СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЭЛЕМЕНТА ПОКРЫТИЯ, ВЫПОЛНЕННОГО ИЗ ВОЛОКОН, ПРОПИТАННЫХ БИТУМОМ, С УЛУЧШЕННОЙ ОГНЕСТОЙКОСТЬЮ И КОМПОЗИЦИЯ
METHOD FOR PRODUCING COVERING ELEMENT MADE FROM FIBERS IMPREGNATED WITH BITUMEN HAVING IMPROVED FIRE PROPERTIES AND COMPOSITION

Настоящее изобретение относится к способу изготовления элемента кровельного покрытия, выполненного из волокон, в частности целлюлозных волокон, пропитанных битумом, с улучшенной огнестойкостью, устройству для реализации способа, а также композиции, используемой для этой цели. Оно находит применение в области производства строительных элементов, и, в частности, кровельных элементов, в частности, гофрированных листов или других кровельных элементов, включая ребра или точки перегиба крыши.
Целлюлозо-волокнистые кровельные элементы пропитанные битумом используются в течение многих лет. Для улучшения их огнестойкости было предложено использовать графит в их составе. В частности, было предложено использовать сухое растекание: опудривание частицами графита одной из двух противоположных сторон кровельных элементов с помощью средств позволяющих указанным частицам оставаться связанными с указанной поверхностью.
Оборудование, необходимое для выполнения такой операции, является сложным и деликатным для корректировки потому, что частицы рассыпаются либо на элементах, которые предстоит формировать, либо на сформированных элементах, в частности, гофрированных листах, что затрудняет однородное распределение по всей поверхности. Кроме того, требуется специальное оборудование, предназначенное для распределения частиц графита, и его установка в уже существующую производственную линию может быть затруднена.
Известен документ FR 2372927, в котором описан способ изготовления трудногорючих пропитанных битумом гофрированных листов, в котором водную композицию конкретной рецептуры заливают или распыляют, но в которой не упоминается графит. Документ ЕР 2617894 описывает огнестойкие, пропитанные битумом, целлюлозные кровельные листы и способ их изготовления, в котором проводят сухое осаждение графита на маты, покрытые адгезивным первичным слоем. Документ ЕР 2634306 описывает защитную мембрану и способ ее изготовления, в котором мембрану предварительно замачивают в битуме, затем наносят частицы.
В нем предложен способ растекания графита, включенного в жидкую композицию, и соответствующее устройство, которое легко может быть объединено с существующим способом и оборудованием линии производства кровельных элементов, изготовленных из волокон, в частности, целлюлозы пропитанной битумом. Более конкретно было предложено его использовать в оборудовании, предназначенном для высушивания кровельного элемента, то есть в уже существующем оборудовании, то есть в момент установки новой линии производства кровельных элементов.
Целью изобретения, следовательно, является способ изготовления кровельного элемента из волокна, пропитанного битумом, включающий стадию покрытия, по меньшей мере, одной из двух поверхностей волокнистого мата, причем, по меньшей мере, часть из указанных волокон представляет собой натуральные волокна, указанные натуральные волокна являются, в частности, целлюлозными волокнами, с последующей стадией пропитки битумом, где покрытие выполняют жидкой композицией, включающей, по меньшей мере, одну смолу и/или, по меньшей мере, один пигмент.
В соответствии с изобретением к жидкой композиции добавляют компонент с огнестойкими свойствами и включающий, по меньшей мере, графит и охлаждающий агент.
В различных осуществлениях изобретения применяются следующие средства, которые могут быть использованы по отдельности или в любой технически возможной комбинации:
- жидкая композиция представляет собой композицию красителя, включающую, по меньшей мере, один пигмент и, по меньшей мере, одну смолу, и к жидкой композиции добавляют компонент, с огнестойкими свойствами и включающий, по меньшей мере, графит и охлаждающий агент.
- стадию покрытия волокнистого мата осуществляют перед пропиткой битумом,
- все волокна являются натуральными волокнами,
- натуральные волокна включают целлюлозные волокна,
- натуральные волокна практически все являются целлюлозными волокнами,
- волокна являются целлюлозными волокнами,
- источником целлюлозы является вторичная бумага и/или картон,
- жидкая композиция включает, по меньшей мере, одну смолу,
- жидкая композиция включает, по меньшей мере, один пигмент так, чтобы сформировать композицию красителя,
- жидкая композиция дополнительно включает, в дополнение к смоле, по меньшей мере, один пигмент так, чтобы сформировать композицию красителя,
- предпочтительно жидкая композиция представляет собой композицию красителя, включающую, по меньшей мере, один пигмент и, по меньшей мере, одну смолу,
- волокнистый мат представляет собой планарный/плоский мат,
- охлаждающий агент является колеманитом,
- огнестойкая добавка включает только графит и колеманит,
- используется огнестойкая добавка, в которой охлаждающий агент является колеманитом,
- по меньшей мере, одна смола выбрана из: эпоксидных смол, полиуретановых смол, полимочевинных смол, полимочевино-формальдегидных смол, меламино-формальдегидных смол, эпоксивинилэфирных смол или винилэфирных смол,
- по меньшей мере, один пигмент выбран из: оксидов металлов, таких как оксид железа и оксид хрома,
- используют жидкую композицию, включающую огнестойкую добавку, которая включает, по меньшей мере, одну смолу, выбранную из: эпоксидных смол, полиуретановых смол, полимочевинных смол, полимочевино-формальдегидных смол, меламино-формальдегидных смол, эпоксивинилэфирных смол или винилэфирных смол, и жидкая композиция, в случае, когда она является композицией красителя, включающей огнестойкую добавку, включает, по меньшей мере, один пигмент, выбранный из: оксидов металлов, таких как оксид железа и оксид хрома,
- покрытие наносят в соответствии с определенными производственными способами и с заданными пропорциями соединений жидкой композиции так, чтобы получить кровельный элемент, имеющий заданный вес указанных соединений,
- количество смолы составляет 0,5-3% масс. кровельного элемента,
- количество пигмента составляет 0,5-3% масс. кровельного элемента,
- количество охлаждающего агента составляет 1-7% масс. кровельного элемента,
- количество охлаждающего агента предпочтительно составляет 2-5% масс. кровельного элемента,
- количество графита составляет 1-7% масс. кровельного элемента,
- количество графита предпочтительно составляет 2-5% масс. кровельного элемента,
- количество смолы составляет 0,5-3% масс. кровельного элемента, количество пигмента составляет 0,5-3% масс. кровельного элемента, количество охлаждающего агента предпочтительно составляет 1-7% масс. кровельного элемент и количество графита составляет 1-7% масс. кровельного элемента,
- графит находится в виде чешуек или хлопьев,
- диапазон размеров чешуек или хлопьев графита выбран между 70 меш и 220 меш, т.е. между 210 мм и 62 мм,
- покрытие мата жидкой композицией, включающей огнестойкую добавку, осуществляют валиком,
- покрытие мата жидкой композицией, включающей огнестойкую добавку, осуществляют нанесением покрытия валиком,
- покрытие мата жидкой композицией, включающей огнестойкую добавку, осуществляют ножевым устройством или скребком,
- покрытие мата осуществляют путем распыления жидкой композиции, включающей огнестойкую добавку,
- жидкая композиция, включающая огнестойкую добавку, предназначенная для нанесения покрытия на мат, сохраняется при постоянном перемешивании с помощью мешалки,
- постоянное перемешивание жидкой композиции, включающей огнестойкую добавку, относится к композиции, хранящейся в контейнере для покрытия, в котором пропитывается/погружается валик для нанесения покрытия,
- постоянное перемешивания жидкой композиции, включающей огнестойкую добавку, относится к композиции, хранящейся в системе хранения и/или приготовления указанной композиции, отличной от контейнера для покрытия,
- мешалка представляет собой вибрационную мешалку, размещенную на стенке контейнер для покрытия, в частности, функционирующую на основе звуковых или ультразвуковых колебаний,
- мешалка представляет собой механическую мешалку, помещенную в жидкую композицию,
- мешалка выбрана из архимедовой винтовой мешалки, винтовой ленточной мешалки или любого другого эквивалентного типа мешалки,
- способ дополнительно включает стадию сушки и отверждения жидкой композиции, включающей огнестойкую добавку, которая была нанесена на мат,
- волокнистый мат является дискретным и соответствует волокнистым листам,
- волокнистый мат является сплошным, указанный мат разрезают на листы па стадии разделения после стадии покрытия и до стадии пропитки битумом, пропитка битумом осуществляется на отдельных листах,
- способ дополнительно включает стадию формирования мата после стадии покрытия и перед стадией пропитки битумом,
- стадия формирования представляет собой стадию создания гофров в роликовом гофроагрегате,
- используется, по меньшей мере, один валик для нанесения покрытия и один контейнер для покрытия для жидкой композиции, включающей огнестойкую добавку, указанный, по меньшей мере, один валик для нанесения покрытия пропитывается внутри контейнера для покрытия в указанной жидкой композиции, включающей огнестойкую добавку, и указанный контейнер для покрытия включает указанную мешалку, предназначенную для сохранения при постоянном перемешивании указанной композиции, включающей огнестойкую добавку.
Изобретение также относится к устройству для нанесения покрытия на волокнистый мат, по меньшей мере, часть из указанных волокон является натуральными волокнами, указанные натуральные волокна являются, в частности, целлюлозными волокнами, и которые специально предназначены для использовании в представленном способе и которое включает, по меньшей мере, один валик для нанесения покрытия и один контейнер для покрытия для жидкой композиции, включающей огнестойкую добавку, указанный, по меньшей мере, один валик для нанесения покрытия пропитывается внутри контейнера для покрытия указанной жидкой композицией, включающей огнестойкую добавку, и указанный контейнер для покрытия включает мешалку, предназначенную для сохранения постоянного перемешивания указанной жидкой композиции, включающей огнестойкую добавку. В конкретных осуществлениях мешалка является винтовой мешалкой архимедового типа и/или мешалка и указанный, по меньшей мере, один валик для нанесения покрытия имеют параллельные оси вращения. Предпочтительно жидкая композиция представляет собой композицию красителя.
Изобретение также относится к жидкой композиции, включающей огнестойкую добавку, для реализации заявленного способа и таким образом она включает, в части жидкой композиции, по меньшей мере, одну смолу, и, возможно, один или несколько пигментов и в части огнестойкой добавки графит и охлаждающий агент. В частности, охлаждающий агент является колеманитом.
Изобретение также относится, само по себе, к стадии нанесения покрытия на волокнистый мат, по меньшей мере, часть из указанных волокон является натуральными волокнами, указанные натуральные волокна являются, в частности, целлюлозными волокнами, жидкой композицией, включающей огнестойкую добавку в соответствии с описанным изобретением. В варианте осуществления к нему добавлена стадия сушки/отверждения жидкой композиции, включающей огнестойкую добавку, которая была нанесена на мат.
Благодаря изобретению изготовление кровельных элементов упрощается, поскольку они могут быть изготовлены только на одной операции окраски композицией красителя, включающей, по меньшей мере, один пигмент и, по меньшей мере, одну смолу и защиту от огня, так как композиция также включает графит и охлаждающий агент, в целом осуществляется мокрым способом с нанесением покрытия валиком. Использование валиков обеспечивает контролируемое нанесение композиции с определенным давлением, что приводит к лучшему отверждению/включению элементов композиции в волокнистый мат, в частности, чешуек или хлопьев графита. Покрытие валиком также позволяет изготавливать отдельные цветные рисунки на мате.
Настоящее изобретение будет проиллюстрировано, но без ограничения приведенным ниже описанием осуществлений и реализациями в соответствии с:
фиг. 1, на которой показано устройство для нанесения покрытия на мат из натуральных волокон, которые в данном случае являются целлюлозными волокнами.
Устройство 1 для нанесения покрытия на фиг. 1, специально сконфигурировано для реализации способа по изобретению, так как оно обеспечивает однородное покрытие жидкой композицией 5, включающей огнестойкую добавку, благодаря валику 2 для нанесения покрытия, который пропитывается/частично погружается в указанную композицию 5. Жидкая композиция 5, включающая огнестойкую добавку, находится в контейнере 6 для покрытия устройства 1 и сохраняется при постоянном перемешивании с помощью мешалки 7 так, что указанная композиция остается по существу однородной. Оси вращения валика 2 для нанесения покрытия и мешалки 7 параллельны друг другу, противодействующий ролик 3 прижимает мат 4 из целлюлозных волокон к валику 2 для нанесения покрытия. Используются средства для юстировки и регулировки давления противодействующего ролика.
В этом примере целлюлозные волокна находятся в виде непрерывного мата из целлюлозных волокон, который непрерывно проходит между валиком 2 для нанесения покрытия и противодействующим роликом 3.
Жидкая композиция 5, включающая огнестойкую добавку, предпочтительно поступает из системы хранения и/или приготовления указанной композиции (не показана), расположенной выше по схеме, и устройство включает средство для передачи и регулировки уровня жидкой композиции 5 в контейнере 6 для покрытия. Среди средств для регулировки количества жидкой композиции 5, включающей огнестойкую добавку, которая наносится на мат из целлюлозных волокон, и которая, следовательно, присутствует в конечном продукте, можно отметить регулировку уровня жидкой композиции 5 в контейнере 6 для покрытия, обеспечивающую большее или меньшее погружение в жидкую композицию валика 2 для нанесения покрытия.
Преимущественно используют замкнутую циркуляцию между контейнером 6 для покрытия и расположенной выше по схеме системой хранения и/или приготовления. Система, расположенная выше по схеме включает средство для приготовления жидкой композиции 5, включающей огнестойкую добавку с помощью механической мешалки, обеспечивающей смешивание с разной скоростью. Между системой хранения и/или приготовления и контейнером 6 для покрытия используют нагнетательный насос низкого давления.
Обычно жидкую композицию 5, такую как композиция красителя, включающая огнестойкую добавку, сначала смешивают с пигментом в воде в смесителе с высокой скоростью перемешивания. Предпочтительно добавляют поверхностно-активные вещества, чтобы облегчить смешивание между водой и пигментом(ами). Затем в смеситель добавляют колеманит также при высокой скорости перемешивания, предпочтительно колеманит добавляют постепенно. После приготовления этой предшествующей смеси постепенно добавляют графит, на этот раз при более низкой скорости перемешивания. Затем одну или несколько совместимых смол добавляют при этой более низкой скорости перемешивания или при еще более низкой скорости перемешивания. В течение этих стадий вязкость и/или другие параметры при необходимости регулируют. С этой целью можно регулировать количество используемого продукта, в частности, воды, пигмента(ов), смолы(смол) и/или могут быть добавлены другие продукты. Следует отметить, что в других осуществлениях приготовления жидкой композиции, включающей огнестойкую добавку, порядок и/или способ введения соединения в смесь могут быть различными.
Колеманит представляет собой охлаждающий агент, т.е. вещество, которое позволяет избежать слишком значительного нагрева волокнистого мата при нагреве последнего. Действительно, сам по себе, графит является проводником тепла. Теперь, во время операции сушки волокнистого мата после покрытия, мат нагревают для удаления оставшийся в мате воды/влажности. Действительно, вязкий раствор, содержащий помимо прочего графит, наносят на мат, в то время как он все еще содержит определенную влажность. Этот нагрев для сушки, который также обеспечивает отверждение/сушку покрытия жидкой композиции, будет, следовательно, также нагревать графит и температура графита в контакте с волокнистым матом ведет к риску вызвать перегрев этих волокон и, следовательно, риску повреждения волокон. Охлаждающий агент играет, следовательно, роль контроля температуры на уровне волокнистого мата, благодаря выделению молекул воды в случае колеманита.
Следовательно, понятно, что охлаждающий агент, в рамках данного изобретения, может соответствовать веществу, которое посредством физико-химической реакции вызывает понижение температуры, испарение воды в случае колеманита и/или за счет физического эффекта ограничивает передачу тепла за счет эффекта барьера и/или отражения.
Жидкая композиция, включающая огнестойкую добавку, которую наносят на мат, предпочтительно находится в жидкой форме с определенной текучестью, чтобы часть указанной жидкой композиции, включающей огнестойкую добавку, имела возможность диффундировать, по меньшей мере, частично по толщине мата из целлюлозных волокон. Следовательно, жидкая композиция, включающая огнестойкую добавку, пропитывает, по меньшей мере, частично по толщине мат в дополнение к покрытию поверхности, по меньшей мере, одной из двух поверхностей мата из целлюлозных волокон. Предпочтительно одна из этих двух поверхностей мата из целлюлозных волокон покрыта жидкой композицией, включающей огнестойкую добавку. В варианте осуществления жидкая композиция, включающая огнестойкую добавку, может иметь пастообразную консистенцию и ее наносят с помощью ножевого устройства или скребка на мат из целлюлозных волокон.
Используемый графит имеет определенные диапазоны размеров и формы частиц и предпочтительно графит в виде чешуек или хлопьев, которые остаются по существу на поверхности мата из целлюлозных волокон, и которые незначительно диффундируют по его толщине.
В частности, графит выбран, по форме/структуре и/или размеру, а также эксплуатационным параметрам способа изготовления кровельных элементов, так что он остается суспендированным в жидкой композиции до момента его применения и что он остается инертным во время сушки после нанесения покрытия и пропитки битумом. Предпочтительно, отсутствует распределение графита до конца способа изготовления кровельных элементов.
По сравнению со способами сухого осаждения графита, способ по настоящему изобретению может обеспечить более или менее существенную диффузию графита по толщине мата из целлюлозных волокон, если это желательно, за счет модификации размера и/или формы используемого графита.
После покрытия мата из целлюлозных волокон жидкой композицией, включающей огнестойкую добавку, мат сушат в сушильной печи, которая обеспечивает отверждение/сшивку жидкой композиции, включающей огнестойкую добавку, и удаление воды/влажности, вероятно все еще содержащейся в мате. Температура сушильной печи находится в интервале 150-400°С и предпочтительно в интервале 200-300°С. Действительно, для горячей пропитки битумом целлюлозных волокон предпочтительно в таком случае в виде листов, а не в виде непрерывного мата, желательно, чтобы мат или листы были по существу сухими.
Как правило, после покрытия жидкой композицией, содержащей огнестойкую добавку, мат из целлюлозных волокон формируют во время стадии формирования мата, например, чтобы сделать гофры, а затем подают в сушильную печь. Однако может быть предусмотрено специальное средство сушки/отверждения жидкой композиции, включающей огнестойкую добавку, отличное от сушильной печи, между покрытием и формированием. После сушки в сушильной печи мат из целлюлозных волокон разрезают на листы, и эти листы затем подвергают горячей пропитке битумом. До резки мата на листы этот процесс является непрерывным, мат из целлюлозных волокон непрерывно проходит стадии покрытия, формирования и сушки в сушильной печи.