NO844908L - Ikke-vevet stoff for bruk som en bitumenbelagt og eventuelt bitumenimpregnert stamme i en vanntett membran, saerlig for tak - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører et ikke-vevet stoff av

den type som er angitt i hovedkravets innledning. Oppfinnelsen angår også bruken av et slikt ikke-vevet stoff som stamme for en vanntett bitumenholdig membran. Videre angår oppfinnelsen en vanntett bitumenholdig membran med en stamme dannet fra et ikke-vevet stoff.

Vanntette bitumenholdige membraner, f.eks. i form av takpapp, består i det vesentlige av en bærer eller stamme dannet av vevede eller ikke-vevede fibre som er belagt med og eventuelt impregnert med bitumen (asfalt).

Klutepapir anvendes i dag som stamme ved fremstilling av takpapp. Klutepapir har den fordel at det er relativt billig og gir takpappen en hensiktsmessig bruddforlengelse for visse anvendelser, men den fremstilte takpapp har noen mindre gode egenskaper, hovedsakelig når det gjelder opptak av vann. Dette resulterer i at vannet omdannes til damp som på forskjellige steder løfter opp det bituminøse laget på pappen og danner såkalte blærer eller bobler. Blærene som således oppstår, har tendens til å sprekke og tillate ytterligere inntrengning av vann. Dersom pappens overflate er granulert, vil granulene falle av i en viss grad avhengig av dannelsen av blærer, idet UV-beskyttelsen for pappen dermed blir redusert, hvilket også gjelder dens styrke og levetid.

Glassfiber synes derfor å være et egnet materiale for stammen p.g.a. at glassfiberen ikke er tilbøyelig til å oppta og påvirkes av vann, men stammene dannet av glassfiber har mindre gunstige mekaniske egenskaper, f.eks. en bruddforlengelse på ca. 2%, hvilket er utilstrekkelig når det tas hensyn til de bevegelser som pappunderlaget normalt har, idet disse bevegelser overføres til pappen. Resultatet kan være at takkpappbelegg utformet med en glassfiberstamme sprekker. Polyamidfibre har blitt forsøkt som stammer for

vanntette, bituminøse membraner, men har blitt funnet å

være for termisk sensitive i forbindelse med fremstilling av membranen siden asfalten påføres på stammen ved en temperatur på ca. 16 0°C.

Stammer fremstilt fra polyesterfibre er funnet å være gunstige når det gjelder flere mekaniske egenskaper, men har util-fredsstillende dimensjonsstabilitet i varm tilstand, f.eks.

i forbindelse med påføring av bitumenmateriale, og har en meget ugunstig pris sammenlignet med stammer fremstilt fra klutepapir, glassfiberstoff o.l. Til tross for dette har polyesterfiber-stoffmateriale. fått større og større anvendelse som stamme for takpapp. P.g.a. den mangelfulle varmedimensjonsstabilitet til polyesterfiber-stoffmateriale bør stammen ha en overflatevekt på minst 150 g/m 2, fortrinnsvis 170 g/m 2, for å kunne tilfredsstille stabilitetskravene ved konvensjonell fremstilling av takpapp.

Videre har det vært forsøkt å fremstille takpappstammer fra en blanding av glassfibre og polyesterfibre med det formål å unngå de ugunstige egenskapene til polyesterfiber-stammen, men det således fremstilte fiberstoffmateriale har en bruk-bar forlengelse bestemt ved bruddforlengelsen av glassfibrene som gjør et blandet fiberstoffmateriale av denne typen uegnet.

Tremassefibre har alltid blitt ansett som uegnet for stammer for bruk i vanntette, bitumenholdige membraner. Basisfilten som skal anvendes som en klutepapirstamme for takpapp, skal ha et største innhold på 15 vekt-% av tremassefibre, idet mekanisk-massefibre ikke overskrider 5 vekt-%.

Et formål med oppfinnelsen er å tilveiebringe et ikke-vevet stoff for bruk som stamme for vanntette, bitumenholdige membraner, f.eks. i form av takkpapp eller underlagspapp, idet dette stoff gir membranen akseptabel ufølsomhet overfor fuktighet, akseptabel dimensjonsstabilitet under og etter fremstilling av membranen og akseptabel forlengelse og elastisitet samt at membranen er relativt tynn, dvs.

med en overflatevekt på 150 g/m 2eller mindre.

Et ytterligere formål med oppfinnelsen er å gi retnings-linjer med hensyn til bruken av et ikke-vevet stoff ifølge oppfinnelsen som et bitumen-bærermateriale i en vanntett membran slik som takpapp, hvor membranen tilfredstiller kravene i forbindelse med dens anvendelse.

Et annet formål med oppfinnelsen er å tilveiebringe et ikke-vevet stoff for nevnte formål, hvor stoffet inneholder en vesentlig del cellulosefibre, spesielt plantefibre.

Ifølge oppfinnelsen er det overraskende funnet at en stamme eller bærer for bitumenbaserte, vanntette membraner, f.eks. takkpapp, godt kan erstatte og konkurrere med konvensjonelle stammer og unngå noen av disses ugunstige egenskaper i nevnte vanntette membraner, dersom stammen omfatter et ikke-vevet stoff ifølge krav 1. Cellulosefibrene kan bestå av f.eks. tremassefibre, sisalfibre eller hampefibre. De organiske, syntetiske fibrene kan bestå av polyester-, poly-amid- eller polyakrylfibre (slik som polyakrylnitrittfibre). Det ikke-vevede stoff skal belegges med et bindemiddel som

er forenlig med bitumen, og som har evne til å binde fibrene i det ikke-vevede stoff slik at stoffet kan hånd-teres i sammenheng med konvensjonell fremstilling av bitumenholdige, vanntette membraner. Videre skal bindemiddelet være til stede i en mengde på minst 10, fortrinnsvis minst 20 vekt-% av stoffet. Bindemiddelet kan være av latekstypen, fortrinnsvis en blanding av metylmetakrylat og etylakrylat. Resten av fibermengden i stoffet kan bestå

av f.eks. glassfibre eller polypropenfibre. De syntetiske forsterkende fibre som benyttes i foreliggende ikke-vevede stoff, skal i tillegg til å gi det den hensiktsmessige styr-ken, også være vesentlig termisk stabilt ved en temperatur

på ca. 160°C (temperaturen på bitumenmaterialet ved på-føring på en stamme ved fremstilling av en vanntett membran) . Videre bør de syntetiske fibrene ha en bruddforlengelse slik at membranens bruddforlengelse vil være tilstrekkelig i forhold til understrukturens bevegelse,

og således nå opp til minst 3%, fortrinnsvis mer, f.eks. minst 5% eller minst 6%.

De syntetiske fibrene bør fortrinnsvis også være ufølsomme overfor fuktighet og mangle eventuell tilbøyelighet til å oppta vann.

Som et eksempel på syntetiske fibre for foreliggende ikke-vevede stoff kan nevnes polyesterfibre, og disse fibre bør ha en dimensjon i området 1,7-17 dtex.^

De syntetiske fibrene kan ha en lengde på opptil 50 mm

og fortrinnsvis mellom 12 og 35 mm.

Cellulosefibrene i foreliggende stoffmateriale er fordel-aktig tremassefibre, men kan også være sisalfibre, hampefibre osv.

Det er funnet at bindemiddelet gir den effekt at det hindrer transport av vann i cellulosef ibrene. Det er mulig at bindemiddelet dekker de fibre som stikker ut fra stoffets hovedoverflater, men det synes også å være tilfelle at bindemiddelet oppsamles i fibermellomrommene for å blokkere eller hindre vanntransport ved disse steder. I alle tilfeller er det funnet at et lateksbindemiddel påført på stoffmaterialet i ovennevnte mengde hindrer vanninntrengning via cellulosefibrene inn i stoffmaterialet når dette er belagt med bitumen for dannelse av en bitumenholdig vanntettmembran.

Det er overraskende at det som stamme i en vanntett membran av bitumentypen med konvensjonell tykkelse på bitumen- beleggene, kan anvendes et ikke-vevet stoffmateriale som inneholder cellulosefibre uten at membranens levetid forkortes I eller dens egenskaper hurtig forringes med tiden slik tilfellet er med membraner basert på klutepapir osv.

En tydelig omkostningsforbedring oppnås allerede ved at

de forsterkende syntetiske fibre slik som polyesterfibre sammen med cellulosefibre kan fortynnes med hensyn til stammen eller det ikke-vevede stoff, spesielt når cellulosefibrene består av tremassefibre.

En ytterligere fordel med oppfinnelsen er at sammenlignet

med en stamme av polyesterfibre alene, er det funnet at cellulosefiberinnholdet stabiliserer stoffmaterialet slik at dets dimensjonsstabilitet forbedres, spesielt i forbindelse med påføring av varm bitumen, men også for det ferdige tette membranprodukt. Overflatevekten til stoffmaterialet eller stammen kan således reduseres uten at dimensjons-stabiliteten blir dårlig. Sammenlignet med en konvensjonell stamme bestående av polyesterfibre alene, har foreliggende blanding av f.eks. tremassefibre og polyesterfibre i en stamme for bitumentettende materiale, en synergisk effekt.

Med hensyn til minimalisering av stammefiberprisen, er det naturligvis ønskelig å ha en så stor cellulosefiberandel som mulig i stoffmaterialet, og spesielt av fibre fra masse av ved.

Som nevnt kan bindemiddelet for stoffmaterialet fordel-

aktig bestå av et akrylat som påføres i form av en lateks til det vesentlig tørre, ikke-vevede stoffmateriale fremstilt i en konvensjonell maskin. Bindemiddelet tjener ikke bare til å binde fibrene i stoffmaterialet til hverandre,

men har også, som nevnt, en temmelig spesiell effekt med hensyn til bruken av stoffmaterialet som en stamme eller bærer i en bitumentettende membran.

Det er nemlig funnet at fibre ganske naturlig rager ut

fra stoffmaterialets hovedflater. Disse fibre vil senere stikke inn i og gjennom det bitumenlag som påføres på stammen ved fremstilling av den vanntette membranen. De utragende fibre er fordelaktige og eventuelt faktisk nødvendige for å gi forsterkning eller forankring av asfaltlaget til stammen. Fibrene som rager gjennom membranens bitumenlag, kan imidlertid suge vann inn i stammen når de består av bestemte materialer. Ved påføring av bindemiddelet til stoffmaterialet ifølge foreliggende oppfinnelse og i spesifisert grad, vil de fibre som rager ut fra stoffmaterialets hovedflater også påvirkes av bindemiddelet slik at de ikke lenger kan suge vann inn i membran-stammen. Fibrene som påvirkes på denne måten, er normalt cellulosefibre mens de forsterkende, organiske, syntetiske fibre vanligvis velges slik at de mangler den egenskap at de suger opp vann. Ved denne effekt av bindemiddelet i forhold hovedsakelig til cellulosefibrene, er det nå likevel mulig sammen med den tettende membran av angjeldende type å benytte et ikke-vevet stoffmateriale inneholdende en vesentlig andel cellulose som absorberer vann eller påvirkes av vann eller vannbærende forurensningsmidler.

For foreliggende ikke-vevede stoffmateriale med en relativt stor andel cellulosefibre, gir andelen av syntetiske fibre stoffmaterialet en hensiktsmessig forsterkning og mulig-gjør dermed en nedsettelse av stoffmaterialets overflatevekt.

Begge fibertyper i stoffmaterialet er fortrinnsvis jevnt fordelt og fortrinnsvis bundet av bindemiddelet.

Stoffmaterialet kan fremstilles på følgende måte.

Et forråd fremstilles fra vann og begge fibertypene i ovennevnte mengdeandeler, og utspredes på en Fourdrinier-

wire i en maskin for fremstilling av et ikke-vevet stoff-

materiale, hvorved det dannes et tørt stoffmateriale som vesentlig består av fibre. Stoffmaterialet belegges deretter med bindemiddelet på dets hovedflater ved hjelp av en linpresse, eller en sprøyte- eller skummemetode, idet bindemiddelet får trenge inn i ønsket grad i stoffmaterialet for binding av dets fibre til hverandre, hvoretter bindemiddelet som er belagt på stoffmaterialet, får tørke og herde, f.eks. i en gjennomblåsningstørker, koblet til maskinen.

Stoffmaterialet kan underkastes en temperatur på over 200°C i en slik tørker. Dersom stoffmaterialet inneholder termoplastiske fibre slik som polypropenfibre, vil disse i det minste delvis smelte og senere, i kald tilstand, danne et bindemiddel for de resterende fibrene i det ikke-vevede stoffmateriale. Nevnte organiske syntetiske fibre i stoffmaterialet bør være stabile ved de betingelser som fore-kommer ved påføringen av varm bitumen på stoffmaterialet (minst 160°C) og ved den eventuelle varmebehandling av stoffmaterialet under dets fremstilling.

Membranen fremstilles vanligvis ved at en bane av det ikke-vevede stoffmateriale føres gjennom et bad av varm bitumen (ca. 175°C) som impregnerer og belegger stoffmaterialet.

Cellulosefibrene kan omfatte bleket og/eller ubleket sulfat-masse av nåletrær eller lignende, som har en konvensjonell fiberlengde, vanligvis større enn 2 mm.

Hovedandelen av fibrene i stoffmaterialet består av organiske syntetiske fibre og cellulosefibre hvilke tillater at den resterende andel av fibre kan velges med henblikk på å gi stoffmaterialet de ønskede egenskaper under fremstillingen av membranen og/eller gi membranen ytterligere ønskede egenskaper ved dens anvendelse, som f.eks. takpapp eller lignende. En mindre andel av fibermengden i stoffmaterialet kan påledes innbefatte termoplastiske fibre slik som nevnt ovenfor, eller f.eks. glassfibre. Oppfinnelsen og dens foretrukne utførelser beskrives i det nedenstående. Oppfinnelsen skal i det følgende nå beskrives i detalj under henvisning til følgende arbeidseksempler.

Arbeidseksempler

Eksempel 1

Et ikke-vevet stoffmateriale med en overflatevekt på 125 g/m<2>ble fremstilt i en konvensjonell maskin. Stoffmaterialet om-fattet 40 vekt-% fibre fra bleket sulfat-nåletremasse og 60 vekt-% polyesterfibre, basert på stoffmaterialets totale fiberinnhold. Stoffmaterialet fremstilt i maskinen inneholdt således intet bindemiddel. Av polyesterfibrene hadde 60 vekt-% en mengde på 34 mm og 40 vekt-% en lengde på 18 mm. Stoffmaterialet fremstilt i maskinen ble tørket konvensjonelt og deretter påsprøytet en akryllateks på begge hovedflater hvoretter det lateksbelagte stoffmateriale ble ført gjennom en tørkeovn for tørking og herding av bindemiddelet. Tykkelsen på stoffmaterialet forsynt med bindemiddel var ca. 0,8 mm. Egenskapene til en takpapp fremstilt på en stamme bestående av foreliggende ikke-vevede stoffmateriale og oppnådd på denne måte er redegjort for i nedenstående tabell, som gir middelverdien for fem sett av målinger. Ved fremstilling at takkpapp ble stammen bestående av den ikke-vevede fiber impregnert på konvensjonell måte med bitumen før overflatebelegging med bitumen, og det resulterende takbeleggings-materiale, som hovedsakelig er en underlagspapp, hadde en overflatevekt på 2.500 g/m 2.

Som en sammenligning kan det nevnes at dersom et takpappmateriale tilsvarende det ifølge eksempel 1 fremstilles med en stamme eller bærer bestående av et konvensjonelt ikke-vevet polyestermateriale, oppnår takpappmaterialet riktignok bedre verdier i en rekke tilfeller, men den relative dimensjonsstabilitet for det ikke-vevede polyestermateriale resulterer i at det må velges en overflatevekt for dette på ca. 170 g/m 2for å oppnå en stamme som er akseptabel når det gjelder fremstilling av et takpappmateriale, eller en hensiktsmessig dimensjonelt stabil tettende membran dannet av en takpapp fremstilt på basis av et ikke-vevet stoffmateriale av polyesterfiber.

Eksempel 2

Et ikke-vevet stoffmateriale med en overflatevekt på

125 g/m 2 ble fremstilt på en konvensjonell maskin for fremstilling av ikke-vevet fiberstoff. Beregnet på fiber-andelene i stoffmaterialet besto det av 60 vekt-% fibre. fra bleket sulfat-nåletremasse og 40 vekt-% polyester fibre. Det således fremstilte stoffmateriale inneholdt intet bindemiddel. 100 vekt-% av polyesterfibrene hadde en lengde på

34 mm. Det ved hjelp av maskinen fremstilte stoffmateriale ble tørket på konvensjonell måte og deretter påsprøytet en akrylatlateks på begge dets hovedflater, idet det således belagte materiale deretter ble ført gjennom en tørke-ovn for tørking og herding av bindemiddelet. Tykkelsen på det bindemiddelbelagte stoffmateriale var ca. 0,7 mm. Egenskapene til en granulatbelagt takpapp fremstilt på en stamme bestående av stoffmateriale ifølge dette eksempel er angitt i nedenstående tabell 2, som viser middelverdiene for fem målinger. Ved fremstilling av takpappen ble stammen bestående av stoffmaterialet på konvensjonell måte impregnert med bitumen før overflatebelegging med bitumen og det resulterende takpappmateriale hadde en overflatevekt på ca. 4000 g/m 2, idet granulatbelegget hadde en overflatevekt på ca. 1500 g/m 2.

Som en sammenligning kan det nevnes at dersom et takpappmateriale tilsvarende det i eksempel 2 fremstilles med en stamme eller bærer omfattende et konvensjonelt klutepapir (overflatevekt 600 g/m 2), så har takpappmaterialet ifølge eksempel 2 bedre verdier i de fleste tilfeller med unntagelse for strekkfasthet, skjønt det her skal påpekes at strekk-fastheten for klutepapir-bæreren forringes sterkt med tiden.

Bindemiddelet i foreliggende ikke-vevede stoffmateriale i eksemplene 1 og 2 er en lateksbindemiddel-blanding bestående av 80 vekt-% av en metylmetakrylattype og 20 vekt-% av en etylakrylattype. Stoffmaterialet i eksemplene 1 og 2 inneholder 20 vekt-% bindemiddel og 80 vekt-% fibre.

Cellulosefibrene i stoffmaterialet ifølge eksemplene 1 og 2

har en midlere fiberlengde på minst 2 mm.

Den angitte andel av fibermengde i stoffmaterialet omfatter organiske, syntetiske fibre og cellulosefibre, som fortrinnsvis er separate.

Claims (11)

1. Ikke-vevet stoffmateriale for bruk som en bitumenbelagt og eventuelt bitumenimpregnert stamme i en vanntett membran, særlig for tak, karakterisert ved at en andel på 75 vekt-% av mengden av fibre i stoffmaterialet omfatter organiske syntetiske fibre og cellulosefibre, hvor de organiske syntetiske fibrene utgjør minst 10% og hø yst 90 vekt-% av nevnte fiberandel, og hvor cellulosefibrene utgjør resten av nevnte andel, og ved at stoffmaterialet er påført et bindemiddel som er forenlig med bitumen i en mengde på minst 10% av stoffmaterialets vekt, idet bindemiddelet er termisk stabilt opp til en temperatur på minst 160°C, og er valgt for å begrense til-bøyeligheten til transport av fuktighet, i det minste med hensyn til cellulosefibrene.

2. Stoffmateriale ifølge krav 1, karakterisert ved at nevnte fiberandel inneholder høyst 80 vekt-%, fortrinnsvis hø yst 60 vekt-%, cellulosefibre.

3. Stoffmateriale ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at fiberandelen inneholder minst 30 vekt-%, fortrinnsvis minst 40 vekt-%, cellulosefibre.

4. Stoffmateriale ifølge hvilket som helst av kravene 1-3, karakterisert ved at de syntetiske fibrene og cellulosefibrene er jevnt fordelt i stoffmaterialet.

5. Stoffmateriale ifølge hvilket som helst av kravene 1-4, karakterisert ved at de syntetiske fibrene har en gjennomsnittlig lengde på minst 18 mm.

6. Stoffmateriale ifølge hvilket som helst av kravene 1-5, karakterisert ved at de syntetiske fibrene er polyesterfibre.

7. Stoffmateriale ifølge hvilket som helst av kravene 1-6, karakterisert ved at cellulosefibrene er fibre av masse av ved.

8. Stoffmateriale ifølge hvilket som helst av kravene 1-7, karakterisert ved at andelen utgjør minst 85 vekt-% av mengden av fibre i stoffmaterialet.

9. Stoffmateriale ifølge krav 8, karakterisert ved at andelen utgjør vesentlig 100% av fibermengden i stoffmaterialet.

10. Vanntett membran innbefattende et ikke-vevet stoffmateriale belagt med bitumen og eventuelt impregnert med bitumen, karakterisert ved at en andel på minst 75 vekt-% av fibermengden i stoffmaterialet består av organiske, syntetiske fibre og cellulosefibre, hvor de organiske, syntetiske fibre utgjør minst 10 og hø yst 90 vekt-% av nevnte fiberandel, og hvor cellulosefibrene utgjør resten av nevnte andel, og ved at stoffmaterialet er belagt med et bindemiddel som er forenlig med bitumen i en mengde på minst 10% av stoffmaterialets vekt, idet bindemiddelet er valgt slik at det er termisk stabilt ved opptil minst 160°C, og slik at i det minste cellulosefibrenes tendens til transport av fuktighet begrenses.

11. Anvendelse av ikke-vevet stoffmateriale ifølge hvilket som helst av kravene 1-9, som en bærer eller stamme for en vanntett membran belagt med bitumen og eventuelt impregnert med bitumen.