专利名称：用于生产屋面用沥青密封卷材的双层织物加强物的生产方法及由此获得的加强物制品的制作方法
技术领域：
本发明是关于用于生产沥青密封卷材的织物加强物(textile reinforcement)的领域，为此目的，本发明涉及一种生产双层织物加强物的方法以及由该方法所获得的加强物制品。
目前，所说的加强物制品往往是由用聚合物改性的沥青涂覆和浸渍的无纺织材料构成的。
由于这种聚酯加强物制品具有优越的耐穿刺性和防裂性，并且同时在破坏(rupture)和弹性方面具有较好的机械特性，因此有越来越多用这种聚酯加强物制品取代由玻璃纤维所构成的无纺织加强物制品的趋势。
但是这种无纺织聚酯加强物制品在形稳性上要比玻璃纤维构成的无纺织加强物制品差，常常需要与一种网片或平行纤维丝形式的矿物结构(mineral structure)，如玻璃纤维网结合起来使之稳定，这样做主要是为了避免在使用沥青过程中这些加强物变形，以及最终防止铺设于屋面上的密封卷材变形。
但是目前有关这种加强物制品的最严重的问题之一是其易燃性。
因此，当着火时，首要的是要控制火势的蔓延，以防其它相邻的建筑物着火。
然而当燃烧物掉落到屋面板上，甚至是铺有砂砾或石板的屋面板上时，后者也可能会着火，这主要是由于沥青粘合剂之故，但也是因为存在着合成纤维如聚酯。
由于所述的加强物的发展，它们比起矿物纤维总是趋向于含有更多的合成纤维，因此这个问题变得越来越严重，同样地，沥青组合物的发展使它们更容易燃烧。
为了减少建筑物燃烧时由于屋面火势蔓延而造成的危险，几年来已经制定了严格的规章条例。
为了达到规章条例所要求的防止屋面火灾措施的级别，迄今在密封系统中所采用的解决办法是使用由玻璃纤维织物加强的密封卷材，该玻璃纤维织物的表面固定在由无纺织聚酯加强的改性沥青膜上。
人们还提出了其它一些降低沥青密封卷材易燃性的解决措施，例如向沥青中加入防燃剂，如氢氧化铝，或者使用所谓“阻燃剂”型的聚酯。
但是这些解决措施并不令人满意，因为它们并不能防止火势蔓延，反而会增加生产成本。例如，虽然不易燃聚酯不会与建筑物一同燃烧起来，但它本身将熔化，因此将不可避免地使火势蔓延。
为此，人们在寻求开发一种真正的加强物防火隔板，它的特别功能就在于防止火势在垂直方向和平面上蔓延开来。
对此主要有两种方案三层加强物，或双层加强物。
第一种方案，即三层加强物，不令人完全满意，因为形成防火隔板的层总是铺设在形成加强物的其它两层之间，含合成纤维如无纺织聚酯的层总是设在表面上，这种排列确实有待避免。
第二种方案，即双层加强物，本身的制造比较困难。因为，双层加强物必须要有良好的热稳定性，非常小的收缩力以及小的尺寸收缩性，也就是说良好的形稳性(dimensional stability)。
但是现有的所有双层加强物不是形成隔板的一层在另一层上的粘着性不好，就是在使用沥青过程中浸渍速度慢，或者是发生卷曲现象，尤其是在使用沥青时更是这样。
另外，追求非常高的热稳定性往往导致形成隔板层(screen)的硬度不可接受地提高，这样就增大了辊压处理加强物过程中的难度。
因此，本发明所要解决的问题是提供一种适用于生产屋面用沥青密封卷材的双层织物加强物，该加强物具有防火隔板层，且同时不会引起上述各种缺点。
按照本发明的方法，即本发明所要达到的目的，所述的问题可以得到解决，该方法在于首先从无纺织片材的第一基层开始，通过机械或水力粘合法使所述的无纺织片材固定，加热使之稳定；然后，将经过固定和热稳定化的第一层与第二层矿物纤维层通过对应胶粘(counter-gluing)或针刺，或缝编合并在一起。只有当第二层矿物纤维层是连续的或不连续的矿物纤维网片或矿物纤维织物时，才采用后两种合并技术，而无论第二层矿物纤维层的结构如何，即是否是连续或不连续的矿物纤维网片或织物，或者是矿物纤维纱布，第一种对应胶粘合并方法都是可以采用的。
根据本发明的优选特征，在热稳定化之前，具有无纺织片材基底的第一层的固定是通过针刺法或喷水粘合法进行的。
具有无纺织片材基底的第一层在180℃-240℃下，优选在200℃-220℃下，进行5-60秒钟，优选8-20秒钟的热稳定化处理。
热稳定化后的表观密度为0.1-0.5，优选为0.15-0.3。
热稳定化处理是通过例如轧光或通过带或不带校准系统的鼓风滚筒来进行。
当采用对应胶粘法粘合二层时，所用的胶粘剂是含或不含交联剂的热固性的或热塑性的聚合物，例如聚酯、共聚酯、聚酰胺、共聚酰胺、聚氨基甲酸乙酯、EVA(乙烯乙酸乙烯酯)或混合物，由此在至少高达200℃下所述的两层粘合形成加强物。
当然，通过使其中一个组分的一部分融合来合并两层的方法不是本发明的全部，因为，通过两层纤维中之一中的粘合纤维而使两层粘合不能制得令人满意的待用的最终产品。
根据本发明的另一特征，所用的胶粘剂优选是熔点为160℃-220℃，尤其是190℃-200℃的交联的聚氨基甲酸乙酯、共聚酯或EVA。胶粘剂的用量为5-40g/m2，优选为8-30g/m2。所述聚合物可以是粉状，丝状物、薄膜或纤维状物，其可以是连续的或不连续的，也可以是上述聚合物的溶液，水性分散液，或热熔体。涂覆可以连续地进行，或者为了保持高的孔隙度，便于高速沥青化，优选采用不连续式涂覆。
涂覆后，用热传递式滚动和加热设备，例如Stork型、Lemaire型、Schaetti型轧光机进行合并，或用带有或不带有校准系统的鼓风滚筒进行合并。
合并时温度为180℃-250℃，优选为190℃225℃，压力一般为低于20daN/cm2的低压，优选为2daN/cm2-10daN/cm2，处理时间为5-60秒，优选10-30秒。
当采用辊压时，优选是利用红外板使胶粘剂预干燥和发生部分熔融。
本发明还提供了一种根据本发明方法而获得的适用于生产屋面用沥青密封卷材的双层织物加强物制品，该加强物制品的特征在于其第一层是以由干法、湿法或挤压熔融物料因而获得的纤维丝状无纺织片材为基础的，其优选是由热塑性合成聚合物如聚酯、共聚酯、聚酰胺、共聚酰胺或聚氨基甲酸乙酯的连续的长丝构成的均匀片材，所说的片材不含粘合性纤维；第二层矿物纤维层是以连续或不连续的矿物纤维的网片或织物的形式，或是以矿物纤维纱布的形式存在的。
形成第一层的无纺织片材优选是由直接铸造法(direct casting)所制成的聚对苯二甲酸乙二醇酯的连续长丝的均匀片状物。形成第一层片材的纤维丝可以具有扁平形、圆形或异形等任何形状的截面，其纤度为2-15分特(dtex)，优选4-8dtex，第一层的单位面积的重量为50g/m2-300g/m2，优选80g/m2-200g/m2。
第二层优选是由湿法或干法所制成的矿物纤维纱布，尤其是采用化学粘合或热粘合的不连续玻璃纤维纱布，第二层的单位面积的重量为10g/m2-100g/m2，优选40g/m2-60g/m2。
在本发明的双层织物加强物制品中，第一层的主要性能是赋予密封卷材在用于形成框架或甚至是框架加强物制品时以所需的机械和物理特性，而其中第二层的主要性能是提供防火隔层。
第一层在200℃下的热收缩和收缩力必须保持在很低的状态(应小于2％)，这样在叠层后加强物制品才能是平直，不会卷曲的。
形成防火隔层的第二层是单向或多向矿物纤维丝层，上述两种矿物纤维丝均可以是连续的矿物纤维丝，其结合到无纺织结构上以使无纺织结构仍可以保持破坏伸长或变形特性。为了在制造、最终处理和使用等任何状态下均达到高的形稳性，优选使用由湿法或干法所形成的无纺织结构，尤其是含粘合剂的不连续玻璃纤维所形成的无纺织结构。
该层除了其防火功能外还必须保证在使用沥青过程中加强物的机械形稳性以及用于屋面的卷材的机械形稳性。
该第二层的防火功能必须满足NordtestNT Fire 006的特定标准DIN4102，以及与外火引起火灾有关的易燃覆盖材料的分类(1970年9月29日官方议事录official Journal)相关的法国条规(1970年9月10日颁布，1988修订)。
下面的两个实施例将详细地说明本发明。
实施例1第一层是无纺织片材，该片材是由纤度为6dtex，单位面积重量为160g/m2的聚对苯二甲酸乙酯的纤维丝状物整体铸造(mass cast)而成，单位面积重量为160g/m2，并且是采用Asselin双动程(stroke)DF41-44-16型针刺机机械针刺固定的。
所用针为Singer 15×18×40×3RB22型。
在一个表面上的针刺深度为9mm，在另一表面上的针刺深度为13.5mm。
穿孔数为200/cm2。
针刺密度大约为20,000针/m。
为了达到所要求的收缩率和密度，所得产物于28daN/cm压力下，在加热至210-215℃的双金属辊之间辊压，路径为S形，接触时间约为20秒。
在第二阶段，按25g/m2的量把糊状胶粘剂以及按10％的比例加入其中的交联剂用丝网印刷法施加在所述第一层的表面，所述的糊状胶粘剂是商标为Vinamul 3231(由Vinamul公司生产的乙烯乙酸乙烯酯共聚物的水分散液)与加入到其中的商标为Dispercoll KA8481 (Bayer公司生产的聚氨基甲酸乙酯的分散液)交联剂的混合物。
上述材料在红外炉中预热后，与Schuller公司生产的Microlith DH60玻璃纱布通过在200℃下辊压合并在一起，辊压路径为S曲线，接触时间大约15秒。
对应胶粘在一起的(counter-glued)复合材料沿Nardini型路线以14m/分钟的速度浸渍175℃的氧化沥青。表面的沥青是用SBS(弹性苯乙烯-丁二烯-苯乙烯)(13％wt)改性的，温度为170℃。
在所得片材上铺上石板，其厚度为5.5mm，单位面积重量约为5500g/m2。
浸渍沥青后，片材符合Nordtest NTFire 006标准。
表1列出了所得到的制品的机械特性参数，附图
示出了破坏载荷曲线，该曲线说明根据破坏现象，片材是完全均匀的。在任何情况下形稳性值都未超过UEATC形稳性试验的0.2％的限值。
表1
ST纤维横向SL纤维纵向实施例2第一层的制作同实施例1。
在第二阶段，按10g/m2的量将聚氨基甲酸乙酯反应性热熔体喷在聚酯片材表面上成粉。
喷粉操作后，立即用校准系统，在室温及约5daN/cm的低压下借助两个金属辊将两层合并在一起。
机器的速度调节到5m/分钟。
这些复合材料的机械特性参数列于表2中。
表2
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按照上述两个实施例生产的双层材料在使用沥青过程中和使用后具有极好的平直度，不卷曲。
在将加强物转变为有沥青涂层的卷材过程中或在老化后均不发生开胶现象。
因此，在所述转变阶段，在用热沥青浸渍和涂覆过程中加强物具有良好的形稳性。同样，对于卷材所做的形稳性试验，其结果也是很好的。附图所示的密封卷材的载荷-伸长-破坏曲线显示了高的破坏载荷，并且破坏伸长大于40％。
把玻璃部分的破坏完全地归并到无纺织聚酯组分的破坏曲线中，这是由于在屋面密封材料老化过程中，甚至当支撑物或隔热板做周期性移动时，表现出优异的机械操作结果。
如上述两实施例所述，本发明的双层织物加强物在任何环境下都具有良好的热稳定性，保持平直，不发生卷曲，同时易于浸渍，并提供了一种很容易渗透的粘合平面。
同样地，本发明的加强物具有卓越的机械和物理特性，即很好的形稳性，也就是说非常低的收缩力和尺寸收缩率，柔软性极好，抗撕裂强度高，良好的破坏伸长，耐穿刺性好，与沥青一起具有最佳的抗断理解协同作用。
如此制得的卷材在屋面安装过程中易于处理，因为这种卷材即不太硬也不太软。
因为固定和热稳定化仅仅在第一层进行，并且是在与第二层合并之前进行，而第一层中不存在任何粘合性纤维，因此不会发生热粘合，所以本发明的加强物没有明显的收缩力。
当然，本发明并不受所述的实施方式和附图所示的限制。可以进行改变，尤其是对各种部件的构造进行改变，或进行技术等同代换，这些并不违背本发明的保护范围。
权利要求
1.一种适用于生产屋面用沥青密封卷材的双层织物加强物制品的生产方法，该方法的特征在于，首先从基于无纺织片材的第一层开始，通过机械或水力粘合法使所述的无纺织片材固定，并使之热稳定化，然后将此经过固定和热稳定化的第一层与第二层矿物纤维层通过对应胶粘或针刺，或通过缝编合并在一起，只有当第二层矿物纤维层是连续或不连续的矿物纤维丝的网片或织物时，才采用后两种合并方法，而无论第二层矿物纤维层的结构如何，即是否是连续或不连续的矿物纤维的网片或织物，或者是矿物纤维纱布，第一种对应粘合方法都是可以采用的。
2.根据权利要求1的生产方法，其特征在于基于无纺织片材的第一层的固定是在热稳定化之前进行的。
3.根据权利要求1的生产方法，其特征在于第一层是通过针刺或喷水而进行固定的。
4.根据权利要求1的生产方法，其特征在于基于无纺织布的第一层的热稳定化在180℃-240℃，优选200℃-220℃下进行，时间为5-60秒，优选8-20秒。
5.根据权利要求1的生产方法，其特征在于通过对应胶粘使二层合并在一起，所用胶粘剂是含有或不含交联剂的热固性或热塑性的聚合物，如聚酯、共聚酯、聚酰胺、共聚酰胺、聚氨基甲酸乙酯、EVA或其混合物。
6.根据权利要求5的生产方法，其特征在于所用胶粘剂优选是熔点为160℃-220℃，尤其是190℃-200℃的聚氨基甲酸乙酯、共聚酯或交联的EVA。
7.根据权利要求5和6任意之一的生产方法，其特征在于胶粘剂的用量为5-40g/m2，优选8-30g/m2。
8.根据权利要求5-7任意之一的生产方法，其特征在于合并的温度为180℃-250℃，优选190℃-225℃，压力一般为低于20daN/cm2的低压，优选2-10daN/cm2，静止时间为5-60秒，优选10-30秒。
9.根据权利要求1-8任意之一的生产方法所得到的适用于生产屋面用沥青密封卷材的双层织物加强物制品，其特征在于第一层是以由干法、湿法或挤压熔融物料而获得的纤维丝状无纺织片材为基础的，优选是由热塑性合成聚合物如聚酯、共聚酯、聚酰胺、共聚酰胺或聚氨基甲酸乙酯的连续纤维丝构成的均匀片材，所说的片材不含任何粘合性纤维，第二层矿物纤维层是以连续或不连续的矿物纤维丝的网片或织物的形式，或矿物纤维纱布的形式存在的。
10.根据权利要求9的双层织物加强物制品，其特征在于形成第一层的无纺织布优选是由直接铸造法生产而得的聚对苯二甲酸乙二醇酯的连续长丝构成的均匀织物。
11.根据权利要求9或10任意之一的双层织物加强物制品，其特征在于形成第一层的织物的纤维丝纤度为2-15dtex，优选4-8dtex，第一层的单位面积重量为50g/m2-300g/m2，优选80g/m2-200g/m2。
12.根据权利要求9-11任意之一的双层织物加强物制品，其特征在于第二层优选是由干法或湿法所制成的矿物纤维纱布，尤其是采用化学或热粘合的不连续玻璃纤维。
13.根据权利要求9-12任意之一的双层织物加强物制品，其特征在于第二层的单位面积重量为10g/m2-100g/m2，优选40g/m2-60g/m2。
全文摘要
本发明涉及一种适用于生产屋面用沥青密封卷材的双层织物加强物制品的生产方法及由此而获得的加强物制品。本发明方法的特征在于，首先从基于无纺织布的第一层开始，通过机械或水力粘合使所说的无纺织布固定，并使之热稳定化，然后将此经过固定和热稳定化的第一层与第二层矿物纤维层通过对应胶粘或针刺，或通过缝编合并在一起。
文档编号B32B5/26GK1133383SQ95101
公开日1996年10月16日 申请日期1995年2月10日 优先权日1994年2月10日
发明者让·巴拉维扬, 乌尔里希·雅恩, 罗伯特·格罗滕, 让-雅克·贝克 申请人:弗罗伊登伯格斯潘韦伯股份有限公司