTR value is ASTM E96 / 96M-12, Procedure B. Other methods include INDA test procedure IST-70.4 (01). The INDA test procedure is summarized as follows. The drying chamber is separated from the wet chamber with known temperature and humidity by a permanent protective film and the sample material to be tested. The purpose of the protective film is to define a distinct air gap and to hold or calm the air in the air gap while the air gap is characterized. The drying chamber, the protective film and the wet chamber constitute a diffusion cell in which the test film is sealed. The sample holder is Mocon / Modem Controls, Inc. Lt; / RTI > model 100K, manufactured by Minneapolis, Minnesota. The first test consisted of the air gap between the evaporator assemblies producing 100% relative humidity and the WVTR of the protective film. The water vapor diffuses through the air gap and the protective film and then mixes with the dry gas stream proportional to the water vapor concentration. An electrical signal is sent to the computer for processing. The computer calculates the air gap and the transmission rate of the protective film and stores the value for later use.

보호 필름과 공기 갭의 투과 속도는 컴퓨터에 CalC로서 저장된다. 그런 다음 샘플 물질은 시험 셀에 밀봉된다. 다시 수증기가 공기 갭을 통해 보호 필름 및 시험 물질로 확산되고, 그런 다음 시험 물질을 스위핑하는 건조 가스 흐름과 섞인다. 또한, 다시 이 혼합물은 증기 센서에 운반된다. 그러면 컴퓨터가 공기 갭, 보호 필름 및 시험 물질의 조합의 투과 속도를 계산한다. 그런 다음 이 정보는 습기가 시험 물질을 통해 투과되는 투과 속도가 다음 방정식을 따라 계산하는 데 사용된다:The transmission rate of the protective film and the air gap is stored in the computer as CalC. The sample material is then sealed in the test cell. Again, water vapor is diffused through the air gap into the protective film and the test material, and then mixed with the dry gas stream sweeping the test material. Again, this mixture is conveyed to the vapor sensor. The computer then calculates the permeation rate of the air gap, the protective film, and the combination of test materials. This information is then used to calculate the permeation rate through which the moisture is permeated through the test material according to the following equation:

TR TR -- 1시험 물질 1 Test substance = TR= TR -- 1시험 물질, 보호 필름, 공기 갭 1 Test material, protective film, air gap TR  TR -1-One 보호필름, 공기 갭Protective film, air gap

그런 다음 수증기 투과 속도 (“WVTR”)는 다음과 같이 계산된다: The water vapor transmission rate (" WVTR ") is then calculated as:

Figure pct00005
Figure pct00005

여기서, here,

F = 분당 cm3의 수증기의 흐름; F = flow of water vapor of cm 3 per minute;

ρsat(T) = 온도 T에서 포화된 공기 중의 물의 밀도; sat (T) = density of water in air saturated at temperature T;

RH = 셀의 명시된 위치에서의 상대습도; RH = Relative humidity at the specified location of the cell;

A = 셀의 단면적; 및 A = cross-sectional area of the cell; And

Psat(T) = 온도 T에서 수증기의 포화 증기압. P sat (T) = saturation vapor pressure of water vapor at temperature T;

전도성 특성:Conductive properties:

열 전도성 (W/mK) 및 내열성(m2K/W)은 ASTM E-1530-11을 따라 Anter Unitherm Model 2022 시험기를 사용하여 측정될 수 있다 (“보호된 열 흐름 미터 기법에 의한 물질의 열적 투과에 대한 저항”). 표적 시험 온도는 25℃일 수 있고 적용된 하중은 0.17MPa일 수 있다. 시험 전에 샘플은 23℃ (+2℃)의 온도 및 50% (+10%)의 상대 습도에서 40+ 시간 동안 조절될 수 있다. 열 어드미턴스 (W/m2K) 또한 내열성으로 1을 나눔으로써 계산될 수 있다. Thermal conductivity (W / mK) and heat resistance (m 2 K / W) can be measured using the Anter Unitherm Model 2022 tester according to ASTM E-1530-11 (" Resistance to permeation "). The target test temperature may be 25 ° C and the applied load may be 0.17 MPa. Prior to testing, samples can be conditioned for 40+ hours at a temperature of 23 ° C ( + 2 ° C) and a relative humidity of 50% ( + 10%). Thermal admittance (W / m 2 K) can also be calculated by dividing 1 by heat resistance.

용융 유속:Melting flow rate:

용융 유속("MFR")은, 통상적으로 190℃, 210℃, 또는 230℃에서 10분 동안 2160그램의 하중을 받는 압출 유동계 오리피스(0.0825-인치 직경)를 통해 흐르는 중합체의 중량(gram)이다. 달리 언급하지 않는 한, 용융 유속은 Tinius Olsen Extrusion Plastometer를 이용한 ASTM Test Method D1239에 따라 측정된다. The melt flow rate ("MFR") is the weight of polymer flowing through an extruded flow orifice (0.0825-inch diameter) that is subjected to a load of 2160 grams at 190 占 폚, 210 占 폚, or 230 占 폚 for 10 minutes . Unless otherwise noted, the melt flow rate is measured according to ASTM Test Method D1239 using a Tinius Olsen Extrusion Plastometer.

열적 특성:Thermal properties:

유리 전이 온도(Tg)는, ASTM E1640-09에 따라 동적 기계적 분석(DMA)에 의해 결정될 수 있다. TA Instruments의 Q800 기구를 사용할 수 있다. 장력/장력 기하학적 구조에서, 그리고 가열속도가 3℃/분인 -120℃ 내지 150℃ 범위의 온도 스위프(sweep) 모드에서, 실험을 실행할 수 있다. 변형 진폭 주파수는 시험 동안 일정하게(2Hz) 유지될 수 있다. 3개의 독립적 샘플을 시험하여 평균 유리 전이 온도를 구할 수 있는데, 이는 탄젠트 δ곡선의 피크 값에 의해 정의되며, 여기서 탄젠트 δ는 손실 탄성율 대 저장 탄성율의 비로 정의된다(tan δ= E”/E’). The glass transition temperature (T g ) can be determined by dynamic mechanical analysis (DMA) according to ASTM E1640-09. TA Instruments' Q800 instrument is available. In a tension / tension geometry, and in a temperature sweep mode ranging from -120 ° C to 150 ° C with a heating rate of 3 ° C / min, experiments can be run. The deformation amplitude frequency can be kept constant (2 Hz) during the test. Three independent samples can be tested to determine the average glass transition temperature, which is defined by the peak value of the tangent δ curve, where the tangent δ is defined as the ratio of the loss modulus to the storage modulus (tan δ = E "/ E ' ).

용융 온도는 시차주사 열량측정(DSC)에 의해 결정될 수 있다. 시차주사 열략측정계는, 액체 질소 냉각 액세서리 및 UNIVERSAL ANALYSIS 2000 (version 4.6.6) 분석 소프트웨어 프로그램이 갖추질 수 있는 DSC Q100 Differential Scanning Calorimeter일 수 있으며, 이러한 액세서리와 프로그램 모두는 미국 델라웨어주 뉴캐슬에 소재하는 T.A. Instruments에 의해 시판되고 있다. 샘플을 직접 다루는 것을 피하도록, 트위저(tweezer) 또는 기타 도구를 사용할 수 있다. 샘플들은, 알루미늄 팬 내에 두고 분석 저울 상에서 0.01mg의 정밀도로 계량될 수 있다. 뚜껑이 팬 상의 물질 샘플 위로 주름질 수 있다. 통상적으로, 수지 펠릿들은 칭량통에 직접 둘 수 있다. The melting temperature can be determined by differential scanning calorimetry (DSC). The differential scanning calorimeter can be a DSC Q100 Differential Scanning Calorimeter equipped with a liquid nitrogen cooling accessory and a UNIVERSAL ANALYSIS 2000 (version 4.6.6) analysis software program, all of which are available in Newcastle, Delaware, TA Instruments. You can use a tweezer or other tool to avoid handling the sample directly. Samples can be placed in an aluminum pan and metered onto the analytical balance with an accuracy of 0.01 mg. The lid may wrinkle over the sample of material on the pan. Typically, the resin pellets can be placed directly in the weighing barrel.

시차주사 열량계를 위한 조작 매뉴얼에 설명되어 있는 바와 같이, 시차주사 열량계는 인듐 금속 표준을 사용하여 교정될 수 있고 베이스라인 보정이 수행될 수 있다. 물질 샘플은, 시험을 위해 시차주사 열량계의 시험 챔버 내에 둘 수 있고, 비어있는 팬이 참조로서 사용될 수 있다. 모든 시험은 시험 챔버 상에서 55-cm3/분 질소 퍼지(산업용)로 실행될 수 있다. 수지 펠릿 샘플에 대하여, 가열 및 냉각 프로그램은, -30℃로의 챔버의 평형으로 시작되어, 10℃/분의 가열 속도로 200℃까지의 제1 가열 기간, 3분 동안 200℃에서의 샘플의 평형, 10℃/분의 냉각 속도로 -30℃까지의 제1 냉각 기간, 3분 동안 -30℃에서의 평형, 10℃/분의 가열 속도로 200℃까지의 제2 가열 기간이 이어지는 2-사이클 시험이다. 섬유 샘플에 대하여, 가열 및 냉각 프로그램은, -25℃의 챔버 평형에서 시작되어, 10℃/분의 가열 속도로 200℃까지의 가열 기간, 3분 동안 200℃에서의 평형, 10℃/분의 냉각 속도로 -30℃까지의 냉각 기간이 이어지는 1-사이클 시험일 수 있다. 모든 시험은 시험 챔버 상에서 55-cm3/분 질소 퍼지(산업용)로 실행될 수 있다. As described in the operation manual for differential scanning calorimetry, differential scanning calorimetry can be calibrated using indium metal standards and baseline correction can be performed. The material sample can be placed in a test chamber of a differential scanning calorimeter for testing, and an empty pan can be used as a reference. All tests can be run on a test chamber with 55-cm 3 / min nitrogen purge (industrial). For the resin pellet sample, the heating and cooling program started with the equilibration of the chamber to -30 占 폚, and the first heating period to 200 占 폚 at a heating rate of 10 占 폚 / min, the equilibrium of the sample at 200 占 폚 for 3 minutes , A first cooling period up to -30 占 폚 at a cooling rate of 10 占 폚 / min, an equilibrium at -30 占 폚 for 3 minutes, a second heating period up to 200 占 폚 at a heating rate of 10 占 폚 / It is a test. For the fiber samples, the heating and cooling program was initiated at a chamber equilibrium of -25 占 폚 and at a heating rate of 10 占 폚 / min for a heating period of up to 200 占 폚, equilibrium at 200 占 폚 for 3 minutes, Cycle test followed by a cooling period of up to -30 占 폚 at the cooling rate. All tests can be run on a test chamber with 55-cm 3 / min nitrogen purge (industrial).

변곡 피크, 흡열 피크, 및 발열 피크의 유리 전이 온도(Tg), 및 DSC 플롯 상의 피크들 하에 있는 영역들을 식별하는 정량화하는 UNIVERSAL ANALYSIS 2000 분석 소프트웨어 프로그램을 이용하여 결과를 평가할 수 있다. 유리 전이 온도는 기울기의 명백한 변화가 발생한 플롯라인 상의 영역으로서 식별될 수 있고, 용융 온도는 자동 변속 산출을 이용하여 결정될 수 있다. Results can be evaluated using a UNIVERSAL ANALYSIS 2000 analysis software program that quantifies the glass transition temperature (T g ) of the inflection, endothermic, and exothermic peaks, and regions under the peaks on the DSC plot. The glass transition temperature can be identified as an area on the plot line where an apparent change in slope has occurred and the melting temperature can be determined using automatic shift calculation.

필름 장력 특성Film tension characteristics

MTS Synergie 200 장력 프레임 상에서 장력 특성들(예를 들어, 피크 응력, 탄성율, 파단 변형, 및 파단시 부피당 에너지)에 대하여 필름을 시험할 수 있다. 시험은, (약 23℃에서) ASTM D638-10에 따라 수행될 수 있다. 필름 샘플들은, 시험 전에 중심 폭이 3.0mm인 개뼈 형상으로 절단될 수 있다. 개뼈 필름 샘플들은, 게이지 길이가 18.0mm인 MTS Synergie 200 장치 상에서 그립을 사용하여 제 위치에서 유지될 수 있다. 필름 샘플들은 파단이 발생할 때까지 5.0in/분의 크로스헤드 속도로 신축될 수 있다. 기계 방향(MD)과 교차 방향(CD)으로 각 필름마다 5개의 샘플을 시험할 수 있다. 컴퓨터 프로그램(예를 들어, TestWorks 4)은, 시험 동안 데이터를 수집하고 탄성율, 피크 응력, 세장, 및 파단 에너지를 포함한 다수의 특성들이 결정될 수 있는 응력 대 변형 곡선을 생성하는 데 사용될 수 있다. The film can be tested for tensile properties on the MTS Synergie 200 tension frame (eg, peak stress, modulus of elasticity, strain at break, and energy per break at break). The test may be conducted according to ASTM D638-10 (at about 23 DEG C). The film samples can be cut into a dog bone shape having a center width of 3.0 mm before testing. Bone film samples can be held in place using a grip on an MTS Synergie 200 device with a gauge length of 18.0 mm. The film samples can be stretched at a crosshead speed of 5.0 in / min until fracture occurs. Five samples can be tested for each film in the machine direction (MD) and the cross direction (CD). A computer program (e.g., TestWorks 4) can be used to collect data during the test and generate stress versus strain curves from which a number of properties can be determined, including elasticity, peak stress, elongation, and breaking energy.

섬유 장력 특성:Fiber Tension Characteristics:

섬유 장력 특성들은 23℃에서 ASTM 638-10에 따라 결정될 수 있다. 예를 들어, 개별적인 섬유 견본들은 초기에 (예를 들어, 가위로 절단되어) 38mm 길이로 짧아질 수 있고, 블랙 벨벳 옷 상에 개별적으로 놓일 수 있다. 10 내지 15개의 섬유 견본들이 이러한 식으로 수집될 수 있다. 이어서, 섬유 견본들은, 실질적으로 직선 상태로 51mm x 51mm의 외부 치수와 25mm x 25mm의 내측 치수를 갖는 직사각형 종이 프레임 상에 장착될 수 있다. 각 섬유 견본의 단부들은, 섬유 단부들을 접착 테이프로 프레임의 측면들에 신중하게 고정함으로써 프레임에 동작가능하게 부착될 수 있다. 각 섬유 견본은, 40X 배율로 적절히 교정 및 설정될 수 있는 종래의 연구실 현미경을 사용하여, 외측 치수, 비교적 짧은 치수, 교차 섬유 치수에 대하여 측정될 수 있다. 이 교차 섬유 치수는 개별적인 섬유 견본의 직경으로서 기록될 수 있다. 프레임은, 섬유 견본들에 대한 과도한 손상을 피하는 방식으로 연장형 인장 시험기의 일정한 비율의 상측 그립과 하측 그립에서 샘플 섬유 견본들의 단부들을 장착하는 데 일조한다. Fiber tensile properties can be determined according to ASTM 638-10 at < RTI ID = 0.0 > 23 C. < / RTI > For example, individual fiber specimens may be shortened to 38 mm length initially (e.g., cut with scissors) and placed individually on a black velvet garment. Ten to fifteen fiber specimens can be collected in this manner. The fiber specimens can then be mounted on a rectangular paper frame having an outer dimension of 51 mm x 51 mm and an inner dimension of 25 mm x 25 mm in a substantially straight line. The ends of each fiber specimen can be operably attached to the frame by carefully securing the fiber ends to the sides of the frame with adhesive tape. Each fiber sample can be measured for external dimensions, relatively short dimensions, and crossed fiber dimensions using a conventional laboratory microscope that can be properly calibrated and set at 40X magnification. This cross-sectional fiber size can be recorded as the diameter of the individual fiber sample. The frame serves to mount the ends of the sample fiber specimens in the upper grip and lower grips of a certain percentage of the elongate tensile testing machine in a manner that avoids undue damage to the fiber specimens.

시험을 위해 연장형 인장 시험기의 일정한 비율과 적절한 하중 셀을 사용할 수 있다. 하중 셀은, 시험 값이 전체 스케일 하중의 10 내지 90% 내에 속하도록 선택될 수 있다(예를 들어, 10N). 인장 시험기(즉, MTS SYNERGY 200) 및 하중 셀은, 미국 미시간주 에덴 프레리에 소재하는 MTS Systems Corporation에 의해 얻을 수 있다. 이어서, 프레임 조립체의 섬유 견본들은, 섬유들의 단부들이 인장 시험기의 그립들에 의해 동작가능하게 유지되도록 인장 시험기의 그립들 사이에 장착될 수 있다. 이어서, 섬유 길이에 평행하게 연장되는 종이 프레임의 측면들은, 인장 시험기가 시험 힘만을 섬유들에 인가하도록 절단되거나 분리될 수 있다. 섬유들은, 12인치/분의 그립 속도와 인상율로 인상 시험을 받을 수 있다. 그 결과 데이터는, 다음에 따르는 시험 설정과 함께 MTS Corporation의 TESTWORKS 4 소프트웨어 프로그램을 이용하여 분석될 수 있다. For testing, a certain percentage of the elongated tensile testing machine and the appropriate load cell can be used. The load cell may be selected such that the test value falls within 10 to 90% of the full scale load (e.g., 10 N). The tensile tester (i.e., MTS SYNERGY 200) and load cells are available from MTS Systems Corporation, Eden Prairie, Mich., USA. The fiber samples of the frame assembly may then be mounted between the grips of the tensile tester such that the ends of the fibers are operably held by the grips of the tensile tester. The sides of the paper frame that extend parallel to the fiber length can then be cut or separated so that the tensile tester applies only the test force to the fibers. The fibers may be subjected to an impression test at a grip speed of 12 inches / minute and an impression rate. The resulting data can then be analyzed using the TESTWORKS 4 software program from MTS Corporation, along with the following test setups.

산출 입력Output Input 시험 입력Test entry 파단 마크 드롭Break mark drop 50%50% 파단 감도Breaking sensitivity 90%90% 파단 마커 세장Thruster markers 0.1 in0.1 in 파단 임계값Fracture threshold 10 gf 10 g of f 공칭 게이지 길이Nominal gauge length 1 in1 in 데이터 획득 율 Data acquisition rate 10 Hz10 Hz 슬랙 예비-하중Slack pre-load 1 lbf 1 lb f 데니어 길이Denier length 9000 m9000 m 기울기 세그먼트 길이Slope segment length 20%20% 밀도density 1.25 g/cm3 1.25 g / cm < 3 > 항복 오프셋Yield Offset 0.20%0.20% 초기 속도Initial speed 12 in/분12 in / min 항복 세그먼트 길이Yield segment length 2%2% 이차 속도Secondary speed 2 in/분2 in / min

인성값들은 그램-힘/데니어로 표현될 수 있다. 피크 세장(파단시 %변형)과 피크 응력도 측정될 수 있다. Toughness values can be expressed in gram-force / denier. Peak elongation (% strain at break) and peak stress can also be measured.

팽창비, 밀도, 및 퍼센트 포어 부피Expansion Ratio, Density, and Percentage of Forer Volume

팽창비, 밀도, 및 퍼센트 포어 부피를 결정하도록, 연신 전에 견본의 폭(Wi)과 두께(Ti)를 초기에 측정할 수 있다. 견본의 표면 상의 두 개의 마킹 사이의 거리를 측정함으로써 연신 전의 길이(Li)도 결정될 수 있다. 이후, 견본은 공극형성(voiding)을 개시하도록 연신될 수 있다. 이어서, 견본의 폭(Wf), 두께(Tf), 및 길이(Lf)는, Digimatic Caliper(Mitutoyo Corporation)를 이용하여 최근접 0.01mm까지 측정될 수 있다. 연신 전의 부피(Vi)는 Wi x Ti x Li = Vi에 의해 산출될 수 있다. 연신 후의 부피(Vf)도 Wf x Tf x Lf = Vf에 의해 산출되었다. 팽창비(Φ)는 Φ = Vf/Vi에 의해 산출될 수 있고; 밀도(Ρf)는 Ρf = Ρi/Φ에 의해 산출될 수 있고; 여기서, Ρi는 전구체 물질의 밀도이고, 퍼센트 포어 부피(% Vv)는 %Vv = (1 - 1/ Φ) x 100에 의해 산출될 수 있다. The width (W i ) and the thickness (T i ) of the specimen can be measured initially before stretching to determine the expansion ratio, density, and percent porosity volume. The length L i before stretching can also be determined by measuring the distance between two markings on the surface of the specimen. The specimen can then be stretched to initiate voiding. The width (W f ), thickness (T f ), and length (L f ) of the specimen can then be measured to the nearest 0.01 mm using a Digimatic Caliper (Mitutoyo Corporation). The volume V i before stretching can be calculated by W i x T i x L i = V i . The volume after stretching (V f ) was also calculated by W f x T f x L f = V f . The expansion ratio? Can be calculated by? = V f / V i ; The density (P f ) can be calculated by P f = P i / Φ; Where P i is the density of the precursor material, and the percent pore volume (% V v ) can be calculated by% V v = (1 - 1 / Φ) x 100.

습기 함량Moisture content

습기 함량은, 그 전문이 본 명세서에 모든 면에서 참고로 원용되는 실질적으로 ASTM D 7191-05에 따라 Arizona Instruments Computrac Vapor Pro moisture analyzer (Model No. 3100)를 사용하여 결정될 수 있다. 시험 온도(§X2.1.2)는 130℃일 수 있고, 샘플 크기(§X2.1.1)는 2 내지 4그램일 수 있고, 유리병 퍼지 시간(§X2.1.4)은 30초일 수 있다. 또한, 종료 기준(§X2.1.3)은 "예측" 모드로서 정의될 수 있고, 이는 (종점 습기 함량을 수학적으로 산출하는) 내장된 프로그래밍된 기준이 충족될 때 시험이 종료됨을 의미한다. The moisture content can be determined using an Arizona Instruments Computrac Vapor Pro moisture analyzer (Model No. 3100) in accordance with ASTM D 7191-05, the full text of which is incorporated herein by reference in all respects. The test temperature (§ X2.1.2) may be 130 ° C, the sample size (§ X2.1.1) may be 2 to 4 grams, and the glass bottle purge time (§X2.1.4) may be 30 seconds. In addition, the termination criterion (§X2.1.3) can be defined as a "prediction" mode, which means that the test is terminated when the embedded programmed criterion (which mathematically calculates the endpoint moisture content) is met.

건물 단열재에 사용하기 위해 중합체 물질을 형성하는 능력을 입증하였다. 초기에, 85.3중량%의 폴리락트산(PLA 6201D, Natureworks®), 9.5중량%의 마이크로내포 첨가제, 1.4중량%의 나노내포 첨가제, 및 3.8중량%의 간기 개질제의 배합물이 나타났다. 마이크로내포 첨가제는, 29g/10분 (190℃, 2160 g)의 용융 유속과 0.866 g/cm3의 밀도를 갖는 폴리올레핀 공중합체/엘라스토머인, 비스타맥스(Vistamaxx)™ 2120(ExxonMobil)이었다. 나노내포 첨가제는 5-6g/10분 (190℃/2160 g)의 용융 유속과, 7 내지 11 중량% 함량의 글리시딜 메타크릴레이트, 13 내지 17 중량% 함량의 메틸 아크릴레이트, 및 72 내지 80 중량% 함량의 에틸렌을 갖는 폴리(에틸렌-코-메틸 아크릴레이트-코-글리시딜 메타크릴레이트) (Lotader® AX8900, Arkema)였고, 내부 간기 개질제는 폴리알킬렌 글리콜 관능 유체인 BASF의 PLURIOL® WI 285 윤활제였다. 중합체들을, 미국 뉴저지주 램지에 소재하는 Werner and Pfleiderer Corporation에 의해 제조된 화합물을 위해 동 회전 트윈-스크류 압출기(ZSK-30, 직경 30 mm, 길이 1328mm)에 공급하였다. 압출기는, 송급 호퍼로부터 다이로 1 내지 14로 연속되는 14개 구역을 보유하였다. 제1 배럴 구역 #1은 15파운드/시간의 총 처리량으로 중량 측정 피더를 통해 수지를 수용하였다. 주입기 펌프를 통해 PLURIOL® WI285을 배럴 구역 #2에 첨가하였다. 수지를 압출하는 데 사용된 다이는, 4mm만큼 분리된 3개의 다이 개구(직경 6mm)를 가졌다. 형성시, 압출된 수지를 팬 냉각 컨베이어 벨트 상에서 냉각하여 Conair pelletizer에 의해 펠릿으로 형성하였다. 압출기 스크류 속도는 200회전/분("rpm")이었다. 이어서, 펠릿들을, 212℃에서 단일 스크류 압출기에 대량 공급하였고, 이때 용융된 배합물은 4.5 인치 폭 슬릿 다이를 통해 빠져나가고 0.54 내지 0.58mm 범위 두께의 필름으로 연신되었다. The ability to form polymeric materials for use in building insulation has been demonstrated. Initially, there appeared a blend of 85.3 wt% polylactic acid (PLA 6201D, Natureworks®), 9.5 wt% microinclusion additive, 1.4 wt% nano-encapsulated additive, and 3.8 wt% transient modifier. Micro-encapsulated additive, 29g / was 10 minutes (190 ℃, 2160 g) and a melt flow rate 0.866 g / polyolefin copolymer / elastomer in vista Max has a density of cm 3 (Vistamaxx) ™ 2120 ( ExxonMobil) in. The nano-encapsulating additive has a melt flow rate of 5-6 g / 10 min (190 DEG C / 2160 g), glycidyl methacrylate in an amount of 7-11 wt%, methyl acrylate in an amount of 13-17 wt% (Ethylene-co-methyl acrylate-co-glycidyl methacrylate) (Lotader AX8900, Arkema) with an ethylene content of 80% by weight and internal interphase modifiers were PLURIOL from BASF, a polyalkylene glycol- ® WI 285 lubricant. The polymers were fed to a spinning twin-screw extruder (ZSK-30, diameter 30 mm, length 1328 mm) for compounds made by Werner and Pfleiderer Corporation, Ramsey, NJ. The extruder had 14 zones in succession from feed hopper to die through die. The first barrel zone # 1 received the resin through the weighing feeder at a total throughput of 15 pounds per hour. PLURIOL® WI285 was added to barrel zone # 2 via an injector pump. The die used to extrude the resin had three die openings (6 mm in diameter) separated by 4 mm. Upon forming, the extruded resin was cooled on a fan cooled conveyor belt and formed into pellets by a Conair pelletizer. The extruder screw speed was 200 revolutions per minute ("rpm"). The pellets were then fed in bulk to a single screw extruder at 212 DEG C, where the molten formulation passed through a 4.5 inch wide slit die and stretched into a film with a thickness ranging from 0.54 to 0.58 mm.

실시예 1에서 제조된 시트를 6”길이로 절단하고, 이어서 50mm/분에서 인장 모드로 MTS 820 수력 인장 프레임을 이용하여 100% 신장율로 연신하였다. The sheet prepared in Example 1 was cut into 6 " lengths and then stretched at a rate of 100% stretch using an MTS 820 hydraulic tension frame in tension mode at 50 mm / min.

실시예 1에서 제조된 시트를 6”길이로 절단하고, 이어서 50mm/분에서 인장 모드로 MTS 820 수력 인장 프레임을 이용하여 150% 신장율로 연신하였다. The sheet prepared in Example 1 was cut into 6 " lengths and then stretched at 150 mm / min using a MTS 820 hydrostatic tension frame in tension mode at a stretch rate of 150%.

실시예 1에서 제조된 시트를 6”길이로 절단하고, 이어서 50mm/분에서 인장 모드로 MTS 820 수력 인장 프레임을 이용하여 200% 신장율로 연신하였다. The sheet prepared in Example 1 was cut into 6 " lengths and then stretched at 200 mm / sec in a tensile mode at 50 mm / min using an MTS 820 hydrostatic tension frame.

이어서 실시예 1 내지 4의 열 특성을 측정하였다. 결과는 하기 표에 나타나 있다. The thermal properties of Examples 1 to 4 were then measured. The results are shown in the following table.

실시예Example 샘플 두께 (mm)Sample thickness (mm) 상부 표면 온도 (℃) Top surface temperature (캜) 하부 표면 온도(℃)Lower surface temperature (캜) 히트 싱크 온도(℃)Heatsink temperature (℃) 평균 샘플 온도(℃)Average sample temperature (캜) 내열성(m2K/W)Heat resistance (m 2 K / W) 열 어드미턴스(W/m2K)Thermal admittance (W / m 2 K) 열 전도성(W/mK)Thermal conductivity (W / mK) 1One 0.580.58 40.540.5 30.030.0 11.311.3 35.335.3 0.00320.0032 312.5312.5 0.1800.180 22 0.540.54 40.540.5 26.426.4 10.310.3 33.533.5 0.00540.0054 185.2185.2 0.1000.100 33 0.570.57 40.540.5 26.126.1 10.310.3 33.333.3 0.00570.0057 175.4175.4 0.1000.100 44 0.560.56 40.540.5 25.125.1 10.010.0 32.832.8 0.00640.0064 156.3156.3 0.0870.087

펠렛을 실시예 1에서 기술된 것처럼 형성하였고 이어서 25:1의 L/D 비를 갖는 Rheomix 252 단일 스크류 압출기로 대량 송급하였고 이어서 212℃의 온도로 가열하였고, 여기서 용융 배합물은 Haake 6 인치 폭의 주조 필름 다이를 통과하여 방출되고 Haake 테이크 업 롤을 통해 39.4μm 내지 50.8μm 범위의 두께를 갖는 필름으로 연신하였다. 필름은 75mm의 게이지 길이에서 그립을 구비한 MTS Synergie 200 인장 프레임을 통해 50 mm/분의 인발 속도로 160%의 길이방향 변형(67%/분의 변형율)까지 기계 방향으로 연신되었다. The pellets were formed as described in Example 1, followed by bulk feed with a Rheomix 252 single screw extruder with an L / D ratio of 25: 1 and then heated to a temperature of 212 ° C, where the melt blend was a Haake 6 inch wide cast Passed through a film die and stretched through a Haake take-up roll to a film having a thickness in the range of 39.4 μm to 50.8 μm. The film was drawn in the machine direction through a MTS Synergie 200 tensile frame with a grip at 75 mm gauge length to a longitudinal strain of 160% (67% strain per minute) at a draw rate of 50 mm / min.

필름이 또한 50mm의 게이지 길이에서 그립으로 50 mm/분의 인발 속도에서 100%의 변형(100%/분의 변형율)까지 교차 기계 방향으로 신장되었다는 것을 제외하고는, 필름은 실시예 5에서 기술된 바와 같이 형성되었다. Except that the film was also stretched in the cross machine direction to a 100% strain (100% / minute strain) at a pull rate of 50 mm / min with a grip at a gauge length of 50 mm, Lt; / RTI >

실시예 5 및 6의 필름의 다양한 특성들은 상기에서 기술된 바와 같이 시험되었다. 결과는 하기 표 3 및 4에 나타나 있다. The various properties of the films of Examples 5 and 6 were tested as described above. The results are shown in Tables 3 and 4 below.

필름 특성Film Properties Yes 평균 두께(μm)Average thickness (μm) 팽창비(φ)Expansion ratio (φ) 공극 부피 퍼센트(%Vv)Percent volume percent (% V v ) 밀도(g/cm3)Density (g / cm 3) WVTR (g/m2*24시간)WVTR (g / m 2 * 24 hours) 55 41.441.4 1.821.82 4545 0.650.65 54535453 66 34.034.0 2.132.13 5353 0.560.56 49284928

장력 특성Tension characteristics 실시예Example 평균 두께(μm)Average thickness (μm) 평균 탄성계수(MPa)Average modulus of elasticity (MPa) 평균 항복 응력(MPa)Average yield stress (MPa) 평균 파단 응력(MPa)Mean Breaking Stress (MPa) 평균 파단시 변형(%)Mean strain (%) 평균 파단시 부피 당 에너지(J/cm3)Energy per volume at break (J / cm 3 ) 55 MDMD 44.544.5 466  466 41.441.4 36.936.9 54.654.6 16.816.8 CDCD 40.440.4 501  501 15.915.9 15.915.9 62.662.6 9.4  9.4 66 MDMD 37.337.3 265  265 26.726.7 26.326.3 85.585.5 15.815.8 CDCD 34.334.3 386  386 25.125.1 25.225.2 45.845.8 9.3  9.3

펠렛을 실시예 1에 기술된 바와 같이 형성하였고, 이어서, 펠릿들을, 212℃ 온도로 가열된 신호 스크류 압출기에 대량 공급하였고, 용융된 배합물은 4.5인치 폭 슬릿 다이를 통해 배출되고 36μm 내지 54μm의 필름 두께로 연신되었다. 필름들은, 공동형성과 공극 형성을 개시하도록 기계 방향으로 약 100%로 신축되었다. 전자 주사 현미경(SEM)에 의해 신축 전과 후의 필름들의 형태를 분석하였다. 그 결과가 도 5 내지 도 8에 도시되어 있다. 도 5와 도 6에 도시한 바와 같이, 약 2 내지 약 30μm의 축방향(기계 방향) 크기 및 약 1 내지 약 3μm의 가로방향(교차 기계 방향) 치수를 갖는 도메인들에 마이크로내포 첨가제를 초기에 분산하는 한편, 나노내포 첨가제를 약 100 내지 약 300nm의 축방향 크기를 갖는 구형 또는 회전타원체형 도메인들로서 초기에 분산하였다. 도 7과 도 8은 신축 후의 필름을 도시한다. 도시한 바와 같이, 포어들은 마이크로내포 및 나노내포 첨가제 주위에 형성되었다. 마이크로내포 첨가제 주위에 형성된 마이크로포어들은, 축방향으로 약 2 내지 약 20μm에 걸친 넓은 크기의 분포를 갖는 세장형 또는 슬릿형 형상을 가졌다. 나노내포 첨가제에 연관된 나노포어들은, 일반적으로, 약 50 내지 약 500nm 크기를 가졌다. The pellets were formed as described in Example 1 and then the pellets were supplied in large quantities to a signal screw extruder heated to 212 DEG C temperature and the melted formulations were discharged through a 4.5 inch wide slit die and passed through a 36 [ Lt; / RTI > The films were stretched to about 100% in the machine direction to initiate cavity formation and void formation. The shape of the films before and after stretching was analyzed by scanning electron microscope (SEM). The results are shown in Figures 5-8. As shown in Figs. 5 and 6, the microencapsulation additive is initially applied to domains having an axial (machine direction) size of from about 2 to about 30 microns and a lateral (cross-machine direction) dimension of from about 1 to about 3 microns While dispersing, the nanocomposite additives were initially dispersed as spherical or rotationally ellipsoidal domains with an axial size of about 100 to about 300 nm. Figs. 7 and 8 show the film after stretching. As shown, pores were formed around the microinclusion and nanocomposite additives. The micropores formed around the micro-inclusion additive had a long or slit-like shape with a broad size distribution ranging from about 2 to about 20 microns in the axial direction. The nanopores associated with the nanocomposite additive generally had a size of about 50 to about 500 nm.

실시예 7의 화합된 펠릿들을, 22중량%의 스티렌 공중합체 개질된 나노클레이와 78중량%의 폴리프로필렌(Exxon Mobil 3155)을 포함하는 할로이사이트 클레이 마스터배치(MacroComp MNH-731-36, MacroM)인 또 다른 나노내포 첨가제와 함께 건조 배합하였다. 혼합비는, 펠릿 90중량% 및 클레이 마스터배치 10중량%이었으며, 이 클레이 마스터배치는 총 2.2%의 클레이 함량을 제공하였다. 이어서, 건조 배합물을 212℃로 가열된 신호 스크류 압출기에 대량 공급하였고, 여기서 용융된 배합물은 4.5인치 폭 슬릿 다이를 통해 배출되어 51 내지 58μm 필름 두께로 연신되었다. 필름들은, 공동형성과 공극 형성을 개시하도록 기계 방향으로 약 100%로 신축되었다. The combined pellets of Example 7 were mixed with a halo site clay master batch (MacroComp MNH-731-36, MacroM) containing 22 wt% styrene copolymer modified nanoclay and 78 wt% polypropylene (Exxon Mobil 3155) Lt; / RTI > with other nanocomposite additives. The mixing ratio was 90% by weight of the pellets and 10% by weight of the clay master batch, which provided a clay content of 2.2% in total. The dry blend was then fed in bulk to a signal screw extruder heated to 212 DEG C, where the molten blend was discharged through a 4.5 inch wide slit die and drawn to a film thickness of 51 to 58 mu m. The films were stretched to about 100% in the machine direction to initiate cavity formation and void formation.

전자 주사 현미경(SEM)에 의해 신축 전과 후의 필름들의 형태를 분석하였다. 그 결과가 도 9 내지 도 12에 도시되어 있다. 도 9와 도 10에 도시한 바와 같이, 나노클레이 입자들 중 일부(더욱 밝은 영역들로서 보일 수 있음)는 매우 작은 도메인들의 형태로 분산되었고 - 즉, 축방향 치수가 약 50 내지 약 300nm이었다. 마스터배치 자체도, 마이크로 규모 크기(약 1 내지 약 5μm의 축방향 치수)의 도메인들을 형성하였다. 또한, 마이크로내포 첨가제(Vistamax™)는 세장된 도메인들을 형성한 한편, 나노내포 첨가제(어두운 초미세 점들로서 보일 수 있는 Lotader®, 및 밝은 판상체로서 보일 수 있는 나노클레이 마스터배치)는 회전타원체형 도메인들을 형성하였다. 신축된 필름은 도 11과 도 12에 도시되어 있다. 도시한 바와 같이, 공극 구조는 더욱 개방적이며 넓은 범위의 포어 크기를 입증한다. 마이크로내포 첨가제(Vistamaxx™)에 의해 형성된 고 세장 마이크로포어에 더하여, 나노클레이 마스터배치 포함물들은, 축방향 크기가 약 10μm 이하이고 가로방향 크기가 약 2μm인 더욱 개방된 회전타원체형 마이크로포어를 형성하였다. 또한, 구형 나노포어들은, 나노내포 첨가제(Lotader® 및 나노클레이 입자)에 의해 형성된다. The shape of the films before and after stretching was analyzed by scanning electron microscope (SEM). The results are shown in Figures 9-12. As shown in Figures 9 and 10, some of the nanoclay particles (which may appear to be lighter regions) were dispersed in the form of very small domains-that is, axial dimensions of about 50 to about 300 nm. The masterbatch itself also formed domains of micro-scale size (axial dimension from about 1 to about 5 microns). In addition, while the micro-inclusion additive (Vistamax ™) forms elongated domains, the nanocomposite additive (Lotader®, which can be seen as dark ultrafine dots, and the nanoclay masterbatch, which can be seen as a bright plate) Domains. The stretched film is shown in Figs. 11 and 12. Fig. As shown, the pore structure is more open and demonstrates a wide range of pore sizes. In addition to the high-elongated micropore formed by the micro-inclusion additive (Vistamaxx (TM)), the nanoclay master batch inclusions formed a more open, rotating ellipsoidal micropore with an axial size of less than about 10 microns and a lateral size of about 2 microns . In addition, spherical nanopores are formed by nanocomposite additives (Lotader® and nanoclay particles).

실시예 1과 실시예 2의 필름들의 다양한 장력 특성(기계 방향)도 시험하였다. 그 결과가 아래의 표 5 에 제시되어 있다. The various tensile properties (machine direction) of the films of Examples 1 and 2 were also tested. The results are shown in Table 5 below.

실시예Example 평균 두께(μm)Average thickness (μm) 평균 탄성계수(MPa)Average modulus of elasticity (MPa) 평균 항복응력
(MPa)
Average yield stress
(MPa)
평균 파단 응력
(MPa)
Average breaking stress
(MPa)
평균 파단시 변형
(%)
Mean strain
(%)
평균 부피당 에너지
(J/cm3)
Average energy per volume
(J / cm 3 )
1One 4949 20662066 48.148.1 3535 236236 7373 22 5656 19451945 41.341.3 3636 299299 8585

도시한 바와 같이, 나노클레이 필러를 첨가함으로써, 파단 응력이 약간 증가하고 파단시 세장이 상당히 증가하였다. As shown, the addition of the nanoclay filler slightly increased the fracture stress and significantly increased the elongation at fracture.

건물 단열재에 사용하기 위한 섬유를 형성하는 능력이 나타났다. 초기에, 91.8중량% 동일배열 프로필렌 동종중합체(M3661, 210℃에서 용융 유속 14g/10, 및 용융 온도 150℃, Total Petrochemicals), 7.4중량%의 폴리락트산(PLA 6252, 210℃에서 용융 유속 70-85g/10분, Natureworks®), 및 0.7중량%의 폴리에폭시드로 전구체 배합물을 형성하였다. 폴리에폭시드는 폴리(에틸렌-코-메틸 아크릴레이트-코-글리시딜 메타크릴레이트) (LOTADER® AX8900, Arkema)였는데, 이것은 6g/10분 (190℃/2160g)의 용융 유속, 8중량%의 글리시딜 메타크릴레이트 함량, 24중량%의 메틸 아크릴레이트 함량 및 68중량% 에틸렌 함량을 가진다. 성분들을 동 회전 트윈-스크류 압출기(직경이 30mm이고 L/D=44인 Werner and Pfleiderer ZSK-30)에서 화합하였다. 압출기는 7개의 가열 구역을 구비하였다. 압출기의 온도는 180℃ 내지 220℃ 이었다. 15파운드/시간으로 호퍼에서 중합체를 압출기에 중량 측정식으로 공급하였고, 연동 펌프를 사용하여 액체를 배럴 내에 주입하였다. 압출기는 200회전/분(RPM)으로 작동하였다. 배럴의 최종 섹션(전방)에서는, 직경 6mm의 3-홀 다이를 사용하여 압출물을 형성하였다. 압출물을 컨베이어 벨트에서 공기로 냉각하고 Conair Pelletizer를 사용하여 펠릿화하였다. The ability to form fibers for use in building insulation has emerged. Initially, 91.8 wt% of the same aligned propylene homopolymer (M3661, melt flow rate 14 g / 10 at 210 캜 and melt temperature 150 캜, Total Petrochemicals), 7.4 wt% polylactic acid (PLA 6252, melt flow rate at 210 캜, 85g / 10 min, Natureworks), and 0.7 wt% polyepoxide. The polyepoxide was poly (ethylene-co-methyl acrylate-co-glycidyl methacrylate) (LOTADER® AX8900, Arkema), which had a melt flow rate of 6 g / 10 min (190 ° C./2160 g) A glycidyl methacrylate content, a methyl acrylate content of 24% by weight and an ethylene content of 68% by weight. The ingredients were combined in a co-rotating twin-screw extruder (Werner and Pfleiderer ZSK-30 with a diameter of 30 mm and L / D = 44). The extruder had seven heating zones. The temperature of the extruder was 180 ° C to 220 ° C. The polymer was fed gravimetrically to the extruder in a hopper at 15 pounds per hour and liquid was injected into the barrel using a peristaltic pump. The extruder operated at 200 revolutions per minute (RPM). In the final section (front) of the barrel, a 3-hole die with a diameter of 6 mm was used to form the extrudate. The extrudate was air cooled on a conveyor belt and pelletized using a Conair Pelletizer.

0.75인치 단일 스크류 압출기와 직경 0.6mm의 16홀 방적돌기를 갖춘 Davis-Standard 섬유 방적 라인을 이용하여 전구체 배합물로부터 섬유를 제조하였다. 섬유들을 서로 다른 연신 다운 비율(down ratio)로 수집하였다. 테이크업 속도는 1 내지 1000m/min이었다. 압출기의 온도는 175℃ 내지 220℃이었다. 25℃에서 300mm/분으로 인장 시험기 기계에서 400% 세장까지 섬유들을 신축하였다. 물질 형태를 분석하도록, 섬유들을 액체 질소에서 냉동 파단하고 고 진공 상태에서 전자 주사 현미경 Jeol 6490LV로 분석하였다. 결과가 도 13 내지 도 15에 보여지고 있다. 도시한 바와 같이, 회전타원체형 포어들은 신축 방향으로 세장되어 형성되어 있다. 나노포어들(~50nm 폭, ~500nm 길이)과 마이크로포어들(~0.5μm 폭, ~4μm 길이) 모두를 형성하였다. The fibers were prepared from the precursor blend using a Davis-Standard fiber spinning line with a 0.75 inch single screw extruder and a 16 hole spinneret with a diameter of 0.6 mm. The fibers were collected at different draw down ratios. The take-up speed was 1 to 1000 m / min. The temperature of the extruder was 175 캜 to 220 캜. The fibers were stretched to a length of 400% in the tensile tester machine at 25O < 0 > C at 300 mm / min. To analyze the material morphology, the fibers were frozen in liquid nitrogen and analyzed in a high vacuum under a scanning electron microscope Jeol 6490LV. The results are shown in Figures 13-15. As shown in the figure, the rotating ellipsoidal pores are elongated in the elongating and contracting direction. Both nanopores (~ 50 nm wide, ~ 500 nm long) and micropores (~ 0.5 μm wide, ~ 4 μm long) were formed.

실시예 1에 기술된 바와 같이 펠릿이 형성되었고, 이어서 240℃에서 단일 스크류 압출기로 대량 공급되고, 0.6mm 직경의 방사 돌기를 통과하여 분당 홀당 0.40g의 속도로 용융 펌프를 통과하였다. 섬유는 자유 낙하(연신 힘으로서 중력만)로 수집되었고 이어서 분당 50mm의 인발 속도에서 기계적 특성들이 시험되었다. 이어서 섬유는 50 mm/min의 속도에서 MTS Synergie 인장 프레임에서 23℃로 냉간 연신되었다. 섬유는 50%, 100%, 150%, 200% 및 250%의 미리 정의된 변형까지 연신되었다. 연신 후, 팽창 비, 공극 부피 및 밀도가 아래 표에 나타낸 것처럼 다양한 변형 속도에 대하여 산출되었다. Pellets were formed as described in Example 1, followed by bulk feed at 240 ° C with a single screw extruder, through a 0.6 mm diameter spinneret and through the melt pump at a rate of 0.40 g per minute per minute. The fibers were collected by free fall (gravity only as stretching force) and then mechanical properties were tested at a draw speed of 50 mm per minute. The fibers were then cold drawn at 23 C in an MTS Synergie tensile frame at a speed of 50 mm / min. The fibers were stretched to predefined strains of 50%, 100%, 150%, 200% and 250%. After stretching, the expansion ratio, pore volume and density were calculated for various deformation rates as shown in the table below.

초기 길이(mm)Initial Length (mm) 초기 직경(mm)Initial Diameter (mm) 초기 부피(mm^3)Initial volume (mm ^ 3) 변형%transform% 신장 후 길이(mm)Length after stretching (mm) 신장 후 직경(mm)Diameter after stretching (mm) 신장 후 부피(mm^3)Volume after extension (mm ^ 3) 5050 0.17840.1784 1.24981.2498 50.050.0 7575 0.18110.1811 1.93191.9319 5050 0.20470.2047 1.64551.6455 100.0100.0 100100 0.20510.2051 3.30393.3039 5050 0.16910.1691 1.12291.1229 150.0150.0 125125 0.1650.165 2.67282.6728 5050 0.2420.242 2.29982.2998 200.0200.0 150150 0.14480.1448 2.47012.4701 5050 0.17950.1795 1.26531.2653 250.0250.0 175175 0.10620.1062 1.55021.5502

변형%transform% 푸아송 계수Poisson coefficient 팽창 비율Expansion ratio 공극 부피(%) Pore volume (%) 초기 밀도(g/cc)Initial density (g / cc) 공극 밀도(g/cc)Pore Density (g / cc) 관찰observe 5050 -0.030-0.030 1.551.55 35.335.3 1.21.2 0.780.78 넥킹 없음No necking 100100 -0.002-0.002 2.012.01 50.250.2 1.21.2 0.600.60 넥킹 없음No necking 125125 0.0160.016 2.382.38 58.058.0 1.21.2 0.500.50 넥킹 없음No necking 150150 0.2010.201 1.071.07 6.96.9 1.21.2 1.121.12 넥킹Necking 175175 0.1630.163 1.231.23 18.418.4 1.21.2 0.980.98 완전히 넥킹됨Fully necked

권취비 77을 초래하는 분당 100m의 수집 롤 속도에서 섬유를 수집한 것 이외에는, 실시예 10에 기술된 것처럼 섬유를 형성하였다. 이어서 섬유는 분당 50mm의 인발 속도에서 기계적 특성들을 시험하였다. 이어서 섬유는 50 mm/min의 속도에서 MTS Synergie 인장 프레임에서 23℃로 냉간 연신되었다. 섬유는 50%, 100%, 150%, 200% 및 250%의 미리 정의된 변형까지 연신되었다. 연신 후, 팽창 비, 공극 부피 및 밀도가 아래 표에 나타낸 것처럼 다양한 변형 속도에 대하여 산출되었다. The fibers were formed as described in Example 10, except that the fibers were collected at a collection roll speed of 100 m per minute resulting in a winding ratio 77. The fibers were then tested for mechanical properties at a drawing speed of 50 mm per minute. The fibers were then cold drawn at 23 C in an MTS Synergie tensile frame at a speed of 50 mm / min. The fibers were stretched to predefined strains of 50%, 100%, 150%, 200% and 250%. After stretching, the expansion ratio, pore volume and density were calculated for various deformation rates as shown in the table below.

초기 길이(mm)Initial Length (mm) 초기 직경(mm)Initial Diameter (mm) 초기 부피(mm^3)Initial volume (mm ^ 3) 변형%transform% 신장 후 길이(mm)Length after stretching (mm) 신장 후 직경(mm)Diameter after stretching (mm) 신장 후 부피(mm^3)Volume after extension (mm ^ 3) 5050 0.0570.057 0.12760.1276 50.050.0 7575 0.05750.0575 0.19480.1948 5050 0.06010.0601 0.14180.1418 100.0100.0 100100 0.06090.0609 0.29130.2913 5050 0.0670.067 0.17630.1763 150.0150.0 125125 0.06530.0653 0.41860.4186 5050 0.06010.0601 0.14180.1418 200.0200.0 150150 0.0580.058 0.39630.3963 5050 0.06010.0601 0.14180.1418 200.0200.0 150150 0.03630.0363 0.15520.1552 5050 0.0590.059 0.13670.1367 250.0250.0 175175 0.03850.0385 0.20370.2037

변형%transform% 푸아송 계수Poisson coefficient 팽창 비율 Expansion ratio 공극 부피(%)Pore volume (%) 초기 밀도(g/cc)Initial density (g / cc) 공극 밀도(g/cc)Pore Density (g / cc) 관찰observe 5050 -0.018-0.018 1.531.53 34.534.5 1.21.2 0.790.79 ~1mm 길이의 1개의 소형 넥One small neck ~ 1mm in length 100100 -0.013-0.013 2.052.05 51.351.3 1.21.2 0.580.58 대략 5mm 길이의 2개의 소형 넥Two small necks about 5mm long 150150 0.0170.017 2.372.37 57.957.9 1.21.2 0.510.51 넥킹이 나타나지 않음-섬유가 균일하게 보임Necking not visible - Fiber looks uniform 200200 0.0170.017 2.792.79 64.264.2 1.21.2 0.430.43 넥킹 및 넥킹되지 않은 영역에서 취한 평균 직경  Average diameter taken from necked and non-necked areas 200200 0.1980.198 1.091.09 8.68.6 1.21.2 1.101.10 넥킹된 영역만을 취한 직경Diameter taken only necked area 250250 0.1390.139 1.491.49 32.932.9 1.21.2 0.810.81 완전히 넥킹됨Fully necked

배합물이 83.7 중량%의 폴리락트산(PLA 6201D, Natureworks®), 9.3 중량%의 Vistamaxx™ 2120, 1.4 중량%의 Lotader® AX8900, 3.7 중량%의 PLURIOL® WI 285, 및 1.9%의 친수성 계면활성제(Masil SF-19)로 구성된 것 이외에는 실시예 10에 기술된 것처럼 섬유를 형성하였다. PLURIOL® WI285 및 마실(Masil) SF-19을 2:1(WI-285:SF-19) 비율로 프리믹스하고 주입 펌프를 통해 배럴 영역#2로 첨가하였다. 섬유를 240℃, 0.40 ghm에서와, 자유 낙하하에서 수집하였다. The formulation contained 83.7 wt% polylactic acid (PLA 6201D, Natureworks®), 9.3 wt% Vistamaxx ™ 2120, 1.4 wt% Lotader® AX8900, 3.7 wt% PLURIOL® WI 285, and 1.9% hydrophilic surfactants SF-19). ≪ / RTI > PLURIOL® WI285 and Masil SF-19 were premixed at a ratio of 2: 1 (WI-285: SF-19) and added to barrel region # 2 via an infusion pump. The fibers were collected at 240 캜, 0.40 ghm and under free fall.

권취비 77을 초래하는 분당 100m의 수집 롤 속도에서 섬유를 수집한 것 이외에는, 실시예 12에 기술된 것처럼 섬유를 형성하였다. 이어서 섬유는 분당 50mm의 인발 속도에서 기계적 특성들을 시험하였다. 이어서 섬유는 50 mm/분의 속도에서 MTS Synergie 인장 프레임에서 23℃로 냉간 연신되었다. 섬유는 50%, 100%의 미리 정의된 변형까지 연신되었다. 연신 후, 팽창 비, 공극 부피 및 밀도가 아래 표에 나타낸 것처럼 다양한 변형 속도에 대하여 산출되었다. Fibers were formed as described in Example 12, except that the fibers were collected at a collection roll speed of 100 m per minute resulting in winding ratio 77. The fibers were then tested for mechanical properties at a drawing speed of 50 mm per minute. The fibers were then cold stretched at 23 C in an MTS Synergie tensile frame at a speed of 50 mm / min. The fibers were stretched to a predefined deformation of 50%, 100%. After stretching, the expansion ratio, pore volume and density were calculated for various deformation rates as shown in the table below.

실시예Example 초기 길이(mm)Initial Length (mm) 초기 직경(mm)Initial Diameter (mm) 초기 부피(mm^3)Initial volume (mm ^ 3) 변형%transform% 신장 후 길이(mm)Length after stretching (mm) 신장 후 직경(mm)Diameter after stretching (mm) 신장 후 부피(mm^3)Volume after extension (mm ^ 3) 1414 5050 0.06260.0626 0.15390.1539 100.0100.0 100100 0.04930.0493 0.19090.1909

실시예Example 푸아송 계수Poisson coefficient 팽창 비율Expansion ratio 공극 부피(%)Pore volume (%) 초기 밀도(g/cm3)Initial density (g / cm 3 ) 공극 밀도(g/cm3)Pore Density (g / cm 3 ) 관찰observe 1414 0.21250.2125 1.241.24 19.419.4 1.21.2 0.970.97 전체에 국부 네킹Local necking to the whole

실시예 12의 섬유는 250% 변형까지 50 mm/분의 속도에서 MTS Synergie 인장 프레임에서 신축되었다. 이것은 공극 구조를 개방하였고 섬유를 흰색으로 변하게 했다. 이어서 1 인치 샘플을 섬유의 힘을 받은 흰색 영역에서 잘라냈다. 이어서 새로운 섬유가 상기에서 기술된 것처럼 시험되었다. 밀도는 cm3당 0.75g인 것으로 측정되었고 인장 테스트를 위한 인발 속도는 305mm/분였다. The fibers of Example 12 were stretched in an MTS Synergie tensile frame at a rate of 50 mm / min up to a 250% strain. This opened the pore structure and caused the fibers to turn white. A 1-inch sample was then cut from the white area of the fiber-strength. The new fibers were then tested as described above. The density was measured to be 0.75 g per cm < 3 & gt ;, and the draw rate for the tensile test was 305 mm / min.

섬유를 어닐링하기 위하여 실시예 11의 섬유가 30분 동안 50℃ 오븐에서 가열되었다. To anneal the fibers, the fibers of Example 11 were heated in a 50 < 0 > C oven for 30 minutes.

섬유를 어닐링하기 위하여 실시예 11의 섬유가 5분 동안 90℃ 오븐에서 가열되었고 결정화를 유도하였다. To anneal the fibers, the fibers of Example 11 were heated in an oven at < RTI ID = 0.0 > 90 C < / RTI > for 5 minutes to induce crystallization.

실시예 10 내지 16의 섬유들이 이어서 50mm/분의 인발 속도에서 기계적 특성들을 시험하였다. 결과는 하기 표에 나타나 있다. The fibers of Examples 10 to 16 were then tested for mechanical properties at a draw speed of 50 mm / min. The results are shown in the following table.

실시예Example 직경(μm)Diameter (μm) 피크 하중(gf)Peak load (g f ) 피크 응력(Mpa)Peak stress (Mpa) 파단시 변형(%)Deformation at break (%) 파단시 에너지(J/cm^3)Energy at break (J / cm ^ 3) 인성(g/g)Toughness (g / g) 밀도
(g/cm3)
density
(g / cm 3)
대조군 PLA 섬유Control PLA fiber 207.8207.8 217.06217.06 62.862.8 3.83.8 0.80.8 0.570.57 1.251.25 1010 184.6184.6 126.65126.65 47.347.3 484.5484.5 154.0154.0 0.440.44 1.201.20 1111 62.262.2 22.5722.57 73.173.1 464.1464.1 205.1205.1 0.690.69 1.201.20 1212 128.5128.5 70.3270.32 53.253.2 635.3635.3 216.0216.0 0.500.50 1.201.20 1313 59.159.1 16.1716.17 57.857.8 495.8495.8 184.4184.4 0.550.55 1.201.20 1414 108.5108.5 92.9592.95 101.3101.3 110.8110.8 71.271.2 1.491.49 ~0.75 ~ 0.75 1515 67.567.5 24.4824.48 66.966.9 467.7467.7 195.2195.2 0.630.63 1.201.20 1616 62.662.6 19.5519.55 62.262.2 351.0351.0 154.4154.4 0.590.59 1.201.20

본 발명을 본 발명의 특정 실시예들에 관하여 상세히 설명하였지만, 통상의 기술자라면, 전술한 바를 이해함에 따라, 이러한 실시예들에 대한 대체예, 변형예, 균등예를 쉽게 구상할 수 있다는 점을 알 것이다. 이에 따라, 본 발명의 범위는 청구범위 및 그 균등물로서 평가되어야 한다.Although the present invention has been described in detail with respect to specific embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. I will know. Accordingly, the scope of the present invention should be evaluated as a claim and its equivalents.

Claims (44)

주거용 또는 상업용 건물 구조물에 사용하기 위한 건물 단열재로, 여기서 상기 건물 단열재는 매트릭스 중합체를 포함하는 연속상을 함유하는 열가소성 조성물로부터 형성되는 다공성 중합체 물질을 포함하고, 여기서 상기 중합체 물질은 약 300g/m2-24시간 이상의 수증기 투과율(water vapor transmission rate), 약 0.40W/m-K 이하의 열 전도성, 및 약 50cm 이상의 수두 값(hydrohead value)을 나타내는, 건물 단열재.A building insulation for use in a residential or commercial building structure, wherein the building insulation comprises a porous polymeric material formed from a thermoplastic composition containing a continuous phase comprising a matrix polymer, wherein the polymeric material has a density of from about 300 g / m 2 A building insulation having a water vapor transmission rate of at least 24 hours, a thermal conductivity of less than or equal to about 0.40 W / mK, and a hydrohead value of at least about 50 cm. 제1항에 있어서, 상기 중합체 물질은 상기 연속상 내에 이산 도메인의 형태로 분산되어 있는 마이크로내포 및 나노내포 첨가제를 더 포함하고, 여기서 포어 망은 약 800nm 이하의 평균 단면 치수를 가지는 복수의 나노포어를 포함하는 상기 물질에 정의되는, 건물 단열재.The method of claim 1, wherein the polymeric material further comprises micro-inclusion and nanocomposite additives dispersed in the continuous phase in the form of discrete domains, wherein the pore net comprises a plurality of nanopores having an average cross- Wherein said material is defined by said material. 주거용 또는 상업용 건물 구조물에 사용하기 위한 건물 단열재로, 여기서 상기 건물 단열재는 매트릭스 중합체를 포함하는 연속상을 포함하는 열가소성 형성되는 다공성 중합체 물질을 포함하고, 여기서 마이크로내포(microinclusion) 첨가제 및 나노내포(nanoinclusion) 첨가제가 이산 도메인의 형태로 상기 연속상 내에 더욱 분산되어 있고, 여기서 포어 망이 약 800nm 이하의 평균 단면 치수를 갖는 복수의 나노포어들을 포함하는 상기 물질 내에 정의되는, 건물 단열재.A building insulation for use in a residential or commercial building structure, the building insulation comprising a thermoplastic formed porous polymeric material comprising a continuous phase comprising a matrix polymer, wherein the microinclusion additive and nanoinclusion ) Additive is further dispersed in the continuous phase in the form of a discrete domain wherein the pore net is defined within the material comprising a plurality of nanofoas having an average cross-sectional dimension of about 800 nm or less. 제3항에 있어서, 상기 중합체 물질은, 약 300g/m2-24시간 이상의 수증기 투과율(water vapor transmission rate), 약 0.40W/m-K 이하의 열 전도성, 및/또는 약 50cm 이상의 수두 값(hydrohead value)을 나타내는, 건물 단열재.4. The method of claim 3 wherein the polymer material is about 300g / m 2 -24 time above the water vapor permeability (water vapor transmission rate), the thermal conductivity of about 0.40W / mK or less, and / or about 50cm or more water head value (hydrohead value ), Building insulation. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 마이크로내포 첨가제는 중합체인, 건물 단열재.The building insulation according to claim 2 or 3, wherein the micro-containment additive is a polymer. 제5항에 있어서, 상기 마이크로내포 첨가제는 폴리올레핀을 포함하는, 건물 단열재.6. The building insulation according to claim 5, wherein the micro-containment additive comprises a polyolefin. 제6항에 있어서, 상기 폴리올레핀은 프로필렌 동종중합체, 프로필렌/α-올레핀 공중합체, 에틸렌/α-올레핀 공중합체, 또는 이들의 조합인, 건물 단열재.The building insulation according to claim 6, wherein the polyolefin is a propylene homopolymer, a propylene / alpha-olefin copolymer, an ethylene / alpha-olefin copolymer, or a combination thereof. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 매트릭스 중합체에 대한 용해도 파라미터 대 상기 마이크로내포 첨가제의 용해도 파라미터의 비는 약 0.5 내지 약 1.5이고, 상기 매트릭스 중합체의 용융 유속 대 상기 마이크로내포 첨가제의 용융 유속의 비는 약 0.2 내지 약 8이고, 그리고/또는 상기 매트릭스 중합체의 영의 탄성 계수 대 상기 마이크로내포 첨가제의 영의 탄성 계수의 비는 약 1 내지 약 250인, 건물 단열재.4. A process as claimed in claim 2 or 3 wherein the ratio of the solubility parameter to the matrix polymer to the solubility parameter of the microencapsulated additive is from about 0.5 to about 1.5 and the ratio of the melt flow rate of the matrix polymer to the melt flow rate Ratio is from about 0.2 to about 8, and / or the ratio of the Young's modulus of elasticity of the matrix polymer to the Young's modulus of the micro-inclusion additive is from about 1 to about 250. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 나노내포 첨가제는 중합체인, 건물 단열재.The building insulation according to claim 2 or 3, wherein the nano-encapsulating additive is a polymer. 제9항에 있어서, 상기 나노내포 첨가제는 관능화 폴리올레핀인, 건물 단열재.10. The building insulation of claim 9, wherein the nanocomposite additive is a functionalized polyolefin. 제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 나노내포 첨가제는 반응성인, 건물 단열재.11. The building insulation according to claim 9 or 10, wherein the nanocomposing additive is reactive. 제11항에 있어서, 상기 나노내포 첨가제는 폴리에폭시드인, 건물 단열재.12. The building insulation of claim 11, wherein the nanocomposite additive is a polyepoxide. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 마이크로내포 첨가제는 상기 연속상의 중량을 기준으로, 상기 조성물의 약 1중량% 내지 약 30중량%을 구성하는, 건물 단열재.4. The building insulation according to claim 2 or 3, wherein the micro-containment additive comprises from about 1% to about 30% by weight of the composition, based on the weight of the continuous phase. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 나노내포 첨가제는 상기 연속상의 중량을 기준으로, 상기 조성물의 약 0.05중량% 내지 약 20중량%을 구성하는, 건물 단열재.4. The building insulation of claim 2 or 3, wherein the nanocomposing additive comprises from about 0.05% to about 20% by weight of the composition, based on the weight of the continuous phase. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 열가소성 조성물은 간기 개질제를 더 포함하는, 건물 단열재.The building insulation according to claim 2 or 3, wherein the thermoplastic composition further comprises an intermediate modifier. 제15항에 있어서, 상기 간기 개질제는 40℃ 에서 결정되는, 약 0.7 내지 약 200 센티스토크의 운동 점성도를 갖는, 건물 단열재.16. The building insulation of claim 15, wherein the interphase modifier has a kinematic viscosity of about 0.7 to about 200 centistokes, determined at 40 < 0 > C. 제15항 또는 제16항에 있어서, 상기 간기 개질제는, 소수성을 갖는, 건물 단열재.17. The building insulation according to claim 15 or 16, wherein the intermediate modifier has hydrophobicity. 제14항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 간기 개질제는, 실리콘, 실리콘-폴리에테르 공중합체, 지방족 폴리에스테르, 방향족 폴리에스테르, 알킬렌 글리콜, 알칸 디올, 아민 옥사이드, 지방산 에스테르, 또는 이들의 조합인, 건물 단열재.17. The method of any one of claims 14 to 16, wherein the intermediate modifying agent is selected from the group consisting of silicon, a silicone-polyether copolymer, an aliphatic polyester, an aromatic polyester, an alkylene glycol, an alkane diol, an amine oxide, A combination of these, building insulation. 제14항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 간기 개질제는, 상기 연속상의 중량을 기준으로, 상기 조성물의 약 0.1중량% 내지 약 20중량%을 구성하는, 건물 단열재.19. The building insulation according to any one of claims 14 to 18, wherein the interphase modifier comprises from about 0.1% to about 20% by weight of the composition, based on the weight of the continuous phase. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 포어 망은 약 0.5 내지 약 30μm의 평균 단면 치수를 갖는 마이크로포어를 더 포함하는, 건물 단열재.The building insulation according to claim 2 or 3, wherein the pore net further comprises a micropores having an average cross-sectional dimension of from about 0.5 to about 30 microns. 제20항에 있어서, 상기 마이크로포어의 종횡비는 약 1 내지 약 30인, 건물 단열재.21. The building insulation of claim 20, wherein the micropores have an aspect ratio of from about 1 to about 30. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 포어 망은 상기 물질 전반에 균질하게 분포되어 있는, 건물 단열재.The building insulation according to claim 2 or 3, wherein the fornetwork is homogeneously distributed throughout the material. 제1항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 나노포어는 평행한 컬럼들에 분포되어 있는, 건물 단열재.23. The building insulation according to any one of claims 1 to 22, wherein the nanopore is distributed in parallel columns. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 마이크로내포 첨가제는 마이크로 크기의 도메인들의 형태이고 상기 나노내포 첨가제는 나노 크기의 도메인들의 형태이고, 여기서 상기 마이크로 크기의 도메인들은 약 0.5 내지 약 250μm의 평균 단면 치수를 가지고, 상기 나노 크기의 도메인들은 약 1 내지 약 500nm의 평균 단면 치수를 가지는, 건물 단열재.4. The method of claim 2 or 3, wherein the micro-inclusion additive is in the form of micro-sized domains and the nanocomposite additive is in the form of nanosized domains wherein the microsized domains have an average cross-section of about 0.5 to about 250 & Dimension, said nano-sized domains having an average cross-sectional dimension of from about 1 to about 500 nm. 제1항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 단열재는 상기 중합체 물질로부터 전체적으로 형성되는, 건물 단열재.25. The building insulation according to any one of claims 1 to 24, wherein the insulation is formed entirely from the polymeric material. 제1항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서, 물질의 추가층을 더 포함하는, 건물 단열재.25. A building insulation according to any one of the preceding claims, further comprising an additional layer of material. 제1항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 단열재는 패널 형태인, 건물 단열재.27. The building insulation according to any one of claims 1 to 26, wherein the insulation is in the form of a panel. 제1항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 단열재는 랩 형태인, 건물 단열재.27. The building insulation according to any one of claims 1 to 26, wherein the insulation is in the form of a lap. 제1항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 중합체 물질의 총 포어 부피는 cm3 당 약 15% 내지 약 80%인, 건물 단열재.29. Building insulation according to any one of the preceding claims, wherein the total pore volume of the polymeric material is from about 15% to about 80% per cm < 3 & gt ;. 제1항 내지 제29항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 나노포어는 상기 중합체 물질의 총 포어 부피의 약 20부피% 이상을 구성하는, 건물 단열재.30. Building insulation according to any one of the preceding claims, wherein the nanopore comprises at least about 20% by volume of the total fore volume of the polymeric material. 제1항 내지 제30항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 연속상은 상기 열가소성 조성물의 약 60중량% 내지 약 99중량%을 구성하는, 건물 단열재.31. The building insulation of any one of claims 1 to 30, wherein the continuous phase comprises from about 60% to about 99% by weight of the thermoplastic composition. 제1항 내지 제31항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 매트릭스 중합체는 폴리에스테르 또는 폴리올레핀을 포함하는, 건물 단열재.32. Building insulation according to any one of claims 1 to 31, wherein the matrix polymer comprises a polyester or a polyolefin. 제32항에 있어서, 상기 폴리에스테르는 약 0℃ 이상의 유리 전이 온도를 갖는, 건물 단열재.33. The building insulation of claim 32, wherein the polyester has a glass transition temperature of at least about 0 占 폚. 제32항 또는 제33항에 있어서, 상기 폴리에스테르는 폴리락트산을 포함하는, 건물 단열재.34. The building insulation according to claim 32 or 33, wherein the polyester comprises polylactic acid. 제1항 내지 제34항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 중합체 물질은 기체 발포제가 없는, 건물 단열재.35. The building insulation according to any one of claims 1 to 34, wherein the polymeric material is free of a gas blowing agent. 제1항 내지 제35항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열가소성 조성물은 약 1.2g/cm3 이하의 밀도를 가지는, 건물 단열재.Any one of claims 1 to 35. A method according to any one of claim wherein said thermoplastic composition has a density of about 1.2g / cm 3 or less, building insulation. 제1항 내지 제36항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 중합체 물질은 필름 또는 필름 층인, 중합체 물질.37. The polymeric material of any one of claims 1 to 36, wherein the polymeric material is a film or film layer. 제1항 내지 제36항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 중합체 물질은 섬유성 물질 또는 섬유성 물질의 층 또는 구성성분인, 중합체 물질.37. The polymeric material of any one of claims 1 to 36, wherein the polymeric material is a layer or component of a fibrous material or fibrous material. 실내를 정의하는 건물 외형을 포함하는 건물 구조물로, 상기 건물 구조물은 상기 건물 외형, 실내, 또는 이들의 조합의 표면에 인접하여 위치하는 제1항 내지 제38항 중 어느 한 항의 건물 단열재를 더 포함하는, 건물 구조물.38. A building structure comprising a building exterior defining an interior, the building structure further comprising a building insulation according to any one of claims 1 to 38 adjacent to a surface of the building exterior, interior, or combination thereof. Building structures. 제39항에 있어서, 상기 건물 단열재는 상기 건물 외형의 표면에 인접하여 위치하는, 건물 구조물.40. The building structure of claim 39, wherein the building insulation is located adjacent a surface of the building exterior. 제40항에 있어서, 상기 건물 단열재는 외벽, 지붕, 또는 이들의 조합에 인접하여 위치하는, 건물 구조물.41. The building structure of claim 40, wherein the building insulation is located adjacent an exterior wall, a roof, or a combination thereof. 제41항에 있어서, 상기 건물 단열재는 실외 덮개에 인접하여 위치하는, 건물 구조물.42. The building structure of claim 41, wherein the building insulation is located adjacent to the outdoor lid. 제39항에 있어서, 상기 건물 단열재는 상기 실내의 표면에 인접하여 위치하는, 건물 구조물.40. The building structure of claim 39, wherein the building insulation is located adjacent a surface of the interior. 제43항에 있어서, 상기 건물 단열재는 내벽, 바닥, 천장, 문, 또는 이들의 조합에 인접하여 위치하는, 건물 구조물.45. The building structure of claim 43, wherein the building insulation is located adjacent an interior wall, floor, ceiling, door, or combination thereof.
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