KR20240056713A - 시멘트질 접착제를 사용하여 밀봉 요소를 기재에 접합하는 방법 - Google Patents
시멘트질 접착제를 사용하여 밀봉 요소를 기재에 접합하는 방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 적어도 하나의 합성 유기 중합체 및 적어도 하나의 수경성 결합제를 포함하는 시멘트질 접착제 조성물을 사용하여 기재(6)에 밀봉 요소(1)를 접합하는 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한 밀봉된 구조 및 기재의 표면에 밀봉 요소를 접합하기 위한 습식 시멘트질 접착제 조성물의 용도에 관한 것이다.
Description
본 발명은 시멘트질 접착제를 사용한 기재(substrate)에 대한 밀봉 요소(sealing element)의 접합(bonding)에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 방수 구조물을 제공하기 위해 방수막 및 지붕막(roofing membrane)과 같은 사후-적용(post-applied) 밀봉 요소를 사용하는 지상 구조물 및 지하 구조물의 방수에 관한 것이다.
건설 분야에서, 종종 멤브레인, 패널, 시트 또는 라이너로 지칭되는 중합체 밀봉 요소는, 지하 구조물 및 지상 구조물, 예컨대, 베이스 슬래브(base slab), 벽, 바닥, 지층, 터널, 습식 룸(wet room), 건물 외판부(building facade), 평평하고 낮은 경사도의 지붕, 매립지, 물 보유 구조물, 연못, 및 제방을 물, 습기, 유해 가스, 및 휘발성 유기 화합물의 침투로부터 보호하기 위해 사용된다. 방수막은, 예를 들어, 건물 침하, 하중 편향 또는 콘크리트 수축으로 인해 콘크리트 구조물에서 발생되는 균열을 통해 물의 침투를 방지하기 위해 적용된다. 이들은 또한 무거운 장전된 상업용 및 주거용 습식방, 샤워실 또는 병원의 치료실, 발코니, 테라스 및 수영장에서 물의 침투로부터 구조물을 보호하기 위해 사용된다.
지붕막은 누수를 방지하고 지붕에서 물을 제거하기 위해 평평하고 낮은 경사 지붕 구조물을 밀봉하기 위해 사용된다. 가스 배리어 막은 매립지 및 자연 발생원으로부터 라돈, 메탄 및 이산화탄소와 같은 유해 가스의 건축물 내로의 유입을 제한하기 위해 사용된다. 이러한 유형의 막은 전형적으로 정수압을 받지 않는 콘크리트 슬래브 위 및 아래의 지층에서 사용된다. 증기 차단막 및 지연막은 수증기 확산에 의해 건축 구조물을 통한 물의 이동을 제어하기 위해 사용된다. 증기 지연막은 상이한 수증기 투과 특성 또는 투과성이 제공되고, 이들은 일반적으로 여러 개의 박막으로 구성된 코팅 또는 다층 복합체로서 또는 구조적 증기 지연막으로서 제공된다. 지오막, 즉, 지오멤브레인(geomembrane)은 토양 또는 암석과 접촉하여 사용되어 수계 및 수인성 오염물질의 통과에 대한 장벽으로서 작용한다.
일반적으로, 막은 물, 수분 및 유해가스의 침투에 대해 밀봉되는 구조물이 형성되기 전에 기존의 콘크리트 구조물에 "사후-적용" 또는 "사전-적용"될 수 있다. 사후-적용된 막은, 예를 들어, 접착제 또는 기계적 체결 수단을 사용함으로써 그리고/또는 밀봉 테이프를 사용함으로써 기재의 표면에 접착될 수 있다. 접착제는 막의 설치 동안 막의 표면에 그리고/또는 기재에 도포될 수 있다. 대안적으로, 감압 접착제의 공장 도포층을 갖는, "박리 및 스틱 막"으로도 알려진 자가-접착 막이 사용될 수 있다. 사전-적용된 막은 하부 콘크리트 구조물 또는 거푸집(formwork)의 표면에 배치되고, 이어서, 신선한 콘크리트(fresh concrete)는 막의 표면에 대해 캐스팅됨으로써, 경화 콘크리트 몸체(hardening concrete body)의 표면에 막을 완전히 그리고 영구적으로 접합시킨다.
통상 사용되는 막 재료는 플라스틱, 특히 열가소성 수지, 예컨대, 가소화된 폴리염화비닐(p-PVC), 열가소성 올레핀(TPE-O, TPO), 및 고무, 예컨대, 에틸렌-프로필렌 다이엔 단량체(EPDM)를 포함한다. 폴리올레핀계 재료와 같은 낮은 표면 에너지를 갖는 중합체 재료는 에폭시 접착제 및 폴리우레탄 접착제와 같은 건설 산업 분야에서 통상적으로 사용되는 접착제와 접합하기 힘들기로 악명 높다. 또한, 통상적으로 사용되는 접착제는 그린 콘크리트 몸체(green concrete body)의 표면, 즉, 아직 완전히 경화되지 않은 콘크리트 기재의 표면에 막을 접합하기 위해 사용될 수 없다. 콘크리트 표면 상의 소량의 잔류 수분이라도 콘크리트 기재에 막을 접합하기 위한 폴리우레탄계 접착제의 사용을 효과적으로 방지하는 것으로 밝혀졌다. 그린 콘크리트 기재에 막의 접합을 가능하게 하는 접착제 조성물을 제공하는 것은 매우 바람직할 것인데, 그 이유는 이것이 사후-적용된 방수 적용에서 설치 시간의 상당한 단축을 가능하게 할 것이기 때문이다. 전형적으로, 막은 적어도 28일 동안 경화되도록 허용된 완전히 경화된 콘크리트 기재에만 사후-적용될 수 있다.
따라서, 완전히 경화되지 않아 비교적 높은 표면 수분 함량을 갖는 기재에, 특히 콘크리트 기재에 중합체 밀봉 요소의 접합을 가능하게 하는 신규한 방법이 필요하다.
본 발명의 목적은 기재의 표면을 습윤 또는 댐핑하기 위해 중합체 밀봉 요소의 접합을 가능하게 하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 사후-적용 방수막을 이용하여 그린 콘크리트 몸체의 방수를 가능하게 하는 방법을 제공하는 것이다.
놀랍게도, 적어도 하나의 합성 유기 중합체 및 적어도 하나의 수경성 결합제(hydraulic binder)를 포함하는 시멘트질 접착제가 기재의 표면, 특히 그린 콘크리트 몸체의 표면에 습윤 또는 댐핑하기 위해 중합체 밀봉 요소, 예컨대, 방수막의 접합에 사용될 수 있는 것으로 밝혀졌다.
본 발명의 주제는 청구항 제1항에 정의된 바와 같은 밀봉 요소를 밀봉하기 위한 방법이다.
본 발명의 방법의 장점 중 하나는 방수, 지붕, 가스 배리어, 휘발성 유기 화합물(volatile organic compound: VOC) 배리어 및 파사드막과 같은 사후-적용된 밀봉 요소의 설치 시간의 단축을 가능하게 한다는 점이다. 또한, 접착제 조성물은 1-성분 조성물로서 제공될 수 있으며, 이는 또한 설치 공정을 단순화하는데, 이는 건설 현장에서 최종 사용자가 즉시 사용 가능한 습식 접착제 조성물을 제공하기 위해 1-성분 조성물에 첨가될 정확한 양의 물만을 결정하여야 하기 때문이다. 이는 건설 현장에서 시간을 절약할 뿐만 아니라 구성 성분의 비율이 잘못 측정될 위험을 감소시킨다.
본 발명의 다른 주제는 다른 독립 청구항에 제시되어 있다. 본 발명의 바람직한 양상은 종속항에 제시되어 있다.
도 1은 충전된 중합체층(filled polymeric layer)의 형태인 접촉층(2)을 포함하는 밀봉 요소(1)의 단면을 도시한다.
도 2는 충전된 중합체층의 형태인 접촉층(2)을 포함하는 밀봉 요소(1)의 단면을 도시하며, 여기서 충전된 중합체층의 상부 및 하부 주 표면은 표면 구조물(3, 4)을 함유한다.
도 3은 방수층(5)의 상부 주 표면을 덮는 접촉층(2)을 포함하는 밀봉 요소(1)의 단면을 도시하며, 여기서 접촉층(2)은 충전된 중합체층의 형태이다.
도 4는 방수층(5)의 상부 주 표면을 덮는 접촉층(2)을 포함하는 밀봉 요소(1)의 단면을 도시하며, 여기서 접촉층(2)은 충전된 중합체층의 형태이고 충전된 중합체층의 상부 주 표면은 표면 구조물(3)을 함유한다.
도 5는 방수층(5)의 상부 주 표면을 덮는 접촉층(2)을 포함하는 밀봉 요소(1)의 단면을 도시하며, 여기서 접촉층(2)은 충전된 중합체층의 형태이다.
도 6은 밀봉 요소(1) 및 기재(6)를 포함하는 밀봉된 구조물의 단면을 도시하며, 여기서 밀봉 요소(1)는 접촉층(2) 및 방수층(5)을 포함하고, 접촉층(2)은 충전된 중합체층의 형태이고, 밀봉 요소(1)는 접촉층(2)과 기재(6)의 표면 사이에 중간층을 형성하는 접착제층(7)을 통해 기재(6)의 표면에 부착된다.
도 2는 충전된 중합체층의 형태인 접촉층(2)을 포함하는 밀봉 요소(1)의 단면을 도시하며, 여기서 충전된 중합체층의 상부 및 하부 주 표면은 표면 구조물(3, 4)을 함유한다.
도 3은 방수층(5)의 상부 주 표면을 덮는 접촉층(2)을 포함하는 밀봉 요소(1)의 단면을 도시하며, 여기서 접촉층(2)은 충전된 중합체층의 형태이다.
도 4는 방수층(5)의 상부 주 표면을 덮는 접촉층(2)을 포함하는 밀봉 요소(1)의 단면을 도시하며, 여기서 접촉층(2)은 충전된 중합체층의 형태이고 충전된 중합체층의 상부 주 표면은 표면 구조물(3)을 함유한다.
도 5는 방수층(5)의 상부 주 표면을 덮는 접촉층(2)을 포함하는 밀봉 요소(1)의 단면을 도시하며, 여기서 접촉층(2)은 충전된 중합체층의 형태이다.
도 6은 밀봉 요소(1) 및 기재(6)를 포함하는 밀봉된 구조물의 단면을 도시하며, 여기서 밀봉 요소(1)는 접촉층(2) 및 방수층(5)을 포함하고, 접촉층(2)은 충전된 중합체층의 형태이고, 밀봉 요소(1)는 접촉층(2)과 기재(6)의 표면 사이에 중간층을 형성하는 접착제층(7)을 통해 기재(6)의 표면에 부착된다.
본 발명의 주제는 기재(6)에 밀봉 요소(1)를 접합하기 위한 방법이며, 해당 방법은,
I) 접착제 조성물을 제공하고, 상기 조성물을 물과 혼합하여 습식 접착제 조성물을 얻는 단계,
II) 습식 접착제 조성물을 기재(6)의 표면에 또는 밀봉 요소(1)의 표면에 도포하여 습식 접착제층을 형성하는 단계,
III) 습식 접착제층이 밀봉 요소(1)와 기재(6) 사이에 중간층을 형성하여 밀봉 요소(1)와 기재(6)의 대향 표면의 적어도 일부가 중간층을 통해 서로 직접 연결되도록 밀봉 요소(1)를 기재(6)와 결합시키는(joining) 단계,
IV) 습식 접착제층을 경화시켜 밀봉 요소(1)와 기재(6) 사이의 접착제 접합을 달성하는 단계
를 포함하되, 접착제 조성물은,
a) 2.5 내지 50 중량%, 바람직하게는 5 내지 40 중량%의 적어도 하나의 합성 유기 중합체 SP 및
b) 25 내지 95 중량%, 바람직하게는 35 내지 90 중량%의 적어도 하나의 수경성 결합제 H
를 포함하고, 상기 비율은 접착제 조성물의 총 중량을 기준으로 한다.
용어 "중합체"는 다중반응(중합, 중첨가, 다중축합)에 의해 생산되는 화학적으로 균일한 거대분자의 집단을 지칭하며, 여기서, 거대분자는 이들의 중합도, 분자량 및 사슬 길이에 관하여 상이하다. 상기 용어는 또한 다중반응으로부터 초래된 상기 거대분자의 집단의 유도체, 즉, 예를 들어, 사전 결정된 거대분자 내의 작용기의 첨가 또는 치환과 같은 반응에 의해 얻어지고 화학적으로 균일하거나 또는 화학적으로 불균일할 수 있는 화합물을 포함한다.
용어 "폴리올레핀"은 본 개시내용에서 올레핀을 선택적으로 다른 유형의 공단량체와 중합함으로써 얻어진 동종중합체 및 공중합체를 지칭한다.
용어 "α-올레핀"은, 첫 번째 탄소 원자(α-탄소)에서 탄소-탄소 이중 결합을 특징으로 하는, 분자식 CxH2x(x는 탄소 원자의 수에 해당함)를 갖는 알켄을 지칭한다. α-올레핀의 예는 에틸렌, 프로필렌, 1-부텐, 2-메틸-1-프로펜(아이소부틸렌), 1-펜텐, 1-헥센, 1-헵텐 및 1-옥텐을 포함한다. 예를 들어, 1,3-부타다이엔도, 2-부텐도, 스타이렌도 본 개시내용에 따른 "α-올레핀"으로 지칭되지 않는다.
용어 "공중합체"는 본 개시내용에서 1종 초과의 단량체("구조 단위")로부터 유도된 중합체를 지칭한다. 단량체가 공중합체로 중합되는 것은 공중합으로 불린다. 두 단량체 종의 공중합에 의해 얻어진 공중합체는 이원중합체로 알려져 있으며, 3가지 및 4가지 단량체 종으로부터 얻어진 것은 각각 삼원중합체 및 사원중합체로 불린다.
용어 "고무"는 본 개시내용에서 큰 변형으로부터 회복될 수 있고, 비등 용매, 특히 자일렌에서 본질적으로 불용성(그러나 팽윤될 수 있음)인 상태로 변형될 수 있거나 이미 변형된 중합체 또는 중합체 블렌드를 지칭한다. 전형적인 고무는 외부에서 가해진 힘하에 원래 치수의 적어도 200%로 연신 또는 변형될 수 있으며, 외부 힘이 해제된 후에, 단지 작은 영구 변형(전형적으로 약 20% 이하)만 유지하면서 원래 치수를 실질적으로 복원시킬 것이다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 "고무"는 용어 "엘라스토머"와 호환 가능하게 사용될 수 있다.
용어 "분자량"은 "모이어티"로도 지칭되는 분자 또는 분자의 일부의 몰 질량(g/mol)을 지칭한다. 용어 "평균 분자량"은 분자 또는 모이어티의 올리고머 또는 중합체 혼합물의 수 또는 중량 평균 분자량(Mn, Mw)을 지칭한다. 분자량은, 통상적인 방법에 의해, 바람직하게는 폴리스타이렌을 표준품으로서, 다공성이 100 옹스트롬, 1000 옹스트롬 및 10000 옹스트롬인 스타이렌-다이비닐벤젠 겔을 칼럼으로서, 그리고 분자에 따라서 35℃에서 테트라하이드로퓨란을 용매로서 또는 160℃에서 1,2,4-트라이클로로벤젠을 용매로서 사용하는 겔 침투-크로마토그래피(GPC)에 의해 결정될 수 있다.
용어 "융점"은 물질이 고체에서 액체 상태로의 이행을 거치는 온도를 지칭한다. 용융 온도(Tm)는 바람직하게는 2℃/분의 가열 속도를 사용하여 ISO 11357-3:2018 표준에 따라서 시차 주사 열량측정법(differential scanning calorimetry: DSC)에 의해 결정된다. 측정은 Mettler Toledo DSC 3+ 디바이스로 수행될 수 있고, Tm값은 DSC-소프트웨어의 도움으로 측정된 DSC-곡선으로부터 결정될 수 있다. 측정된 DSC-곡선이 여러 개의 피크 온도를 나타내는 경우, 써모그램의 저온 측에서 생긴 제1 피크 온도를 용융 온도(Tm)로 취한다.
용어 "유리전이온도"(Tg)는, 그 온도 초과에서 중합체 성분이 연질이고 유연해지고, 그 온도 미만에서 경질이고 유리질로 되는 온도를 지칭한다. 유리전이온도는 바람직하게는 1Hz의 적용 주파수 및 0.1%의 변형률 수준을 이용하여 측정된 손실 탄성률(G'') 곡선의 피크로서 동적 기계적 분석(DMA)에 의해 결정된다.
조성물 중 "적어도 1종의 성분 X의 양 또는 함유량", 예를 들어, "적어도 1종의 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체의 양"은 조성물에 함유된 모든 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체의 개별적인 양의 합계를 지칭한다. 또한, 조성물이 20 중량%의 적어도 1종의 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체를 포함하는 경우에, 조성물에 함유된 모든 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체의 양의 합계는 20 중량%와 동등하다.
용어 "통상의 실온"은 23℃의 온도를 지칭한다.
본 방법의 단계 I)에서 물과 혼합되는 접착제 조성물은 1-성분 조성물 또는 다성분 조성물일 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같은 용어, 용어 "1-성분"은 조성물의 모든 성분이 동일한 용기 또는 구획 내의 혼합물로 저장되는 조성물을 지칭하는 반면, "다성분"은 조성물의 성분이 별개의 용기 또는 구획 내에 저장되는 다수의 상이한 성분으로 존재하는 조성물을 지칭한다.
하나 이상의 바람직한 실시형태에 따르면, 접착제 조성물은 1-성분 접착제 조성물이다.
하나 이상의 실시형태에 따르면, 접착제 조성물은 분말, 바람직하게는 자유-유동 분말의 형태이다. 용어 "분말"은 본 개시내용에서 고체 입자의 형태인 재료를 지칭한다. "자유-유동 분말"은 입자가 서로 달라붙어 응집체를 형성하지 않는 분말을 지칭한다.
접착제 조성물을 물과 혼합함으로써 얻어진 습식 접착제 조성물은 기재의 표면에 또는 밀봉 요소의 표면에 도포되어 습식 접착제층을 형성할 수 있다. 밀봉 요소가 접합되는 기재는 설치 부위에 따라서 각종 재료로 구성될 수 있다. 기재는, 예를 들어, 콘크리트, 섬유 콘크리트, 중합체, 금속, 목재 또는 합판 기재일 수 있거나, 베이스 슬래브, 측벽, 터널 구조물, 지붕 데크, 단열 보드 또는 커버 보드 또는 기존의 방수 또는 지붕막을 포함할 수 있다.
하나 이상의 실시형태에 따르면, 기재는 콘크리트 몸체, 단열 보드 또는 커버 보드로 이루어진 군으로부터 선택된다.
기재로서 사용하기에 적합한 단열 보드는, 예를 들어, 폐쇄된 또는 반폐쇄된 셀 구조를 갖는 폼 패널(foam panel), 예컨대, 성형된 발포 폴리스타이렌(EPS) 폼 패널, 압출된 발포 폴리스타이렌(XPS) 폼 패널, 폴리우레탄 폼 패널(PUR), 및 폴리아이소사이아누레이트(PIR) 폼 패널을 포함한다. 적합한 커버 보드는, 예를 들어, 석고 보드, 섬유-강화 석고 보드, 목재 섬유 보드, 시멘트질 보드, 고밀도(압축된) 폴리아이소사이아누레이트 보드, 펄라이트 보드, 아스팔트 보드, 광물 섬유 보드, 및 합판 또는 배향성 스트랜드 보드를 포함한다.
기재의 표면은 프라이밍된(primed) 또는 비-프라이밍된(non-primed) 표면일 수 있다. 용어 "프라이밍된 표면"은 기재의 표면층이 프라이머 층, 즉 프라이머 조성물로 구성된 것을 의미하는 것으로 이해된다. 프라이머는 일반적으로 기재에 대한 접착제, 코팅 및 실란트의 접착을 향상시키기 위해 사용된다. 하나 이상의 실시형태에 따르면, 기재의 표면은 비-프라이밍된 표면이다.
하나 이상의 실시형태에 따르면, 기재는 콘크리트 몸체, 바람직하게는 그린 콘크리트 몸체이다. 용어 "그린 콘크리트"는 본 명세서에서 사용되는 바와 같은 용어 굳어졌지만 완전히 경화되지 않은 콘크리트 덩어리를 지칭한다.
용어 "그린 콘크리트 몸체"는 28일 미만, 바람직하게는 24일 미만, 더 바람직하게는 16일 미만, 훨씬 더 바람직하게는 8일 미만, 훨씬 더 바람직하게는 5일 미만, 가장 바람직하게는 3일 미만, 특히 2일 미만, 예컨대 24시간 미만 동안 주조 후에 경화되도록 허용된 콘크리트 덩어리를 지칭한다.
하나 이상의 바람직한 실시형태에 따르면, 기재는 적어도 2 중량%의 물, 바람직하게는 적어도 3 중량%의 물, 더 바람직하게는 적어도 4 중량%의 물, 더욱 바람직하게는 적어도 5 중량%의 물, 특히 2 내지 16 중량%의 물, 바람직하게는 2 내지 12 중량%의 물, 더 바람직하게는 3 내지 10 중량%의 물, 더욱 바람직하게는 4 내지 8 중량%의 물의 범위의, ASTM F2659 표준에 따라 결정된 표면 수분 함량을 갖는다.
기재의 ASTM F2659 표준에 따른 표면 수분 함량은 바람직하게는 3회 측정의 평균으로서 Tramex® CME4 스크리드(screed) 수분 측정 기기를 사용하여 측정된다.
하나 이상의 실시형태에 따르면, 접착제 조성물은,
a) 5 내지 35 중량%, 바람직하게는 7.5 내지 30 중량%, 더 바람직하게는 10 내지 30 중량%, 더욱 바람직하게는 10 내지 25 중량%, 가장 바람직하게는 10 내지 20 중량%의 적어도 하나의 합성 유기 중합체 SP 및
b) 40 내지 90 중량%, 바람직하게는 50 내지 90 중량%, 더 바람직하게는 60 내지 90 중량%, 훨씬 더 바람직하게는 65 내지 90 중량%, 가장 바람직하게는 70 내지 90 중량%의 적어도 하나의 수경성 결합제 H
를 포함하고, 모든 비율은 접착제 조성물의 총 중량을 기준으로 한다.
적어도 하나의 합성 유기 중합체 SP로서 사용하기에 적합한 중합체는, 예를 들어, 에틸렌, 프로필렌, 부틸렌, 아이소프렌, 부타다이엔, 스타이렌, 아크릴로나이트릴, (메트)아크릴산, (메트)아크릴레이트, 비닐 에스터 및 염화비닐로 이루어진 군으로부터 선택된 단량체의 자유 라디칼 중합으로부터 얻어진 공중합체 및 폴리우레탄 중합체를 포함한다. 용어 "폴리우레탄 중합체"는 본 개시내용에서 소위 다이아이소사이아네이트 중첨가 공정에 의해 제조된 중합체를 지칭한다. 폴리우레탄 중합체의 예는 폴리에터 폴리우레탄, 폴리에스터 폴리우레탄, 폴리에터 폴리우레탄, 폴리우레아, 폴리에스터 폴리우레탄, 폴리아이소사이아누레이트, 및 폴리카보다이이미드이다. 용어 (메트)아크릴레이트는 아크릴레이트 및 메타크릴레이트를 지칭한다.
하나 이상의 실시형태에 따르면, 적어도 하나의 유기 중합체 SP는 공중합체, 예컨대, 바람직하게는 2종 이상의 상이한 유형의 단량체의 중합에 의해 얻어진, 바람직하게는 비닐 아세테이트와 에틸렌의 공중합체, 비닐 아세테이트와 에틸렌과 (메트)아크릴레이트의 공중합체, 비닐 아세테이트, 에틸렌 및 비닐 에스터의 공중합체, 염화비닐과 에틸렌과 비닐 라우레이트의 공중합체, 비닐 아세테이트와 비닐 베르사테이트의 공중합체, (메트)아크릴레이트와 스타이렌의 공중합체, (메트)아크릴레이트와 스타이렌과 부타다이엔의 공중합체, (메트)아크릴레이트와 아크릴로나이트릴의 공중합체, 스타이렌과 부타다이엔의 공중합체, 및 (메트)아크릴산과 스타이렌의 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택된, 랜덤 공중합체 또는 블록 공중합체이다.
하나 이상의 바람직한 실시예에 따르면, 적어도 하나의 합성 유기 중합체 SP는 재분산성 중합체 분말 형태이다. 용어 "재분산성 중합체 분말"은, 물과 혼합될 때 안정한 분산물을 형성하는, 분말을 함유하는 중합체를 지칭한다. 재분산성 중합체 분말은 전형적으로 중합체로 구성되지 않지만, 중합체와 콜로이드성 안정화제, 블로킹방지제(유화제) 및 담체 물질과의 혼합물을 포함한다. 재분산성 중합체 분말은, 예를 들어, 특허 출원 EP 1042391 A1에 개시된 바와 같은 방법을 사용함으로써 수계 중합체 분산액의 분무-건조에 의해 제조될 수 있다.
적합한 재분산성 중합체 분말은, 예를 들어, Wacker Chemie사로부터 Vinnapas®의 상표명, 예컨대, Vinnapas® 8000 시리즈로, Synthomer사로부터 Axilat®의 상표명, 예컨대, Axilat® HP 8000 시리즈, Axilat® UP 시리즈, Axilat® PSB 150 및 Axilat® PAV 시리즈로, 그리고 Celanese und사로부터 Elotex®의 상표명, 예컨대 Elotex® FX2320으로 상업적으로 입수 가능하다.
접착제 조성물은 제2 강제 구성성분으로서 적어도 하나의 수경성 결합제 H를 더 포함한다.
용어 "수경성 결합제"는 본 명세서에서 사용되는 바와 같은 용어 물과 혼합되어 페이스트(paste)를 형성하고 일련의 수화반응에 의해 굳어지고 경화되어 고체 미네랄 수화물 또는 수화상을 형성하며 물에 녹지 않거나 수용성이 매우 낮은 무기물 물질 또는 블렌드(blend)를 지칭한다. 수경성 결합제, 예를 들어, 포틀랜드 시멘트(Portland cement)는 물에 노출될 때에도, 예를 들어, 수중에서 또는 고습도 조건 하에서도 경화되어 강도를 유지할 수 있다. 대조적으로, 용어 "비-수경성 결합제"는 이산화탄소와의 반응에 의해 경화되고, 이에 따라, 습식 조건에서 또는 수중에서 경화되지 않는 물질을 지칭한다.
적어도 하나의 수경성 결합제 H로서 사용하기 위한 바람직한 수경성 결합제는 포틀랜드 시멘트, 알루미네이트 시멘트 및 설포알루민산칼슘 시멘트를 포함한다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같은 용어 "포틀랜드 시멘트"는 통상 "포틀랜드 시멘트"로 이해되는 시멘트, 특히 유럽 표준 EN-197에 설명된 것들을 포함한다. 포틀랜드 시멘트는 주로 트라이-칼슘 실리케이트(알라이트)(C3S) 및 다이칼슘 실리케이트(벨라이트)(C2S)로 이루어진다. 바람직한 포틀랜드 시멘트는 유럽 표준 EN 197-1:2018-11의 유형 CEM I, CEM II, CEM III, CEM IV 및 CEM V 조성물을 포함한다. 그러나, 다른 규격, 예를 들어, ASTM 규격, 영국(BSI) 규격, 인도 규격, 또는 중국 규격 등에 따라 제조된 모든 다른 포틀랜드 시멘트도 적합하다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같은 용어 "알루미네이트 시멘트"는 주요 구성성분 (상) 수경성 알루민산칼슘, 바람직하게는 모노 알루민산칼슘 CA(CaO·Al2O3)를 함유하는 시멘트질 재료를 포함하는 것으로 의도된다. 알루미네이트 시멘트의 유형에 따라서, 다른 알루민산칼슘, 예컨대, CA2, C3A 및 C12A7이 또한 존재할 수 있다. 바람직한 알루미네이트 시멘트는 또한 벨라이트(C2S), 알라이트(C3S), 페라이트(C2F, C2AF, C4AF), 및 테르네사이트(ternesite)(C5S2S)를 포함한다. 일부 알루미네이트 시멘트는 또한 탄산칼슘을 함유한다.
적어도 하나의 수경성 결합제 H로서 사용하기 위한 가장 바람직한 알루미네이트 시멘트는 표준 EN 4647("알루민산칼슘 시멘트")의 요건을 충족시키는 알루민산칼슘 시멘트(calcium aluminate cement: CAC)를 포함한다. 적합한 알루민산칼슘 시멘트는 예를 들어, Imerys Aluminates사 및 Royal White Cement사로부터 상업적으로 입수 가능하다.
용어 "설포알루민산칼슘 시멘트(calcium sulfoaluminate cement: CSA)"는 주요 구성성분(상)으로서 C4(A3-xFx)3S(4CaO·3-x Al2O3·x Fe2O3 CaSO4)를 함유하는 시멘트질 재료를 포함하도록 의도되며, 여기서 x는 0, 1, 2 또는 3의 값을 갖는다. 전형적으로, 설포알루민산칼슘 시멘트는 또한 다른 구성성분, 예컨대, 알루미네이트(CA, C3A, C12A7), 벨라이트(belite)(C2S), 페라이트(C2F, C2AF, C4AF), 테르네사이트(C5S2S) 및 황산칼슘을 포함한다. 적어도 하나의 수경성 결합제 H로서 사용하기 위한 바람직한 설포알루민산칼슘 시멘트는, 설포알루민산칼슘 시멘트의 총 중량을 기준으로, 20 내지 80 중량%의 예엘리마이트(C4A3S), 0 내지 10 중량%의 알루민산칼슘(CA), 0 내지 70 중량%의 벨라이트(C2S), 0 내지 35 중량%의 페라이트, 바람직하게는 테트라칼슘 알루미노페라이트(C4AF), 및 0 내지 20 중량%의 테르네사이트(C5S2S)를 함유한다. 적합한 알루민산칼슘 시멘트는, 예를 들어, Heidelberg Cement AG, Vicat SA 및 Caltra B.V.로부터 상업적으로 입수 가능하다.
하나 이상의 실시형태에 따르면, 적어도 하나의 수경성 결합제 H는 포틀랜드 시멘트, 알루민산칼슘 시멘트(CAC) 및 설포알루민산칼슘 시멘트(CSA)로 이루어진 군으로부터, 바람직하게는 포틀랜드 시멘트 및 알루민산칼슘 시멘트(CAC)로 이루어진 군으로부터 선택된다.
하나 이상의 실시형태에 따르면, 혼합 단계 I)로부터 얻어진 습식 접착제 조성물 중 물의 양 대 적어도 하나의 수경성 결합제 H의 양의 중량비는 0.1:1 내지 2:1, 바람직하게는 0.2:1 내지 1:1, 더 바람직하게는 0.3:1 내지 0.9:1, 더욱 바람직하게는 0.3:1 내지 0.8:1의 범위이다.
물은 증류수, 정제수, 수돗물, 미네랄 워터 및 우물물과 같은 임의의 입수 가능한 물일 수 있다. 폐수의 사용은 또한 폐수의 조성이 알려져 있고 폐수에 함유된 오염물 중 어느 것도 접착제 조성물의 구성성분의 작용성에 영향을 미치지 않을 수 있는 경우에 가능하다. 염수의 사용이 가능하지만 높은 함량의 염화물 및 금속 부품들의 부식의 연관된 위험성으로 인해 특별히 바람직하지 않다.
거시적으로 균질하게 혼합된 혼합물이 얻어질 수 있는 한, 용해기 디스크(dissolver disc), 블레이드 또는 다른 유사한 장치와 같은 임의의 정적 또는 동적 혼합 장치 또는 방법이 물과 접착제 조성물의 혼합에 사용될 수 있다.
혼합 단계 I)로부터 얻어진 습식 접착제 조성물은 15 내지 240분, 예컨대 45 내지 180분의 정상 실온에서 포트-라이프(pot-life)를 가지며, 이 기간 동안 접착제 조성물의 적용이 수행되어야 한다. 포트-라이프는 주로 적어도 하나의 수경성 결합제 H의 양 및 유형에 의존한다. 포트 라이프에 대응하는 시간 기간 후에, 수경성 결합제 H의 경화 반응은 후속 적용을 어렵게 하거나 심지어 불가능하게 한다.
바람직하게는, 단계 II)와 단계 III) 사이의 시간은 비교적 짧은데, 즉, 습식 접착제층이 밀봉 요소를 기재와 연결시키기 전에 상당한 정도로 건조되는 것이 바람직하지 않다. 하나 이상의 실시형태에 따르면, 밀봉 요소를 기재와 합침으로써 단계 III)에서 형성된 중간층은 단계 I)로부터 얻어진 습식 접착제 조성물에 함유된 물의 양의 적어도 75 중량%, 바람직하게는 적어도 85 중량%, 더 바람직하게는 적어도 95 중량%를 함유한다.
밀봉 요소는 물, 습기 또는 유해 가스의 침투에 대해 기재의 표면의 밀봉을 위해 사용될 수 있는 임의의 유형의 시트, 패널, 스트립 또는 재료층일 수 있다. 하나 이상의 실시형태에 따르면, 밀봉 요소는 방수막, 지붕막, 가스 배리어 막, 휘발성 유기 화합물(VOC) 배리어 막, 증기 배리어 막, 증기 지연기 막, 파사드 막 및 지오멤브레인으로 이루어진 군으로부터 선택된다.
바람직하게는, 밀봉 요소는 경화 후에 습식 접착제 조성물과 결합을 형성하도록 작동하는 외부 주 표면을 포함한다.
하나 이상의 실시형태에 따르면, 밀봉 요소는 접촉층을 포함하되, 방법의 단계 III)에서, 습식 접착제층이 접촉층과 기재 사이에 중간층을 형성하도록 밀봉 요소는 기재와 결합된다.
접촉층의 유형은 특별히 제한되지 않는다. 경화 후에 습식 접착제 조성물과 결합을 형성하도록 작동하는 임의의 유형의 재료층은 원칙적으로 밀봉 요소의 접촉층으로서 사용하기에 적합하다.
하나 이상의 실시형태에 따르면, 접촉층은 섬유 재료층, 충전된 중합체층, 역청-기반 층, 및 감압 접착제의 층으로부터 선택된다.
하나 이상의 실시형태에 따르면, 접촉층은 섬유 재료층을 포함하거나 섬유 재료층으로 구성된다.
용어 "섬유 재료"는, 본 명세서에서 사용되는 바와 같은 용어, 예를 들어, 유기, 무기 또는 합성 유기 재료를 포함하거나 이로 이루어진 섬유로 구성된 재료를 지칭한다. 유기 섬유의 예는, 예를 들어, 셀룰로스 섬유, 면 섬유 및 단백질 섬유를 포함한다. 특히 적합한 합성 유기 물질은, 예를 들어, 폴리에스터, 에틸렌 및/또는 프로필렌의 동종중합체 및 공중합체, 비스코스, 나일론 및 폴리아마이드를 포함한다. 무기 섬유로 구성된 섬유 재료, 특히, 금속 섬유 또는 미네랄 섬유, 예컨대, 유리 섬유, 아라미드 섬유, 규회석 섬유 및 탄소 섬유로 구성된 것이 또한 적합하다. 예를 들어, 실란으로 표면 처리된 무기 섬유가 또한 적합할 수 있다. 섬유 재료는 단섬유, 장섬유, 방적 섬유(얀(yarn)), 또는 필라멘트를 포함할 수 있다. 섬유는 정렬된 또는 연신된 섬유일 수 있다. 또한 섬유 재료가 기하 형태 및 조성의 관점 둘 다에서 상이한 유형의 섬유로 구성되는 것이 유리할 수 있다.
바람직하게는, 섬유 재료층은 부직포, 직포 및 레이드 스크림(laid scrim)으로 이루어진 군으로부터 선택된다.
용어 "부직포"는, 본 명세서에서, 직조되지도 편성되지도 않은, 화학적, 기계적 또는 열적 접합 수단을 이용해서 함께 접합된 섬유로 구성된 재료를 지칭한다. 부직포 직물은, 예를 들어, 카딩(carding) 또는 니들 펀칭(needle punching) 공정을 이용함으로써 제조될 수 있고, 여기서, 섬유는 부직포 직물을 얻기 위해 기계적으로 얽혀진다. 화학적 결합에서, 화학적 결합제, 예를 들어, 접착제 물질은 부직포 직물에서 섬유를 함께 유지시키기 위해 사용된다.
용어 "레이드 스크림"은, 본 개시내용에서, 서로 위에 놓이고, 서로 화학적으로 결합된 적어도 2세트의 병렬 얀(씨실과 날실로도 지칭됨)을 포함하는 웹-유사 부직포 제품을 지칭한다. 부직포 스크림의 얀은 전형적으로 서로를 향해 60 내지 120°, 예컨대, 90±5°의 각도로 배열되어 간극을 형성하며, 간극은 레이드 스크림의 전체 표면적의 60% 초과를 차지한다. 레이드 스크림을 위한 통상적인 재료는 금속 섬유, 무기 섬유, 특히 유리 섬유, 및 합성 유기 섬유, 특히 폴리에스터, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)를 포함한다.
하나 이상의 실시형태에 따르면, 섬유 재료층은 부직포, 바람직하게는 350 g/m2 이하, 바람직하게는 300 g/m2 이하의 단위 면적당 질량을 갖는 부직포이다. 하나 이상의 추가의 실시형태에 따르면, 섬유 재료층은 15 내지 300 g/m2, 바람직하게는 20 내지 250 g/m2, 더 바람직하게는 25 내지 200 g/2, 더욱더 바람직하게는 30 내지 150 g/m2의 단위 면적당 질량을 갖는 부직포이다.
바람직하게는, 부직포는 합성 유기 및/또는 무기 섬유를 포함한다. 부직포용의 특히 적합한 합성 유기 섬유는, 예를 들어, 폴리에스터 섬유, 폴리프로필렌 섬유, 폴리에틸렌 섬유, 나일론 섬유 및 폴리아마이드 섬유를 포함한다. 부직포용의 특히 적합한 무기 섬유는, 예를 들어, 유리 섬유, 아라미드 섬유, 규회석 섬유 및 탄소 섬유를 포함한다.
하나 이상의 실시형태에 따르면, 부직포는, 주 섬유 성분으로서, 폴리에스터 섬유, 폴리프로필렌 섬유, 폴리에틸렌 섬유, 나일론 섬유 및 폴리아마이드 섬유로 이루어진 군으로부터 선택된 합성 유기 섬유를 갖는다. 하나 이상의 추가의 실시형태에 따르면, 부직포는, 주 섬유 성분으로서, 유리 섬유, 아라미드 섬유, 규회석 섬유 및 탄소 섬유로 이루어진 군으로부터 선택된 무기 섬유, 더 바람직하게는 유리 섬유를 갖는다.
하나 이상의 추가 실시예에 따르면, 접촉층은,
- 20 내지 90 중량%, 바람직하게는 25 내지 85 중량%, 더 바람직하게는 30 내지 80 중량%, 더욱 바람직하게는 35 내지 75 중량%, 더욱 바람직하게는 40 내지 70 중량%의 적어도 하나의 중합체 P1,
- 5 내지 75 중량%, 바람직하게는 10 내지 70 중량%, 더 바람직하게는 15 내지 65 중량%, 훨씬 더 바람직하게는 20 내지 60 중량%, 훨씬 더 바람직하게는 25 내지 55 중량%의 적어도 하나 이상의 무기 충전제 F
를 포함하는 충전된 중합체층을 포함하거나 이로 구성되고, 모든 비율은 충전된 중합체층의 총 중량을 기준으로 한다.
바람직하게는, 적어도 하나의 중합체 P1은 적어도 하나의 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체 P11을 포함한다. 바람직하게는, 적어도 하나의 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체 P11은 비닐 아세테이트로부터 유도된 구조 단위의 함량이 공중합체의 중량을 기준으로 적어도 5 중량%, 더욱 바람직하게는 적어도 15 중량%, 더욱 더 바람직하게는 적어도 25 중량%, 더욱 더 바람직하게는 적어도 35 중량%, 가장 바람직하게는 적어도 45 중량%이다.
하나 이상의 실시형태에 따르면, 적어도 하나의 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체 P11은 비닐 아세테이트로부터 유도된 구조 단위의 함량이 공중합체 중량을 기준으로 5 내지 95 중량%, 바람직하게는 15 내지 90 중량%, 더 바람직하게는 25 내지 90 중량%, 더욱 바람직하게는 35 내지 90 중량%, 더욱 바람직하게는 45 내지 90 중량%이다. 하나 이상의 바람직한 실시형태에 따르면, 적어도 하나의 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체 P11은 비닐 아세테이트로부터 유도된 구조 단위의 함량이 공중합체 중량을 기준으로 35 내지 95 중량%, 바람직하게는 45 내지 95 중량%, 더 바람직하게는 55 내지 90 중량%, 더욱 바람직하게는 65 내지 90 중량%, 더욱 바람직하게는 70 내지 90 중량%이다.
위에서 인용된 범위에서 비닐 아세테이트로부터 유도된 구조 단위의 함량을 갖는 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체는, 경화된 후 습식 접착제 조성물에 대한 증가된 결합 강도를 갖는 접촉층을 제공하는 것으로 밝혀졌기 때문에 충전된 중합체층에 사용하기에 특히 적합하다.
특히 적합한 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체는 에틸렌 비닐 아세테이트 이원중합체 및 삼원중합체, 예컨대, 에틸렌 비닐 아세테이트 일산화탄소 삼원중합체를 포함한다.
적합한 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체는, 예를 들어, Escorene®(Exxon Mobill 사 제품)의 상표명 하에, Primeva®(Repsol Quimica S.A. 제품)의 상표명 하에, Evatane®(Arkema Functional Polyolefins사 제품)의 상표명 하에, Greenflex®(Eni versalis S.p.A. 제품)의 상표명 하에, Levapren®(Arlanxeo GmbH 제품)의 상표명 하에, 그리고 Elvaloy®(Dupont사 제품)의 상표명 하에 상업적으로 입수 가능하다.
하나 이상의 실시형태에 따르면, 적어도 하나의 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체 P11은 적어도 하나의 중합체 P1의 총 중량의 적어도 15 중량%, 바람직하게는 적어도 25 중량%, 더 바람직하게는 적어도 35 중량%, 더욱 바람직하게는 적어도 50 중량%를 차지한다.
하나 이상의 실시형태에 따르면, 적어도 하나의 중합체 P1은, 바람직하게는 폴리염화비닐, 폴리올레핀, 할로겐화 폴리올레핀 및 케톤 에틸렌 에스터로 이루어진 군으로부터 선택된, 적어도 하나의 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체 P11과는 상이한 적어도 하나의 중합체 P12를 포함한다.
적어도 하나의 중합체 P12로서 사용하기에 적합한 폴리올레핀은, 예를 들어, 폴리에틸렌, 에틸렌 공중합체, 폴리프로필렌 및 프로필렌 공중합체를 포함한다.
적합한 폴리에틸렌은 초저밀도 폴리에틸렌, 저밀도 폴리에틸렌, 선형 저밀도 폴리에틸렌, 중밀도 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌, 및 초고분자량 폴리에틸렌, 특히 저밀도 폴리에틸렌, 선형 저밀도 폴리에틸렌, 중밀도 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌을 포함한다.
적합한 에틸렌 공중합체는, 예를 들어, 에틸렌과 하나 이상의 C3-C20 α-올레핀 단량체, 특히 하나 이상의 프로필렌, 1-부텐, 1-펜텐, 1-헥센, 1- 헵텐, 1-옥텐, 1-데센, 1-도데센 및 1-헥사도데센의 랜덤 및 블록 공중합체를 포함하며, 바람직하게는 공중합체의 중량을 기준으로 적어도 55 중량%, 더욱 바람직하게는 적어도 65 중량%의 에틸렌-유도 단위를 포함한다.
적합한 폴리프로필렌은, 예를 들어, 동일배열(isotactic) 폴리프로필렌(iPP), 규칙성 교대배열(syndiotactic) 폴리프로필렌(sPP) 및 동종중합체 폴리프로필렌(hPP)을 포함한다.
적합한 프로필렌 공중합체는 프로필렌-에틸렌 랜덤 및 블록 공중합체, 및 프로필렌과 하나 이상의 C4-C20 α-올레핀 단량체, 특히 하나 이상의 1-부텐, 1-펜텐, 1-헥센, 1- 헵텐, 1-옥텐, 1-데센, 1-도데센 및 1-헥사도데센의 랜덤 및 블록 공중합체를 포함하되, 바람직하게는 공중합체의 중량을 기준으로 적어도 55 중량%, 더욱 바람직하게는 적어도 65 중량%의 프로필렌-유도 단위를 포함한다.
바람직하게는, 적어도 하나의 중합체 P12는 적어도 하나의 중합체 P1의 총 중량의 75 중량% 이하, 더 바람직하게는 65 중량% 이하, 더욱 바람직하게는 55 중량% 이하, 더욱 바람직하게는 45 중량% 이하를 차지한다. 하나 이상의 실시형태에 따르면, 적어도 하나의 중합체 P12는 적어도 하나의 중합체 P1의 총 중량의 2.5 내지 65중량%, 바람직하게는 5 내지 55중량%, 더 바람직하게는 10 내지 50중량%, 훨씬 더 바람직하게는 15 내지 45중량%를 차지한다.
충전된 중합체층은 적어도 하나의 무기 충전제 F를 더 포함한다. 하나 이상의 실시형태에 따르면, 적어도 하나의 무기 충전제 F의 입자는 충전된 중합체층의 전체 부피 전반에 걸쳐 분포된다. 용어 "전반에 걸쳐 분포된"은 충전된 중합체층의 본질적으로 모든 부분이 적어도 하나의 무기 충전제의 입자를 함유함을 의미하지만, 입자의 분포가 충전된 중합체층 전반에 걸쳐 완전히 균일함을 반드시 암시하는 것은 아니다.
또한, 충전된 중합체층이 적어도 하나의 중합체 P1과 적어도 하나의 무기 충전제 F의 균질하게 혼합된 혼합물을 포함하는 것이 바람직할 수 있다. "균질하게 혼합된 혼합물"은 본 개시내용에서 개개 구성성분이 조성물에 실질적으로 균일하게 분포되어 있는 조성물을 지칭한다. 따라서, 적어도 하나의 중합체 P1과 적어도 하나의 무기 충전제 F의 균질하게 혼합된 혼합물은, 적어도 하나의 무기 충전제 F의 입자가 적어도 하나의 중합체 P1을 포함하는 중합체 상에 균질하게/균일하게 분포된 조성물을 지칭한다. 당업자에게 있어서, 이러한 혼합된 조성물 내에서 다른 영역보다 구성성분 중 하나의 농도가 약간 더 높은 영역이 형성될 수 있고 모든 구성성분의 100% 균질 분포가 일반적으로 달성될 수 없음은 명백하다. 그러나, 구성성분의 "불완전한" 분포를 갖는 이러한 혼합된 조성물은 또한 본 발명에 따라서 용어 "균질하게 혼합된 혼합물"에 포함되는 것으로 의도된다.
바람직하게는, 적어도 하나의 무기 충전제 F는,
- 500μm 이하, 더 바람직하게는, 350μm 이하, 더욱 바람직하게는, 250μm 이하, 더욱더 바람직하게는 100μm 이하의 d98 입자 크기, 및/또는
- 150μm 이하, 더 바람직하게는, 100μm 이하, 더욱 바람직하게는, 50μm 이하, 더욱더 바람직하게는, 25μm 이하의 중간 입자 크기 d50, 및/또는
- 25μm 이하, 더 바람직하게는, 15μm 이하, 더욱 바람직하게는, 5μm 이하, 더욱더 바람직하게는, 2.5μm 이하의 d10 입자 크기를 갖는다.
용어 "입자 크기"는 본 개시내용에서 입자의 면적-등가 구체 직경(X면적)을 지칭한다. 용어 d90 입자 크기는 본 개시내용에서 모든 입자의 90 부피%가 d90값보다 더 작은 입자 크기를 지칭한다. 유사하게는, 용어 "중간 입자 크기 d50"은 모든 입자의 50 부피%가 d50값보다 작은 입자 크기를 지칭하고, 용어 "d10 입자 크기"는 모든 입자의 10 부피%가 d10값보다 작은 입자 크기를 지칭한다. 입자 크기 분포는 습식 또는 건식 분산법 및 Mastersizer 2000 디바이스(Malvern Instruments Ltd(영국 소재)의 상표)를 사용하여 표준 ISO 13320:2009에 기재된 바와 같은 방법에 따라 레이저 회절에 의해 측정될 수 있다.
하나 이상의 실시형태에 따르면, 적어도 하나의 무기 충전제 F는 0.1 내지 50μm, 바람직하게는 0.15 내지 35μm, 더욱 바람직하게는 0.25 내지 25μm, 더욱더 바람직하게는 0.35 내지 20μm, 더더욱 바람직하게는 0.35 내지 15μm, 가장 바람직하게는 0.5 내지 10μm의 범위의 중앙 입자 크기 d50을 갖는다.
하나 이상의 실시형태에 따르면, 적어도 하나의 무기 충전제 F는 불활성 미네랄 충전제 및 미네랄 결합제로 이루어진 군으로부터 선택된다.
하나 이상의 실시형태에 따르면, 적어도 하나의 무기 충전제 F는 적어도 하나의 불활성 미네랄 충전제 F1을 포함한다.
용어 "불활성 미네랄 충전제"는 미네랄 충전제를 지칭하는 데, 이는, 미네랄 결합제와는 달리, 물의 존재 하에서 수화 반응을 일으키지 않는다. 적어도 하나의 무기 충전제로서 사용되는 적합한 미네랄 충전제는, 예를 들어, 모래, 화강암, 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 점토, 팽창 점토, 규조토, 부석, 운모, 카올린, 백운석, 조노틀라이트(xonotlite), 펄라이트, 질석, 규회석, 중정석, 크리스토발라이트, 실리카, 발연 실리카, 용융 실리카, 유리 비드, 중공 유리 구체, 세라믹 구체, 보크사이트, 분쇄 콘크리트 및 제올라이트를 포함한다.
용어 "모래"는 본 명세서에서 원형 또는 각진 작은 결정립(grain)의 느슨한 집합체(conglomerate)(느슨한 침강물)인 미네랄 쇄설성 침강물(쇄설암)을 지칭하고, 이는 기계적 및 화학적 분해 동안 본래 결정립 구조로부터 분리되고, 이의 증착점(deposition point)까지 이동되었으며, 상기 침강물은 50 중량% 초과, 특히, 75 중량% 초과, 특히 바람직하게는, 85 중량% 초과의 SiO2 함량을 갖는다. 용어 "탄산칼슘"은, 불활성 미네랄 충전제로서 사용될 때, 쵸크(chalk), 석회석 및 대리석으로부터 분쇄(grinding) 및/또는 침전에 의해 생성되는 고체 미립자 물질을 지칭한다.
하나 이상의 실시형태에 따르면, 적어도 하나의 불활성 미네랄 충전제F1은 모래, 화강암, 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 점토, 팽창 점토, 규조토, 부석, 운모, 카올린, 포타쉬(potash), 백운석, 조노틀라이트, 펄라이트, 질석, 규회석, 중정석, 크리스토발라이트, 실리카(석영), 발연 실리카, 용융 실리카, 보크사이트, 분쇄 콘크리트 및 제올라이트로 이루어진 군으로부터, 바람직하게는, 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 규조토, 부석, 운모, 백운석, 조노틀라이트, 펄라이트, 질석, 규회석, 중정석 및 분쇄 콘크리트로 이루어진 군으로부터 선택된다.
하나 이상의 실시형태에 따르면, 적어도 하나의 무기 충전제 F는 적어도 하나의 불활성 미네랄 충전제 F1로 구성된다.
하나 이상의 실시형태에 따르면, 적어도 하나의 무기 충전제 F는 적어도 하나의 적어도 하나의 수경성 결합제 F2를 포함한다.
용어 "미네랄 결합제"는, 본 개시내용에서, 물의 존재하에 수화 반응을 겪는 미네랄 물질을 지칭한다. 특히, 용어 "미네랄 결합제"는 수화되지 않은 미네랄 결합제, 즉, 수화 반응에서 아직 반응하지 않은 미반응 미네랄 결합제를 지칭한다.
적어도 하나의 무기 충전제 F로서 사용하기에 적합한 미네랄 결합제는 시멘트 및 수경성 석회와 같은 수경성 결합제, 황산칼슘, 및 비-수경성 석회와 같은 공기-경화성 결합제, 및 잠재성 수경성 및 포졸란 결합제 물질을 포함한다.
하나 이상의 실시형태에 따르면, 적어도 하나의 미네랄 결합제 F2는 적어도 하나의 적어도 하나의 수경성 결합제를 포함한다. 적어도 하나의 미네랄 결합제 F2로서 사용하기에 적합한 수경성 결합제는 위에서 논의된 바와 같이 적어도 하나의 수경성 결합제 H로서 사용하기에 적합한 것들을 포함한다.
하나 이상의 실시형태에 따르면, 적어도 하나의 미네랄 결합제 F2는 적어도 하나의 비-수경성 결합wp를 포함한다.
적어도 하나의 미네랄 결합제 F2로서 사용되는 적합한 비-수경성 결합제의 예는 풍화 석회(air-slaked lime)(비-수경성 석회) 및 석고를 포함한다. 용어 "황산칼슘"은 무수황산칼슘(CaSO4), 황산칼슘 반수화물(CaSO4 · ½ H2O) 및 황산칼슘 이수화물(CaSO4 · 2 H2O)을 포함하는 것으로 이해된다. 또한, 용어 "황산칼슘 반수화물"은 알파 및 베타 황산칼슘 반수화물을 둘 다 포함하는 것으로 이해된다. 바람직한 황산칼슘은 REA 석고, 인광체 석고 및 자연 석고로부터 유래된 것을 포함한다. 용어 "REA 석고"는 소위 연도 가스 탈황 공장에서 얻어진 석고를 지칭한다.
적어도 하나의 무기 충전제 F는 바람직하게는, 충전된 중합체층에 개개 고체 입자로서 그리고/또는 하나 이상의 고체 입자의 응집체로서 존재하고, 여기서 고체 입자 및/또는 적어도 하나의 중합체 P1을 포함하는 연속상에 분산된다. 표현 "연속상에 분산된"은 개개 고체 입자 또는 하나 이상의 고체 입자의 응집체가 적어도 하나의 중합체 P1을 포함하는 연속상에 의해 적어도 부분적으로, 바람직하게는, 완전히 둘러싸인 것을 의미하는 것으로 이해된다.
하나 이상의 실시형태에 따르면, 적어도 하나의 무기 충전제 F의 입자의 적어도 50 중량%, 바람직하게는 적어도 75 중량%, 더 바람직하게는 적어도 95 중량%, 더욱 바람직하게는 적어도 99 중량%, 더욱더 바람직하게는 적어도 99.9 중량%가 적어도 하나의 중합체 P1을 포함하는 연속상에 분산된다.
하나 이상의 실시형태에 따르면, 충전된 중합체층의 단위 면적당 질량은 100 내지 10000 g/m2, 바람직하게는 150 내지 7500 g/m2, 더 바람직하게는 200 내지 5000 g/m2, 더욱 바람직하게는 250 내지 3500 g/m2, 더욱더 바람직하게는 300 내지 2500 g/m2, 가장 바람직하게는 350 내지 1500 g/m2의 범위이다.
하나 이상의 실시형태에 따르면, 밀봉 요소는 접촉층으로 구성되고, 여기서 접촉층은 충전된 중합체층으로 구성된다.
충전된 중합체층은, 예를 들어, 충전된 중합체층의 구성성분을 포함하는 제1 용융 중합체 조성물을 압출기 다이를 통해 압출 또는 공압출하는 단계를 포함하는 방법을 사용함으로써 얻어질 수 있다.
제1 용융 중합체 조성물은, 바람직하게는, 충전된 중합체층의 구성성분들을 포함하는 제1 출발 조성물을 용융-가공함으로써 얻어진다. 용어 "용융-가공"은, 본 개시내용에서, 용융 블렌드, 즉, 중합체 성분(들)과 다른 성분들의 실질적으로 균질하게 혼합된 혼합물이 얻어질 때까지, 적어도 하나의 용융된 중합체 성분을 다른 용융된 중합체 성분 또는 고체 성분, 예컨대, 충전제 또는 첨가제일 수 있는 적어도 하나의 다른 성분과 밀접하게 혼합하는 공정을 지칭한다.
출발 조성물의 용융 가공은 임의의 통상적인 혼합기, 예컨대, Brabender, Banbury 또는 롤 혼합기를 사용하는 회분식 공정으로서, 또는 연속형 혼합기, 바람직하게는 압출기, 예컨대, 단축 또는 이축 압출기 또는 유성 롤러 압출기를 사용하는 연속식 공정으로서 수행될 수 있다. 출발 조성물의 구성성분은 바람직하게는 공급 호퍼 및 공급 압출기를 포함하는 통상적인 공급 시스템을 사용하여 혼합기 내로 공급된다. 대안적으로, 출발 조성물의 일부 또는 모든 구성성분은 개별 스트림으로서, 사전-혼합(pre-mix), 건조 혼합(dry blend)으로서, 또는 마스터 배취(master batch)로서 혼합기 내로 직접 공급될 수 있다. 또한, 출발 조성물의 구성성분은, 먼저 배합 압출기에서 펠릿 또는 과립으로 가공될 수 있고, 이는 이어서, 혼합기로 공급된다.
특히, 적어도 하나의 무기 충전제 F가 수경성 결합제를 포함하는 경우에, 제1 출발 조성물이 단지 소량의 물을 함유하는 것이 바람직할 수 있다. 하나 이상의 실시형태에 따르면, 제1 출발 조성물은 제1 출발 조성물의 충 중량을 기준으로 10 중량% 미만, 바람직하게는, 7.5 중량% 미만, 더 바람직하게는, 5 중량% 미만, 더욱 바람직하게는, 3.5 중량% 미만, 더욱 바람직하게는, 2.5 중량% 미만의 물을 포함한다.
제1 용융 중합체 조성물은 바람직하게는, 압출기 및 다이를 포함하는 압출 장치를 사용하여 압출 또는 공압출된다.
이러한 압출 장치는 당업자에게 널리 공지되어 있다. 적합한 압출기는 배럴과, 배럴 또는 램(ram)에 포함된 스크류 유닛(screw unit)을 포함한다. 임의의 통상적인 압출기, 예를 들어, 램 압출기, 단축 압출기 또는 이축 압출기가 사용될 수 있다. 바람직하게는, 압출기는 스크류 압출기, 더 바람직하게는, 이축 압출기이다. 통상적인 스크류 압출기의 스크류 유닛은 통상적으로, 공급 섹션, 전이 섹션 및 계량 섹션을 포함하는 것으로 간주된다. 공급 섹션에서, 열가소성 조성물은 회전 스크류의 채널로 들어가고, 전이 섹션 쪽으로 운반되며, 여기서, 조성물은 압축 및 용융된다. 조성물은 전이 섹션에 남아있을 때 완전히 용융되어야 한다. 계량 섹션의 기능은 용융된 조성물을 균질화하고 일정한 속도로 계량되거나 펌핑될 수 있게 하는 것이다. 압출 장치는 매니폴드 영역, 접근 영역 및 립(lip) 영역으로 이루어진, 다이, 바람직하게는, 플랫 다이(flat die)를 추가로 포함한다. 공압출 공정의 경우에, 압출 장치는 바람직하게는, 적어도 2개의 압출기, 바람직하게는, 이축 압출기, 및 단일- 또는 다중-매니폴드 다이를 포함한다.
압출기 배럴은 압출되는 물질이 통과해서 압출기로 공급되는 공급 포트, 및 물질이 통과해서 배럴에서 떠나는 출구 포트를 포함한다. 출구 포트는 게이트 또는 어댑터 피스(adapter piece)를 통해 다이와 커플링된다. 혼합 디바이스는 배럴과 다이 사이에 개재될 수 있다. 공급 포트는 전형적으로 압출되는 물질이 첨가되는 호퍼와 연결된다. 스크린 팩 및 브레이커 플레이트가 노즐의 막힘을 방지하기 위해 배럴의 단부에 정위되는 것이 바람직하다. 압출기는 배럴 구역으로도 알려진, 배럴을 따라 온도 제어 구역을 제공하기 위해 가열 요소, 냉각 요소, 온도 센서 및 온도 제어 요소 더 포함한다. 압출기는, 예를 들어, 3 내지 8개의 배럴 구역, 바람직하게는, 적어도 5개의 배럴 구역을 포함할 수 있으며, 이를 사용함으로써, 온도 프로파일은 배럴에서 실현될 수 있다.
바람직하게는, 적어도 하나의 중합체 P1의 상당한 부분, 바람직하게는, 전체량이 공급 포트를 통해 압출기로 공급된다. 적어도 하나의 미네랄 충전제 F의 적어도 부분이 공급 포트로부터 하류에 위치된 다른 포트를 통해 압출기에 공급되는 것이 바람직할 수 있다. 용어 "하류"는 본 명세서에서 출구 포트로의 방향을 지칭한다. 예를 들어, 적어도 하나의 무기 충전제 F의 총량의 50 중량% 이하, 바람직하게는, 30 중량% 이하, 더 바람직하게는, 10 중량% 이하가 중합체 성분의 전체량과 함께 공급 포트를 통해 압출기로 공급되며, 나머지 부분의 적어도 하나의 무기 충전제 F가 공급 포트로부터 하류에 위치된 다른 포트를 통해 압출기로 공급되는 것이 유리할 수 있다.
충전된 중합체층의 상부 및 하부 주 표면은 도 1에 도시된 바와 같이 실질적으로 평평할/매끄러울 수 있거나, 이들은 도 2에 도시된 바와 같이 표면 조도(surface roughness)로 특성규명될 수 있는 표면 구조물(3, 4)을 함유할 수 있다. 용어 "표면 조도"는, 예를 들어, ISO 4287 표준에 정의된 바와 같은 2-차원(2D) 표면 조도 파라미터의 사용에 의해 그리고/또는 ISO 25178 표준에 정의된 바와 같은 3-차원(3D) 표면 조도 파라미터를 이용하여 정량화될 수 있는 표면의 요철을 지칭한다.
하나 이상의 실시형태에 따르면, 충전된 중합체층의 상부 및/또는 하부 주 표면은 경화 후에 습식 접착제 조성물에 대한 증가된 접착 강도를 가능하게 하는 표면 구조물을 포함한다. 습식 접착제 조성물에 대한 증가된 접착 강도는, 매끄러운 표면을 갖는 충전된 중합체층에 비해서, 습식 접착제 조성물과 충전된 중합체층의 표면 사이의 증가된 수의 분자 상호작용을 가능하게 하는, 충전된 중합체층의 증가된 표면적으로부터 기인할 수 있다.
표면 구조를 갖는 충전된 중합체층은, 예를 들어, 충전된 중합체층의 구성성분 및 취입 기체를 포함하는 제1 용융 중합체 조성물을 압출기 다이를 통해 압출 또는 공압출하는 단계를 포함하는 발포 압출 공정을 사용함으로써 얻어질 수 있다. 한편, 매끄러운 표면을 갖는 충전된 중합체층은 또한 원하는 표면 구조물을 생성하기 위해 분쇄, 브러싱 및 연마 블라스팅과 같은 기계적 표면 처리 단계를 거칠 수 있다.
제1 용융 중합체 조성물이 발포 가스를 포함하는 경우에, 압출기 다이로부터 배출된 용융물 형상의 층이 먼저 발포 가스의 부피 증가로 인해 부풀어올라서, 폐쇄 셀 구조물의 형성을 초래한다. 결국, 용융물 형상의 층의 표면(들)은 여전히 팽창하는 발포 가스에 의해 관통되고, 이는 개방 또는 반-개방 셀, 기공, 공동, 및 다른 표면 결함의 형성을 초래하며, 이는 "표면 구조물"로 특성규명될 수 있다.
물리적 및 화학적 발포제가 제1 용융 중합체 조성물에 발포 가스를 제공하는 데 사용될 수 있다. 화학적 발포제는, 바람직하게는, 제1 출발 조성물에 첨가되며, 이어서 발포 가스가 제1 출발 조성물의 용융-가공 동안에 발생된다. 물리적 발포제는, 바람직하게는, 압출기 다이를 통해 압출되기 전에 제1 용융 중합체 조성물에 직접 첨가된다.
적합한 물리적 발포제는 가스상 및 액체 물리적 발포제를 포함한다. 액체 물리적 발포제는 기화를 통해 가스를 생성하는 휘발성 액체를 포함한다. 적합한 액체 물리적 발포제는, 일반적으로, 물, 단쇄 지방족 탄화수소, 예를 들어, 5 내지 7개의 탄소 원자를 갖는 지방족 탄화수소, 및 이의 할로겐화된, 특히, 염소화된 및 플루오린화된 유도체를 포함한다. 특히 적합한 액체 물리적 발포제는, 1 bar의 압력에서 측정한 경우, 250℃ 이하, 바람직하게는, 200℃ 이하의 표준 비등점을 갖는다. 액체 물리적 발포제의 표준 비등점은 비점측정기(ebulliometer)를 이용하여 측정될 수 있다. 가스상 물리적 발포제, 예컨대, 압축 질소 또는 이산화탄소는 중합체 용융물에 고압으로 직접적으로 주입될 수 있으며, 이는 용융-가공 장치, 예컨대, 압출기 배럴을 통해 운송된다.
화학 포밍제(chemical foaming agent)로도 알려진 화학적 발포제(chemical blowing agent)는, 통상적으로, 화학 반응, 예컨대, 상승된 온도에 노출될 때, 분해에 의해 가스(들)를 유리시키는 고형물이다. 무기, 유기, 발열 및 흡열 화학적 발포제가 모두 동등하게 적합하다. 흡열 발포제는 발열 발포제보다 바람직할 수 있는데, 이는 후자가 호흡 민감성을 촉발할 가능성이 있는 것으로 밝혀졌고, 일반적으로 독성학적 관점에서 안전하지 않거나 폭발 위험이 있기 때문이다. 또한, 암모니아, 포름아마이드, 포름알데하이드 또는 나이트로사민과 같은 부산물은 발열 발포제의 분해 과정에서 방출되며, 이러한 물질은 위험 물질로 분류되었다.
발포 압출 공정의 경우에, 제1 출발 조성물은 바람직하게는 적어도 하나의 화학적 발포제를 포함한다.
적어도 하나의 화학적 발포제로서 사용되는 적합한 물질은, 예를 들어, 아조다이카본아마이드, 아조비스아이소부티로나이트릴, 아조사이클로헥실 나이트릴, 다이나이트로소펜타메틸렌 테트라민, 아조다이아미노 벤젠, 칼슘 아자이드, 4,4'-다이페닐다이설포닐 아자이드, 벤젠설포닐 하이드라자이드, 4,4-옥시벤젠설포닐 세미카바자이드, 4,4-옥시비스(벤젠설포닐 하이드라자이드), 다이페닐 설폰-3,3-다이설포닐 하이드라자이드, p-톨루엔설포닐 하이드라자이드, p-톨루엔설포닐 세미카바자이드, 트라이하이드라지노 트라이아진, N,N'-다이메틸-N,N'-다이나이트로소테레프탈아마이드, 다이아조아미노벤젠, 다이아조아미노톨루엔, 하이드라조다이카본아마이드, 바륨 아조다이카복실레이트, 5-하이드록시테트라졸, 중탄산나트륨, 탄산암모늄, 중탄산암모늄, 중탄산칼륨, 및 유기산을 포함한다.
적어도 하나의 화학적 발포제는, 사용되는 경우, 바람직하게는, 제1 출발 조성물의 총 중량의 3.5 중량% 이하, 더 바람직하게는, 2.5 중량% 이하, 더욱 바람직하게는, 2중량% 이하, 더욱더 바람직하게는, 1.5 중량% 이하를 차지한다.
하나 이상의 실시형태에 따르면, 적어도 하나의 화학적 발포제는 제1 출발 조성물의 총 중량의 적어도 0.05 중량%, 바람직하게는, 적어도 0.1 중량%, 더 바람직하게는, 적어도 0.15 중량%를 차지한다. 하나 이상의 추가 실시형태에 따르면, 적어도 하나의 화학적 발포제는 제1 출발 조성물의 총 중량의 0.01 내지 2.5 중량%, 바람직하게는, 0.1 내지 2.0 중량%, 더 바람직하게는, 0.15 내지 1.5 중량%, 더욱 바람직하게는, 0.25 내지 1.25 중량%, 더욱더 바람직하게는, 0.35 내지 1.25 중량%를 차지한다.
압출 또는 공압출 공정과 관련하여, 적어도 하나의 화학적 발포제는, 사용되는 경우에, 공급 포트를 통해 압출기로 공급되며, 이의 총량의 적어도 10 중량%, 바람직하게는, 적어도 20 중량%가 공급 포트로부터 하류에 위치된 다른 포트를 통해 압출기로 공급되는 것이 바람직할 수 있다.
바람직한 압출 온도는 충전된 중합체층의 실시형태, 특히, 적어도 하나의 중합체 P1의 유형에 따라 달라진다. 용어 "압출 온도"는 다이 유출구에서의 압출된 조성물의 온도를 지칭한다. 하나 이상의 실시형태에 따르면, 압출 온도는 100 내지 250℃, 바람직하게는, 120 내지 240℃, 더 바람직하게는, 125 내지 220℃, 더욱 바람직하게는, 135 내지 200℃의 범위이다.
바람직한 압출 압력은 충전된 중합체층의 실시형태에 따라, 특히 적어도 하나의 중합체 P1의 유형 및 제1 출발 조성물 중의 적어도 하나의 무기 충전제 F의 양에 따라 좌우된다. 용어 "압출 압력"은 조성물이 다이 유입구로 들어가기 직전에 계량 구역의 마지막에서의 조성물의 압력을 지칭한다.
하나 이상의 실시형태에 따르면, 압출 압력은 20 내지 350 bar, 바람직하게는, 30 내지 240 bar, 더 바람직하게는, 35 내지 200 bar, 더욱 바람직하게는, 40 내지 130 bar의 범위이다.
바람직하게는, 적어도 하나의 화학적 발포제의 적어도 일부, 예컨대, 적어도 5 중량%, 특히, 적어도 10 중량%, 바람직하게는, 25 중량%, 더 바람직하게는, 적어도 50 중량%, 가장 바람직하게는, 적어도 75 중량%가, 사용된 경우, 제1 용융 중합체 조성물이 배럴을 통해 이동되는 동안 그리고 압출기 다이로 들어가기 전에 분해된다. 이는 적합한 화학적 발포제 또는 화학적 발포제와 활성화제의 적합한 혼합물의 선택에 의해 그리고 공급 섹션, 전이 섹션 및 계량 섹션에서 온도 프로파일을 조정함으로써 보장된다. 바람직하게는, 제1 용융 중합체 조성물은, 제1 용융 중합체 조성물이 압출기 배럴을 통해 운송됨에 따라, 적어도 하나의 화학적 발포제의 분해 온도보다 적어도 10℃ 높은 온도에서 유지된다.
또한, 압출기는, 바람직하게는, 폐쇄된 배기 유닛(들)으로 작동된다. 압출기 배럴 내측에 방출된 발포 가스의 적어도 상당한 부분이 제1 용융 중합체 조성물에 포집된 상태로 유지되고, 압출기 다이에서 배출되기 전에 방출되지 않는다.
하나 이상의 실시형태에 따르면, 접촉층은 역청-기반 층을 포함하거나 이로 구성된다.
하나 이상의 실시형태에 따르면, 역청-기반 층은,
- 적어도 35 중량%, 바람직하게는 적어도 50 중량%의 역청 B 및
- 5 내지 35 중량%, 바람직하게는 10 내지 30 중량%의 적어도 하나의 개질 중합체 MP
를 포함하고, 모든 비율은 역청-기반 층의 총 중량을 기준으로 한다.
용어 "역청"은 본 개시내용에서 적합한 원유의 증류(토핑 또는 진공) 및 전환(열 크래킹 및 비스브레이킹(visbreaking)) 공정일 수 있는 정유 공정으로부터 감압 잔사유(vacuum residue)로서 통상적으로 얻어지는, 실온에서 고체 점조도를 갖는 중질 탄화수소의 블렌드를 지칭한다. 또한, 용어 "역청"은 천연 및 합성 역청뿐만 아니라 타르 및 역청 모래의 추출로부터 얻어진 역청 물질도 나타낸다.
역청 B는 침투 등급(증류) 역청, 공기-정류(반-취입(semi-blown)) 역청 및 경질 등급 역청과 같은 하나 이상의 상이한 유형의 역청 재료를 포함할 수 있다.
용어 "침투 등급 역청"은 본 명세서에서 원유의 분별 증류로부터 얻어진 역청을 지칭한다. 휘발유, 등유 및 경유 유분을 제거한 후 얻어지는 긴 잔사유(long residue)라고도 하는 고분자량 탄화수소로 구성된 중질 유분을 진공 증류탑에서 1차 증류하여 더 많은 경유, 증류액, 짧은 잔사유를 생성한다. 이어서, 짧은 잔사유는, 전형적으로 표준 테스트 방법하에 바늘이 역청을 관통하는 십분의 일 밀리미터(tenth millimeters)(dmm) 단위의 거리인 PEN 값으로 정의되는 침투 지수에 의해 분류된 다양한 등급의 역청을 생산하기 위한 공급 원료로서 사용된다. 침투 등급 역청은 침투 및 연화점에 의해 특성규명된다. 용어 "공기-정류 역청" 또는 "공기-정제 역청"은, 본 개시내용에서, 포장 등급(paving-grade) 역청 사양을 충족시키는 역청을 생산할 목적으로 가벼운 산화를 거친 역청을 지칭한다. 용어 "경질 등급 역청"은, 본 개시내용에서, 프로판-침전 역청으로부터 약간의 공기 정류와 함께 연장된 진공 증류를 사용하여 생성된 역청을 지칭한다. 경질 역청은 전형적으로 낮은 침투값과 높은 연화점을 갖는다.
하나 이상의 실시형태에 따르면, 역청 B는, 적어도 75 중량%, 바람직하게는 적어도 85 중량%, 더욱 바람직하게는 적어도 90 중량%의 적어도 하나의 침투 등급 역청을 포함하고, 이는 바람직하게는, 30 내지 300 dmm, 더 바람직하게는 70 내지 220 dmm, 더욱 바람직하게는 100 내지 160 dmm의 범위의 침투값 및/또는 30 내지 100℃, 더 바람직하게는 30 내지 70℃, 더욱 바람직하게는 30 내지 50℃의 범위의, DIN EN 1238 표준에 따라서 수행된 링 앤 볼 측정(Ring and Ball measurement)에 의해 결정된 연화점을 갖는다.
개질 중합체 MP로서 사용하기 위한 적합한 중합체는, 예를 들어, 폴리올레핀, 예컨대, 혼성배열 폴리프로필렌(APP), 비정질 폴리올레핀(APO), 스타이렌 블록 공중합체, 및 고무를 포함한다.
용어 "비정질 폴리올레핀(APO)"은, 본 개시내용에서, 0.001 내지 10 중량%, 바람직하게는 0.001 내지 5 중량%의 범위와 같은, 시차 주사 열량측정법(DSC) 측정에 의해 결정된 낮은 결정도를 갖는 폴리올레핀을 지칭한다. 중합체의 결정도는 ISO 11357 표준에 따라서 수행된 시차 주사 열량 측정법 측정을 사용해서 결정되어 융해열을 결정할 수 있고, 이로부터 결정도가 계산된다. 특히, 용어 "비정질 폴리올레핀"은 시차 주사 열량측정법(DSC) 또는 등가 기술에 의해 결정된 바와 같은 결정질 융점(Tm)을 결여하는 폴리-α-올레핀을 나타낸다.
개질 중합체 MP로서 사용하기 위한 적합한 비정질 폴리올레핀은, 예를 들어, 프로필렌과 에틸렌의 비정질 프로펜 풍부 공중합체, 프로필렌과 부텐의 비정질 프로펜 풍부 공중합체, 프로필렌과 헥센의 비정질 프로펜 풍부 공중합체, 및 프로필렌, 에틸렌 및 부텐의 비정질 프로펜 풍부 삼원중합체를 포함한다. 용어 "프로펜 풍부"는, 공중합체/삼원중합체의 총중량을 기준으로, 적어도 50 중량%, 바람직하게는 적어도 65 중량%, 더욱 바람직하게는 적어도 70 중량%의 프로펜 유도 단위의 함량을 갖는 공중합체 및 삼원중합체를 의미하는 것으로 이해된다.
개질 중합체 MP로서 사용하기 위한 적합한 스타이렌 블록 공중합체는, 특히, SXS 유형의 스타이렌 블록 공중합체를 포함하며, 여기서 각각 S는 비-엘라스토머 스타이렌(또는 폴리스타이렌) 블록을 나타내고, X는 엘라스토머성 α-올레핀 블록을 지칭하는데, 이는 폴리부타다이엔, 폴리아이소프렌, 폴리아이소프렌-폴리부타다이엔, 완전 또는 부분 수소화 폴리아이소프렌(폴리 에틸렌-프로필렌), 또는 완전 또는 부분 수소화 폴리부타다이엔(폴리 에틸렌-부틸렌)일 수 있다. 엘라스토머성 α-올레핀 블록은 바람직하게는 -55℃ 내지 -35℃의 범위의 유리전이온도를 갖는다. 엘라스토머성 α-올레핀 블록은 또한 화학적으로 개질된 α-올레핀 블록일 수 있다. 특히 적합한 화학적으로 개질된 α-올레핀 블록은, 예를 들어, 말레산-그라프트된 α-올레핀 블록 및 특히 말레산-그라프트된 에틸렌-부틸렌 블록을 포함한다. 개질 중합체 MP로서 사용하기 위한 바람직한 스타이렌 블록 공중합체는 적어도 스타이렌-부타다이엔-스타이렌(SBS), 스타이렌-이소프렌-스타이렌(SIS), 스타이렌-아이소프렌-부타다이엔-스타이렌(SIBS), 스타이렌-에틸렌-부타다이엔-스타이렌(SEBS) 및 스타이렌-에틸렌-프로펜-스타이렌(SEPS) 블록 공중합체를 포함하고, 바람직하게는 선형, 방사형, 다이블록, 트라이블록 또는 성형 구조(star structure)를 갖는다.
개질 중합체 MP로서 사용하기 위한 특히 적합한 고무는, 예를 들어, 스타이렌-부타다이엔 고무(SBR), 에틸렌 프로필렌 다이엔 단량체 고무(EPDM), 폴리아이소프렌, 폴리부타다이엔, 천연 고무, 폴리클로로프렌 고무, 에틸렌-프로필렌 고무(EPR), 나이트릴 고무 및 아크릴 고무를 포함한다.
하나 이상의 실시형태에 따르면, 적어도 하나의 개질 중합체 MP는 혼성배열 폴리프로필렌(APP), 비정질 폴리올레핀(APO), 스타이렌-부타다이엔-스타이렌(SBS) 블록 공중합체, 스타이렌-아이소프렌-스타이렌(SIS) 블록 공중합체, 스타이렌-부타다이엔 고무(SBR), 에틸렌 프로필렌 다이엔 단량체(EPDM) 고무, 폴리아이소프렌, 폴리부타다이엔, 천연 고무, 폴리클로로프렌 고무, 에틸렌-프로필렌 고무(EPR), 나이트릴 고무, 및 아크릴 고무로 이루어진 군으로부터, 바람직하게는 혼성배열 폴리프로필렌(APP), 비정질 폴리올레핀(APO), 스타이렌-부타다이엔-스타이렌(SBS) 블록 공중합체, 스타이렌-아이소프렌-스타이렌(SIS) 블록 공중합체 및 스타이렌-부타다이엔 고무(SBR)로 이루어진 군으로부터 선택된다.
하나 이상의 실시형태에 따르면, 역청-기반 층은 ASTM D6163/D6163M-21 표준에 따른 유리 섬유 보강재를 포함하는 스타이렌 부타다이엔 스타이렌(SBS) 개질된 역청질 시트 또는 ASTM D6164/D6164M-21 표준에 따른 폴리에스터 보강재를 포함하는 스타이렌 부타다이엔 스타이렌(SBS) 개질된 역청질 시트이다.
하나 이상의 실시형태에 따르면, 접촉층은 감압 접착제층을 포함하거나 이로 구성된다.
용어 "감압 접착제"는 본 개시내용에서 임의의 종류의 기재에 약한 압력의 적용에 의해 즉시 접착되고 영구적으로 점착성이 있는 점탄성 재료를 지칭한다.
접촉층에 사용하기 위한 적합한 감압 접착제는 아크릴 중합체, 스타이렌 블록 공중합체, 비정질 폴리올레핀(APO), 비정질 폴리-알파-올레핀(APAO), 비닐 에터 중합체, 역청, 및 엘라스토머, 예컨대, 스타이렌-부타다이엔 고무(SBR), 에틸렌 프로필렌 다이엔 단량체(EPDM) 고무, 부틸 고무, 폴리아이소프렌, 폴리부타다이엔, 천연 고무, 폴리클로로프렌 고무, 에틸렌-프로필렌 고무(EPR), 나이트릴 고무, 아크릴 고무, 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA) 고무 및 실리콘 고무에 기초한 접착제를 포함한다.
위에서 언급된 중합체에 부가해서, 적합한 감압 접착제는 전형적으로 예를 들어, 점착부여수지(tackifying resin), 왁스, 및 첨가제, 예를 들어, UV-광 흡수제, UV- 및 열 안정제, 형광증백제, 안료, 염료, 및 건조제를 포함하는 하나 이상의 추가의 성분을 포함한다.
용어 "점착부여수지"는 본 개시내용에서 일반적으로 접착제 조성물의 접착 및/또는 점착을 향상시키는 수지를 표시한다. 용어 "점착성"은 본 개시내용에서 간단한 접촉에 의해 끈적거리거나 접착력이 있는 물질의 특성을 표시한다. 점착성은, 예를 들어, 루프 택(loop tack)으로서 측정될 수 있다. 바람직한 점착부여수지는 25℃의 온도에서 점착부여된다. 적합한 점착부여수지의 예는 천연 수지, 합성 수지 및 화학적으로 개질된 천연 수지를 포함한다.
적합한 천연 수지 및 화학적으로 개질된 천연 수지의 예는 로진, 로진 에스터, 페놀 개질 로진 에스터 및 테르펜 수지를 포함한다. 용어 "로진"은 검 로진, 우드 로진, 톨유 로진, 증류된 로진, 및 개질 로진, 예를 들어, 이들 로진의 임의의 이량체화, 수소화, 말레산염화 및/또는 중합된 형태를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
적합한 테르펜 수지는 천연 테르펜의 공중합체 및 삼원중합체, 예컨대, 스타이렌/테르펜 및 알파 메틸 스타이렌/테르펜 수지; 일반적으로 Friedel-Crafts 촉매의 존재 하에, 보통 저온에서 테르펜 탄화수소의 중합으로부터 초래되는 폴리테르펜 수지, 예컨대, 피넨으로 알려진 이환식 모노테르펜; 수소화된 폴리테르펜 수지; 및 이들의 수소화된 유도체를 포함하는 페놀 개질 테르펜 수지를 포함한다.
용어 "합성 수지"는 자체적으로는 수지의 특징을 갖지 않는 잘 정의된 반응물 간의 중첨가 또는 다중축합과 같은 제어된 화학 반응으로부터 얻어진 화합물을 지칭한다.
합성 수지를 합성하기 위해 중합될 수 있는 단량체는 지방족 단량체, 지환족 단량체, 방향족 단량체 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 지방족 단량체는 C4, C5 및 C6 파라핀, 올레핀 및 공액 다이올레핀을 포함할 수 있다. 지방족 단량체 또는 지환족 단량체의 예는 뷰타다이엔, 아이소뷰틸렌, 1,3-펜타다이엔, 1,4-펜타다이엔, 사이클로펜탄, 1-펜텐, 2-펜텐, 2- 메틸-1-펜텐, 2-메틸-2-뷰텐, 2-메틸-2-펜텐, 아이소프렌, 사이클로헥산, 1,3-헥사다이엔, 1-4-헥사다이엔, 사이클로펜타다이엔, 다이사이클로펜타다이엔 및 테르펜을 포함한다. 방향족 단량체는 C8, C9 및 C10 방향족 단량체를 포함할 수 있다. 방향족 단량체의 예는 스타이렌, 인덴, 스타이렌의 유도체, 인덴의 유도체, 쿠마론 및 이들의 조합물을 포함한다.
적합한 합성 수지는 천연 가스 액체, 기체 오일 또는 석유 나프타의 크래킹의 부산물로서 얻어지는 불포화 단량체의 혼합물을 중합함으로써 생성되는 합성 탄화수소 수지를 포함한다. 석유-기반 공급원료로부터 얻어진 합성 탄화수소 수지는 본 개시내용에서 "탄화수소 수지" 또는 "석유 탄화수소 수지"로서 지칭된다. 이들은 또한 순수한 단량체 방향족 수지를 포함하며, 이는 오염의 원인인 색을 제거하고 생성물의 조성을 정확히 제어하기 위해 정제된 방향족 단량체 공급원료를 중합함으로써 제조된다. 탄화수소 수지는 전형적으로 250 내지 5000 g/mol 범위와 같은 상대적으로 낮은 평균 분자량(Mn) 및, 1 Hz의 적용 주파수 및 0.1%의 변형률 수준을 이용하여 측정된 손실 탄성률(G") 피크로서 동적 기계적 분석(DMA)에 의해 결정할 때, 0℃ 초과, 바람직하게는 15℃ 이상, 더 바람직하게는 30℃ 이상의 유리전이온도를 갖는다.
적합한 탄화수소 수지의 예는 C5 지방족 탄화수소 수지, 혼합된 C5/C9 지방족/방향족 탄화수소 수지, 방향족 개질 C5 지방족 탄화수소 수지, 지환족 탄화수소 수지, 혼합된 C5 지방족/지환족 탄화수소 수지, 혼합된 C9 방향족/지환족 탄화수소 수지, 혼합된 C5 지방족/지환족/C9 방향족 탄화수소 수지, 방향족 개질 지환족 탄화수소 수지, C9 방향족 탄화수소 수지, 폴리테르펜 수지, 및 천연 테르펜의 공중합체 및 삼원중합체뿐만 아니라 앞서 언급한 탄화수소 수지의 수소화된 형태를 포함한다. 표기법 "C5" 및 "C9"는 수지가 제조된 단량체가 대부분 각각 4 내지 6 및 8 내지 10개의 탄소 원자를 갖는 탄화수소라는 것을 나타낸다. 용어 "수소화된"는 완전, 실질적으로 그리고 적어도 부분적으로 수소화된 수지를 포함한다. 부분적으로 수소화된 수지는, 예를 들어, 50%, 70% 또는 90%의 수소화 수준을 가질 수 있다.
적합한 탄화수소 수지는, 예를 들어, 상표명 Wingtack® 시리즈, Wingtack® Plus, Wingtack® Extra 및 Wingtack® STS(모두 Cray Valley사 제품); 상표명 Escorez® 1000 시리즈, Escorez® 2000 시리즈 및 Escorez® 5000 시리즈(모두 Exxon Mobile Chemical사 제품); 상표명 Novares® T 시리즈, Novares® TT 시리즈, Novares® TD 시리즈, Novares® TL 시리즈, Novares® TN 시리즈, Novares® TK 시리즈 및 Novares® TV 시리즈(모두 Novares GmbH사 제품); 및 상표명 Kristalex®, Plastolyn®, Piccotex®, Piccolastic® 및 Endex®(모두 Eastman Chemicals사 제품)하에 상업적으로 입수 가능하다.
밀봉 요소는 접촉층으로 구성될 수 있거나 추가의 층, 예컨대, 하나 이상의 방수층을 포함할 수 있다. 별도의 방수층의 부재하에, 접촉층은 바람직하게는 이작용성 층이며, 이는 경화 후에 습식 접착제 조성물과 결합을 형성하도록 작용하는 것 이외에 충분한 방수 특성을 밀봉 요소에 제공한다.
하나 이상의 바람직한 실시예에 따르면, 밀봉 요소는 상부 및 하부 주 표면을 갖고 적어도 하나의 중합체 P2 또는 역청 B를 포함하는 방수층을 더 포함한다.
접촉층과 방수층은 이들의 대향하는 주 면의 적어도 일부에 대해서 서로 직접적으로 또는 간접적으로 연결될 수 있다.
접촉층과 방수층은, 예를 들어, 연결층, 예를 들어, 접착제층을 통해 서로 간접적으로 연결될 수 있다. 다공성 접촉층의 경우에, 접촉층은 방수층에 부분적으로 직접적으로 연결되고, 부분적으로 간접적으로 연결될 수 있다.
표현 "직접적으로 연결된"은 본 발명의 맥락에서 층들 사이에 추가 층 또는 물질이 존재하지 않으며 2개의 층의 마주하는 표면이 서로 직접적으로 연결되거나 서로 부착되는 것을 의미하는 것으로 이해된다. 2개의 층 사이의 전이 영역에서, 층을 형성하는 재료가 서로 혼합되어 존재할 수도 있다.
하나 이상의 실시형태에 따르면, 방수층의 상부 주 표면의 적어도 일부는 접촉층의 하부 주 표면에 직접적으로 연결된다. 하나 이상의 실시형태에 따르면, 방수층의 상부 주 표면의 면적의 적어도 50 중량%, 바람직하게는, 적어도 75 중량%, 더 바람직하게는, 적어도 95 중량%는 접촉층의 하부 주 표면에 직접적으로 연결된다.
접촉층이 충전된 중합체층으로 구성되는 경우, 방수층의 측면에 대향하는 측면 상의 충전된 중합체층의 상부 주 표면은 도 3에 도시된 바와 같이 실질적으로 평평할/매끄러울 수 있고, 이는 도 4에 도시된 바와 같이 표면 조도로 특성규명될 수 있는 표면 구조물(3)을 함유할 수 있다.
하나 이상의 실시형태에 따르면, 충전된 중합체층의 상부 및/또는 하부 주 표면은 경화 후에 습식 접착제 조성물에 대한 증가된 접착 강도를 가능하게 하는 표면 구조물을 포함한다.
바람직한 방수층의 조성은 특별히 제한되지 않으며, 주로 접촉층의 조성에 의존한다. 그러나, 방수층은 가능한 한 방수성이어야 하고, 물 또는 수분의 장기적인 영향하에도 분해되거나 기계적으로 손상되지 않아야 한다.
또한, 일반적으로 방수층은 가요성 플라스틱 층의 형태인 것이 바람직하다. 이는 밀봉 요소가 전형적으로 생산 동안 롤에 권취되게 하고, 구성 부위로 이송되게 하고, 롤로부터 풀리게 하고, 밀봉될 기재의 표면에 용이하게 적용되게 할 수 있다.
하나 이상의 실시형태에 따르면, 방수층은, EN ISO 527-3:2018에 따라 결정되는 경우, 750MPa 이하, 바람직하게는, 500MPa 이하, 더 바람직하게는 350MPa 이하, 더욱 바람직하게는, 250MPa 이하, 더욱더 바람직하게는, 150MPa 이하의 인장 탄성률을 갖는다.
하나 이상의 실시형태에 따르면, 적어도 하나의 중합체 P2는, 폴리염화비닐, 폴리올레핀, 할로겐화 폴리올레핀, 고무 및 케톤 에틸렌 에스터로 이루어진 군으로부터 선택된다.
하나 이상의 실시형태에 따르면, 적어도 하나의 중합체 P2는 폴리염화비닐, 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체, 에틸렌-아크릴 에스터 공중합체, 에틸렌-α-올레핀 공중합체, 프로필렌-α-올레핀 공중합체, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 클로로설폰화 폴리에틸렌, 에틸렌 프로필렌 다이엔 단량체 고무, 스타이렌-부타다이엔 고무(SBR), 및 폴리아이소부틸렌(PIB)으로 이루어진 군으로부터, 바람직하게는 폴리염화비닐, 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체, 에틸렌-아크릴 에스터 공중합체, 에틸렌-α-올레핀 공중합체, 프로필렌-α-올레핀 공중합체, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 클로로설폰화 폴리에틸렌으로 이루어진 군으로부터 선택된다.
바람직하게는, 적어도 하나의 중합체 P2 또는 역청 B는 방수층의 총 중량의 적어도 5 중량%, 더 바람직하게는 적어도 15 중량%, 더욱 바람직하게는 적어도 25 중량%, 더욱더 바람직하게는 적어도 35 중량%, 가장 바람직하게는 적어도 50 중량%를 차지한다. 하나 이상의 실시형태에 따르면, 적어도 하나의 중합체 P2는 방수층의 총 중량의 15 내지 97.5 중량%, 바람직하게는 25 내지 95 중량%, 더욱 바람직하게는 35 내지 95 중량%, 더욱더 바람직하게는 50 내지 90 중량%를 차지한다.
방수층은 하나 이상의 첨가제, 예컨대, UV- 및 열안정화제, 산화방지제, 난연제, 염료, 안료, 예컨대, 이산화티탄 및 카본 블랙, 소광제, 정전기방지제, 충격 보강제, 살생물제, 및 가공 보조제, 예컨대, 윤활제, 슬립제, 블로킹방지제, 및 디네스트 보조제(denest aid)를 더 포함할 수 있다. 그러나, 이러한 유형의 첨가제의 총량은 방수층의 총 중량의 65 중량% 이하, 바람직하게는, 55 중량% 이하, 더 바람직하게는 45 중량% 이하를 차지하는 것이 바람직하다.
방수층의 두께는 어떠한 특별한 제한도 받지 않는다. 그러나, 15mm 초과 또는 0.01mm 미만의 두께를 갖는 방수층을 포함하는 밀봉 요소는 보통 막으로서 사용하기에 적합하지 않다. 바람직하게는, 방수층은 적어도 0.05mm, 더 바람직하게는, 적어도 0.1mm, 더욱 바람직하게는 적어도 0.15mm의 두께를 갖는다. 하나 이상의 실시형태에 따르면, 방수층은 0.05 내지 15mm, 바람직하게는 0.1 내지 10mm, 더 바람직하게는 0.15 내지 5mm, 더욱 바람직하게는 0.25 내지 3.5mm, 더욱더 바람직하게는 0.35 내지 2.5mm의 두께를 갖는다. 방수층의 두께는 DIN EN 1849-2-2019-09 표준에 규정된 바와 같은 측정 방법을 이용하여 결정될 수 있다.
하나 이상의 실시형태에 따르면, 밀봉 요소는 충전된 중합체층 및 방수층을 포함하고, 여기서 충전된 중합체층의 단위 면적당 질량은 100 내지 2500 g/m2, 바람직하게는 150 내지 1500 g/m2, 더 바람직하게는 200 내지 1250 g/m2, 더욱 바람직하게는 250 내지 1000 g/m2, 더욱더 바람직하게는 300 내지 1000 g/m2, 가장 바람직하게는 350 내지 850 g/m2의 범위이다.
밀봉 요소의 폭 및 길이에 대한 엄격한 제한은 없으며, 이들은 이의 의도된 용도에 따라 좌우된다. 용어 "폭" 및 "길이"는 본 명세서에서 시트-유사 요소의 상단 면 및 하단 면의 수평면에서 측정된 2개의 수직 치수를 지칭한다. 일반적으로, 시트-유사 요소의 "폭"은 시트-유사 요소의 더 작은 수평 치수이다. 결과적으로, 밀봉 요소의 "폭"은 밀봉 요소의 길이에 대해 수직인 방향에서 외부 주 면의 수평면에서 측정된 최소 치수를 지칭한다.
하나 이상의 실시형태에 따르면, 밀봉 요소는 10 내지 500mm, 바람직하게는 50 내지 350mm, 더 바람직하게는 75 내지 300mm 범위의 폭을 갖는 좁은 스트립의 형태로 제공된다. 하나 이상의 추가 실시예에 따르면, 밀봉 요소는 0.75 내지 5m, 바람직하게는 0.85 내지 3.5m, 더 바람직하게는 1 내지 2.5m의 범위의 폭을 갖는 넓은 시트의 형태로 제공된다.
충전된 중합체층 및 방수층을 포함하는 밀봉 요소는, 예를 들어, 충전제 중합체층의 구성성분을 포함하는 제1 용융 중합체 조성물 및 방수층의 구성성분을 포함하는 제2 용융 중합체 조성물을 공압출함으로써 얻어질 수 있다.
충전된 중합체층 및 방수층을 포함하는 밀봉 요소(여기서 충전된 중합체층의 상부 주 표면은 표면 구조물을 포함함)는, 예를 들어, 충전제 중합체층의 구성성분을 포함하는 제1 용융 중합체 조성물 및 방수층의 구성성분을 포함하는 제2 용융 중합체 조성물을 공압출함으로써 얻어질 수 있다.
하나 이상의 실시형태에 따르면, 밀봉 요소는, 접촉층 및 방수층 외에도, 추가의 접촉층을 포함하며, 여기서 추가의 접촉층과 방수층은 이들의 대향 표면의 적어도 일부 위에서 서로 직접적으로 또는 간접적으로 연결된다.
하나 이상의 실시형태에 따르면, 방수층의 하부 주 표면의 적어도 일부는 추가의 접촉층의 상부 주 표면에 직접적으로 연결된다. 하나 이상의 실시형태에 따르면, 방수층의 하부 주 표면의 면적의 적어도 50 중량%, 바람직하게는, 적어도 75 중량%, 더 바람직하게는, 적어도 95 중량%는 추가의 접촉층의 상부 주 표면에 직접적으로 연결된다.
하나 이상의 실시형태에 따르면, 추가의 접촉층은 바람직하게는,
- 25 내지 95 중량%, 바람직하게는 30 내지 90 중량%의 적어도 하나의 중합체 P1,
- 5 내지 75 중량%, 바람직하게는, 10 내지 70 중량%의 적어도 하나의 고체 무기 충전제 F
를 포함하는 충전된 중합체층이고, 모든 비율은 충전된 중합체층의 총 중량을 기준으로 한다.
방수층의 측면에 대향하는 측면 상의 추가의 접촉층의 충전된 중합체층의 하부 주 표면은 실질적으로 평평할/매끄러울 수 있거나, 표면 조도로서 특성규명될 수 있는 표면 구조물을 함유할 수 있다.
적어도 하나의 합성 수지 SP, 적어도 하나의 수경성 결합제 H, 접촉층, 방수층 및 추가의 접촉층에 대한 위에서 부여된 바람직한 사항은 달리 언급되지 않는 한 본 발명의 모든 대상에 동등하게 적용된다.
본 발명의 또 다른 주제는 밀봉 요소를 본 발명의 기재에 접합하기 위한 방법을 이용함으로써 얻어진 밀봉된 구조물이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 밀봉 요소를 기재의 표면에 접합하기 위해 물과 접착제 조성물을 혼합함으로써 얻어진 습식 접착제 조성물의 용도이고, 여기서 접착제 조성물은,
a) 2.5 내지 50 중량%, 바람직하게는 5 내지 45 중량%의 적어도 하나의 합성 유기 중합체 SP 및
b) 25 내지 95 중량%, 35 내지 90 중량%의 적어도 하나의 수경성 결합제 H
를 포함하고, 상기 비율은 접착제 조성물의 총 중량을 기준으로 한다.
하나 이상의 실시형태에 따르면, 기재는 콘크리트 몸체, 바람직하게는 그린 콘크리트 몸체이다.
하나 이상의 바람직한 실시형태에 따르면, 기재는 적어도 2 중량%의 물, 바람직하게는 적어도 3 중량%의 물, 더 바람직하게는 적어도 4 중량%의 물, 더욱 바람직하게는 적어도 5 중량%의 물, 특히 2 내지 16 중량%의 물, 바람직하게는 2 내지 12 중량%의 물, 더 바람직하게는 3 내지 10 중량%의 물, 더욱 바람직하게는 4 내지 8 중량%의 물의 범위의, ASTM F2659 표준에 따라 결정된 표면 수분 함량을 갖는다.
콘크리트 몸체는 임의의 구조 또는 토목 구조물의 일부를 형성할 수 있으며, 이는 물, 습기, 유해 가스, 또는 휘발성 유기 화합물, 예컨대, 지상 또는 지하 구조물, 예를 들어, 베이스 슬래브, 벽, 바닥, 지하, 터널, 습실, 건물 외장, 평평 또는 저경사 지붕, 매립지, 물-보유 구조물, 연못 또는 제방에 대해서 밀봉되어야 한다.
하나 이상의 실시형태에 따르면, 접착제 조성물은,
a) 5 내지 35 중량%, 바람직하게는 7.5 내지30 중량%, 더 바람직하게는 10 내지 30 중량%, 더욱 바람직하게는 10 내지 25 중량%, 가장 바람직하게는 10 내지 20 중량%의 적어도 하나의 합성 유기 중합체 SP 및
b) 40 내지 90 중량%, 바람직하게는 50 내지 90 중량%, 더 바람직하게는 60 내지 90 중량%, 더욱 바람직하게는 65 내지 90 중량%, 가장 바람직하게는 70 내지 90 중량%의 적어도 하나의 수경성 결합제 H
를 포함하되, 상기 비율은 접착제 조성물의 총 중량을 기준으로 한다.
하나 이상의 실시형태에 따르면, 밀봉 요소는 방수막, 지붕막, 가스 배리어 막, 휘발성 유기 화합물(VOC) 배리어 막, 증기 배리어 막, 증기 지연기 막, 파사드 막 및 지오멤브레인으로 이루어진 군으로부터 선택된다.
바람직하게는, 밀봉 요소는 경화 후에 습식 접착제 조성물과 결합을 형성하도록 작동하는 외부 주 표면을 포함한다.
바람직하게는, 습식 접착제 조성물은 습식 접착제층을 형성하기 위해 기재의 표면 또는 밀봉 요소의 외측 주 표면에 도포되고, 밀봉 요소를 기재와 합친 후에 밀봉 요소와 기재 사이에 중간층을 형성하고, 경화 후에 밀봉 요소와 기재 사이의 접착제 접합을 달성한다.
하나 이상의 실시형태에 따르면, 밀봉 요소는 접촉층을 포함한다. 이들 실시형태에서, 접촉층의 외부 주 표면 중 하나는 바람직하게는 경화 후에 습식 접착제 조성물과 결합을 형성하도록 작동하는 밀봉 요소의 외부 주 표면을 형성한다.
하나 이상의 실시형태에 따르면, 접촉층은 섬유 물질 층 및/또는 25 내지 95 중량%, 바람직하게는 30 내지 90 중량%의 적어도 하나의 중합체 P1 및 5 내지 75 중량%, 바람직하게는 10 내지 70 중량%의 적어도 하나의 무기 충전제 F를 포함하는 충전된 중합체층을 포함하며, 상기 비율은 충전된 중합체층의 총 중량을 기준으로 한다.
하나 이상의 추가의 실시형태에 따르면, 밀봉 요소는 상부 및 하부 주 표면을 갖고 적어도 하나의 중합체 P2를 포함하는 방수층을 더 포함한다.
하나 이상의 실시형태에 따르면, 방수층의 상부 주 표면의 적어도 일부는 접촉층의 하부 주 표면에 직접적으로 연결된다. 하나 이상의 실시형태에 따르면, 방수층의 상부 주 표면의 면적의 적어도 50 중량%, 바람직하게는, 적어도 75 중량%, 더 바람직하게는, 적어도 95 중량%는 접촉층의 하부 주 표면에 직접적으로 연결된다.
적어도 하나의 합성 유기 중합체 SP, 적어도 하나의 수경성 결합제 H, 접촉층, 적어도 하나의 중합체 P1, 적어도 하나의 무기 충전제 F, 방수층 및 적어도 하나의 중합체 P2의 바람직한 실시형태는 이미 위에서 논의되었다.
실시예
표 1에 나타낸 하기 화합물을 실시예에서 사용하였다:
접착제 조성물의 제조
원료를 쟁기 혼합기(plowshare mixer)에 투입하고 균질하게 혼합된 혼합물이 얻어질 때까지 혼합함으로써 1-성분 접착제 조성물을 제조하였다. 제조된 건식 혼합물을 종이 백에 충전하였다.
접착제 특성
시멘트질 기재에 접착제 조성물을 사용하여 밀봉 요소를 접합시킴으로써 얻어진 시험 시편으로 박리 강도를 측정함으로써 접착제 특성을 결정하였다. 방수층 및 하이브리드(중합체) 접촉층을 포함하는 상업적으로 입수 가능한 방수막 SikaProof® A+(Sika Schweiz AG 제품)를 밀봉 요소로서 사용하였다. SikaGrout® 212(Sika USA 제품)를 모든 시멘트질 기질을 제조하는 데 사용하였다. 시험된 접착제 조성물의 구성성분 및 측정된 박리 강도가 표 2 및 3에 제시되어 있다.
상기 시편은 다음 절차에 따라서 제조하였다. 시험된 접착제 조성물을 먼저 핸드헬드 드릴 믹서를 사용하여 물과 혼합하여 습식 접착제 조성물을 얻었다. 혼합 시간은 대략 2분이었고 혼합 속도는 600 rpm이었다. 이어서, 습식 접착제 조성물을 적합한 톱니형 흙손을 사용하여 시멘트질 기재의 표면에 적용하여 0.15±0.05 kg/m2의 코팅 중량을 갖는 습식 접착제층을 형성하였다. 10x2 인치의 치수를 갖는 샘플 스트립을 밀봉 요소로부터 절단하고, 습식 접착제층과 접촉시키고, 표준화된 500g 롤러를 사용하여 이에 대해 가압하였다.
모든 시험 시편은 "습식 레이-인(wet lay-in)" 방법에 의해 제조되었으며, 여기서 샘플 스트립은 적용 직후에, 즉, 습식 접착제층의 통기 없이 습식 접착제층 상에 직접 배치되었다. 접촉층의 외부 표면이 습식 접착제층과 직접적으로 접촉하도록 샘플 스트립을 습식 접착제층과 접촉시켰다.
표 2의 실시예에 사용된 시멘트질 기재는 기재 표면에 샘플 스트립을 접합하기 전 24시간 동안 경화되었다. 샘플 스트립의 접합 직전에 시멘트질 기재의 표면 수분 함량(물의 중량%)을 Tramex® CME4 스크리드 수분 측정 기기로 3회 측정의 평균으로서 측정하였다.
박리 강도를 측정하기 전에 시험 시편을 2일(표 2) 또는 7, 14 또는 21일(표 3) 동안 통상 실온에서 보관하였다. 박리 지그 장치를 이용하여 90°의 박리 각도로 기재 표면으로부터 샘플 스트립을 박리할 때의 박리력을 측정하였다. 샘플 스트립의 박리는 스트립이 기재의 표면으로부터 완전히 탈착될 때까지 100 mm/분의 일정한 크로스 빔 속도로 계속되었다. 대표적인 박리저항은 샘플 스트립의 절반이 박리될 때 측정된 샘플 스트립의 단위 폭당 박리력[N/50mm]으로서 계산되었다.
표 2에 나타낸 "박리저항"에 대한 값은 동일한 접착제 조성물로 수행된 5회의 측정의 평균으로서 결정된 반면, 표 3의 결과는 동일한 접착제 조성물로 수행된 3회의 측정의 평균으로서 얻어졌다.
Claims (20)
- 밀봉 요소(sealing element)(1)를 기재(substrate)(6)에 접합(bonding)하기 위한 방법으로서,
I) 접착제 조성물을 제공하고, 상기 조성물을 물과 혼합하여 습식 접착제 조성물을 얻는 단계,
II) 상기 습식 접착제 조성물을 상기 기재(6)의 표면에 또는 상기 밀봉 요소(1)의 표면에 도포하여 습식 접착제층을 형성하는 단계,
III) 상기 습식 접착제층이 상기 밀봉 요소(1)와 상기 기재(6) 사이에 중간층을 형성하여 상기 밀봉 요소(1)와 상기 기재(6)의 대향 표면의 적어도 일부가 상기 중간층을 통해 서로 직접적으로 연결되도록 상기 밀봉 요소(1)를 상기 기재(6)와 결합시키는(joining) 단계,
IV) 상기 습식 접착제층을 경화시켜 상기 밀봉 요소(1)와 상기 기재(6) 사이의 접착제 접합을 달성하는 단계
를 포함하되, 상기 접착제 조성물은,
a) 2.5 내지 50 중량%, 바람직하게는 5 내지 45 중량%의 적어도 하나의 합성 유기 중합체 SP 및
b) 25 내지 95 중량%, 바람직하게는 35 내지 90 중량%의 적어도 하나의 수경성 결합제(hydraulic binder) H
를 포함하고, 상기 비율은 상기 접착제 조성물의 총 중량을 기준으로 하는, 밀봉 요소를 기재에 접합하기 위한 방법. - 제1항에 있어서, 상기 접착제 조성물은 바람직하게는 분말 형태의 1-성분 접착제 조성물인, 밀봉 요소를 기재에 접합하기 위한 방법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 기재(6)는 콘크리트 몸체(concrete body), 단열 보드 또는 커버 보드로 이루어진 군으로부터 선택되는, 밀봉 요소를 기재에 접합하기 위한 방법.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기재(6)의 표면은 프라이밍된(primed) 또는 비-프라이밍된(non-primed) 표면, 바람직하게는 비-프라이밍된 표면인, 밀봉 요소를 기재에 접합하기 위한 방법.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기재(6)는 콘크리트 몸체, 바람직하게는 그린 콘크리트 몸체인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기재(6)는 적어도 2 중량%의 물, 바람직하게는 적어도 4 중량%의 물의, ASTM F2659 표준에 따라 결정된 표면 수분 함량을 갖는, 밀봉 요소를 기재에 접합하기 위한 방법.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 합성 유기 중합체 SP는 재분산성 중합체 분말 형태인, 밀봉 요소를 기재에 접합하기 위한 방법.
- 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 수경성 결합제 H는 포틀랜드 시멘트(Portland cement), 알루민산칼슘 시멘트(calcium aluminate cement: CAC), 및 설포알루민산칼슘 시멘트(calcium sulfoaluminate cement: CSA)로 이루어진 군으로부터 선택되는, 밀봉 요소를 기재에 접합하기 위한 방법.
- 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 단계 I)로부터 얻어진 습식 접착제 조성물 중 물의 양 대 적어도 하나의 수경성 결합제 H 양의 중량비가 0.1:1 내지 2:1, 바람직하게는 0.2:1 내지 1:1의 범위인, 밀봉 요소를 기재에 접합하기 위한 방법.
- 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 밀봉 요소(1)를 상기 기재(6)와 합침으로써 단계 III)에서 형성된 중간층은 단계 I)로부터 얻어진 상기 습식 접착제 조성물에 함유된 물의 양의 적어도 75 중량%, 바람직하게는 적어도 85 중량%를 함유하는, 밀봉 요소를 기재에 접합하기 위한 방법.
- 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 밀봉 요소(1)는 방수막, 지붕막, 가스 배리어 막, 휘발성 유기 화합물(VOC) 배리어 막, 증기 배리어 막, 증기 지연기 막, 파사드 막 및 지오멤브레인(geomembrane)으로 이루어진 군으로부터 선택되는, 밀봉 요소를 기재에 접합하기 위한 방법.
- 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 밀봉 요소(1)는 접촉층(2)을 포함하고, 단계 III)에서 상기 습식 접착제층이 상기 접촉층(2)과 기재(6) 사이에 중간층을 형성하도록 상기 밀봉 요소(1)가 상기 기재(6)와 결합되는, 밀봉 요소를 기재에 접합하기 위한 방법.
- 제12항에 있어서, 상기 접촉층(2)은 섬유 재료층, 충전된 중합체층, 역청-기반 층 및 감압 접착제층으로부터 선택되는, 밀봉 요소를 기재에 접합하기 위한 방법.
- 제12항에 있어서, 상기 접촉층(2)은 섬유 재료층, 바람직하게는 합성 유기 및/또는 무기 섬유를 포함하는 부직포층인, 밀봉 요소를 기재에 접합하기 위한 방법.
- 제12항에 있어서, 상기 접촉층(2)은,
- 20 내지 90 중량%, 바람직하게는, 25 내지 85 중량%의 적어도 하나의 중합체 P1,
- 5 내지 75 중량%, 바람직하게는, 10 내지 70 중량%의 적어도 하나의 무기 충전제 F
를 포함하는 충전된 중합체층이고, 모든 비율은 상기 충전된 중합체층의 총 중량을 기준으로 하는, 밀봉 요소를 기재에 접합하기 위한 방법. - 제15항에 있어서, 상기 하나 이상의 중합체 P1은 바람직하게는 5 내지 95 중량%, 바람직하게는 10 내지 90 중량%의 비닐 아세테이트로부터 유도된 구조 단위의 함량을 갖는 하나 이상의 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체 P11을 포함하는, 밀봉 요소를 기재에 접합하기 위한 방법.
- 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 밀봉 요소(1)는, 상부 및 하부 주 표면을 갖고 바람직하게는 폴리염화비닐, 폴리올레핀, 할로겐화 폴리올레핀, 고무 및 케톤 에틸렌 에스터로 이루어진 군으로부터 선택되는, 바람직하게는 하나 이상의 중합체 P2를 포함하는 방수층(5)을 포함하는, 밀봉 요소를 기재에 접합하기 위한 방법.
- 밀봉 요소를 기재의 표면에 접합하기 위해 물과 접착제 조성물을 혼합함으로써 얻어진 습식 접착제 조성물의 용도로서, 상기 접착제 조성물은,
a) 2.5 내지 50 중량%, 바람직하게는 5 내지 45 중량%의 적어도 하나의 합성 유기 중합체 SP 및
b) 25 내지 95 중량%, 바람직하게는 35 내지 90 중량%의 적어도 하나의 수경성 결합제 H
를 포함하되, 상기 비율은 상기 접착제 조성물의 총 중량을 기준으로 하는, 용도. - 제18항에 있어서, 상기 기재는 콘크리트 몸체, 바람직하게는 그린 콘크리트 몸체인, 용도.
- 제18항 또는 제19항에 있어서, 상기 기재는 적어도 2 중량%의 물, 바람직하게는 적어도 4 중량%의 물의, ASTM F2659 표준에 따라 결정된 표면 수분 함량을 갖는, 용도.
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