MXPA03006209A

MXPA03006209A - Tela no tejida/pelicula laminada respirable.

Info

Publication number: MXPA03006209A
Application number: MXPA03006209A
Authority: MX
Inventors: Pearce Charles
Original assignee: Polymer Group Inc
Priority date: 2001-01-12
Filing date: 2002-01-08
Publication date: 2004-10-15
Also published as: WO2002066246A1; CA2434649A1; US20020132547A1; EP1365913A1; EP1365913A4

Abstract

Un material de tela no tejida/pelicula laminada es particularmente adecuado para el uso como un "revestimiento" o en aplicaciones de construccion similares a la edificacion. El material laminado comprende una tela no tejida de polipropileno hilado, y una pelicula polimerica, respirable que es recubierta por extrusion de la capa de tela no tejida. Tanto la capa de tela como el recubrimiento por extrusion pueden formarse en una forma de costo efectivo en el equipo de procesamiento convencionalmente disponible. Mediante la seleccion apropiada de las propiedades de pelicula y la capa de tela no tejida, el presente material laminado actua como una barrera efectiva al agua liquida y a la infiltracion de aire, mientras que proporciona permeabilidad deseable al vapor de agua.

Description

MATERIAL LAMINAR NO TEJIDO/DE PELÍCULA RESPIRABLE Campo Técnico La presente invención se refiere generalmente a estructuras laminadas de película polimérica y de tela no tejida, y más particularmente a un material laminar de pelicula/no tejido respirable que muestra propiedades de barrera líquida y permeabilidad al vapor, facilitando por consiguiente el uso del material laminar con un elemento de barrera en la construcción de edificios .

Antecedentes de la Invención En años recientes, se ha vuelto cada vez más común añadir una capa de barrera delgada alrededor de una casa o edificio similar bajo construcción con un material comúnmente referido como "revestimiento". Este tipo de material primero sirve para proteger la estructura de la casa de los elementos durante la construcción. Por esta razón, el material debe ser razonablemente a prueba de agua para poder limitar el ingreso de la lluvia, y especialmente la infiltración provocada por la lluvia llevada por el viento. Tal material de revestimiento sirve para el propósito adicional de evitar la infiltración de aire excesiva, incrementando por consiguiente la efectividad del material aislante del edificio. Para poder realizar un material de revestimiento, una tela no tejida o estructura de laminación necesita cumplir requerimientos estrictos como se especifica por los códigos de construcción aplicables. Algunos de los requerimientos esenciales se refieren particularmente a las siguientes propiedades: a) impermeabilidad al agua liquida como medida por la ausencia de fugas cuando el material de revestimiento se somete a una cabeza hidrostática dada; b) una velocidad de transmisión de vapor de humedad mínimo (MVTR) para asegurar que en caso de que el vapor de agua se infiltre (o aún agua líquida) dentro de la cavidad de la pared, pueda escapar fácilmente y no provocar daño prolongado; c) resistencia a la infiltración de aire (como medida típicamente por ASTM E-283, o el método de prueba de Gurley) ; y d) resistencia suficiente para soportar las fuerzas del viento después de la instalación, y el nivel moderado de abuso físico que pueda experimentarse en un sitio de construcción . El material de revestimiento debe mostrar estabilidad satisfactoria a los rayos ultravioleta (UV) para mantener la mayor parte de su resistencia después de 60 días de exposición a los elementos. La resistencia con frecuencia se especifica de acuerdo con el método de tensión a la separación, ASTM D882, asi como el método de prueba trapezoidal, ASTM D5733-05. Un número de productos de revestimiento se ha introducido durante los años que han proporcionado varios grados de éxito al cumplir las necesidades de este tipo de aplicación. Un tipo de producto es una tela de tejido instantáneo comercialmente disponible de DuPont Corporation bajo el nombre comercial "TYVEK" y descrita en U.S. 5,863,639, U.S. 6,046,118 y U.S. 6,070,635. La estructura relativamente ajustada de esta tela proporciona muy buena resistencia a la penetración de agua liquida, mientras que aún muestra una velocidad de transmisión de vapor de humedad relativamente elevada. Aunque este tipo de producto muestra buena resistencia a la tensión, tiene resistencia al desgarre trapezoidal relativamente baja. La resistencia al desgarre relativamente elevada se cree que contribuye a la durabilidad de un producto, tal como se muestra por la retención de fibras. Debido a que este producto se hace de fibras separadas muy estrechamente, las regiones intersticiales entre las fibras hacen al producto poroso. Como consecuencia, existe una preocupación continua que jabones, tensioactivos , o extractos de madera u otros materiales de construcción afectarán adversamente la tensión de la superficie de la tela, de este modo reduciendo la calidad de resistencia al agua del producto.

Otro familiar de productos de revestimiento consiste de telas tejidas o no tejidas que se revisten por extrusión con una película polimérica, y picada subsecuentemente con agujas finas, como se tipifica por la U.S. 5,888,614. Las micro-perforaciones de este modo formadas en el tipo de material son de tal diámetro pequeño que la transmisión de agua se daña y una cabeza hidrostática puede fabricarse contra la tela. Adicionalmente , tales productos muestran resistencia relativamente buena. Sin embargo, debido a que las perforaciones pueden actuar para limitar el rendimiento de la impermeabilidad del agua del producto, cuando la cabeza hidrostática del agua excede la fuerza opuesta creada por la tensión superficial, la tela comienza a tener fugas . Debido a que las perforaciones en tales productos son capilaridades esencialmente grandes, existe una preocupación de que las propiedades del producto de barrera del material se afectarán negativamente por la presencia de jabones, tensioactivos o extractos de madera u otros materiales de construcción en contacto con el material. Además, la naturaleza mecánica del proceso de micro-perforación es tal que los productos de la fuerza de la aguja y la calidad de las perforaciones afectan dañinamente la eficiencia de fabricación. Una tercera familia genérica de los productos de revestimiento consiste de una película micro-porosa laminada a una estructura de soporte abierta fuerte. Un ejemplo de este tipo de material es el tejido de algodón laminado transversalmente "CLAF", como se registra para Nipón Petrochemicals y comercialmente disponible de ANCI . Estos tipos de materiales son relativamente costosos debido a las numerosas etapas requeridas para la fabricación, y la película micro-porosa se desgasta fácilmente. Debido a que la película micro-porosa utilizada en este tipo de material laminar proporciona una transmisión de humedad por la presencia de poros, nuevamente existe una preocupación con este tipo de material de que los jabones o tensioactivos puedan impactar negativamente su rendimiento. En vista de lo anterior, es particularmente deseable proporcionar un material para revestimiento y aplicaciones de edificación similares que muestren las propiedades de barrera/respirabilidad deseadas, y suficiente durabilidad para soportar su uso en construcción de edificios, mientras sea suficientemente económico para permitir su uso ofrecido.

Compendio de la Invención La presente invención se dirige a un material laminar de tela no tejida/película que es particularmente adecuado para su uso de costo efectivo como un revestimiento de barrera o envuelta de construcción similar. El material se forma de una tela unida por hilado de polipropileno de alta resistencia que puede hacerse eficientemente sobre un equipo de unión por hilado tipico. El material además incluye una película polimérica monolítica revestida por extrusión y respirable. Esta estructura laminar proporciona rendimiento de cabeza hidrostática excepcional, excelente resistencia a jabones o tensioactivos , y una permeabilidad al vapor de humedad objetivo, mientras que satisface todos los requerimientos de códiqo de edificación típicos. Un material de laminación que representa los principios de la presente invención comprende una capa de tela no tejida de polipropileno, unida por el hilado, y un recubrimiento respirable polimérico monolítico aplicado a la capa de tela no tejida. El recubrimiento respirable muestra impermeabilidad sustancial al agua líquida y al aire, mientras que muestra impermeabilidad importante al vapor de agua. Estas características de la tela laminar presente facilita su uso en la construcción de edificios, particularmente como un "revestimiento de barrera" para envolver un edificio que se construye. La capa de tela no tejida del presente material laminar tiene un peso base entre aproximadamente 60 y 100 gramos/metro2, de preferencia entre 75 y 90 gramos/metro2, y se forma de polipropileno que tiene una viscosidad, como medida en velocidad de flujo de fusión (MFR) de entre aproximadamente 6 y 16 MFR, con el margen de 8 a 13 MFR siendo preferible. El polipropileno pueden incluir aditivos seleccionados del grupo que consiste de estabilizadores de rayos ultravioletas y estabilizadores térmicos, con la tela mostrando una resistencia a la tensión de desprendimiento de por lo menos aproximadamente 50 N/cm, dirección maquinar, y de por lo menos aproximadamente 35 N/cm, dirección transversal, cuando se prueba de acuerdo con el método ASTM D882, con la separación de mordazas inicial de 10 cm, y una velocidad de cabeza transversal de 5 cm/minutos. El recubrimiento respirable polimérico del presente material laminar es por revestido por extrusión en la capa de tela no tejida, y tiene un espesor de aproximadamente 15 a 30 g/metro2. El recubrimiento polimérico comprende, en peso, de aproximadamente 35 a 90% de un copolxmero seleccionado del grupo que consiste de etilmetilacrilato (EMA) , etilbutilacrilato (EBA) , y etilvinilacrilato (EVA) , y de aproximadamente 10 a 65% de un copoliéster o elastómero termoplástico seleccionados del grupo de copolimeros de bloque de copoliéter-éster y copoliéster-éster . El recubrimiento respirable puede comprender además uno o más aditivos seleccionados del grupo que consiste de estabilizadores de rayos ultravioleta y térmicos, resina de poliolefina injertada con anhídrido maleico, y modificador de resina basado en copolimero de acrilato de etileno. De mayor preferencia, el copolimero de acrilato es un copolimero de acrilato de. metilo o un acrilato de etilbutilo que tiene una viscosidad de entre 3 y 12 MFR, cuando se mide a 190 °C. y a 2.16 kg . De preferencia, el recubrimiento respirable puede comprender aproximadamente 10 a 65% de un copolimero de bloque de copoliéster donde el tereftalato de butileno endurece los segmentos y el óxido de polialquileno ablanda los segmentos alternativos. El recubrimiento polimérico también puede incluir modificadores de resina, mej oradores de estabilidad y mej oradores de adhesión. Otras características y ventajas de la presente invención se volverán fácilmente aparentes a partir de la siguiente descripción detallada.

Descripción Detallada Aunque la presente invención es susceptible a la modalidad en varias formas, se describen en la presente modalidades actualmente preferidas, con el entendimiento de que la presente descripción se considerará como una ej emplificación de la invención y no se pretende para limitar la invención a las modalidades especificas descritas en la presente . La presente invención se dirige a un material laminar que comprende una capa de tela no tejida y revestimiento de película polimérica que puede funcionar como un asi llamado "revestimiento" de costo efectivo, es decir, un material de barrera que puede aplicarse a una edificación durante la construcción para proporcionar una barrera contra el liquido y la infiltración de aire, mientras proporciona "respirabilidad" para facilitar la transmisión de vapor de humedad. Como se describe en la presente, el material laminar comprende una tela no tejida unida con hilado de polipropileno de alta resistencia que puede hacerse eficientemente sobre el equipo de unión por hilado típico. El material laminar además comprende una película polimérica monolítica reducida por extrusión y polimérica respirable. El presente material laminar proporciona rendimiento de cabeza hidrostática excepcional, y una permeabilidad de vapor de humedad objetivo, con el material laminar cumpliendo todos los requerimientos de códigos de edificación típicos. La experiencia ha mostrado que la unión por hilado de polipropileno típica, hecha sobre equipo de fabricación convencional, no muestra la resistencia requerida para las aplicaciones relacionadas con la construcción cuando la unión por hilado tiene un peso base menor a aproximadamente 102 gramos/metros2. Arriba de ese peso base, el costo del material de unión por hilado se vuelve prohibitivo, y el peso de la tela se vuelve excesivo para el manejo adecuado por los usuarios. Al formar un material laminar por revestimiento por extrusión de la unión por el lado de polipropileno con una película polimérica seleccionada para las características de barrera específicas, se proporciona un producto de costo efectivo, que proporciona una combinación altamente deseable de propiedades de resistencia y barrera. La unión por hilado de polipropileno empleada para la capa de tela no tejida del presente material laminar se selecciona para tener una viscosidad entre aproximadamente 6 y 16 MFR. Este tipo de material puede formarse económicamente en una línea de fabricación de unión por hilado convencional. Significativamente, este tipo de tela no tejida ha mostrado un incremento de 40 a 60% en resistencia sobre una tela unida por hilado similar hecha en el mismo equipo utilizando una resina de polipropileno de 35 MFR típica. ? modo de ejemplo, una tela de 85 gramos /metros2 formada de acuerdo con la presente invención en un proceso de Reicofil se probó para la resistencia a la tensión de desprendimiento de acuerdo con ASTM D882, realizado a una velocidad de cabeza transversal de 5 cm por minuto, y utilizando una separación de mordazas inicial de 10 cm. La tela mostró una resistencia a la tensión al desprendimiento de dirección maquinar arriba de 50 N/cm, y una resistencia a la tensión de dirección transversal arriba de 35 N/cm. Para la aplicación de este material como un revestimiento de acuerdo con la presente invención, el polímero se estabilizó con un paquete estabilizador de rayos ultravioleta adecuado.

La tela no tejida unida por hilado formada como se describe en lo anterior se revistió con extrusión subsecuentemente con una mezcla que comprende, en peso, de aproximadamente 35 a 90% de un copolimero seleccionado del grupo que consiste de polietilmetilacrilato, polietilbutilacrilato, y polietilvinilacrilato, y de aproximadamente 10 a 65% de un copoliéster o elastómero termoplástico seleccionado del grupo que consiste de copolimeros de bloque de copolieter-éster o copoliéster-éster. Se proporcionó un estabilizador de rayos ultravioleta facultativo. En una modalidad preferida, el copolimero es un polietilmetilacrilato que tiene una MFR entre aproximadamente 3 y 12 (gramos /minutos a 190°C. y 2.16 KG) y un contenido de metilacrilato entre aproximadamente 15 y 28%. El copoliéster de preferencia es un copolimero de bloque de copolieter-éster que tiene una viscosidad adecuada que permite la buena mezcla con el copolimero de acrilato. El paquete estabilizador de rayos ultravioleta se selecciona como se conoce en la técnica. La mezcla polimérica de revestimiento también puede incluir aditivos seleccionados del grupo que consiste de polipropileno o polietileno injertado con anhídrido maleico (un ejemplo es "FUSABOND" 225, producido por DuPont Canadá) y un copolimero modificador de resina (tal como "ELVALOY" PTW, vendido por DuPont de Nemours, USA) . Estos aditivos se utilizan para mejorar la compatibilidad entre el copolimero de acrilato y el copoliéster, incrementar la temperatura máxima en la cual pueden extruirse. La relación entre los ingredientes y el espesor de este revestimiento se seleccionan para producir la permeabilidad de vapor de humedad deseada. Por ejemplo, una relación de mezcla útil de copoliéster con el copolimero a base de acrilato está en un margen de aproximadamente 1:0.75 a 1:9, con el margen de 1:1.5 a 1:4 siendo el más preferido, el recubrimiento de película típicamente está en un margen de peso de aproximadamente 15 a 30 gramos /metro2, y de preferencia en el margen de 22 a 28 gramos /metro2 se contempla.

E emplos Ejemplo 1: Una tela no tejida de 88 gsm hecha en una línea de Reicofil de una mezcla de 96.7% de Polipropileno 8 MFR comercialmente disponible de Aristech Chemical Co . , 3% de concentrado de UV y 0.3% de pigmento azul producido en un proceso del tipo 3 de Reicofil. Las condiciones del proceso se seleccionaron para producir Resistencia a la Tensión de Desprendimiento como por ASTM D882 de 54 N/cm para MD y 42.5 N/cm para la dirección CD. Esta tela se revistió por extrusión subsecuentemente en un equipo comercial típico fabricado por Black-Clawson . Un recubrimiento de aproximadamente 27 a 28 gsm se aplicó utilizando una mezcla de 76% de EMA que contiene 20% de acrilato de metilo (MA) , 20% de un copoliéster de plástico de Diseño de DSM conocido como PL380, y finalmente 4% de un estabilizador de UV concentrado producido por TechmerPM utilizando un ??? similar como la matriz. La temperatura de fusión fue de 250 °C. MVTR midió subsecuentemente tela utilizando el método ASTM E96 ? (método Disecante) en un ambiente a 22 °C y 50% de humedad relativa. Las celdas de desecación utilizadas tuvieron una abertura de 3.87 x 10"3 metro2 y el desecante fue anhídrido de cloruro de calcio en una forma granular de 4 a 20 de tamaño de malla. Los resultados se informan en la Tabla 1. Ejemplo 2: Una muestra se hizo por revestimiento por extrusión de una tela de polipropileno unida por hilado de alta resistencia con una mezcla de 35/58/4/2/1 de copolímero de bloque PL380, ??? con un 20% de contenido de MA, un concentrado de ÜV, "FUSABOND" 225 (un polietileno injertado con anhídrido maleico) y "ELVALOY" PTW . La temperatura de recubrimiento fue de 270 °C. Los resultados también se informan en la Tabla 1.

TABLA 1 Propiedades SBPP típica SBPP de alta Ejemplo 1 Ejemplo 2 producida en el resistencia típica Muestra Muestra mismo equipo hecha de 8 MFR revestida (27-28 revestida (-26 PP antes del gsm de gsm de recubrimiento revestimiento) revestimiento) Peso base gsm 85 90 1 18 112 Resistencia al 54/42.5 55/43.5 desprendimiento como por AST de 882-N/cm Dirección maquinar/Dirección transversal Resistencia a la 86/86 137/121 pendiente tensión al desgarre como por ASTM de 5034-95-N/cm Dirección maquinar/Dirección transversal Permeación como 7.5 por ASTM E 96-95 método A (desecante) realizado a 22°C y permanece el 50% de R.H.

El material de barrera laminar formado de acuerdo con la presente invención se cree que proporciona varias ventajas distintas sobre los materiales de la técnica anterior. Se cree que la presente invención proporcionará en forma deseable un material de tela no tejida hecho de una resina de polipropileno que tiene una FR menor a 16, que se ha combinado con un recubrimiento polimérico monolítico para satisfacer todos los requerimientos para su uso como revestimiento, o en aplicaciones de construcción similares. Por lo tanto, los productos tipo revestimiento formados de telas no tejidas tienen telas requeridas hechas en equipo especializado, frecuentemente único para un abastecedor especifico. Significativamente, la tela no tejida empleada en la práctica de la presente invención puede hacerse en una forma de costo altamente efectivo en un equipo comercialmente disponible. Además, el presente material laminar contempla el uso de una película monolítica de costo efectivo que resiste los efectos de jabones y tensioactivos . Nuevamente, el equipo de revestimiento por extrusión convencional puede emplearse para la aplicación de este recubrimiento polimérico. La prueba del material formado de acuerdo con la presente invención además ha mostrado que una cabeza hidrostática en exceso de 125 cm, por el método de prueba AATCC-127, y una resistencia en exceso a 300 segundos por 100 ce se obtienen rutinariamente. A partir de lo anterior, se observará que numerosas modificaciones y variaciones pueden efectuarse sin apartarse del espíritu verdadero y alcance del concepto novedoso de la presente invención. Se entenderá que ninguna limitación con respecto a las modalidades específicas descritas en la presente se pretende o debe inferirse. La descripción se pretende para cubrir, por medio de las reivindicaciones anexas, todas las modificaciones conforme entren dentro del alcance de las reivindicaciones .

Claims

REIVINDICACIONES 1. Un material laminar que comprende una capa de tela no tejida de polipropileno unida por hilado, y un recubrimiento respirable de poliéster/acrilato monolítico aplicado a las capas de tela no tejidas de polipropileno, el recubrimiento respirable muestra impermeabilidad sustancial al liquido, agua, y al aire, mientras que muestra permeabilidad importante al vapor de agua .
2. El material laminar de acuerdo con la reivindicación 1, en donde: la capa de tela no tejida tiene un peso base entre aproximadamente 60 a 100 gramos/metro2, y se forma de polipropileno que tiene una viscosidad entre aproximadamente 6 y 16 MFR.
3. El material laminar de acuerdo con la reivindicación 2, en donde: la viscosidad del polipropileno está en el margen de 8 a 13 MFR.
4. El material laminar de acuerdo con la reivindicación 2, en donde: el polipropileno incluye aditivos seleccionados del grupo que consiste de estabilizadores de rayos ultravioleta, estabilizadores térmicos, y combinaciones de los mismos.
5. El material laminar de acuerdo con la reivindicación 2, en donde: la capa de tela no tejida tiene una resistencia a la tensión al desprendimiento de por lo menos aproximadamente 50 N/cm, dirección maquinar, y por lo menos aproximadamente 35 N/cm, dirección transversal.
6. El material laminar de acuerdo con la reivindicación 1, en donde: el recubrimiento respirable polimérico se reviste por extrusión en la capa de tela no tejida, y tiene un espesor de aproximadamente 15 a 10 gramos /metro2, y el recubrimiento comprende en peso de aproximadamente 35 a 90 por ciento de un copolimero seleccionado del grupo que consiste de etilmetilacrilato, etilbutilacrilato, y etilvinilacrilato, y de aproximadamente 10 a 65 por ciento de un copoliéster o elastómero termoplástico seleccionado del grupo de copolímeros de bloque de copolieter-éster y copoliéster-éste .
7. El material laminar de acuerdo con la reivindicación 6, en donde: el recubrimiento respirable además comprende uno o más aditivos seleccionados del grupo que consiste de estabilizadores de rayos ultravioleta y térmicos, resina de poliolefina injertada con anhídrido maleico, y modificador de resina basado en el copolimero de etilen-acrilato .
8. El material laminar de acuerdo con la reivindicación 1, en donde: el recubrimiento respirable polimérico tiene un peso base de 15 a 30 gramos por metros cuadrados y comprende una mezcla que contiene un porcentaje en peso de aproximadamente 35 a 90% de copolimero seleccionado del grupo que consiste de etilmetilacrilato o etilbutilacrilato donde el contenido de metilacrilato o butilacrilato está entre 15 y 28%, y aproximadamente 10 a 65% de un copolimero de bloque de copoliéster donde el tereftalato de butileno endurece los segmentos y el poli (óxido de alquileno) reblandece el segmento alternativo.
9. El material laminar de acuerdo con la reivindicación 8, en donde: el recubrimiento polimérico además comprende uno o más aditivos seleccionados del grupo que consiste de estabilizadores de rayos ultravioleta y térmicos, poliolefina injertada con anhídrido maleico, y modificadores de resina mej oradores de estabilidad y mej oradores de adhesión.
10. El material laminar de acuerdo con la reivindicación 1, en donde: la capa de tela no tejida comprende polipropileno que tiene una viscosidad de entre 3 y 12 MFR, que tiene un peso base entre 60 y 100 gramos por metro cuadrado, y resistencia a la tensión al desprendimiento de por lo menos aproximadamente 50 N/cm, dirección maquinar, y 35 N/cm, dirección transversal, el recubrimiento polimérico se reviste por extrusión en la capa de tela no tejida y tiene un peso base de aproximadamente 15 a 30 gramos por metro cuadrado, y que comprende en peso una mezcla que contiene aproximadamente 35 a 90% del copolimero seleccionado del grupo que consiste de etilmetilacrilato y etilbutilacrilato donde el contenido de metilacrilato o butilacrilato está entre el 15 y 28%, y 10 a 65% de un copolimero de bloque de copoliéster donde el tereftalato de butileno endurece los segmentos y el óxido de polialquileno reblandece el segmento alternativo.
11. El material laminar de acuerdo con la reivindicación 10, en donde: el recubrimiento respirable además comprende uno o más aditivos seleccionados del grupo que consiste de estabilizadores de rayos ultravioleta y térmicos, resina de poliolefina injertada con anhídrido maleico y modificador de resina basado en el copolimero de etilen-acrilato .
12. El material laminar de acuerdo con la reivindicación 10, en donde el recubrimiento polimérico está en el margen de 22 a 28 gramos /metro2.
13. El material laminar de acuerdo con la reivindicación 10, en donde: el material se utiliza como un revestimiento.