|
|
больше ...
Термины запроса в документе
Реферат
[RU] 1. Текстильная основа для битумных мембран, содержащая по меньшей мере один слой нетканого материала из непрерывных фильерных сложнополиэфирных волокон или штапельных сложнополиэфирных волокон, изготовленных из одинакового материала, и непрерывные высокомодульные армирующие нити, имеющие продольную ориентацию по отношению к указанному слою, причем армирующие нити имеют линейную плотность, составляющую от 30 до 200 текс, отличающаяся тем, что армирующие нити состоят из целлюлозных волокон. 2. Текстильная основа по п.1, отличающаяся тем, что сложнополиэфирные волокна или штапельные сложнополиэфирные волокна имеют линейную плотность от 0,5 до 6 дтекс, предпочтительно от 2,5 до 5 дтекс. 3. Текстильная основа по п.1, отличающаяся тем, что она имеет поверхностную плотность, составляющую от 157 до 204 г/м 2 . 4. Текстильная основа по п.1, отличающаяся тем, что армирующие нити представляют собой целлюлозные многоволоконные нити типа Lyocell. 5. 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 от 200 до 2500 °С и отверждают посредством химического связующего. 6. Способ по п.5, отличающийся тем, что значение плотности вязания составляет от 20 и 150 петель/см 2 . 7. Способ по п.5, отличающийся тем, что химическое связующее вводят путем пропитывания. 8. Способ по п.5, отличающийся тем, что связующее состоит из синтетических полимеров и полимеров на основе крахмала или целлюлозы. 9. Способ по п.8, отличающийся тем, что содержание полимеров составляет от 10 до 30 мас.%.
Полный текст патента
(57) Реферат / Формула:
1. Текстильная основа для битумных мембран, содержащая по меньшей мере один слой нетканого материала из непрерывных фильерных сложнополиэфирных волокон или штапельных сложнополиэфирных волокон, изготовленных из одинакового материала, и непрерывные высокомодульные армирующие нити, имеющие продольную ориентацию по отношению к указанному слою, причем армирующие нити имеют линейную плотность, составляющую от 30 до 200 текс, отличающаяся тем, что армирующие нити состоят из целлюлозных волокон. 2. Текстильная основа по п.1, отличающаяся тем, что сложнополиэфирные волокна или штапельные сложнополиэфирные волокна имеют линейную плотность от 0,5 до 6 дтекс, предпочтительно от 2,5 до 5 дтекс. 3. Текстильная основа по п.1, отличающаяся тем, что она имеет поверхностную плотность, составляющую от 157 до 204 г/м 2 . 4. Текстильная основа по п.1, отличающаяся тем, что армирующие нити представляют собой целлюлозные многоволоконные нити типа Lyocell. 5. 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 от 200 до 2500 °С и отверждают посредством химического связующего. 6. Способ по п.5, отличающийся тем, что значение плотности вязания составляет от 20 и 150 петель/см 2 . 7. Способ по п.5, отличающийся тем, что химическое связующее вводят путем пропитывания. 8. Способ по п.5, отличающийся тем, что связующее состоит из синтетических полимеров и полимеров на основе крахмала или целлюлозы. 9. Способ по п.8, отличающийся тем, что содержание полимеров составляет от 10 до 30 мас.%.
Евразийское ои 026047 (13) В1
патентное
ведомство
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ЕВРАЗИЙСКОМУ ПАТЕНТУ
(45) Дата публикации и выдачи патента 2017.02.28
(21) Номер заявки 201390719
(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 ДЛЯ БИТУМНЫХ МЕМБРАН
(31) MI2010A002107
(32) 2010.11.15
(33) IT
(43) 2013.09.30
(86) PCT/EP2011/069859
(87) WO 2012/065903 2012.05.24
(71) (73) Заявитель и патентовладелец:
ПОЛИТЕКС С.А.С. ДИ ФРОЙДЕНБЕРГ ПОЛИТЕКС С.Р.Л. (IT)
(72) Изобретатель:
Мильявакка Массимо (IT)
(74) Представитель:
Медведев В.Н. (RU)
(56) US-A-6131351 US-B2-6983779 US-A-5118550
(57) 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.
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 80°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 6 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 30 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 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 180°С до уровня от 1000 до 1600 даН по линейному измерению по сравнению с уровнем от 80 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
220°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 50 x 180 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 табл. 1; кривые, полученные при усреднении результатов для пяти образцов, представляют сравнение с аналогичной основой, армированной стеклянными нитями Vetrotex плотностью 68 текс.
Фиг. 3 и табл. 2 представляют результаты испытаний при растяжении при 180°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 на фиг. 3
Стекло
Lyocell
Поверхностная плотность (г/м^)
141
157
Прочность нити при растяжении (Н/50 мм)
177
Растяжение нити при разрыве (%)
2,21%
2,55%
Прочность нити на разрыв (Н/50
ММ/Г'М2)
0,05
0,11
Модуль упругости (МПа)
104
Растяжение при нагрузке 50 Н
1,38%
0,68%
Растяжение при нагрузке 80 Н
0,95%
Растяжение при нагрузке 100 Н
1,15%
Пример 2
Изготавливали непрерывные полиэтилентерефталатные волокна с линейной плотностью 3,3 дтекс, из них изготавливали два нетканых материала со случайным расположением волокон шириной 3,5 м и 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 15x 18 x 38 x 3 СВ с глубиной проникновения 13 мм и плотностью вязания 91 см/м2, пропитывали сополимером стирола и бутадиена и отверждали в печи при
200°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 50 x 180 мм для осуществления испытаний при растяжении в горячей камере при 180°С.
Результаты испытаний при растяжении при комнатной температуре представлены на фиг. 4 и в табл. 3; кривые, полученные при усреднении результатов для пяти образцов, представляют сравнение с аналогичной основой, армированной стеклянными нитями Vetrotex плотностью 68 текс.
Таблица 3. Результаты испытаний при растяжении при комнатной температуре образцов на фиг. 4
Стекло
Lyocell
Поверхностная плотность (г/м')
197
204
Прочность нити при растяжении (Н/50 мм)
576
688
Растяжение нити при разрыве (%)
3,9%
5,8%
Прочность композитного материала при растяжении (Н/50 мм)
526
525
Растяжение композитного материала при разрыве (%)
24,8%
18,8%
Нагрузка при растяжении 2% (Н/50 мм)
409
431
Прочность нити на разрыв (Н/50 мм/г-м2)
0,294
0,338
Модуль упругости композитного материала (МПа)
337
464
Фиг. 5 и табл. 4 представляют результаты испытаний при растяжении при 180°С; снова кривые, полученные при усреднении результатов для пяти образцов, представляют сравнение с аналогичной осно-
Механические свойства армирующих нитей
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 табл. 5. Таблица 5. Свойства армирующих нитей, исследованных в испытаниях при растяжении
Стекло
Lyocell 1100
Lyocell 1650
Линейная плотность (текс), г/км
120
180
Диаметр (мм)
0,182
0,322
0,394
Плотность (г/м^)
2,6
1,5
1,5
Поставщик
VSG
Hyosung
Hyosung
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. 6а-Ъ, фиг. 7а-Ъ и фиг. 8а-Ъ.
Испытания проводили, чтобы определить точку разрыва нити, которая соответствует максимуму на кривой зависимости растяжения от нагрузки. Далее представлены средние значения, вычисленные для трех образцов.
*Модуль упругости вычисляли при растяжении от 0,5 до 1% 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. Текстильная основа для битумных мембран, содержащая по меньшей мере один слой нетканого материала из непрерывных фильерных сложнополиэфирных волокон или штапельных сложнополиэфир-ных волокон, изготовленных из одинакового материала, и непрерывные высокомодульные армирующие нити, имеющие продольную ориентацию по отношению к указанному слою, причем армирующие нити имеют линейную плотность, составляющую от 30 до 200 текс, отличающаяся тем, что армирующие нити состоят из целлюлозных волокон.
2. Текстильная основа по п.1, отличающаяся тем, что сложнополиэфирные волокна или штапельные сложнополиэфирные волокна имеют линейную плотность от 0,5 до 6 дтекс, предпочтительно от 2,5 до 5 дтекс.
3. Текстильная основа по п.1, отличающаяся тем, что она имеет поверхностную плотность, составляющую от 157 до 204 г/м2.
4. Текстильная основа по п.1, отличающаяся тем, что армирующие нити представляют собой целлюлозные многоволоконные нити типа Lyocell.
5. 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 от 200 до 2500°С и отверждают посредством химического связующего.
6. Способ по п.5, отличающийся тем, что значение плотности вязания составляет от 20 и 150 петель/см2.
7. Способ по п.5, отличающийся тем, что химическое связующее вводят путем пропитывания.
8. Способ по п.5, отличающийся тем, что связующее состоит из синтетических полимеров и полимеров на основе крахмала или целлюлозы.
9. Способ по п.8, отличающийся тем, что содержание полимеров составляет от 10 до 30 мас.%.
Фиг. 8а
Испытание на растяжение 10 образцов нитей Lyocell 1650 (Hyosung)
Евразийская патентная организация, ЕАПВ Россия, 109012, Москва, Малый Черкасский пер., 2
026047
- 1 -
026047
- 1 -
026047
- 1 -
026047
- 1 -
026047
- 4 -
026047
- 7 -
026047
|
