KR20220024473A - 지붕 단열을 위한 보행용 페이서 매트 - Google Patents

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헨드릭 제이 트야던
코르넬리스 페르쉬트
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오웬스 코닝 인텔렉츄얼 캐피탈 엘엘씨
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Abstract

본 발명은 예컨대 단열 제품을 위한 페이서로서 사용하기에 적합한 부직 매트를 제공한다. 부직 매트는 결합제/충전제 조성물로 함침된 유리 섬유들의 부직 베일을 포함하고, 유리하게는, 그렇지 않으면 쉽게 압축가능하고 변형가능한 층, 보드 또는 재료의 보행성, 감소된 압축성, 및 구조적 지지를 허용한다.

Description

지붕 단열을 위한 보행용 페이서 매트
본 발명은 단열 제품, 특히 지붕 적용에 사용되는 미네랄 울 단열 제품에 대한 페이서로서 사용하기 위한 부직 베일 또는 매트, 특히 유리 섬유 부직물에 관한 것이다.
지붕 건설, 특히 평평한 지붕 건설은 전형적으로 미네랄 울계 단열 재료의 보드 또는 매트와 같은 단열 재료의 사용을 포함한다.
일부 형태의 단열재, 예를 들어 미네랄 울 단열재는 본질적으로 쉽게 압축가능하고 변형가능하다. 이는, 예를 들어 루핑 멤브레인과 같은 추가의 층(들)의 적용 동안, 작업자가 단열층 위에 서거나 걷는 것이 필요할 수 있기 때문에, 건설 동안 문제가 된다.
단일 층, 예컨대 지붕에 더 적은 공간 (두께) 을 유리하게 차지하고 다수의 층보다 덜 비싼 미네랄 울의 단일 층에 기초한 단열재를 사용하는 것이 바람직하다. 그러나, 그러한 제품은 또한 구조적 무결성 요구를 충족시켜야 한다.
따라서, 단열 보드의 두께, 중량 또는 비용을 증가시킴이 없이 개선된 구조적 특성을 부여하기 위해 페이서가 요구된다. 페이서는 보드에 대한 손상을 방지할 필요가 있고, 중요하게는, 작업자가 루핑 멤브레인의 적용 전에 그리고 동안에 단열 재료 위를 걸을 수 있게 할 필요가 있다. 이러한 페이서에 대한 추가적인 요건은 비투멘-기반 루핑 멤브레인의 토칭 동안 사용된 불에 저항할 수 있다는 것이다.
그러한 페이서로서 사용하기 위한 부직 매트는 또한 최종 상업적 활용에 필요한 처리 및 취급을 견딜 필요가 있다. 특히, 페이서 매트는 이상적으로는, 용이하게 운반 가능하고 단열 제품에의 적용을 위해 필요한 때에 풀릴 수 있는 롤로 저장될 수 있다.
본 발명은 상기 고려사항에 비추어 창안되었다.
따라서, 본 발명은 단열 재료, 특히 지붕 단열재의 페이서로서 사용하기에 적합한 부직 매트를 제공한다. 페이서는 그렇지 않으면 쉽게 압축가능하고 변형가능한 단열 층, 보드 또는 재료의 보행성 (walkability), 감소된 압축성 (compressibility), 및 구조적 지지를 허용한다.
부직 매트는 함침 조성물로 함침된 섬유의 부직 베일을 포함한다. 함침 조성물은 적어도 하나의 무기 충전제 및/또는 적어도 하나의 유기 결합제를 포함한다. 섬유는 바람직하게는 유리 섬유이다.
본 기술분야에 알려진 바와 같이, '베일' 이라는 용어는 일반적으로 느슨하게 함께 유지된 섬유들의 부직 웹을 지칭한다. 이는 또한 '플리스' 또는 부직 플리스로 지칭될 수도 있다. 섬유들의 웹은 바람직하게는 결합제 조성물 (예비-결합제) 에 의해 함께 결합된다. 문맥상 달리 지시되지 않는 한, 본 명세서에서 사용되는 용어 '베일'은 일반적으로 결합제/충전제로 함침 전의 섬유들의 결합된 부직 웹 (즉, 미충전/비함침 베일) 을 지칭한다.
함침 조성물로 함침 후, 본 발명의 부직 매트를 제공하는, 결과적인 함침된 베일은 단열 재료용 페이서로서 사용하기에 적합하다. '매트', '부직 매트' 및 '페이서'라는 용어는 함침된 베일 제품을 지칭하기 위해 본 명세서에서 상호교환적으로 사용될 수 있다.
본 발명의 페이서에서 유용한 부직 베일은 유리 섬유 및 (선택적으로) 예비-결합제를 포함한다. 유리 섬유의 부직 베일은 당업계에서 알려져 있고, 후술하는 바와 같이 공지된 방법에 의해 생산될 수 있다.
본 발명에서 사용되는 부직 베일은 바람직하게는 적어도 40 g/㎡ (함침 조성물을 포함하지 않음) 의 면적 중량을 갖는다. 본 발명자들은 이러한 결과가 개선된 기계적 특성을 초래한다는 것을 발견하였다. 미네랄 울 단열 재료용 페이서의 제조에 사용될 때, 이러한 증가된 기계적 특성은 미네랄 울 보드 밀도의 감소를 고려한다. 그 결과, 재료가 더 적게 요구되어, 단열 성능이 더 높아진다.
함침 조성물 중의 충전제는 바람직하게는 탄산칼슘 (CaCO3) 및 제 2 무기 미립자 고체를 포함한다. 바람직한 예는 알루미늄 트리하이드레이트 (ATH) 및 마그네슘 디하이드록사이드 (Mg(OH)2) 를 포함한다. 일부 실시형태에서, 탄산칼슘 및 제 2 무기 미립자 고체는 바람직하게는 약 1:1 내지 약 3:1 의 비로 존재한다. 일부 실시형태에서, 비는 약 1.5:1 내지 약 2.5:1 이다. 일부 실시형태에서, 비는 약 2:1 이다.
일부 실시형태에서, 이 비는 최종 제품의 개선된 '박리 강도' (이는 윈드 업리프트 성능을 나타냄) 를 제공할 수 있다. 이는 또한 (지붕에 비투멘 멤브레인을 적용할 때 행해지는) 토칭에 대한 페이서의 양호한 저항을 고려할 수 있다.
아래에서 더 논의되는 바와 같이, 본 발명에 의해 제공되는 부직 매트 (페이서) 는 바람직하게는 적어도 12 lbf 의 파열 강도를 갖는다. 본 발명자들은, 이것이 최종 제품 (즉, 페이서가 적용된 단열 보드) 의 용인되는 점 하중 성능과 상관되고, 따라서 '보행성'을 예측/모방한다는 것을 발견하였다.
본 발명은 본 명세서에 기술된 양태들 및 바람직한 특징들의 조합을 포함하지만, 그러한 조합이 명확하게 허용되지 않거나 분명히 회피되는 경우는 제외된다.
이제, 본 발명의 원리를 예시하는 실시형태들 및 실험들이 첨부 도면을 참조하여 논의된다.
도 1 은 예컨대 단열 지붕 보드일 수 있는, 지지층에 부착된 페이서로서 본 명세서에 기재된 부직 매트의 하나의 가능한 적용을 보여준다.
도 2 는 본 명세서에 기재된 특정 예시적인 부직 매트에 대해 측정된 파열 강도에 대한 NI 중량 (면적 중량) 의 효과를 보여주는 그래프이다.
도 3 은 NI 면적 중량에 대해 표시된, 본 명세서에 기재된 특정 예시적인 부직 매트의 강성을 보여주는 그래프이다.
도 4 는 NI 면적 중량에 대해 표시된, 본 명세서에 기재된 특정 예시적인 부직 매트의 인열 강도를 보여주는 그래프이다.
이제, 본 발명의 양태들 및 실시형태들이 첨부 도면을 참조하여 논의된다. 다른 양태들 및 실시형태들은 당업자에게 자명할 것이다. 본 명세서에서 언급되는 모든 문헌은 참조에 의해 본 명세서에 포함된다.
본 발명은 단열 재료의 페이서로서 사용하기 위한 부직 매트를 제공한다. 본 발명에 따른 페이서는 함침 조성물로 함침된 섬유, 바람직하게는 유리 섬유의 부직 베일을 포함한다. 부직 베일은 섬유 및 (선택적으로) 예비-결합제를 포함한다. 함침 조성물은 적어도 하나의 유기 결합제 및 적어도 하나의 무기 충전제를 포함한다.
섬유를 제조하기에 적합한 유리의 유형은 당업계에 공지되어 있다. 예로는 E-유리 (1% w/w 미만의 알칼리 산화물을 갖는 알루미노-보로실리케이트 유리), A-유리 (붕소 산화물을 거의 또는 전혀 갖지 않는 알칼리-석회 유리), E-CR-유리 (전기/화학적 저항; 1% w/w 미만의 알칼리 산화물을 갖고, 높은 산 저항을 갖는 알루미노-석회 실리케이트), C-유리 (유리 스테이플 섬유 및 단열에 사용되는, 높은 붕소 산화물 함량을 갖는 알칼리-석회 유리), D-유리 (낮은 유전 상수로 명명된 보로실리케이트 유리), R-유리 (높은 기계적 요건을 갖는, MgO 및 CaO 가 없는 알루미노 실리케이트 유리), 및 S-유리 (CaO 가 없지만 높은 MgO 함량 및 높은 인장 강도를 갖는 알루미노 실리케이트 유리) 가 포함된다.
다양한 조성 및 특성을 갖는 유리 섬유가 당업계에 공지되어 있으며, 상업적으로 입수가능하다.
일부 실시형태에서, 본 발명에 사용하기 위한 바람직한 유리 섬유는 E-유리 또는 E-CR 유리로부터 형성된다. 일부 실시형태에서, 바람직한 유리 섬유는 OCV Reinforcements 에 의해 제조된 붕소-프리 E-CR 유리 섬유인 Advantex® 유리 섬유를 포함한다.
바람직한 실시형태에서, 유리 섬유는 불연속 (절단된(chopped)) 섬유이다. 일부 실시형태에서, 소위 습식 사용 절단된 스트랜드 (WUCS; wet use chopped strands) 가 사용된다. 이 유리 섬유 필라멘트는 상업적으로 입수가능하고, 습식-공정, 부직 적용에 사용하기 위해 특별히 처리된다. 습식 사용 절단된 스트랜드는 공정용수 (process water) 에 빠르게 그리고 균일하게 분산된다.
섬유의 두께는 약 5 미크론에서 약 25 미크론 (평균 직경) 까지 달라질 수 있다. 섬유의 직경은 예를 들어 전자 현미경을 사용하여 측정될 수 있다. 평균 직경은 예컨대 1000x 배율에서 최소 100 개의 측정, 바람직하게는 200 개의 측정으로 결정된다.
일부 실시형태에서, 섬유의 직경은 약 6 ㎛ 내지 약 14 ㎛ 이다. 일부 실시형태에서, 섬유의 직경은 약 8 ㎛ 내지 약 12 ㎛ 이다. 일부 실시형태에서, 섬유의 직경은 약 9 ㎛ 내지 약 11 ㎛ 이다. 일부 실시형태에서, 섬유의 직경은 약 10 ㎛ 보다 크다. 일부 실시형태에서, 섬유의 직경은 약 10 ㎛ 이다.
섬유의 길이는 약 4 ㎜ 에서 약 40 ㎜ (평균 길이) 까지 달라질 수 있다. 섬유의 길이는 또한 전자 현미경에 의해, 예컨대 Quantimet 이미지 분석 시스템을 사용하여 결정될 수 있다. 예를 들어 1000x 배율에서 최소 100 개의 측정, 바람직하게는 200 개의 측정, 더 바람직하게는 400 개의 측정이 사용된다.
일부 실시형태에서, 섬유의 길이는 약 4 ㎜ 내지 약 16 ㎜ 이다. 일부 실시형태에서, 섬유의 길이는 약 6 ㎜ 내지 약 14 ㎜ 이다. 일부 실시형태에서, 섬유의 길이는 약 8 ㎜ 내지 약 12 ㎜ 이다. 일부 실시형태에서, 섬유의 길이는 약 10 ㎜ 이다.
일부 실시형태에서, 상이한 섬유들의 혼합물들 (즉, 상이한 두께 및/또는 상이한 길이 및/또는 상이한 유형의 섬유들) 이 사용될 수 있다. 일부 실시형태에서, 모두 동일한 섬유들 (즉, 동일한 두께 및/또는 동일한 길이 및/또는 동일한 유형의 섬유) 이 사용된다.
특정 실시형태에서, 본 발명의 제품에 사용하기 위한 바람직한 유리 섬유는 약 10 ㎛ 의 평균 직경 및 약 10 ㎜ 의 평균 길이를 갖는, 바람직하게는 Advantex® 유리로 구성된, 습식 사용 절단된 스트랜드이다.
부직 베일은 섬유의 웹을 함께 유지하는 역할을 할 수 있는 예비-결합제 (또한 1차 결합제라고도 함) 를 선택적으로 포함한다. 예비-결합제는 바람직하게는 유기 중합 결합제이다. 적합한 결합제는 당업계에 공지되어 있고, 예를 들어 열가소성 및 열경화성 수지, 예컨대 폴리비닐 알코올, 라텍스, 아크릴, 아크릴산, 에폭시 수지, 폴리우레탄, 멜라민, 우레아 포름알데히드, 페놀 포름알데히드, 폴리에스테르 수지, 폴리비닐 에스테르를 포함하고; 적합한 수지 결합제는 또한 에틸렌-비닐 클로라이드, 폴리비닐리덴클로라이드, 개질된 폴리비닐클로라이드, 폴리비닐 알코올, 에틸렌 비닐 아세테이트, 폴리비닐 아세테이트, 에틸아크릴레이트-메틸메타크릴레이트 아크릴 공중합체 라텍스, 아크릴로니트릴 공중합체 라텍스를 갖는 비-카르복실화된 아크릴, 카르복실화된 부티아크릴 공중합체 라텍스, 우레아-포름알데히드 라텍스, 멜라민-포름알데히드 라텍스, 폴리비닐클로라이드-아크릴 라텍스, 메틸메타크릴레이트-스티렌 공중합체 라텍스, 스티렌아크릴 공중합체 라텍스, 페놀-포름알데히드 라텍스, 비닐아크릴 라텍스, 폴리아크릴산 라텍스 및 다른 유사한 수지 결합제를 포함할 수 있고; 결합제는 또한 전분, 셀룰로오스, 당류 및 이들의 조합으로부터 선택될 수 있다. 상기 결합제들 중 2 개 이상의 혼합물이 또한 사용될 수 있다.
일부 바람직한 실시형태에서, 예비-결합제는 폴리비닐 알코올계 결합제이다.
이러한 베일 조성물 중의 예비-결합제의 양은 당업계에 공지된 표준 방법을 사용하여 결정되는 '강열 감량' (LOI) 에 의해 평가될 수 있다. 예를 들어, 강열 감량은 ISO 1887 에 따라 결정될 수 있다.
일부 실시형태에서, 강열 감량은 ISO 1887 에 따라 결정될 수 있지만, 표준에서 언급된 바와 같이 625℃ 대신에 800℃ 의 온도에서 결정될 수 있다. 예를 들어, 적어도 100 ㎠ 의 샘플의 경우, 중량은 800℃ 에서 2 분 전 및 후에 결정된다. LOI (%) 는
Figure pct00001
에 의해 계산된다.
일부 실시형태에서, 예비-결합제는 바람직하게는 약 10 중량% 내지 약 20 중량% 의 양으로 존재한다 (즉, 10-20% LOI). 일부 실시형태에서, 예비-결합제는 약 10 중량% 내지 약 17 중량% 의 양으로 존재한다. 일부 실시형태에서, 예비-결합제는 약 12 중량% 내지 약 16 중량% 의 양으로 존재한다. 일부 실시형태에서, 예비-결합제는 약 12.5 중량% 내지 약 15 중량% 의 양으로 존재한다. 일부 실시형태에서, 예비-결합제는 약 12.5 중량% 의 양으로 존재한다. 일부 실시형태에서, 예비-결합제는 약 15 중량% 의 양으로 존재한다.
본 발명에서 사용되는 부직 베일은 바람직하게는 적어도 40 g/㎡ 의 면적 중량을 갖는다. 이는 함침 조성물을 포함하지 않는 (그러나, 존재한다면 예비-결합제를 포함하는) 베일의 단위 면적당 질량이다. 면적 중량은 ISO 536 에 따라 결정될 수 있다. 면적 중량은 알려진 길이 및 폭의 샘플에 대해 결정된 질량이다.
위에서 언급된 바와 같이, 본 발명자들은 증가된 면적 중량이 개선된 기계적 특성을 초래한다는 것을 발견하였다. 일부 실시형태에서, 부직 베일의 면적 중량 (비함침) 은 적어도 40 g/㎡ 이다. 일부 실시형태에서, 면적 중량은 적어도 45 g/㎡ 이다. 일부 실시형태에서, 면적 중량은 적어도 50 g/㎡ 이다. 일부 실시형태에서, 면적 중량은 적어도 55 g/㎡ 이다. 일부 실시형태에서, 면적 중량은 적어도 60 g/㎡ 이다. 일부 실시형태에서, 면적 중량은 적어도 65 g/㎡ 이다. 일부 실시형태에서, 면적 중량은 적어도 70 g/㎡ 이다.
일부 실시형태에서, 부직 베일의 면적 중량 (비함침) 은 최대 110 g/㎡ 이다. 일부 실시형태에서, 부직 베일의 면적 중량은 최대 100 g/㎡ 이다. 일부 실시형태에서, 부직 베일의 면적 중량은 최대 90 g/㎡ 이다. 일부 실시형태에서, 부직 베일의 면적 중량은 최대 80 g/㎡ 이다. 일부 실시형태에서, 부직 베일의 면적 중량은 최대 75 g/㎡ 이다.
일부 실시형태에서, 부직 베일의 면적 중량 (비함침) 은 40 g/㎡ 내지 110 g/㎡ 이다. 일부 실시형태에서, 부직 베일의 면적 중량 (비함침) 은 45 g/㎡ 내지 100 g/㎡ 이다. 일부 실시형태에서, 부직 베일의 면적 중량 (비함침) 은 45 g/㎡ 내지 90 g/㎡ 이다. 일부 실시형태에서, 부직 베일의 면적 중량 (비함침) 은 45 g/㎡ 내지 75 g/㎡ 이다. 일부 실시형태에서, 부직 베일의 면적 중량 (비함침) 은 60 g/㎡ 내지 75 g/㎡ 이다.
베일의 면적 중량은 당업계에 공지된 바와 같이 농도, 유량 및 라인 속도를 제어함으로써 제조 동안 제어될 수 있다. 인라인 제어는 유리 및 사전-결합제 양을 결정하기 위해 상이한 방사선 소스를 사용하는 방사선 측정을 통해 이루어진다. 면적 중량 및 LOI 는 또한 전술한 방법을 사용하여 샘플의 규칙적인 분석에 의해 '오프라인' 제어된다.
본 명세서에 기재된 부직 베일은 당업계에 공지된 표준 방법에 의해 제조될 수 있다. 예를 들어, 섬유가 수성 매질에 분산되고, 이동 와이어 스크린 상에 디포짓되고 배수되어 베일을 형성하고, 이어서 베일이 (예를 들어, 롤러들 사이에서 프레싱에 의해) 압밀되고 건조되는 습식-레이드 (wet-laid) 방법이 알려져 있다. 결합제/충전제로의 함침은 종종 이 공정의 나중 단계에서 인-라인으로 수행된다. 부직 베일을 제조하기 위한 표준 방법은 예를 들어 산업 출판물 및 다음과 같은 산업 웹사이트에 기재되어 있다: https://www.edana.org/discover-nonwovens/how-they're-made/formation.
부직 유리 섬유 베일의 제조 방법은 또한 다양한 특허 참고문헌, 예컨대 US2010/143684A1, US2006/0292948A1, US2003/008568A1, EP2985374A1, EP1462559A1, US5837620 및 US6497787 에서 논의된다.
본 명세서에 기재된 부직 베일은 결합제/충전제 조성물로 함침되어 본 발명의 부직 매트를 제조한다. 함침 조성물은 무기 충전제 및 유기 결합제를 포함한다. 이는 또한 선택적으로 소량의 다른 첨가제를 포함할 수 있다.
함침 조성물에서 사용하기에 적합한 결합제는 당업계에 알려져 있다. 결합제는 바람직하게는 유기 중합 결합제이다. 이러한 조성물에 사용하기 위한 중합 결합제의 예는 열가소성 및 열경화성 수지, 예컨대 폴리비닐 알코올, 라텍스, 아크릴, 아크릴산, 에폭시 수지, 폴리우레탄, 멜라민, 우레아 포름알데히드, 페놀 포름알데히드, 폴리에스테르 수지, 폴리비닐 에스테르를 포함하지만 이에 제한되지 않고; 적합한 수지 결합제는 또한 에틸렌-비닐 클로라이드, 폴리비닐리덴클로라이드, 개질된 폴리비닐클로라이드, 폴리비닐 알코올, 에틸렌 비닐 아세테이트, 폴리비닐 아세테이트, 에틸아크릴레이트-메틸메타크릴레이트 아크릴 공중합체 라텍스, 아크릴로니트릴 공중합체 라텍스를 갖는 비-카르복실화된 아크릴, 카르복실화된 부티아크릴 공중합체 라텍스, 우레아-포름알데히드 라텍스, 멜라민-포름알데히드 라텍스, 폴리비닐클로라이드-아크릴 라텍스, 메틸메타크릴레이트-스티렌 공중합체 라텍스, 스티렌아크릴 공중합체 라텍스, 페놀-포름알데히드 라텍스, 비닐아크릴 라텍스, 폴리아크릴산 라텍스 및 다른 유사한 수지 결합제를 포함할 수 있고; 결합제는 또한 전분, 셀룰로오스, 당류 및 이들의 조합으로부터 선택될 수 있다. 상기 결합제들 중 2 개 이상의 혼합물이 또한 함침 조성물에서 사용될 수 있다.
일부 바람직한 실시형태에서, 결합제는 폴리비닐 알코올을 포함한다.
일부 실시형태에서, 결합제는 아크릴 공중합체를 포함한다. 일부 실시형태에서, 결합제는 스티렌함유 공중합체를 포함한다. 일부 실시형태에서, 결합제는 스티렌-아크릴 공중합체를 포함한다. 일부 실시형태에서, 결합제는 아크릴레이트 (예를 들어, 부틸 아크릴레이트), 스티렌 및 아크릴로니트릴의 공중합체를 포함한다.
일부 실시형태에서, 결합제는 폴리비닐 알코올과 아크릴 공중합체의 혼합물이다. 일부 실시형태에서, 결합제는 폴리비닐 알코올과 스티렌함유 공중합체의 혼합물이다. 일부 실시형태에서, 결합제는 폴리비닐 알코올과 스티렌-아크릴 공중합체의 혼합물이다. 일부 실시형태에서, 결합제는 폴리비닐 알코올 및 아크릴레이트 (예를 들어, 부틸 아크릴레이트), 스티렌 및 아크릴로니트릴의 공중합체의 혼합물이다.
일부 실시형태에서, 약 15℃ 미만의 유리 전이 온도를 갖는 중합 결합제가 바람직하다. 비정질 재료의 유리 전이 온도 (Tg) 는 유리질 상태 (경질, 취성) 로부터 고무 (연질, 가요성) 상태로의 전이가 일어나는 온도 범위를 특징으로 한다.
특정 재료의 유리 전이 온도는 시차 주사 열량계 (DSC) 와 같은 공지된 방법에 의해 결정될 수 있다.
일부 실시형태에서, 약 10℃ 미만의 유리 전이 온도를 갖는 중합 결합제가 바람직하다. 일부 실시형태에서, 약 8℃ 미만의 유리 전이 온도를 갖는 중합 결합제가 바람직하다. 일부 실시형태에서, 약 5℃ 의 유리 전이 온도를 갖는 중합 결합제가 바람직하다. 이론에 얽매이고자 함이 없이, Tg 는 최종 제품의 취성/유연성을 미세-조정하는데 중요할 수 있다고 생각된다. 본 발명의 페이서에 사용되는 결합제는 파열 강도의 측정에서 파손 전의 긴 '테일 (tail)' 과 함께 '높은' 모듈러스를 유리하게 제공한다.
함침 조성물에 사용하기에 적합한 충전제는 또한 당업계에 공지되어 있다. 일반적인 표현으로, 적합한 충전제는 무기 미립자 고체이다. 예로는 알루미늄 트리하이드레이트, 탄산칼슘, 황산칼슘, 산화마그네슘, 수산화마그네슘, 이산화티탄, 산화아연, 황산바륨, 탈크, 운모, 점토, 카올린, 석고, 플라이 애시 및 이들의 혼합물이 포함된다. 일부 실시형태에서, 충전제는 또한 세라믹 마이크로스피어를 포함할 수 있다.
충전제의 입자 크기 (즉, 평균/중앙 입자 직경) 는 바람직하게는 약 0.5 ㎛ 내지 약 100 ㎛ 이다. 일부 실시형태에서, 충전제의 입자 크기는 바람직하게는 약 0.5 ㎛ 내지 약 50 ㎛ 이다. 일부 실시형태에서, 충전제의 입자 크기는 바람직하게는 약 0.5 ㎛ 내지 약 10 ㎛ 이다. 일부 실시형태에서, 충전제의 입자 크기는 바람직하게는 약 0.5 ㎛ 내지 약 2.5 ㎛ 이다.
본 발명에서 사용되는 함침 조성물 중의 충전제는 바람직하게는 탄산칼슘 (CaCO3) 과 난연성이 우수한 제 2 무기 미립자 고체의 혼합물이거나 이를 포함한다. 제 2 무기 미립자 고체로 사용하기에 적합한 난연성 충전제 재료의 바람직한 예는 알루미늄 트리하이드레이트 (ATH) 및 마그네슘 디하이드록사이드 (Mg(OH)2) 를 포함한다.
일부 실시형태에서, 탄산칼슘 및 제 2 무기 미립자 고체는 바람직하게는 약 1:1 내지 약 3:1 의 비로 존재한다. 일부 실시형태에서, 비는 약 1.5:1 내지 약 2.5:1 이다. 일부 실시형태에서, 비는 약 1.7:1 내지 약 2.5:1 이다. 일부 실시형태에서, 비는 약 1.7:1 내지 약 2.3:1 이다. 일부 실시형태에서, 비는 약 1.9:1 내지 약 2.1:1 이다. 일부 실시형태에서, 비는 약 2:1 이다.
일부 실시형태에서, 본 발명에 사용되는 함침 조성물 중 충전제는 바람직하게는 탄산칼슘 (CaCO3) 및 알루미늄 트리하이드레이트 (ATH) 의 혼합물이거나 이를 포함한다. 이 실시형태들에서, 탄산칼슘 및 알루미늄 트리하이드레이트는 바람직하게는 약 1:1 내지 약 3:1 의 비로 존재한다. 일부 실시형태에서, 탄산칼슘 및 알루미늄 트리하이드레이트는 바람직하게는 약 1.5:1 내지 약 2.5:1 의 비로 존재한다. 일부 실시형태에서, 탄산칼슘 및 알루미늄 트리하이드레이트는 바람직하게는 약 1.7:1 내지 약 2.5:1 의 비로 존재한다. 일부 실시형태에서, 탄산칼슘 및 알루미늄 트리하이드레이트는 바람직하게는 약 1.7:1 내지 약 2.3:1 의 비로 존재한다. 일부 실시형태에서, 탄산칼슘 및 알루미늄 트리하이드레이트는 바람직하게는 약 1.9:1 내지 약 2.1:1 의 비로 존재한다. 일부 실시형태에서, 탄산칼슘 및 알루미늄 트리하이드레이트는 바람직하게는 약 2:1 의 비로 존재한다.
이론에 얽매이고자 함이 없이, 일부 실시형태에서, 이 비가 최종 제품의 양호한 '박리 강도' (윈드 업리프트 성능을 나타냄) 를 제공하는 것으로 생각된다. 이는 또한 (지붕에 비투멘 멤브레인을 적용할 때 행해지는) 토칭에 대한 페이서의 양호한 저항을 제공할 수 있다.
함침 조성물 중의 유기 결합제의 함량은 바람직하게는 2 내지 25 중량% 이다. 일부 실시형태에서, 함침 조성물 중의 유기 결합제의 함량은 바람직하게는 5 내지 15 중량% 이다. 일부 실시형태에서, 함침 조성물 중의 유기 결합제의 함량은 바람직하게는 5 내지 10 중량% 이다.
함침 조성물 중의 무기 충전제의 함량은 바람직하게는 (상기 조성물의 총 건조 중량을 기준으로) 75 내지 98 중량% 이다. 일부 실시형태에서, 함침 조성물 중의 무기 충전제의 함량은 바람직하게는 80 내지 95 중량% 이다. 일부 실시형태에서, 함침 조성물 중의 무기 충전제의 함량은 바람직하게는 85 내지 95 중량% 이다. 일부 실시형태에서, 함침 조성물 중의 무기 충전제의 함량은 바람직하게는 90 내지 95 중량% 이다.
함침 조성물은 선택적으로 추가의 통상적인 첨가제를 포함할 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 소포제, pH 조절제, 계면활성제, 살진균제, 살충제 또는 제초제가 조성물에 첨가될 수 있다.
일부 실시형태에서, 상기 첨가제는, 존재하는 경우, 함침 조성물의 최대 약 5 중량% 의 총량이다. 일부 실시형태에서, 상기 첨가제는 조성물의 최대 약 3 중량% 의 총량으로 존재한다. 일부 실시형태에서, 상기 첨가제는 조성물의 최대 약 2 중량% 의 총량으로 존재한다. 일부 실시형태에서, 상기 첨가제는 조성물의 최대 약 1 중량% 의 총량으로 존재한다.
일부 실시형태에서, 함침 조성물은 0.1 내지 5 중량% 의 소포제를 포함한다. 다양한 적합한 소포제가 당업계에 공지되어 있고, 비-실리콘 소포제 (예를 들어, 미네랄 오일, 알킬 포스페이트, 에틸렌 옥사이드/프로필렌 옥사이드의 블록 공중합체) 및 실리콘 소포제 (예를 들어, 폴리디메틸 실록산계) 를 포함한다. 일부 실시형태에서, 폴리실록산 소포제, 예를 들어 폴리디메틸실록산 에멀젼이 사용될 수 있다.
일부 실시형태에서, 소포제의 양은 0.2 내지 3 중량% 이다. 일부 실시형태에서, 소포제의 양은 0.5 내지 2 중량% 이다. 일부 실시형태에서, 소포제의 양은 0.5 내지 1.5 중량% 이다. 일부 실시형태에서, 소포제의 양은 약 1 중량% 이다.
상기 언급된 모든 중량 백분율은, 달리 명시되지 않는 한, 함침 조성물의 총 건조 중량을 기준으로 한다.
함침 조성물은 공지된 방법을 사용하여 부직 베일에 적용된다. 예를 들어, 함침은 2 개의 롤러를 포함하는 사이즈 프레스 기술을 통해 수행될 수 있다 (Foulard). 다른 코팅 기술은 (중력) 커튼 코팅, 키스-롤, 역롤, 나이프-롤, 딥-롤, 슬릿/파운튼 코팅, 스프레이 코팅을 포함한다. 상기 코팅 기술 모두는 도포된 양을 제어하기 위한 나이프/블레이드/스크레이퍼 및/또는 진공을 포함할 수 있다.
최종 (함침된) 제품에 적용되는 결합제/충전제의 양은 '부가' 양으로 지칭될 수 있다. 이는 함침되지 않은 베일에 비해 (적절하게는, 완전한 건조/경화 후) 함침된 제품의 면적 중량의 증가에 해당한다. 함침된 제품의 면적 중량은 표준 방법을 사용하여 전술한 바와 같이 측정될 수 있다.
일부 실시형태에서, 부가 양 (즉, 단위 면적당 부직 베일에 추가된 함침 조성물의 양) 은 50 g/㎡ 내지 300 g/㎡ 이다. 일부 실시형태에서, 부가 양은 100 g/㎡ 내지 250 g/㎡ 이다. 일부 실시형태에서, 부가 양은 110 g/㎡ 내지 250 g/㎡ 이다. 일부 실시형태에서, 부가 양은 120 g/㎡ 내지 250 g/㎡ 이다. 일부 실시형태에서, 부가 양은 150 g/㎡ 내지 250 g/㎡ 이다. 일부 실시형태에서, 부가 양은 100 g/㎡ 내지 200 g/㎡ 이다. 일부 실시형태에서, 부가 양은 110 g/㎡ 내지 200 g/㎡ 이다. 일부 실시형태에서, 부가 양은 120 g/㎡ 내지 200 g/㎡ 이다. 일부 실시형태에서, 부가 양은 150 g/㎡ 내지 200 g/㎡ 이다. 일부 실시형태에서, 부가 양은 170 g/㎡ 내지 190 g/㎡ 이다.
부가 비, 즉 충전되지 않은 베일의 면적 중량 (g/㎡) 에 대한 부가 양 (g/㎡) 의 비가 계산될 수 있고, 최종 부직 제품에서 결합제/충전제에 대한 유리 섬유 베일의 상대적 비율의 표시를 제공한다.
일부 실시형태에서, 부가 비 (add-on/NI) 는 바람직하게는 1 내지 3 이다. 일부 실시형태에서, 부가 비는 2 내지 3 이다. 일부 실시형태에서, 부가 비는 2.2 내지 2.8 이다. 일부 실시형태에서, 부가 비는 2.4 내지 2.6 이다. 일부 실시형태에서, 부가 비는 2 내지 2.5 이다.
일부 실시형태에서, 부직 매트의 최종 면적 중량 (즉, 건조 후, 부직 베일 플러스 함침 조성물의 총 면적 중량) 은 바람직하게는 150 g/㎡ 내지 400 g/㎡ 이다. 일부 실시형태에서, 부직 매트의 최종 면적 중량은 150 g/㎡ 내지 350 g/㎡ 이다. 일부 실시형태에서, 부직 매트의 최종 면적 중량은 150 g/㎡ 내지 300 g/㎡ 이다. 일부 실시형태에서, 부직 매트의 최종 면적 중량은 160 g/㎡ 내지 300 g/㎡ 이다. 일부 실시형태에서, 부직 매트의 최종 면적 중량은 160 g/㎡ 내지 270 g/㎡ 이다. 일부 실시형태에서, 부직 매트의 최종 면적 중량은 200 g/㎡ 내지 300 g/㎡ 이다. 일부 실시형태에서, 부직 매트의 최종 면적 중량은 200 g/㎡ 내지 270 g/㎡ 이다. 일부 실시형태에서, 부직 매트의 최종 면적 중량은 220 g/㎡ 내지 270 g/㎡ 이다. 일부 실시형태에서, 부직 매트의 최종 면적 중량은 240 g/㎡ 내지 270 g/㎡ 이다.
부직 매트의 두께는 당업계에 공지된 표준 기술을 사용하여 측정될 수 있다. 본 발명의 매트의 두께는 일반적으로 0.5 kPa 의 압력에서 측정된다. 예를 들어, 두께는 0.5 kPa 에서 ISO 9073 에 따라 결정될 수 있다.
매트는 바람직하게는 지붕 단열재에 대한 페이서로서 사용하기에 적합한 두께를 갖는다. 예를 들어, 단열 보드에 페이서로서 적용될 때, 단열 보드의 두께를 과도하게 증가시키지 않는 매트를 제조하는 것이 바람직할 수 있다.
일부 실시형태에서, 본 발명의 부직 매트는 0.5 kPa 에서 약 0.4 ㎜ 내지 약 0.9 ㎜ 의 두께를 갖는다. 일부 실시형태에서, 부직 매트는 0.5 kPa 에서 약 0.5 ㎜ 내지 약 0.9 ㎜ 의 두께를 갖는다. 일부 실시형태에서, 부직 매트는 0.5 kPa 에서 약 0.5 ㎜ 내지 약 0.8 ㎜ 의 두께를 갖는다.
부직 매트는 (단위 압력/100 kPa/1 기압에서) 500 내지 2500 l/㎡/s 의 다공성을 가질 수 있다. 일부 실시형태에서, 본 발명의 부직 매트는 바람직하게는 600 내지 2500 l/㎡/s 의 다공성을 갖는다. 일부 실시형태에서, 본 발명의 부직 매트는 바람직하게는 600 내지 1800 l/㎡/s 의 다공성을 갖는다. 일부 실시형태에서, 본 발명의 부직 매트는 바람직하게는 700 내지 1800 l/㎡/s 의 다공성을 갖는다. 일부 실시형태에서, 부직 매트는 700 내지 1400 l/㎡/s 의 다공성을 갖는다.
다공성 (공기 투과도) 은 당업계의 공지된 표준 기술에 따라 측정될 수 있다. 예를 들어, 다공성은 매트를 가로지르는 100 Pa 일정한 압력 강하에서 ISO 9237 에 따라 결정될 수 있다.
본 발명의 부직 매트 (페이서) 는 바람직하게는 적어도 12 lbf 의 파열 강도를 갖는다. 본 발명자들은 이것이 최종 제품 (즉, 페이서가 적용된 단열 보드) 의 용인되는 점 하중 성능과 상관되고, 따라서 사용 시 페이서의 '보행성'을 예측/모방한다는 것을 발견하였다.
"파열 강도" 는 일반적으로 재료 (예를 들어, 패브릭 또는 직물 (textile)) 가 파열 없이 압력을 견디는 능력을 나타낸다. 파열 강도는 예를 들어 ASTM D3787 (Bursting Strength of Textiles - Constant-Rate-of-Traverse Ball Burst Test) 에 따라 결정될 수 있다..
일부 실시형태에서, 본 발명의 부직 매트는 적어도 12 lbf 의 파열 강도를 갖는다. 일부 실시형태에서, 부직 매트는 적어도 15 lbf 의 파열 강도를 갖는다. 일부 실시형태에서, 부직 매트는 적어도 16 lbf 의 파열 강도를 갖는다. 일부 실시형태에서, 부직 매트는 적어도 17 lbf 의 파열 강도를 갖는다. 일부 실시형태에서, 부직 매트는 적어도 18 lbf 의 파열 강도를 갖는다. 일부 실시형태에서, 부직 매트는 적어도 20 lbf 의 파열 강도를 갖는다.
이론에 얽매이고자 함이 없이, 본 발명자들은 인열 강도가 인장 강도보다 최종 제품에서 보행성 (점 하중 강도) 의 더 양호한 지표라는 것을 발견하였다. 따라서, 인열 강도는 원한다면 인장 강도를 감소시키더라도 최적화 (증가) 될 수 있다. 인열 강도의 최적화는 사용된 유리 섬유에 대한 마감 (사이징) 의 선택을 최적화하는 것을 포함하지만 이에 제한되지 않는 많은 페이서를 포함할 수 있다.
본 발명의 부직 매트 (페이서) 는 바람직하게는 ISO 1974 에 따라 측정될 때 적어도 1500 N 의 인열 강도 (machine direction) 를 갖는다. 일부 실시형태에서, 부직 매트는 적어도 1700 N 의 인열 강도를 갖는다. 일부 실시형태에서, 부직 매트는 적어도 1900 N 의 인열 강도를 갖는다. 일부 실시형태에서, 부직 매트는 적어도 2100 N 의 인열 강도를 갖는다.
본 발명의 부직 매트의 인장 강도는 예를 들어 ISO 1924/2 에 따라 측정될 때 200 내지 600 N/50 ㎜, 바람직하게는 200 내지 500 N/50 ㎜ 일 수 있다.
인열 강도 및 인장 강도는 당업계에 공지된 표준 방법을 사용하여 평가될 수 있다. 예를 들어, 인장 강도는 ISO 1924/2 에 따라 측정될 수 있고, 인열 강도는 ISO 1974 (Elmendorf 방법) 에 따라 측정될 수 있다.
본 발명의 부직 매트 (페이서) 는 또한 바람직하게는 표준 방법 (NEN 1841) 에 따라 측정될 때 적어도 약 1800 mg Gurley 의 Gurley 강성을 갖는다. 이론에 얽매이고자 함이 없이, 본 발명자들은 매트의 강성을 증가시키는 것 (위에서 설명된 바와 같이, 생산 및 취급 제약의 제한을 받음) 이 최종 제품의 보행성에 유익한 효과를 갖는다는 것을 발견하였다.
일부 실시형태에서, 본 발명의 부직 매트는 적어도 1800 mg Gurley 의 Gurley 강성을 갖는다. 일부 실시형태에서, 본 발명의 부직 매트는 적어도 2000 mg Gurley 의 Gurley 강성을 갖는다. 일부 실시형태에서, 본 발명의 부직 매트는 적어도 2500 mg Gurley 의 Gurley 강성을 갖는다. 일부 실시형태에서, 본 발명의 부직 매트는 적어도 3000 mg Gurley 의 Gurley 강성을 갖는다. 일부 실시형태에서, 본 발명의 부직 매트는 적어도 4000 mg Gurley 의 Gurley 강성을 갖는다. 일부 실시형태에서, 본 발명의 부직 매트는 적어도 5000 mg Gurley 의 Gurley 강성을 갖는다.
일부 실시형태에서, 본 발명의 부직 매트는 약 1800 내지 약 15000 mg Gurley 의 Gurley 강성을 갖는다. 일부 실시형태에서, 본 발명의 부직 매트는 약 1800 내지 약 10000 mg Gurley 의 Gurley 강성을 갖는다. 일부 실시형태에서, 본 발명의 부직 매트는 약 1800 내지 약 7500 mg Gurley 의 Gurley 강성을 갖는다. 일부 실시형태에서, 본 발명의 부직 매트는 약 1800 내지 약 6000 mg Gurley 의 Gurley 강성을 갖는다.
본 발명의 부직 매트는 특히 단열 제품에 대한 페이서로서 유용하다. 페이서는 유리하게는 페이서 위에 서거나 걷는 것을 견딜 수 있는 충분한 강도 및 강성을 부여한다. 따라서, 평평한 지붕에 사용하기 위한 제품에 사용하기에 특히 적합하다.
단열 제품의 예는 글라스 울 및 미네랄 울 (예를 들어, 스톤 울 또는 록 울) 을 단열재를 포함하며, 이는 보드, 매트, 롤, 슬래브 또는 라멜라의 형태로 입수가능할 수 있다. 다른 유형의 단열재는 중합 절연 폼 (PUR, PIR, Phenolic, XPS, EPS) 을 포함한다.
페이서를 적용하기 위해, 부직물을 단열 보드에 접착시키는데 예컨대 아크릴 결합제가 사용된다. 이는 분무, 롤 코팅 (나이프 블레이드 또는 닥터 블레이드를 포함) 또는 결합제를 적용하는 것으로 알려진 임의의 다른 기술을 통해 행해질 수 있다.
결합제는 부직물 또는 단열 보드 중 하나에 적용될 수 있다. 비접촉 기술에서는 글루를 도포할 바람직한 표면 (페이서 또는 미네랄 울 보드) 이 없다. 접촉을 포함하는 도포 기술에 있어서, 바람직한 도포 기재는 부직물인데, 이는 미네랄 울의 느슨한 부분에 의한 글루 도포 기술의 오염 가능성을 최소화할 것이기 때문이다 (즉, 부직물은 접촉 롤러 및 글루 환류를 오염시키지 않을 것이다).
이론에 얽매이고자 함이 없이, 본 발명의 부직 베일은 유리하게는 단열 층 (예를 들어, 미네랄 울 단열재, 특히 라멜라 미네랄 울 단열재) 에 접착되는 때 '복합재'-유사 거동을 나타낼 수 있다. 복합재-유사 거동은 미네랄 울 밀도, 글루 성능 및 글루 침투를 포함한다.
본 발명의 부직 매트는, 보행성을 향상시키고 단열 보드 또는 다른 재료의 압축성을 감소시키기 위한 페이서로서 사용될 수 있다. 이는 해당 재료가 용이하게 압축가능하고 변형가능할 때 특히 유용하다. 유리하게는, 본 발명의 페이서는 난연성이고, 따라서 이들이 적용되는 재료의 내화 특성에 또한 기여한다.
적절하게는, 특정 형태들 또는 개시된 기능을 수행하기 위한 수단, 또는 개시된 결과들을 획득하기 위한 방법 또는 프로세스로 표현된, 전술한 설명 또는 이하의 청구항 또는 첨부 도면에 개시된 특징들은, 개별적으로 또는 그러한 특징들의 임의의 조합으로, 본 발명을 다양한 형태들로 실현하도록 활용될 수 있다.
본 발명이 앞서 설명된 예시적인 실시형태들과 함께 설명되었지만, 많은 동등한 수정들 및 변형들이 본 개시의 관점에서 당업자에게 명백할 것이다. 따라서, 전술한 본 발명의 다양한 실시형태들은 제한적이 아니라 예시적인 것으로 간주된다.
어떠한 의심도 피하기 위해, 본 명세서에 제공된 임의의 이론적 설명은 독자의 이해를 돕는다는 목적으로 제공된다. 본 발명자들은 이러한 이론적 설명들 중 어느 것에도 구속되기를 원하지 않는다.
여기에서 사용되는 모든 섹션 제목은 단지 조직적 목적을 위한 것이며, 설명된 주제를 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다.
후속하는 청구항을 포함하여 본 설명에 걸쳐, 맥락상 달리 해석되지 않는 한, 단어 "포함한다" 및 "함유한다" 그리고 그의 변형, 예컨대 "포함하고", "포함하는", 그리고 "함유하는" 은 언급된 정수 또는 단계 또는 정수들 또는 단계들의 그룹을 포함하며 임의의 다른 정수 또는 단계 또는 정수들 또는 단계들의 그룹을 배제하지 않는 것으로 이해될 것이다.
상세한 설명 및 첨부된 청구항들에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 달리 지시되지 않는 한 복수의 대상을 포함한다는 것에 주의해야 한다. 범위는 본 명세서에서 "약" 하나의 특정 값으로부터, 그리고/또는 "약" 다른 특정 값까지로 표현될 수 있다. 이러한 범위가 표현될 때, 다른 실시형태는 하나의 특정 값으로부터 그리고/또는 다른 특정 값까지를 포함한다. 유사하게, 값이 근사치로 표현될 때, 선행하는 "약" 의 사용에 의해, 특정 값이 다른 실시형태를 형성한다고 이해될 것이다. 수치와 관련하여 용어 "약" 은 선택적이며, 예컨대 +/- 10% 를 의미한다.
예
일련의 부직 매트들을 구성하였고, 지붕 단열을 위한 페이서로서의 적합성에 대해 시험하였다. 이 제품들은 부직 유리 섬유의 결합 웹에 함침 (결합제/충전제) 조성물을 적용함으로써 제조되었다.
예 1 - 일반적인 방법 (실험실)
20 리터의 공정용수에 68 g 의 유리 섬유와 22 g 의 1차 결합제를 첨가하고 30 분 동안 현탁액을 교반 (900 rpm) 하여 모액을 제조하였다. 이 시간 후, 모액 조제물을 공정용수를 사용하여 200 리터로 희석하고 5 분 동안 교반하였다.
200 리터 중 10 리터는 수돗물 10 리터로 더 희석된다. 균일한 분산을 보장하기 위해 부드러운 교반이 적용된다. 이 분산액은 폼 와이어 위에서 여과된다. 수득된 습윤 부직물이 공기 순환 오븐으로 옮겨지고 180℃ 에서 6 분 동안 건조된다. 그리고, 약 50 g/m²의 A4-크기 시트는 추가 시험 전에 실온에서 컨디셔닝된다.
예 2 - 일반적인 방법 (플랜트)
경사 와이어 형성기를 사용하는 습식 레이드 공정에서, 분산된 유리 섬유로부터 베일이 형성된다. 베일은 벨트 건조기에 공급되고 건조 및 경화되어 예비-접합된 시트를 형성한다. 이어서, 시트는 본 명세서에 기재된 바와 같은 함침 조성물 (수성 분산액으로서 적용됨) 을 사용하여 사이즈 프레스 Foulard 어플리케이터를 사용하여 인-라인 함침된다. 부가는 Foulard 압력 및 진공 시스템을 사용하여 제어된다. 함침된 시트는 건조기에 공급되고, 제품이 수득된다.
예 3 - 조성물
이 예에서, 85 중량% 유리 섬유 및 15 중량% 폴리비닐 알코올 예비-결합제로 구성된 베일이 예 1 에 기재된 바와 같이 제조되었다. 이 예에서 사용된 유리 섬유는 Advantex® E 유리로부터 제조된 소위 습식 사용 절단된 스트랜드이다. 이 예에서 사용된 유리 섬유는 10 ㎛/10 ㎜ 섬유이다. 본 발명의 매트에 사용되는 함침 조성물은 대략 2/3 탄산칼슘과 1/3 알루미늄 트리하이드레이트 (둘 다 1.5 ㎛ 의 중앙 입자 크기를 가짐) 의 혼합물인 충전제, 폴리비닐 알코올과 아크릴 공중합체의 혼합물인 유기 결합제, 및 소포제 (폴리디메틸실록산) 로 이루어진다.
예 (본 발명의 부직 매트):
Figure pct00002
비교예:
Figure pct00003
예 4 - 부직 매트
예 1 및 예 2 에서 전술한 바와 같이, 습식 사용 절단 스트랜드 (WUCS) 유리 섬유로부터 다수의 부직 베일이 제조되었다. 이들은 예 3 에 기재된 바와 같은 결합제/충전제 조성물로 함침되었다.
부직 제품의 면적 중량, 부가 및 두께를 포함하는 물리적 성질이 전술한 바와 같이 처리 중에 조절된다.
수득된 예시적인 부직 매트의 특성이 아래의 표에 상세히 기재되어 있다. 특히, 부직 매트 (페이서) 의 파열 강도는 최종 제품의 (즉, 지붕 단열에 적용되는 때 페이서의) '보행성' 예측기로서 측정되었다. 더 높은 파열 강도는 최종 제품의 더 양호한 성능과 관련이 있다.
표에서의 값은 전술한 바와 같이 수용된 산업 측정 표준을 사용하여 결정되었다.
표 1a
Figure pct00004
표 1b
Figure pct00005
*샘플 8 = 비교예
NI = 비함침 (non-impregnated) 베일
WUCS = wet-use chopped strands (Advantex® glass); 11W6 = 11 ㎛ 직경, 6 ㎜ 길이; 10W10 = 10 ㎛ 직경, 10 ㎜ 길이
MD = machine direction

Claims (24)

  1. 함침 조성물로 함침된 유리 섬유들의 부직 베일을 포함하는, 지붕 단열을 위한 보행용 페이서 (walkable facer) 로서 사용하기에 적합한, 부직 매트로서,
    상기 함침 조성물은 유기 결합제 및 무기 충전제를 포함하고,
    상기 충전제는 탄산칼슘 (CaCO3) 및 제 2 무기 미립자 고체를 약 1:1 내지 약 3:1 의 비로 포함하며;
    함침 전의 상기 부직 베일의 면적 중량이 적어도 45 g/㎡ 이고;
    상기 부직 매트는 적어도 약 12 lbf (pounds force) 의 파열 강도를 갖는, 부직 매트.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 부직 매트는,
    (i) 적어도 약 1500 N 의 인열 강도 (MD, Elmendorf); 및/또는
    (ii) 적어도 약 1800 mg Gurley 의 강성
    을 갖는, 부직 매트.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 무기 미립자 고체는 알루미늄 트리하이드레이트 (ATH) 및 마그네슘 디하이드록사이드 (Mg(OH)2) 로부터 선택되는, 바람직하게는 알루미늄 트리하이드레이트 (ATH) 인, 부직 매트.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 탄산칼슘 및 상기 제 2 무기 미립자 고체가 약 1.7:1 내지 약 2.5:1, 바람직하게는 약 1.7:1 내지 약 2.3:1, 더 바람직하게는 약 1.9:1 내지 2.1:1 의 비로 존재하는, 부직 매트.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 탄산칼슘 및 상기 제 2 무기 미립자 고체가 약 2:1 의 비로 존재하는, 부직 매트.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 탄산칼슘 및 상기 제 2 무기 미립자 고체의 입자 크기가 약 0.5 ㎛ 내지 약 50 ㎛, 바람직하게는 약 0.5 ㎛ 내지 약 10 ㎛, 더 바람직하게는 약 0.5 ㎛ 내지 약 2.5 ㎛ 인, 부직 매트.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리 섬유들은 바람직하게는 E 유리 또는 E-CR 유리로부터 형성된 불연속 (절단된) 섬유들이고/이거나, 상기 유리 섬유들은 약 8 ㎛ 내지 약 12 ㎛ 의 평균 직경 및/또는 약 8 ㎜ 내지 약 12 ㎜ 의 평균 길이를 갖는, 부직 매트.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리 섬유들은 약 10 ㎛ 의 평균 직경 및 약 10 ㎜ 의 평균 길이를 갖는, 부직 매트.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리 섬유들의 부직 베일이 예비-결합제, 바람직하게는 폴리비닐 알코올 예비-결합제를 포함하는, 부직 매트.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    함침 전의 상기 부직 베일의 면적 중량이 적어도 50 g/㎡, 바람직하게는 적어도 60 g/㎡, 더 바람직하게는 적어도 70 g/㎡ 인, 부직 매트.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    함침 전의 상기 부직 베일의 면적 중량이 90 g/㎡ 이하, 바람직하게는 80 g/㎡ 이하, 더 바람직하게는 75 g/㎡ 이하인, 부직 매트.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    함침 전의 상기 부직 베일의 면적 중량이 60 g/㎡ 내지 75 g/㎡ 인, 부직 매트.
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    부가 양이 100 g/㎡ 내지 250 g/㎡, 바람직하게는 150 g/㎡ 내지 250 g/㎡ 인, 부직 매트.
  14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    함침 후의 상기 부직 매트의 면적 중량이 150 g/㎡ 내지 300 g/㎡, 바람직하게는 160 g/㎡ 내지 270 g/㎡, 더 바람직하게는 220 g/㎡ 내지 270 g/㎡ 인, 부직 매트.
  15. 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    함침 후의 상기 부직 매트의 면적 중량에 대한 부가 양의 비가 2 내지 3, 바람직하게는 2.2 내지 2.8, 더 바람직하게는 2.4 내지 2.6 인, 부직 매트.
  16. 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 함침 조성물 중의 유기 결합제가 폴리비닐 알코올 및/또는 부틸 아크릴레이트, 스티렌 및 아크릴로니트릴과 같은 아크릴레이트의 공중합체를 포함하는, 부직 매트.
  17. 제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 함침 조성물 중의 유기 결합제가 약 15℃ 미만, 바람직하게는 약 10℃ 미만의 유리 전이 온도를 갖는, 부직 매트.
  18. 제 1 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 함침 후의 부직 매트가 600 내지 2500 l/㎡/s, 바람직하게는 700 내지 1800 l/㎡/s, 더 바람직하게는 700 내지 1400 l/㎡/s 의 다공성을 갖는, 부직 매트.
  19. 제 1 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 매트는 적어도 약 15 lbf, 바람직하게는 적어도 약 17 lbf 의 파열 강도를 갖는, 부직 매트.
  20. 바람직하게는 미네랄 울 단열, 섬유유리 단열, 라멜라 단열, 고밀도 및 중간 밀도 단열 보드로부터 선택되는, 단열 제품을 위한 페이서로서의, 제 1 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 따른 부직 매트의 용도.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 단열 제품이 지붕 단열 제품인, 용도.
  22. 제 20 항 또는 제 21 항에 있어서,
    상기 부직 매트가 상기 단열 제품에 페이서로서 적용되고 접착제로 부착되는, 용도.
  23. 제 20 항 내지 제 22 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 단열 제품이 보행용 (walkable) 인, 용도.
  24. 제 1 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 따른 부직 매트의 제조 방법으로서,
    유리 섬유들의 부직 베일을 형성하는 단계;
    건조/경화하여 예비-결합된 시트를 형성하는 단계;
    함침 조성물로 함침시키는 단계;
    건조/경화하여 부직 매트 제품을 제조하는 단계
    를 포함하는, 부직 매트의 제조 방법.
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