水泥质复合结构的制作方法_5

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. 23mm的厚度、 5. 3MPa的杨氏模量以及11. 7kN/m的面内刚度(在沿2个相垂直方向0至20%的应变上 进行平均)。将富氧化铝胶结材料配量至高蓬松性非织造物的第二表面上(与第一表面相 对),然后在周期性刮削顶表面的刷子的帮助下使第二表面受振床作用以使富氧化铝胶结 材料分散至高蓬松性非织造层中。
[0102] 使用印压机将基重为l〇〇g/m2的0. 15mm(6密耳)厚的聚乙烯膜层压至高蓬松性 非织造层的第二表面(在高蓬松性非织造层被填充之后)以形成液体阻挡层。聚乙烯膜具 有242MPa的杨氏模量和36. 9kN/m的面内刚度(在沿2个相垂直方向0至10%的应变上 进行平均)。层压过程在大约〇.41MPa(60psi)和大约190°C的温度下执行。样品受该热和 压力作用约2-5分钟,然后使用水冷或气冷压板使样品能够在受相同压力的同时冷却回室 温。层压过程决定了填充有胶结材料的复合结构的最终厚度和装填密度。柔性复合结构10 的厚度为大约IOmm厚,密度为I. 55g/cc。在填充的高蓬松性非织造层中的纤维与胶结材料 的比为按重量计2%。
[0103] 为了使试样固化,通过大约20°C的水使其饱和约10分钟,然后将其放置在大约 20°C的水槽中的不锈钢板之间,在该水槽中其维持完全没入约一天。不锈钢板用于确保试 样固化成平坦构造。在样品被从水槽移出之后,使用回转式锯将其切割成用于测试的试样。
[0104] 固化的刚性复合结构的密度为2. lg/cc。固化的产品的挠曲性质使用ASTM C1185 的三点弯曲试验来测量。在约9. 6MPa(HOOpsi)的第一裂缝(第一应力极点)处计算挠曲 强度。
[0105] 实施例2
[0106] 实施例2的柔性复合结构由实施例1的相同材料和过程形成,除了被配量至高蓬 松性非织造物的顶表面上的高氧化铝胶结材料的量较少使得等同的层压过程得到的柔性 复合结构的厚度被减小至大约6_厚,密度为I. 5g/cc。在填充的高蓬松性非织造层中的纤 维与胶结材料的比为按重量计3. 4%。
[0107] 为了使试样固化,通过大约20°C的水使其饱和约10分钟,然后将其放置在大约 20°C的水槽中的不锈钢板之间,在该水槽中其维持完全没入约一天。不锈钢板用于确保试 样固化成平坦构造。在样品被从水槽移出之后,使用回转式锯将其切割成用于测试的试样。
[0108] 固化的产品密度为2. 04g/cc。固化的复合结构具有在第一裂缝处(如实施例1中 所述)计算的7. 6MPa(1100psi)的挠曲强度。
[0109] 实施例3
[0110] 实施例3的高蓬松性非织造层如实施例1中所述的那样制造。
[0111] 使用将过滤层中的纤维与高蓬松性非织造层机械地互锁的针刺工艺来将170g/m2的PET针打孔过滤层在第一面上附接至高蓬松性非织造层。过滤层具有2. 23mm的厚度、 5. 3MPa的杨氏模量以及11. 7kN/m的面内刚度(在沿2个相垂直方向的0至20%的应变上 进行平均)。将较大量的在实施例1和实施例2中所使用的富氧化铝胶结材料配量至高蓬 松性非织造物的第二表面上,然后在周期性刮削顶表面的刷子的帮助下使第二表面受振床 作用以使富氧化铝胶结材料分散至高蓬松性非织造层中。
[0112] 使用刮刀来将厚度为2. 8mm的聚氯乙稀(PVC)塑料溶胶(Marchem Southeast V1337)的连续涂层施加至高蓬松性非织造层的第二表面上。在没有给复合结构施加压力的 情况下通过热气喷枪使涂层热固化。得到的填充柔性复合结构的厚度为大约22_厚,密度 为I. 3g/cc。在填充的高蓬松性非织造层中的纤维与胶结材料的比为按重量计1. 2%。
[0113] 为了使试样固化,通过大约20°C的水使其饱和约10分钟,然后将其放置在大约 20°C的水槽中的不锈钢板之间,在该水槽中其维持完全没入约一天。不锈钢板用于确保试 样固化成平坦构造。在样品被从水槽移出之后,使用回转式锯将其切割成用于测试的试样。
[0114] 固化的产品密度为2. 14g/cc。固化的复合结构具有在第一裂缝处(如实施例1中 所述)计算的3.24MPa(470psi)的挠曲强度。
[0115] 实施例4
[0116] 使用 Fehrer AG (Linz ,Austria)的 K-12HIGH LOFT RANDOM CARD 通过使纤维混合 物气流成网来制造高蓬松性非织造层100。具体地,高蓬松性非织造层由包含大约60%重 量份(基于纤维混合物的总重量)的15旦尼尔数的低熔点热塑性PET粘合剂纤维以及大 约40%重量份的线密度为45旦尼尔数的高卷曲PET疏松纤维的纤维混合物制造。将上述 纤维混合物气流成网至移动带上。在气流成网步骤之后,让得到的复合结构穿过空气预热 炉,在该空气预热炉中,被加热至大约175°C (347° F)的温度的空气用于使芯材料中的粘 合剂纤维部分地熔化。非织造物具有大约300g/m2的基重。
[0117] 使用喷式粘合剂(3M Quick Drying Tacky Glue)将50g/m2的PET纺粘过滤层附 接至非织造物的第一表面。过滤层具有约〇. 25mm的厚度、28. 8MPa的杨氏模量以及7. 2kN/ m的面内刚度(在沿2个相垂直方向的0至20%的应变上进行平均)。将富氧化铝胶结材 料配量至高蓬松性非织造物的第二表面上,然后在周期性刮削顶表面的刷子的帮助下使上 述第二表面受振床作用以使富氧化铝胶结材料分散至高蓬松性非织造层中。
[0118] 使用刮刀来将厚度为约I. 5mm的Darwen UK的Speciality Coatings Ltd生产 的PVC塑料溶胶的连续涂层施加至高蓬松性非织造层的第二表面。在没有给复合结构施加 压力的情况下通过热气喷枪使涂层热固化。完成的填充织品复合结构的厚度为大约17_ 厚并且密度为I. lg/cc。在填充的高蓬松性非织造层中的纤维与胶结材料的比为按重量计 1. 8%〇
[0119] 为了使试样固化,通过大约20°C的水使其饱和约10分钟,然后将其放置在大约 20°C的水槽中的不锈钢板之间,在该水槽中其维持完全没入约一天。不锈钢板用于确保试 样固化成平坦构造。在样品被从水槽移出之后,使用回转式锯将其切割成用于测试的试样。 试样通常在被移出用于测试之前没入水中约一天。
[0120] 固化的产品密度为I. 8g/cc。固化的复合结构具有在第一裂缝处(如实施例1中 所述)计算的2. 09MPa(303psi)的挠曲强度。
[0121] 实施例5
[0122] 如在实施例4中那样制造高蓬松性非织造层100。使用热熔照相凹版层压将175g/ m2的包含30g/m 2的具有高抗张强度G37玻璃纺线增强物的玻璃毡席的Stabilon ?复合结 构棉织品附接至高蓬松性非织造层的第一表面。过滤层具有0. 64_的厚度、I. 26GPa的杨 氏模量以及800kN/m的面内刚度(在沿2个相垂直方向的0至3. 5%的应变上进行平均)。 将富氧化铝胶结材料配量至高蓬松性非织造物的第二表面上,然后在周期性刮削顶表面的 刷子的帮助下使第二表面受振床作用以使富氧化铝胶结材料分散至高蓬松性非织造层中。
[0123] 使用印压机将基重为100g/m2的0. 15mm(6密耳)厚的聚乙烯膜层压至高蓬松性 非织造层的第二表面(与棉织品相对的一侧上)以形成液体阻挡层。聚乙烯膜具有242MPa 的杨氏模量和36. 9kN/m的面内刚度(在沿2个相垂直方向0至10%的应变上进行平均)。 层压过程在大约0.41MPa(60psi)和大约190°C的温度下执行。样品受该热和压力作用约 2-5分钟,然后使用水冷或气冷压板使样品能够在受相同压力的同时冷却回室温。层压过程 决定了填充有胶结材料的复合结构的最终厚度和装填密度。柔性复合结构10的厚度为大 约IOmm厚,密度为I. 5g/cc。在填充的高蓬松性非织造层中的纤维与胶结材料的比为按重 量计2 %。
[0124] 为了使试样固化,通过大约20°C的水使其饱和约10分钟,然后将其放置在大约 20°C的水槽中的不锈钢板之间,在该水槽中其维持完全没入约一天。不锈钢板用于确保试 样固化成平坦构造。在样品被从水槽移出之后,使用回转式锯将其切割成用于测试的试样。 试样通常在被移出用于测试之前没入水中约一天。
[0125] 固化的产品密度为2. 06g/cc。固化的复合结构具有在第一裂缝处(如实施例1中 所述)计算的8. 41MPa(1220psi)的挠曲强度。
[0126] 实施例9
[0127] 高蓬松性非织造层如在实施例1中所述的那样制造。使用将过滤层中的纤维与高 蓬松性非织造层机械地互锁的针刺工艺来将170g/m2的PET针打孔过滤层附接至高蓬松性 非织造层的第一表面。过滤层具有2. 23_的厚度、5. 26MPa的杨氏模量以及11. 74kN/m的 面内刚度(在沿2个相垂直方向的0至20%的应变上进行平均)。因此过滤层面内刚度大 于 7kN/m〇
[0128] 将富氧化铝胶结材料配量至高蓬松性非织造物的第二表面上,然后在周期性刮削 顶表面的刷子的帮助下使该第二表面受振床作用以使富氧化铝胶结材料分散至高蓬松性 非织造层中。将PVC层(Marchem Southeast V1337)饶至第二表面上,形成液体阻挡层。 PVC层具有0. 55mm的厚度、18. 7MPa的杨氏模量以及10. 3kN/m的面内刚度(在沿2个相垂 直方向的〇至20%的应变上进行平均)。因此PVC层的面内刚度也大于7kN/m。
[0129] 过滤层和液体阻挡层的面对刚度在双方的15%之内。在平坦的情况下填充织品的 厚度为大约18mm并且该厚度跨柔性复合结构相对恒定。
[0130] 以如下方式将样品绕直径为30mm的钢筋弯曲:过滤层为最外表面(距钢筋最远) 并且PVC为最内表面。观察到弯曲样品的厚度基本上从18mm下降至大约IOmm(-些地方 为12mm)。该厚度降低与曲率半径对应并且是非均匀的。被类似地弯曲成50mm的半径的相 同样品示出在18mm和14mm之间进行的厚度变化。
[0131] 然后以如下方式将样品绕同一钢筋弯曲:现在过滤层为最内表面并且PVC层为最 外表面。观察到厚度减小了大约Imm并且在内侧非织造过滤层的表面上形成了皱褶,在皱 裙的顶点处厚度从18mm减小至13mm〇
[0132] 在该实施例中,使复合结构沿两种方向弯曲成半径大约等于复合结构的厚度引起 了在弯曲的两种方向上大于20%的局部厚度变化。如果使材料在该弯曲状态下固化,则这 些厚度变化可能引起更容易引发裂缝的薄弱区。复合结构中的过滤层和液体阻挡层具有类 似的面内刚度值。此外,两个层的面内刚度都没有小于7kN/m(这将有助于使复合结构在没 有皱褶或显著局部厚度变化的情况下弯曲)。
[0133] 实施例10
[0134] 高蓬松性非织造层如在实施例1中所述的那样制造。使用将过滤层中的纤维与高 蓬松性非织造层机械地互锁的针刺工艺来将170g/m2的PET针打孔过滤层附接至高蓬松性 非织造层的第一表面。过滤层具有2. 23_的厚度、5. 26MPa的杨氏模量以及11. 74kN/m的 面内刚度(在〇至20%的应变上进行平均)(显著大于71^/111)。
[0135] 将富氧化铝胶结材料配量至高蓬松性非织造物的第二表面上,然后在周期性刮 削顶表面的刷子的帮助下使该第二表面受振床作用以使富氧化铝胶结材料分散至高蓬松 性非织造层中。以如下方式将由乳胶(斯潘德克斯弹性织物)和聚酯纤维形成的编织、 涂覆弹性织物层压至高蓬松性非织造层的第二表面以形成液体阻挡层:将RS Heavy Duty Adhesive (可从UK的RS Ltd获得)施加至弹力纤维和填充的高蓬松性非织造层两者,然后 在压板之间以2. 5MPa的压力将所述两个层压在一起。与弹性织物接触的顶压板维持在大 约120°C的恒定温度5分钟,然后在维持该压力的同时在另一 5分钟时间段被水冷至大约 27°C。编织的液体阻挡层300具有0. 33mm的厚度、2. 73MPa的杨氏模量以及0. 90kN/m的面 内刚度(在沿两个相垂直方向的〇至20%的应变上进行平均)(面内刚度在3kN/m以下)。 柔性复合结构的厚度为大约13mm。
[0136] 非织造过滤层显著比弹性织物层刚度更大(面内刚度是液体阻挡层的1200% ), 形成的复合结构在过滤层和液体阻挡层的面内刚度值之间具有大的差(一个层的刚度显 著在7kN/m以上,而另一层的刚度在3kN/m以下)。
[0137] 在第一表面(非织造过滤层)形成最外表面的情况下将样品绕直径为30mm的钢 筋弯曲。观察到在弯曲状态下厚度几乎保持在13_处不变并且在高蓬松性非织造层的第 二表面(液体阻挡层)上没有形成可见皱褶。然后在现在使第一表面(非织造过滤层)在 内侧的情况下将柔性复合结构绕同一钢筋沿相反方向弯曲。观察到:虽然厚度减小了大约 1mm,但是该柔性复合结构几乎均匀并且在非织造过滤面200内侧看不到皱褶(或大于10 % 的局部厚度变化)。因此,即使其在该弯曲位置凝结,该复合结构不太容易由于厚度方面的 改变而具有薄弱区。
[0138] 随着未水合产品的密度增加,挠曲强度增加。均通过相同基底非织造基材制成的 实施例1至实施例3的比较证实了产品密度对最终复合结构性能的影响。没有受任何压力 作用以增加产品密度的实施例3显示出最低的产品挠曲强度。在密度从I. 3g/cm3增加至 I. 55g/cm3的情况下,在第一裂
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