DE60004559T2

DE60004559T2 - Dehnungsfugen-verbundmaterial

Info

Publication number: DE60004559T2
Application number: DE2000604559
Authority: DE
Inventors: W. Stephen TIPPETT
Original assignee: Textiles Coated Inc
Current assignee: Textiles Coated Inc
Priority date: 1999-09-15
Filing date: 2000-08-31
Publication date: 2004-04-15
Anticipated expiration: 2020-09-01
Also published as: CA2382876C; AU7098200A; EP1240013A1; US20010030023A1; WO2001019610A9; DE60004559D1; CA2382876A1; EP1240013B1; WO2001019610A1; DK1240013T3; US6676797B2

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich hauptsächlich auf Dehnungsfugen-Verbundwerkstofte für einen Hochtemperatur-Service, das heißt für Bedingungen, in welchen Gastemperaturen 315°C (600°F) überschreiten.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Frühere Beispiele von Hochtemperatur-Verbundwerkstoffen für Dehnungsfugen sind in den US-Patenten mit den Nummern 5,296,287 und 5,496,628 (Ribbans) beschrieben. Solche Werkstoffe umfassen typischerweise eine thermische Sperre aus Nichtfluorpolymer (gewebte Glasfasermatte), welche auf eine Fluidsperre (Fluorpolymerfilm) und/oder einen tragenden Verbund (fluorpolymerbeschichteter Glasfaserstoff) laminiert ist. Die Laminierung wird typischerweise durch schmelzanbindende Klebstoffe, zum Beispiel PFA, FEP, MFA, etc. bewirkt.
Obwohl die Leistung solcher Produkte exzellent war, wurde ihre weit verbreitete Akzeptanz durch die Industrie durch ihre hohen Kosten etwas behindert, teilweise aufgrund der hohen Kosten der gewebten Glasfasermatten, welche als die thermischen Sperrkomponenten verwendet werden.
Genauso effiziente und viel weniger teure, nicht gewebte „nadlige" Glasfasermatten sind verfügbar, aber deren Verwendung war vermindert, aufgrund der dann erkannten Schwierigkeit des effektiven Beschichtens solcher hochporösen Materialien mit schmelzanbindenden Klebstoffen. Die Klebstoffe würden einfach in die nadligen Matten „durch Dochtwirkung eindringen", ohne dass ausreichend Klebstoff an der Laminierungsschnittstelle verbleibt, um eine adäquate Verbindung mit der Verbindungskomponente zu bewirken.
Dieses Problem wurde eventuell durch die Einführung eines sogenannten „glue sheet" gelöst, eines mit Klebstoff beschichteten Tragelements des Typs, welcher in dem US-Patent mit der Nummer 5,368,923 (Tippett) beschrieben wird. Die Klebstoff-Trägerschicht umfasst einen leichtgewichtigen Baumwollstoff, welcher mit einem schmelzanbindenden Klebstoff beschichtet ist, typischerweise PFA. Während der Laminierung verbleibt der Klebstoff lokal begrenzt an der Laminierungsschnittstelle, was zu einer wirkungsvollen Verklebung ohne Verlust von Klebstoff durch Eindringen aufgrund der Dochtwirkung in die poröse nadlige Matte führt. Obwohl sie sehr erfolgreich in diesem Hinblick war, waren die relativ hohen Kosten der Klebstoffträgerlage nach wie vor ein Nachteil.
Dementsprechend ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die oben beschriebenen Probleme und die zugehörigen Nachteile zu überwinden, durch Darstellen eines verbesserten günstigen Hochtemperatur-Verbundwerkstoffs für Dehnungsfugen, in welchem die nadlige Glasfasermatte an eine Fluidsperrkomponente und/oder eine tragende Komponente geklebt ist, durch eine Oberflächenbeschichtung einer fluorpolymerbasierten Dispersion. Die Oberflächenbeschichtung wird wahlweise bis zu einer Tiefe aufgebracht, welche kleiner ist als die Gesamtdicke der Matte, wodurch effizient Klebstoffmaterial eingespart wird, während das übermäßige Eindringen und die daraus resultierende ungewollte Steifigkeit vermieden werden.
Eine begleitende Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die resultierende Verklebung zu verbessern, während ferner das Eindringen des Klebstoffes beschränkt wird, durch Verdichten der nadligen Glasfasermatte, als ein Vorbereitungsschritt für die Laminierung mit den anderen Komponenten des Verbundes.
KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Ein Aspekt dieser Erfindung ist ein Verfahren der Herstellung eines Hochtemperatur-Isolationsmaterials aus einer einzelnen Membran, wobei das gesagte Verfahren umfasst:
Das Verdichten einer nichtgewebten Isolationsmatte, durch Reduzieren ihrer Dicke unter Bedingungen einer erhöhten Temperatur und Druckes; das Beschichten einer Oberfläche der so verdichteten Matte mit einer fluorpolymerbasierten Dispersion, wobei die gesagte Beschichtung eine Eindringtiefe aufweist, welche geringer ist als die Gesamtdicke der gesagten Matte; und
das Laminieren einer fluorpolymerbeinhaltenden Komponente auf die beschichtete Oberfläche der gesagten Matte unter Bedingungen einer erhöhten Temperatur und Druckes.
Ein weiterer Aspekt dieser Erfindung ist ein Verfahren des Herstellens eines Hochtemperatur-Isolationsmaterials aus einer einzelnen Membran, wobei das gesagte Verfahren umfasst:
Das Verdichten einer nichtgewebten Isolationsmatte, durch Reduzieren ihrer Dicke unter Bedingungen einer erhöhten Temperatur und Druckes; das Beschichten einer Oberfläche der so verdichteten Matte mit einer nichtgesinterten polytetrafluorethylenbasierten Dispersion, wobei die gesagte Beschichtung eine Eindringtiefe aufweist, welche kleiner ist als die Gesamtdicke der gesagten Matte;
das Laminieren in einem ersten Schritt eines nichtgesinterten Polytetrafluorethylenfilms auf eine Seite einer tragenden Komponente unter Bedingungen einer erhöhten Temperatur und Druckes; und
das Laminieren in einem zweiten Schritt der gesagten beschichteten Oberfläche der gesagten Isolationsmatte auf die Polytetrafluorethylenfilmoberfläche der laminierten Komponente unter Bedingungen einer erhöhten Temperatur und Druckes, was dazu führt, dass die gesagte Beschichtung und der gesagte Film gesintert werden.
Diese und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend in einem größeren Detail mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in welchen:
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die 1A und 1B jeweils Draufsichten sind, von einer jungfräulichen nadligen Glasfasermatte und einer nadligen Glasfasermatte nach ihrer Verdichtung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung;
die 2 eine quergeschnittene Explosionsansicht der Komponente eines Dehnungsfugen-Verbundwerkstoffs in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ist;
die 3 eine quergeschnittene Ansicht ist, welche die Komponenten aus der 2 nachfolgend zu der Laminierung unter Bedingungen einer erhöhten Temperatur und eines Druckes zeigt;
die 4 eine quergeschnittene Ansicht einer weiteren Ausführung ist, welche eine zusätzliche tragende Komponente für eine hinzugefügte Festigkeit einbindet; und
die 5 eine quergeschnittene Explosionsansicht der Komponenten einer noch weiteren Ausführung der vorliegenden Erfindung ist.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Mit Bezug zunächst auf die 2 umfassen die Komponenten von einer Ausführung eines Hochtemperatur-Verbundmaterials für eine Dehnfuge der vorliegenden Erfindung eine nichtgewebte Glasfasermatte 12, welche wie an 13 mit einer Fluorpolymer-Dispersion beschichtet ist, und eine Flüssigkeitssperre 14. Die 3 zeigt dieselben Komponenten, nachdem sie unter Bedingungen einer erhöhten Temperatur und eines Druckes laminiert worden sind. Wenn die Festigkeit des resultierenden Laminats nicht für bestimmte Anwendungen geeignet ist, kann, wie in der 4 gezeigt ist, eine tragende Komponente 16 zu dem laminierten Verbund hinzugefügt werden.
Die nadlige Glasfasermatte wird vorteilhaft derart verdichtet, dass ihre Dicke um 5 bis 50 Prozent reduziert wird. Die 1A und 1B zeigen die Glasfasermatte 12 jeweils vor und nach der Verdichtung. Der Verdichtungsprozess vergrößert die Gleichförmigkeit der Dicke der Matte und flacht die Oberfläche der Matte ab. Die Oberfläche der verdichteten Matte ist somit eher dafür empfänglich, dass sie gleichmäßig durch die Fluorpolymer-Dispersion beschichtet wird, und ihre vergrößerte Dichte dient dazu, sich dem Eindringen durch Dochtwirkung der Dispersion in ihr Inneres zu widersetzen.
Die Matte 12 wird unter Bedingungen einer erhöhten Temperatur und eines Druckes verdichtet, durch Komprimieren der Matte zwischen zwei aufgeheizten Platten. Die Matte 12 wird bei einer Temperatur zwischen 93 und 482°C (200 und 900°F) verdichtet und vorzugsweise bei einer Temperatur von näherungsweise 385°C (725°F). Die Betriebsdrücke liegen zwischen 34 bis 689 kPa (5 bis 100 psi) und vorzugsweise bei ungefähr 276 kPa (40 psi). Die Durchlaufzeit beträgt zwischen 20 und 150 Sekunden und vorzugsweise näherungsweise 75 Sekunden. Der Verdichtungsprozess „reinigt" die Glasfasern durch Ausbrennen der Chemikalien in den Glasfasern. Die resultierende verdichtete Matte weist eine viel größere interne Festigkeit, auf als die jungfräuliche nadlige Glasfasermatte.
Die Fluorpolymer-Dispersion kann PTFE, FEP, PFA, MFA sowie andere Mischungen und Verschnitte davon umfassen, und kann ferner Fluorelastomere und Perfluorelastomere umfassen. Die vorzuziehende Fluorpolymer-Dispersion ist PTFE-basiert und ist thixotropisch.
Die PTFE-beschichtete Glasfasermatte 12 wird auf die Flüssigkeitssperre 14 unter Bedingungen einer erhöhten Temperatur und eines Druckes laminiert. Die Temperatur liegt im Bereich zwischen 349 und 482°C (660 und 900°F), wobei die vorzuziehende Temperatur näherungsweise 385°C (725°F) beträgt. Der Druck liegt im Bereich zwischen 7 und 689 kPa (1 und 100 psi), wobei ein Druck von näherungsweise 276 kPa (40 psi) vorzuziehen ist.
Die Laminierungs-Durchlaufzeit liegt im Bereich zwischen 5 und 240 Sekunden und beträgt vorzugsweise näherungsweise 90 Sekunden. In dem Laminat gibt es eine mechanische Verbindung zwischen der Beschichtung und der Matte und eine intermolekulare Verbindung zwischen der Beschichtung und dem Film.
Die Aufbringung der Fluorpolymer-Dispersion sollte vorsichtig gesteuert und an der Oberfläche der Matte lokalisiert werden mit einer Eindringung, welche geeignet ist, um die gewünschte Verklebung/Verbindung zu erreichen, jetzt auf eine Tiefe beschränkt, welche nicht ungebührlich die Steifigkeit der Matte vergrößert.
Die Eindringtiefen sollten im Bereich zwischen 0,025 und 3,18 Millimeter (0,001 und 0,125 Inches) liegen, wobei die vorzuziehende Tiefe zwischen 0,05 und 1,27 Millimeter (0,002 und 0,050 Inches) liegt. In jedem Fall sollte die Eindringtiefe nicht 50 Prozent der Gesamtdicke der Matte übersteigen.
Die Eindringtiefe der Fluorpolymer-Dispersion ist abhängig von einer Anzahl von Faktoren, umfassend die Dichte der Matte 12, die Viskosität der Dispersion, die spezifische Schwere der Dispersion, dem Beschichtungsverfahren und seinen zugehörigen Parametern, wie zum Beispiel die Beschichtungszeit, etc.
Eine Fluorpolymer-Dispersion wird ausgewählt werden, basierend auf den Charakteristiken, welche gefordert sind, um das gewünschte Produkt zu produzieren. Die spezifische Dispersion, welche ausgewählt wurde, muss ein ausreichendes Eindringen aufweisen, um eine geeignete Verbindung zwischen der Glasfasermatte und ihrer zugeordneten Komponente zu erzeugen. Dispersionen, welche einen weiten Bereich an Viskositäten aufweisen, können verwendet werden, in Abhängigkeit von der Dicke und der Porosität der Matte, dem gewünschten Gewicht des fertig gestellten Produktes, der Steifigkeit des fertig gestellten Produktes, etc.
Wie offenbart, beeinflusst die spezifische Schwere der Dispersion ebenso die Beschichtungseigenschaften. Die spezifische Schwere der Dispersion sollte in dem Bereich zwischen 1,05 und 1,5 liegen und vorzugsweise wenigstens 1,35 betragen. Die Beschichtungsgewichte sollten wenigstens 16,9 gm/m² (0,5 oz/sq yd) betragen und weniger als 1084 gm/m² (32 oz/sq yd). Es ist noch mehr vorzuziehen, dass das Beschichtungsgewicht vorzugsweise zwischen 16,9 und 339 gm/m² (0,5 und 10 oz/sq yd) liegt, wobei das optimale Gewicht näherungsweise 169 gm/m² (5,0 oz/sq yd) beträgt.
Fluorpolymere, welche in dem Verbundmaterial für Dehnungsfugen der vorliegenden Erfindung nützlich sind, können ausgewählt aus denjenigen werden, welche dem Fachmann bekannt sind, wie zum Beispiel in dem US-Patent mit der Nummer 4,770,927 (Effenberger et al.) beschrieben wird. Kommerziell erhältliche Fluorpolymer-Produkte, welche in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung nützlich sind, umfassen die nachfolgenden:
Perfluor-Kunststoffe
PTFE-Daikin-Polyflon; Dupont Teflon; ICI Fluon; Ausimont Algoflon
FEP-Daikin Neoflon; Dupont Teflon
PFA-Daikin Neoflon; Dupont Teflon; Ausimont Hyflon
MFA-Ausimont-Hyflon
Fluorelastomere
Dupont Viton
3M Fluorel
Ausimont Tecnoflon
Daikin Daiel
Asahi Glass Aflas
Perfluorelastomere
Dupont Kalrez
Daikin Perfluor
Von dem Obigen wird PTFE und insbesondere ungesintertes PTFE vorgezogen. PTFE stellt eine gute mechanische Verbindung mit der Oberfläche der Glasfasermatte und eine intermolekulare Verbindung mit dem Fluorpolymer-Gehalt der zugeordneten Flüssigkeitssperre oder tragenden Komponente her. Zudem ist es weniger teuer als viele der anderen Fluorpolymer-Dispersionen.
Die Fluorpolymere der vorliegenden Erfindung können zusätzlich Füllstoffe, Pigmente und andere Zusatzstoffe umfassen, wobei Beispiele dafür Titandioxid, Talk, Graphit, Ruß, Cadmium-Pigmente, Glas, Metallpulver und -flocken und andere Hochtemperatur-Materialien wie zum Beispiel Sand, Flugasche, etc. umfassen.
Die Flüssigkeitssperrkomponente 14 umfasst Filme aus PTFE, FEP, PFA oder MFA. Wie in der 5 gezeigt ist, kann die beschichtete Glasfasermatte 12 alternativ auf eine tragende Komponente 18, wie zum Beispiel TEXCOAT^TM, oder auf eine Kombination aus einer Flüssigkeitssperrkomponente 14 und aus einer tragenden Komponente 16 laminiert werden, wie in der 4 gezeigt ist. Die tragende Komponente kann Stoffsubstrate umfassen, umfassend gewebte oder gewirkte Substrate, hergestellt aus verschiedenen Materialien, umfassend unter anderem Glasfaser, amorphes Silica, Graphit, Polyaramide, umfassend Kevlar und Nomex, PBI (Polybenzimadazole), Keramiken und Metalldrähte, und Kombinationen davon. Glasfaser ist das vorzuziehende Substratmaterial.
Um Hochtemperatur-Isolationsmaterialien zu produzieren, das heißt diejenigen, welche bei Temperaturen über 315°C (600°F) verwendet werden, sollten die Isolationsmattenfasern aus Nichtfluorpolymer gebildet sein und aus zufällig angeordneten mechanisch verriegelten Fasern bestehen.
Die Nichtfluorpolymere können Glasfaser, amorphe Silica, Graphit, Polyaramide, Polybenzimadazole und Keramiken umfassen.
Die Glasfasermatte kann durch verschiedene Techniken beschichtet werden, bei Verwendung von vertikalen Beschichtungstürmen, Sprühbeschichtern, Gegenlaufwalzenstreichmaschinen, Walzenstreichmaschinen, Horizontalbeschichtern/Horizontalstreichmaschinen mit Abstreifmessern, etc.
Alternativ können zwei Laminierungsschritte bei der Produktion des Verbundmaterials für Dehnungsfugen verwendet werden, das in der 4 dargestellt ist. Zuerst wird die Isolationsmatte 12 verdichtet, wie vorhergehend diskutiert wurde, und dann wird sie mit einer ungesinterten PTFE-Dispersion 13 beschichtet.
Eine Strömungssperrkomponente 14, typischerweise ein nichtgesinterter PTFE-Film 14, und eine tragende Komponente 16 werden unter Bedingungen einer geeigneten erhöhten Temperatur und eines Druckes laminiert, wobei die Laminierungs-Durchlaufzeit im Bereich zwischen 5 und 240 Sekunden liegt und vorzugsweise näherungsweise 60 Sekunden beträgt.
Nachfolgend wird die Flüssigkeitssperroberfläche der laminierten Komponente auf die beschichtete Oberfläche der verdichteten Matte laminiert, wobei die Laminierungs-Durchlaufzeit im Bereich zwischen 5 und 325 Sekunden liegt und vorzugsweise näherungsweise 240 Sekunden beträgt.
Dieses Zwei-Schritt-Laminierungsverfahren verbessert die Gesamtqualität des Isolationsprodukts dadurch, dass es sicherstellt, dass eine ausreichende Verbindung zwischen der Flüssigkeitssperrkomponente 14 und der tragenden Komponente 16 erzielt wird, bevor der letzte Laminierungsschritt des Verfahrens vervollständigt wird.
Das Nachfolgende sind illustrative Beispiele von Verbundmaterialien für Dehnungsfugen in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung.
Beispiel A
Eine nadlige Glasfaser-Isolationsmatte, welche eine Dicke von 12,7 Millimetern (1/2'') und eine Dichte von 144–176 kg/m³ (9–11 Ibs/cu ft) aufweist (BGF Mat; BGF Industries, Inc.; Greensboro, NC) wurde zwischen zwei Platten verdichtet, welche auf 385°C (725°F) aufgeheizt wurden. Die Verdichtung wurde bei einem Druck von 276 kPa (40 psi) für 75 Sekunden ausgeführt. Die daraus resultierende verdichtete Matte, welche eine Dicke von 9,52 Millimetern (3/8'') und eine Dichte 208 kg/m³ (13 Ibs/cu ft) aufwies, wurde oberflächenbeschichtet auf einer Seite mit einer PTFE-Dispersion (Algoflon D60G; Ausimont USA; Thorofare, NJ), welche eine spezifische Schwere von 1,35 und eine Viskosität von 250000 cp aufwies. Das Beschichtungsgewicht betrug 166 gm/m² (4,89 oz/sq yd), wobei die Eindringtiefe unterhalb der beschichteten Oberfläche im Durchschnitt 0,13 mm (0,005") betrug. Ein nichtgesinterter PTFE-Film, welcher eine Dicke von 0,10 Millimetern (0,004'') aufwies (DeWal Corporation; Saunderstown, RI) wurde dann auf die beschichtete Oberfläche der Isolationsmatte laminiert. Die Laminierung wurde zwischen aufgeheizten Platten bei einer Temperatur von 385°C (725°F) bewirkt, und bei einem Druck von 276 kPa (40 psi) für eine Durchlaufzeit von 90 Sekunden.
Die resultierende Verbindung zwischen dem PTFE-Film und der beschichteten Isolationsmatte war sehr gleichförmig, im wesentlichen frei von jeglichen signifikanten Laminierungsfehlstellen über der Oberfläche der Laminierungsprobe. Die Klebverbindung zwischen dem Film und der nadligen Matte war sehr stark, wobei sie die interne Festigkeit der Isolationsmatte überschritt. Die Isolationsmatte riss bei jedem Versuch, die Isolationskomponente von dem angeklebten PTFE-Film zu trennen.
Beispiel B
TEXCOAT^TM 1400[erhältlich von Textiles Coated, Inc.; 1084 gm/m² (32 oz/sq yd) Glasfaserstoff, Hexcel-Schwebe) Corporation, Anderson, SC; beschichtet mit Algoflon D60G PTFE-Dispersion auf 1627 gm/m² (48 oz/sq yd)] wurde auf die beschichtete Oberfläche einer Isolationsmatte des Beispiels A laminiert, wobei ein 0,10 Millimeter (0,004'') PTFE-Film (DeWal Corporation) dort zwischen positioniert wurde. Die Komponenten wurden bei einer Temperatur von 385°C (725°F) und bei einem Druck von 276 kPA (40 psi) für eine Durchlaufzeit von 135 Sekunden laminiert.
Die resultierende Verbindung zwischen den drei Komponenten war sehr gleichförmig, im wesentlichen frei von irgendwelchen signifikanten Laminierungsfehlstellen entlang der Oberfläche der Laminierungsproben.
Die Klebverbindung des Laminats überschritt die interne Festigkeit der Isolationsmatte. Die Isolationsmatte riss bei jedem Versuch, eine der drei Komponenten in dem Laminat zu delaminieren.
Beispiel C
TEXCOAT^TM 300[verfügbar von Textiles Coated, Inc.; 288 gm/m² (8,5 oz/sq yd) Glasfaserstoff, JPS Industries, Inc., Slater, NC; beschichtet mit Algoflon D60G PTFE-Dispersion auf 610 gm/m² (18 oz/sq yd)] wurde auf die beschichtete Oberfläche einer Isolationsmatte des Beispiels A laminiert. Die Komponenten wurden bei einer Temperatur von 385°C (725°F) und einem Druck von 276 kPa (40 psi) für eine Durchlaufzeit von 135 Sekunden laminiert.
Die resultierende Verbindung zwischen den zwei Komponenten war sehr gleichförmig, im wesentlichen frei von irgendwelchen signifikanten Laminierungsfehlstellen entlang der Oberfläche der Laminierungs-Probe. Die Klebverbindung zwischen dem Laminat überschritt die interne Festigkeit der Isolationsmatte. Die Isolationsmatte riss bei jedem Versuch, die TEXCOATTM 300-Komponente von der verklebten Matte zu trennen.
Die vorhergehende Beschreibung ist auf eine spezifische Ausführung der Erfindung beschränkt worden. Es ist jedoch ersichtlich, dass Variationen und Modifikationen der Erfindung ausgeführt werden können, wobei einige oder alle der Vorteile erzielt werden. Zum Beispiel kann die Isolationsmatte in Verbindung mit zusätzlichen Komponenten verwendet werden, in Abhängigkeit des gewünschten Endproduktes. Die Isolationsmatte kann ebenso in Anwendungen unterhalb von 315°C (600°F) verwendet werden, zum Beispiel um die Wärmeverluste von Rauchgas an die Umgebung zu vermindern. Es ist die Aufgabe der Ansprüche, all solche Variationen und Modifikationen abzudecken, welche in den Schutzbereich der beigefügten Ansprüche fallen.
Beispiel D
Eine nadlige Glasfaserisolationsmatte, welche eine Dicke von 12,7 mm (1/2") und eine Dichte von 144 bis 176 kg/m³ (9–11 Ibs/cu ft) aufwies, (BGF Mat; BGF Industries, Inc.; Greensboro, NC) wurde zwischen Platten verdichtet, welche auf 385°C (725°F) aufgeheizt wurden. Die Verdichtung wurde bei einem Druck von 276 kPa (40 psi) für 75 Sekunden ausgeführt. Die resultierende verdichtete Matte, welche eine Dicke von 9,52 mm (3/8") und eine Dichte von 208 kg/m³ (13 Ibs/cu ft) aufwies, wurde oberflächenbeschichtet auf einer Seite mit einer ungesinterten PTFE-Dispersion (Algoflon D60G; Ausimont USA; Thorofare, NJ), welche eine spezifische Schwere von 1,35 und eine Viskosität von 250000 cp aufwies. Das Beschichtungsgewicht betrug 166 gm/m² (4,89 oz/sq yd), wobei die Eindringtiefe unterhalb der beschichteten Oberfläche im Durchschnitt bei 0,13 mm (0,005") lag.
Ein nichtgesinterter PTFE-Film, welcher eine Dicke von 0,10 mm (0,004") aufwies (DeWal Corporation; Saunderstown, RI), wurde dann auf TEXCOATTM 1400 laminiert. Die Komponenten wurden zwischen aufgeheizten Platten bei einer Temperatur von 385°C (725°F) und einem Druck von 276 kPa (40 psi) bei einer Durchlaufzeit von 60 Sekunden laminiert, um einen laminierten Verbund herzustellen.
Die beschichtete Oberfläche der Isolationsmatte wurde dann auf die Filmoberfläche des laminierten Verbundes laminiert. Dieser zweite Laminierungsschritt wurde bei einer Temperatur von 385°C (725°F) und einem Druck von 276 kPa (40 psi) über eine Durchlaufzeit von 240 Sekunden ausgeführt.
Die resultierende Verbindung zwischen dem PTFE-Film und der beschichteten Isolationsmatte war dann sehr gleichförmig, im wesentlichen frei von jeglichen signifikanten Laminierungsfehlstellen entlang der Oberfläche der Laminierungs-Probe. Die Klebverbindung zwischen dem Film und der nadligen Matte war sehr hoch, wobei sie die interne Festigkeit der Isolationsmatte überschritt. Die Isolationsmatte riss bei jedem Versuch, die Isolationskomponente von dem verklebten PTFE-Film zu trennen.
Beispiel E
TEXCOAT^TM 300 wurde auf die nichtgesinterte PTFE-beschichtete Oberfläche der Isolationsmatte aus dem Beispiel D laminiert. Die Komponenten wurden bei einer Temperatur von 385°C (725°F) und einem Druck von 276 kPa (40 psi) bei einer Durchlaufzeit von 240 Sekunden laminiert.
Die resultierende Verbindung zwischen den zwei Komponenten war sehr gleichförmig, im wesentlichen frei von jeglichen signifikanten Laminierungsfehlstellen entlang der Oberfläche der Laminierungsprobe. Die Klebverbindung des Laminats war sehr hoch, wobei sie die interne Festigkeit der Isolationsmatte überschritt. Die Isolationsmatte riss bei jedem Versuch, die TEXCOAT^TM 300 von der verklebten Matte zu trennen.

Claims

Ein Herstellungsverfahren für ein Hochtemperatur-Isolationsmaterial aus einer einzelnen Membran (10), wobei das gesagte Verfahren umfasst: das Verdichten einer nichtgewebten Isolationsmatte (12) durch Reduzieren ihrer Dicke unter Bedingungen einer erhöhten Temperatur und eines Druckes; das Beschichten einer Oberfläche der so verdichteten Matte mit einer fluorpolymerbasierten Dispersion (13), wobei die gesagte Beschichtung eine Eindringtiefe aufweist, welche geringer ist als die Gesamtdicke der gesagten Matte; und das Laminieren einer fluorpolymerbeinhaltenden Komponente (14) auf die beschichtete Oberfläche der gesagten Matte unter Bedingungen einer erhöhten Temperatur und eines Druckes.
Ein Herstellungsverfahren eines Hochtemperatur-Isolationsmaterials aus einer einzelnen Membran (10), wobei das gesagte Verfahren umfasst: das Verdichten einer nichtgewebten Isolationsmatte (12) durch Reduzieren ihrer Dicke unter Bedingungen einer erhöhten Temperatur und eines Druckes; das Beschichten einer Oberfläche der so verdichteten Matte mit einer nichtgesinterten polytetrafluorethylenbasierten Dispersion (13), wobei die gesagte Beschichtung eine Eindringtiefe aufweist, welche kleiner ist als die Gesamtdicke der gesagten Matte; das Laminieren in einem ersten Schritt eines nichtgesinterten Polytetrafluorethylenfilms (14) auf eine Seite einer tragenden Komponente (16) unter Bedingungen einer erhöhten Temperatur und eines Druckes; und das Laminieren in einem zweiten Schritt der gesagten beschichteten Oberfläche (13) der gesagten Isolationsmatte (12) auf die Polytetrafluorethylenfilmoberfläche (14) der laminierten Komponente (14, 16) unter Bedingungen einer erhöhten Temperatur und eines Druckes, was dazu führt, dass die gesagte Beschichtung und der gesagte Film gesintert werden.
Das Verfahren aus Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei die Verdichtung der gesagten Matte das Positionieren der gesagten Matte zwischen zwei Platten unter Bedingungen einer erhöhten Temperatur und eines Druckes umfasst.
Das Verfahren aus Anspruch 3, wobei die gesagte Verdichtung die Dicke der gesagten Isolationsmatte um 5 bis 50 Prozent vermindert.
Das Verfahren aus Anspruch 1 oder 2, wobei die gesagte Isolationsmatte bei einer Temperatur zwischen 93 und 482°C (200 und 900°F) verdichtet wird.
Das Verfahren aus Anspruch 5, wobei die gesagte Isolationsmatte bei einer Temperatur von näherungsweise 385°C (725°F) verdichtet wird.
Das Verfahren aus Anspruch 1 oder 2, wobei die gesagte Isolationsmatte bei einem Druck zwischen 34 und 689 kPa (5 und 100 psi) verdichtet wird.
Das Verfahren aus Anspruch 7, wobei die gesagte Isolationsmatte bei einem Druck von näherungsweise 276 kPa (40 psi) verdichtet wird.
Das Verfahren aus Anspruch 1 oder 2, wobei die Isolationsmatte für eine Zeitspanne zwischen 20 und 150 Sekunden verdichtet wird.
Das Verfahren aus Anspruch 9, wobei die gesagte Isolationsmatte für eine Zeitspanne von näherungsweise 75 Sekunden verdichtet wird.
Das Verfahren aus Anspruch 1 oder 2, wobei die gesagte Isolationsmatte bei einer Temperatur von zwischen 349 und 482°C (660 und 900°F) laminiert wird.
Das Verfahren aus Anspruch 11, wobei die gesagte Isolationsmatte bei einer Temperatur von näherungsweise 385°C (725°F) laminiert wird.
Das Verfahren aus Anspruch 1 oder 2, wobei die gesagte Isolationsmatte bei einem Druck von zwischen 7 und 689 kPa (1 und 100 psi) laminiert wird.
Das Verfahren aus Anspruch 13, wobei die gesagte Isolationsmatte bei einem Druck von näherungsweise 276 kPa (40 psi) verdichtet wird.
Das Verfahren aus Anspruch 1, wobei die gesagte Isolationsmatte für eine Zeitspanne zwischen 5 und 240 Sekunden laminiert wird.
Das Verfahren aus Anspruch 15, wobei die gesagte Isolationsmatte für eine Zeitspanne von näherungsweise 90 Sekunden laminiert wird.
Das Verfahren aus Anspruch 2, welches das Bewirken der gesagten ersten Laminierung für eine Zeitspanne zwischen 5 und 240 Sekunden und der gesagten zweiten Laminierung für eine Zeitspanne zwischen 5 und 325 Sekunden umfasst.
Das Verfahren aus Anspruch 17, welches das Bewirken der gesagten ersten Laminierung für eine Zeitspanne von näherungsweise 60 Sekunden umfasst.
Das Verfahren aus Anspruch 17, welches das Bewirken der gesagten zweiten Laminierung für eine Zeitspanne von näherungsweise 240 Sekunden umfasst.