DE60001749T2

DE60001749T2 - Verbundvlies mit binder

Info

Publication number: DE60001749T2
Application number: DE2000601749
Authority: DE
Inventors: Werner Groh; Michael Schöps; Willi Seiss; Rolf Schwarz; Monika Nagl; Wolfgang Greiser; Michael Zeiner; Jürgen UMMINGER
Original assignee: Johns Manville International Inc
Current assignee: Johns Manville
Priority date: 1999-07-30
Filing date: 2000-07-26
Publication date: 2004-02-12
Anticipated expiration: 2020-07-27
Also published as: AU7439400A; EP1200257B1; WO2001008882A2; WO2001009420A3; CN1215219C; ATE343671T1; WO2001009428A2; US6630046B1; DE60031546D1; NO20020336D0; WO2001008879A3; NO20020335D0; NO319186B1; CA2380482A1; ATE234725T1; CA2376472A1; US20040013884A1; NO20020336L; DE60001749D1; WO2001008879A2

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Erfindungsgebiet
Vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Mehrschichtstaffen, hergestellt aus mindestens einer Vliesschicht aus anorganischen Stapelfasern und mindestens einer Vliesschicht aus organischen Synthesefasern, das Verfahrensprodukt sowie dessen Verwendung.
2. Beschreibung des Stands der Technik
Aus gebundenen Textilien zusammengesetzte Schichtstoffe sind für Wand- und Bodenbeläge von Konstruktionen wie Wohnstrukturen und kommerzielle Strukturen brauchbar. Sie sind besonders brauchbar in Dachpappen und Isolierung, wo die Laminate als Stützmaterial benutzt werden. Die gebundenen Textilien finden besondere Anwendbarkeit als Träger in mit Bitumen bestrichenen Dachpappen und Membranen. Selbstverständlich können diese Schichtstoffe mit weiteren Materalien wie Polyvinylchlorid beschichtet sein.
Verschiedene, aus mindestens einem Vlies synthetischer Fasern und einem Vlies mineralischer Materialien hergestellte Schichtstoffe sind in der Industrie bekannt. Beispielsweise offenbart EP 0176 847 A2 ein Laminat, das sich aus einem Vlies aus Kunstfasern, insbesondere einem Polyesterfilament, und einer Vliesschicht von Mineralfasern zusammensetzt. Das Vlies aus Kunstfasern und auch das Vlies aus Mineralfasern ist verfestigt und sodann durch Nadeln miteinander verbunden.
Das Europäische Patentdokument 0 242 524 B1 legt die Zugabe von Verstärkungsgarnen in Längsrichtung nahe, wobei das Vliesmaterial aus Mineralfasern hergestellt ist. Das Beispiel B offenbart, dass eine Endfestigung des Verbunds erreicht wird, indem man ein allgemein bekanntes Bindemittel zugibt.
Das Europäische Patentdokument 0379 100 B1 offenbart einen aus einem filamentartigen Vliesstoff und einem Glasfaservlies hergestellten Schichtstoff, wobei der Schichtstoff hergestellt wird, indem man zuerst Glasfaservliese vorfestigt und sodann die Vliese mit einem Vlies aus Synthesefasern nadelt. Danach wird mit einer wässerigen Lösung eines Melamin-Formaldehyd-Prekondensats, das polymerfrei ist, endgehärtet, wobei das Prekondensat ein Molverhältnis Melamin/Formaldehyd von 1 : 1,0 bis 1 : 3,5 aufweist, und wobei etwa 0,5 bis 5 Gew.% eines üblichen Beschleunigers zur Lösung zugegeben werden. Ähnliche zweilagige Schichtstoffe sind im Südafrikanischen Dokument ZA 94/02763 A beschrieben. Ferner offenbart das Südafrikanische Dokument u.a. einen Dreischichtenschichtstoff, wobei ein Vlies aus Glasstapelfasern zwischen zwei Filamenten von Polyestervliesen platziert ist, durch Nadeln vorstabilisiert wird, wonach diese drei Schichten durch ein weiteres Nadlungsverfahren miteinander verbunden werden. Die Filamente des Polyestervlieses werden durch die Glasstapelfaservliese gezogen. DE 195 21 838 A1 beschreibt ein kompaktes gebundenes Gewebe, das aus mindestens drei Schichten hergestellt ist, wobei die Zwischenschicht ein Gewebe aus organischen Fasern ist, das auf beiden Seiten mit einer Verstärkungsschicht versehen ist. Vorzugsweise sind die beiden Verstärkungsschichten aus anorganischen Fasern hergestellt. Es wird ferner hierin vorgeschlagen, das gebundene Gewebe durch Nadeln und/oder durch Verkleben mit thermischen oder chemischen Bindemitteln zu verstärken.
EP 0 603 633 B1 beschreibt einen flammhemmenden Schichtstoff aus mindestens einer Schicht eines verfestigten, durch Spinnen abgelegten Wirrfaservlieses, einer Scrim-Schicht aus Glasfasern und einer Metallfolie. Der hierin beschriebene Schichtstoff kann ebenfalls aus einem Scrim aus Glasfasem bestehen, welches in Sandwich ähnlicher Weise zwischen zwei Vliesschichten aus Polyesterfilamanten liegt und zusätzlich die vorgeschriebene Metallfolie umfasst. Die Glasfasem der Scrim-Schicht sind Glasfäden, d. h., Mulifilament-Glasfäden. Die Glasfäden können eine Zwirnung vom Hersteller zeigen, sie können aber ebenfalls als ungezwirnte Fadenbündel vorliegen. Die Schichten können mechanisch verfestigt sein (z. B. durch Nadeln) oder mittels eines chemischen Bindemittels (z. B. Polyvinylalkohol oder Butadien-Styrol-Copolymer). Thermoplastische Klebstoffe, insbesondere in Faserform, können ebenfalls benutzt werden.
Weitere Mehrschichtstoffe sind im Europäischen Patentdokument EP 0 187 824 B1 beschrieben, welches u.a. eine Textilfaserschicht aus gelegten organischen Fasern umfasst. Die Schichtstoffe werden mit einem Bindemittel auf Basis von Fluorpolymer-Dispersionen behandelt.
Das Europäische Patentdokument EP 0 403 403 offenbart Mehrschichtenstrukturen, bei denen Vliese aus Polyesterstapelfasern zusätzlich zu Giasfaservliesen verwendet werden. Die Glasstapelfasern müssen nicht sehr genau parallel zur Oberfläche ausgerichtet werden.
Das Europäische Patentdokument EP 0 572 891 A1 beschreibt Schichtstoffe aus Wirrfaservlies und einem Scrim, welche mit Ausnahme der Metallfolie einen ähnlichen Aufbau wie diejenigen zeigen, die im EP 0 603 633 B1 beschrieben sind. Diese Schichtstoffe werden ebenfalls mit Bindemittel behandelt.
Das Europäische Patentdokument EP 0 806 509 beschreibt eine Trägerschicht, die u.a. einen Textilstoff und eine Verstärkung enthält, wobei die Verstärkung zur Kräfteneutralisierung dient, insbesondere wo die Dehnung in den Bereichen zwischen 0 und 1% Dehnung liegt. Hierin wird auch die Verwendung eines Bindemittels nahegelegt.
Einige mit den mit den zuvor beschriebenen Schichtstoffen verbundene Nachteile umfassen ein Fehlen der mechanischen Festigkeit (z. B. eine Schichtentrennung), der Maßhaltigkeit, ein Weiterreißen, und flammhemmender Eigenschaften um die Erfordernisse der Bedachungs-, Dichtungs-, Bodenbedeckungs- und Isolierungsindustrie zu erfüllen und die Nachteile des Stands der Technik zu überwinden, ist es ein Ziel vorliegender Erfindung, gebundene Textilstoffe oder Schichtstoffe, hergestellt aus mindestens einer Vliesschicht aus organischen Synthesefasern und einer Vliesschicht aus anorganischen Stapelfasern, die auf eine schnelle und leichte Art und Weise herstellbar sind, bereitzustellen.
Ein weiteres Ziel vorliegender Erfindung ist die Bereitstellung eines Schichtstoffs, der unter Verwendung eines Bindemittels einer Endverfestigung unterzogen wird und verbesserte mechanische Festigkeit bereitstellt.
Ein weiteres Ziel vorliegender Endung ist die Verwendung der Schichtstoffe als Träger-Warenbahnen, insbesondere Bitumen-Warenbahnen mit minimiertem "Bananenkrümmungseffekt".
Noch ein weiteres Ziel vorliegender Erfindung ist die Bereitstellung von Schichtstoffen, welche in der Lage sind, mit Bitumen oder anderen Synthetika gesättigt zu werden und die als Dachpappen, Dichtungsmembranen u. dergl. dienen.
Auch ist ein Ziel vorliegender Erfindung die Bereitstellung eines Verfahrens zur Herstellung eines Schichtstoffs, der eine verbesserte Maßhaltigkeit während und nach dem Aufbringen von Bitumen sowie gute Flammhemmungseigenschaften zeigt.
Ein Ziel vorliegender Erfindung ist auch die Bereitstellung von Schichtstoffen, welche als mit Bitumen bestrichene Endlosbahnen oder Membranen brauchbar sind, wobei der Anteil des synthetischen Vlieses gegenüber dem Anteil des Glasfaservlieses verringert werden kann, ohne das Auftreten von ausgesprochenen Nachteilen gegenüber gebundenen Textilien, und die verbesserte Flammhemmungseigenschaften besitzen.
Andere Ziele und Aspekte der Erfindung werden dem Fachmann beim Lesen der Beschreibung und Patentansprüche offensichtlich.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
In Übereinstimmung mit dem erfindungsgemäßen Schichtstoff und dessen Herstellungsverfahren wurde ermittelt, dass ein Schichtstoff aus zwei oder mehr Schichten, wobei er einer Endverfestigung unter Verwendung eines Bindemittels unterzogen wird, [obige Ziele erreicht].
Gemäß einem Aspekt vorliegender Erfindung wird ein Schichtstoff zur Verfügung gestellt. Der Schichtstoff umfasst mindestens eine vorverfestigte Vliesschicht mit einem Gehalt an Glasstapelfasern, die mit mindestens einer thermisch geschrumpften Vliesschicht aus Synthesefasern genadelt ist. Ein Teil der Fasern der oberen synthetischen Vliesschicht geht durch die Vliesschicht aus Glasfasern, möglicherweise durch die darunter liegende synthetische Vliesschicht. Der Schichtstoff enthält ein Festigungsbindemittel.
Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines Schichtstoffs aus zwei oder mehreren Schichten bereitgestellt. Eine oder mehrere Vliesmatten mit einem Gehalt an Glasstapelfasern wird bzw. werden mit einem Kunstharz vorverfestigt, sodann unter oder zwischen die Vliesschichten aus Synthesefasern gelegt, wobei die Vliesfasern der Synthesefasern und die Glasfasern enthaltende vorverfestigte Vliesmatte aneinander durch Nadeln derart gebunden werden, dass ein Teil der Fasern des oberen Synthesevlieses die Vliesschicht durchdringt werden, wobei die Synthesefasern durch Wärme geschrumpft werden, und der Schichtstoff unter Verwendung eines Bindemittels einer Endverfestigung unterzogen wird.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
Im Folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf beispielhafte Ausführungsformen beschrieben. In einem ersten Aspekt der Erfindung [werden] mindestens eine Vliesmatte mit einem Gehalt an Glasstapelfasern und mindestens eine Schicht aus einem Synthesefaser-Vlies als weitere Schicht [miteinander verbunden]. Wie im Vorliegenden definiert, besteht eine Matte aus Stapelfasern (z. B. Glas- oder Synthesefasern) oder einer oder mehrerer Schichten aus fadenförmigen Fasern. Die zwei oder mehreren Schichten werden durch Nadeln auf eine solche Weise miteinander verbunden, dass ein Teil der Fasern der synthetischen Vliesschicht die Vliesschicht aus Glasfasern durchdringt. Die zwei oder mehreren Schichten werden dadurch miteinander verbunden, dass sie auf eine Art und Weise genadelt werden, bei der die Synthesefaser sich durch die gesamte Vliesmatte aus Glasfasern erstrecken kann.
Das Vlies aus Synthesematerial kann aus Stapelfasern bestehen, jedoch vorzugsweise aus fadenförmigen Fasern. Diese fadenförmigen Fasern sind dem Fachmann auch als "endlose" oder kontinuierliche Fasern bekannt. Die Stapelfasern oder Filamente können als Mehrkomponentenfasern, insbesondere als Zweikomponentenfasern („Bikofasern") vorliegen, welche gut bekannt sind. Geeignete Fasermaterialien können aus einer Polymeren- oder Copolymeren-Gruppe wie Polyestern, Poly(ethylenterephthalat), Polypropylen, Polyamiden oder Polyolefinen ausgewählt werden. Vorzugsweise werden Polypropylen, bevorzugter Poly(ethylenterephthalat) verwendet. Bei einer beispielhaften Ausführungsform können die Synthesevliese mechanisch, hydrodynamisch, thermisch oder durch Kalandrieren bei Temperaturen vorverfestigt werden, bei denen die Synthesefasern in ihrer Gesamtheit schrumpfen. Ferner kann das Synthesevlies vor dem Binden an die Glasvliesschicht vor oder nach der Vorverfestigung geschrumpft werden, jedoch vorzugsweise vor dem Binden an das Glasfaservlies. Selbstverständlich kann der Schichtstoff eine dritte Schicht aus Synthesefasern umfassen, indem man das Glasfaservliesmatte in Form eines Sandwichs dazwischen legt.
Wenn es zwei oder mehrere Synthesevliese gibt, und insbesondere zwei fadenförmige Vliesschichten aus Polyester vorliegen, wird es bevorzugt, dass das Verhältnis der Gsm-Substanz (d. h. Gewicht pro Fläche, vorzugswesie gemessen in Gramm pro m²) der Vliese im Bereich von 1 : 1 bis 1 : 5 liegt. Vorzugsweise liegt das Verhältnis der Gsm-Substanz dieser Vliese zwischen 1 : 1 und 1 : 2, und vorzugsweise verfestigen die Wirrfaservliese vor dem Nadeln nicht.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird die vorgefertigte Glasvliesmatte mit einem Bindemittel vor ihrer Bindung an das Synthesevlies durch Nadeln vorverfestigt. Der Durchmesser der Glasfasem ist 8–16 μm, vorzugsweise 10–13 μm. Die Faserlänge ist 8–32 mm, vorzugsweise 8–18 mm. Geeignete Bindemittel, welche benutzt werden können, umfassen z. B. Harnstoff-Formaldehyd-, Melamin-Formaldehyd-, phenolisches Harz, Epoxy-, Vinylacetat-, Polyvinylchlorid-, Vinylalkohol-Acrylat-, und andere thermoplastische und wärmehärtbare Harze. Die Menge des aufgebrachten Bindemittels beträgt 5–45 Gew.%, vorzugsweise 10–30 Gew.%, des Glasfaservlieses.
Der Fachmann erkennt leicht, dass bis zu 40% der Glasfasern durch andere Fasern ersetzt sein können. Insbesondere durch Fasern auf Basis von Cellulose, Polyacrylnitril, Polyester, Polyamid usw..
Die Glasmatte kann unter Anwendung eines Trockenverfahrens hergestellt werden, wird jedoch vorzugsweise unter Anwendung eines Nassverfahrens hergestellt. Die Gsm-Substanz der Glasmatte liegt im Bereich von 30–150 g/m². Bevorzugter liegt die Gsm-Substanz in Bereichen von 50–90 g/m².
Sodann wird der gebildete Schichtstoff einer Endverfestigung durch Anwendung eines Bindemittels unterzogen. Geeignete Bindemittel für die Endverfestigung umfassen Harnstoff-Formaldehyd und Melamin-Formaldehyd-Bindemittel. Im Handel erhältliche Acrylat- oder Styrolbindemittel werden bevorzugt in einer Menge benutzt, welche im Bereich von 3–35 Gew.%, am meisten bevorzugt 10–18 Gew.%, des Schichtstoffs liegt. Neben den zuvor genannten Bindemitteln können auch Copolymere von Styrol, Butadien, Acrylate und Gemischen von duroplastischen Bindemittel wie Harnstoff- und Melaminharze benutzt werden.
Die Vliesschicht aus Glasfasern kann eine Verstärkung in Form von Stapelfasergarnen, mehrfädigen Garnen, einem Monofilament oder Fäden aus Glas oder anderen Synthesematerialien, wie z. B. Polyethylen hoher Zähigkeit, Aramid in Längsrichtung angeordnete Polyester und andere Verstärkungsmaterialien in Form von Scrims umfassen. Im Vorliegenden umfassen Scrims abgelegte Schichten von Filamenten sowie gewobene Filamente. Die Verstärkungsfilamentegarne oder – scrims können auch in irgend einem Winkel zur Längs- oder Querrichtung, z. B. von 10° bis 30°, angeordnet werden. Zusätzlich können die Verstärkungsmaterialien zwischen oder in anderen Schichten angeordnet sein. Die Verstärkungen werden im Abstand von 1–35 mm platziert. Die Titer der Fäden sind 200 bis 1.500 dtex, vorzugsweise 300 bis 700 dtex. Vom Fachmann wird leicht erkannt, dass dtex oder tex eine Maßeinheit von g/10.000 m bzw. g/1.000 m ist.
Der Schichtstoff kann durch ein Online-Verfahren oder Offline-Verfahren hergestellt werden. Gemäß einer anderen beispielhaften Ausführungsform der Erfindung wird ein doppellagiger Schichtstoff oder ein Schichtlaminat im Offline-Verfahren hergestellt. Der Schichtstoff umfasst ein vorverfestigtes Filamentvlies aus Polyester und ein vorverfestigtes Vlies aus Glasstapelfasern. Das Vlies aus Polyester wird durch Nadeln vorverfestigt.
Das organische Synthesevlies wird vorzugsweise aus Polyesterfasern nach dem in DE-OS 24 60 755 beschriebenen Spinnvliesverfarhen hergestellt. Vorzugsweise ist das benutzte Synthesematerial ein Poly(ethylenterephthalat) oder ein Copolyester. Danach wird die Vorverfestigung durch Nadeln durchgeführt, wo 10–40 Stiche pro cm² angebracht werden. Die vorverfestigten Filamentvliese zeigen eine Gsm-Substanz im Bereich von 30–350 g/m², vorzugsweise 100–230 g/m². Ein Schrumpfen der Fasern kann vor oder gegebenenfalls nach der Vorverfestigung ausgeführt werden. Wärme wird bei einer Temperatur im Bereich von 140°C – 220°C oder Temperaturen zugeführt, weiche dem Bitumen enthaltenden Bad entsprechen, das zur Imprägnierung des Schichtstoffs mit Bitumen benutzt wird. Andere Verfahren der Vorverfestigung, wie z. B. ein mechanisches, hydrodynamisches oder thermisches (z. B. Kalandrieren) Verfahren sind von den Erfindern in Betracht gezogen und liegen innerhalb des Erfindungsumfangs.
Das Glasfaservlies wird gemäß einem sagenannten Nassverfahren hergestellt, bei dem Fasern der Klasse E oder C und deren Gemische oder aus anderem im Handel erhältlichen Glas wie ECR-Glas mit einem Harnstoff-, Melamin- und anderem Bindemittelharz, wie zuvor diskutiert, vorverfestigt werden. Vom Fachmann wird leicht erkannt, dass bis zu 40% der Glasfasern durch andere Fasern, insbesondere Fasern auf Basis von Cellulose, Polyacrylnitril, Polyester, Polyamid usw. ersetzt werden können.
Es wird ein feuchtes Aushärten durchgeführt, und ein Überzug im Bereich von 5–45%, vorzugsweise 10–30%, wird aufgebracht. Sodann liegt die gsm-Substanz im Bereich von 30–120 g/m², vorzugsweise 50–90 g/m². Ferner können Verstärkungsadditive und Garne, wie z. B. diejenigen, die unter Bezugnahme auf die vorherige Ausführungsform diskutiert wurden, zu der Schicht aus Glasfaservlies zugegeben werden. Die vorverfestigten Glasvliese sind besonders von Vorteil, wie bei einem Spannungs-Verformungs-Diagramm, gemessen in Längsrichtung mit einer Probe einer Breite von 5 cm bei mindestens 100 N angelegter Spannung gefunden wurde, sich eine Dehnung von < 3%, vorzugsweise < als 2,5% zeigt.
Die beiden vorgefertigten Vliesschichten werden übereinander gelegt und durch Nadeln miteinander verbunden. Die Polyesterfilamente werden nach vorne verlegt, damit zumindest ein Teil der Filamente in das Glasfaservlies an der Seite eindringt, die sich von dem Synthesefaservlies abwendet, und möglicherweise daran haftet. Sodann wird der Schichtstoff einer Endverfestigung durch ein Bindemittel unterzogen.
Bei einer noch anderen bevorzugten Ausführungsform werden drei- oder mehrschichtige Schichtstoffe hergestellt. Beispielsweise wird auf einer Polyesteraußenschicht eine Glasfaserschicht angeordnet, gefolgt von einem Aufbringen einer zweiten Polyesterschicht, was zu einem Schichtstoff mit mindestens einer Polyesteraußenschicht führt.
Das Offline-Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass das Vlies aus Synthesefasern und das Vlies aus Glasfasern getrennt hergestellt werden. Die Synthesefasern werden wärmebehandelt, indem man das Vlies durch einen Ofen bei Temperaturen von 140°-220°C auf eine solche Art und Weise fördert, dass eine nachfolgende Behandlung kein Schrumpfen der Fasern und/oder des Vlieses bewirkt. Die so gebildeten Wirrfaservliese werden sodann mit dem Glasfaservlies durch Nadeln mit Nadeln vereint. Demgemäß ist die Verwendung eines Bindemittels notwendig, um die Schichten ungeachtet des angewandten Verfahrens zu festigen.
Beim Online-Verfahren wird das Glasvlies in den Schichtstoff im Laufe der Herstellung des Vlieses aus Synthesefaserschichten eingeführt. Insbesondere werden zuerst ein oder mehrere Vorhänge aus Polyesterfilament auf einem sich bewegenden Fließband abgelegt. Der Vliesstoff aus Glasfaser wird auf die eine oder mehrere Schichten aus Polyester gelegt, wonach zusätzliche Schichten aus Polyester gegebenenfalls hierauf . aufgebracht werden. Die Vliesschichten aus Polyester werden dem Wärmeschrumpfen vor dem Vereinen verschiedenen Schichten oder gegebenenfalls danach unterzogen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird das Vlies aus Glas zwischen beim Spinnen abgelegte Schichten aus Polyesterfasern nach dem sogenannten Online-Verfahren eingeführt. Es werden Spinnbündel entsprechend den hergestellten Faservorhängen (d. h., dem Synthesefaservlies) gesponnen oder durch Leitungen auf eine sich bewegende Ablagerungsfläche, wie z. B. ein Förderband, gezogen. Danach wird die vorgefertigte Vliesschicht aus Glasstapelfasern auf die vorverfestigte oder nicht-vorverfestigte Vliesschicht aus Polyesterfilament gelegt, und umgekehrt. Gegebenenfalls werden zusätzliche Schichten hinzugefügt. Bei der bevorzugten Ausführungform werden die oberen und unteren Schichten aus Polyester mit gleicher oder verschiedener Gsm-Substanz hergestellt, und Energie in Form von Wärme wird zum Schrumpfen der Fasern zugeführt.
Auf eine ähnliche Weise werden, wenn ein zweilagiger Schichtstoff hergestellt wird, entsprechende Spinnbündel verwendet, um die Wirrfaservliese herzustellen, wobei das Synthesefaservlies auf der vorgefertigten Glasmatte abgelegt wird. In einer bevorzugten Ausführungsform wird das synthetische Filamentvlies vor dem Binden geschrumpft. Nach dem Nadeln wird sodann ein Bindemittel benutzt, zur Endfestigung des Trägers/Schichtstoffs.
Die Endverfestigung der Schichten wird durchgeführt, indem man den Schichtstoff einem Bindemittel, beispielsweise einem der oben diskutierten Bindemittel, unterzieht. Insbesondere wird das Bindemittel von beiden Seiten (d. h. durch Eintauchen des Schichtstoffs in ein Bindemittelbad, damit die stabilisierende Wirkung des Bindemittels in der Außen- und Innenschicht stattfinden kann) in den Schichtstoff eingeführt.
Die Synthesefäden, welche durch die Glasfaser dringen, werden durch das Bindemittel auf der Oberfläche des Glasfaservlieses fixiert, weg von dem Synthesefaservlies, wo sie sicher verankert werden.
Die Synthesfasern können getrennt geschrumpft werden und deshalb bevor ein Wirrfaservlies unter Verwendung dieser geschrumpften Fasern hergestellt wird. Vorzugsweise werden die organischen Fasern geschrumpft, wenn sie in Form eines Wirrfaservlieses oder in Form entsprechender Schichten vorliegen. Die Schrumpfung kann vor einer mechanischen oder hydrodynamischen Vorverfestigung stattfinden. Gegebenenfalls wird das Wirrfaservlies nach einer entsprechenden Vorverfestigung geschrumpft. Das Schrumpfen wird vorzugsweise durch Erwärmen in einem Trockenschrank bei einer Temperatur von 140°-220°C durchgeführt.
Um eine erwünschte Enddicke des Schichtstoffs zu erhalten, kann der genadelte Schichtstoff/Verbund durch Behandlung mit einer im Handel erhältlichen Kalandrierwalze, einem Textil/Riemenkalander oder einem Schichtstoffkalander verdichtet werden.
Im Falle dass die Synthesefaservliese durch Nadeln vorverfestigt werden, werden 10–40 Stiche pro cm² angebracht. Danach werden die Schichten durch Nadeln auf eine solche Weise verbunden, dass ein Teil der Polyesterfäden durch die untere Fläche des Verbunds/Schichtstoffs ragen. Das Nadeln setzt vorzugsweise 20–50 Stiche pro cm². Selbstverständlich können die Vorverfestigung des Synthesefaservlieses und die Endfestigung des Schichtstoffs in einer Stufe ausgeführt werden, womit die getrennte Vorverfestigung durch Nadeln ausgeschlossen wird. Das benutzte Verfahren ist das weiter oben besprochene Online- oder Offline-Verfahren. Die im Vorliegenden benutzten Nadeln umfassen einen Abstand zwischen der Nadelspitze und dem Widerhaken von etwa 2–4 mm. Um ein Reißen oder eine einfache Beschädigung der Glasfasern zu verhindern, wird das Nadeln des Schichtstoffs bei einem Vorwärts-Beschickungverhältnis von vorzugsweise weniger als 14 mm/hub ?? durchgeführt. Ein Zusatzvorteil ist eine wesentliche Verringerng des gebildeten Glasstaubs.
Die Glasfaser-Vliesschicht bleibt weitgehend intakt und stellt eine beträchtliche Verbesserung bezüglich der Feuerhemmung dar. Ferner wird infolge der Integrität des erhaltenen Glasvlieses eine hohe Stabilität erreicht.
Die bei vorliegenden Ausführungsformen benutzten Nadeln in Verbindung mit dem Vorwärtsbeschickungsverhältnis des Hubs halten einen geringen Zug aufrecht. Ein Zug, wie im Vorliegenden definiert, tritt auf, wenn eine Nadel in das Wirrfaservlies einsticht, wobei das Wirrfaservlies sich in der Richtung bewegt, in der die Schichten transportiert werden. Der Zug in der Nadelvorrichtung der bevorzugten- Ausführungsform ist vorzugsweise 0–13 mm/Hub. Somit führt die Aufrechterhaltung eines geringen Zugs zu einem Schichtstoff mit verbesserten mechanischen und flammhemmenden Eigenschaften.
Das Nadeln wird vorzugsweise bei 20–90 Stichen/cm² durchgeführt. Wenn ein Vornadeln durchgeführt wurde, (z. B. bei 10–40 Stichen/cm²) wird die Stichdichte während des Endnadelns vorzugsweise verringert. Infolge dessen werden in einfacher und wirtschaftlicher Art und Weise durch die zuvor beschriebenen Verfahren gebundene Textilien oder Schichtstoffe, hergestellt aus mindestens einem Vlies aus organischen synthetischen Fasern und einem Vlies aus anorganischen Stapelfasern, zur Verfügung gestellt.
Die Schichtstoffe zeigen eine gute mechanische Festigkeit und insbesondere gute Entschichtungsqualitäten. Somit können sie als Trägerschicht für Dachpappen, Dach- und Dichtungsmembranen, PVC-Bodenbedeckungen und dergl. dienen. Insbesondere zeigen sie eine erhöhte Maßbeständigkeit und verbesserte Flammhemmungseigenschaften.
Ferner stellt das nach dem zuvor erwähnten Verfahren hergestellte Produkt Maßhaltigkeit bereit und schließt tatsächlich während der Imprägnierungsstufe auftretende "Einschnürungsprobleme" aus, was zu bedeutend höheren Produktionsraten führt.
Insbesondere sind unter anderem die Vliesschichtstoffe, (wie z. B. imprägniert mit Bitumen) mit einer guten Festigkeit, einer günstigen Flexibilität und guten Delaminierungseigenschaften ausgestattet. Diese Schichtstoffe können mit Leichtigkeit bei ihrer Verwendung als Dachpappen beim Verschweißen und Gießen gehandhabt werden. Ferner kann das Dach ohne Beschädigung der Dachpappen betreten werden. Auf diese Weise üben die Trägerschichtstofte keine "Bananenkrümmung" aus und besitzen sehr günstige Eigenschaften wie Nagel-Reißfestigkeit, Beständigkeit gegenüber einem Fortschreiten des Einreißens und Schälfestigkeit.
Durch nachfolgende Beispiele wird die Erfindung weiter erklärt, wobei der Schichtstoff in den Endzustand ohne ein Bindemittel verfestigt wird.
BEISPIEL 1
Ein statistisches Wirrfaservlies wird durch Auflegen von Fäden aus Poly(ethylenterephthalat) auf ein Förderband hergestellt. Sodann werden die Filamente durch Nadeln mit 35 Stichen/cm² vorverfestigt. Das Wirrfaservlies wird sodann thermisch geschrumpft.
Das Flächengewicht des Wirrfaservlieses betrug 150 g/m2. Dieses Vlies wurde mit einem Vlies aus Glasstapelfasern (Flächengewicht 60 g/m²) vereint. Das Glasvlies wurde durch ein Melaminharz vorverfestigt, und das Vlies wurde auf das Glasvlies gelegt. Dann wurden die Vliese durch Nadeln mit 41 Stichen/cm2 unter Anwendung eines Zugs von 12 mm/Hub in der Nadelmaschine gebunden. Danach wurde der Schichtstoff einer Entfestigung durch ein Styrolbindemittel unterzogen. Die maximale Zugbelastung des Schichtstoffs war 563 N/5 cm bei 35,1%iger Dehnung in Maschinenrichtung und 482 N/5cm bei 38,8%iger Dehnung in Querrichtung.
BEISPIEL 2
Ein Glasstapelfaservlies, welches mit einem Melamin-Formaldehyd-Bindemittel vorverfestigt war, wurde während der Herstellung eines Polyesterfädenvlieses in einer Spinnvliesanlage unter Verwendung von 6 Spinnbündeln kontinuierlich abgelegt. Nach Ablage der ersten drei Vorhänge auf der Vliesschicht in Transportrichtung wird das Glasstapelfaservlies aufgelegt. Sodann wurden drei weitere Vorhänge auf die gebildete Schicht gelegt. Die Behandlung in einer I.R.-Bahn fand danach statt, um den Schichtstoff zu schrumpfen. Sodann wurde die Vorverfestigung mit 10 Stichen/cm² und schließlich eine Festigung mit 41 Stichen/cm² durchgeführt. Der Schichtstoff wurde dann einer Endfestigung durch ein Styrolbindemittel unterzogen.
Während vorliegende Erfindung in Einzelheiten unter Bezugnahme auf spezielle Ausführungsformen beschrieben wurde, liegt es für den Fachmann auf der Hand, dass verschiedene Veränderungen und Modifikationen vorgenommen werden und Äquivalente benutzt werden können, ohne dass man den Umfang der folgenden Patentansprüche verlässt.

Claims

Schichtstoff umfassend mindestens eine vorverfestigte Vliesschicht enthaltend Glasstapelfasern, die mit mindestens einer thermisch geschrumpften Vliesschicht aus Synthesefasern genadelt sind, worin ein Teil der Fasern aus der oberen synthetischen Vliesschicht die Vliesschicht aus Glasfasern durchdringt, möglicherweise durch die unterliegende synthetische Vliesschicht und worin der Schichtstoff ein Festigungsbindemittel enthält.
Schichtstoff nach Anspruch 1, worin ein Vorverfestigungsharz ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Harnstoff, Acrylat und Melaminharzen verwendet wird.
Schichtstoff nach Anspruch 1, worin die g/m²-Substanz (Basisgewicht) der genannten Schichten aus synthetischen Vliesschichten gleich oder verschieden ist.
Schichtstoff nach Anspruch 1, worin die synthetischen Fasern ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Polyester, Polyethylentherephtalat und Polypropylen.
Schichtstoff nach Anspruch 1, worin die synthetischen Vliesfasern filamentförmig sind.
Schichtstoff nach Anspruch 1, worin die synthetischen Vliesfasern Stapelfasern sind.
Schichtstoff nach Anspruch 1, worin der Schichtstoff zwei Filament-Vliesschichten aus Synthetik und ein Vlies aus Glas enthaltenden Fasern in einer Sandwich-Struktur umfasst, wo das Verhältnis der g/m²-Substanz der zwei Filament-Vliese 1 : 1 bis 1 : 5 beträgt.
Schichtstoff nach Anspruch 7, worin das Verhältnis der g/m²-Substanz der genannten zwei Filament-Vliese aus Kunststoff 1 : 1 bis 1 : 2 beträgt.
Schichtstoff nach Anspruch 1, worin die synthetischen Vliese mechanisch, thermisch oder hydrodynamisch vorverfestigt sind.
Verbund nach Anspruch 1, worin die synthetischen Vliese vor dem Vernadeln nicht verfestigt sind.
Schichtstoff nach Anspruch 1, worin die synthetischen Vliese hitzegeschrumpft sind.
Schichtstoff nach Anspruch 1, worin das Vlies aus Glas enthaltenden Fasern 5 bis 45 Gew.% eines Bindeharzes enthält.
Schichtstoff nach Anspruch 1, worin das Vlies aus Glas enthaltenden Fasern 10 bis 30 Gew.% eines Bindeharzes enthält.
Schichtstoff nach Anspruch 1, worin der Schichtstoff mit einem kleineren Verzug in der Nadelmaschine hergestellt wird.
Schichtstoff nach Anspruch 14, worin der Nadelverzug von 0 bis 13 mm/Hub beträgt.
Schichtstoff nach Anspruch 1, worin das Vlies aus Glasfasern Verstärkungsfasern oder Garne, die in Längsrichtung verlaufen, oder ein Gitter enthält.
Schichtstoff nach Anspruch 1, worin das Vlies aus Glas enthaltenden Fasern Glasfasern aus der E, C, Mischungen davon oder ECR Glas enthält.
Schichtstoff nach Anspruch 1, worin die genannte synthetische Vliesschicht Filament-Vliese aus Polyester umfasst und worin ein Teil der Polyesterfilamente das Vlies aus Glas enthaltenden Fasern und die Seite durchdringt, welche der Seite abgewandt ist, auf welcher die synthetische Vliesschicht angeordnet ist, und das filamentförmige Vlies aus Polyestern hitzegeschrumpft ist.
Verfahren zur Herstellung eines Schichtstoffes aus zwei oder mehreren Schichten, worin eine oder mehrere Glasstapelfasern enthaltende Vliesmatten mit einem Harz vorverfestigt werden, anschließend die genannte Schicht unten oder zwischen den Vliesschichten aus Synthesefasern angeordnet wird, worin die Vliesschichten aus Synthesefasern und die Glasfasern enthaltende vorverfestigte Vliesschicht durch Nadeln derart miteinander verbunden werden, dass ein Teil der Fasern von dem oberen synthetischen Vlies durch die Vliesschicht dringt, die synthetischen Fasern in der Hitze geschrumpft werden und der genannte Schichtstoff einer Endverfestigung durch Verwendung eines Bindemittels unterworfen wird.
Verfahren nach Anspruch 19, worin das genannte Vorfestigungsharz aus der Gruppe bestehend aus Harnstoff-, Acrylat- und Melaminharzen ausgewählt ist.
Verfahren nach Anspruch 19, worin die genannten Vliesschichten aus Synthesefasern von gleicher oder verschiedener Dicke sind.
Verfahren nach Anspruch 19, worin ein Teil der Synthesefasern der genannten synthetischen Schicht die genannte Vliesmatte aus Glas enthaltenden Fasern durchdringen.
Verfahren nach Anspruch 22, worin ein Teil der Synthesefasern der genannten synthetischen Schicht die genannte Vliesschicht aus Glas enthaltenden Fasern und die darunterliegende synthetische Schicht durchdringen.
Verfahren nach Anspruch 19, worin die Synthesefasern in der Vliesschicht vor dem Verbinden mit der Vliesschicht aus Glas enthaltendenden Fasern geschrumpft werden.
Verfahren nach Anspruch 19, worin die genannten synthetischen Fasern ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Polyester, Polyethylentherepthalat und Polypropylen.
Verfahren nach Anspruch 19, worin die genannten synthetischen Vliesfasern filamentförmig sind.
Verfahren nach Anspruch 19, worin die synthetischen Vliesfasern Stapelfasern sind.
Verfahren nach Anspruch 19 weiterhin umfassend das Nadeln der genannten Vliesmatte aus Glasstapelfasern und der Vliesschichten aus Synthesefasern mit Nadeln, die zwischen der Nadelspitze und dem ersten Widerhaken einen Abstand von 2 bis 4 mm haben.
Verfahren nach Anspruch 19, worin das genannte Nadeln mit einem Vorwärts-Hubvorschubverhältnis von weniger als 14 mm/Hub durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 19, worin die genannte Vliesschicht aus Glasstapelfasern mit Längsfasern, Garnen oder Gittern verstärkt ist.
Verfahren nach Anspruch 19, worin die genannte synthetische Vliesschicht bei Temperaturen von 140 bis 220°C geschrumpft wird.
Verfahren nach Anspruch 19 weiterhin umfassend, das Schrumpfen des genannten Schichtstoff bei Temperaturen, die mindestens der Temperatur eines Bitumen enthaltendenden Bades entsprechen, das zur Bituminierung des Schichtstoff verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 32, worin die genannte Schrumpfungstemperatur bis zu 30°C über der Temperatur des Bitumenbades liegt.
Verfahren nach Anspruch 19, worin die genannte Vliesschicht aus Glasfasern Fasern aus der E-, C-Mischungen davon und ECR-Glas einschließt.
Verwendung des Schichtstoff nach Anspruch 1 als Stützschicht für bituminierte Dachpappen oder feuchtigkeitsbeständige Schichten.
Verwendung des Schichtstoffs nach Anspruch 1 als Trägerschicht für Bitumenschindeln.
Verwendung des Schichtstoffs nach Anspruch 1 als Trägerschicht für Bodenbeläge.
Verfahren nach Anspruch 19 weiterhin umfassend die Verdichtung des Schichtstoff mit einem Kalander.
Verfahren nach Anspruch 38, worin der Kalander ein Gewebe / Riemen oder ein Verbundkalander ist.
Verbund nach Anspruch 16, worin die Verstärkung innerhalb der oder zwischen den Schichten des Schichtstoffs angeordnet ist.