用于工业环境中的保护元件的涂层织物

摘要

本发明涉及一种涂层织物，其特别是能够用作可充气结构中的布料，其不含卤素，包含基于人造长丝的织物芯，所述织物芯具有第一面和与所述第一面相对的第二面，所述第一面涂覆有基于硅树脂的涂层，所述第二面涂覆有基于热塑性聚合物的涂层，所述涂层各自含有至少一种相同或不同的阻燃化合物，其量足以使涂层织物具有小于或等于18MJ/kg的总热值。

说明书

技术领域

本发明涉及用于工业环境、特别是核环境中的保护元件的涂层织物的领域。其应用于例如三维结构的生产，特别是可充气结构的生产，或作为二维保护元件。

背景技术

在核工业环境中的工作区域中使用的可充气结构必须符合涉及发电站中使用的产品和材料的严格规范。

定义为核工业环境的场所，特别是核电站，分为以反应器为中心的三个区域：

-第一区域，称为反应器区域，其中不允许包含金属的材料且也不允许卤素；

-第二区域，称为涡轮机区域，其中不允许含有聚氯乙烯(PVC)的膜；

-第三区域，称为常规区域，其中允许含有PVC的膜。

当前，在第一和第二区域中，使用基于热塑性聚氨酯(TPU)和硅树脂的膜，而在第三区域中使用基于PVC的膜，以生产用于设备的保护结构；其中，可提及充气帐篷。

为了用在充气帐篷结构中，必须用抗折叠和撕裂的柔性材料生产膜。显然，在核工业环境的特定应用领域中，这些材料还必须符合以下规范：

-小于18MJ/kg的总热值(GCV)，

-小于400g/m

-大于15daN的撕裂强度，

-不存在卤素和金属化合物。

这组要求非常具有限制性，这意味着用于此类应用的膜较难获得。

已知包含聚酯基织物的膜，所述聚酯基织物在一侧上涂覆有基于硅树脂的材料，在另一侧上涂覆有基于PVC的材料，例如专利EP 1 431 447中描述的。然而，这样的膜很重，柔性低并且含有氯。因此，那些膜不能用于核工业环境。此外，万一不渗透性退化，这样的膜不能容易地在现场修复。因此，开发一种可以通过粘合胶粘密封条直接原位修复的膜是有利的。

为了能够在核工业环境中使用这种类型的膜，PVC涂层必须用不含卤素的热塑性材料代替，并且织物芯的重量必须大幅降低。这种改进遇到了许多问题，因为降低织物芯的重量可导致其厚度降低，因此基于硅树脂的涂层和位于相对面上的涂层之间存在接触的风险。必须禁止这种类型的接触，以便获得所需的性能。

还已知不包含PVC的多层膜，例如专利US 6 239 046和专利申请US2002/187696中描述的用于气囊的膜。这些膜包含聚硅氧烷层和聚氨酯层。但是，这些膜不能用于核工业环境，因为它们的柔性和弹性太高并且它们不透气。实际上，气囊必须迅速充气并具有柔性和弹性，以便它们可以形成空气垫以吸收冲击，但是它们必须能够在冲击后自行放气以便能够放开车辆的乘员。此外，这些膜不含有阻燃化合物。

发明内容

因此，需要符合这些规范并且既是柔性的又不透气且不透气水的膜。

特别地，需要具有改善的火灾行为的膜，所述膜具有抗污染和耐磨性，并且即使在膜已经折叠的情况下也具有对空气和水的良好的不渗透性。这些膜还必须在低温和高温下是柔性的，并且不含卤素。这些膜需要这些性能以用于核工业环境中，如核电站。

为了满足此需求，申请人已经开发了一种织物，所述织物在每个面上涂覆有不包含卤素的不同材料。

因此，本发明涉及一种涂层织物，其特别是能够用作可充气结构中的布料，其不含卤素，包含基于人造长丝的织物芯，所述织物芯具有第一面和与所述第一面相对的第二面，所述第一面涂覆有基于硅树脂的涂层，所述第二面涂覆有基于热塑性聚合物的涂层，所述涂层各自含有至少一种阻燃化合物，所述阻燃化合物可以相同或不同，其量足以使涂层织物具有小于或等于18MJ/kg的总热值。

为了生产这种类型的涂层织物，申请人已经观察到，有必要采取技术和操作上的预防措施，以防止热塑性聚合物与含硅材料接触，所述接触具有发生涂层对织物芯缺乏附着力的危险，不管是织造的还是非织造的。这就是为什么在一个优选的实施方案中已经观察到织物的芯必须提供对相互不相容的表面材料通过的不可渗透性的原因。通过在织造芯的情况下具有足够紧密的编织，或者在非织造芯的情况下通过足够致密来获得这种不渗透性。

本发明还涉及包含上述涂层织物的充气帐篷。

更特别地，本发明涉及所述充气帐篷在核工业环境中的用途。

除了不存在卤素外，根据本发明的涂层织物还具有多个优点，例如柔性、阻燃性、低重量，以及通过例如将常规的胶粘剂如压敏胶粘剂将密封条粘合到基于热塑性聚合物的层上的可能性而实现在损失不渗透性的情况下在操作现场直接修复的可能性。

根据本发明的涂层织物能够用作可充气结构中的布料。换句话说，根据本发明的涂层织物具有足够的柔性以通过充气而变形，但是具有足够的机械强度以使其不撕裂。

因此，申请人已经开发了不包含卤素的涂层织物，使其能够在三个区域的核工业环境中使用，而不管它是反应器区域、涡轮机区域还是常规区域。

根据本发明，涂层织物包含基于人造长丝的织物芯。织物芯可以是织造的或非织造的。

有利地，人造长丝的纤度在120dtex至1500dtex的范围内，优选在200dtex至1100dtex的范围内，非常优选在280dtex至550dtex的范围内。这是有利的，因为获得了在柔性、重量和机械强度之间具有良好折衷的芯。

有利地，人造长丝选自包含聚酯长丝和聚酰胺长丝(单独或作为混合物)的组。更有利地，人造长丝是聚酯长丝。

为了确保不渗透性，并且特别是为了防止基于硅树脂的涂层和基于热塑性聚合物的涂层之间的任何接触，在芯是织造的情况下，织物芯有利地包含5至40经丝/cm和5至40纬丝/cm，孔隙率小于根据标准DIN 53887的200L/m

织物芯的第一面涂覆有基于硅树脂的涂层。涂层可以基于多种类型的硅树脂。有利地，硅树脂选自包含聚二甲基硅氧烷、聚二苯基硅氧烷、低聚硅氧烷、聚氨基硅氧烷和聚乙烯基硅氧烷的组。

像重量一样，所述涂层的厚度影响涂层织物的性能。找到不渗透性与柔性之间的折衷是优选的。

因此，有利地，基于硅树脂的涂层的重量在40g/m

又有利地，基于硅树脂的涂层的厚度在0.02mm至0.2mm范围内。

出于相同的原因，基于热塑性聚合物的涂层的重量在40g/m

又有利地，基于热塑性聚合物的涂层的厚度在0.02mm至0.2mm范围内。

织物芯的第二面涂覆有基于热塑性聚合物的涂层。涂层可以基于多种类型的热塑性聚合物，只要它们不含有卤素。

有利地，热塑性聚合物选自包含聚氨酯、聚烯烃和聚丙烯酸酯的组。在说明书的其余部分，以优选的形式描述了本发明，其中热塑性聚合物基于聚氨酯。

实践中，基于热塑性聚合物的涂层可以由分散体或由乳液获得，或者实际上由沉积在织物芯上的膜获得。

阻燃性能由掺入涂层中的阻燃化合物提供。阻燃化合物的有效性取决于其环境、其性质和其量。

根据本发明的涂层织物的总热值(GCV)小于或等于18MJ/kg。优选地，涂层织物的GCV小于或等于15MJ/kg，更优选GCV小于或等于12MJ/kg。

所选择的阻燃化合物的性质对足以使织物具有这样的GCV的量有影响。

GCV根据标准ISO 5660使用称为“锥形量热仪”法的方法进行测量。

因此，本领域技术人员将能够确定织物的GCV而无需任何特别的努力。因此，本领域技术人员可以调整掺入到每个涂层中的阻燃化合物的量。

有利地，所述阻燃化合物选自包含以下的组：三水合氧化铝、碳酸钙、多磷酸铵、氢氧化镁、二氧化硅、沸石、羟基锡酸锌和羟基锡酸钙，单独使用或作为混合物使用。

阻燃化合物在每个涂层中可以相同。但是，基于硅树脂的涂层与基于热塑性聚合物的涂层的环境不同。因此，涂层包含不同的阻燃化合物可能是有利的。

因此，有利地，基于硅树脂的涂层包含选自三水合氧化铝和碳酸钙的至少一种阻燃化合物，而基于热塑性聚合物的涂层有利地包含选自三水合氧化铝和多磷酸铵的至少一种阻燃化合物。

此外，即使在每一层中的化合物相同的情况下，阻燃化合物的量也可能从一个涂层到另一个涂层不同。实际上，根据使用条件，可能会出现这样的情况，即涂层织物的一个面比另一个面更多地暴露于着火的危险。在这些条件下，使最暴露的面以较低的自身GCV具有更高的阻燃性可能是有利的。

因此，在一个实施方案中，基于硅树脂的涂层中的阻燃化合物的量不同于基于热塑性聚合物的涂层中的阻燃化合物的量。

有利地，在此实施方案中，基于硅树脂的所述涂层包含2重量％至70重量％范围内的至少一种阻燃化合物，更有利地10重量％至60重量％的范围内，并且还更有利地30重量％至55重量％的范围内。

有利地，在此实施方案中，基于热塑性聚合物、优选基于聚氨酯的所述涂层包含5重量％至90重量％范围内的至少一种阻燃化合物，更有利地15重量％至80重量％的范围内，并且还更有利地50重量％至80重量％的范围内。

附图说明

通过以下借助于附图1对实施方案的描述，本发明的实施方式及其产生的优点将变得显而易见，附图1是根据本发明的一个实施方案的涂层织物的横截面。

显然，图1中所示元素的尺寸和比例与实际相比放大了；这样做的唯一目的是利于对本发明的理解。

具体实施方式

图1表示织物1的特定实施方案，织物1包含具有第一面3和相对的第二面4的织造织物芯2。

在包含上述涂层织物的充气帐篷的情况下，涂覆有基于硅树脂的涂层的面有利地朝向外侧，涂覆有基于热塑性聚合物的涂层的面有利地朝向内侧。

这是有利的，因为织物可以由帐篷内部的使用者通过粘合不可渗透的胶条直接修复。

第一面3涂覆有基于硅树脂的涂层5。如已经提到的，该涂层5包含至少一种阻燃化合物从而为织物1提供阻燃特性。

第二面4涂覆有基于聚氨酯的涂层6。如上面提到的，该涂层6包含至少一种阻燃化合物从而为织物1提供阻燃特性。

由具有基于聚酯长丝的布型框架的织造织物生产多个样品，所述织物具有280dtex的经线，550dtex的纬线，120g/m

在该织物的第一面涂覆包含43重量％碳酸钙的基于聚二甲基硅氧烷的涂层。

然后在第二面涂覆基于聚碳酸酯聚氨酯的水分散体，包含22重量％多磷酸铵和56重量％三水合氧化铝的脂族聚酯，重量百分比是相对于干重而言。

相同的织物在两面上都涂覆有包含43重量％碳酸钙的基于聚二甲基硅氧烷的涂层。

相同的织物在两面上都涂覆有基于聚碳酸酯聚氨酯的水分散体，包含22重量％多磷酸铵且包含56重量％三水合物的脂族聚酯，重量百分比是相对于干重而言。

GCV根据标准ISO 5660使用称为“锥形量热仪”法的方法进行测量。

结果汇总于表1。

表1

如已经提到的，为了符合规范，织物的GCV必须小于18MJ/kg。因此，三个样品A、B和C满足耐火性要求。

撕裂强度根据标准DIN 53 363测量。Taber柔性根据标准D5342-D6650测量。

结果汇总于表2。

表2

如已经提到的，为了符合规范，如果织物耐受15daN(150N)的载荷则具有足够的抗撕裂性。织物还必须具有足够的柔性，如果Taber柔性小于2，就是这种情况。因此，样品A和样品B具有允许它们用于核工业环境中、特别是用作充气帐篷布的撕裂强度和柔性。相比之下，样品C对于这样的用途而言柔性不够。

不透水性根据标准EN 20811测量。

结果汇总于表3。

表3

如果水柱测试的结果大于100cm，则织物是足够不可渗透的。因此，在折叠之前，样品A、B和C都足够不可渗透。相比之下，折叠后，样品C的不渗透性不足。

附着力测试根据标准ISO 4587进行。

结果汇总于表4。

表4

借助由DECATHLON出售的“

粘合到样品B第二面上的胶条无法令人满意地粘合，因此不可能直接在现场修复此织物。相比之下，可以以令人满意的方式将不渗透性胶条粘合到样品A和C的第二面上。

仅样品A满足在核工业环境中使用的所有要求，并且在不渗透性损失的情况下可以直接原位修复。