ИМЕЮЩИЙ ОСНОВУ ПРОКЛАДОЧНЫЙ МАТЕРИАЛ, СПОСОБЫ ЕГО ПРОМЫШЛЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА И ЕГО ПРИМЕНЕНИЯ
SEALING MATERIAL WITH BASE, METHODS OF ITS INDUSTRIAL PRODUCTION AND ITS APPLICATION

Изобретение относится к новой связующей системе и ее применению в текстильных тканях, а также к продуктам, содержащим связующую систему, или текстильным тканям, содержащим ее.
Текстильные ткани, особенно имеющие основу прокладочные материалы для промышленного изготовления пленочного кровельного покрытия, должны отвечать различным требованиям. В частности, имеющие основу прокладочные материалы должны обладать достаточной механической стабильностью, такой как хорошая прочность при перфорации и хорошая прочность при растяжении, имеющая место, например, при обработке, такой как покрытие битумом, или при настиле. Кроме того, необходимы высокая термостойкость, например, во время покрытия битумом или стабильность в отношении излучаемого тепла и устойчивость к распространяющемуся огню. Таким образом, существовало множество попыток улучшения существующих имеющих основу прокладочных материалов в отношении данных требований.
Один способ усовершенствования заключается в том, чтобы объединить нетканые полотна на синтетической нетканой основе с армирующими волокнами, такими как стекловолокно, для того, чтобы улучшить их механическую стабильность. Примеры таких изолирующих материалов можно найти в документах GB-A-1517595, DE-Gbm-77-39489, JP-A-81-5879, EP-A-160609, EP-A-176-847, EP-A-403403 и EP-A-530769. Нетканый материал и армирующие волокна соединяют согласно данному современному уровню техники либо склеивая при помощи связующего вещества, либо посредством иглопробивания слоев, изготовленных из различных материалов.
Другой способ усовершенствования заключается в промышленном производстве композиционных материалов сплетением или посредством сварки сшиванием (DE-A-3347280, US-A-4472086, EP-A-333602 и EP-A-395548) или в том, чтобы осуществить объединение армирующих волокон в виде двухкомпонентных волокон с неткаными полотнами на основе синтетических волокон (US-A-4504539 и EP-A-0281643).
Технические текстильные ткани, известные на современном уровне техники, проявляют хорошие специфичные для применения свойства, тем не менее все еще остается постоянная задача усовершенствования даже данных продуктов, по возможности, не увеличивая производственные затраты.
Таким образом, задача по настоящему изобретению заключалась в том, чтобы предоставить усовершенствованные текстильные ткани, особенно подходящие в качестве имеющего основу прокладочного материала для пергамина, кровельных и изолирующих материалов с покрытием, и которые можно изготавливать в промышленных объемах по разумной цене. Дополнительная задача по изобретению заключалась в том, чтобы убедиться, что на текстильные ткани можно наносить покрытия известными и традиционными способами.
К удивлению, в настоящей работе было обнаружено, что текстильные ткани, укрепляемые посредством связующей системы, обладали улучшенной способностью сохранять размеры при высоких температурах и что, несмотря на водопоглощение, характеристики старения, гибкость или стабильность значительно не ухудшались.
Таким образом, объект по настоящему изобретению представляет собой текстильную ткань, укрепляемую посредством связующей системы, содержащей:
a) от 10 до 90% масс. водной дисперсии полимеризатов на основе конъюгированных алифатических диенов и виниловых ароматических соединений,
b) от 90 до 10% масс. крахмала,
c) от 0 до 10% масс. добавок,
с количествами в процентных соотношениях по массе относительно сухой массы связующей системы, то есть без воды.
Другой объект по настоящему изобретению представляет собой связующую систему, применяемую по изобретению.
К удивлению, текстильная ткань, производимая посредством связующей системы по изобретению, обладает более высокой способностью сохранять размеры при термообработке по сравнению с текстильными тканями, которые связаны с одним только компонентом a). Также неожиданно, что стабильность и характеристики старения остаются неизменными, хотя специалист в данной области ожидал бы их ухудшения.
Текстильная ткань, укрепляемая по изобретению, усовершенствована в отношении стабильности, характеристик старения и гибкости по сравнению с текстильной тканью, содержащей только один компонент b) в качестве связующего вещества.
Частично используя крахмал в качестве замены, можно осуществить значительное снижение издержек. Дополнительно, совершенно не содержащую формальдегид связующую систему получают без необходимости допускать нарушение в свойствах продукта. К удивлению, свойства продукта даже улучшаются.
Как таковая водная дисперсия полимеризатов, основанных на конъюгированных алифатических диенах и виниловых ароматических соединениях, применяемых по изобретению, хорошо известна. Подходящие дисперсии и способы промышленного производства описаны, например, в DE-A-2602445, DE-A-2602444 и US-B-3575913.
Обычно известные эмульгаторы или защитные коллоиды можно добавлять для того, чтобы стабилизировать водные полимерные дисперсии. Специалисту в данной области они известны (Houben-Weyl, Methoden der org. Chemie, vol. XIV/1 , 1961, Stuttgart). Примеры эмульгаторов представляют собой полиалкиленгликоль, сульфированные парафиновые углеводороды, высшие алкилсульфаты (например, лаурилсульфат), соль щелочного метала жирных кислот, такую как стеарат натрия или олеат натрия, сложные полуэфиры серной кислоты и этоксилированных спиртов жирных кислот, соли сложных эфиров и сложных полуэфиров алкилполиоксиэтиленсульфосукцинатов, соли сульфонированных алкилароматических веществ, такие как додецилбензолсульфонат натрия, этоксилированные C4-C12-алилфенолы и продукты их сульфирования, а также сложные эфиры сульфоянтарной кислоты. Примеры защитных коллоидов представляют собой алкилгидроксиалкилцеллюлозы, частично или полностью гидролизованные поливинилспирты и их сополимеры, акриловую кислоту, гомополимеры и сополимеры и их частично нейтрализованные соли, сополимеры акриламида, сополимеры полиакрилата и их соли, карбоксиалкилцеллюлозу, такую как карбоксиметилцеллюлозу и ее соли.
Более того, полимерные дисперсии могут содержать карбоксильные группы, внесенные в полимеры для стабилизации.
Водные дисперсии, применяемые по изобретению, обычно производят посредством эмульсионной полимеризации:
a) от 20 до 80 массовых частей конъюгированных алифатических диенов,
b) от 20 до 80 массовых частей виниловых ароматических соединений,
c) от 0 до 10 массовых частей этиленненасыщенных карбоновых кислот и/или дикарбоновых кислот,
d) от 0 до 20 массовых частей нитрилов этиленненасыщенных карбоновых кислот
в присутствии воды, эмульгаторов и растворимых в воде катализаторов.
Содержание эмульгаторов обычно составляет от 1 до 5 массовых частей (относительно 100 массовых частей компонентов от a) до d)).
Предпочтительные дисперсии можно получить посредством эмульсионной полимеризации от 25 до 65 массовых частей компонента a), от 25 до 65 массовых частей компонента b), от 0,1 до 6 массовых частей компонента c) и/или от 0,1 до 15 массовых частей компонента d).
Особенно предпочтительные дисперсии содержат максимально 5 массовых частей этиленненасыщенных карбоновых кислот и/или дикарбоновых кислот, особенно максимально 3 массовые части этиленненасыщенных карбоновых кислот и/или дикарбоновых кислот, особенно наиболее предпочтительно, неэтиленненасыщенных карбоновых кислот и/или дикарбоновых кислот, содержащих кислоты, упомянутые выше, а также их производные.
Особенно предпочтительные дисперсии содержат максимально 5 массовых частей нитрилов этиленненасыщенных карбоновых кислот, особенно максимально 3 массовые части нитрилов этиленненасыщенных карбоновых кислот, особенно наиболее предпочтительно нитрилов неэтиленненасыщенных карбоновых кислот.
Бутадиен, изопрен, пентадиен-1,3, диметилбутадиен и/или циклопентадиен предпочтительно рассматривают в качестве конъюгированных алифатических диенов (компонент a)).
Стирол, a-метилстирол и/или винилтолуол особо упомянуты в качестве винилароматических соединений (компонент b)).
α, β-моноэтиленненасыщенные моно- и дикарбоновые кислоты с от 3 до 6 C-атомами, такие как акриловая кислота, метакриловая кислота, малеиновая кислота, фумаровая кислота и итаконовая кислота, предпочтительно используют в качестве этиленненасыщенных карбоновых кислот и/или дикарбоновых кислот (компонент c)).
Акриловый нитрил и/или метакриловый нитрил особо упомянуты в качестве нитрилов этиленненасыщенных карбоновых кислот.
Системы, обычно применяемые при эмульсионной полимеризации, добавляют в качестве катализаторов. Такие растворимые в воде системы, такие как пероксиды и азосоединения, известны специалисту в данной области. Обычно растворимые в воде катализаторы добавляют в количестве от 0,1 до 2,0% масс. относительно общей массы полимеризуемых мономеров.
Кроме того, известные регуляторы молекулярного веса и другие вспомогательные средства, например комплексообразователи для возбуждения ионов металлов, или ингибиторы, например простой монометиловый эфир гидрохинона, можно добавлять при эмульсионной полимеризации (см. Houben-Weyl, Methoden der organischen Chemie, vol. XIV/1 , pp. 297 ff., 1961 , Stuttgart; Hans-Georg Elias; Makromoleküle; 1990; Hüttig&Wepf Verlag, Basel, Heidelberg, New York).
Поскольку ненасыщенные карбоновые кислоты и/или дикарбоновые кислоты (компонент c) применяют для полимеризации, будет необходима нейтрализация основаниями.
Содержание твердых веществ в дисперсиях, применяемых по изобретению, составляет от 30 до 70% масс., предпочтительно от 35 до 68% масс., особенно предпочтительно от 40 до 67% масс. (определенных в соответствии с DIN EN ISO 3251).
Вязкость дисперсий, применяемых по изобретению, составляет от 10 до 2200 мПа·с, особенно от 10 до 500 мПа·с, особенно предпочтительно от 15 до 300 мПа·с (определенных в соответствии с DIN EN ISO 3219 при 23°C).
Полимерные дисперсии, применяемые по изобретению, предпочтительно представляют собой анионные дисперсии, дополнительно, предпочтительными являются батотонические и/или термически сшиваемые дисперсии. Такие термически сшиваемые дисперсии, которые сшивают при температуре в диапазоне от 120°C и 200°C, являются предпочтительными. Батотонические дисперсии могут быть частично сшитыми, особенно, если доли воды удаляют из водной дисперсии.
Дисперсии, применяемые по изобретению, продаются под такими названиями, как Synthomer (Synthomer Ltd.), Lutofan или Styrofan (BASF AG), SRG Types (Dow Chemicals) и Plextol SBV Types (PolymerLatex).
Крахмалы, применяемые по изобретению, не подлежат никакому ограничению, однако они должны быть совместимы с водной полимерной дисперсией и также со связующей жидкостью. Подходящие крахмалы представляют собой природные - так называемые - нативные крахмалы и модифицированные крахмалы, такие как катионные или анионные крахмалы или производные крахмала (так называемые химически модифицированные крахмалы). Как правило, предпочтительны крахмалы, обладающие достаточной растворимостью в холодной и/или горячей среде.
Группа крахмалов, которые можно использовать в контексте изобретения, содержит крахмалы, извлеченные из растительного сырья. Они включают в себя, среди прочего, крахмалы из клубней, таких как картофель, маниок, марранта, батата, из семян, таких как пшеница, кукуруза, рожь, рис, ячмень, просо, овсяное зерно, сорго обыкновенное, из фруктов, таких как каштаны, желуди, бобы, горох, и других бобовых, бананов, а также из растительной мякоти, например пальмы саго.
Крахмалы, которые можно использовать в контексте изобретения, по существу состоят из амилозы и амилопектина при изменении количественных соотношений.
w
2
8
4
7
Молекулярные массы крахмалов, применимых по изобретению, могут меняться в широком диапазоне. Крахмалы, состоящие по существу из смеси амилозы и амилопектина, предпочтительно обладают молекулярной массой M в диапазоне от 5×10 до 1×10, особенно предпочтительно от 5×10 до 1×10.
В дополнение к крахмалам природного растительного происхождения в равной степени также предпочтительны крахмалы, которые химически модифицировали, ферментативно экстрагировали, рекомбинантного происхождения или которые изготовили биотрансформацией (биокатализ).
Термин «биокатализ» также используют в качестве синонима для термина «биотрансформация».
«Химически модифицированные крахмалы» определяют как крахмалы, чьи свойства химически модифицировали по сравнению с природными свойствами. Их по существу получают посредством трансформирования аналогов полимера, где крахмал обрабатывают моно-, би- или полифункциональными реагентами или окислителями. В данном способе, предпочтительно, гидроксильные группы крахмала модифицируют посредством образования простого эфира, образования сложного эфира или избирательного окисления; или модификация основана на радикально инициированной привитой сополимеризации поддающихся сополимеризации ненасыщенных мономеров с основной цепью крахмала.
К особенным химически модифицированным крахмалам, среди прочего, относятся сложные эфиры крахмала, такие как ксантогенаты, ацетаты, фосфаты, сульфаты, нитраты, простые эфиры крахмала, такие как неионные, анионные или катионные простые эфиры крахмала, окисленные крахмалы, такие как диальдегидный крахмал, карбоксикрахмал, крахмалы, разрушаемые персульфатом и похожими веществами.
В лингвистическом использовании по изобретению «ферментативные крахмалы» относятся к крахмалам, которые экстрагируют из ферментативных процессов, используя природные организмы, такие как грибы, морские водоросли или бактерии, или которые можно экстрагировать при активации и с помощью ферментативных процессов. Примеры крахмалов, получаемых в ферментативных процессах, включают в себя среди прочих аравийскую камедь и родственные полисахариды (геллановая камедь, гхатти камедь, камедь карайи, трагакантовая камедь), ксантан, эмульсан, рхамсан, веллан, шизофиллан, полигалактуронаты, ламинарин, амилозу, амилопектин и пектины.
«Крахмалы рекомбинантного происхождения» или «рекомбинантные крахмалы» в изобретении относятся к крахмалам, которые экстрагируют при ферментативных процессах, используя неприродные организмы, но при помощи природных организмов, которые модифицируют с использованием генетических способов, таких как грибы, морские водоросли или бактерии, или которые можно экстрагировать при активации и с помощью ферментативных процессов. Примеры крахмалов, получаемых при ферментативных, генетически модифицированных способах, включают в себя среди прочего амилозу, амилопектин и полиглюканы.
В контексте изобретения «крахмалы, изготавливаемые биотрансформацией» обозначают, что крахмалы, амилоза, амилопектин или полиглюканы получают при каталитическом взаимодействии мономерных основных модулей, то есть, как правило, олигомерные сахариды, особенно моно- и дисахариды, используя биокатализатор (также: фермент) в специальных условиях. Примеры крахмалов, получаемые биокаталитическими способами, среди прочего представляют собой полиглюкан и модифицированные полиглюканы, полифруктан и модифицированные полифруктаны.
Дополнительно, изобретение также включает производные отдельных упомянутых крахмалов. В данном способе термины «производные крахмалов» или «крахмальные производные», как правило, относится к модифицированным крахмалам, то есть таким крахмалам, в которых природное соотношение амилоза/амилопектин изменяли, проводили предварительную желатинизацию, которые подвергали гидролитическому расщеплению или которые химически получали в виде производного.
К определенным производным крахмалов среди прочих принадлежат окисленные крахмалы, например диальдегидный крахмал или другие продукты окисления с карбоксильными функциональными группами или нативные ионные крахмалы (например, с фосфатными группами) или дополнительно ионно-модифицированные крахмалы, обозначающие как анионные, так и катионные модификации.
К деструктурированным крахмалам, которые можно использовать в контексте изобретения, принадлежат крахмалы, которые, например, гомогенизировали посредством глицерина, таким образом, чтобы более не происходило рефлексов кристаллических структур при дифракции рентгеновских лучей, и крахмальное зерно или двоякопреломляющие области больше не были бы видны при тысячекратном увеличении в поляризационном микроскопе. В данном контексте приведена ссылка на документ DE-A1-3931363, описание деструктурированных крахмалов в которой также является частью настоящего описания.
Крахмалы, применяемые по изобретению, продаются, например, в Cargill, National Starch, Penford Products Co Purac или Südstärke.
Особенно предпочтительными являются крахмалы, которые обладают достаточной растворимостью в холодной и/или горячей среде. Достаточную растворимость получают, если вязкость связующей системы по изобретению обеспечивает соответствующую возможность использования в работе.
Связующая система, применяемая по изобретению, может также содержать до 10% масс. добавок. Они включают в себя коммерческие добавки, такие как консерванты, стабилизаторы, антиоксиданты, противовспениватели, вещества, придающие водонепроницаемость, УФ-стабилизаторы, наполнители и/или краситель. Они частично содержатся в коммерческих продуктах и придают стабильность при хранении и транспортировке, или их можно добавлять позже для того, чтобы соответствовать техническим требованиям заказчика.
Количество связующей системы по изобретению, применяемой в текстильной ткани, предпочтительно составляет от 5 до 35% масс. сухого связующего вещества после высушивания, в частности от 10 до 30% масс., особенно предпочтительно от 10 до 25% масс. сухого связующего вещества относительно общей массы необработанной текстильной ткани.
Термин «текстильная ткань» в контексте настоящего описания следует понимать в его наиболее широком значении. Он может относиться ко всем волокнистым тканям, производимым по технологиям создания тканей. Образующие волокна материалы включают в себя природные волокна и/или волокна, изготовленные из синтетических полимеров. Примеры таких текстильных материалов представляют собой тканые полотна, холсты, трикотажные полотна, а также, предпочтительно, нетканые материалы.
Фильерные нетканые материалы, так называемый спанбонд, производимые при случайном смещении только что сформованных из расплава нитей, являются предпочтительными из нетканых материалов, изготовленных из синтетических полимерных волокон. Они состоят из бесконечных синтетических волокон, сделанных из подходящих для плавления полимерных материалов. Подходящие полимерные материалы представляют собой, например, полиамиды, такие как полигексаметилендиадипамид, поликапролактам, ароматические или частично ароматические полиамиды («арамиды»), алифатические полиамиды, такие как нейлон, частично ароматические или полностью ароматические сложные полиэфиры, полифениленсульфид (PPS), полимеры с простыми эфирными и кетогруппами, такие как полиэфиркетоны (PEK) и полиэфирэфиркетоны (PEEK), полиолефины, такие как полиэтилен или полипропилен, или полибензимидазолы.
Предпочтительно, фильерные нетканые материалы состоят из способных к образованию из расплава сложных полиэфиров. В принципе, все типы сложного полиэфирного материала, подходящие для получения волокон, можно принять во внимание. Такие сложные полиэфиры, по большей части, состоят из компонентов, получаемых из ароматических дикарбоновых кислот и алифатических диолов. Обычные компоненты ароматических дикарбоновых кислот представляют собой двухвалентные остатки бензолдикарбоновой кислоты, особенно терефталевой кислоты и изофталевой кислоты; обычные диолы содержат от двух до четырех атомов C, причем этиленгликоль является особенно подходящим. Фильерные нетканые материалы, которые состоят, по меньшей мере, из 85% мол. полиэтилентерефталата, особенно предпочтительны. Оставшиеся 15% мол. затем составляют из единиц дикарбоновой кислоты и единиц гликоля, которые действуют в качестве так называемых модифицирующих средств, которые позволяют специалисту в данной области сознательно влиять на физические и химические характеристики получаемых нитей. Примеры таких единиц дикарбоновой кислоты представляют собой остатки изофталевой кислоты или алифатической дикарбоновой кислоты, такие как глутаровая кислота, адипиновая кислота и себациновая кислота; примеры остатков модифицированных диолов представляют собой остатки, составленные из длинноцепочечных диолов, таких как пропандиол или бутандиол, из ди- или триэтиленгликоля или, если присутствует в небольших количествах, из полигликоля с молярной массой приблизительно от 500 до 2000.
Сложные полиэфиры, содержащие, по меньшей мере, 95% мол. полиэтилентерефталата (PET), являются особенно предпочтительными, особенно полиэфиры, состоящие из немодифицированного PET.
Если имеющие основу прокладочные материалы дополнительно будут обладать огнезащитным действием, предпочтительно, если их изготавливают из модифицированных в отношении защиты от огня сложных полиэфиров. Такие модифицированные в отношении защиты от огня сложные полиэфиры известны. Они содержат добавки галогенсодержащих соединений, в частности соединений брома, или, когда они особенно предпочтительны, они содержат фосфорные соединения, которые сконденсированы в цепи сложного полиэфира.
Особенно предпочтительно, фильерные нетканые материалы содержат модифицированные в отношении защиты от огня сложные полиэфиры, содержащие модули в цепи формулы (I)
1
1
где R представляет собой щелочь или полиэтилен с от 2 до 6 атомов C или фенил и R представляет собой алкил с от 1 до 6 атомов C, арил или алкил, сконденсированных внутри. Предпочтительно, в формуле (I) R обозначает этилен и R обозначает метил, этил, фенил или o-, m- или p-метилфенил, особенно метил. Такие фильерные нетканые материалы описаны, например, в DE-A-3940713.
Сложные полиэфиры, содержащиеся в фильерных нетканых материалах, предпочтительно имеют молекулярную массу, соответствующую собственной вязкости (IV) от 0,6 до 1,4, измеренной в растворе 1 г полимера в 100 мл дихлоруксусной кислоты при 25°C.
Отдельные титры нитей сложного полиэфира в фильерном нетканом материале составляют от 1 до 16 дтекс, предпочтительно от 2 до 8 дтекс.
В дополнительном варианте осуществления изобретения текстильная ткань фильерного нетканого материала может также представлять собой плавкий соединенный со связующим веществом нетканый материал, который содержит волокна основы и термоплавкого клея. Волокна основы и термоплавкого клея можно получить из любого термопластичного образующего нити полимера. Волокна основы можно также получить из неплавящихся образующих нити полимеров. Такие фильерные нетканые материалы термоплавких связующих веществ описаны, например, в EP-A 0446822 и EP-A 0590629.
Примеры полимеров, из которых можно получить волокна основы, представляют собой полиакрилонитрил, полиолефины, такие как полиэтилен или полипропилен, по существу алифатические полиамиды, такие как нейлон 6,6, по существу ароматические полиамиды (арамиды), такие как поли-(p-фенилентерефталат) или сополимеры, содержащие правильное соотношение ароматических единиц m-диамина для улучшения растворимости или поли-(m-фениленизофталат), по существу ароматические сложные полиэфиры, такие как поли-(p-гидроксибензоат) или, предпочтительно, по существу алифатические сложные полиэфиры, такие как полиэтилентерефталат.
Относительное соотношение двух типов волокон можно выбрать в широком интервале значений, в то же время убедившись, что соотношение волокон термоплавкого клея достаточно для соединения волокон основы с волокнами термоплавкого клея, тем самым придавая нетканому материалу прочность, достаточную для предполагаемого применения. Соотношение термоплавкого клея в нетканом материале, происходящего из волокон термоплавкого клея, обычно составляет менее чем 50% масс. (относительно массы нетканого материала).
Модифицированные сложные полиэфиры, имеющие температуру плавления от 10 до 50°C, предпочтительно от 30 до 50°C, более низкую, чем сырье нетканого материала, особенно рассматривают в качестве термоплавкого клея. Примеры такого термоплавкого клея представляют собой полипропилен, полибутилентерефталат или полиэтилентерефталат, модифицированный при конденсации длинноцепочечных диолов и/или изофталевой кислоты или алифатической дикарбоновой кислоты.
Термоплавкие клеи предпочтительно вносят в нетканые материалы в форме волокон.
Волокна основы и термоплавкого клея предпочтительно изготавливают из одного класса полимеров. Это обозначает, что все используемые волокна выбраны из одного класса веществ, так что их можно легко перерабатывать после того, как применили нетканый материал. Если волокна основания состоят из сложного полиэфира, например, выбранные волокна термоплавкого клея будут аналогично представлять собой сложный полиэфир или смесь сложных полиэфиров, например, в виде бикомпонентных волокон с PET внутри и сополимера полиэтилентерефталата, обладающего низкой температурой плавления в качестве наружной оболочки. В дополнение, тем не менее, бикомпонентные волокна, которые изготавливают из различных полимеров, также возможны. Примеры таковых представляют собой бикомпонентные волокна сложного полиэфира и полиамида (внутренняя часть/наружная оболочка).
Титр мононити волокон основания и термоплавкого клея можно выбирать в широком интервале величин. Примеры обычных титров находятся в диапазоне от 1 до 16 дтекс, предпочтительно от 2 до 6 дтекс.
Поскольку имеющие основу прокладочные материалы по изобретению дополнительно обладают огнезащитными свойствами, они предпочтительно содержат огнезащитные термоплавкие клеи. Полиэтилентерефталат, модифицированный посредством встраивания элементов цепи формулы (I), упомянутой выше, может присутствовать в качестве огнезащитного термоплавкого клея в слое ткани по изобретению.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения текстильную ткань подвергают механическому и химическому соединению со связующей системой по изобретению. Такое соединение дополнительно улучшает потребительские свойства, имеющего основу прокладочного материала.
Соединение можно осуществить на отдельных стадиях или совместно, в то же время убедившись, что, особенно при наличии армирования, необязательно существующее армирование не повреждено или только не очень сильно повреждено. Соединение выполняют посредством известных способов. Не ограничивая возможные способы, подходят механические способы, такие как иглопробивание, особенно гидродинамическое соединение, а также химические и/или термопластические способы.
2
2
Поскольку соединение осуществляют иглопробиванием, его выполняют при плотности полотен от 20 до 100 проколов/см, предпочтительно при 40 проколов/см. Гидродинамическое соединение можно также осуществлять вместо или в дополнение к механическому иглопробиванию. Предпочтительно, данный способ представляет собой гидравлическое иглопробивание. Давление при гидравлическом иглопробивании предпочтительно составляет от 5 до 600 бар, в частности от 50 до 450 бар, особенно предпочтительно от 100 до 300 бар.
Диаметр сечения насадки составляет от 0,05 до 0,25 мм, предпочтительно от 0,07 до 0,2 мм. Насадки устроены в виде так называемых лепестков. Число насадок составляет от 10 до 60 насадок на дюйм, предпочтительно от 20 до 40 на дюйм.
Аналогично другие жидкие среды можно использовать вместо воды, и гидравлическое иглопробивание можно выполнить на нескольких отдельных стадиях. Гидравлическое иглопробивание можно выполнить при помощи струйного устройства непрерывного действия или также посредством пульсирующего гидравлического устройства, причем частота импульсов не ограничена. Гидравлическое иглопробивание особенно предпочтительно при наличии армирования.
Нити или комплексная пряжа, составляющие нетканые материалы, могут обладать фактически круглым поперечным сечением или могут также иметь другие формы, такие как гантелеобразные, почкообразные, треугольные, трилопастные или многолопастные поперечные сечения. Волокно с полой сердцевиной и бикомпонентные или многокомпонентные волокна также можно использовать. Дополнительно, волокна термоплавкого клея также можно использовать в виде бикомпонентных или многокомпонентных волокон.
Текстильная ткань может представлять собой одно- или многослойную ткань.
Волокна, образующие текстильную ткань, также можно модифицировать посредством обычных добавок, например, при помощи антистатических средств, таких как технический углерод, или огнезащитных добавок, таких как огнестойкие средства. Предпочтительно, данные добавки добавляют к связующей системе по изобретению.
2
2
2
Вес на единицу площади текстильной ткани, особенно фильерного нетканого материала, составляет от 20 до 500 г/м, предпочтительно от 40 до 400 г/м, в частности от 90 до 250 г/м.
К полному удивлению специалистов в данной области применение связующей системы по изобретению улучшает способность текстильной ткани сохранять размеры при высоких температурах. Таким образом, обнаружено улучшение способности сохранять размеры в продольном направлении, по меньшей мере, на 15% (относительно текстильной ткани со связующими веществами на основе связующих веществ дисперсии «SBR» стирол/бутадиен), предпочтительно, по меньшей мере, на 20% и в поперечном направлении обнаружено улучшение способности сохранять размеры, по меньшей мере, на 15% (относительно текстильной ткани со связующими веществами на основе связующих веществ дисперсии «SBR» стирол/бутадиен), предпочтительно, по меньшей мере, на 20%.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения способность сохранять размеры при термообработке текстильной ткани, соединенной связующей системой по изобретению, максимально составляет 1,6% в продольном направлении и максимально 1,7% в поперечном направлении, в частности максимально 1,5% в продольном направлении и 1,5% в поперечном направлении.
Способность сохранять размеры при высоких температурах измеряют как описано ниже: образцы высекают в размере 350 мм × 100 мм (l/c) и измеряют. Впоследствии образцы нагружают весом 4 кг в продольном направлении по их полной ширине и вертикально подвешивают в сушильной камере в течение 10 минут при температуре 200°C. Измерение изменения размеров выполняют через 5 минут после охлаждения, оставляя нагрузку 4 кг. Результат в % представляет собой изменение по сравнению с исходным значением.
Текстильные ткани по изобретению можно использовать в качестве имеющего основу прокладочного материала для пергамина, кровельных и изолирующих материалов с покрытием, которые также являются объектами по настоящему изобретению.
В дополнительном варианте осуществления изобретения такие имеющие основу прокладочные материалы содержат, по меньшей мере, армирование. Они предпочтительно сконструированы так, чтобы армирование уменьшало нагрузку так, чтобы исходная нагрузка имеющего основу прокладочного материала с армированием на диаграмме воздействие - удлинение (при 20°C) по сравнению с имеющим основу прокладочным материалом без армирования отличалась в диапазоне удлинения от 0 до 1%, по меньшей мере, в одном положении, по меньшей мере, на 10%.
В дополнительном варианте осуществления армирование можно добавить таким образом, чтобы нагрузку можно было бы снижать только при более высоких растяжениях.
Хорошие механические свойства имеющего основу прокладочного материала получают, в частности, при помощи армирующих нитей и/или пряжи, модуль Юнга которых составляет, по меньшей мере, 5 ГПа, предпочтительно, по меньшей мере, 10 ГПа, особенно предпочтительно 20 ГПа. Армирующие нити, упомянутые выше, то есть мононити, а также пряжа обладают диаметром от 0,1 до 1 мм или 10-400 текс, предпочтительно от 0,1 до 0,5 мм, в частности от 0,1 до 0,3 мм, и обладают удлинением при разрыве от 0,5 до 100%, предпочтительно от 1 до 60%. Особенно предпочтительно, имеющие основу прокладочные материалы по изобретению обладают запасом удлинения менее чем 1%.
Запас удлинения обозначает удлинение, действующее на имеющий основу прокладочный материал до того как действие нагрузки перенаправится на армирующие нити, то есть запас удлинения 0% будет обозначать, что сила натяжения, действующая на имеющий основу прокладочный материал, будет сразу же перенаправляться на армирующие нити. Это подразумевает, что нагрузки, действующие на текстильную ткань, не приводят к выравниванию или ориентации в определенном направлении армирующих нитей, но непосредственно перенаправляются к армирующим нитям таким образом, чтобы можно было избежать повреждения текстильной ткани. Это, в частности, демонстрируют резким увеличением нагрузки, необходимой для небольших удлинений (диаграмма воздействие - удлинение при комнатной температуре). Дополнительно, максимально возможную силу натяжения можно улучшить при помощи подходящих армирующих нитей, обладающих высоким удлинением при разрыве. Моно- или комплексные волокна, сделанные из сложного полиэфира, например, представляют собой подходящие армирующие нити.
В качестве комплексных волокон и/или моноволокна армирующих нитей предпочтительны основанные на арамидах, предпочтительно, так называемые высококомпонентные арамиды, углерод, стекло, стеклопряжа, минеральные волокна (базальт), моноволокна или комплексные волокна сложного полиэфира повышенной прочности, моноволокна или комплексные волокна полиамида повышенной прочности, а также гибридные комплексные нити (нити, содержащие армирующие нити и легкоплавкие волокна связующих веществ) или ленты (моноволокна), изготовленные из металлов или металлических сплавов.
По экономическим причинам предпочтительное армирование состоит из стеклянных комплексных волокон в виде - по существу - параллельных канатов или холстов. В большинстве случаев нетканые полотна армируют в продольном направлении - по существу - параллельными канатами.
Армирующие нити можно использовать в качестве тканого материала, холста, трикотажной ткани или в качестве нетканого полотна сами по себе или в виде отдельной текстильной ткани. Армирование параллельными армирующими нитями, то есть канатами, а также холстами или ткаными полотнами является предпочтительным.
В зависимости от требуемого профиля свойств, плотность можно изменять в широком интервале значений. Предпочтительно, плотность составляет от 20 до 200 нитей на метр. Плотность измеряют вертикально направлению движения в устройстве. Предпочтительно, армирующие нити добавляют во время образования фильерного нетканого материала и таким образом включают в состав фильерного нетканого материала. Также предпочтительно наложение нетканого полотна на армирование или образование потом армирующего слоя на нетканом материале при соединении.
Предпочтительные имеющие основу прокладочные материалы по изобретению содержат, по меньшей мере, одно армирующее средство и показывают на диаграмме воздействие - удлинение (при 20°C), что исходная нагрузка имеющего основу прокладочного материала с армированием по сравнению с имеющим основу прокладочным материалом без армирования отличается в диапазоне удлинения от 0 до 1%, по меньшей мере, в одном положении, по меньшей мере, на 10%, предпочтительно, по меньшей мере, на 20%, особенно предпочтительно, по меньшей мере, на 30%.
Для целого ряда применений необходим высокомодульный материал с низкой растяжимостью также при комнатной температуре. Данный высокомодульный материал улучшает удобство обработки, особенно легких нетканых материалов.
В зависимости от профиля требований и также аспектов затрат исходную нагрузку армированного имеющего основу прокладочного материала можно распределить при низкой растяжимости в различных соотношениях на текстильной ткани или армирующих материалов.
Исходную нагрузку измеряют согласно стандарту EN 29073, часть 3, для образцов, шириной 5 см при установочной длине в чистом виде 200 мм. Численное значение предварительного растяжения, которое приведено в Centinewton, соответствует численному значению массы в граммах образца, которое приведено в граммах на квадратный метр.
Имеющий основу прокладочный материал можно укреплять, внедряя армирующий материал в текстильную ткань, по меньшей мере, в одну только лицевую сторону текстильной ткани или в любое положение имеющего основу прокладочного материала, в частности в другие текстильные ткани, отличающиеся от первоначальной текстильной ткани, или в качестве отдельной текстильной ткани.
Имеющий основу прокладочный материал по изобретению может дополнительно содержать текстильные ткани в дополнение к уже описанной. Предпочтительно, данные дополнительные текстильные ткани отличаются от текстильной ткани, упомянутой первой, то есть они изготовлены из другого материала.
Поскольку текстильную ткань получают из синтетических полимеров, возможно, необходимо включать в состав дополнительные текстильные ткани в имеющий основу прокладочный материал по изобретению для того, чтобы оптимизировать отражающие специфику применения свойства.
Данные дополнительные текстильные ткани предпочтительно представляют собой нетканые полотна на основе минеральных волокон и/или стекловолокно.
Нетканые полотна из минеральных волокон, применяемые в имеющем основу прокладочном материале по изобретению, можно укреплять связующими веществами или механическими средствами, такими как иглопробивание или гидродинамическое иглопробивание. Особенно предпочтительными являются трикотажные полотна из нитей, то есть бесконечно длинных волокон, или из комплексной пряжи. Средний диаметр минеральных волокон составляет от 8 до 15 мкм, предпочтительно от 10 до 12 мкм.
Подходящие минеральные волокна включают в себя алюмосиликат, керамику, доломитовые волокна или волокна из вулканических материалов, таких как базальт, диабаз, мелафир. Вместе их обозначают как палеобазальты, тогда как диабаз чаще обозначается как зеленые изверженные породы.
2
2
Вес на единицу площади нетканого полотна из минерального волокна, используемого по изобретению, составляет от 25 до 200 г/м, предпочтительно от 30 до 70 г/м. Информация, приведенная выше, также пригодна для стекломатов, которые будут описаны ниже.
Стекломаты, используемые в имеющем основу прокладочном материале по изобретению, можно соединять со связующими веществами или механическими средствами, такими как иглопробивание или гидродинамическое иглопробивание. Стекловолокно может представлять собой нити или ограниченного размера или отрезанного стекловолокна, причем длина последних волокон составляет от 1 до 40 мм, предпочтительно от 4 до 20 мм.
Средний диаметр стекловолокна составляет от 6 до 20 мкм, предпочтительно от 8 до 15 мкм.
Подходящее стекловолокно включает в себя типы стекол, такие как стекло Е, стекло S, стекло R или стекло C, причем стекло E или стекло C являются предпочтительными по экономическим причинам.
Имеющие основу прокладочные материалы по изобретению можно уплотнить при помощи дополнительных функциональных слоев в дополнение к дополнительным текстильным волокнам стекловолокна и/или минеральных волокон, упомянутых выше. Ниже следует принять во внимание средства или функциональные слои, увеличивающие основную прочность имеющего основу прокладочного материала. Данные средства также являются объектами по изобретению.
Имеющие основу прокладочные материалы по изобретению можно использовать для промышленного производства пергамина, кровельных и изолирующих материалов с покрытием, предпочтительно для производства покрытых битумом пергамина, кровельных и изолирующих материалов. Кроме этого основы по изобретению можно использовать в применениях для настила и в области фильтрации.
В дополнение к битуму, другие материалы, такие как полиэтилен или поливинилхлорид, полиуретаны, EPDM или TPO (полиолефины) также можно использовать в качестве покрывающих веществ для пергамина, кровельных и изолирующих материалов с покрытием.
Покрытые битумом материалы содержат, по меньшей мере, один имеющий основу материал - как описано выше - погружен в битумный матрикс, причем массовые части битума по массе на единицу площади в покрытом битумом кровельном материале предпочтительно составляет от 60 до 97% масс. и в фильерном нетканом материале составляет от 3 до 40% масс.
Необязательно, пергамин, кровельные и изолирующие материалы с покрытием можно впоследствии присыпать гранулированным материалом, таким как песок. Пергамин, кровельные и изолирующие материалы с покрытием, полученные таким образом, отличаются сами по себе хорошей способностью к обработке, особенно покрытые битумом пергамин, кровельные и изолирующие материалы.
Получаемая при производстве текстильная ткань по изобретению включает следующие ниже стадии:
a) получение текстильной ткани и ее механическое соединение,
b) применение связующей системы, содержащей:
I) от 10 до 90% масс. водной дисперсии полимеризатов на основе конъюгированных алифатических диенов и виниловых ароматических соединений,
II) от 90 до 10% масс. крахмала,
III) от 0 до 10% масс. добавок,
c) высушивание и укрепление связующего вещества
с количествами в процентных соотношениях по массе относительно сухой массы связующей системы, то есть без воды.
Текстильную ткань получают посредством известных способов. Предпочтительно, получение текстильной ткани, описываемой в a), осуществляют посредством получения фильерного нетканого материала посредством известных прядильных машин.
Для этого расплавленный полимер загружают с полимерами через множество рядов прядильных механизмов, расположенных друг за другом или группы рядов прядильных механизмов. Если расплавленное связующее вещество соединяют с фильерным нетканым материалом, который необходимо получить, его попеременно загружают с полимерами, образующими волокна основы и волокна термоплавкого клея. Спряденные потоки полимера растягивают известным способом и укладывают на ленточный конвейер, например, с использованием вращающейся разделительной перегородки в структуре дисперсии или образуя шторку.
Механическое соединение также осуществляют посредством известных способов.
Внесение необязательно присутствующего армирования осуществляют во время или после получения текстильной ткани или перед или во время применения связующей системы по изобретению. Армирование и необязательно любую дополнительную тепловую обработку в способе производства предпочтительно добавляют под действием усилий, в частности, напряжения в продольном направлении.
Дополнительные текстильные ткани, которые будут необязательно вносить, добавляют до или во время укрепления связующей системы по изобретению.
Связующую систему со стадии b) также применяют посредством известных способов. Нанесение связующего вещества предпочтительно составляет от 5 до 50% масс. (сухое вещество), в частности от 10 до 30% масс., особенно предпочтительно от 10 до 25% масс., каждый относительно общей массы текстильной ткани.
Связующее вещество также высушивают и укрепляют способами, известными специалисту в данной области.
Отдельные способы известны как таковые, но они патентоспособны в комбинации или последовательности по изобретению.
Примеры
В следующей ниже таблице 1 показано сравнение текстильных тканей, соединенных со связующей системой по изобретению, относительно соответствующих отдельных компонентов связующих веществ.
2
Исследовали фильерный нетканый материал на основе полиэтилентерефталата (PET-спанбонд) при весе на единицу площади 180 г/м (тип JM33/180).
В примере 1 показана стандартная связующая система на основе SBR и мочевинного связующего вещества, в примере 2 показана связующая система на основе мочевины и акрилата, в примере 3 показана связующая система по изобретению, в примере 4 показана связующая система на основе крахмала и акрилата, в примере 5 показана связующая система на основе крахмала. Типично концентрация жидкости составляет 15-40% (то есть твердых веществ в жидкости).
№ испытания
1
2
3
4
5
SBR-дисперсия
90
40
карбамидная смола
10
10
акрилатная дисперсия
90
40
крахмал
60
60
100
Установленное применение (% масс., необработанного нетканого полотна)
(%)
20
20
20
20
20
Максимальное продольное растягивающее усилие
декаН/5 см
56
59
57
51
46
Максимальное продольное растягивающее усилие, при нагревании
декаН/5 см
25
19
27
n.t.
31
Максимальное поперечное растягивающее усилие
декаН/5 см
47
48
45
36
36
Продольный TDS
(%)
1,8
1,9
1,3
1,6
0,8
Поперечный TDS
(%)
-1,6
-1,8
-1,4
-1,7
-1,3
VW - испытание
мг/кг FA
~400
~400
~30
~30
<10
Всасывание воды
мм
80
72
72
59
66