ПОДКРОВЕЛЬНЫХ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Г.К.Мухамеджанов, зав.лабораторий

ООО «НИИ нетканых материалов»,

к.т.н., эксперт, г.Серпухов

Объектами исследования являлись двух- и трехслойные ПМ, содержащие мембранную пленку. В перспективе однослойные ПМ будут заменяться многослойными, выполняющие одновременно несколько функций – защита от воды и ветра при сохранении механической прочности.  

Нетканые материалы широко применяются в строительстве зданий и сооружений. Одной из перспективных областей применения нетканых материалов (НМ) являются подкровельные материалы, к которым предъявляются высокие требования.

В данной статье будут проанализированы преимущества и недостатки используемых на практике подкровельных материалов (ПМ) различных видов, будут приведены результаты исследований многослойных материалов.

Благодаря разнообразию способов и технологий производства, используемого сырья и возможностей сочетания НМ с другими текстильными и нетекстильными материалами (полимерной и мембранной пленкой, алюминиевой фольгой и т.  п.) представляется возможным изготавливать многослойные ПМ, удовлетворяющие постоянно растущим потребностям строительной индустрии.

Однослойные и многослойные ПМ получили широкое распространение в строительстве. Их популярность обусловлена технологичностью при монтаже, гибкостью и относительно низкой стоимостью. Однослойные ПМ – это текстильные НМ, изготавливаемые по технологии спанбонд из расплава полимера путем аэродинамического холстоформирования из непрерывных полипропиленовых и полиэтиленовых волокон с последующим его термоскреплением. Такие НМ имеют множество межволоконных пор, через которые воздух и вода легко проходят вместе с водяным паром. Паропроницаемость этих материалов, зависящая от размеров пор, прямо пропорциональна воздухопроницаемости и обратно пропорциональна водонепроницаемости. Поэтому полипропиленовые спанбонд-материалы за счет грубых волокон и увеличенных пор имеют относительно низкие ветрозащитные и гидроизоляционные свойства, но высокую механическую прочность. Благодаря невысокой стоимости и широкой доступности они в России пока находят применение. Тем более, спанбонд-материалы начали выпускать многие текстильные предприятия (больше 10) с использованием отечественного сырья (полипропиленовых гранул), что является дополнительным стимулом для применения в строительстве.

В настоящее время на российском рынке строительных ПМ представлены Изоспан, Изовек, Строизол, Тайвек и др. для защиты кровельных и стеновых конструкций от влаги и конденсата. Так, например, спанбонд-материал Тайвек (Du Pont), состоящих из тонких волокон, имеет по сравнению со спанбондом небольшие поры, обеспечивающие необходимые свойства (паропроницаемость 750 г /1 м2*24ч, водоупорность – 1000 вод.ст.) Поэтому в Европе используют Тайвек более 20лет.

Результаты лабораторных исследований и возможности практического применения материалов Строизол в качестве ПМ изложены в книге [ссылка 1].

Сейчас существует целая группа НМ на основе спандбонда, ламинированных или  дублированных с полимерной, мембранной пленками и  другими для обеспечения водоупорности при сохранении способности «дышать», высокой прочности, стойкости к ультрафиолетовому излучению. Эти ПМ предотвращают конденсацию влаги под кровлей и обеспечивают максимальное сохранение тепла в домах с деревянными каркасами.

В строительной практике ПМ получили наименование «строительная мембрана» или «строительная диффузионная паропроницаемая мембрана», которая представляет разделительную перегородку с преимущественной проницаемостью для водяных паров.  

Основную сложность при изготовлении паропроницаемых мембран представляет необходимость обеспечения комбинации трудносовместимых свойств: наряду с высокой механической прочностью и устойчивостью к УФ-излучению они должны обладать высокой паропроницаемостью при сохранении ветро-, водозащитных свойств, т. е. водо-, воздухонепроницаемости. Для обеспечения требуемых прочностных, ветрозащитных, гидроизоляционных свойств и паропроницаемости, приходится ламинировать или дублировать спанбонд-материал, с мембранной «дышащей» диффузионной пленкой. «Дышащие» мембраны эффективно отводят пары, не ухудшая теплоизоляционных свойств и становясь барьером против проникновения воды.

Дальнейшее совершенствование диффузионных мембран, стало возможным после разработки трехслойной конструкции, где разные слои выполняют определенные функции и обладают оптимальными характеристиками. В частности, мембранная пленка в трехслойной конструкции обеспечивает ветро- и гидроизоляционные свойства в сочетании со способностью пропускать водяные пары, а термоскрепленный спанбонд-материал – механическую прочность, устойчивость к УФ-излучению и долговечность

Путем ламинирования, дублирования и триплирования НМ с мембраной, полимерной или металлизированной пленками и другими  материалами получают многослойные комбинированные материалы (дуплексы или триплексы) с широким диапазоном эксплуатационных свойств, удовлетворяющие высокие и разнообразные требования строителей.

В этой области отечественным строителям открываются широкие возможности в выборе требуемых видов ПМ.

Схематично структура подобных многослойных ПМ представлена на рис.1.

Рис.1. Структура трехслойного ПМ

В России выпускают двух и трехслойные ПМ, ламинированные с одной или с двух сторон термоскрепленным полипропиленовым спандбодом, с полимерной пленкой (спанбонд+пленка), с мембраной (спанбонд+мембрана).

Помимо ООО «Гекса» (Изоспан), ряд предприятий  осуществляют производство таких материалов:  ООО «Стройфинанс» (г.Ст-Петербург), «Импульс-строй» (г.Воронеж), «Лайттек» (г.Мытищи), «Голден Эйдж» (г.Серпухов) и др. А предприятие «Фройденберг Политекс» организовало производство на иглопробивной основе из штапельных и непрерывных волокон для производства битумных гидроизоляционных кровельных материалов.  

Объекты исследования. Объектами исследования являлись двух- и трехслойные ПМ, содержащие мембранную пленку (табл. 1,2). Однослойные термоскрепленные полипропиленовые спанбонд-материалы в данной работе не рассматривались из–за отмеченных выше недостатков. В перспективе однослойные ПМ будут заменяться многослойными, выполняющие одновременно несколько функций – защита от воды и ветра при сохранении механической прочности.

Таблица 1. Структура и поверхностная плотность двух и трехслойных ПМ

Примечания: С –спанбонд-материал; МП – мембранная пленка

Таблица 2. Структура и поверхностная плотность ПМ, ламинированных с пленкой

Примечания: ПП –полипропилен

Лабораторные исследования. Для определения физико-механических показателей многослойных ПМ были использованы методы испытаний, изложенные в ГОСТ 2678−94 «Материалы рулонные кровельные и гидроизоляционные. Методы испытаний» и  другие методики испытаний на текстильные и нетканые материалы. Нами практически проведены исследования существующих в России типов и видов ПМ на основе термоскрепленного спанбонда.

В трехслойных ПМ между 2-мя слоями спанбонда находится мембранная пленка, а в двухслойных ПМ — термоскрепленный спанбонд скрепляется полимерной или мембранной пленкой только с одной стороны.

Комбинация и поверхностная плотность составляющих материалов в структуре ПМ могут быть разнообразными, что наглядно видно в табл.1 и 2 . Так же используется ткань из расщепленной пленки в особенности в условиях, когда требуется высокая прочность ПМ. Однако, такая ткань несколько дороже по стоимости по сравнению с термоскрепленным спанбондом.

Проанализируем на основании проведенных исследований отдельные физико-механические показатели.

В таблице 3 представлены обобщенные результаты исследований двух- и трехслойных ПМ со спанбондом и мембраной.

В таблице 4 показаны результаты испытаний конкретных видов ПМ, дублированных с полимерной пленкой и каландрированием.

Анализ приведенных в таблицах 3,4 данных позволяет выявить определенные закономерности по влиянию состава многослойных ПМ на их свойства и сделать важные выводы для их практического применения у потребителей.

Поверхностная плотность испытуемых образцов варьируется от 60 до 125 г/м2 в зависимости от количества слоев в структуре ПМ. Мембранная и полимерная пленки составляют около 30 г/м2, а остальная масса 1 м2 приходится на термоскрепленный спанбонд. При этом спанбонд дублируется или ламинируется с изнаночной или лицевой сторон в отдельности или в совокупности в зависимости – это двух- или трехслойный ПМ. Поверхностная плотность ПМ оказывает влияние на прочность и относительное удлинение ПМ. Ткани почти при одинаковой поверхностной плотности имеют значительно большую прочность и меньшее относительное удлинение при разрыве.

Толщина. Результаты измерения толщины исследуемых относительно плоских ПМ зависят от удельного давления и количества слоев спанбонд-материала. Толщина при давлении 2,0 кПа составляет от 0,19 до 0,66 мм.

Прочность при растяжении и разрыве, в основном, необходима для обеспечения устойчивости ПМ к повреждениям и механическим воздействиям при монтаже кровли, а также при воздействии сильного ветра на фасады. Спанбонд-материалы, благодаря своей структуре и высоким деформационным характеристикам, успешно противостоят механическим нагрузкам. А ткани, хотя и имеют высокую механическую прочность, однако у них сравнительно низкое относительное удлинение при растяжении и разрыве. Прочность при раздирании исследуемых образцов достаточно высокая, что имеет важное значение при закреплении ПМ к строительной конструкции.

Прочность связи между слоями материала. Важно, чтобы в процессе монтажа и эксплуатации не происходило отслаивание спанбонда от мембранной и полимерной пленки. Результаты исследований показали, что существует тенденция увеличения прочности на расслаивание при увеличении поверхностной плотности материала.

Воздухопроницаемость отражает ветрозащитную способность ПМ и определяется как объем воздуха, проходящего при определенном давлении в секунду времени через площадь поверхности материала. Высококачественный ветрозащитный ПМ имеет воздухопроницаемость близкую к нулю. Значение воздухопроницаемости зависит от давления. С увеличением давления  на испытуемые образцы увеличивается воздухопроницаемость Стандартным давлением по ГОСТ  12688-77 считается 5,0 мм вод.ст. (49 Па). Однако, это давление незначительное, поэтому иногда определяется  при давлении 20 мм вод.ст. (196 Па). Полимерная пленка в структуре ПМ способствует к снижению воздухопроницаемости.

Водоупороность  – это способность ПМ выдерживать кратковременное давление. Надежные ПМ обычно имеют водоупорность более 1000 мм вод.ст.. Кратковременное давление создается на материал создается при ударах дождевых капель или при дожде с сильным ветром.

Паропоницаемость ПМ колеблется в широких пределах и зависит от наличия в их структуре мембранной или полимерной пленки. Высокое значение паропроницаемости более 1000г/(м2·24 ч) обеспечивает отвод излишней влаги, не накапливая капель конденсата в подкровельном пространстве. Известно, что конденсат проявляется в результате разности температур между холодной поверхностью кровельного материала (черепицы, шифера) и теплым воздухом, поступающим сквозь кровельные конструкции из помещения. Влажный воздух резко снижает термоизоляцию кровельной конструкции поэтому паропроницаемости ПМ придается важное значение.

Устойчивость к УФ-облучению. Полимерные материалы подвержены старению, то есть изменению основных эксплуатационных свойств в результате длительной эксплуатации, а именно комплексного воздействия тепла, влаги, перепадов температур и УФ-излучения. Воздействию указанных факторов подвергаются обычно ПМ при искусственном старении. Хотя в процессе эксплуатации ПМ защищены от УФ-облучения, однако они могут подвергаться воздействию света, воды и тепла в период времени между изготовлением и монтажом. Поскольку термоскрепленный спанбонд из полипропилена значительно теряет свою прочность от воздействия  УФ-излучения на открытом воздухе, поэтому условиям хранения до монтажа уделяется особое внимание.

При испытании в лабораторных условиях на установке климатических условий текстильных материалов (УКИМ) образцы ПМ после 15 ч УФ-облучения, обводнения  и температуре +60 оС сохранили свою первоначальную прочность в пределах 72-73%

Полипропиленовый спанбонд был обработан в процессе производства УФ-светостабилизатором (УФ-СС). Без УФ-СС спанбонд теряет свою прочность до 50% в течение 3-х ч УФ-облучения на УКИМ.

Долговечность – это сохранение основных свойств: прочности, устойчивости к УФ-излучению, паропроницаемости, водоупорности при длительной эксплантации ПМ в течение 30 лет.

Надежность ПМ достигается в основном благодаря трехслойной конструкции: мелкопористая мембранная пленка, обеспечивающая достаточную паропроницаемость, гидроизоляционную способность и устойчивость к УФ-облучению. заключена между прочными внешними слоями спанбонд-материала.

Следует отметить, что исследованные образцы ПМ получены путем термического скрепления мембраны или полимерной пленки со спанбонд-материалом, обладают стабильностью размера при воздействии температур 80-100 0С, в то же время как при клеевом способе скрепления возможны расслаивания, коробление, и изменение линейных размеров материала под кровлей.

Материалы отечественного производства имеют более низкую по сравнению с зарубежными аналогами стоимость, что является важным фактором и критерием при выборе ПМ с учетом климатических условий эксплуатации в строительной индустрии в России. Трехслойные «дышащие» ПМ в основном соответствуют требованиям эксплуатации в России с ее разнообразием климатических условий: значительными суточными перепадами температур, высокими летними и низкими зимними температурами, значительными ветровыми нагрузками и др.  

В заключение следует отметить, что именно трехслойные ПМ (спанбонд + мембранная пленка + спанбонд или спанбонд + полимерная пленка + спанбонд) целесообразнее использовать в строительной практике для решения отдельных задач  и выполняемых функций.

Литература:

[1] Г.К.Мухамеджанов, В.К. Ратников «Изучение и выбор текстильных материалов в строительстве» – ж. «Технический текстиль», 2004, №10, с.26-27

СПАНБОНД ЦВЕТНОЙ И БЕЛЫЙ

Машина для производства спанбонда, линия по производству спанбонда

Ткань спанбонд представляет собой разновидность нетканого материала. Он имеет широкий спектр применения и является одним из важных сырьевых материалов для масок.

USEON предлагает машины для производства нетканых материалов из полипропиленового спанбонда.

• 
  Однолучевая линия спанбонда
• 
  Линия спанбонда с двойной балкой
• 
  Линия по производству спанбонда SSS Triple Beam

Запросить предложение сейчас

Воспроизвести видео

Связаться с USEON сейчас

Наша машина для производства нетканых материалов из спанбонда может производить высококачественные полипропиленовые ткани из спанбонда. Линия по производству спанбонда работает стабильно, с высокой производительностью и высокой эффективностью.

Содержание

Технические характеристики машины для производства спанбонда

Однолучевая линия для производства спанбонда

9005 8 4800

Линия спанбонда Double Beam

900 42 УСС-4800

9005 8 4800

Тройной спанбонд из нержавеющей стали

9005 8 4800

Введение в процесс спанбонда

В процессе спанбонда используется высокоскоростной горячий воздух для вытягивания тонких струй полимерного расплава, выдавливаемого из отверстия головки, в результате чего образуются сверхтонкие волокна, которые конденсируются на ленточном коллекторе и опираются на самоадгезия и становится нетканым полотном.

Схема машины для спанбонда

Различные типы машин для спанбонда имеют разные размеры. И там будут разные макеты. Раскладка спанбондовых линий с разными слоями будет более разной.

На рисунке ниже показана схема модели US3200 нашей линии по производству однолучевого спанбонда.

Блок-схема машины для спанбонда

Возьмем в качестве примера наиболее распространенную модель US3200. Блок-схема выглядит следующим образом:

Связаться с нашими экспертами

Пожалуйста, включите JavaScript в вашем браузере, чтобы заполнить эту форму.

Имя *

Эл.

Связаться с нами

Начните печатать и нажмите Enter для поиска

Нажмите Enter для поиска…

Toray создает стойкий гидрофильный нетканый материал из спанбонда, нежный для кожи | Последние новости | Торей Индастриз, Инк.

Toray Industries, Inc.

Токио, Япония, 29 сентября 2022 г. — Toray Industries, Inc. объявила сегодня о создании нетканого материала из спанбонда, который обладает устойчивыми гидрофильными свойствами (см. примечание 1 к глоссарию) и приятен для кожи . Эта ткань подходит для изготовления одноразовых подгузников, масок, средств женской гигиены и других гигиенических изделий. Компания планирует начать полномасштабное производство, когда технология производства будет отработана.

Нетканые материалы спанбонд для гигиенических применений обычно изготавливаются из полипропилена, который мягче полиэстера. Поскольку полипропилен является гидрофобным (глоссарий, примечание 2), нетканые материалы из полипропиленового спанбонда необходимо покрывать гидрофильными средствами для нанесения подгузников, масок и средств женской гигиены. Однако гидрофильные агенты с покрытием легко стекают с тканей при контакте с водой. Следовательно, ткани теряют гидрофильность.

Toray работает над этой проблемой путем исследования гидрофилизации самого полимера, а не поверхностной обработки тканей. Компания сосредоточила свое внимание на полиэфире и разработала специальные доменные структуры (примечание 3 к глоссарию) путем сополимеризации полиэстера с гидрофильным компонентом с четко определенной молекулярной массой. Доменные структуры позволяют значительно улучшить гидрофильность полиэфира и в результате получить новый нетканый материал спанбонд, который является устойчиво гидрофильным. Этот нетканый материал из полиэфирного спанбонда такой же мягкий, как полипропиленовый нетканый материал, который обладает превосходной гибкостью. Стойкая гидрофильность ткани способствует проникновению жидкости без остатка или растекания жидкости по поверхности. Кроме того, ткань не проявляет цитотоксичности (примечание 4 к глоссарию), что является индикатором раздражения кожи. Следовательно, ткань приятна для кожи и подходит для таких изделий, как подгузники, маски и средства женской гигиены, которые имеют непосредственный контакт с кожей.

Новый рулон ткани спанбонд

Полиэфир можно полимеризовать с использованием биоматериалов или переработанных материалов.