SK284976B6

SK284976B6 - Spôsob výroby rohože zo sklenených vlákien, vrstva sklenených vlákien získaná týmto spôsobom, rohož zo sklenených vlákien a spôsob výroby kompozitu

Info

Publication number: SK284976B6
Application number: SK1074-97A
Authority: SK
Inventors: Michel Arpin; Fabrice Duchamp; Michel Mottet
Original assignee: Vetrotex France S.A.
Priority date: 1995-12-12
Filing date: 1996-12-12
Publication date: 2006-03-02
Also published as: ATE232247T1; PL321732A1; FR2742172B1; WO1997021861A3; SK107497A3; TW340833B; CA2212921C; BR9607736A; CA2212921A1; RU2171322C2; FR2742172A1; CN1083028C; IN191056B; US6034006A; DE69626106D1; WO1997021861A2; EP0819189A2; NO973682L; ES2191780T3; EP0819189B1

Abstract

Je opísaný spôsob výroby rohože zo sklenených vlákien, pri ktorom sa na osnovu zo sklenených vlákien, rozmiestnenú na pohybujúcom sa dopravníku, kontinuálne nanáša spojivo, potom je táto osnova podrobená sušeniu, prípadne kalandrovaniu, pri ktorom sa na osnovu zo sklenených vlákien nanáša kvapalné spojivo, ktorého viskozita je nižšia ako 40 milipascalov/sekundu, pričom toto spojivo je tvorené vodným roztokom polyvinylalkoholu alebo polyvinylalkoholov. Sušením, prípadne kalandrovaním osnovy vrstvy sklenených vlákien sa získa rohož, ktorá je tvorená vláknami zloženými z čiastkových sklenených vlákien stredného priemeru 9 až 30 mikrometrov. Opísaný je tiež spôsob výroby kompozitu, pri ktorom sa rohož zo sklenených vlákien spojí zo zmesou na báze cementu a vody a prípadne taktiež obsahujúca sklenené vlákna, alebo s živicou vo vodnom prostredí.

Description

Oblasť vynálezu

Vynález sa týka spôsobu výroby rohože zo sklenených vlákien, vrstvy sklenených vlákien získanej týmto spôsobom, rohože zo sklenených vlákien a spôsobu výroby kompozitu zo sklenených vlákien. Sklenenou rohožou sa chápe výrobok tvorený sklenenými vláknami (strihanými alebo spojitými), pričom tieto vlákna sú spojené medzi sebou a takto sa odlišujú od sklenených tkanín, ktoré sú tvorené spojením dispergovaných sklenených vlákien.

Doterajší stav techniky

Pri výrobe sklenenej rohože figuruje medzi hlavnými problémami, ktoré je potrebné riešiť, výber spojiva, ktoré dodá rohoži správnu kohéziu, výber formy, v ktorej bude spojivo použité a postup, ktorý zaistí kontakt spojiva s rohožou.

Podľa doterajšieho stavu techniky existujú mnohé riešenia týchto problémov.

Materiál spojiva sa najčastejšie volí podľa jeho chemickej kompatibility so živičným (polymérovým) systémom, ktorý má rohož vystužovať. Spojivo môže byť použité vo forme prášku, suspenzie, emulzie alebo roztoku. V prípade, keď sa spojivo používa v inej forme ako vo forme suchého prášku, je kvapalinou, ktorou je spojivo spojené, stále častejšie voda, s cieľom vyhnúť sa problémom, ktoré predstavuje používanie organických rozpúšťadiel.

Podľa doterajšieho stavu techniky sú rovnako veľmi rozmanité metódy použitia.

V prípade, že zloženie spojiva vo forme suchého prášku vylučuje použitie kvapaliny, ktorú bude nutné neskôr odstrániť, je ťažké spojivo rozdeliť rovnomerne v materiáli rohože. Okrem toho zrná spojiva niekedy zotrvávajú v tvare vystuženia rohože, čo jej dodáva nepravidelný povrch.

Nanesenie spojiva vo forme emulzie alebo vodného roztoku, či roztoku v organickom rozpúšťadle dodáva rohoži správnu kohéziu, lebo týmto spôsobom sa dosiahne adhézia aspoň na časti skleneného vlákna. Ale táto výhoda sa môže javiť menej zaujímavá, ak má byť rohož spojená s organickým alebo minerálnym produktom, ktorý ju má vystužovať. Je to z toho dôvodu, že ak spojivo zostáva na sklenených vláknach počas fázy spojenia, môže tvoriť prekážku dobrému zmáčaniu vlákien dotyčným produktom. Toto sa týka obzvlášť prípadu, keď má byť rohož spojená so živicou vo forme disperzie alebo suspenzie vo vode, či zmesou na báze cementu a vody. Táto skutočnosť sa prejavuje zhoršením mechanických vlastností a zlým stavom povrchu výslednej kompozitnej zložky.

Podstata vynálezu

Vynález sa týka spôsobu výroby rohože zo sklenených vlákien, pri ktorom sa na osnovu zo sklenených vlákien rozmiestnenú na pohybujúcom sa dopravníku kontinuálne nanáša spojivo, potom je osnova podrobená sušeniu a prípadne kalandrovaniu, pričom podstata tohto spôsobu spočíva v tom, že sa na osnovu zo sklenených vlákien nanáša kvapalné spojivo s viskozitou nižšou ako 40 milipascal. sekunda, pričom toto spojivo je tvorené vodným roztokom polyvinylalkoholu alebo polyvinylalkoholov.

Vo výhodnom uskutočnení tohto postupu podľa vynálezu je spojivo nanášané vo forme kvapalnej vrstvy alebo clony z kvapalných vlákien, ktoré dopadajú na celú šírku osnovy z vlákien. Podľa ďalšieho výhodného uskutočnenia je časť spojiva nanášaná proti prúdu zóny, kde je spojivo nanesené vo forme kvapalnej vrstvy alebo clony z kvapalných vlákien. Výhodne je spojivo nanášané protiprúdne rozprašovaním. Podľa ďalšieho výhodného uskutočnenia je časť spojiva, ktorá preniká vrstvou vlákien, zachytávaná na dopravníku a priamo recyklovaná.

Do rozsahu predmetného vynálezu taktiež patrí vrstva sklenených vlákien, získaná niektorým z definovaných postupov, pričom podstata spočíva v tom, že jej obsah spojiva je približne 3 až 15 hmotnostných %, vztiahnuté na hmotnosť skla.

Do rozsahu predmetného vynálezu taktiež patrí rohož zo sklenených vlákien, získaná sušením, prípadne kalandrovaním osnovy sklenených vlákien, definovaných skôr, pričom podstata spočíva v tom, že táto rohož je tvorená vláknami zloženými z čiastkových sklenených vlákien stredného priemeru 9 až 30 mikrometrov.

Vo výhodnom uskutočnení je táto rohož tvorená strihanými vláknami s dĺžkou väčšou ako 20 milimetrov. Podľa ďalšieho výhodného uskutočnenia je táto rohož vystužená spojitými sklenenými vláknami, umiestnenými pozdĺžne najmenej časti šírky rohože. Podľa ďalšieho výhodného uskutočnenia je táto rohož podľa vynálezu tvorená spojitými vláknami.

Do rozsahu predmetného vynálezu taktiež patrí spôsob výroby kompozitu, ktorého podstata spočíva v tom, že sa rohož zo sklenených vlákien, ktorá bola definovaná skôr, spojí so zmesou na báze cementu a vody a prípadne tiež obsahujúca sklenené vlákna.

Do rozsahu predmetného vynálezu taktiež patri spôsob výroby kompozitu, ktorého podstata spočíva v tom, že sa rohož zo sklenených vlákien, ktorá bola definovaná skôr, spojí zo živicou vo vodnom prostredí.

Podľa tohto vynálezu je možné získať sklenenú rohož s dobrou kohéziou, ktorá je ľahko zmáčateľná pomocou živíc, najmä potom živíc vo vodnom prostredí, v roztoku, disperzii alebo suspenzii alebo pomocou zmesi na báze cementu a vody.

Pri uskutočňovaní postupu výroby rohože zo sklenených vlákien podľa vynálezu je možné dosiahnuť rovnomerné rozmiestnenie spojiva v celej hrúbke rohože.

Rovnako je možné pri uskutočňovaní postupu výroby rohože zo sklenených vlákien podľa predmetného vynálezu dosiahnuť plynulú recykláciu použitého spojiva.

Pri uskutočňovaní postupu výroby rohože zo sklenených vlákien podľa vynálezu sa uskutočňuje plynulé nanášanie spojiva, ktorého viskozita je počas nanášania nižšia ako 40 mPa.s na osnovu zo sklenených vlákien, rozložených na pohybujúcom sa dopravníku, pričom toto spojivo je tvorené vodným roztokom polyvinylalkoholu (alebo polyvinylalkoholov).

Stupeň polymerizácie polyvinylalkoholu (alebo polyvinylalkoholov) používaných v rámci tohto vynálezu je výhodne nižší ako 1000.

Spojivo je nanášané na osnovu zo sklenených vlákien vo forme kvapalnej vrstvy alebo clony z kvapalných vlákien, ktoré dopadajú naprieč osnovou. Takto nanesené spojivo vďaka svojej relatívne malej viskozite preniká a rovnomerne sa rozdeľuje v celom objeme osnovy. Toto spojivo je zadržiavané z veľkej časti v miestach, kde sa sklenené vlákna križujú. Teplota spojiva počas nanášania je vyššia ako 10 °C a pohybuje sa všeobecne v rozmedzí 20 °C až 60 °C.

Prietok takto nanášaného spojiva je predovšetkým funkciou rýchlosti dopravníka a množstva skla na meter štvorcový dopravníka. Prietok spojiva je určený tak, aby sa dosiahol obsah spojiva 3 až 15 hmotnostných % v stave suchého materiálu, vztiahnuté na hmotnosť skla.

Podľa jedného z variantov postupu podľa vynálezu môže byť spojivo nanášané sčasti na povrch osnovy z vlákien proti toku zóny, kde je nanesené vo forme kvapalných vlákien alebo kvapalnej vrstvy. Spojivo môže byť napríklad rozprášené proti toku zóny, čo spôsobí mierne spevnenie osnovy vlákien a navlhčenie jej hornej vrstvy a takto lepší prienik spojiva naneseného po prúde.

Časť takto naneseného spojiva prechádza úplne sklenenou osnovou a môže byť zberaná pod dopravníkom. Jednou z výhod použitého spojiva je jeho stabilita v čase, dokonca i pri zahriatí na teplotu vyššiu ako 30 °C oproti iným spojivám, ktoré obsahujú najmenej jednu zložku, ktorá uľahčuje ich zosieťenie. Spojivo, použité v tomto vynáleze môže byť takto priamo recyklované, čo predstavuje ekonomické zvýhodnenie.

Po nanesení spojiva prechádza osnova už známym spôsobom sušiacou komorou, prípadne ešte kalandrom.

Postup podľa tohto vynálezu možno aplikovať na rohože zo sklenených vlákien, získané všetkými známymi postupmi, tak kontinuálnymi, ako prerušovanými.

Prvý typ postupu je použitý na výrobu rohoží zo spojitých sklenených vlákien. Spočíva najčastejšie v ťahaní veľkého množstva čiastkových vlákien z taveného skla, ktoré vyteká otvormi niekoľkých dýz, v spojení týchto vlákien najmenej v jedno vlákno na dýzu a v mechanickom rozložení takto získaných vlákien na dopravník, pohybujúci sa pod týmito dýzami.

Druhý typ postupu je zvyčajne používaný na výrobu rohoží zo strihaných sklenených vlákien. Spočíva vo vytiahnutí veľkého množstva vinutí spojitých sklenených vlákien, v ich súčasnom nastrihaní a rozložení na pohybujúci sa dopravník.

Tento druhý typ postupu môže byť rovnako použitý na výrobu rohoží zo spojitých sklenených vlákien, ak po vytiahnutí vlákien z ich vinutia nasleduje ihneď ich rozloženie na dopravníku.

Pre určité typy aplikácií môže byť použitá rohož spevnená spojitými sklenenými vláknami, ktoré sú umiestnené pozdĺžne najmenej na časti rohože. Ide obzvlášť o prípad, keď má byť rohož spojená so zmesou na báze cementu.

Táto rohož sa získa napríklad simultánnym rozmiestnením strihaných a spojitých vlákien na pohybujúcom sa dopravníku, pričom spojité vlákna sú ťahané zo série vinutí.

Vo všetkých typoch použitých spôsobov je stredný priemer čiastkových vlákien, ktoré tvoria hlavné vlákna, v rozmedzí medzi 9 a 30 mikrometrov. Ak ide o strihané vlákna, dĺžka týchto vlákien jc všeobecne väčšia ako 20 mm.

Jednou z výhod tejto rohože je, že pri uvedení do kontaktu so živicou vo vodnom prostredí je spojivo takmer dokonale odstránené, čo uľahčuje zmáčanie skla živicou.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Spôsob výroby sklenenej rohože a produkty pripravené týmto postupom, rovnako ako výhody tohto vynálezu, budú bližšie vysvetlené pomocou nasledujúcich príkladov vyhotovenia, ktoré sú iba ilustratívne a nijako neobmedzujú rozsah tohto vynálezu.

Príklad 1

Na dopravník, ktorý sa pohyboval rýchlosťou 13 m za minútu, bola umiestnená osnova zo strihaných vlákien s dĺžkou 50 mm pri celkovom prietoku skla 250 kg za hodi nu. Táto osnova bola získaná súčasným nastrihaním veľkého množstva vlákien, vytiahnutých z veľkého množstva vinutí. Tieto sklenené vlákna s titrom 30 tex boli tvorené veľkým množstvom čiastkových vlákien so stredným priemerom 12 mikrometrov; vlákna boli počas výroby potiahnuté klasickou lubrifikáciou na báze polyvinylacetátu a spojív, napríklad silánov.

Vodný roztok polyvinylalkoholu s koncentráciou 8 %, s teplotou 30 °C a viskozitou 15 milipascal. sekunda pri tejto teplote bol nanesený na celú šírku osnovy vo forme clony z kvapalných vlákien. Tento roztok bol získaný rozpustením polyvinylalkoholu, ktorý bol charakterizovaný stupňom polymerizácie 530 a mierou hydrolýzy 88 %, vo vode s teplotou 80 °C. Tento polyvinylalkohol je komerčne dodávaný pod značkou F 105 spoločnosťou LAMBERTI. Roztok bol nanesený na osnovu z vlákien pod prietokom 3 n?/hod. Prebytok roztoku bol odsávaný z dopravníka a recyklovaný.

Takto spracovaná sklenená osnova bola vedená do sušiacej komory s horúcim vzduchom, kde zostala 50 sekúnd pri teplote rádovo 200 °C. Na výstupe z komory bola osnova kalandrovaná a ochladená a potom navinutá na otočnú cievku.

Získaná rohož mala obsah spojiva 8 % a mernú povrchovú hmotnosť 250 g/m². Jej kohézia bola dobrá, ako ukázala pevnosť v ťahu, merané podľa metódy ISO 3342, ktorá bola priemerne 40 dekanewtonov. V porovnaní s tým rohož, ktorá mala rovnaké charakteristiky, ale obsah spojiva 4,5 %, pričom spojivom bol plastifikovaný polyvinylacetát, mala pevnosť v ťahu, meranú rovnakou metódou, nižšiu ako 20 dekanewtonov.

Ďalšou výhodou spojiva, použitého v tomto vynáleze, bola jeho čiastočná rozpustnosť vo vode. Nasledujúci test potvrdil tento fakt: séria vzoriek 100 x 125 mm bola vystrihnutá z rohože, vyrobenej opísaným postupom. Tieto vzorky boli ponorené do vody pri teplote 20 °C a podrobené zaťaženiu 100 g. Čiastočné odstránenie spojiva vo vode a vplyv záťaže spôsobili rozpad rohože na dve časti priemerne po uplynutí 25 sekúnd. Tento čas bol veľmi krátky pri takomto druhu testu. V porovnaní s tým nastal rozpad rohože, spojenej plastifikovaným polyvinylacetátom, ako bolo uvedené, v rovnakých podmienkach po viac ako 5 minútach.

Toto rýchle odstránenie spojiva umožňuje rohoži vyrobenej spôsobom podľa vynálezu ľahké spojenie s rôznymi typmi produktov vo vodných roztokoch, ktorými sú zmes cementu alebo živíc vo forme disperzie alebo suspenzie vo vodnom prostredí a dovoľuje formovaním získať kompozitné diely, ktorých mechanické vlastnosti a stav povrchu sú obzvlášť vyhovujúce. Nasledujúci príklad tieto fakty dokumentuje.

Príklad 2

Cementové dosky boli vyrobené jednak s použitím zmesi na báze cementu a strihaných sklenených vlákien pod názvom premix, jednak s použitím rohože podľa vynálezu alebo, kvôli porovnaniu, už známej rohože.

Zmes na báze cementu predstavovala klasickú zmes s nasledujúcim zložením: (údaje hmotnostné) * umelý portlandský cement CEMI 100 dielov * kremičitý piesok 100 dielov * voda 40 dielov * riedidlo 1,8 dielov

K tejto zmesi bolo bežne známym spôsobom pridaných 4,8 hmotnostných dielov strihaných sklenených vlákien s priemernou dĺžkou 12 mm.

Rohož podľa vynálezu mala mernú povrchovú hmotnosť 120 g/m² a bola tvorená strihanými vláknami s dĺžkou 50 mm a titre 38 tex. Vlákna boli tvorené veľkým množstvom čiastkových vlákien so stredným priemerom 14 mikrometrov. Obsah spojiva v rohoži bol 10 %.

Rohož použitá z dôvodu porovnania mala rovnaké charakteristiky, okrem obsahu spojiva, ktorý bol 4,5 % a spojiva samotného, ktorým bol plastifikovaný polyvinylacetát.

Sklo, použité na výrobu rohoži, bolo sklo odolné proti zásadám, komerčne distribuované pod značkou CEMFIL.

Na dno formy bola položená prvá vrstva rohože a pokrytá vrstvou rovnomerne rozmiestneného premixu, pričom bola forma podrobená vibráciám.

Druhá vrstva rovnakej rohože bola uložená na premix a potom tlačená proti premixu pomocou valčeka tak, aby došlo k impregnácii. Takto vytvorená doska bola nechaná 24 hodín vo forme a potom uskladnená v miestnosti pri teplote 20 °C v atmosfére s 50 % relatívnej vlhkosti.

Z takto získaných dosiek boli odobrané vzorky a po 7 a 28 dňoch uskladnenia boli merané niektoré z ich mechanických vlastností pri ohybe. Výsledky týchto meraní, vykonaných podľa projektu normy EN 1170-5 z marca 1995 sú uvedené v nasledujúcej tabuľke.

	% vlákien v kompozite	MOR (MPa) (7) (28)	LOP (MPa) a) (28)	EPS (%) (7)	(28)
Premix * rohož podfa vynálezu	3.4	16.1 15.7	8.5 9	0.76	0.72
Premix * rohož známa	3.4	13.5 15.1	8.3 102	0.55	0.54

Symboly MOR, LOP a EPS vyjadrujú modul pevnosti v ohybe, namáhanie na medzi trvalej deformácie alebo limit úmernosti a pevnosť pri pretrhnutí počas testu ohýbania.

Obsah výstuže v premixe je 2 hmotnostné %, vzťahujúc na hmotnosť kompozitu, pre obidva druhy dosiek, obsah výstuže danej samotnou rohožou je 1,4 % pre dosku vystuženú rohožou podľa vynálezu i pre dosku vystuženú už známou rohožou.

Tieto výsledky ukazujú, že rohož podľa vynálezu je porovnateľná s kompozitmi výborných mechanických vlastností, obzvlášť vďaka značnej deformácii s ohľadom na relatívne malý obsah výstuže.

Príklady, ktoré ilustrujú vynález, nie sú v žiadnom prípade obmedzujúce, pričom spojenie rohože podľa vynálezu so zmesou na báze cementu sa môže realizovať mnohými spôsobmi, napríklad nanesením in situ na časť alebo celú dosku alebo fixáciou na stene a nastriekaním cementovej vrstvy.

Spojenie so živicami vo vodnom prostredí môže byť rovnako realizované všetkými doteraz bežne známymi a používanými spôsobmi.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Spôsob výroby rohože zo sklenených vlákien, pri ktorom sa na osnovu zo sklenených vlákien, rozmiestnenú na pohybujúcom sa dopravníku, kontinuálne nanáša spojivo, potom je osnova podrobená sušeniu, prípadne kalandrovaniu, vyznačujúci sa t ý m , že sa na osnovu zo sklenených vlákien nanáša kvapalné spojivo s viskozitou nižšou ako 40 mPa.s, pričom toto spojivo je tvore né vodným roztokom polyvinylalkoholu alebo polyvinylalkoholov.
2. Spôsob podľa nároku 1,vyznačujúci sa t ý m , že spojivo je nanášané vo forme kvapalnej vrstvy alebo clony z kvapalných vlákien, ktoré dopadajú na celú šírku osnovy z vlákien.
3. Spôsob podľa nároku 2, vyznačujúci sa t ý m , že časť spojiva je nanášaná proti prúdu zóny, kde je spojivo nanesené vo forme kvapalnej vrstvy alebo clony z kvapalných vlákien.
4. Spôsob podľa nároku 3, vyznačujúci sa t ý m , že spojivo je nanášané protiprúdovo rozprašovaním.
5. Spôsob podľa niektorého z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúci sa tým, že časť spojiva, ktorá preniká vrstvou vlákien, je zberaná na dopravníku a priamo recyklovaná.
6. Vrstva sklenených vlákien, získaná spôsobom definovaným v niektorom z nárokov 1 až5, vyznačujú c a sa t ý m , že jej obsah spojiva je 3 až 15 % hmotnostných, vzťahujúc na hmotnosť skla.
7. Rohož zo sklenených vlákien, získaná sušením, prípadne kalandrovaním osnovy sklenených vlákien podľa nároku 6, vyznačujúca sa tým, že táto rohož je tvorená vláknami zloženými z čiastkových sklenených vlákien so stredným priemerom 9 až 30 mikrometrov.
8. Rohož zo sklenených vlákien podľa nároku 7, v y značujúca sa tým, že táto rohož je tvorená strihanými vláknami s dĺžkou väčšou ako 20 mm.
9. Rohož zo sklenených vlákien podľa nároku 8, vyzná č u j ú c a sa t ý m, že táto rohož je vystužená spojitými sklenenými vláknami, umiestnenými pozdĺž najmenej časti šírky rohože.
10. Rohož zo sklenených vlákien podľa nároku 7, vyznačujúca sa tým, že je tvorená spojitými vláknami.
11. Spôsob výroby kompozitu, vyznačujúci sa t ý m , že sa rohož zo sklenených vlákien podľa niektorého z nárokov 1 až 10 spojí so zmesou na báze cementu a vody a prípadne rovnako obsahujúcou sklenené vlákna.
12. Spôsob výroby kompozitu, vyznačujúci sa t ý m , že sa rohož zo sklenených vlákien podľa niektorého z nárokov 1 až 10 spojí so živicou vo vodnom prostredí.