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"Membranes bitumineuses imporméables renforcées par des fibres de verre, et procédé pour leur production"
La présente invention est relative à des matières de membranes bitumineuses renforcées par des fibres de verre et im erméables et à un procédé pour leur production. Dans le présent brevet,l'expression "matières de membranes bitumineuses" signifie dei matières d'un caractère et d'une épaisseur semblables à ceux de matières de couverture de toit ordinaires,ainsi que des matièr- es plus épaisses et plus minces et plus souples du même genre,sous la ;arme dans laquelle elles peuvent être mises en oeuvre en tant qu'isplant contre l'eau,par exemple dans la construction de mai- sons @@ des édifices en brique et en béton.
Une caractéristique commune à de telles membranes
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est que la couche imperméable a l'eau est une couche bitumineuse, qui,grâce à l'une ou l'autre forme de renforcement:, est tendue plus résistante aux influences mécaniques auxquelles la matière sera soumise lors de son utilisation pratique.Etant donné que de faibles tensions seulement peuvent être transmises depuis le bitume au ren forcement sans rompre le bitume, ce renforcement doit être très @ dense,ce qui est également le cas dans les types classiques de matières de couverture pour toitures,ou il est constitué par des matières à base de feutre de laine, Toutefois, les matières à base de feutre de laine offrent certains inconvénients, étant sensibles à l'humidité et susceptibles de pourriture.Par conséquent,au cours des dernières andans nées,
des matières à abse de fibres de verre ont été uitilisées dahs une certaine mesure dans des buts de renforcement, mais les matières de membranes produites de la sorte se sont révélées peu satisfaisantés sous certains aspects, Ainsi, les renforcements en fibres de verre sont @ constituée, dans certains cas par un tissu de verre,mais de telles'' matières sont assez onéreuses à cause du prix élevé des tissus de @ fibres de verre.Les variétés plus économiques avec de grandes dis-., tances entre les faisceaux de fibres entraînent un risque de rupture dans la matière bitumineuse contenue dans les,eapaces intermédia ires entre les faisceaux.Dans d'autres cas,le renforcement en fibres de verre est constitué par des fibres de verre feturées.
Toutefois,afin de pouvoir passer à travers un appareil pour la production d'une matière de couverture de toiture,cette matière @ feutrée doit être constituée par des fibres de verre qui sont collées ensemble,ce qui a pour conséquence que le produit devient assez raide et cassant, de telle sorte que seules des qualités assez minces ayant une résistance réduite en conséquence,sont utilisables.Dans certains cas, une combinaison de tels feutres de verre avec une natte de fibres de verre plus lâche a également été utilisée,mais étant donné que la natte est constituée par des fai-
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sceaux de fibres de verre, la structure est quelque peu.ouverts et l'efficacité du renforcement n'est pas parfaitement satisfaisante.
Il a à présent été découvert qu'il est possible d'obtenir un renforcement plus uniforme que ce qui était possible . jusqu'à présent,en ajoutant une matière à base de fibres de verre libres à un bitume chaud et en dispersant les fibres dans le méla- nge par un traitement mécanique.Il s'est révélé qu'une membrane ou une couche d'une telle dispersion de fibres de verre dans une masse bitumineuse possède par elle-même une haute solidité'et une élongation à la rupture importante par rapport à la proportion du verre contenu dans la masse.Si une telle dispersion est déposée et étalée sur une plaque et que la masse bitumineuse en est ex- traite,
les fibres de verre resteront dans le même état que celui où elles étaient présentes dans la dispersion et il a été décou- vert qu'elles forment une natte fine et souple de fibres de verre individuelles qui peuvent être plus ou moins feutrées ou dirigées uniformément suivant le mode de dépôt et d'étalement.
La présente invention utilise ce fait, étant donné qu'elle concerne une matière de membranes bitumineuses avec un renforcement en fibres de verre,cette matière de membranes se ca- ractérisant en ce que la masse bitumineuse contient des fibres de verre principalement sous forme libre dans la dispersion.D'après les tableaux donnés ci-après,l'on se rendra compte des avantages obtenus ainsi quant à la solidité.
Ainsi,l'on a effectué une comparaison avec des mem- branes bitumineuses contenant des fibres de verre produites par ex emple par façonnage entre des rouleaux ou par dépôt d'une matière : dont la membrane bitumineuse peut être retirée,par exemple une sur face couverte de silicone,et dans laquelle des fibres de verre @ sont incorporées de différentes façons.La quantité de fibres de verrt est dans tous les cas de 150 grammes /m2 de la membrane et le ptids total est de 2,5 à 3,0 kg/m2.
Le bitume est un produit com mercial du type 85/25.Dans l'un des cas,les fibres de verre sont
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dispersées de telle sorte qu'elles se présentent principalement sous forme libre,de telle sorte que l'on forme une memlyane sui- vant 1!invention.Dans un autre cas,les fibres dverre sont dis- persées sous la forme de faisceaux introduitsdans la nasse bi- tumineuseliquide et uniquement agitées dans celle-ci dans une me- x sure telle que l'on obtienne une répartition uniforme des faisceau.
Dans le troisième cas, une natte de faisceaux de fibres de verre a été introduite dans la masse bitumineuse en fusion.Pour chacun des trois échantillons,l'on a détermina la résistance à la trac- tion longitudinale et transversale,l'élongation à la rupture en pourcentage et la résistance au déchirement.
Tableau I
EMI4.1
<tb> Fibres <SEP> de <SEP> verre <SEP> Fibres <SEP> de <SEP> verre <SEP> Natte <SEP> incorporée,
<tb>
<tb>
<tb> dispersées, <SEP> prin- <SEP> ajoutées, <SEP> princi- <SEP> faite <SEP> de <SEP> faisceaux
<tb>
<tb>
<tb> cipalement <SEP> en <SEP> tant <SEP> palement <SEP> en <SEP> tant <SEP> de <SEP> fibres <SEP> de <SEP> verre.
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> que <SEP> fibres <SEP> indi- <SEP> que <SEP> faisceaux
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> viduelles.
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
Résistance
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> à <SEP> la <SEP> traction
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> longitudinale: <SEP> 70 <SEP> kg <SEP> 18 <SEP> kg <SEP> 12 <SEP> kg
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> transversale <SEP> : <SEP> 34 <SEP> kg <SEP> 10 <SEP> kg <SEP> 14 <SEP> kg
<tb>
<tb> ... <SEP> , <SEP> ¯ <SEP>
<tb>
<tb>
<tb> Elongation <SEP> à
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> la <SEP> rupture
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> longitudinale: <SEP> 13% <SEP> 20% <SEP> 37%
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> transversale <SEP> 25% <SEP> 12% <SEP> 27%
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Résistanceau
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> déchirement
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> longitudinale: <SEP> 7,0 <SEP> kg <SEP> 2,8 <SEP> kg <SEP> 4,4 <SEP> kg
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> transversale:
<SEP> 6,0 <SEP> kg <SEP> 2,8 <SEP> kg <SEP> 6,0 <SEP> kg
<tb>
Comme on peut s'en rendre compte,l'on obtient une ' importante augmentation de la résistance à la traction,aussi bien : que de la résistance au déchirement.
il a été découvert que,dans certaines limites as- sez larges,la longueur des fibres de verre n'influence que légè- rement la solidité.Ainsi,les résultats suivants ont été obtenus en , mesurant des membranes d'une épaisseur égale (environ 1,5 mm)pro- duitespar dépôt de mélanges et uniformisation de ceux-ci à l'aide d'un outil d'égalisations
Tableau II
EMI4.2
<tb> Longueur <SEP> des <SEP> fibres <SEP> Résistance <SEP> à <SEP> la <SEP> traction
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> longitudinale <SEP> transversale
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
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EMI5.1
<tb> 15 <SEP> mm <SEP> 45 <SEP> 24
<tb>
<tb>
<tb> 10 <SEP> mm <SEP> 47 <SEP> 26
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 5 <SEP> mm <SEP> 43 <SEP> 22
<tb>
D'après ce qui précède,
l'on se rendra compte que les valeurs pour la résistance à la traction mesurées sur les lon
EMI5.2
gueurs de 15,la et 5 mm,re:zpectivement,ne diffèrent pas d'une fa- çon .:tpprt1dn};,:t.e.t4Ül11C ?t7w:que l'on utilise des fibres dont la lon- 9<.1 .ur moyenne osi. ;àui:;1 faible que 1 mm,l'on obtient une augmen- tation CO1cÜ'ûrable do la résistance à la traction.
D'un aut.rc côté, la viscosité de la masse bitumineu- se augn'cnt'2 vcc l'augmentation de la longueur des fibres de verre et,}??:;::, m:?*#.iE;i,e fians Le cas de la concentration précitée de 5% des fibres- de verre,des mélanges de fibres plus longues que 15mm ne sont traités qu'avec difficulté,tandis que des mélanges avec des
EMI5.3
fi1)0 do 5 mm sont faciles à manipuler.Suivant une forme de réa- lisation préférée de l'invention,la masse bitumineuse contient par conséquent des fibres de verre* avec une longueur moyenne de 1 à 1.'¯ßr=u tE d-2 préférence de 3 il 7 mm.L'on obtient ainsi une augmenta- tion considérable de liz solidité aussi bien qu'une bonne possibi- lité :8 t. ::a \Tfi i 1.
Il a en outre été découver : que le1'propriétés en ce qui concerne la solidité sont améliorées avec un accroissement de: la quantité de fibres de verre par unité de surface, quelle
EMI5.4
que soit l'é:?ai'3:ü:lr d{ la mQ'ran.Toutefois,dans de nombreux c-fts pratiques, il sera nccssa:re de tenir compte de la souplesse d,1 la mcmbran.0, p:1r exemple lorsqu'une exigence préalable est que la prGduit doit pouvoir être enroulé et déroulé.Bien que la rigi- dit6 du ,L?:
c3uâ,. soit augmentée avec l'augmentation de la teneur totale en fibres de verre, l'augmentation de rigidité diminue avec la diminution de l'Épaisseur de la matière contenantla teneur to-
EMI5.5
tale en f:i1:n, :;.3 de vorre.Afin de diminuer l'épaisseur,la teneur en fibres de vip jre doit être aug ,entée, si la solidité doit être main- tp.rl.1e.PaJ.' C't {.;
équent,suivant .'invention,l'on préfère que la masse
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bitumineuse contienne de 1 à 10% et de préférence de 3 à 8% de fi- bres de verre en dispersion, ce qui procure des produits flexibles contenant une quantité convenable de fibres de verre par unité de surface pour l'obtention de bonnes propriétés de solidité.Afin d'o btenir des produits encore plus solides,et en même temps minces et flexibles, la matière de membrane suivant l'invention peut,indépen- damment des fibres de verre dispersées dans la masse bitumineuse, principalement en tant que fibres individuelles.contenir une natte d'un tissu de verre ou d'un feutre de verre.
L'invention concerne également un procédé pour pro- duire des membranes bitumineuses suivant l'invention,ce procédé sous sa forme la plus générale se caractérisant en ce que les fi- bres de verre libres sont introduites dans une masse en fusion et y sont dispersées par agitation mécanique,après quoi la dispersion résultante est façonnée en une membrane;
comme indiqué précédemment l'agitation mécanique a pour résultat que les fibres de verre,lor- squ'elles sont introduites sous forme libre, sont dispersées pour la majeure pa rtie de façon à donner des fibres individuelles,ce qui donne à la membrane lespropriétés précitées.L'expression "forme libre"couvre également les produits dans lesquels les fibres sont collées ensemble aux températures ordinaires mais où l'agent de liaison a une nature telle (en étant par exemple fusible ou solu- ble dans le bitume chaud),que la liaison mutuelle est relâchée par le traitement.
Suivant une forme de réalisation préférée de l'in- vention, les fibres de verre libres sont introduites dans la masse bitumineuse en fusion sous la forme de mèches avec la longueur dé- sirée de mèche coupée en morceaux ou découpée par l'introduction dans la masse bitumineuse en morceaux de la longueur précitée,Dans une telle mèche,les fibres sont libres.c'est-à-dire qu'elles somt plus ou moins tordues,mais elles ne sont pas liées fermement eiisem. ble,tandis qu'au contraire elles peuvent bien être huilées ou lis- sées, par exemple au moyen d'une dispersion convenable d'huile dans
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l'eau,contenant par exemple des agents tensio-actifs ou avec leur. surfaces traitées avec des agents résineux par exemple,Les fibres ;
de verre peuvent également être imprégnées avec des agents ser L à augmenter leur liaison avec la masse bitumineuse.Une telle mêche est une forme relativement économique des fibres de verre,qui est aisément dosée et très aisément dispersée ,pratiquement complètem- ent en des fibres individuelles,en soumettant la masse bitumineuse! à un traitement d'agitation.
Ainsi.si la matière à base de fibres de verre est utilisée uniquement sous forme dispersible,la membrane doit être formée sur un support convenable,de préférence un support dont la couche bitumineuse peut aisément être séparée après le durcisse- ment.En pratique.un tel support peut être constitué par un papier imprégne de silicone, Toutefois.dans certains cas.il est préférable de procéder de telle sortp qu'il devienne inutile d'utiliser un sup- port à partir duquel la membrane doit ultérieurement être séparée.
Pour arriver à ce résultat,une forme de réalisation de l'invention consiste à appliquer la dispersion de fibres de verre dans la mas- se bitumineuse en fusion à une matière à base de fibres de verre qui est imprégnée alors qu'elle est fournie en tant que feuille progressant en continu.L'on obtient ainsi l'avantage que la matiè- re de membrane bitumineuse peut être produite dans des appareils ordinaires.par exemple ceux utilisés pour la production detière de couverture de toiture.En outre.en utilisant une feuille conti- nue de matière de fibres de verre poreuses en tant que support, il 0.si:
possible d'obtenir une augmentation de la concentration dos fibres de verre dans la dispersion de fibres de verre dans le bitume en fusion, étant donné qu'une proportion plus ou moins im- portante du bitume.suivant les conditions,pénètre dans la matière de fibres de verre poreuses.Suivant une variante du procédé con- forme à l'invention, la matière de fibres de verre fournie en tant que feuille progressant en continu doit être constituée par un tis su de fibres de verre,ce qui procure une matière solide et fle- @
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xible mais qui est toutefois assez onéreuse.
Suivant une autre variante du procédé conforme à l'invention,la matière de fibres de verre fournie en tant que feuil le continue est constituée par une feuille ou nappe de fibres de verre sous forme de feutre,dans laquelle les fibres sont mainte- nues ensemble en utilisant un agent liant.Etant donné que la masse bitumineuse utilisée suivant l'invention contient des fibres de verre dispersées,le tissu de fibres de verre liées peut être mince étant donné qu'il doit simplement avoir la solidité nécessaire pour résister aux influences auxquelles il sera vraisemblablement soumis au cours du passage à travers l'appareillage d'imprégnation Ainsi,l'on peut utiliser un feutre qui ne rend pas la membrane raide.
Aux dessins l'on a représenté à même échelle aux figures 1 et 2,des produits obtenus à partir d'une seule et même masse bitumineuse,dans laquelle les fibres ou faisceaux de fibres sont répartis uniformément,après quoi la masse bitumineuse est retirée par extraction,de telle sorte que la répartition des fi- bres devient visible. A la figure 1.l'on a utilisé une matière com- merciale ordinaire constituée par des faisceaux de fibres ou fils dans lesquels des fibres individuelles sont maintenues ensemble dans une certaine mesure à l'aide d'un agent liant non solble ou non fusible.Lors de la distribution de cette matière dans la masse bitumineuse en fusion,les faisceaux de fibres sont restés pratiquement non divisés,de telle sorte qu'il n'y avait pratique- ment aucune fibre individuelle présente.
Dans le produit représenté à la figure 2,des fibres libres sous la forme d'une mèche découpée sont représentées,mais le processus de dispersion estpoursuivi jusqu'à ce que les fibres soient principalement présentes sous la forme de fibres individue- lles.
Ci-après,l'on a établi une comparaison entre un pro. duit fini suivant l'invention et des produits finis dans lesquels
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aucune dispersion de fibres de verre n'a été utilisée lors de la production.
Dans le tableau III ci-après,la composition des @ duits comparés envisagés est indiques dans les colonnes marquées .
1,2,3,4 et 5.Parmi celles-ci, la colonn 1 concerne un produit sui- vant la présente invention constitué uniquement par une membrane ; d'une masse bitumineuse dans laquelle des fibres de verre sont dispersées,principalement sous la forme de fibres individuelles, la colonne 2 concerne un produit en fibres de laine analogue,la colonne 3 concerne un produit renforcé par un feutre de verre,dans @ lequel aucune dispersion des fibres de verre,est utilisée, la co- lonne 4 est relative à un produit renforcé par un feutre de verre g.j est obtenu en plaçant une natte de verre libre par dessus un festre de verre.après quoi l'on a effectué une imprégnation avec co bitume et la colonne 5 concerne une membrane constituée par un tussu de verre imprégné de bitume,
dans lequel aucune fibre de ver- re..'est dispersée.
L'on se rendra compte que le produit suivantl'in- ver son, par comparaison avec d'autres produits, est avantageux en ce quiconcerne la résistance à la traction,l'élongation à la rup- ture@@t la résistance au déchirement,son p@ étant en même temps supér une de 30% seulement à celui des matières de couverture de toitur ordinaires,(2);la résistance au déchirement a été mesurée suivant la norme ASTM. D36-61. procédé Tongue.
Tableau III
EMI9.1
<tb> Parties <SEP> en <SEP> poids <SEP> 1 <SEP> 2 <SEP> 3 <SEP> 4 <SEP> 5
<tb>
<tb>
<tb> Feuille <SEP> er <SEP> fibtes <SEP> 600
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> de <SEP> lain
<tb>
<tb>
<tb> Feutre <SEP> @@ <SEP> 'erre <SEP> " <SEP> - <SEP> - <SEP> 50 <SEP> 35
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Natte <SEP> de <SEP> erre <SEP> " <SEP> 115 <SEP> -
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Fibres <SEP> élverre <SEP> " <SEP> 150 <SEP> -- <SEP> -
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Tissu <SEP> d:
<SEP> 'erre <SEP> " <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> 175
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Bitumée- <SEP> 1 <SEP> illé <SEP> 80/100 <SEP> " <SEP> - <SEP> 900 <SEP> - <SEP> - <SEP> 350
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Bitune <SEP> é <SEP> " <SEP> 2800 <SEP> 1250 <SEP> 1500 <SEP> 1900 <SEP> 1800
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Charge <SEP> " <SEP> 150 <SEP> 330 <SEP> 650 <SEP> 1050 <SEP> 775
<tb>
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EMI10.1
<tb> Matière <SEP> d'épandage
<tb> supérieure+inférieure <SEP> " <SEP> 1400 <SEP> 1400 <SEP> 1400 <SEP> 1400 <SEP> 1400
<tb> 4500 <SEP> 4480 <SEP> 3600 <SEP> 4500 <SEP> 4500
<tb>
<tb> Prix <SEP> relatif <SEP> des <SEP> matières
<tb> premières <SEP> 130 <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 230 <SEP> 315
<tb>
<tb> Résistance <SEP> à <SEP> la <SEP> traction
<tb> longitudinale <SEP> 70 <SEP> 46 <SEP> 39 <SEP> 46 <SEP>
76
<tb>
<tb> Résistance <SEP> à <SEP> la <SEP> traction
<tb> transversale <SEP> 34 <SEP> 36 <SEP> 27 <SEP> 26 <SEP> 66
<tb>
<tb> Elongation <SEP> à <SEP> la <SEP> rupture
<tb> longitudinale <SEP> 13% <SEP> 6% <SEP> 4% <SEP> 6% <SEP> 7%
<tb> transversale <SEP> 25% <SEP> 8% <SEP> 3% <SEP> 4% <SEP> 9%
<tb>
<tb> Résistance <SEP> au <SEP> déchirement
<tb> longitudinale <SEP> 7,0 <SEP> 2,5 <SEP> 0,7 <SEP> 4,1 <SEP> 2,7
<tb> transversale <SEP> 6,0 <SEP> 3,0 <SEP> 0,9 <SEP> 3,9 <SEP> 2,2
<tb>
Il doit être entendu que la présente invention n' est en aucune façon limitée aux formes de réalisation ci-avant et que bien des modifications peuvent y être apportées sans sortir du cadre du présent brevet.
REVENDICATIONS
1.Matière de membranes bitumineuses,avec un renfor-'- cement par des fibres de verre,caractérisée en ce que la masse bi- tumineuse est du genre contenant des fibres de verre,principale- ment sous forme libre,en dispersion.
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"Impormable bituminous membranes reinforced with glass fibers, and method for their production"
The present invention relates to waterproof, glass fiber reinforced bituminous membrane materials and a process for their production. In the present patent, the term "bituminous membrane materials" means materials similar in character and thickness to ordinary roofing materials, as well as thicker and thinner and thicker materials. flexible of the same kind, under the weapon in which they can be implemented as an isplant against water, for example in the construction of houses or buildings of brick and concrete.
A characteristic common to such membranes
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is that the waterproof layer is a bituminous layer, which, thanks to one or another form of reinforcement :, is taut more resistant to the mechanical influences to which the material will be subjected during its practical use. that only low stresses can be transmitted from the bitumen to the reinforcement without breaking the bitumen, this reinforcement must be very dense, which is also the case in conventional types of roofing materials, where it consists of Wool felt materials, However, wool felt materials have certain drawbacks, being sensitive to moisture and susceptible to rotting. Therefore, in recent years,
Glass fiber-based materials have been used to some extent for reinforcement purposes, but membrane materials produced in this way have been found to be unsatisfactory in some respects. Thus, glass fiber reinforcements are made. , in some cases by a glass fabric, but such materials are quite expensive because of the high price of the glass fiber fabrics. The more economical varieties with large distances between the fiber bundles result in a risk of rupture in the bituminous material contained in the intermediate eapaces between the bundles. In other cases, the glass fiber reinforcement is constituted by fetured glass fibers.
However, in order to be able to pass through an apparatus for the production of a roofing material, this felted material must be made of glass fibers which are glued together, whereby the product becomes quite stiff. and brittle, so that only fairly thin grades having correspondingly reduced strength are usable.In some cases a combination of such glass felts with a looser glass fiber mat has also been used, but given that the mat is made up of
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fiberglass seals, the structure is somewhat open and the effectiveness of the reinforcement is not entirely satisfactory.
It has now been found that it is possible to obtain more uniform reinforcement than was possible. Heretofore, by adding a material based on free glass fibers to a hot bitumen and dispersing the fibers in the mixture by mechanical treatment. It has been found that a membrane or a layer of a such dispersion of glass fibers in a bituminous mass has by itself a high solidity and a significant elongation at break compared to the proportion of glass contained in the mass. If such a dispersion is deposited and spread on a plate and that the bituminous mass is extracted,
the glass fibers will remain in the same state as they were present in the dispersion and have been found to form a fine and flexible mat of individual glass fibers which can be more or less felted or directed uniformly according to the method of deposit and spread.
The present invention makes use of this fact, since it relates to a bituminous membrane material with a glass fiber reinforcement, this membrane material being characterized in that the bituminous mass contains glass fibers mainly in free form in the present invention. dispersion. From the tables given below, the advantages thus obtained in terms of solidity will be appreciated.
Thus, a comparison was made with bituminous membranes containing glass fibers produced for example by shaping between rolls or by depositing a material: from which the bituminous membrane can be removed, for example a surface. covered with silicone, and in which glass fibers @ are incorporated in different ways The amount of glass fibers is in all cases 150 grams / m2 of the membrane and the total ptids is 2.5 to 3.0 kg / m2.
Bitumen is a commercial product of the type 85/25, in one case the glass fibers are
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dispersed in such a way that they are present mainly in free form, so that a memlyane according to the invention is formed. In another case, the glass fibers are dispersed in the form of bundles introduced into the glass. liquid bi-tuminous trap and only stirred therein to such an extent that a uniform distribution of the beams is obtained.
In the third case, a mat of bundles of glass fibers was introduced into the molten bituminous mass. For each of the three samples, the longitudinal and transverse tensile strength and elongation were determined. percentage breakage and tear strength.
Table I
EMI4.1
<tb> <SEP> fibers of <SEP> glass <SEP> <SEP> fibers of <SEP> glass <SEP> Embedded <SEP> mat,
<tb>
<tb>
<tb> scattered, <SEP> prin- <SEP> added, <SEP> main- <SEP> made <SEP> of <SEP> bundles
<tb>
<tb>
<tb> mainly <SEP> in <SEP> as <SEP> palement <SEP> in <SEP> as <SEP> of <SEP> fibers <SEP> of <SEP> glass.
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> that <SEP> fibers <SEP> indicates <SEP> that <SEP> bundles
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> video.
<tb>
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<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
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Resistance
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> to <SEP> the <SEP> traction
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> longitudinal: <SEP> 70 <SEP> kg <SEP> 18 <SEP> kg <SEP> 12 <SEP> kg
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> transverse <SEP>: <SEP> 34 <SEP> kg <SEP> 10 <SEP> kg <SEP> 14 <SEP> kg
<tb>
<tb> ... <SEP>, <SEP> ¯ <SEP>
<tb>
<tb>
<tb> Elongation <SEP> at
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> the <SEP> break
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> longitudinal: <SEP> 13% <SEP> 20% <SEP> 37%
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> transversal <SEP> 25% <SEP> 12% <SEP> 27%
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Resistanceau
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> heartbreak
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> longitudinal: <SEP> 7,0 <SEP> kg <SEP> 2.8 <SEP> kg <SEP> 4.4 <SEP> kg
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> transverse:
<SEP> 6.0 <SEP> kg <SEP> 2.8 <SEP> kg <SEP> 6.0 <SEP> kg
<tb>
As can be appreciated, a significant increase in tensile strength is obtained, as well as in tear strength.
it has been found that, within some fairly wide limits, the length of the glass fibers only slightly influences the strength. Thus, the following results were obtained by measuring membranes of equal thickness (approx. 1.5 mm) produced by depositing mixtures and standardizing them using an equalization tool
Table II
EMI4.2
<tb> Length <SEP> of the <SEP> fibers <SEP> Resistance <SEP> to <SEP> the <SEP> traction
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> longitudinal <SEP> transverse
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
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EMI5.1
<tb> 15 <SEP> mm <SEP> 45 <SEP> 24
<tb>
<tb>
<tb> 10 <SEP> mm <SEP> 47 <SEP> 26
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 5 <SEP> mm <SEP> 43 <SEP> 22
<tb>
From the above,
it will be appreciated that the values for the tensile strength measured on the lon
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sizes of 15, la and 5 mm, re: zpectively, do not differ in one way.: tpprt1dn};,: tet4Ül11C? t7w: that one uses fibers whose length is 9 <.1. ur mean osi. In other words, as little as 1 mm, a significant increase in tensile strength is obtained.
On the other hand, the viscosity of the bituminous mass increases with the increase in the length of the glass fibers and,} ??:; ::, m:? * #. IE; i, e fians In the case of the aforementioned concentration of 5% of glass fibers, mixtures of fibers longer than 15mm are only treated with difficulty, while mixtures with
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fi1) 0 do 5 mm are easy to handle. According to a preferred embodiment of the invention, the bituminous mass therefore contains glass fibers * with an average length of 1 to 1.'¯ßr = u tE d-2 preferably 3 to 7 mm. This gives a considerable increase in liz strength as well as a good possibility: 8 t. :: a \ Tfi i 1.
It was further found that: the properties with regard to strength are improved with an increase in: the amount of glass fibers per unit area, which
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regardless of the state:? ai'3: ü: lr d {la mQ'ran. However, in many practical c-fts it will be necessary to take into account the flexibility of the mcmbran.0, p: 1st example when a prior requirement is that the product must be able to be rolled up and unrolled. Although the rigidity of the, L ?:
c3uâ ,. is increased with the increase in the total content of glass fibers, the increase in rigidity decreases with the decrease in the thickness of the material containing the content to-
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tale in f: i1: n,:;. 3 of vorre.In order to decrease the thickness, the content of vip jre fibers must be increased, if the solidity must be maintained tp.rl.1e.PaJ. ' C't {.;
equent, according to the invention, it is preferred that the mass
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bituminous material contains from 1 to 10% and preferably from 3 to 8% of glass fibers in dispersion, which provides flexible products containing a suitable amount of glass fibers per unit area for obtaining good properties of In order to obtain even more solid, and at the same time thin and flexible products, the membrane material according to the invention can, independently of the glass fibers dispersed in the bituminous mass, mainly as single fibers . contain a mat of glass cloth or glass felt.
The invention also relates to a process for producing bituminous membranes according to the invention, this process in its most general form characterized in that the free glass fibers are introduced into a molten mass and are dispersed therein. by mechanical agitation, after which the resulting dispersion is shaped into a membrane;
as indicated above, the mechanical agitation results in that the glass fibers, when introduced in free form, are dispersed for the most part so as to give individual fibers, which gives the membrane the above properties The term "free form" also covers products in which the fibers are bonded together at ordinary temperatures but where the bonding agent is of such a nature (eg being meltable or soluble in hot bitumen), that the mutual bond is relaxed by the treatment.
According to a preferred embodiment of the invention, the free glass fibers are introduced into the bituminous melt in the form of wicks with the desired length of wick cut into pieces or cut by the introduction into the. bituminous mass in pieces of the aforementioned length, In such a wick, the fibers are free. that is to say that they are more or less twisted, but they are not firmly bound eiisem. ble, while on the contrary they may well be oiled or smoothed, for example by means of a suitable dispersion of oil in
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water, for example containing surfactants or with them. surfaces treated with resinous agents, for example, fibers;
Glass fibers can also be impregnated with ser L agents to increase their bond with the bituminous mass. Such a wick is a relatively inexpensive form of glass fibers, which is readily dosed and very easily dispersed, practically completely in individual fibers. , by submitting the bituminous mass! to an agitation treatment.
Thus, if the glass fiber material is used only in dispersible form, the membrane should be formed on a suitable support, preferably one from which the bituminous layer can easily be separated after curing. such a support may consist of a paper impregnated with silicone. However, in certain cases it is preferable to proceed in such a way that it becomes unnecessary to use a support from which the membrane must subsequently be separated.
To achieve this result, one embodiment of the invention is to apply the dispersion of glass fibers in the molten bituminous mass to a glass fiber material which is impregnated as it is supplied as a material. as a continuously advancing sheet. There is thus obtained the advantage that the bituminous membrane material can be produced in ordinary devices, for example those used for the production of roofing. Further. a continuous sheet of porous glass fiber material as a backing, it 0.si:
possible to obtain an increase in the concentration of glass fibers in the dispersion of glass fibers in the molten bitumen, since a greater or lesser proportion of the bitumen, depending on the conditions, penetrates into the material of porous glass fibers.According to a variation of the process according to the invention, the glass fiber material supplied as a continuously advancing sheet should be made of a woven fabric of glass fibers, thereby providing a solid material. and fle- @
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xible but which is however quite expensive.
According to another variant of the process according to the invention, the glass fiber material supplied as a continuous film consists of a sheet or web of glass fibers in felt form, in which the fibers are held together. Since the bituminous mass used according to the invention contains dispersed glass fibers, the bonded glass fiber fabric can be thin since it simply needs to have the necessary strength to withstand the influences to which it will likely be subjected during passage through the impregnation apparatus. Thus, a felt can be used which does not make the membrane stiff.
In the drawings there is shown on the same scale in Figures 1 and 2, products obtained from a single bituminous mass, in which the fibers or bundles of fibers are distributed uniformly, after which the bituminous mass is removed by extraction, so that the distribution of fibers becomes visible. In Fig. 1 an ordinary commercial material has been used consisting of bundles of fibers or yarns in which individual fibers are held together to some extent with the aid of an insoluble or non-fusible binding agent. When distributing this material into the bituminous melt, the fiber bundles remained virtually undivided so that there was virtually no individual fiber present.
In the product shown in Figure 2, loose fibers in the form of a cut strand are shown, but the dispersing process is continued until the fibers are mainly present in the form of individual fibers.
Below, a comparison has been made between a pro. finished product according to the invention and finished products in which
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no glass fiber dispersion was used in production.
In Table III below, the composition of the compared products considered is indicated in the columns marked.
1,2,3,4 and 5. Among these, column 1 relates to a product according to the present invention consisting only of a membrane; of a bituminous mass in which glass fibers are dispersed, mainly in the form of individual fibers, column 2 relates to a similar wool fiber product, column 3 relates to a product reinforced with a glass felt, in which no dispersion of the glass fibers is used, column 4 relates to a product reinforced by a glass felt gj is obtained by placing a free glass mat over a glass fiber. impregnation with co bitumen and column 5 relates to a membrane consisting of a glass tussu impregnated with bitumen,
in which no glass fiber is dispersed.
It will be appreciated that the following product in comparison with other products is advantageous in tensile strength, elongation at break and tear strength. , its p @ being at the same time only 30% higher than that of ordinary roofing materials, (2); the tear strength was measured according to the ASTM standard. D36-61. Tongue process.
Table III
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<tb> Parts <SEP> in <SEP> weight <SEP> 1 <SEP> 2 <SEP> 3 <SEP> 4 <SEP> 5
<tb>
<tb>
<tb> Sheet <SEP> er <SEP> fibtes <SEP> 600
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> from <SEP> lain
<tb>
<tb>
<tb> Felt <SEP> @@ <SEP> 'erre <SEP> "<SEP> - <SEP> - <SEP> 50 <SEP> 35
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> <SEP> mat of <SEP> wanders <SEP> "<SEP> 115 <SEP> -
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Fibers <SEP> elverre <SEP> "<SEP> 150 <SEP> - <SEP> -
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Fabric <SEP> d:
<SEP> 'wanders <SEP> "<SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> 175
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Bituminous- <SEP> 1 <SEP> illé <SEP> 80/100 <SEP> "<SEP> - <SEP> 900 <SEP> - <SEP> - <SEP> 350
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Bitune <SEP> é <SEP> "<SEP> 2800 <SEP> 1250 <SEP> 1500 <SEP> 1900 <SEP> 1800
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Load <SEP> "<SEP> 150 <SEP> 330 <SEP> 650 <SEP> 1050 <SEP> 775
<tb>
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<tb> Spreading <SEP> material
<tb> upper + lower <SEP> "<SEP> 1400 <SEP> 1400 <SEP> 1400 <SEP> 1400 <SEP> 1400
<tb> 4500 <SEP> 4480 <SEP> 3600 <SEP> 4500 <SEP> 4500
<tb>
<tb> Relative <SEP> price <SEP> of <SEP> materials
<tb> first <SEP> 130 <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 230 <SEP> 315
<tb>
<tb> Resistance <SEP> to <SEP> the <SEP> traction
<tb> longitudinal <SEP> 70 <SEP> 46 <SEP> 39 <SEP> 46 <SEP>
76
<tb>
<tb> Resistance <SEP> to <SEP> the <SEP> traction
<tb> transversal <SEP> 34 <SEP> 36 <SEP> 27 <SEP> 26 <SEP> 66
<tb>
<tb> Elongation <SEP> at <SEP> the <SEP> rupture
<tb> longitudinal <SEP> 13% <SEP> 6% <SEP> 4% <SEP> 6% <SEP> 7%
<tb> transversal <SEP> 25% <SEP> 8% <SEP> 3% <SEP> 4% <SEP> 9%
<tb>
<tb> Resistance <SEP> to <SEP> tearing
<tb> longitudinal <SEP> 7.0 <SEP> 2.5 <SEP> 0.7 <SEP> 4.1 <SEP> 2.7
<tb> transversal <SEP> 6.0 <SEP> 3.0 <SEP> 0.9 <SEP> 3.9 <SEP> 2.2
<tb>
It should be understood that the present invention is in no way limited to the above embodiments and that many modifications can be made thereto without departing from the scope of the present patent.
CLAIMS
1.A bituminous membrane material, with reinforcement by glass fibers, characterized in that the bituminous mass is of the kind containing glass fibers, mainly in free form, in dispersion.