КОМПОЗИЦИИ ПОКРЫТИЙ ДЛЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ И ПОДЛОЖКИ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ С ПОКРЫТИЕМ
COATING COMPOSITIONS FOR BUILDING MATERIALS AND SUBSTRATES OF BUILDING MATERIALS WITH COATING

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящая заявка относится к покрытиям для строительных материалов. Более конкретно, некоторые варианты реализации, описанные в настоящем документе, относятся к покрытиям, эффективным для обеспечения подложки с покрытием, имеющей различные значения проницаемости водяных паров в зависимости от относительной влажности (RH).
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Строительные материалы могут содержать пленки или облицовочные материалы, прикрепленные к ним, для обеспечения требуемых физических свойств. Пленка или облицовочный материал обычно содержит нефтяные продукты, что может приводить к существенному высвобождению летучих органических соединений (ЛОС) при получении и/или применении материала.
Существующие в настоящее время продукты не могут сохранять требуемую проницаемость водяных паров при низкой относительной влажности. Кроме того, современные составы покрытий не могут быть использованы с пористыми подложками, такими как пористые нетканые материалы. Следовательно, необходимы инновационные решения для обеспечения новых композиций покрытий, которые могут быть использованы на многих различных подложках, включая, например, пористые подложки и, в частности, пористые нетканые подложки, обеспечивая при этом требуемую проницаемость водяных паров, в частности, при низкой относительной влажности.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
Некоторые варианты реализации описаны со ссылкой на сопроводительные фигуры, среди которых:
На фиг. 1 представлена подложка с покрытием в соответствии с одним из вариантов реализации настоящего описания.
На фиг. 2 изображена подложка с покрытием, при этом покрытие проникает на определенную глубину в подложку, в соответствии с одним из вариантов реализации настоящего описания.
На фиг. 3 представлена диаграмма измерений вязкости примера 3.
Специалистам в данной области техники при прочтении настоящего описания будет понятно, что некоторые размеры или детали, представленные на чертежах, могут быть увеличены, искажены или иным образом изображены необычным или непропорциональным образом для обеспечения более наглядной версии чертежей. При указании ниже в тексте описания размеров или значений, размеры и значения представлены лишь для иллюстративных целей. Упоминание передней, задней, верхней и нижней части представлено для иллюстративных целей и не является ограничивающим.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
В целом, настоящее описание относится к композиции покрытия для подложек строительных материалов и к подложкам с покрытием, которые могут обеспечивать селективное задерживание паров воды в зависимости от влажности при отверждении. Указанные концепции станут лучше понятны при прочтении изложенного выше описания.
Композиция покрытия может, в целом, содержать гидрофобный компонент и гидрофильный компонент.
В некоторых вариантах реализации гидрофобный компонент может содержать нерастворимый в воде полимер.
В конкретных вариантах реализации нерастворимый в воде полимер может быть обеспечен для композиции покрытия в виде водной дисперсии, так что нерастворимый в воде полимер диспергирован в воде.
В самых конкретных вариантах реализации гидрофобный компонент может содержать латекс. Например, латекс может содержать стирол-бутадиеновый, стирол-акриловый, акриловый, винилацетат-этиленовый, винилиденхлоридный, полиэтиленовый, восковый, поливинилхлоридный, поливинилбутиральный, полипропиленовый, бутадиеновый латекс или их комбинации. В еще более конкретных вариантах реализации гидрофобный компонент может содержать стирол-бутадиеновый латекс.
В некоторых вариантах реализации гидрофобный компонент может быть описан по % его карбоксилирования. % карбоксилирования относится к массовому проценту мономера карбоновой кислоты в полимерном скелете. Соответственно, в конкретных вариантах реализации гидрофобный компонент может иметь % карбоксилирования, равный по существу 0%, по меньшей мере примерно 0,1%, по меньшей мере примерно 0,5% или даже по меньшей мере примерно 1%. В дополнительных вариантах реализации гидрофобный компонент может иметь % карбоксилирования не более примерно 20%, не более примерно 15%, не более примерно 10%, не более примерно 5% или даже не более примерно 3%. Кроме того, гидрофобный компонент может иметь % карбоксилирования в диапазоне между любыми минимальными и максимальными значениями, представленными выше, например, в диапазоне от 0% до 20%, от 0,1% до 15%, от 0,5% до 10% или даже от 1% до 8%. В самых конкретных вариантах реализации гидрофобный компонент может иметь % карбоксилирования примерно 0%, и в этом случае гидрофобный компонент по существу не содержит мономера карбоновой кислоты в полимерном скелете.
Было показано, что особое преимущество указанного выше % карбоксилирования заключается в достижении превосходной проницаемости в зависимости от относительной влажности в комбинации с гидрофильным компонентом. Не ограничиваясь теорией, полагают, что высокие значения карбоксилирования латексов приводят к очень высокой проницаемости водяных паров при средней относительной влажности.
В некоторых вариантах реализации гидрофобный компонент может быть описан по температуре его стеклования (Tg). В данном контексте температуру стеклования (Tg) гидрофобного компонента измеряют в соответствии с анализом дифференциальной сканирующей калориметрии или динамическим механическим анализом. Соответственно, в некоторых вариантах реализации гидрофобный компонент может иметь температуру стеклования (Tg) по меньшей мере примерно -50 °С, по меньшей мере примерно -40 °С или даже по меньшей мере примерно -30 °С. В дополнительных вариантах реализации гидрофобный компонент может иметь температуру стеклования (Tg) не более примерно 35 °С, не более примерно 25 °С, не более примерно 25 °С или даже не более примерно 15 °С. Кроме того, гидрофобный компонент может иметь температуру стеклования в диапазоне между любыми минимальными и максимальными значениями, представленными выше, например, в диапазоне от -30 до 25 °С, от -30 до 15 °С или даже от -30 до 0 °С.
В некоторых вариантах реализации гидрофобный компонент может быть представлен в композиции или в барьерном слое в количестве, составляющем по меньшей мере примерно 15 масс. %, по меньшей мере примерно 25 масс. %, по меньшей мере примерно 35 масс. % или даже по меньшей мере примерно 45 масс. % в пересчете на общую сухую массу гидрофобного и гидрофильного компонентов барьерного слоя. В дополнительных вариантах реализации гидрофобный компонент может присутствовать в композиции или в барьерном слое в количестве не более примерно 99 масс. %, не более примерно 98 масс. % или даже не более примерно 97 масс. % в пересчете на общую сухую массу гидрофобного и гидрофильного компонентов барьерного слоя. Кроме того, гидрофобный компонент может иметь содержание в композиции или в барьерном слое в диапазоне между любыми минимальными и максимальными значениями, представленными выше, например в диапазоне от 15 масс. % до 99 масс. %, от 25 масс. % до 98 масс. % или даже от 35 масс. % до 97 масс. % в пересчете на общую сухую массу гидрофобного и гидрофильного компонентов барьерного слоя.
Как указано выше, в некоторых вариантах реализации, помимо гидрофобного компонента, композиция может содержать гидрофильный компонент. Гидрофильный компонент может служить для поглощения влаги и повышения проницаемости композиции при повышенной относительной влажности.
В конкретных вариантах реализации гидрофильный компонент может содержать полимер, который при отсутствии поперечного сшивания является растворимым в воде.
В некоторых вариантах реализации гидрофильный компонент может содержать поливиниловый спирт (PVOH), поли(винилпирролидон), крахмал, целлюлозу, соли полиакриловой кислоты, полиакриловую кислоту, латексы с высокой степенью карбоксилирования, амины, полиэтиленоксид, простые виниловые эфиры, высоко гидролизованные полимеры (например, гидролизованный малеиновый ангидрид), полисахариды или их комбинации. В самых конкретных вариантах реализации гидрофильный компонент может содержать поливиниловый спирт (PVOH) или полиакрилат натрия.
В конкретных вариантах реализации композиция может содержать более одного гидрофильного компонента. Например, как более подробно описано ниже, композиция может содержать гидрофильный наполнитель вместо или вместе с вариантами гидрофильных компонентов, указанными выше, такими как PVOH. В конкретных вариантах реализации гидрофильный наполнитель может представлять собой неорганический гидрофильный наполнитель, такой как каолин.
В некоторых вариантах реализации гидрофильные компоненты могут быть описаны по их % поглощения воды. В данном контексте % поглощения воды определяют с помощью гравиметрических измерений, известных в данной области техники. Процент поглощения воды увеличивает взаимосвязь проницаемости в зависимости от относительной влажности, но при слишком высоком проценте поглощения воды  гидрофильный компонент может стать растворимым и дестабилизировать пленку.
В некоторых вариантах реализации гидрофильный компонент может содержать полимер, имеющий процент поглощения воды по меньшей мере примерно 0,5%, по меньшей мере примерно 2%, по меньшей мере примерно 5% или даже по меньшей мере примерно 7%, измеренный при 100% относительной влажности и 23 °С. В дополнительных вариантах реализации гидрофильный компонент может содержать полимер, имеющий процент поглощения воды не более примерно 20%, не более примерно 15% или даже не более примерно 10%, измеренный при 100% относительной влажности и при 25 °С. Кроме того, гидрофильный компонент может иметь процент поглощения воды в диапазоне между любыми минимальными и максимальными значениями, представленными выше, например, в диапазоне от примерно 0,5% до примерно 20% или даже от примерно 7% до примерно 10%.
В некоторых вариантах реализации гидрофильный компонент может быть описан по его молекулярной массе. Применение высокомолекулярного материала, который растворим только при высокой температуре, может предотвращать растворение гидрофильного компонента при низких температурах.
В некоторых вариантах реализации гидрофильный компонент может иметь средневесовую молекулярную массу по меньшей мере примерно 50000. В дополнительных вариантах реализации гидрофильный компонент может иметь молекулярную массу не более примерно 300000. Кроме того, гидрофильный компонент может иметь молекулярную массу в диапазоне между любыми минимальными и максимальными значениями, указанными выше, например, в диапазоне от 50000 до 300000.
В некоторых вариантах реализации гидрофильный компонент может присутствовать в композиции или в барьерном слое в количестве по меньшей мере примерно 0,1 масс. %, по меньшей мере примерно 0,5 масс. % или даже по меньшей мере примерно 1 масс. % в пересчете на общую сухую массу гидрофобного и гидрофильного компонентов. В дополнительных вариантах реализации гидрофильный компонент может присутствовать в композиции или в барьерном слое в количестве не более примерно 40 масс. %, не более примерно 30 масс. %, не более примерно 25 масс. %, не более примерно 20 масс. %, не более примерно 15 масс. %, не более примерно 10 масс. % или даже не более примерно 8 масс. % в пересчете на общую сухую массу гидрофобного и гидрофильного компонентов. Кроме того, гидрофильный компонент может присутствовать в композиции или в барьерном слое в количестве в диапазоне между любыми минимальными и максимальными значениями, указанными выше, например, в диапазоне от 0,1 масс. % до 35 масс. % или даже от 1 масс. % до 15 масс. % в пересчете на общую сухую массу гидрофобного и гидрофильного компонентов.
В некоторых вариантах реализации композиция может необязательно дополнительно содержать требуемые компоненты-добавки, такие как неорганические наполнители, модификаторы вязкости, пигменты, красители, поглотители УФ-излучения, скользящие добавки, поверхностно-активные вещества, биоциды, пеногасители, деаэрирующие агенты или их комбинации.
В конкретных вариантах реализации композиция может содержать наполнитель. В самых конкретных вариантах реализации композиция может иметь содержание наполнителя, которое примерно не выше критической объемной концентрации пигмента наполнителя. Например, критическая объемная концентрация пигмента наполнителя представляет собой концентрацию, указанную выше, при которой связующее вещество занимает не все пустоты между частицами пигмента. Например, она может быть измерена по маслопоглощению пигмента. КОКП может составлять от 20 до 68 объемных процентов, но значения обычно составляют примерно 50-55%.
3
4
4

В некоторых вариантах реализации наполнитель может содержать глину, монтмориллонит, карбонат кальция, сульфат бария, бентонит, мусковит, иллит, кукеит, каолинит, хлорит или другие материалы-наполнители. Наполнитель может содержать неорганические материалы, органические материалы или их комбинации. Конкретные наполнители могут содержать каолиновую глину, CaCO, CaSO, BaSO, диоксид кремния, тальк, технический углерод, диатомовую землю, оксид алюминия, диоксид титана или их комбинации. В некоторых предпочтительных вариантах реализации наполнители с пластинчатой морфологией, такие как каолиновая глина, могут увеличивать угол наклона на кривой зависимости проницаемости от относительной влажности. Это обусловлено повышенной извилистостью пленок и может обеспечивать возможность нанесения более тонких покрытий, имеющих превосходные характеристики. В некоторых примерах наполнитель может обеспечивать армирование отвержденного покрытия, может обеспечивать огнестойкость отвержденного покрытия, может улучшать физические свойства отвержденной композиции (например, снижать коэффициент линейного термического расширения (CLTE) по сравнению с CLTE отвержденной композиции без наполнителя) или может обеспечивать другие требуемые характеристики, например, может увеличивать общую вязкость композиции для облегчения более равномерного нанесения покрытия на подложку. Иллюстративные наполнители, имеющиеся в продаже, включают, но не ограничиваются ими, наполнители Bentolite, Cloisite, Nanofil, Nanothix и Permont производства компании Southern Clay Products, Inc.
В некоторых вариантах реализации наполнитель может присутствовать в композиции в количестве от 0 масс. % до 85 масс. % в пересчете на общую сухую массу композиции или барьерного слоя.
В некоторых примерах дисперсии могут содержать один или более биоцидных агентов. Биоцидный агент может быть эффективен для прекращения или предотвращения роста организмов на покрытии и/или поверхности подложки. В некоторых вариантах реализации биоцидный агент может быть эффективен как фунгицид, например, агент против плесени, для предотвращения роста плесени или других грибков на поверхности подложки. В других вариантах реализации биоцидный агент может быть эффективен для предотвращения роста бактерий, мха, водорослей или других организмов на поверхности подложки. При его наличии, биоцидный агент может присутствовать в эффективном количестве для прекращения или предотвращения роста биоорганизмов.

В некоторых вариантах реализации дисперсии могут содержать добавки против образования пятен. В некоторых вариантах реализации добавка против образования пятен может действовать для уменьшения или предотвращения адсорбции материалов в покрытие и может, в целом, способствовать защите покрытия от проникновения материалов, отличных от воды и газов. Например, добавка против образования пятен может обеспечивать маслостойкость или маслоотталкивающие свойства для предотвращения проникновения неполярных частиц в покрытие. Добавки против образования пятен также могут обеспечивать замедление выцветания покрытия при воздействии тепла, ультрафиолетового излучения или других форм энергии. Иллюстративные добавки против образования пятен имеются в продаже, например, у компании 3M (например, SRC-220, PM-5000, PM-1680, PM-4800) и AkzoNobel (например, добавки против образования пятен Elotex).
При описании композиции в целом, композиция может иметь определенное соотношение масс. % гидрофобного компонента к гидрофильному компоненту. Например, в некоторых вариантах реализации соотношение объемного % гидрофобного компонента к гидрофильному компоненту может составлять по меньшей мере примерно 3:1, по меньшей мере примерно 10:1 или даже по меньшей мере примерно 30:1. В дополнительных вариантах реализации соотношение объемного % гидрофобного компонента к гидрофильному компоненту может составлять не более примерно 200:1 или даже не более примерно 100:1. Кроме того, соотношение объемного % гидрофобного компонента к гидрофильному компоненту может быть в диапазоне между любыми минимальными и максимальными значениями, представленными выше, например, в диапазоне от примерно 2:1 до примерно 200:1.
-1
-1
-1
-1
Композиция также может иметь требуемую вязкость. Например, в конкретных вариантах реализации композиция может иметь вязкость по меньшей мере примерно 1000 сП при скорости сдвига 1 с при температуре 21°C. В дополнительных вариантах реализации композиция может иметь вязкость не более примерно 1000 сП при скорости сдвига 1000 с при температуре 21°C. Кроме того, композиция может иметь вязкость по меньшей мере примерно 5000 сП при скорости сдвига 1 спри температуре 21°C и вязкость не более примерно 1000 сП при скорости сдвига 1000 с при температуре 21°C.
2
2
2
2
2
2
2
2
Композиция также может быть описана по свойствам после отверждения. В данном контексте отвержденная композиция относится к барьерному слою. В конкретных вариантах реализации барьерный слой может иметь определенную удельную массу покрытия. Например, барьерный слой может иметь удельную массу покрытия по меньшей мере примерно 10 г/м, по меньшей мере примерно 20 г/м или даже по меньшей мере примерно 40 г/м. В дополнительных вариантах реализации барьерный слой может иметь удельную массу покрытия не более примерно 120 г/м. Кроме того, барьерный слой может иметь удельную массу покрытия в диапазоне между любыми минимальными и максимальными значениями, указанными выше, например, в диапазоне от примерно 10 г/м до примерно 120 г/м или даже от примерно 40 г/м до примерно 100 г/м.
2
Композиция может быть нанесена и отверждена, и она может иметь переменную проницаемость водяных паров в зависимости от относительной влажности. Как описано в настоящем документе, проницаемость водяных паров может быть измерена в соответствии с ASTM E96 при температуре 21°С и выбранных средних значениях относительной влажности (RH). Проницаемость водяных паров представляет собой меру количества паров воды, которые могут проходить через материал. При использовании для описания характеристики отвержденной композиции, проницаемость водяных паров измеряют посредством нанесения композиции на точечно скрепленную полипропиленовую нетканую подложку при удельной массе покрытия 75 г/м и отверждения композиции. Таким образом, переменная проницаемость водяных паров может быть стандартизирована для конкретной подложки для проведения сравнения и оценки. Затем измеряют проницаемость водяных паров в соответствии с ASTM E96 при температуре 21°С при различных значениях относительной влажности. Соответственно, в некоторых вариантах реализации композиция может быть выполнена с возможностью наличия переменной проницаемости водяных паров как функции от относительной влажности после нанесения и отверждения композиции на подложке.
В конкретных вариантах реализации композиция может демонстрировать требуемую проницаемость водяных паров при низкой, средней и высокой относительной влажности.
Например, в некоторых вариантах реализации композиция может иметь проницаемость водяных паров, равную 1 перм или менее при средней RH 25%.
В дополнительных вариантах реализации композиция может иметь проницаемость водяных паров, равную 5 перм или менее, или даже 2,5 перм или менее при средней RH 45%. В конкретных вариантах реализации композиция может иметь проницаемость водяных паров, равную 2,5 перм или менее при средней RH 45%.
В дополнительных вариантах реализации композиция может иметь проницаемость водяных паров от 6 перм до 12 перм при средней RH 75%.
В дополнительных вариантах реализации композиция может иметь значение проницаемости водяных паров по меньшей мере примерно 12 перм, по меньшей мере примерно 15 перм при средней RH 95% или даже по меньшей мере примерно 20 перм. В конкретных вариантах реализации композиция может иметь значение проницаемости водяных паров по меньшей мере примерно 20 перм при средней RH 95%.
Композиция покрытия может дополнительно иметь различные комбинации значений проницаемости водяных паров, представленных выше, при различных значениях относительной влажности.
Например, в конкретных вариантах реализации композиция может иметь значение проницаемости водяных паров, равное примерно 1 перм или менее при средней RH 25%; и значение проницаемости водяных паров, равное по меньшей мере примерно 20 перм, при средней RH 95%.
В дополнительных вариантах реализации композиция может иметь значение проницаемости водяных паров, равное примерно 1 перм или менее при средней RH 25%; значение проницаемости водяных паров, равное примерно 20 перм при средней RH 95%; и значение проницаемости водяных паров, равное 5 перм или менее, или даже 2,5 перм или менее при средней RH 45%.
В дополнительных вариантах реализации композиция может иметь значение проницаемости водяных паров, равное примерно 1 перм или менее при средней RH 25%; значение проницаемости водяных паров, равное примерно 20 перм при средней RH 95%; значение проницаемости водяных паров, равное 5 перм или менее, или даже 2,5 перм или менее при средней RH 45%; и значение проницаемости водяных паров в диапазоне от 6 перм до 12 перм при средней RH 75%.
Следует понимать, что вышеуказанные комбинации значений проницаемости водяных паров при различных значениях относительной влажности являются иллюстративными комбинациями, и что в объем настоящего описания входят все возможные комбинации вышеуказанных значений проницаемости водяных паров композиции.
Дополнительно следует отметить, что если покрытие демонстрирует проницаемость водяных паров, указанную выше, при различных значениях RH, то изменение значения проницаемости при увеличении влажности может быть, как указано в настоящем документе, линейным или нелинейным на графике зависимости log проницаемости от относительной влажности.
Другой аспект настоящего описания относится к подложке с покрытием. Например, композиция, описанная выше, может быть нанесена на подложку и отверждена. Конкретное преимущество некоторых вариантов реализации настоящего описания заключается в возможности применения композиции, описанной выше, в сочетании с относительно пористыми подложками. Например, характеристики некоторых вариантов реализации композиции, описанной в настоящем документе, могут полностью заполнять пустоты в пористой подложке и тем самым обеспечивать эффективное покрытие для задержки водяных паров. Другие композиции, которые могут потенциально обеспечивать переменную проницаемость водяных паров в зависимости от влажности, не могут быть использованы с относительно пористыми подложками, поскольку композиция «просачивается» через подложку, что приводит к получению прерывистых и неэффективных покрытий вследствие низкой вязкости покрывающей жидкости. Авторами настоящего изобретения неожиданно обнаружена возможность синергетического комбинирования эффективной вязкости с переменной проницаемостью водяных паров, которое обеспечивает возможность применения на относительно пористых подложках. Однако следует также понимать, что некоторые варианты реализации не ограничены относительно пористыми подложками, поскольку было обнаружено, что указанная композиция сама по себе обладает выраженной превосходной вариативностью проницаемости водяных паров.
В некоторых примерах водные дисперсии, описанные в настоящем документе, могут быть использованы для обеспечения отвержденного покрытия на строительной подложке, например, крафт-бумаге, используемой для основы стекловолоконной изоляции, спанбонда или точечно скрепленных нетканых материалов, ориентированной стружечной плиты или в качестве покрытия на ветрозащитной пленке или других материалах, которые могут быть использованы для герметизации обшивки здания, таких как гипс. Ссылаясь на фиг. 1, изображено изделие 100, содержащее подложку 110 с покрытием 120, нанесенным на нее. Точная толщина подложки 110 и покрытия 120 может варьироваться, но в большинстве случаев толщина подложки 110 существенно больше толщины покрытия 120. Несмотря на то, что покрытие 120 изображено как имеющее по существу одинаковую толщину в направлении плоскости подложки 110, такое единообразие не является необходимым. В частности, при условии что толщина покрытия 120 эффективна для обеспечения переменных значений проницаемости водяных паров, описанных в настоящем документе, указанная толщина не обязательно должна быть одинаковой по всей площади подложки 110.
2
В некоторых вариантах реализации подложка 110 может представлять собой любую подходящую подложку, обычно используемую в строительной промышленности. Например, здания обычно имеют некоторую форму изоляции пустот в стенах, полу и/или потолке. Такая изоляция зачастую представляет собой стекловолоконную изоляцию, которая может содержать средство для задержки паров для предотвращения проникновения влаги в изолированные пустоты. Распространенные средства для задержки паров представляют собой крафт-бумагу, покрытую асфальтом. Сама по себе крафт-бумага имеет высокую степень пропускания влаги. При использовании с асфальтовым покрытием и/или адгезивом, крафт-бумага может действовать как подходящее средство для задержки паров. Снижение содержания влаги в пустоте в стене может препятствовать разрушению строительных материалов и уменьшению теплопроводности в пустоте в стене, что может дополнительно способствовать снижению энергетических затрат. В некоторых случаях подложка 110 может представлять собой крафт-бумагу, которая может быть нанесена на строительную подложку большего размера, например, стекловолоконную изоляцию, с помощью адгезива или других подходящих средств скрепления. Точная удельная масса крафт-бумаги может варьироваться, и иллюстративная удельная масса включает, но не ограничивается ими, от примерно 11,34 кг (25 фунтов) до примерно 34,02 кг (75 фунтов) на 0,09 м(квадратный фут), например, примерно 17,69 кг (39 фунтов). В некоторых примерах подложка 110 представляет собой ткань. В некоторых примерах ткань может быть тканой или нетканой. В других случаях покрытие может быть нанесено непосредственно на гипсокартон или другие материалы, обычно используемые для отделки внутренних поверхностей здания. Например, гипсовые плиты могут быть покрыты покрытием для обеспечения переменных значений проницаемости воды гипсовой панели. Аналогично, для обеспечения переменных значений проницаемости водяных паров покрытие, описанное в настоящем документе, может быть нанесено на деревянные панели, деревянные доски, фанеру, древесноволокнистые плиты или другие материалы, используемые для отделки наружных или внутренних стен или потолков. Дополнительные строительные подложки, которые могут быть покрыты указанным покрытием, могут быть легко выбраны специалистом в данной области техники при прочтении настоящего описания.
В самых конкретных вариантах реализации подложка может включать крафт-бумажную облицовку, холст под штукатурку, полимерный лист, гипсовую стеновую панель или их комбинации. В дополнительных конкретных вариантах реализации подложка может быть описана как синтетическая подложка. Кроме того, подложка может быть пористой или может содержать пористую структуру, так что композиция покрытия или барьерный слой может быть расположен в пористой структуре подложки, как более подробно описано ниже. В самых конкретных вариантах реализации подложка может содержать ткань, такую как синтетическая ткань, которая имеет пористую структуру, описанную в настоящем документе.
В некоторых вариантах реализации покрытие 110 может быть нанесено на подложку 120 вальцеванием, распылением, с помощью валика или другими средствами, которые могут обеспечивать нанесение слоя водной дисперсии на подложку. При необходимости на отвержденный слой покрытия могут быть нанесены дополнительные слои покрытия для создания некоторой толщины слоев покрытия.
В конкретных вариантах реализации подложка может содержать крафт-бумажную облицовку.
В некоторых вариантах реализации подложка может представлять собой текстильную подложку. Например, текстильная подложка может содержать тканые и/или нетканые материалы. В конкретных вариантах реализации подложка может содержать нетканый материал. Конкретные нетканые материалы могут включать спанбонд или точечно скрепленные ткани.
В некоторых примерах покрытия, представленные в настоящем документе, могут быть использованы для получения строительных подложек с предварительным покрытием или для обеспечения возможности нанесения покрытия на строительные подложки непосредственно на месте применения. Например, стекловолоконные изоляционные плиты с крафт-бумагой могут быть предварительно покрыты одним или более компонентами с последующим нанесением дополнительного компонента на месте применения с получением конечного функционального покрытия. В других случаях покрытие может быть получено на месте производства, так что монтажник избавлен от необходимости получения покрытия. В других случаях монтажник может проводить напыление покрытия на подложку после ее монтажа для получения покрытия на установленной подложке. В некоторых случаях подложка может быть пористой подложкой, такой как нетканая подложка.
В некоторых вариантах реализации подложка с покрытием может иметь некоторые требуемые характеристики.
В конкретных вариантах реализации суммарная толщина подложки и барьерного слоя может составлять по меньшей мере примерно 25 мкм, по меньшей мере примерно 50 мкм или даже по меньшей мере примерно 100 мкм. В дополнительных вариантах реализации суммарная толщина подложки и барьерного слоя может быть не более примерно 1000 мкм, не более примерно 800 мкм или даже не более примерно 750 мкм. Кроме того, суммарная толщина подложки и барьерного слоя может быть в диапазоне между любыми минимальными и максимальными значениями, представленными выше, например, в диапазоне от 25 мкм до 1000 мкм.
D
D
T
В некоторых вариантах реализации и ссылаясь, в частности, на фиг. 2, если композиция нанесена и отверждена на относительно пористой подложке 110, то барьерный слой 120 может проникать на требуемую глубину P в подложку, и в конкретных вариантах реализации не может протекать через всю подложку. Например, в некоторых вариантах реализации толщина подложки ST может быть больше P, так что одна главная поверхность подложку по существу не содержит барьерного слоя. Кроме того, барьерный слой может иметь толщину BL, как показано на фиг. 3, измеренную от самой внешней поверхности барьерного слоя до уровня, на который барьерный слой проникает в подложку.
Соответственно, в конкретных вариантах реализации барьерный слой может проникать в подложку на по меньшей мере примерно 1%, по меньшей мере примерно 5% или даже по меньшей мере примерно 10% толщины подложки. В дополнительных вариантах реализации барьерный слой может проникать в подложку не более чем на 95%, не более чем на 90% или даже не более чем на 85% толщины подложки.
Кроме того, в конкретных вариантах реализации барьерный слой может проникать в подложку на по меньшей мере примерно 1%, по меньшей мере примерно 5% или даже по меньшей мере примерно 10% толщины барьерного слоя. В дополнительных вариантах реализации барьерный слой может проникать в подложку не более чем на 95%, не более чем на 90% или даже не более чем на 85% толщины барьерного слоя.
D
В других вариантах реализации подложка может быть полностью насыщена, так что на обеих главных поверхностях подложки расположен непрерывный слой указанной композиции. Например, P может быть больше или равен ST. Кроме того, барьерный слой может иметь требуемую толщину поверх обеих главных поверхностей подложки.
Варианты реализации настоящего описания могут демонстрировать весьма преимущественную переменную проницаемость водяных паров, которая варьируется в зависимости от относительной влажности. Аналогично описанию, представленному выше в отношении композиции, изделие с покрытием, содержащее подложку и указанную композицию, может демонстрировать требуемую проницаемость водяных паров при низкой, средней и высокой относительной влажности. В данном контексте проницаемость водяных паров измеряют в соответствии с ASTM E96 при температуре 21°С.
Соответственно, в некоторых вариантах реализации изделие с покрытием может иметь проницаемость водяных паров примерно 2 перм или менее, или даже 1 перм или менее при средней RH 25%. В конкретных вариантах реализации изделие с покрытием может иметь значение проницаемости водяных паров примерно 1 перм или менее при RH 25%.
В дополнительных вариантах реализации изделие с покрытием может иметь проницаемость водяных паров по меньшей мере примерно 12 перм, по меньшей мере примерно 15 перм при средней RH 95% или даже по меньшей мере примерно 20 перм. В конкретных вариантах реализации изделие с покрытием может иметь проницаемость водяных паров по меньшей мере примерно 20 перм при средней RH 95%.
В дополнительных вариантах реализации изделие с покрытием может иметь проницаемость водяных паров, равную 5 перм или менее, или даже 2,5 перм или менее при средней RH 45%. В конкретных вариантах реализации изделие с покрытием может иметь проницаемость водяных паров, равную 2,5 перм или менее при средней RH 45%.
В дополнительных вариантах реализации изделие с покрытием может иметь проницаемость водяных паров от 6 перм до 12 перм при средней RH 75%.
Изделие с покрытием может дополнительно иметь различные комбинации значений проницаемости водяных паров, представленных выше, при различных значениях относительной влажности.
Например, в конкретных вариантах реализации изделие с покрытием может иметь проницаемость водяных паров, равную примерно 1 перм или менее, при средней RH 25%; и проницаемость водяных паров, равную по меньшей мере примерно 20 перм при средней RH 95%.
В дополнительных вариантах реализации изделие с покрытием может иметь проницаемость водяных паров, равную примерно 1 перм или менее при средней RH 25%; проницаемость водяных паров, равную примерно 5 перм, или даже 2,5 перм или менее при средней RH 45%; и проницаемость водяных паров, равную по меньшей мере примерно 20 перм при средней RH 95%.
В дополнительных вариантах реализации изделие с покрытием может иметь проницаемость водяных паров, равную примерно 1 перм или менее при средней RH 25%; проницаемость водяных паров, равную примерно 5 перм или менее, или даже 2,5 перм или менее при средней RH 45%; проницаемость водяных паров, равную от 6 перм до 12 перм средней RH 75%; и проницаемость водяных паров по меньшей мере 20 перм при средней RH 95%.
Следует понимать, что вышеуказанные комбинации значений проницаемости водяных паров при различных значениях относительной влажности являются иллюстративными комбинациями, и что в объем настоящего описания входят все возможные комбинации вышеуказанных значений проницаемости водяных паров изделия с покрытием.
Дополнительно следует отметить, что если покрытие демонстрирует проницаемость водяных паров, указанную выше, при различных значениях RH, то изменение значения проницаемости при увеличении влажности может быть, как указано в настоящем документе, линейным или нелинейным на графике зависимости логарифма проницаемости от относительной влажности.
Другой параметр указанного изделия представляет собой достижение преимущественного значения стойкости к надрыву гвоздем. Стойкость к надрыву гвоздем представляет собой меру способности изделия противодействовать надрыву после прокола. В данном контексте стойкость к надрыву гвоздем измеряют в соответствии с EIN 12310-1. Соответственно, изделие с покрытием может иметь стойкость к надрыву гвоздем по меньшей мере примерно 1 Н/5 см, по меньшей мере 5 Н/5 см или даже по меньшей мере примерно 10 Н/5 см.
Другой параметр изделия представляет собой его прочность на разрыв. В данном контексте прочность на разрыв измеряют в соответствии с EIN 12311-2. Соответственно, в некоторых вариантах реализации изделие с покрытием может иметь прочность на разрыв по меньшей мере примерно 10 Н/5 см, по меньшей мере примерно 25 Н/5 см или даже по меньшей мере примерно 40 Н/5 см. Кроме того, в некоторых вариантах реализации изделие с покрытием может иметь прочность на разрыв после УФ старения по меньшей мере примерно 10 Н/5 см, по меньшей мере примерно 25 Н/5 см или даже по меньшей мере примерно 40 Н/5 см. В данном контексте прочность на разрыв после УФ старения измеряют после УФ старения в течение 180 часов при 0,8 Вт/м2.
Другой параметр для описания характеристик изделия представляет собой его адгезию к липкой ленте. Адгезия к липкой ленте представляет собой меру способности изделия с покрытием прилипать и отлипать от липкой ленты. В данном контексте адгезию к липкой ленте измеряют в соответствии с EIN 12317-2. Соответственно, изделие с покрытием может иметь адгезию к липкой ленте по меньшей мере примерно 15 Н/5 см, по меньшей мере 20 Н/5 см или даже по меньшей мере примерно 25 Н/5 см.
Ниже описаны некоторые конкретные примеры для облегчения лучшего понимания технологии, описанной в настоящем документе.
Пункт 1. Композиция покрытия, выполненная с возможностью селективного задерживания водяных паров в зависимости от влажности при отверждении, содержащая:
гидрофобный компонент; и
гидрофильный компонент;
причем композиция после отверждения эффективна для обеспечения переменной проницаемости водяных паров, равной примерно 1 перм или менее при средней RH 25% и примерно 15 перм или более при средней относительной влажности 95%, измеренной по ASTM E96 при 21°С, и испытанной посредством нанесения и отверждения композиции на крафт-бумаге.
Пункт 2. Изделие, выполненное с возможностью селективного задерживания водяных паров в зависимости от влажности, содержащее:
подложку строительного материала; и
барьерный слой, нанесенный на подложку строительного материала, содержащий:
гидрофобный компонент; и
гидрофильный компонент;
причем изделие имеет значение проницаемости водяных паров примерно 1 перм или менее при средней RH 25% и примерно 15 перм или более при средней относительной влажности 95%, измеренное по ASTM E96 при 21°С.
Пункт 3. Изделие, выполненное с возможностью селективного задерживания водяных паров в зависимости от влажности, содержащее:
подложку строительного материала, содержащую ткань, имеющую пористую структуру; и
барьерный слой, нанесенный на подложку строительного материала;
причем изделие имеет значение проницаемости водяных паров примерно 1 перм или менее при средней RH 25% и примерно 15 перм или более при средней относительной влажности 95%, измеренное по ASTM E96 при 21°С;
причем по меньшей мере примерно 10% барьерного слоя внедрено в пористую структуру ткани.
Пункт 4. Изделие, выполненное с возможностью селективного задерживания водяных паров в зависимости от влажности, содержащее:
подложку строительного материала, содержащую нетканый материал, имеющий пористую структуру; и
барьерный слой;
причем изделие имеет значение проницаемости водяных паров примерно 1 перм или менее при средней RH 25% и примерно 15 перм или более при средней относительной влажности 95%, измеренное по ASTM E96 при 21°С;
причем по меньшей мере примерно 10% барьерного слоя внедрено в пористую структуру подложки из нетканого материала.
Пункт 5. Способ получения изделия, выполненного с возможностью селективного задерживания водяных паров в зависимости от влажности, включающий:
обеспечение композиции покрытия;
обеспечение положки;
нанесение композиции на подложку; и
высушивание композиции с получением барьерного слоя на подложке;
причем изделие имеет значение проницаемости водяных паров примерно 1 перм или менее при средней RH 25% и примерно 15 перм или более при средней относительной влажности 95%, измеренное по ASTM E96 при 21°С.
Пункт 6. Способ получения изделия, выполненного с возможностью селективного задерживания водяных паров в зависимости от влажности, включающий:
обеспечение композиции покрытия на водной основе;
обеспечение подложки строительного материала;
нанесение композиции на подложку строительного материала; и
высушивание композиции с получением барьерного слоя на подложке строительного материала;
причем изделие имеет значение проницаемости водяных паров примерно 1 перм или менее при средней RH 25% и примерно 15 перм или более при средней относительной влажности 95%, измеренное по ASTM E96 при 21°С.
Пункт 7. Композиция, изделие или способ по любому из предыдущих пунктов, отличающиеся тем, что гидрофобный компонент содержит нерастворимый в воде полимер.
Пункт 8. Композиция, изделие или способ по любому из предыдущих пунктов, отличающиеся тем, что гидрофобный компонент содержит нерастворимый в воде полимер, диспергированный в воде.
Пункт 9. Композиция, изделие или способ по любому из предыдущих пунктов, отличающиеся тем, что гидрофобный компонент содержит латекс.
Пункт 10. Композиция, изделие или способ по любому из предыдущих пунктов, отличающиеся тем, что гидрофобный компонент содержит стирол-бутадиеновый, стирол-акриловый, акриловый, винилацетат-этиленовый, винилиденхлоридный, полиэтиленовый, восковый, поливинилхлоридный, поливинилбутиральный, полипропиленовый, бутадиеновый латекс или их комбинации.
Пункт 11. Композиция, изделие или способ по любому из предыдущих пунктов, отличающиеся тем, что гидрофобный компонент содержит стирол-бутадиеновый латекс.
Пункт 12. Композиция, изделие или способ по любому из предыдущих пунктов, отличающиеся тем, что гидрофобный компонент имеет % карбоксилирования не более примерно 15%, не более примерно 10%, не более примерно 5% или даже не более примерно 3%.
Пункт 13. Композиция, изделие или способ по любому из предыдущих пунктов, отличающиеся тем, что гидрофобный компонент имеет температуру стеклования (Tg) не более примерно 35°С, не более примерно 25°С или даже не более примерно 15°С.
Пункт 14. Композиция, изделие или способ по любому из предыдущих пунктов, отличающиеся тем, что гидрофобный компонент имеет температуру стеклования (Tg) в диапазоне от -30 до 35°С, от -30 до 25°С или даже от -30 до 15°С.
Пункт 15. Композиция, изделие или способ по любому из предыдущих пунктов, отличающиеся тем, что гидрофобный компонент присутствует в композиции или в барьерном слое в количестве по меньшей мере примерно 15 масс. %, по меньшей мере примерно 25 масс. %, по меньшей мере примерно 35 масс. % или даже по меньшей мере примерно 45 масс. % в пересчете на общую сухую массу гидрофобного и гидрофильного компонентов.
Пункт 16. Композиция, изделие или способ по любому из предыдущих пунктов, отличающиеся тем, что гидрофобный компонент присутствует в композиции или в барьерном слое в количестве не более примерно 99 масс. %, не более примерно 98 масс. % или даже не более примерно 97 масс. % в пересчете на общую сухую массу гидрофобного и гидрофильного компонентов барьерного слоя.
Пункт 17. Композиция, изделие или способ по любому из предыдущих пунктов, отличающиеся тем, что гидрофобный компонент присутствует в композиции или в барьерном слое в диапазоне от 15 масс. % до 99 масс. %, от 25 масс. % до 98 масс. % или даже от 35 масс. % до 97 масс. % в пересчете на общую сухую массу гидрофобного и гидрофильного компонентов барьерного слоя.
Пункт 18. Композиция, изделие или способ по любому из предыдущих пунктов, отличающиеся тем, что гидрофильный компонент содержит полимер, который при отсутствии поперечного сшивания является растворимым в воде.
Пункт 19. Композиция, изделие или способ по любому из предыдущих пунктов, отличающиеся тем, что гидрофильный компонент содержит поливиниловый спирт (PVOH), поли(винилпирролидон), крахмал, целлюлозу, соли полиакриловой кислоты, полиакриловую кислоту, латексы с высокой степенью карбоксилирования, амины, полиэтиленоксид, простые виниловые эфиры, высоко гидролизованные полимеры (например, гидролизованный малеиновый ангидрид), полисахариды или их комбинации.
Пункт 20. Композиция, изделие или способ по любому из предыдущих пунктов, отличающиеся тем, что гидрофильный компонент содержит поливиниловый спирт (PVOH) или полиакрилат натрия.
Пункт 21. Композиция, изделие или способ по любому из предыдущих пунктов, отличающиеся тем, что гидрофильный компонент содержит гидрофильный наполнитель.
Пункт 22. Композиция, изделие или способ по любому из предыдущих пунктов, отличающиеся тем, что гидрофильный компонент содержит неорганический гидрофильный наполнитель.
Пункт 23. Композиция, изделие или способ по любому из предыдущих пунктов, отличающиеся тем, что гидрофильный компонент содержит полимер, который при отсутствии поперечного сшивания является растворимым в воде, и неорганический гидрофильный наполнитель.
Пункт 24. Композиция, изделие или способ по любому из предыдущих пунктов, отличающиеся тем, что гидрофильный компонент содержит полимер, имеющий процент поглощения воды по меньшей мере примерно 1%, по меньшей мере примерно 3%, по меньшей мере примерно 5% или даже по меньшей мере примерно 7%, измеренный в соответствии с гравиметрическим анализом при относительной влажности 100% и при 23°С.
Пункт 25. Композиция, изделие или способ по любому из предыдущих пунктов, отличающиеся тем, что гидрофильный компонент содержит полимер, имеющий молекулярную массу по меньшей мере примерно 50000.
Пункт 26. Композиция, изделие или способ по любому из предыдущих пунктов, отличающиеся тем, что гидрофильный компонент содержит полимер, имеющий молекулярную массу не более примерно 300000.
Пункт 27. Композиция, изделие или способ по любому из предыдущих пунктов, отличающиеся тем, что гидрофильный компонент содержит полимер, имеющий молекулярную массу в диапазоне от 50000 до 300000.
Пункт 28. Композиция, изделие или способ по любому из предыдущих пунктов, отличающиеся тем, что гидрофильный компонент присутствует в композиции или в барьерном слое в количестве по меньшей мере примерно 0,1 масс. %, по меньшей мере примерно 0,5 масс. % или даже по меньшей мере примерно 1 масс. % в пересчете на общую сухую массу гидрофобного и гидрофильного компонентов.
Пункт 29. Композиция, изделие или способ по любому из предыдущих пунктов, отличающиеся тем, что гидрофильный компонент присутствует в композиции или в барьерном слое в количестве не более примерно 40 масс. %, не более примерно 30 масс. %, не более примерно 25 масс. %, не более примерно 20 масс. %, не более примерно 15 масс. %, не более примерно 10 масс. % или даже не более примерно 8 масс. % в пересчете на общую сухую массу гидрофобного и гидрофильного компонентов.
Пункт 30. Композиция, изделие или способ по любому из предыдущих пунктов, отличающиеся тем, что гидрофильный компонент присутствует в композиции или в барьерном слое в диапазоне от 0,1 масс. % до 35 масс. % или даже от 1 масс. % до 15 масс. % в пересчете на общую сухую массу гидрофобного и гидрофильного компонентов.
Пункт 31. Композиция, изделие или способ по любому из предыдущих пунктов, отличающиеся тем, что композиция или барьерный слой дополнительно содержит наполнитель.
Пункт 32. Композиция, изделие или способ по любому из предыдущих пунктов, отличающиеся тем, что композиция или барьерный слой дополнительно содержит наполнитель, при этом композиция или барьерный слой имеет содержание наполнителя, которое примерно не выше критической объемной концентрации пигмента наполнителя.
Пункт 33. Композиция, изделие или способ по любому из предыдущих пунктов, отличающиеся тем, что композиция или барьерный слой дополнительно содержит наполнитель, при этом композиция или барьерный слой имеет содержание наполнителя в диапазоне от 0 масс. % до 85 масс. % в пересчете на общую сухую массу композиции или барьерного слоя.
3
4
4
Пункт 34. Композиция, изделие или способ по любому из предыдущих пунктов, отличающиеся тем, что композиция или барьерный слой дополнительно содержит наполнитель, и при этом наполнитель содержит глину, CaCO, CaSO, BaSO, диоксид кремния, тальк, технический углерод, диатомовую землю, оксид алюминия, диоксид титана или их комбинации.
Пункт 35. Композиция или способ по любому из предыдущих пунктов, отличающиеся тем, что соотношение объемного % гидрофобного компонента к гидрофильному компоненту составляет по меньшей мере примерно 2:1 и не более примерно 200:1.
Пункт 36. Изделие или способ по любому из предыдущих пунктов, отличающиеся тем, что подложка содержит строительный материал.
Пункт 37. Изделие или способ по любому из предыдущих пунктов, отличающиеся тем, что подложка содержит крафт-бумажную облицовку, холст под штукатурку, полимерный лист или их комбинации.
Пункт 38. Изделие или способ по любому из предыдущих пунктов, отличающиеся тем, что подложка содержит текстильный строительный материал.
Пункт 39. Изделие или способ по любому из предыдущих пунктов, отличающиеся тем, что подложка содержит нетканый материал.
Пункт 40. Изделие или способ по любому из предыдущих пунктов, отличающиеся тем, что подложка содержит тканый материал.
Пункт 41. Изделие или способ по любому из предыдущих пунктов, отличающиеся тем, что подложка содержит нетканый материал, содержащий спанбонд или точечно скрепленные ткани.
2
Пункт 42. Изделие или способ по любому из предыдущих пунктов, отличающиеся тем, что барьерный слой имеет удельную массу покрытия по меньшей мере примерно 20 г/м.
-1
Пункт 43. Изделие или способ по любому из предыдущих пунктов, отличающиеся тем, что барьерный слой имеет вязкость по меньшей мере примерно 500 сП при скорости сдвига 1 с; при температуре 21°С, при этом вязкость барьерного слоя определяют до отверждения барьерного слоя.
-1
-1
Пункт 44. Изделие или способ по любому из предыдущих пунктов, отличающиеся тем, что барьерный слой имеет вязкость по меньшей мере примерно 5000 сП при скорости сдвига 1 с и имеет вязкость менее 1000 сП при скорости сдвига 1000 с при температуре 21°С, при этом вязкость барьерного слоя определяют до отверждения барьерного слоя.
Пункт 45. Изделие или способ по любому из предыдущих пунктов, отличающиеся тем, что суммарная толщина подложки и барьерного слоя составляет от 50 мкм до 1000 мкм.
Пункт 46. Композиция по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что барьерный слой выполнен с возможностью проникновения в нетканую подложку на по меньшей мере примерно 5% толщины барьерного слоя.
Пункт 47. Композиция по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что композиция выполнена с возможностью проникновения в нетканую подложку на не более 90% толщины подложки.
Пункт 48. Изделие или способ по любому из предыдущих пунктов, отличающиеся тем, что барьерный слой проникает в подложку на по меньшей мере примерно 5% толщины подложки.
Пункт 49. Изделие или способ по любому из предыдущих пунктов, отличающиеся тем, что изделие имеет значение проницаемости водяных паров примерно 2,5 перм или менее при средней RH 45%, измеренное в соответствии с ASTM E96 при 21°С.
Пункт 50. Изделие или способ по любому из предыдущих пунктов, отличающиеся тем, что изделие имеет значение проницаемости водяных паров от 6 перм до 12 перм при средней RH 75%, измеренное в соответствии с ASTM E96 при 21°С.
Пункт 51. Изделие или способ по любому из предыдущих пунктов, отличающиеся тем, что изделие имеет стойкость к надрыву гвоздем по меньшей мере примерно 10 Н/5 см, измеренную в соответствии с EIN 12310-1.
Пункт 52. Изделие или способ по любому из предыдущих пунктов, отличающиеся тем, что изделие имеет прочность на разрыв по меньшей мере примерно 30 Н/5 см, измеренную в соответствии с EIN 12311-2.
Пункт 53. Изделие или способ по любому из предыдущих пунктов, отличающиеся тем, что изделие имеет адгезию к липкой ленте по меньшей мере примерно 25 Н/5 см, измеренную в соответствии с EIN 12317-2.
Следует отметить, что не все операции, описанные выше в общем описании или в примерах, являются необходимыми, что часть указанных операций может не быть необходимой и что может быть выполнена одна или более операций в дополнение к описанным. Кроме того, описанный порядок выполнения операций не обязательно представляет собой порядок, в котором их выполняют.
Эффекты, другие преимущества и решения проблем описаны выше в отношении конкретных вариантов реализации. Однако указанные эффекты, преимущества, решения проблем и любые особенности, которые могут приводить к любому эффекту, преимуществу или решению проблемы или усиливать их, не следует считать критичными, необходимыми или существенными особенностями одного или всех пунктов формулы изобретения.
Описание и иллюстрации вариантов реализации, описанных в настоящем документе, предназначены для обеспечения общего понимания структуры различных вариантов реализации изобретения. Описание и иллюстрации не предназначены для обеспечения полного и исчерпывающего описания всех элементов и деталей устройств и систем, в которых используют структуры или способы, описанные в настоящем документе. Отдельные варианты реализации также могут быть представлены в комбинации в составе одного варианта реализации и, наоборот, различные детали, которые для краткости описаны в контексте одного варианта реализации, также могут быть представлены по отдельности или в любой подкомбинации. Кроме того, упоминание значений, указанных в диапазонах, включает каждое и все значения в пределах указанного диапазона. Многие другие варианты реализации могут стать понятны специалистам в данной области техники после прочтения настоящего описания. Из настоящего описания могут быть получены и использованы другие варианты реализации, так что структурные замещения, логические замещения или другие изменения могут быть сделаны без отклонения от границ объема настоящего описания. Соответственно, настоящее описание следует понимать как иллюстративное, а не ограничивающее.
Примеры
Пример 1 – Проницаемость
Получили образцы и испытали их на проницаемость водяных паров в соответствии с ASTM E96 при 21°С и при относительной влажности 25% RH, 45% RH, 75% RH и 95% RH.
Образцы для испытания проницаемости водяных паров получали смешиванием ингредиентов с помощью мешалки Коулса с пневматическим приводом или гомогенизатора, или вручную в течение 5 минут при комнатной температуре. Покрытия наносили с помощью навитой профильной проволоки (спирального валикового скребка) или посредством экструзии через щелевую головку при толщине примерно 75 мкм.
Значения масс. %, представленные для гидрофобного и гидрофильного компонентов, выражены относительно общей массы гидрофобного и гидрофильного компонентов в твердой пленке. Значения масс. % для наполнителя выражены относительно общей массы композиции покрытия.
Компоненты
A – Styron DL-226 приобрели у компании Styron – Представляет собой стирол-бутадиеновый латекс с низкой степенью карбоксилирования и температурой стеклования -14°C.
B – Styron DL-490 приобрели у компании Styron – Представляет собой стирол-бутадиеновый латекс с высокой степенью карбоксилирования с температурой стеклования 9°C.
C – PVOH Selvol 9-325 приобрели у компании Sekisui – Представляет собой предварительно растворенный PVOH с содержанием твердых веществ 8,5%, гидролизованный на 98,4%, с высокой молекулярной массой.
D – PAA Acumer 1510 приобрели у компании Dow – Представляет собой полиакриловую кислоту с содержанием твердых веществ 25%.
E – Каолиновая глина, приобрели у компании Sigma Aldrich
NW – нетканая подложка, приобретенная у компании Hanes под торговым обозначением Elite.
SD – способ нанесения покрытия через щелевую головку
MR – способ нанесения покрытия с помощью спирального валикового скребка
Таблица 1: Состав образцов и значения проницаемости
Гидрофобный
Гидрофильный
Наполнитель
Подложка
Способ
Проницаемость
Образец
A
B
C
D
E
25%
45%
75%
95%
1
96
4
NW
SD
2
3,4
5,3
2
95
5
NW
SD
1,3
3
11,7
25,1
3
94
6
NW
SD
1,2
3,3
16,8
43
4
95
5
NW
SD
0,8
15,6
55,8
152,3
5
95
5
NW
MR
1
2,7
12,5
31,6
6
95
5
NW
MR
1
1,7
3,1
4
7
94
6
33
NW
MR
0,39
0,76
7,2
27
8
94
6
33
Крафт
MR
0,5
1,1
6
26
9
94
6
40
NW
MR
0,32
1,5
8,2
34
10
94
6
47
NW
MR
0,28
1,5
9,1
38
11
94
6
55
NW
MR
0,2
1,5
9,6
41
12
100
Крафт
MR
0
21
50
156
13
100
Крафт
MR
0,8
23
74
142
14
100
Крафт
MR
1,4
3,7
9
20
15
100
Крафт
MR
0,9
16
40
116
16
Нейлон, 0,05 мм (2 мил), BB
-
0,8
2,4
11,9
37,1
Как показано выше, подложки с несколькими покрытиями демонстрируют требуемые значения проницаемости, сравнимые со значениями сравнительной пленки из нейлона толщиной 0,05 мм (2 мил) (образец 16), и даже превышают показатели пленки из нейлона толщиной 0,05 мм (2 мил). В частности, образец 9 демонстрирует практически такие же результаты, как образец 16, за исключением того, что он является более закрытым при влажности 25% и более открытым при влажности 95%, и оба критерия являются предпочтительными и улучшенными по сравнению с пленкой из нейлона толщиной 0,05 мм (2 мил).
В качестве иллюстративного примера конкретного преимущества некоторых вариантов реализации настоящего описания, а именно, конкретных соотношений компонентов, при сравнении профилей проницаемости образцов 1, 2 и 3 из таблицы, становится понятно, что угол наклона резко увеличивается при повышении содержания гидрофильного компонента.
В качестве иллюстративного примера конкретного преимущества некоторых вариантов реализации настоящего описания, а именно, конкретных выбранных материалов, при сравнении профилей проницаемости образцов 2 и 4 из таблицы, становится понятно, что выбор гидрофобного материала может существенно влиять на профиль проницаемости.
В качестве иллюстративного примера конкретного преимущества некоторых вариантов реализации настоящего описания, а именно, конкретных выбранных материалов, при сравнении профилей проницаемости образцов 5 и 6 из таблицы, становится понятно, что гидрофильный компонент C еще более эффективно влияет на разработку профиля проницаемости, чем гидрофильный компонент D.
В качестве иллюстративного примера конкретного преимущества некоторых вариантов реализации настоящего описания, а именно, выбора наполнителя, при сравнении профилей проницаемости образцов 3, 7, 9, 10 и 11 из таблицы, становится понятно, что введение каолинового наполнителя существенно увеличивает барьерные свойства при низкой влажности и повышает проницаемость паров при высокой влажности.
В качестве иллюстративного примера конкретного преимущества некоторых вариантов реализации настоящего описания, при сравнении профиля проницаемости образца 16 с профилем проницаемости отдельных компонентов (т.е. образцы 12, 13, 14 и 15) из таблицы, становится понятно, что ни один из компонентов в отдельности не может соответствовать проницаемости нейлона.
В качестве иллюстративного примера конкретного преимущества некоторых вариантов реализации настоящего описания, при сравнении профиля проницаемости образца 9 с профилем проницаемости отдельных компонентов (образцы 12 и 14) из таблицы, становится понятно, что ни один из компонентов в отдельности не может соответствовать характеристикам образца 9. Соответственно, образец 9 иллюстрирует синергетическое улучшение профилей проницаемости в сравнении с индивидуальными компонентами по отдельности. Указанный синергизм является полностью неожиданным.
В качестве иллюстративного примера конкретного преимущества некоторых вариантов реализации настоящего описания, из профиля проницаемости образца 15 становится понятно, что латекс с высокой степенью карбоксилирования фактически может быть достаточно гидрофильным для проявления существенной зависимости проницаемости от RH; однако значения проницаемости таких материалов при влажности 45% слишком высоки для достижения характеристик образца 16.
В качестве иллюстративного примера конкретного преимущества некоторых вариантов реализации настоящего описания, а именно прочности покрытия, при сравнении профилей проницаемости образцов 2 и 8 из таблицы, становится понятно, что выбор подложки имеет лишь небольшое влияние на характеристики, если подложка более открыта для паров, чем покрытие.
В качестве иллюстративного примера конкретного преимущества некоторых вариантов реализации настоящего описания, а именно прочности покрытия, при сравнении профилей проницаемости образцов 2 и 6 из таблицы, становится понятно, что способ нанесения покрытия слабо влияет на характеристики.
Пример 2: Механические характеристики
Следующие примеры получали следующим образом:
Образец 2A: 94 масс. % Styron DL-226 и 6 масс. % PVOH-325, в пересчете на общую массу указанных двух компонентов. Образец дополнительно содержал 33 масс. % каолинового наполнителя, в пересчете на общую массу композиции. Образец наносили в машинном направлении на ткань Hanes Elite 100.
Образец 2B: 94 масс. % Styron DL-226 и 6 масс. % PVOH-325, в пересчете на общую массу указанных двух компонентов. Образец дополнительно содержал 33 масс. % каолинового наполнителя, в пересчете на общую массу композиции. Образец наносили в поперечном направлении на ткань Hanes Elite 200.
Образец 2C: представляет собой сравнительный пример и содержит пленку Vario KM толщиной 50 мкм, которую приобрели у компании Saint-Gobain Corporation и использовали в состоянии при получении.
Затем образцы испытывали на значение исходной прочности на разрыв, прочности на разрыв после УФ старения в течение 180 часов при 0,8 Вт/м2 и стойкость к надрыву гвоздем в соответствии с методикой испытания, описанной выше, с получением следующих результатов:
Таблица 2: Механические характеристики
2A
2B
2C
Прочность на разрыв (Н/5 см)
98
197
197
Прочность на разрыв после УФ старения (Н/5 см)
65
88
64
Стойкость к надрыву гвоздем (Н/5 см)
31
61
15
Пример 3: Измерения вязкости
Получили три образца, как описано ниже, и измерили их вязкость до отверждения в соответствии с методикой, описанной в настоящем документе:
Образец 3A: содержал 95 масс. % Styron DL-226 и 5 масс. % PVOH-325, в пересчете на общую массу указанных двух компонентов.
Образец 3B: содержал 94 масс. % Styron DL-226 и 6 масс. % PVOH-325, в пересчете на общую массу указанных двух компонентов. Образец дополнительно содержал 33 масс. % каолинового наполнителя, в пересчете на общую массу композиции.
Образец 3C представляет собой сравнительный образец, содержащий 100 масс. % DL 226.
Образец 3D представляет собой сравнительный образец, содержащий 100 масс. % Selvol 9-325.
-1
Результаты представлены на фиг. 3, на которой изображена диаграмма вязкости, измеренной (Па*с) при различных скоростях сдвига, измеренных в с. Показано, что вязкость примера 3A и примера 3B существенно выше, чем вязкость сравнительных примеров 3C и 3D.