|
|
больше ...
Термины запроса в документе
Реферат
[**] Армированная текстильная основа, предназначенная, в частности, для битумных мембран, содержащая, по меньшей мере, один слой сложнополиэфирного нетканого материала и непрерывные высокомодульные армирующие нити, имеющие продольную ориентацию по отношению к указанному слою. Армирующие нити состоят из целлюлозных многоволоконных нитей типа Lyocell. Систему соединяют посредством механического вязания или гидросплетения, стабилизируют посредством термической обработки при температуре от 200 до 250°С и отверждают посредством химического связующего материала. 
Полный текст патента
(57) Реферат / Формула:
Армированная текстильная основа, предназначенная, в частности, для битумных мембран, содержащая, по меньшей мере, один слой сложнополиэфирного нетканого материала и непрерывные высокомодульные армирующие нити, имеющие продольную ориентацию по отношению к указанному слою. Армирующие нити состоят из целлюлозных многоволоконных нитей типа Lyocell. Систему соединяют посредством механического вязания или гидросплетения, стабилизируют посредством термической обработки при температуре от 200 до 250°С и отверждают посредством химического связующего материала.
(19)
Евразийское
патентное
ведомство
(21) 201390719 (13) A1
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ЕВРАЗИЙСКОЙ ЗАЯВКЕ
(43) Дата публикации заявки 2013.09.30
(22) Дата подачи заявки
2011.11.10
(51) Int. Cl.
D04H13/00 (2006.01) B32B 5/26 (2006.01) D04H3/04 (2012.01) D04H 5/02 (2012.01) D04H1/435 (2012.01) D04H1/4258 (2012.01) D04H1/488 (2012.01)
(54)
АРМИРОВАННАЯ ТЕКСТИЛЬНАЯ ОСНОВА ИЗ ЦЕЛЛЮЛОЗНЫХ МНОГОВОЛОКОННЫХ НИТЕЙ, ПРЕДНАЗНАЧЕННАЯ, В ЧАСТНОСТИ, ДЛЯ БИТУМНЫХ МЕМБРАН
(31) MI2010A002107
(32) 2010.11.15
(33) IT
(вв) PCT/EP2011/069859
(87) WO 2012/065903 2012.05.24
(71) Заявитель:
ПОЛИТЕКС С.А.С. ДИ
ФРОЙДЕНБЕРГ ПОЛИТЕКС С.Р.Л. (IT)
(72) Изобретатель: Мильявакка Массимо (IT)
(74) Представитель:
Медведев В.Н. (RU)
(57) Армированная текстильная основа, предназначенная, в частности, для битумных мембран, содержащая, по меньшей мере, один слой слож-нополиэфирного нетканого материала и непрерывные высокомодульные армирующие нити, имеющие продольную ориентацию по отношению к указанному слою. Армирующие нити состоят из целлюлозных многоволоконных нитей типа Lyocell. Систему соединяют посредством механического вязания или гидросплетения, стабилизируют посредством термической обработки при температуре от 200 до 250°С и отверждают посредством хи-
2420-195964ЕА/085
АРМИРОВАННАЯ ТЕКСТИЛЬНАЯ ОСНОВА ИЗ ЦЕЛЛЮЛОЗНЫХ МНОГОВОЛОКОННЫХ
НИТЕЙ, ПРЕДНАЗНАЧЕННАЯ, В ЧАСТНОСТИ, ДЛЯ БИТУМНЫХ МЕМБРАН
Настоящее изобретение относится к текстильной основе, подходящей для водонепроницаемых битумных мембран.
Основы для битумных мембран, которые используют в водонепроницаемых кровлях, должны удовлетворять многим техническим требованиям.
Прежде всего, основы должны иметь механические свойства, подходящие для напряжений, которым подвергаются основы в процессе пропитывания битумом и во время последующей установки готовых мембран на кровли.
Кроме того, основы должны иметь превосходную устойчивость размеров под действием механического и термического напряжения, особенно в процессе пропитывания битумом и в течение срока службы мембран на кровле, когда основы подвергаются воздействию температур в широком интервале.
В данном отношении существует известный способ сочетания одной или более синтетических волоконных текстильных подложек с непрерывными высокомодульными нитями, например, изготовленными из стекла или других минеральных материалов, в том числе натуральных или синтетических, ориентированными в продольном направлении (патенты США № 5118550; № 4539254; № 6131351; европейский патент № 0806509).
Текстильные подложки и армирующие нити соединяют путем механического вязания или гидросплетения и отверждают, используя химический связующий материал.
В других конфигурациях, напротив, отверждение осуществляют термическим способом, расплавляя легкоплавкий компонент, добавляемый в подложку в форме волокон или нитей (патент США № 4504539).
Известные способы позволяют получать основы с хорошей жесткостью и устойчивостью размеров для устранения или уменьшения усадки в процессе изготовления или в течение срока службы мембран.
В частности, стеклянные армирующие нити широко используют вследствие их характеристик, связанных с высоким модулем упругости, а также благодаря их низкой стоимости. Однако использование стеклянных армирующих нитей имеет множество недостатков.
Стекло является хрупким, и нити проявляют ломкость во время соединения и, главным образом, в процессе вязания.
Излом, и, таким образом, отсутствие всего лишь только одной армирующей нити вызывает существенные повреждения готового изделия (битумной мембраны), если недостающая армирующая нить не обнаружена, и используется дефектная основа. Действительно, сложнополиэфирная часть подложки между двумя нитями, прилегающими к дефектной нити (за счет двойного расстояния просвета между двумя соседними нитями) ослабляется и, соответственно, в процессе пропитывания битумом подвергается структурным повреждениям (таким как уменьшение толщины, образование складок и т.д.).
Если обнаруживается излом армирующей нити, это означает, что производятся существенные количества основы низкого качества, и возникает значительный экономический ущерб, вследствие большой скорости изготовления основы и затраты времени на восстановительные процедуры.
В результате низкой упругости стекла, у которого растяжение при разрыве составляет приблизительно от 2,5 до 3,5%, армирующие нити не улучшают механические свойства основы в продольном направлении.
Искусственные волокна, изготовленные на основе целлюлозы, такие как вискоза, ацетат целлюлозы или другие модифицированные целлюлозные волокна, в настоящее время не используют для армирующих нитей текстильных основ в битумных мембранах.
Из патентной заявки США № 200401265677 и патента США № 6983779 известно использование многоволоконной нити под названием Lyocell, которую применяют для армирования шин, подвергающихся термическим нагрузкам в интервале температур от 60 до 8 0°С, для которых особый интерес представляют
механические свойства целлюлозных волокон в отношении поглощения влаги. Однако неизвестно использование целлюлозных волокон для изделий, подвергающихся более высоким термическим нагрузкам, таким как нагрузки, возникающие при погружении армированной текстильной основы в горячий битум (180-200°С) при изготовлении битумных мембран для кровли.
С учетом уровня техники, цель настоящего изобретения заключается в том, чтобы изготовить армированную текстильную основу для битумных мембран, которая сможет преодолеть недостатки, описанные выше и связанные с использованием стеклянных нитей.
Согласно настоящему изобретению, эта цель достигается при использовании текстильной основы, содержащей, по меньшей мере, один слой нетканого материала из синтетических волокон, и непрерывные высокомодульные армирующие нити, ориентированные продольно по отношению к указанному слою, которые представляют собой нити из целлюлозных волокон.
Каждый слой нетканого материала состоит из непрерывных сложнополиэфирных (фильерных) волокон или штапельных волокон, изготовленных из одинакового материала и имеющих линейную плотность от 0,5 до б дтекс, предпочтительно от 2,5 до 5 дтекс.
Армирующие нити из целлюлозных волокон предпочтительно содержат множество волокон типа Lyocell, описанных в патентной заявке США № 200401265677 и патенте США № 6983779, расположены на слое нетканого материала или между двумя слоями.
Эти нити имеют модуль упругости (модуль Юнга, Young), составляющий более чем 5 ГПа, предпочтительно более чем 20 ГПа.
Систему, состоящую из слоев нетканого материала и армирующих нитей, соединяют посредством механического вязания при плотности вязания от 20 до 150 петель/см2 или гидросплетения, затем стабилизируют посредством термической обработки при температуре от 200 до 250°С, предпочтительно от 220 до 240°С, используя каландрирование или печь с горячим воздухом (потоком воздуха) и, наконец, отверждают, используя химический связующий материал, в частности, акриловые, стирол-
бутадиеновые, виниловые полимеры и т.д., возможно, смешанные с полимерами, полученными из растительных крахмалов или целлюлозы, причем их содержание составляет от 10 до 3 0 мас.%.
Изготовленная таким способом основа имеет множество преимуществ.
Прежде всего, в этой основе невозможен излом армирующих нитей и, таким образом, не возникают последующие повреждения.
В процессе механического соединения можно также использовать вязальные иглы с очень высокой эффективностью вязания волокон и/или увеличивать плотность вязания в широких пределах, получая основы с улучшенными механическими свойствами без ослабления, вызванного изломом армирующих нитей.
Нити, описанные в настоящем изобретении, имеют значительно меньшую плотность, чем стекло (1,5 г/см3 и 2,6 г/см3, соответственно), что позволяет получать меньшую добавленную массу при такой же длине и удельном содержании; поскольку армирующие нити покупают по массе, меньшая плотность соответствует меньшей стоимости.
Благодаря повышенной прочности на разрыв по сравнению со стеклом, нити Lyocell можно изготавливать при значительно меньшем числе кручений на единицу длины. Это соответствует увеличению поверхности контакта между нитью и нетканым материалом вследствие того, что отдельные волокна могут расщепляться во время соединения и армирования матрицы.
Соответственно, увеличение поверхности контакта вследствие меньшей плотности и меньшего числа кручений приводит к увеличению адгезии армирующих нитей к матрице, создавая тем самым более высокую эффективность по сравнению со стеклом. Повышенная адгезия обеспечивает улучшенные характеристики, включая механическую и термическую прочность (нити из целлюлозных волокон не являются термопластичными) и устойчивость размеров.
Кроме того, полимерная природа нитей Lyocell и присутствие функциональных групп (-ОН) способствует образованию устойчивых химических связей с некоторыми семействами полимеров, широко используемых для химического отверждения. В случае стеклянных
армирующих нитей такая цель достигается за счет дорогостоящих добавок (силанов), добавляемых в связующую композицию, применяемую в процессе изготовления волокон.
Вследствие описанных выше преимуществ полученный результат представляет собой существенное повышение устойчивости размеров за счет увеличения модуля упругости при 18 0°С до уровня от 1000 до 160 0 даН по линейному измерению по сравнению с уровнем от 8 0 до 100 даН, полученным при использовании армирующих волокон, описанных в патенте США № 5118550.
Пример 1
Основу для битумной мембраны изготавливали, используя два слоя полиэтилентерефталатного штапельного волокнистого нетканого материала с линейной плотностью, равной 4 дтекс, соединенные двумя нитями Lyocell 1650 с линейной плотностью 180 текс (поставщик Hyosung), находящимися между ними в продольном направлении на взаимном расстоянии 8 мм, как представлено на фиг.1.
Основу вязали, используя иглы Grotz Becker 15x18x38x3 СВ с глубиной проникновения 11 мм и плотностью вязания 110 см/м2, пропитывали сополимером стирола и бутадиена и отверждали в печи при 22 0°С.
Суммарная плотность основы составляла 157 г/м2, и содержание полимера в готовом изделии составляло 17,5%.
Основу исследовали согласно стандарту ISO 9073, чтобы определить ее механические свойства при комнатной температуре. Кроме того, отбирали образцы размером 50x18 0 мм для осуществления испытаний при растяжении в горячей камере при 180°С.
Результаты испытаний при растяжении при комнатной температуре представлены на фиг.2 и в таблице 1; кривые, полученные при усреднении результатов для пяти образцов, представляют сравнение с аналогичной основой, армированной стеклянными нитями Vetrotex плотностью 68 текс.
Фиг. 3 и таблица 2 представляют результаты испытаний при растяжении при 18 0°С; снова кривые, полученные при усреднении результатов для пяти образцов, представляют сравнение с аналогичной основой, армированной стеклянными нитями Vetrotex плотностью 68 текс.
Таблица 2
Результаты испытаний при растяжении при 180°С образцов
Изготавливали непрерывные полиэтилентерефталатные волокна с линейной плотностью 3,3 дтекс, из них изготавливали два нетканых материала со случайным расположением волокон шириной
3,5 ми вставляли нити Lyocell 1100 линейной плотностью 120 текс (поставщик Hyosung), ориентированные продольно на взаимном расстоянии 8 мм (фиг.1).
Основу вязали, используя иглы Grotz Becker 15x18x38x3 СВ с глубиной проникновения 13 мм и плотностью вязания 91 см/м2, пропитывали сополимером стирола и бутадиена и отверждали в печи
при 2 0 0°С.
Суммарная плотность основы составляла 204 г/м2, и содержание полимера в готовом изделии составляло 23%.
Основу исследовали согласно стандарту ISO 9073, чтобы определить ее механические свойства при комнатной температуре. Кроме того, отбирали образцы размером 50x18 0 мм для осуществления испытаний при растяжении в горячей камере при
180°С.
Результаты испытаний при растяжении при комнатной температуре образцов на фиг.4.
Результаты испытаний при растяжении при комнатной температуре представлены на фиг.4 и в таблице 3; кривые, полученные при усреднении результатов для пяти образцов, представляют сравнение с аналогичной основой, армированной стеклянными нитями Vetrotex плотностью 68 текс.
растяжении при 18 0°С; снова кривые, полученные при усреднении результатов для пяти образцов, представляют сравнение с аналогичной основой, армированной стеклянными нитями Vetrotex плотностью 68 текс.
Таблица 4
Результаты испытаний при растяжении при 180°С образцов
Армирующие нити Lyocell (поставщик Hyosung) исследовали и сравнивали со стеклянными нитями Vetrotex (68 текс), проводя различные испытания при растяжении на динамометре MTS Qtest/5, оборудованного контактами и особой системой зажимов для исследования нитей.
Свойства армирующих нитей различных типов кратко представлены в следующей таблице 5.
Таблица 5
Свойства армирующих нитей, исследованных в испытаниях при
Данные испытания проводили при комнатной температуре и скорости растяжения 200 мм/мин, используя по 10 образцов для
каждого типа нити. Кривые зависимости растяжения от нагрузки обрабатывали, используя программное обеспечение Testworks 4 (MTS). Графики испытания при растяжении представлены на фиг.ба-Ь, фиг.7а-Ь и фиг.8а-Ь.
Результаты испытаний при растяжении образцов нитей на фиг.ба-b, фиг.7а-Ь и фиг.8а-Ь
Испытания проводили, чтобы определить точку разрыва нити, которая соответствует максимуму на кривой зависимости растяжения от нагрузки. Далее представлены средние значения, вычисленные для трех образцов.
Хотя модуль упругости и прочность на разрыв нити Lyocell меньше, чем у стеклянной нити, показано, что эффективность Lyocell выше благодаря меньшей плотности целлюлозы.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Армированная текстильная основа, предназначенная, в частности, для битумных мембран, содержащая, по меньшей мере, один слой нетканого материала из синтетических волокон, и непрерывные высокомодульные армирующие нити, имеющие продольную ориентацию по отношению к указанному слою, отличающаяся тем, что армирующие нити состоят из волокон целлюлозной природы.
2. Текстильная основа по п.1, отличающаяся тем, что каждый слой нетканого материала состоит из непрерывных, фильерных сложнополиэфирных волокон.
3. Текстильная основа по п.1, отличающаяся тем, что каждый слой нетканого материала состоит из сложнополиэфирных штапельных волокон.
4. Текстильная основа по п.2 или 3, отличающаяся тем, что синтетические волокна имеют линейную плотность от 0,5 до б дтекс, предпочтительно от 2,5 до 5 дтекс.
5. Текстильная основа по п.1, отличающаяся тем, что она имеет поверхностную плотность, составляющую от 20 до 500 г/м2.
6. Текстильная основа по п.1, отличающаяся тем, что армирующие нити представляют собой целлюлозные многоволоконные нити типа Lyocell.
7. Текстильная основа по любому из пп.1 или б, отличающаяся тем, что армирующие нити имеют линейную плотность, составляющую от 3 0 до 2 00 текс.
8. Текстильная основа по любому из пп.1, б и 7, отличающаяся тем, что расстояния между армирующими нитями составляют от 2 до 30 мм, предпочтительно от б до 12 мм.
9. Текстильная основа по любому из пп.1, б, 7 и 8, отличающаяся тем, что армирующие нити имеют модуль упругости, равный или составляющий более чем 5 ГПа, предпочтительно равный или составляющий более чем 2 0 ГПа.
10. Текстильная основа по п.1, отличающаяся тем, что
систему, которая состоит из слоя или слоев нетканого материала
и армирующих нитей, соединяют посредством механического вязания
и/или гидросплетения, стабилизируют посредством термической
обработки при температуре от 200 до 250°С и отверждают посредством химического связующего материала.
11. Текстильная основа по п.1, отличающаяся тем, что систему, которая состоит из слоя или слоев нетканого материала и армирующих нитей, отверждают термическим способом.
12. Текстильная основа по п.10, отличающаяся тем, что значение плотности вязания составляет от 20 и 150 петель/см2.
13. Текстильная основа по п.10, отличающаяся тем, что химический связующий материал вводят путем пропитывания.
14. Текстильная основа по п.10, отличающаяся тем, что связующий материал состоит из синтетических полимеров и полимеров на основе крахмала/целлюлозы.
15. Текстильная основа по п.14, отличающаяся тем, что содержание полимеров составляет от 10 до 2 5 мас.%.
По доверенности
ИЗМЕНЕННАЯ ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ, ПРЕДЛОЖЕННАЯ ЗАЯВИТЕЛЕМ ДЛЯ РАССМОТРЕНИЯ (СТАТЬЯ 34 РСТ)
1. Армированная текстильная основа, предназначенная, в частности, для битумных мембран, содержащая, по меньшей мере, один слой нетканого материала из синтетических волокон, и непрерывные высокомодульные армирующие нити, имеющие продольную ориентацию по отношению к указанному слою, причем армирующие нити имеют модуль упругости, равный или составляющий более чем 5 ГПа, предпочтительно равный или составляющий более чем 2 0 ГПа, отличающаяся тем, что армирующие нити состоят из волокон целлюлозной природы.
2. Текстильная основа по п.1, отличающаяся тем, что каждый слой нетканого материала состоит из непрерывных, фильерных сложнополиэфирных волокон.
3. Текстильная основа по п.1, отличающаяся тем, что каждый слой нетканого материала состоит из сложнополиэфирных штапельных волокон.
4. Текстильная основа по п.2 или 3, отличающаяся тем, что синтетические волокна имеют линейную плотность от 0,5 до б дтекс, предпочтительно от 2,5 до 5 дтекс.
5. Текстильная основа по п.1, отличающаяся тем, что она имеет поверхностную плотность, составляющую от 20 до 500 г/м2.
6. Текстильная основа по п.1, отличающаяся тем, что армирующие нити представляют собой целлюлозные многоволоконные нити типа Lyocell.
7. Текстильная основа по любому из пп.1 или б, отличающаяся тем, что армирующие нити имеют линейную плотность, составляющую от 3 0 до 2 00 текс.
8. Текстильная основа по любому из пп.1, б и 7, отличающаяся тем, что расстояния между армирующими нитями составляют от 2 до 30 мм, предпочтительно от б до 12 мм.
9. Способ изготовления текстильной основы по п.1, отличающийся тем, что систему, которая состоит из слоя или слоев нетканого материала и армирующих нитей, соединяют посредством механического вязания и/или гидросплетения, стабилизируют посредством термической обработки при температуре
1.
от 200 до 250°С и отверждают посредством химического связующего материала.
10. Способ изготовления текстильной основы по п.1, отличающийся тем, что систему, которая состоит из слоя или слоев нетканого материала и армирующих нитей, отверждают термическим способом.
11. Способ по п. 9, отличающийся тем, что значение плотности вязания составляет от 20 и 150 петель/см2.
12. Способ по п.9, отличающийся тем, что химический связующий материал вводят путем пропитывания.
13. Способ по п.9, отличающийся тем, что связующий материал состоит из синтетических полимеров и полимеров на основе крахмала/целлюлозы.
14. Способ по п.13, отличающийся тем, что содержание полимеров составляет от 10 до 25 мас.%.
По доверенности
195964еа
Слои
полиэтилентерефталата (PET)
Армирующие волокна
Схема основы битумной мембраны
ФИГ.1
ФИГ.2
Сравнение кривых зависимости растяжения от нагрузки в механических испытаниях при комнатной температуре для образцов, армированных стеклянными нитями и Lyocell 1650 (нетканый материал из полиэтилентерефталатных штапельных волокон). График справа представляет собой увеличенный фрагмент графика слева в интервале растяжения от 0 до 5%
Кривые зависимости растяжения от нагрузки в механических испытаниях при 180°С
Q. |_
0,20 0,18 0,16 0,14 0,12 0,10 0,08 0,06 0,04 0,02 0,00
Стеклянные нити
0 10 20 30 40 50 60 70
Растяжение (%)
90 100 110
ФИГ.З
Сравнение кривых зависимости растяжения от нагрузки в механических испытаниях при 180°С для образцов, армированных стеклянными нитями и Lyocell 1650 (нетканый материал из полиэтилентерефталатных штапельных волокон). График справа представляет собой увеличенный фрагмент графика слева в интервале растяжения от 0 до 5%.
ФИГ.4
Сравнение кривых зависимости растяжения от нагрузки в механических испытаниях при комнатной температуре для образцов, армированных стеклянными нитями и Lyocell 1100 (нетканый материал из непрерывных полиэтилентерефталатных волокон). График справа представляет собой увеличенный фрагмент графика слева в интервале растяжения от 0 до 7%
Кривые зависимости растяжения от нагрузки в механических испытаниях при 180°С
Растяжение (%)
ФИГ.5
Сравнение кривых зависимости растяжения от нагрузки в механических испытаниях при 180°С для образцов, армированных стеклянными нитями и Lyocell 1100 (нетканый материал из непрерывных полиэтилентерефталатных волокон). График справа представляет собой увеличенный фрагмент графика слева в интервале растяжения от 0 до 7%
ФИГ.ба
Испытание на растяжение 10 образцов нитей Vetrotex плотностью 68 текс
Нагрузка (Н)
2422-
Растяжение (%)
ФИГ.бЬ
Увеличенный фрагмент фиг.ба в интервале растяжения от 0 до 1,5%
Нагрузка (Н)
60 т
Растяжение (%)
ФИГ.7а
Испытание на растяжение 10 образцов нитей Lyocell 1100 (Hyosung)
Нагрузка (Н)
40т
Растяжение (%)
ФИГ.7Ь
Увеличенный фрагмент фиг.7а в интервале растяжения от 0 до 3%
01 2345678
Растяжение (%)
ФИГ.8а
Испытание на растяжение 10 образцов нитей Lyocell 1650 (Hyosung)
0 -I 1 1 1 1 1 1
0,0 1,0 2,0 3,0
Растяжение (%)
ФИГ.8Ь
Увеличенный фрагмент фиг.8а в интервале растяжения от 0 до 3%
ИЗМЕНЕННАЯ СТРАНИЦА
ИЗМЕНЕННАЯ СТРАНИЦА
1/11
1/11
2/11
2/11
3/11
3/11
3/11
3/11
5/11
5/11
9/11
9/11
|
