RU2534975C2 - Fibreglass mat, method and laminate - Google Patents
Fibreglass mat, method and laminate Download PDFInfo
- Publication number
- RU2534975C2 RU2534975C2 RU2010116263/12A RU2010116263A RU2534975C2 RU 2534975 C2 RU2534975 C2 RU 2534975C2 RU 2010116263/12 A RU2010116263/12 A RU 2010116263/12A RU 2010116263 A RU2010116263 A RU 2010116263A RU 2534975 C2 RU2534975 C2 RU 2534975C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- binder
- weight
- fibers
- product
- mat
- Prior art date
Links
Landscapes
- Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
- Nonwoven Fabrics (AREA)
Abstract
Description
Настоящее изобретение относится к устойчивым к щелочам матам, имеющим специфическое использование в связывании щелочных материалов, имеющих pH примерно 8 или выше, включая цементирующие листы или другие формы для обеспечения производственных добавок, армирования, огнестойкости и гладкой поверхности, а также ламинаты, содержащие один или более устойчивых к щелочам матов и вяжущий слой в контакте с по меньшей мере одним устойчивым к щелочам матом. Настоящее изобретение также включает способы изготовления устойчивых к щелочам матов и ламинатов, которые содержат один или более слоев устойчивого к щелочам мата. Маты, полученные согласно этому изобретению, применяют как армирование или стабилизаторы размеров для изготовления большого числа неорганических и также ламинированных продуктов, имеющих пенистый слой, но особенно применяют при использовании в контакте со слоем щелочного материала, имеющего pH 8 или выше.The present invention relates to alkali-resistant mats having a specific use in bonding alkaline materials having a pH of about 8 or higher, including cementitious sheets or other forms to provide manufacturing additives, reinforcement, fire resistance and a smooth surface, as well as laminates containing one or more alkali resistant mats and a cementitious layer in contact with at least one alkali resistant mat. The present invention also includes methods for making alkali-resistant mats and laminates that contain one or more layers of alkali-resistant mat. The mats obtained according to this invention are used as reinforcement or dimensional stabilizers for the manufacture of a large number of inorganic and also laminated products having a foam layer, but are especially used when in contact with a layer of alkaline material having a pH of 8 or higher.
Уровень техникиState of the art
Известно получение различных типов матов из рубленого или непрерывного стекловолокна с синтетическими полимерными волокнами или другими волокнами и без. Тканые или нетканые волоконные маты включают стекловолокна, скрепленные термореактивными смолами, подобными мочевиноформальдегидной, меламинформальдегидной смоле или резольной формальдегидной смоле, акриловым смолам, модифицированным одним или более пластификаторами, или просто, как описано в патенте США № 5840413, и для использования различных термопластичных смол, включающих поливинилацетат, поливиниловый спирт, бутадиен-стирольный каучук, полистирол-полибутадиен-полистирол, сополимеры стирола и акрила, поливинилхлорид, огнезащитные акриловые волокна или добавки к акрилу бромированных мономеров, обычно применяемых в качестве латекса. Также упоминают использование таких матов в различных кровельных применениях и облицовочных пеноматериалах, а также использование некоторых из таких матов в качестве облицовочного материала для изготовления цементированных листов, подобных гипсовой стеновой панели или подкладочной обшивке. В последнем применении волокна в матах предпочтительно скрепляют смесями на акриловой, фенольной или поливинилхлоридной основе, но также упоминаются латексные связующие, включающие этиленвинилхлорид, поливинилацетат, этиленвинилверсатат, поливинилиденхлорид, PVOH - поливиниловый спирт (ПВС), сложный полиэфир, SBR - бутадиенстирольный каучук, уретан, силикон, меламины, этиленвинилацетат, металлические резонаторы, воск, асфальт, акриловые смолы, акрилстирольные сополимеры, ароматические изоцианаты и диизоцианаты, органогидрополисилоксаны, эпоксидные смолы, фенольные смолы, ацилированный, растворимый в воде сополимер, состоящий из метакриловой кислоты и диметилдиаллиламмонийхлорида. Также раскрыты некоторые связующие смеси, такие как 70% вес. мочевиноформальдегидной смолы с 30% вес. смеси акрилового латекса с добавлением карбоксилированного полимера, также раскрыты сополимеры этилена/винилацетата и винилацетата/винилверсатата. Такие маты для применения с минеральными вяжущими материалами раскрыты в патентах США № 6770354, 6749720, 6808793, 6931131, 6995098, 7049251, 7297396, 7354876 и 7429544 и опубликованных заявках на патент США № 2002/0151240 A1, 2003/0129903 A1, 2003/0175478 A1 и 2005/0202742 A1.It is known to obtain various types of mats from chopped or continuous fiberglass with or without synthetic polymer fibers. Woven or non-woven fiber mats include fiberglass bonded with thermosetting resins such as urea-formaldehyde, melamine-formaldehyde resin or resole formaldehyde resin, acrylic resins modified with one or more plasticizers, or simply, as described in US Pat. No. 5,840,413, and for using various thermoplastic resins polyvinyl acetate, polyvinyl alcohol, styrene-butadiene rubber, polystyrene-polybutadiene-polystyrene, styrene-acrylic copolymers, polyvinyl chloride, flame retardant acrylic fibers or acrylic additives of brominated monomers commonly used as latex. Also mention is the use of such mats in various roofing applications and cladding foams, as well as the use of some of these mats as cladding material for the manufacture of cemented sheets like gypsum wall panels or lining. In the latter application, the fibers in the mats are preferably bonded with acrylic, phenolic or polyvinyl chloride based mixtures, but also latex binders including ethylene vinyl chloride, polyvinyl acetate, ethylene vinyl versatate, polyvinylidene chloride, PVOH, polyvinyl alcohol, styrene butadiene, and polyurethane are also mentioned. silicone, melamines, ethylene vinyl acetate, metal resonators, wax, asphalt, acrylic resins, acrylic styrene copolymers, aromatic isocyanates and diisocyanates, organohydro polysiloxanes, epoxy resins, phenolic resins, an acylated, water-soluble copolymer consisting of methacrylic acid and dimethyldiallylammonium chloride. Also disclosed are some binder mixtures, such as 70% by weight. urea-formaldehyde resin with 30% weight. mixtures of acrylic latex with the addition of a carboxylated polymer; copolymers of ethylene / vinyl acetate and vinyl acetate / vinyl versatate are also disclosed. Such mats for use with mineral binders are disclosed in US Pat. Nos. 6,770,354, 6,749,720, 6808793, 6931131, 6995098, 7049251, 7297396, 7354876 and 7429544 and published US patent applications No. 2002/0151240 A1, 2003/0129903 A1, 2003/0175478 A1 and 2005/0202742 A1.
Известно также изготовление матов из нетканого волокна, содержащих полиимидоэфирные волокна и стекловолокна, скрепленные меламинформальдегидным связующим, как раскрыто в патенте США № 7250381, для применения в качестве облицовочного материала на армированном волокном термопластике и слое, сформованном при высокой температуре. Также известно, как раскрыто в патентах США № 6875308 и 7285183, изготовление облицовочного материала для гипсовой стеновой плиты путем нанесения пенопокрытия на стекловолоконный мат мокрой выкладки, содержащий отвердевшее связующее, такое как мочевиноформальдегидная смола, меламинформальдегидная смола или другие связующие из смолы. Известно также изготовление рубероида путем вшивания волокон синтетического полимера в нетканый стекловолоконный мат, содержащий отвердевшее меламинформальдегидное связующее, как описано в патенте США № 7199065, и изготовление облицовочного мата, имеющего хорошую кроющую способность, включающего стекловолокна, бумажный кроющий материал и любое известное связующее для закрепления мата, включающее меламинформальдегид, матов для применения в изготовлении продуктов, подобных временно закрепляющему щиту, стеновой плите и т.д., см. патент США № 7435694.It is also known to manufacture nonwoven fiber mats containing polyimide ester fibers and glass fibers bonded with a melamine-formaldehyde binder as disclosed in US Pat. No. 7,250,381 for use as a facing material on fiber-reinforced thermoplastics and a layer formed at high temperature. It is also known, as disclosed in US Pat. Nos. 6,875,308 and 7,285,183, the manufacture of a facing material for a gypsum wallboard by applying a foam coating to a wet glass fiber mat containing a hardened binder such as urea-formaldehyde resin, melamine-formaldehyde resin or other resin binders. It is also known to manufacture roofing material by suturing synthetic polymer fibers into a non-woven fiberglass mat containing a hardened melamine-formaldehyde binder, as described in US Pat. including melamine formaldehyde, mats for use in the manufacture of products like a temporary fastening shield, wall plate, etc., see US patent A No. 7435694.
Известно также изготовление нетканых стекловолоконных матов с помощью прядей рубленых сухих стекловолокон, скрепленных со связующим для образования рубленой стеклопряжи, сбор рубленой стеклопряжи на движущемся конвейере без определенной системы и скрепление рубленой стеклопряжи в их пересечениях с помощью распространения сухого порошкообразного термопластичного связующего, подобного полиамиду, сложному полиэфиру или этиленвинилацетату, на увлажненных рубленых прядях с последующим высушиванием и отвердеванием связующего, как описано в патенте США № 5565049. Несмотря на то что такие продукты-маты являются очень полезными, включая прикрепление к слою полимерной пены для придания жесткости пены, эти маты не имеют такую же высокую прочность на растяжение, как желательно, и как достигнутую со стекловолоконным матом мокрой выкладки, потому что пучки или рубленые пряди в мате согласно изобретению вышеуказанного патента не скреплены, также как отдельные волокна в типичном нетканом мате. Известно также использование пучков рубленых прядей, пучков множества волокон, скрепленных термопластичным или термореактивным связующим в нетканом мате мокрой выкладки, как раскрыто в патенте США № 4129674.It is also known to manufacture nonwoven fiberglass mats using strands of chopped dry fiberglass bonded with a binder to form chopped fiberglass, collecting chopped fiberglass on a moving conveyor without a specific system, and bonding chopped fiberglass at their intersections by spreading a dry, powdery thermoplastic binder similar to polyester or ethylene vinyl acetate, on wet chopped strands, followed by drying and hardening of the binder, as op sano in US patent No. 5565049. Although such mat products are very useful, including attaching to the layer of polymer foam to stiffen the foam, these mats do not have the same high tensile strength as desired, and as achieved with a fiberglass mat wet laying, because the bundles or chopped strands in the mat according to the invention of the above patent are not bonded, as well as the individual fibers in a typical non-woven mat. It is also known to use bundles of chopped strands, bundles of a plurality of fibers bonded with a thermoplastic or thermosetting binder in a non-woven wet mate, as disclosed in US Pat. No. 4,129,674.
Известно также изготовление нетканого стекловолоконного мата, скрепленного акриловой смолой В-стадии, имеющей температуру стеклования свыше 45°C, и применение таких матов для образования ламината с помощью вспененного слоя для применения в автомобильных верхних накладках, как раскрыто в патенте США № 6008147, но этот мат не очень хорошо подходит для ламинирования с полимерной волокнистой сетью, если желательная форма содержит сложные пространственные искривления, требующие растягивать мат по существу во время формования. Кроме того, известно применение акрилового сополимерного латекса, такого как перекрестносшитый сам с собой акриловый сополимер анионноактивного эмульгирующего типа, в качестве одного компонента из, по меньшей мере, двухкомпонентного связующего для скрепления стекловолокон и термопластика в виде частиц для изготовления армированного стекловолокном листа, который потом может быть сформован в нагретом состоянии в различные формы и изделия, как раскрыто в патенте США № 5393379.It is also known to manufacture a non-woven fiberglass mat bonded with a B-stage acrylic resin having a glass transition temperature above 45 ° C, and the use of such mats to form a laminate using a foam layer for use in automotive overlay as disclosed in US Pat. No. 6,008,147, but this the mat is not well suited for lamination with a polymeric fiber network if the desired shape contains complex spatial curvatures that require stretching the mat substantially during molding. In addition, it is known to use an acrylic copolymer latex, such as an anionic emulsifying type cross-linked with itself, as one component of at least a two-component binder for bonding fiberglass and thermoplastic in the form of particles for the manufacture of fiberglass-reinforced sheet, which can then be formed in a heated state into various shapes and products, as disclosed in US patent No. 5393379.
Поэтому все еще существует необходимость в волоконном мате или облицовочном материале, имеющем более хорошую устойчивость к щелочам для применения в контакте со щелочными минеральными вяжущими веществами, для получения ламинатов, имеющих превосходную стойкость к щелочам.Therefore, there is still a need for a fiber mat or lining material having better alkali resistance for use in contact with alkaline mineral binders to produce laminates having excellent alkali resistance.
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
Изобретение основано на удивительном открытии высокой стойкости к щелочам, как определено путем замачивания в насыщенном растворе гидроксида кальция при окружающей комнатной температуре (25°C) стекловолоконных матов, скрепленных меламинформальдегидным связующим или связующими из смесей от примерно 1 до примерно 60% мочевиноформальдегида и от примерно 45 до примерно 99% меланинформальдегида, в сумме достигающие 100%, на основе веса связующего в обработанных сухих матах, по сравнению с тем же самым или подобными матами, в которых связующее, скрепляющее волокна, является акриловым связующим или акриловыми связующими, модифицированными мочевиноформальдегидным связующим или меламинформальдегидным связующим. Это открытие дало в результате улучшенные материи, содержащие стекловолокно, маты и продукты из полотна для применения в контакте с минеральными связующими веществами, имеющими высокий pH, 7,5 или выше, предпочтительно 8 или выше, особенно если сухие, и улучшенные ламинаты, содержащие вяжущий слой, стабилизированный и упрочненный одним или более из таких продуктов, содержащих стекловолокно.The invention is based on the surprising discovery of high alkali resistance, as determined by soaking in saturated calcium hydroxide solution at ambient room temperature (25 ° C) fiberglass mats bonded with melamine-formaldehyde binder or binders from mixtures of from about 1 to about 60% urea-formaldehyde and from about 45 up to about 99% melanin formaldehyde, totaling up to 100%, based on the weight of the binder in the treated dry mats, compared to the same or similar mats in which the binder Thermal fiber is an acrylic binder or acrylic binders modified with a urea-formaldehyde binder or melamine formaldehyde binder. This discovery has resulted in improved materials containing fiberglass, mats and web products for use in contact with mineral binders having a high pH of 7.5 or higher, preferably 8 or higher, especially if dry, and improved binders containing binders a layer stabilized and hardened by one or more of such glass fiber containing products.
Изобретение включает волоконные тканые или нетканые облицовочные маты, содержащие рубленые и/или непрерывные стекловолокна, которые особенно пригодны для ламинирования со щелочными веществами, имеющими pH 7,5 или выше, примерно 8 или выше, и также различными другими материалами, таким как дерево, сеть из полимерного волокна, стекловата или полотна или листы из минеральных волокон, вспененные обшивки и т.д., стекловолокно скрепляли латексным связующим, причем связующее содержит меламинформальдегидное связующее или композицию или смесь мочевиноформальдегидного связующего и меламинформальдегидного связующего, и меламинформальдегидное связующее с меламинформальдегидом, типично присутствующим в связующей смеси в интервале от примерно 45% вес. до примерно 99% вес., предпочтительно от примерно 45% вес. до примерно 97,5% вес., исходя из отвердевшего связующего в сухих матах. Более типично, меламинформальдегид присутствует в связующей смеси в количествах, по меньшей мере, от примерно 50% вес. до примерно 99% вес., предпочтительно от 55 до примерно 99% вес., более предпочтительно от примерно 60 до примерно 97,5% вес., наиболее предпочтительно от примерно 65 до примерно 95% вес., в особенности от 70 до примерно 92,5% вес.The invention includes fiber woven or non-woven facing mats containing chopped and / or continuous fiberglass, which are particularly suitable for lamination with alkaline substances having a pH of 7.5 or higher, about 8 or higher, and also various other materials, such as wood, net made of polymer fiber, glass wool or linen or sheets of mineral fibers, foamed cladding, etc., the glass fiber was bonded with a latex binder, the binder containing a melamine-formaldehyde binder or a urine composition or mixture vinoformaldegidnogo binder and a binder of melamine and melamine formaldehyde with melamine formaldehyde binder, the binder is typically present in the mixture in the range of about 45% by weight. up to about 99% by weight, preferably from about 45% by weight. up to about 97.5% by weight, based on the cured binder in dry mats. More typically, melamine formaldehyde is present in the binder mixture in amounts of at least about 50% by weight. up to about 99% by weight, preferably from 55 to about 99% by weight, more preferably from about 60 to about 97.5% by weight, most preferably from about 65 to about 95% by weight, in particular from 70 to about 92 5% weight.
Изобретение также включает ламинаты, содержащие один или более таких матов и/или тканые или нетканые маты, содержащие рубленые и/или непрерывные стекловолокна или нити, волокна в матах скрепляли связующими на основе меламинформальдегида с имеющимся слоем щелочного минерального связующего вещества и перед отвердеванием минерального связующего вещества. Все эти маты являются особенно полезными в качестве облицовочных материалов на щелочном веществе, имеющем pH примерно 7,5 и выше после отвердевания и, во влажном состоянии, такой как 8 или выше, 8,5 или выше, и в особенности примерно 10 и выше. Такие значения pH - для влажного минерального вяжущего.The invention also includes laminates containing one or more such mats and / or woven or non-woven mats containing chopped and / or continuous fiberglass or yarn, fibers in the mats are bonded with melamine formaldehyde-based binders with an existing alkaline mineral binder layer and before the mineral binder is cured . All of these mats are particularly useful as facing materials on an alkaline substance having a pH of about 7.5 and higher after hardening and in a wet state such as 8 or higher, 8.5 or higher, and in particular about 10 and higher. These pH values are for wet mineral binders.
Изобретение также включает ламинаты, состоящие из вышеупомянутых тканых и/или нетканых матов и полотен, покрытых или непокрытых, в которых волокна скрепляют связующим, содержащим меламинформальдегид в количествах от примерно 60 до примерно 100% вес., и причем суммарные процентные содержания достигают 100%, и мочевинный меламинформальдегид присутствует в количествах от примерно 60 до примерно 0% вес., и исходя из количества связующего в сухих матах или полотнах, и в которых непокрытая поверхность мата и/или полотна находится в контакте со слоем минерального вяжущего, имеющего pH, по меньшей мере, примерно 7,5, более типично, по меньшей мере, примерно 8 и наиболее типично, по меньшей мере, примерно 8,5 после отвердевания минерального вяжущего, но часто имея pH, по меньшей мере, примерно 10, когда влажное, и перед тем, как влажное минеральное вяжущее гидравлически затвердело.The invention also includes laminates consisting of the aforementioned woven and / or non-woven mats and webs, coated or uncoated, in which the fibers are bonded with a binder containing melamine formaldehyde in amounts of from about 60 to about 100% by weight, and wherein the total percentages reach 100%, and urea melamine formaldehyde is present in amounts of from about 60 to about 0 wt%, and based on the amount of binder in the dry mats or webs, and in which the uncoated surface of the mat and / or webs is in contact with the layer an ineral binder having a pH of at least about 7.5, more typically at least about 8, and most typically at least about 8.5 after curing the mineral binder, but often having a pH of at least about 10 when wet, and before the wet mineral binder is hydraulically hardened.
Изобретение также включает способ изготовления тканых и/или нетканых матов, описанных выше, который включает скрепление и/или покрытие волокон, включающих рубленное и/или непрерывное стекловолокно, латексным связующим, содержащим меламинформальдегид в количествах от примерно 45 до примерно 100% вес. и мочевинный меламинформальдегид, присутствующий в количествах от примерно 60 до примерно 0% вес., доводя общее процентное содержание до 100% и исходя из количества связующего в сухих матах или полотнах. Предпочтительно смесь содержит мочевиноформальдегид и меламинформальдегид, причем мочевиноформальдегид присутствует в смеси в диапазоне от примерно 60 до примерно 1% вес., исходя из отвердевшего связующего в сухих матах, чтобы защитить волокна и получить устойчивые к щелочам маты для применения в качестве облицовочных листов. Другое соотношение UF к MF в смеси описывают выше в устойчивых к щелочам матах. В способе применимы другие связующие смеси, раскрытые для вышеописанных продуктов изобретения. Один частный вариант воплощения способа включает диспергирование волокон, включающих стекловолокна, в обычной оборотной воде, для изготовления водной суспензии, сбор диспергированных волокон на проницаемой подложке для образования влажного, волоконного нетканого мата, пропитывание влажного мата латексом связующего смеси UF/MF, удаление избытка воды и связующего из влажной сети нетканого полотна и высушивание, и нагревание мата при температуре окружающей среды и времени, при которых будет отверждаться связующее, образуя связи там, где волокна пересекают друг друга.The invention also includes a method of manufacturing woven and / or non-woven mats described above, which comprises bonding and / or coating fibers, including chopped and / or continuous glass fibers, with a latex binder containing melamine formaldehyde in amounts from about 45 to about 100% weight. and urea melamine formaldehyde, present in amounts of from about 60 to about 0% by weight, bringing the total percentage to 100% and based on the amount of binder in dry mats or sheets. Preferably, the mixture comprises urea-formaldehyde and melamine formaldehyde, wherein urea-formaldehyde is present in the mixture in a range of from about 60 to about 1% by weight based on the cured binder in the dry mats to protect the fibers and obtain alkali-resistant mats for use as facing sheets. Another ratio of UF to MF in the mixture is described above in alkali resistant mats. Other binder mixtures disclosed for the above products of the invention are applicable in the method. One particular embodiment of the method includes dispersing fibers, including glass fibers, in ordinary circulating water, to form an aqueous suspension, collecting dispersed fibers on a permeable substrate to form a wet, fiber nonwoven mat, impregnating the wet mat with latex UF / MF binder mixture, removing excess water and a binder from a wet network of a non-woven fabric and drying and heating the mat at ambient temperature and time at which the binder will cure, forming bonds where Loknya intersect each other.
Настоящее изобретение также включает способ изготовления ламинатов, содержащий слой щелочного вещества, в особенности щелочного вещества, имеющего pH 7,5 или выше во влажном состоянии, предпочтительно примерно 8 или выше во влажном состоянии, и один или более устойчивых к щелочам матов или матов, содержащих стекловолокна и латексное связующее, содержащее меламинформальдегид и слой щелочного вещества, имеющего pH примерно 7,5 или выше во влажном состоянии, предпочтительно примерно 8 или выше во влажном состоянии. Щелочное вещество более типично будет иметь pH примерно 8,5 или выше, и часто примерно 9 или выше и даже примерно 10 или выше. Волоконные маты предпочтительно могут быть ткаными или неткаными, мокрой выкладки или сухой выкладки, неткаными, из расплава, полученными аэродинамическим способом из расплава или из стекловолокна кардного, сплошного или прошитой сетью, рубленого и/или непрерывного, стекловолокна с или без утолщений или нитей, и с измельченными и/или цельными волокнами органического полимера, или натуральными волокнами, или без. Волоконные маты могут также включать тканые или нетканые полотна, содержащие жгуты-ровницу непрерывного волокна или нити, и с измельченными и/или непрерывными волокнами органического полимера или натуральными волокнами, или без.The present invention also includes a method for the manufacture of laminates comprising a layer of an alkaline substance, in particular an alkaline substance, having a pH of 7.5 or higher in the wet state, preferably about 8 or higher in the wet state, and one or more alkali resistant mats or mats containing fiberglass and a latex binder containing melamine formaldehyde and an alkaline layer having a pH of about 7.5 or higher in the wet state, preferably about 8 or higher in the wet state. The alkaline substance will more typically have a pH of about 8.5 or higher, and often about 9 or higher and even about 10 or higher. The fiber mats can preferably be woven or non-woven, wet or dry, non-woven, melt, aerodynamically produced from melt or fiberglass carded, solid or stitched, chopped and / or continuous, fiberglass with or without thickenings or threads, and with ground and / or whole fibers of an organic polymer, or natural fibers, or without. Fiber mats can also include woven or non-woven fabrics containing continuous fiber rovings or strands, and with or without chopped and / or continuous fibers of an organic polymer or natural fibers.
Маты настоящего изобретения могут также иметь пучки неполностью диспергированных волокон, в которых волокна предпочтительно, по меньшей мере, длиной 0,75 дюйма, наиболее предпочтительно, по меньшей мере, длиной 1 дюйм. Маты по изобретению и в ламинатах могут иметь обычное покрытие на, по меньшей мере, одной поверхности, чтобы улучшить образование скрепляющего или вспененного слоя на непокрытой поверхности мата до известной степени. Маты могут также содержать пигменты, красители, антивоспламенители, а также другие добавки при условии, что они значительно не уменьшают способность мата скрепляться со связывающим слоем или вспененной поверхностью и значительно не уменьшают устойчивость к щелочам матов. Пигменты или другие добавки могут быть включены в связующее при желании.The mats of the present invention may also have bundles of partially dispersed fibers, in which the fibers are preferably at least 0.75 inches long, most preferably at least 1 inch long. The mats of the invention and in the laminates may have a conventional coating on at least one surface to improve the formation of a bonding or foam layer on the uncoated surface of the mat to a certain extent. Mats may also contain pigments, dyes, anti-igniters, and other additives, provided that they do not significantly reduce the ability of the mat to bond to the bonding layer or the foamed surface and do not significantly reduce the alkali resistance to the mats. Pigments or other additives may be included in the binder, if desired.
Когда слово "примерно" используют в настоящем описании, то это означает, что количество или условие может несколько изменяться за пределами, которые установили при условии, что реализуются преимущества изобретения. Практически, редко есть время или источники, доступные для очень точного определения пределов всех параметров чьего-либо изобретения, потому, если бы сделать так, потребовалось бы усилие более значительное, чем может быть обосновано на момент, когда изобретение разрабатывают до коммерческих реальных условий. Специалист понимает это и ожидает, что раскрытые результаты изобретения должны простираться, по меньшей мере, отчасти, вне одного или более раскрытых пределов. Позже, имея преимущество раскрытия изобретателями и понимания идеи изобретения и раскрытые варианты воплощения, включающие лучший известный изобретателям вариант осуществления изобретения, изобретатель и другие могут без изобретательского усилия исследовать пределы, раскрытые для определения, если реализуется изобретение вне этих пределов и если найдены варианты воплощения без любых неожиданных характеристик, эти варианты воплощения существуют в значении понятия "примерно", как использовано в настоящем описании. Для специалиста или других не трудно определять, является ли такое вариантом воплощения, как ожидалось, или по причине или разрыва в непрерывности результатов, или одной или более особенностей, которые являются значительно лучшими, чем доложенные изобретателем, является поразительным и, таким образом, неочевидной идеей, ведущей к дополнительному продвижению в области техники.When the word "about" is used in the present description, this means that the amount or condition may vary somewhat outside the limits that have been established, provided that the advantages of the invention are realized. In practice, there is rarely time or sources available for a very accurate determination of the limits of all parameters of someone else's invention, therefore, if one did so, it would require a greater effort than could be justified at the time when the invention was developed to commercial real conditions. One skilled in the art understands this and expects that the disclosed results of the invention should extend, at least in part, beyond one or more disclosed limits. Later, having the advantage of disclosing by inventors and understanding the idea of the invention and the disclosed embodiments including the best known embodiment of the invention, the inventor and others can, without inventive effort, explore the limits disclosed to determine if the invention is implemented outside these limits and if embodiments are found without any unexpected characteristics, these embodiments exist in the meaning of the term "about", as used in the present description. It is not difficult for a person skilled in the art or others to determine whether such an embodiment is as expected, or due to either a gap in the continuity of the results, or one or more features that are significantly better than those reported by the inventor, is a striking and thus non-obvious idea leading to further advancement in technology.
Подробное описание изобретенияDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Известно изготовление армирующих тканых материи и полотна, а также нетканых матов, полотна, причем все содержат рубленое и/или непрерывное стекловолокно с или без других волокон, включая синтетические полимерные волокна, керамические волокна, включающие углеродные волокна и природные волокна. Волокна присутствуют в форме рубленых волокон, рубленых волокнистых прядей, содержащих отвердевшее связующее, прямо намотанных или спутанных вместе, и пряжи для получения этих материй, матов и полотен как таковых, или на подложках, покрытых или непокрытых, и/или ламинатов в производстве большого ряда кровельных и ламинатных продуктов. Могут быть использованы известные способы изготовления нетканых матов, такие как способы мокрой выкладки, описанные в патентах США № 4129674, 4112174, 4681802, 4810576, 5484653 и 6187697, раскрытия каждого, таким образом, включены в настоящее описание посредством этой ссылки. В этих способах суспензия стекловолокна изготавливается путем добавления рубленого стекловолокна с рублеными жгутами - ровницей, или без, включающих пучки волокон, скрепленных отвердевшим связующим, к типичной оборотной воде в пульпере для диспергирования волокон в оборотной воде, образование суспензии, имеющей концентрацию волокна примерно 0,2-1,0% вес., дозирования суспензии в поток оборотной воды для разбавления концентрации волокна до примерно 0,18% вес. или ниже и подачи этой суспензии на наклонную сетку, образованную проволокой для обезвоживания и образования влажной волокнистой сети. Пряжа из непрерывных волокон может быть добавлена, как сформовано влажная сеть - полотно, или сразу после в направлении резания, или в наклоняемую на заданный угол модель, при желании, что является известным. Потом влажное волоконное полотно частично обезвоживают путем пропускания над одним или более сифонными ящиками, влажное полотно перемещают на другую движущуюся проницаемую ленту, на которой затем водное связующее наносят на мат, как например устройством для нанесения покрытий поливом, и избыток связующего удаляют с помощью вакуумного ножа, и получающийся мат из полотна сушат в печи путем нагревания мата до температуры достаточно высокой, чтобы удалить воду и отвердить связующее. Различные пигменты, наполнители и/или другие функциональные составляющие могут быть включены в суспензию оборотной воды или в связующее, как раскрыто в патенте США № 6187697. Эти известные способы с модификациями, как будет описано далее, могут быть применены для изготовления продуктов настоящего изобретения. Альтернативные способы формования для изготовления матов мокрой выкладки из изобретения, модифицированные для использования связующих, как раскрыто в настоящем описании, включают применение обычных технологий изготовления бумаги или картона, таких как формование длинносеточного плоского слоя, цилиндрическое формование и т.д.It is known to manufacture reinforcing woven fabrics and webs, as well as non-woven mats, webs, all containing chopped and / or continuous glass fibers with or without other fibers, including synthetic polymer fibers, ceramic fibers, including carbon fibers and natural fibers. Fibers are present in the form of chopped fibers, chopped fibrous strands containing a hardened binder, directly wound or tangled together, and yarn to obtain these materials, mats and webs as such, or on substrates coated or uncoated and / or laminates in a large number of production roofing and laminate products. Known methods for making nonwoven mats can be used, such as the wet laying methods described in US Pat. Nos. 4,129,674, 4,112,174, 4,681,802, 4,810,576, 5,484,653 and 6,187,697, the disclosures of each of which are hereby incorporated by reference. In these methods, a fiberglass suspension is made by adding chopped fiberglass with or without chopped ropes, including bundles of fibers bonded with a hardened binder to a typical recycled water in a pulper to disperse the fibers in the recycled water, forming a suspension having a fiber concentration of about 0.2 -1.0% wt., Dosing the suspension in a stream of circulating water to dilute the fiber concentration to about 0.18% wt. or lower and supplying this suspension to an inclined mesh formed by a wire for dehydration and the formation of a wet fibrous network. Continuous fiber yarn can be added as a wet web - web is formed, or immediately after in the cutting direction, or into a model tilted by a given angle, if desired, which is known. Then the wet fiber web is partially dehydrated by passing over one or more siphon boxes, the wet web is transferred to another moving permeable tape, on which the aqueous binder is then applied to the mat, such as by an irrigation coating device, and excess binder is removed using a vacuum knife, and the resulting mat from the web is dried in an oven by heating the mat to a temperature high enough to remove water and harden the binder. Various pigments, fillers, and / or other functional constituents may be included in a slurry of recycled water or in a binder, as disclosed in US Pat. No. 6,187,797. These known methods with modifications, as will be described later, can be used to make products of the present invention. Alternative molding methods for making the wet mats of the invention, modified to use binders, as disclosed herein, include the use of conventional paper or paperboard manufacturing techniques, such as long mesh flat layer molding, cylindrical molding, etc.
Обычные способы "сухого переноса", использующие кардование, соединение внахлестку или распределение неориентированного волокна, такие как известные способы для изготовления матов из рубленых прядей или рубленого волокна, могут также быть использованы для изготовления матов из измельченных прядей из изобретения. Обычные способы изготовления матов из непрерывных прядей могут быть применены в изготовлении матов изобретения. Обычные способы изготовления холстов под штукатурку могут быть использованы для изготовления холстов изобретения, модифицированные для использования связующих, как раскрыто в настоящем описании.Conventional “dry transfer” methods using carding, lap splicing, or distribution of non-oriented fibers, such as known methods for making chopped strand mats or chopped fibers, can also be used to make chopped strand mats of the invention. Conventional methods for making mats from continuous strands can be used in the manufacture of mats of the invention. Conventional methods of making canvas for plaster can be used to make canvas of the invention, modified to use binders, as disclosed in the present description.
Предпочтительным методом изготовления матов настоящего изобретения является формование разведенной водной суспензии волокон и проведение осаждения суспензии на наклонную движущуюся сетку, образованную проволокой, для обезвоживания суспензии и формирования влажного нетканого волоконного мата на машинах, подобных столовым длинносеточным бумагоделательным машинам Hydroformer™, производимым фирмой Voith - Sulzer, Аплтон Висконсин, или Deltaformer™, производимым компанией North County Engineers of Glens Falls, Нью-Йорк.A preferred method for making the mats of the present invention is to form a diluted aqueous suspension of fibers and deposit the suspension on an inclined wire mesh formed by wire to dewater the suspension and form a wet non-woven fiber mat on machines like Voith-Sulzer Hydroformer ™ table paper machines, Appleton Wisconsin, or Deltaformer ™, manufactured by North County Engineers of Glens Falls, New York.
Суспензия, используемая в вышеупомянутых способах формования матов мокрой выкладки, содержит волокна, предпочтительно стекловолокна или смесь стекловолокон и волокон одного или более другого типа с частицами пигмента или без, наполнитель или другой функциональный материал, со стекловолокнами, составляющими все волокна или большинство волокон. Степень дисперсности любых частиц в суспензии должна быть такой же наибольшей, как у большинства частиц, которые будут задержаны в мате во время формования и не переместившихся к нижней поверхности или вымытых из мата оборотной водой, покидающей влажное полотно.The suspension used in the aforementioned methods of forming wet laying mats contains fibers, preferably glass fibers or a mixture of glass fibers and fibers of one or more other types with or without pigment particles, a filler or other functional material, with glass fibers comprising all or most of the fibers. The degree of dispersion of any particles in the suspension should be the same as that of most particles that will be retained in the mat during molding and not moved to the bottom surface or washed from the mat with circulating water leaving the wet sheet.
Большинство рубленых стекловолокон любого типа, рубленых прядей стекловолокон, скрепленных отвердевшим связующим, пряди непрерывного стекловолокна или пряжа могут быть использованы в изобретении, но предпочтительны стекла, известные как E стекла, AR стекла, R и/или S стекла. Длина и диаметр стекловолокон в рубленых стекловолокнах и рубленных стекловолоконных прядях могут быть выбраны исходя из предполагаемого применения и желательных свойств, но для применения в ламинатах, раскрытых в настоящем описании, типичные длины стекловолокон будут в интервале от примерно 0,2 до примерно 3 дюймов длины, более предпочтительно от примерно 0,5 до примерно 2 дюймов длины и более типично в интервале от примерно 0,7 до примерно 1,2 дюймов длины. Диаметр стекловолокон во всех продуктах из стекловолокна, применяемых в изобретении, будет типично средним или номинальным диаметром волокна в интервале от примерно 6 до примерно 23 микрон, более типично в интервале от примерно 9 до примерно 17 микрон и наиболее типично от примерно 12 до примерно 16 микрон. Наиболее типично, что стекловолокна покрывают амино- или уреидосиланом, имеющими гранулометрический состав, который хорошо известен, и такие стекловолоконные продукты легко доступны от производителей стекловолокна. Предпочтительными волокнами являются М, или К, или Н137 и Н, К или М 117Е стекловолокна, доступные от корпорации Johns Manville International, Inc., Денвер, Колорадо, но большинство любого коммерческого продукта из влажного рубленого стекловолокна будет пригодно для изготовления продуктов из мата влажной выкладки. В то время как наиболее типично все или большинство волокон в материалах, матах или холстах являются стекловолокнами, незначительная часть нестеклянных волокон могут быть также использованы, такие как синтетические или природные органические волокна, подобные нейлону Nylon™, полиэстеру, полиэтилену, полипропилену, целлюлозным волокнам или волокнам производных целлюлозы, а также керамические волокна, включая углеродные волокна.Most chopped glass fibers of any type, chopped glass fiber strands held together by a hardened binder, continuous fiber glass strands or yarn can be used in the invention, but glasses known as E glass, AR glass, R and / or S glass are preferred. The length and diameter of the glass fibers in chopped glass fibers and chopped glass fibers can be selected based on the intended application and desired properties, but for use in the laminates disclosed herein, typical fiber lengths will be in the range of about 0.2 to about 3 inches length. more preferably from about 0.5 to about 2 inches of length, and more typically in the range of from about 0.7 to about 1.2 inches of length. The fiberglass diameter in all fiberglass products used in the invention will typically be an average or nominal fiber diameter in the range of from about 6 to about 23 microns, more typically in the range of from about 9 to about 17 microns, and most typically from about 12 to about 16 microns . Most typically, the glass fibers are coated with an amino or ureidosilane having a particle size distribution that is well known, and such glass fiber products are readily available from glass fiber manufacturers. Preferred fibers are M, or K, or H137, and H, K, or M 117E fiberglass, available from Johns Manville International, Inc. of Denver, Colorado, but most of any commercial wet chopped fiberglass product will be suitable for making wet mat products. calculations. While most typically all or most of the fibers in materials, mats or canvases are glass fibers, a small portion of non-glass fibers can also be used, such as synthetic or natural organic fibers, such as Nylon ™ nylon, polyester, polyethylene, polypropylene, cellulose fibers or cellulose derivative fibers; and ceramic fibers, including carbon fibers.
Связующие, использующиеся в матах содержат или меламинформальдегид или смеси мочевиноформальдегида (UF) и меламинформальдегида (MF) обычно в виде растворов с другими функциональными составляющими или без, включая катализаторы отверждения пластификаторов, противовспениватели, диспергирующие агенты, модификаторы вязкости, биоциды, антивоспламенители и пигменты. Поскольку мочевиноформальдегидные связующие по существу менее дорогостоящие, чем меламинформальдегидные связующие, то обычно предпочитают использовать такое же высокое соотношение UF к MF, какое будет давать желательную стойкость к щелочам в любом конкретном ламинатном продукте. Пригодные интервалы отношений UF к MF составляют, по меньшей мере, 1,05 к 1 (UF к MF; весовое соотношение), предпочтительно, по меньшей мере, 1,1 к 1, наиболее предпочтительно, по меньшей мере, 1,25 к 1. Некоторые желательные продукты UF и MF связующего, особенно полезные в изобретении, включают следующее. Коммерчески доступные связующие, такие как Resi-Mat® 2928, UF связующее, поставляемое корпорацией Georgia-Pacific Corp., Атланта, Джорджия, а также Astromel CR-1, MF связующее, поставляемое фирмой Hexion Speciality Chemicals, Моргантаун, Северная Каролина, являются как раз двумя примерами многих пригодных, коммерчески доступных связующих для применения в изобретении.The binders used in mats contain either melamine formaldehyde or a mixture of urea-formaldehyde (UF) and melamine formaldehyde (MF), usually in the form of solutions with or without other functional components, including plasticizer curing catalysts, anti-foaming agents, dispersing agents, viscosity modifiers, biocides, anti-igniters. Since urea-formaldehyde binders are substantially less expensive than melamine formaldehyde binders, it is generally preferred to use the same high ratio of UF to MF that will give the desired alkali resistance in any particular laminate product. Suitable UF to MF ratios are at least 1.05 to 1 (UF to MF; weight ratio), preferably at least 1.1 to 1, most preferably at least 1.25 to 1 Some desirable UF and MF binder products, particularly useful in the invention, include the following. Commercially available binders such as Resi-Mat ® 2928, UF binder supplied Corporation Georgia-Pacific Corp., Atlanta, Georgia, and Astromel CR-1, MF binder supplied by Hexion Speciality Chemicals, Morgantown, North Carolina, are both two examples of many suitable, commercially available binders for use in the invention.
В способах мокрой выкладки влажное нетканое полотно из волокон перемещают на вторую движущуюся сетку и пропускают через устройство для пропитывания связующим, предпочтительно используя обычное устройство для нанесения покрытий поливом, где водный меламинформальдегид или мочевиноформальдегидное-меламинформальдегидное связующее с одним или несколькими функциональными составляющими наносят на мат каким-либо одним из нескольких известных способов. Пропитанный мат затем пропускают через один или более вакуумных ножей известным способом, несмотря на удаление еще на движущейся сетке избытка водного связующего. Другие функциональные ингредиенты могут включать катализаторы отвердевания, пластификаторы, противовспениватели, диспергирующие агенты, поверхностно-активные вещества, модификаторы вязкости, биоциды, антивоспламенители, силаны, пигменты и другие.In wet laying methods, a wet nonwoven web of fibers is transferred to a second moving net and passed through a binder impregnation device, preferably using a conventional irrigation coating device, where aqueous melamine formaldehyde or urea-formaldehyde-melamine formaldehyde binder with one or more functional components is applied onto the mat by some or one of several known methods. The impregnated mat is then passed through one or more vacuum knives in a known manner, despite the removal of excess aqueous binder on a moving mesh. Other functional ingredients may include curing catalysts, plasticizers, anti-foaming agents, dispersing agents, surfactants, viscosity modifiers, biocides, anti-igniters, silanes, pigments and others.
Влажный мат затем перемещают на сетчатую транспортерную ленту, движущуюся через печь или сотовидный барабан, и подвергают воздействию горячего воздуха для высушивания влажного замедленного полотна и отвердевания связующего в мате, включая места, где волокна контактируют и/или пересекаются друг с другом в непосредственной близости для скрепления волокон, чтобы сформовать маты изобретения. Как правило, мат подвергают воздействию температуры в интервале от примерно 250 до 450°F в течение, по меньшей мере, 20 секунд для отвердевания связующего(их).The wet mat is then transferred onto a mesh conveyor belt moving through an oven or a honeycomb drum and exposed to hot air to dry the wet retarded web and to cure the binder in the mat, including places where the fibers come into contact and / or intersect each other in close proximity for bonding fibers to form the mats of the invention. Typically, the mat is exposed to a temperature in the range of about 250 to 450 ° F. for at least 20 seconds to cure the binder (s).
При изготовлении материалов и полотна, содержащего жгуты-ровницу в сборе и/или пряжу, отвердевшее связующее в прядях непрерывного волокна, скрепляющее волокна, является предпочтительно меламинформальдегидом или смесью мочевиноформальдегида и меламинформальдегида, в которой меламинформальдегид присутствует в количествах от примерно 2,5 до примерно 99% вес., и мочевиноформальдегид присутствует в количестве от примерно 97,5 до примерно 1% вес., исходя из веса связующего в сухих матах или полотнах. Если связующее, скрепляющее волокна в прядях ровницы, как раз не описано, тогда ткань или полотно подвергают воздействию водного связующего, как описано именно выше, и нагревают для высушивания и отвердевания связующего и для покрытия жгутов ровницы и сцепления жгутов ровницы, когда они контактируют друг с другом, включая те расположения, где они пересекаются друг с другом. Этот последний этап также применяют в изготовлении матов из рубленых прядей с помощью рубки жгутов ровницы в сборе и беспорядочного размещения рубленых прядей на движущемся проницаемой ленте с последующим нанесением связующего, и высушиванием мата, и отвердеванием связующего.In the manufacture of materials and webs containing roving assemblies and / or yarn that has cured a binder in strands of continuous fiber that binds the fibers, it is preferably melamine formaldehyde or a mixture of urea-formaldehyde and melamine formaldehyde in which melamine formaldehyde is present in amounts of from about 2.5 to about 99 % wt., and urea formaldehyde is present in an amount of from about 97.5 to about 1% wt., based on the weight of the binder in dry mats or sheets. If the binder that fastens the fibers in the strands of the roving is not yet described, then the fabric or fabric is exposed to an aqueous binder, as described above, and heated to dry and harden the binder and to coat the rovings and the rovings when they are in contact with each other friend, including those locations where they intersect with each other. This last step is also used in the manufacture of mats from chopped strands by chopping roving bundles and randomly placing chopped strands on a moving permeable tape, followed by applying a binder, and drying the mat, and hardening the binder.
Количество связующего в мате находится в интервале от примерно 10 до примерно 35% вес. от веса сухого, непокрытого мата, более типично в интервале от примерно 15 до примерно 25% вес. и наиболее типично в интервале от примерно 17 до примерно 23% вес., такой как интервал от примерно 18 до примерно 21% вес.The amount of binder in the mat is in the range from about 10 to about 35% weight. by weight of a dry, uncoated mat, more typically in the range of from about 15 to about 25% by weight. and most typically in the range of from about 17 to about 23% by weight, such as the interval from about 18 to about 21% by weight.
Базовый вес материй, матов или полотен будет зависеть от конкретного применения. Базовый вес может понижаться или повышаться в зависимости от желательной жесткости и прочности ламината. Базовые веса уже 0,5 фунта на 100 квадратных футов могут возрасти в конце машины для матов и позже урезаны и обработаны для применения. Максимальный вес должен определяться производительностью процесса формования мата и/или печи для сушки. Типично, для применения в изготовлении ламинатов, содержащих один или более слоев щелочного вещества, базовый вес должен меняться в интервале от примерно 1 до примерно 5 фунтов/100 кв. футов, более типично от примерно 1,4 до примерно 3 фунтов/100 кв. футов. Так как базовый вес мата может меняться, другие свойства материй, матов и полотен изобретения и ламинатов, использующих эти волоконные продукты, включая проницаемость для воздуха и/или жидкости, прочности на растяжение и разрыв, прочность на растяжение в горячем влажном состоянии или удерживающая способность, а также толщина будут также изменяться, и конкретный номинальный базовый вес и/или другие свойства будут выбираться, чтобы удовлетворить потребность в изготавливаемом конкретном ламинатном продукте и применении его, для которого мат или ламинат предназначен.The base weight of fabrics, mats or webs will depend on the particular application. The base weight may decrease or increase depending on the desired rigidity and strength of the laminate. Base weights as low as 0.5 pounds per 100 square feet may increase at the end of the mat machine and later be trimmed and processed for use. The maximum weight should be determined by the productivity of the molding process of the mat and / or the drying oven. Typically, for use in the manufacture of laminates containing one or more layers of an alkaline substance, the base weight should vary from about 1 to about 5 pounds / 100 square meters. ft., more typically from about 1.4 to about 3 psi. ft. Since the base weight of the mat may vary, other properties of the materials, mats and webs of the invention and laminates using these fiber products, including permeability to air and / or liquids, tensile and tensile strength, tensile strength in a hot wet state or retention capacity, as well as the thickness will also vary, and the specific nominal base weight and / or other properties will be selected to satisfy the need for the particular laminate product to be manufactured and its use for which at or laminate is designed.
Волокнистый материал для облицовки применяют в значительной степени для изготовления ламинатов, потому что прочность и устойчивость таких материалов для облицовки обеспечиваются в обработанном ламинатном продукте. Таким образом, одним из наиболее важных свойств материй, матов и полотен в качестве используемых для изготовления ламинатов изобретения, в которых они должны быть в контакте со слоем щелочного вещества, является стойкость к щелочным условиям, особенно - влажным щелочным условиям, включая выборочное сохранение прочности на разрыв после подвергания воздействию щелочных растворов с высоким pH, таких как 1%, или более, раствор NaOH, насыщенные растворы Mg(OH)2 и Ca(OH)2 при температурах окружающей среды, или повышенных, таких как примерно 60°C в течение периода времени, такого как 6 часов или дольше для повышенных температур, или 30 дней, 90 дней, и дольше при температурах комнатной и окружающей среды (25°C). Одним испытанием для измерения устойчивости к щелочам матов, материй и полотен является замачивание материи или мата в испытываемом растворе при температуре окружающей среды или повышенной в течение желательного времени и затем измерение прочности, потери веса или других характеристик и сравнение с необработанными образцами. Длительный срок выполнения может быть аппроксимирован ускорением коррозии или растворения с помощью нагревания испытываемого раствора вплоть до его температуры кипения на всем протяжении испытания.The fibrous material for cladding is used to a large extent for the manufacture of laminates, because the strength and stability of such materials for cladding are provided in the processed laminate product. Thus, one of the most important properties of fabrics, mats and webs as used for the manufacture of laminates of the invention, in which they must be in contact with a layer of alkaline substance, is resistance to alkaline conditions, especially wet alkaline conditions, including selective preservation of strength on rupture after exposure to alkaline solutions with high pH, such as 1% or more, NaOH solution, saturated solutions of Mg (OH) 2 and Ca (OH) 2 at ambient temperatures, or elevated, such as about 60 ° C for Heat-time, such as 6 hours or longer to elevated temperatures, or 30 days, 90 days, or longer at ambient temperatures and ambient (25 ° C). One test to measure the alkali resistance of mats, fabrics and webs is to soak the fabric or mat in the test solution at ambient temperature or elevated for the desired time and then measure strength, weight loss or other characteristics and compare with untreated samples. The long run time can be approximated by accelerating corrosion or dissolution by heating the test solution up to its boiling point throughout the test.
Поскольку NaOH обычно не присутствует в каком-либо значительном количестве в минеральных вяжущих веществах, которые содержат большинство соединений кальция и в гораздо меньшей степени соединения магния, то предпочтительно использование водных растворов Ca(OH)2 и в некоторых ограниченных применениях также водных растворов Mg(OH)2 для испытаний на стойкость к щелочам.Since NaOH is usually not present in any significant amount in mineral binders that contain most calcium compounds and to a much lesser extent magnesium compounds, it is preferable to use aqueous solutions of Ca (OH) 2 and, in some limited applications, also aqueous solutions of Mg (OH ) 2 for alkali resistance tests.
Следующие примеры раскрывают некоторые варианты воплощения изобретения и показывают удивительные свойства устойчивости к щелочам по сравнению с некоторыми другими типичными типами связующего, использованного в матах материала для облицовки, содержащих все или большинство стекловолокон. Маты мокрой выкладки применяют в этих примерах для демонстрации влияния связующего на устойчивость к щелочам мата и, таким образом, пригодность волоконных матов, материй и полотен для контакта с минеральными связующими, имеющими высокий pH. Все пределы прочности в примерах измеряют в направлении резки мата, т.е. в том направлении, в котором мат ориентировали на машине для влажных матов, которая формовала маты.The following examples reveal some embodiments of the invention and show amazing alkali resistance properties compared to some other typical types of binder used in mats of cladding material containing all or most of the glass fibers. Wet mats are used in these examples to demonstrate the effect of the binder on alkali resistance to the mat and thus the suitability of fiber mats, fabrics and webs for contact with high pH mineral binders. All strength limits in the examples are measured in the direction of cutting the mat, i.e. in the direction in which the mat was oriented on the wet mats machine that molded the mats.
Пример 1Example 1
Суспензию волокна готовили путем добавления рубленных влажных волокон длиной 1 дюйм стекла типа M 117 E (номинал 16 микрон), производимых корпорацией Johns Manville International, Inc., Денвер, Колорадо, имеющих содержащее силан химическое проклеивание на поверхности, что хорошо известно, к катионоактивной оборотной воде, содержащей средство для сгущения Natrosol™, производимое компанией Aqualon, Inc., Уилмингтон, Делавэр, и катионное поверхностно-активное вещество С-61, этоксилированный твердый амин, производимый компанией Cytec Industries, Inc., Мористаун, Нью-Джерси, как диспергирующий агент для образования концентрации волокна примерно 0,8% вес. После предоставления суспензии возможности перемешивания в течение, по меньшей мере, примерно 5 минут для тщательного диспергирования волокон суспензию дозировали в движущийся поток такой же оборотной воды для разбавления концентрации волокна до усредненной концентрации примерно от 0,05 до 0,006% вес. перед накачиванием разбавленной суспензии в напорный ящик в Voith Hydroformer™, где влажное нетканое полотно непрерывно формовали с достаточным базовым весом для получения обработанного сухого мата, имеющего номинальный базовый вес от примерно 4,5 фунтов на 100 кв.футов.A fiber suspension was prepared by adding chopped wet fibers of 1 inch M 117 E type glass (nominal 16 microns) manufactured by Johns Manville International, Inc. of Denver, Colorado, having silane-based surface sizing, which is well known, to the cationic backing water containing Natrosol ™ thickening agent manufactured by Aqualon, Inc., Wilmington, Delaware, and C-61 cationic surfactant, an ethoxylated solid amine manufactured by Cytec Industries, Inc., Moristown, NJ, as a dis ergiruyuschy agent to form a fiber concentration of about 0.8% by weight. After allowing the suspension to mix for at least about 5 minutes to thoroughly disperse the fibers, the suspension is metered into a moving stream of the same recycled water to dilute the fiber concentration to an average concentration of about 0.05 to 0.006% by weight. before pumping the diluted slurry into the headbox at Voith Hydroformer ™, where the wet nonwoven web was continuously formed with sufficient base weight to produce a treated dry mat having a nominal base weight of about 4.5 pounds per 100 square feet.
Влажное полотно непрерывно удаляли из формующей сетки и перемещали на поточный Sandy Hill Curtain Coater, где наносили меламинформальдегидное связующее в избытке, и пропитанное полотно затем пропускали над вакуумным ножом, который удалял избыток и оставлял достаточное количество в мате для получения концентрации в мате от примерно 13 до примерно 24% вес., номинально примерно 17-21% вес. Водное MF связующее, содержащее 97,8% вес. связующее меламинформальдегидного типа CR-1, 1% вес. катализатора формы Ancel SI-1 Hexion, 1,1% вес. поверхностно-активного вещества Emerest 2646 от компании Pulcra Chemicals, Молдин, Южная Каролина, 0,1% вес. силана Y5823 от Momentive Performance Materials of Friendly, Западная Вирджиния, процентные содержания связующего основывали на весе связующего после высушивания для удаления воды.The wet web was continuously removed from the forming mesh and transferred to an in-line Sandy Hill Curtain Coater, where excess melamine-formaldehyde binder was applied, and the impregnated web was then passed over a vacuum knife that removed the excess and left enough in the mat to obtain a concentration in the mat from about 13 to about 24% weight., nominally about 17-21% weight. Aqueous MF binder containing 97.8% by weight. binder melamine formaldehyde type CR-1, 1% weight. catalyst form Ancel SI-1 Hexion, 1.1% weight. surfactant Emerest 2646 from the company Pulcra Chemicals, Moldin, South Carolina, 0.1% weight. silane Y5823 from Momentive Performance Materials of Friendly, West Virginia; binder percentages were based on the weight of the binder after drying to remove water.
Влажный мат затем переносили на печной конвейер и доводили до конца печи для высушивания и нагревания мата, чтобы удалить воду, и затем - до температуры примерно 400°C в течение менее чем 60 секунд для отверждения связующего из MF смолы, заставляя его скреплять волокна. Получающийся сухой, нетканый мат влажной выкладки имел следующие свойства:The wet mat was then transferred to the furnace conveyor and brought to the end of the oven to dry and heat the mat to remove water, and then to a temperature of about 400 ° C in less than 60 seconds to cure the binder from the MF resin, causing it to bind the fibers. The resulting dry, non-woven, wet-laid mat had the following properties:
Толщина (мил) - 80 номинальнаяThickness (mil) - 80 nominal
Базовый вес (фунт/кв.фут) - 4,5Base Weight (lb / sqft) - 4.5
Потеря веса при прокаливании (%) - 18,5Weight loss on ignition (%) - 18.5
Предел прочности на растяжение - направление резки (фунт/3 дюйма) - 130Tensile Strength - Cutting Direction (lb / 3 in.) - 130
Сопротивление растяжению во влажном состоянии (фунт/3 дюйма) - 75 (после замачивания в воде в течение 10 мин при 180°F.Wet tensile strength (lb / 3 in.) - 75 (after soaking in water for 10 min at 180 ° F.
Эти данные испытаний показывают, что мат этого примера должен быть пригоден для применения в ламинатах, в которых мат находится в контакте со слоем минерального связующего.These test data show that the mat of this example should be suitable for use in laminates in which the mat is in contact with a layer of mineral binder.
Пример 2Example 2
Этот мат изготавливали тем же самым способом, как мат примера 1, за исключением того, что влажное полотно было достаточной толщины для получения обработанного сухого мата, имеющего базовый вес только примерно 1,15 фунтов/100 кв. футов, и наносимое связующее было смесью 50% вес. связующего Resi-Mat® 2928 UF типа и 50% вес. связующего MF типа, описанного выше в примере 1. Сухой обработанный мат имел следующие свойства:This mat was made in the same way as the mat of Example 1, except that the wet web was of sufficient thickness to produce a treated dry mat having a base weight of only about 1.15 pounds / 100 square meters. feet, and the applied binder was a mixture of 50% weight. Resi-Mat® 2928 UF type binder and 50% weight. a binder MF type described above in example 1. The dry processed mat had the following properties:
Базовый вес- 1,15 фунт/кв.фут номинальныйBase Weight 1.15 lb / sq. Ft. Nominal
Потеря веса при прокаливании (%) - 18,5Weight loss on ignition (%) - 18.5
Эти данные указывают, что этот мат должен быть пригоден для применения в качестве материала для облицовки на минеральных связующих материалах в ламинатах.These data indicate that this mat should be suitable for use as a lining material for mineral binders in laminates.
Пример 3Example 3
Контрольный нетканый мат влажной укладки изготавливали с использованием такой же процедуры, примененной в примере 1, за исключением того, что стекловолокна были рублеными влажными стекловолокнами К249 (13 микрон номинал), толщина влажного волоконного полотна была такой, как для получения базового веса в обработанном, сухом мате 1,5 фунт/100 кв.футов, и использованное связующее было связующим акрилового типа, использующееся в промышленности для скрепления стекловолокон в коммерческих нетканых матах. Обработанный сухой мат имел следующие свойства:A wet non-woven control mat was made using the same procedure used in Example 1, except that the glass fibers were chopped wet K249 glass fibers (13 microns nominal), the thickness of the wet fiber web was the same as for the base weight in the processed, dry a 1.5 lb / 100 sq. ft. mat and the binder used was an acrylic type binder used in the industry for bonding glass fibers in commercial non-woven mats. The treated dry mat had the following properties:
Толщина (мил) - 24 номинальнаяThickness (mil) - 24 nominal
Базовый вес (фунт/кв.фут) - 1,5 номинальныйBase Weight (lb / sqft) - 1.5 times nominal
Потеря веса при прокаливании (%) - 17Weight loss on ignition (%) - 17
Предел прочности на растяжение - направление резки (фунт/3 дюйма) - 87Tensile Strength - Cutting Direction (lb / 3 in.) - 87
Сопротивление растяжению во влажном состоянии (фунт/3 дюйма) - 45Wet Stretch Resistance (lb / 3 in.) - 45
Эти данные испытаний показывают, что устойчивость к щелочам стекловолокна, скрепленного акриловым связующим, существенно хуже мата из стекловолокна, скрепленного меламинформальдегидным связующим, и указывают, что скрепленный акрилом мат также имеет меньшую устойчивость к щелочам, чем маты из стекловолокна, скрепленного смесью MF и UF связующего.These test data show that the alkali resistance of fiberglass bonded with an acrylic binder is significantly worse than a fiberglass mat bonded with a melamine-formaldehyde binder, and indicate that the acrylic bonded mat also has less alkali resistance than fiberglass mats bonded with a mixture of MF and UF binder .
Пример 4Example 4
Другой контрольный мат изготавливали с использованием такой же процедуры, примененной в примере 1, за исключением того, что использовали стекловолокна К117 (13 микрон номинал), влажное полотно имело толщину, достаточную для получения базового веса в обработанном сухом мате примерно 1,37 фунт/100 кв.футов, и связующее было смесью большей части коммерчески доступного акрилового связующего и незначительной части коммерчески доступного MF связующего, используемого в промышленности, для скрепления стекловолокон в коммерческом нетканом мате. Получившийся сухой обработанный мат имел следующие свойства:Another control mat was made using the same procedure as in Example 1, except that K117 fiberglass (13 microns nominal) was used, the wet web was thick enough to get a base weight of about 1.37 lb / 100 in the treated dry mat sq. feet, and a binder was a mixture of most of the commercially available acrylic binder and a small portion of the commercially available MF binder used in industry for bonding fiberglass in a commercial nonwoven mat. The resulting dry processed mat had the following properties:
Базовый вес (фунт/кв.фут) - 1,37 номинальныйBase Weight (lb / sqft) - 1.37 nominal
Толщина (мил) - 23 номинальнаяThickness (mil) - 23 nominal
Потеря веса при прокаливании (%) - 19 номинальнаяCalcined weight loss (%) - 19 nominal
Предел прочности на растяжение (фунт/3 дюйма) - 85Tensile Strength (lb / 3 in.) - 85
Воздухопроницаемость (CFM - куб.футов в мин/кв.фут) - 710 среднееBreathability (CFM - cubic feet per minute / sq. Feet) - 710 average
Эти данные испытаний показывают, что получали маты из стекловолокна со смесью акрилового связующего и меламинформальдегидного связующего, имеющие меньше стойкость к гидроксиду кальция, чем маты, скрепленные акриловым связующим.These test data show that fiberglass mats with a mixture of acrylic binder and melamine formaldehyde binder having less resistance to calcium hydroxide than mats bonded with an acrylic binder were prepared.
Пример 5Example 5
Другой контрольный мат изготавливали с использованием такой же процедуры, примененной в примере 1, за исключением того, что влажное полотно имело толщину, достаточную для получения базового веса в обработанном сухом мате примерно 4,8 фунт/100 кв.футов, и связующее было смесью основной части - коммерческого акрилового связующего и незначительной части - коммерческого UF связующего, используемого в промышленности для скрепления стекловолокон, чтобы изготовить промышленные нетканые стекловолоконные маты. Получающиеся сухие обработанные маты имели следующие свойства:Another control mat was made using the same procedure used in Example 1, except that the wet web was thick enough to obtain a base weight in the treated dry mat of about 4.8 lb / 100 sq. Feet, and the binder was a base mixture parts of a commercial acrylic binder and a minor part of a commercial UF binder used in the industry for bonding fiberglass to make industrial non-woven fiberglass mats. The resulting dry treated mats had the following properties:
Базовый вес - 4,8 (фунт/100кв.фут)Base Weight - 4.8 (lb / 100sq.ft)
Толщина (мил) - 58 номинальнаяThickness (mil) - 58 nominal
Потеря веса при прокаливании (%)- 7 номинальнаяCalcined weight loss (%) - 7 nominal
Предел прочности на растяжение (фунт/3 дюйма) - 55Tensile Strength (lb / 3 in) - 55
Эти данные показывают, что смесь акрилового связующего и мочевиноформальдегидного связующего дала стекловолоконные маты, имеющие меньшую стойкость к гидроксиду кальция, чем маты, скрепленные акриловым связующим.These data show that a mixture of an acrylic binder and a urea-formaldehyde binder gave fiberglass mats having less resistance to calcium hydroxide than mats bonded with an acrylic binder.
Таблица показывает неожиданное превосходство в устойчивости к щелочам, как определено замачиванием в насыщенном растворе гидроксида кальция при окружающей комнатной температуре и при повышенной температуре 60°С, стекловолоконных матов, скрепленных меламинформальдегидным связующим или связующими из смесей мочевиноформальдегида и меламинформальдегида, над стекловолоконными матами, в которых связующее, скрепляющее волокна, является акриловым связующим или акриловыми связующими, модифицированными мочевиноформальдегидным связующим и меламинформальдегидным связующим.The table shows unexpected superiority in alkali resistance, as determined by soaking in a saturated solution of calcium hydroxide at ambient room temperature and at an elevated temperature of 60 ° C, fiberglass mats bonded with a melamine-formaldehyde binder or binders from mixtures of urea-formaldehyde and melamine formaldehyde over fiberglass mats in which a binder fiber fastener is an acrylic binder or acrylic binders modified with a urea-formaldehyde binder and melamine formaldehyde binder.
Ламинаты изобретения изготавливают путем формования влажной суспензии минерального связующего вещества на одном или более стекловолоконных матов, материях и/или полотнах изобретения в известных процессах для изготовления цементированных листов, подкладных листов и других цементирующих продуктов, и потом позволяющих минеральному связующему веществу образовать гидравлические связи, отвердеть гидравлически с последующим высушиванием листов или других имеющих определенную форму ламинатных продуктов. Существует много известных способов для изготовления ламинатов, имеющих один или более связывающих слоев, включая те, которые описаны в патентах США № 6749720, 6995098, 7049251, 7354876, и опубликованных заявках на патент, раскрытых в 2002/0151240 A1, причем раскрытия внесены в настоящее описание посредством этой ссылки. Ламинаты могут иметь один или более продуктов из стекловолоконных матов, материй и/или полотен изобретения, или любую комбинацию этих продуктов, скрепленных MF или MF/UF связующим, прилипшим к одному или более связующим слоям ламината.The laminates of the invention are made by molding a wet suspension of a mineral binder on one or more fiberglass mats, materials and / or webs of the invention in known processes for the manufacture of cemented sheets, backing sheets and other cementitious products, and then allowing the mineral binder to form hydraulic bonds, hydraulically harden followed by drying of the sheets or other shaped laminate products. There are many known methods for making laminates having one or more bonding layers, including those described in US Pat. description via this link. Laminates can have one or more products from fiberglass mats, fabrics and / or paintings of the invention, or any combination of these products bonded with MF or MF / UF binder adhered to one or more bonding layers of the laminate.
Стекловолоконные продукты изобретения могут быть покрыты при желании, чтобы получить более ровную поверхность и уменьшить частоту "стоячих" волокон (получить более удобный для пользователя стекловолоконный продукт), при желании используя обычную технологию покрытия, включая такие процессы, которые раскрыты в патентах США № 6187697, 6875308, 7426259, 7429544 и опубликованной заявки на патент в США № 2003/0129903A1, раскрытия включали в настоящее описание посредством этой ссылки.The fiberglass products of the invention can be coated if desired in order to obtain a smoother surface and reduce the frequency of “standing” fibers (to obtain a more user-friendly fiberglass product), if desired, using conventional coating technology, including those processes disclosed in US Pat. No. 6,187,697, 6875308, 7426259, 7429544 and published US patent application No. 2003/0129903A1, the disclosures are incorporated herein by reference.
Могут быть сделаны многочисленные модификации предпочтительных вариантов воплощения изобретения, раскрытого в примерах. Можно модифицировать количество связующего, соотношения связующих UF к MF, базовый вес, воздухопроницаемость и другие функциональные составляющие для достижения желательных свойств, включающих прочность на растяжение в стекловолоконных продуктах и ламинатах, сделанных с ними. Могут быть введены различные известные пигменты, наполнители, а также другие известные добавки в мат путем или добавления суспензии в оборотной воде, или к связующему для функций, которые, как известно, они обеспечивают. Эти модификации, которые являются очевидными специалистам в области техники, как считается, являются частью настоящего изобретения и предназначены быть включенными в изобретение, заявленное ниже.Numerous modifications can be made to the preferred embodiments of the invention disclosed in the examples. You can modify the amount of binder, the ratio of UF to MF binders, base weight, breathability and other functional components to achieve the desired properties, including tensile strength in fiberglass products and laminates made with them. Various known pigments, fillers, and other known additives can be added to the mat by either adding a suspension in the circulating water, or to a binder for the functions that they are known to provide. These modifications, which are obvious to those skilled in the art, are believed to be part of the present invention and are intended to be included in the invention claimed below.
Различные варианты воплощения, применяющие концепцию и идеи изобретения, будут несомненны и очевидны специалистам в этой области техники, и эти варианты воплощения намерены подобным образом быть в объеме формулы изобретения. Автор изобретения не намерен отменить любые раскрытые изобретения, которые корректно сформулированы, но не являются целесообразными для дословно заявленных ниже, но точнее намерен эти варианты воплощения включить в широкую формулу изобретения или дословно или как эквиваленты вариантам воплощения, которые включены дословно.Various embodiments embodying the concept and ideas of the invention will be undeniable and obvious to those skilled in the art, and these embodiments will similarly be intended to be within the scope of the claims. The inventor does not intend to cancel any disclosed inventions that are correctly formulated, but are not appropriate for the verbatim stated below, but rather intends to include these embodiments in the broad claims either verbatim or as equivalent to the embodiments that are included verbatim.
Claims (17)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US4227609A | 2009-04-24 | 2009-04-24 | |
| US12/42,276 | 2009-04-24 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2010116263A RU2010116263A (en) | 2011-10-27 |
| RU2534975C2 true RU2534975C2 (en) | 2014-12-10 |
Family
ID=44997846
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010116263/12A RU2534975C2 (en) | 2009-04-24 | 2010-04-23 | Fibreglass mat, method and laminate |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2534975C2 (en) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1162822A1 (en) * | 1980-10-03 | 1985-06-23 | Государственный научно-исследовательский и проектный институт по обогащению руд цветных металлов "Казмеханобр" | Method of obtaining urea-formaldehyde resin-base moulded materials |
| US6770354B2 (en) * | 2001-04-19 | 2004-08-03 | G-P Gypsum Corporation | Mat-faced gypsum board |
-
2010
- 2010-04-23 RU RU2010116263/12A patent/RU2534975C2/en active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1162822A1 (en) * | 1980-10-03 | 1985-06-23 | Государственный научно-исследовательский и проектный институт по обогащению руд цветных металлов "Казмеханобр" | Method of obtaining urea-formaldehyde resin-base moulded materials |
| US6770354B2 (en) * | 2001-04-19 | 2004-08-03 | G-P Gypsum Corporation | Mat-faced gypsum board |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2010116263A (en) | 2011-10-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8084378B2 (en) | Fiber glass mat, method and laminate | |
| US6187697B1 (en) | Multiple layer nonwoven mat and laminate | |
| US5772846A (en) | Nonwoven glass fiber mat for facing gypsum board and method of making | |
| EP1584724B1 (en) | Nonwoven fiber mats with smooth surfaces and method | |
| JP4828733B2 (en) | Glass fiber mat, method and laminate | |
| US8257554B2 (en) | Urea-formaldehyde resin composition and process for making fiber mats | |
| US20050070186A1 (en) | Urea-formaldehyde binder composition and process | |
| EP1462559B1 (en) | Nonwoven fiber mats with good hiding properties, laminates and method | |
| EP1662044B1 (en) | Fibrous non woven mat and method for making the same | |
| US6008147A (en) | Fiber glass mat for laminating to foam, foam laminate precursor, foam laminate, and methods of making the mat and the foam laminate | |
| EP1544352A2 (en) | Method of making fibrous mats and fibrous mats | |
| RU2700835C2 (en) | Method of producing highly filled non-woven fabric | |
| EP2644762B1 (en) | Method for producing wet-laid non-woven fabrics, in particular non-woven glass fiber fabrics | |
| CA2556290A1 (en) | Fiber mat and process for making same | |
| RU2534975C2 (en) | Fibreglass mat, method and laminate |