專利名稱：用于生產(chǎn)屋面用瀝青密封卷材的雙層織物加強(qiáng)物的生產(chǎn)方法及由此獲得的加強(qiáng)物制品的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于用于生產(chǎn)瀝青密封卷材的織物加強(qiáng)物(textile reinforcement)的領(lǐng)域，為此目的，本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)雙層織物加強(qiáng)物的方法以及由該方法所獲得的加強(qiáng)物制品。
目前，所說的加強(qiáng)物制品往往是由用聚合物改性的瀝青涂覆和浸漬的無紡織材料構(gòu)成的。
由于這種聚酯加強(qiáng)物制品具有優(yōu)越的耐穿刺性和防裂性，并且同時在破壞(rupture)和彈性方面具有較好的機(jī)械特性，因此有越來越多用這種聚酯加強(qiáng)物制品取代由玻璃纖維所構(gòu)成的無紡織加強(qiáng)物制品的趨勢。
但是這種無紡織聚酯加強(qiáng)物制品在形穩(wěn)性上要比玻璃纖維構(gòu)成的無紡織加強(qiáng)物制品差，常常需要與一種網(wǎng)片或平行纖維絲形式的礦物結(jié)構(gòu)(mineral structure)，如玻璃纖維網(wǎng)結(jié)合起來使之穩(wěn)定，這樣做主要是為了避免在使用瀝青過程中這些加強(qiáng)物變形，以及最終防止鋪設(shè)于屋面上的密封卷材變形。
但是目前有關(guān)這種加強(qiáng)物制品的最嚴(yán)重的問題之一是其易燃性。
因此，當(dāng)著火時，首要的是要控制火勢的蔓延，以防其它相鄰的建筑物著火。
然而當(dāng)燃燒物掉落到屋面板上，甚至是鋪有砂礫或石板的屋面板上時，后者也可能會著火，這主要是由于瀝青粘合劑之故，但也是因?yàn)榇嬖谥铣衫w維如聚酯。
由于所述的加強(qiáng)物的發(fā)展，它們比起礦物纖維總是趨向于含有更多的合成纖維，因此這個問題變得越來越嚴(yán)重，同樣地，瀝青組合物的發(fā)展使它們更容易燃燒。
為了減少建筑物燃燒時由于屋面火勢蔓延而造成的危險，幾年來已經(jīng)制定了嚴(yán)格的規(guī)章條例。
為了達(dá)到規(guī)章條例所要求的防止屋面火災(zāi)措施的級別，迄今在密封系統(tǒng)中所采用的解決辦法是使用由玻璃纖維織物加強(qiáng)的密封卷材，該玻璃纖維織物的表面固定在由無紡織聚酯加強(qiáng)的改性瀝青膜上。
人們還提出了其它一些降低瀝青密封卷材易燃性的解決措施，例如向?yàn)r青中加入防燃劑，如氫氧化鋁，或者使用所謂“阻燃劑”型的聚酯。
但是這些解決措施并不令人滿意，因?yàn)樗鼈儾⒉荒芊乐够饎萋?，反而會增加生產(chǎn)成本。例如，雖然不易燃聚酯不會與建筑物一同燃燒起來，但它本身將熔化，因此將不可避免地使火勢蔓延。
為此，人們在尋求開發(fā)一種真正的加強(qiáng)物防火隔板，它的特別功能就在于防止火勢在垂直方向和平面上蔓延開來。
對此主要有兩種方案三層加強(qiáng)物，或雙層加強(qiáng)物。
第一種方案，即三層加強(qiáng)物，不令人完全滿意，因?yàn)樾纬煞阑鸶舭宓膶涌偸卿佋O(shè)在形成加強(qiáng)物的其它兩層之間，含合成纖維如無紡織聚酯的層總是設(shè)在表面上，這種排列確實(shí)有待避免。
第二種方案，即雙層加強(qiáng)物，本身的制造比較困難。因?yàn)?，雙層加強(qiáng)物必須要有良好的熱穩(wěn)定性，非常小的收縮力以及小的尺寸收縮性，也就是說良好的形穩(wěn)性(dimensional stability)。
但是現(xiàn)有的所有雙層加強(qiáng)物不是形成隔板的一層在另一層上的粘著性不好，就是在使用瀝青過程中浸漬速度慢，或者是發(fā)生卷曲現(xiàn)象，尤其是在使用瀝青時更是這樣。
另外，追求非常高的熱穩(wěn)定性往往導(dǎo)致形成隔板層(screen)的硬度不可接受地提高，這樣就增大了輥壓處理加強(qiáng)物過程中的難度。
因此，本發(fā)明所要解決的問題是提供一種適用于生產(chǎn)屋面用瀝青密封卷材的雙層織物加強(qiáng)物，該加強(qiáng)物具有防火隔板層，且同時不會引起上述各種缺點(diǎn)。
按照本發(fā)明的方法，即本發(fā)明所要達(dá)到的目的，所述的問題可以得到解決，該方法在于首先從無紡織片材的第一基層開始，通過機(jī)械或水力粘合法使所述的無紡織片材固定，加熱使之穩(wěn)定；然后，將經(jīng)過固定和熱穩(wěn)定化的第一層與第二層礦物纖維層通過對應(yīng)膠粘(counter-gluing)或針刺，或縫編合并在一起。只有當(dāng)?shù)诙拥V物纖維層是連續(xù)的或不連續(xù)的礦物纖維網(wǎng)片或礦物纖維織物時，才采用后兩種合并技術(shù)，而無論第二層礦物纖維層的結(jié)構(gòu)如何，即是否是連續(xù)或不連續(xù)的礦物纖維網(wǎng)片或織物，或者是礦物纖維紗布，第一種對應(yīng)膠粘合并方法都是可以采用的。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選特征，在熱穩(wěn)定化之前，具有無紡織片材基底的第一層的固定是通過針刺法或噴水粘合法進(jìn)行的。
具有無紡織片材基底的第一層在180℃-240℃下，優(yōu)選在200℃-220℃下，進(jìn)行5-60秒鐘，優(yōu)選8-20秒鐘的熱穩(wěn)定化處理。
熱穩(wěn)定化后的表觀密度為0.1-0.5，優(yōu)選為0.15-0.3。
熱穩(wěn)定化處理是通過例如軋光或通過帶或不帶校準(zhǔn)系統(tǒng)的鼓風(fēng)滾筒來進(jìn)行。
當(dāng)采用對應(yīng)膠粘法粘合二層時，所用的膠粘劑是含或不含交聯(lián)劑的熱固性的或熱塑性的聚合物，例如聚酯、共聚酯、聚酰胺、共聚酰胺、聚氨基甲酸乙酯、EVA(乙烯乙酸乙烯酯)或混合物，由此在至少高達(dá)200℃下所述的兩層粘合形成加強(qiáng)物。
當(dāng)然，通過使其中一個組分的一部分融合來合并兩層的方法不是本發(fā)明的全部，因?yàn)椋ㄟ^兩層纖維中之一中的粘合纖維而使兩層粘合不能制得令人滿意的待用的最終產(chǎn)品。
根據(jù)本發(fā)明的另一特征，所用的膠粘劑優(yōu)選是熔點(diǎn)為160℃-220℃，尤其是190℃-200℃的交聯(lián)的聚氨基甲酸乙酯、共聚酯或EVA。膠粘劑的用量為5-40g/m2，優(yōu)選為8-30g/m2。所述聚合物可以是粉狀，絲狀物、薄膜或纖維狀物，其可以是連續(xù)的或不連續(xù)的，也可以是上述聚合物的溶液，水性分散液，或熱熔體。涂覆可以連續(xù)地進(jìn)行，或者為了保持高的孔隙度，便于高速瀝青化，優(yōu)選采用不連續(xù)式涂覆。
涂覆后，用熱傳遞式滾動和加熱設(shè)備，例如Stork型、Lemaire型、Schaetti型軋光機(jī)進(jìn)行合并，或用帶有或不帶有校準(zhǔn)系統(tǒng)的鼓風(fēng)滾筒進(jìn)行合并。
合并時溫度為180℃-250℃，優(yōu)選為190℃225℃，壓力一般為低于20daN/cm2的低壓，優(yōu)選為2daN/cm2-10daN/cm2，處理時間為5-60秒，優(yōu)選10-30秒。
當(dāng)采用輥壓時，優(yōu)選是利用紅外板使膠粘劑預(yù)干燥和發(fā)生部分熔融。
本發(fā)明還提供了一種根據(jù)本發(fā)明方法而獲得的適用于生產(chǎn)屋面用瀝青密封卷材的雙層織物加強(qiáng)物制品，該加強(qiáng)物制品的特征在于其第一層是以由干法、濕法或擠壓熔融物料因而獲得的纖維絲狀無紡織片材為基礎(chǔ)的，其優(yōu)選是由熱塑性合成聚合物如聚酯、共聚酯、聚酰胺、共聚酰胺或聚氨基甲酸乙酯的連續(xù)的長絲構(gòu)成的均勻片材，所說的片材不含粘合性纖維；第二層礦物纖維層是以連續(xù)或不連續(xù)的礦物纖維的網(wǎng)片或織物的形式，或是以礦物纖維紗布的形式存在的。
形成第一層的無紡織片材優(yōu)選是由直接鑄造法(direct casting)所制成的聚對苯二甲酸乙二醇酯的連續(xù)長絲的均勻片狀物。形成第一層片材的纖維絲可以具有扁平形、圓形或異形等任何形狀的截面，其纖度為2-15分特(dtex)，優(yōu)選4-8dtex，第一層的單位面積的重量為50g/m2-300g/m2，優(yōu)選80g/m2-200g/m2。
第二層優(yōu)選是由濕法或干法所制成的礦物纖維紗布，尤其是采用化學(xué)粘合或熱粘合的不連續(xù)玻璃纖維紗布，第二層的單位面積的重量為10g/m2-100g/m2，優(yōu)選40g/m2-60g/m2。
在本發(fā)明的雙層織物加強(qiáng)物制品中，第一層的主要性能是賦予密封卷材在用于形成框架或甚至是框架加強(qiáng)物制品時以所需的機(jī)械和物理特性，而其中第二層的主要性能是提供防火隔層。
第一層在200℃下的熱收縮和收縮力必須保持在很低的狀態(tài)(應(yīng)小于2％)，這樣在疊層后加強(qiáng)物制品才能是平直，不會卷曲的。
形成防火隔層的第二層是單向或多向礦物纖維絲層，上述兩種礦物纖維絲均可以是連續(xù)的礦物纖維絲，其結(jié)合到無紡織結(jié)構(gòu)上以使無紡織結(jié)構(gòu)仍可以保持破壞伸長或變形特性。為了在制造、最終處理和使用等任何狀態(tài)下均達(dá)到高的形穩(wěn)性，優(yōu)選使用由濕法或干法所形成的無紡織結(jié)構(gòu)，尤其是含粘合劑的不連續(xù)玻璃纖維所形成的無紡織結(jié)構(gòu)。
該層除了其防火功能外還必須保證在使用瀝青過程中加強(qiáng)物的機(jī)械形穩(wěn)性以及用于屋面的卷材的機(jī)械形穩(wěn)性。
該第二層的防火功能必須滿足NordtestNT Fire 006的特定標(biāo)準(zhǔn)DIN4102，以及與外火引起火災(zāi)有關(guān)的易燃覆蓋材料的分類(1970年9月29日官方議事錄official Journal)相關(guān)的法國條規(guī)(1970年9月10日頒布，1988修訂)。
下面的兩個實(shí)施例將詳細(xì)地說明本發(fā)明。
實(shí)施例1第一層是無紡織片材，該片材是由纖度為6dtex，單位面積重量為160g/m2的聚對苯二甲酸乙酯的纖維絲狀物整體鑄造(mass cast)而成，單位面積重量為160g/m2，并且是采用Asselin雙動程(stroke)DF41-44-16型針刺機(jī)機(jī)械針刺固定的。
所用針為Singer 15×18×40×3RB22型。
在一個表面上的針刺深度為9mm，在另一表面上的針刺深度為13.5mm。
穿孔數(shù)為200/cm2。
針刺密度大約為20,000針/m。
為了達(dá)到所要求的收縮率和密度，所得產(chǎn)物于28daN/cm壓力下，在加熱至210-215℃的雙金屬輥之間輥壓，路徑為S形，接觸時間約為20秒。
在第二階段，按25g/m2的量把糊狀膠粘劑以及按10％的比例加入其中的交聯(lián)劑用絲網(wǎng)印刷法施加在所述第一層的表面，所述的糊狀膠粘劑是商標(biāo)為Vinamul 3231(由Vinamul公司生產(chǎn)的乙烯乙酸乙烯酯共聚物的水分散液)與加入到其中的商標(biāo)為Dispercoll KA8481 (Bayer公司生產(chǎn)的聚氨基甲酸乙酯的分散液)交聯(lián)劑的混合物。
上述材料在紅外爐中預(yù)熱后，與Schuller公司生產(chǎn)的Microlith DH60玻璃紗布通過在200℃下輥壓合并在一起，輥壓路徑為S曲線，接觸時間大約15秒。
對應(yīng)膠粘在一起的(counter-glued)復(fù)合材料沿Nardini型路線以14m/分鐘的速度浸漬175℃的氧化瀝青。表面的瀝青是用SBS(彈性苯乙烯-丁二烯-苯乙烯)(13％wt)改性的，溫度為170℃。
在所得片材上鋪上石板，其厚度為5.5mm，單位面積重量約為5500g/m2。
浸漬瀝青后，片材符合Nordtest NTFire 006標(biāo)準(zhǔn)。
表1列出了所得到的制品的機(jī)械特性參數(shù)，附圖
示出了破壞載荷曲線，該曲線說明根據(jù)破壞現(xiàn)象，片材是完全均勻的。在任何情況下形穩(wěn)性值都未超過UEATC形穩(wěn)性試驗(yàn)的0.2％的限值。
表1
ST纖維橫向SL纖維縱向?qū)嵤├?第一層的制作同實(shí)施例1。
在第二階段，按10g/m2的量將聚氨基甲酸乙酯反應(yīng)性熱熔體噴在聚酯片材表面上成粉。
噴粉操作后，立即用校準(zhǔn)系統(tǒng)，在室溫及約5daN/cm的低壓下借助兩個金屬輥將兩層合并在一起。
機(jī)器的速度調(diào)節(jié)到5m/分鐘。
這些復(fù)合材料的機(jī)械特性參數(shù)列于表2中。
表2
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按照上述兩個實(shí)施例生產(chǎn)的雙層材料在使用瀝青過程中和使用后具有極好的平直度，不卷曲。
在將加強(qiáng)物轉(zhuǎn)變?yōu)橛袨r青涂層的卷材過程中或在老化后均不發(fā)生開膠現(xiàn)象。
因此，在所述轉(zhuǎn)變階段，在用熱瀝青浸漬和涂覆過程中加強(qiáng)物具有良好的形穩(wěn)性。同樣，對于卷材所做的形穩(wěn)性試驗(yàn)，其結(jié)果也是很好的。附圖所示的密封卷材的載荷-伸長-破壞曲線顯示了高的破壞載荷，并且破壞伸長大于40％。
把玻璃部分的破壞完全地歸并到無紡織聚酯組分的破壞曲線中，這是由于在屋面密封材料老化過程中，甚至當(dāng)支撐物或隔熱板做周期性移動時，表現(xiàn)出優(yōu)異的機(jī)械操作結(jié)果。
如上述兩實(shí)施例所述，本發(fā)明的雙層織物加強(qiáng)物在任何環(huán)境下都具有良好的熱穩(wěn)定性，保持平直，不發(fā)生卷曲，同時易于浸漬，并提供了一種很容易滲透的粘合平面。
同樣地，本發(fā)明的加強(qiáng)物具有卓越的機(jī)械和物理特性，即很好的形穩(wěn)性，也就是說非常低的收縮力和尺寸收縮率，柔軟性極好，抗撕裂強(qiáng)度高，良好的破壞伸長，耐穿刺性好，與瀝青一起具有最佳的抗斷理解協(xié)同作用。
如此制得的卷材在屋面安裝過程中易于處理，因?yàn)檫@種卷材即不太硬也不太軟。
因?yàn)楣潭ê蜔岱€(wěn)定化僅僅在第一層進(jìn)行，并且是在與第二層合并之前進(jìn)行，而第一層中不存在任何粘合性纖維，因此不會發(fā)生熱粘合，所以本發(fā)明的加強(qiáng)物沒有明顯的收縮力。
當(dāng)然，本發(fā)明并不受所述的實(shí)施方式和附圖所示的限制?？梢赃M(jìn)行改變，尤其是對各種部件的構(gòu)造進(jìn)行改變，或進(jìn)行技術(shù)等同代換，這些并不違背本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種適用于生產(chǎn)屋面用瀝青密封卷材的雙層織物加強(qiáng)物制品的生產(chǎn)方法，該方法的特征在于，首先從基于無紡織片材的第一層開始，通過機(jī)械或水力粘合法使所述的無紡織片材固定，并使之熱穩(wěn)定化，然后將此經(jīng)過固定和熱穩(wěn)定化的第一層與第二層礦物纖維層通過對應(yīng)膠粘或針刺，或通過縫編合并在一起，只有當(dāng)?shù)诙拥V物纖維層是連續(xù)或不連續(xù)的礦物纖維絲的網(wǎng)片或織物時，才采用后兩種合并方法，而無論第二層礦物纖維層的結(jié)構(gòu)如何，即是否是連續(xù)或不連續(xù)的礦物纖維的網(wǎng)片或織物，或者是礦物纖維紗布，第一種對應(yīng)粘合方法都是可以采用的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的生產(chǎn)方法，其特征在于基于無紡織片材的第一層的固定是在熱穩(wěn)定化之前進(jìn)行的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的生產(chǎn)方法，其特征在于第一層是通過針刺或噴水而進(jìn)行固定的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的生產(chǎn)方法，其特征在于基于無紡織布的第一層的熱穩(wěn)定化在180℃-240℃，優(yōu)選200℃-220℃下進(jìn)行，時間為5-60秒，優(yōu)選8-20秒。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的生產(chǎn)方法，其特征在于通過對應(yīng)膠粘使二層合并在一起，所用膠粘劑是含有或不含交聯(lián)劑的熱固性或熱塑性的聚合物，如聚酯、共聚酯、聚酰胺、共聚酰胺、聚氨基甲酸乙酯、EVA或其混合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的生產(chǎn)方法，其特征在于所用膠粘劑優(yōu)選是熔點(diǎn)為160℃-220℃，尤其是190℃-200℃的聚氨基甲酸乙酯、共聚酯或交聯(lián)的EVA。
7.根據(jù)權(quán)利要求5和6任意之一的生產(chǎn)方法，其特征在于膠粘劑的用量為5-40g/m2，優(yōu)選8-30g/m2。
8.根據(jù)權(quán)利要求5-7任意之一的生產(chǎn)方法，其特征在于合并的溫度為180℃-250℃，優(yōu)選190℃-225℃，壓力一般為低于20daN/cm2的低壓，優(yōu)選2-10daN/cm2，靜止時間為5-60秒，優(yōu)選10-30秒。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8任意之一的生產(chǎn)方法所得到的適用于生產(chǎn)屋面用瀝青密封卷材的雙層織物加強(qiáng)物制品，其特征在于第一層是以由干法、濕法或擠壓熔融物料而獲得的纖維絲狀無紡織片材為基礎(chǔ)的，優(yōu)選是由熱塑性合成聚合物如聚酯、共聚酯、聚酰胺、共聚酰胺或聚氨基甲酸乙酯的連續(xù)纖維絲構(gòu)成的均勻片材，所說的片材不含任何粘合性纖維，第二層礦物纖維層是以連續(xù)或不連續(xù)的礦物纖維絲的網(wǎng)片或織物的形式，或礦物纖維紗布的形式存在的。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的雙層織物加強(qiáng)物制品，其特征在于形成第一層的無紡織布優(yōu)選是由直接鑄造法生產(chǎn)而得的聚對苯二甲酸乙二醇酯的連續(xù)長絲構(gòu)成的均勻織物。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10任意之一的雙層織物加強(qiáng)物制品，其特征在于形成第一層的織物的纖維絲纖度為2-15dtex，優(yōu)選4-8dtex，第一層的單位面積重量為50g/m2-300g/m2，優(yōu)選80g/m2-200g/m2。
12.根據(jù)權(quán)利要求9-11任意之一的雙層織物加強(qiáng)物制品，其特征在于第二層優(yōu)選是由干法或濕法所制成的礦物纖維紗布，尤其是采用化學(xué)或熱粘合的不連續(xù)玻璃纖維。
13.根據(jù)權(quán)利要求9-12任意之一的雙層織物加強(qiáng)物制品，其特征在于第二層的單位面積重量為10g/m2-100g/m2，優(yōu)選40g/m2-60g/m2。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種適用于生產(chǎn)屋面用瀝青密封卷材的雙層織物加強(qiáng)物制品的生產(chǎn)方法及由此而獲得的加強(qiáng)物制品。本發(fā)明方法的特征在于，首先從基于無紡織布的第一層開始，通過機(jī)械或水力粘合使所說的無紡織布固定，并使之熱穩(wěn)定化，然后將此經(jīng)過固定和熱穩(wěn)定化的第一層與第二層礦物纖維層通過對應(yīng)膠粘或針刺，或通過縫編合并在一起。
文檔編號B32B5/26GK1133383SQ95101
公開日1996年10月16日 申請日期1995年2月10日 優(yōu)先權(quán)日1994年2月10日
發(fā)明者讓·巴拉維揚(yáng), 烏爾里?！ぱ哦? 羅伯特·格羅滕, 讓-雅克·貝克 申請人:弗羅伊登伯格斯潘韋伯股份有限公司