防水通風管產品的製作方法
2023-06-07 04:00:51 2
專利名稱：防水通風管產品的製作方法
技術領域：
本發明一般涉及建築材料產品，特別是涉及防水纖維風管產品和製造該產品的方法。
其他隔熱的HVAC系統使用的管道或者用剛性管道板或管制成或者用它們作為襯裡。管道板是由樹脂粘結的礦物纖維製成的剛性元件，而且其氣流表面也可以有保護塗層。管道板一般具有大約3至6磅/立方英尺的密度和0.5至2英寸的厚度。從前述的管道襯裡製造商處可以購買各種商標的塗覆的和未塗覆的管道板。不管在管道襯裡上還是在管道板上，專用的防水塗層都增加了製造這些產品的成本和複雜性。
公知的微生物可以在有水分和養分的環境中生長同時許多種微生物對室內的空氣品質(IAQ)有不利的影響。如果液態水滲漏到通風管的隔熱層中，水會收集滯留在隔熱層中並支持微生物的生長。
為了解決HVAC系統中微生物生長的問題，美國專利申請Nos.5314719、5379806、5487412和5783268中公開了在不滲透的管道襯裡和/或管道板的輸送空氣的表面上或表面內施加抗微生物製劑。然而，這些專利沒有提供防止水進入到管道中並在管道隔熱材料中收集和滯留進而導致微生物生長的有效方法。另外，抗微生物製劑在非常有限的區域中有效。也就是，它們僅在其直接施加的區域內能防止微生物的形成。例如，美國專利申請No.5314719描述了大約1毫米的殺真菌劑的抑制區域。典型的管道襯裡和管道板其隔熱層厚度是大約0.5至2英寸。在這些產品中，這種有限的抑制區域對由通過外壁和管道接縫進入的水而浸透的管道隔熱層導致的微生物的形成沒有任何效果。
如果在通風管的氣流表面施用隔熱層產品，防水滲透塗層會抑制水進入到隔熱層和伴隨在其中的微生物的形成。美國專利申請No.3861425討論了將這種塗層施用到由例如棉絮、墊、板或類似的玻璃纖維隔熱介質構成的或加襯的HVAC管道上。雖然這種塗層可以帶來防止纖維腐蝕和防水的好處，卻增加了該產品及其製造方法的成本和複雜性。可以在纖維隔熱產品形成後在其氣流表面上施用塗層。這需要通過刷子、滾軸、噴槍或通過其他一些工具或方法在預先形成的隔熱製品上施用塗層而後使塗層固化或乾燥。這種成形後塗覆步驟延長了製造隔熱產品所需的時間，而且不管手工還是機械化生產，為了確保塗層施用的均勻性必須仔細監視。
許多HVAC系統並未表現出其通風管有明顯的纖維腐蝕因為它們在相對低的空氣流速下工作。因此，它們不需要具有保護塗層或表面材料覆蓋層的隔熱產品。實際上，前述的隔熱產品製造商有幾種用於這類HVAC管道設備的未塗覆管道襯裡和管道板。然而，未塗覆纖維隔熱HVAC管道產品具有有限的防水性。所以，在它們受潮的情況下易於微生物的生長。
因此，對於未塗覆的防水纖維通風管隔熱產品來說，存在一種用於製造該類產品的簡單和經濟的方法。
參考下述優選實施方案和進行本發明過程的優選方法的詳細描述，本發明其他詳細內容、目的和優點將變得清晰。
根據本發明，通過將疏水劑加入到層12和14中至少一層的粘結劑內，優選管道板或管具有防水性，在所述實施方案中，將疏水劑加入到層12中，該層暴露的表面限定了產品10的氣流表面。這樣，防止管道內部的液態水或其他溶液進入產品10中，因此降低了在隔熱層中微生物生長的可能性。優選地，將箔/纖維製品/紙薄片製品或其他適宜的蒸汽阻滯層16附著或粘貼在與層12的氣流表面相對的產品表面上，以防止周圍環境中的水蒸氣進入隔熱層中。
參考圖2，按照慣例，通過熔化例如玻璃的紡絲熔融材料，用許多纖維化裝置22a-22f將熔融材料放入細纖維幕20中而在成形部分18中製造隔熱層12和14。纖維幕進入成形防護罩24，其中將在水載體中(或水和粘結劑按順序)的例如酚樹脂的粘結劑噴到幕20上。在成形防護罩24中，在傳送鏈、帶或其他常規的驅動傳送器26上像網一樣堆聚並收集纖維。為了使層12具有疏水性，至少將纖維化裝置22f裝配成分配其中混合有疏水劑的粘結劑。網出現在成形部分18上後，將其輸送至圖中未示出的固化爐中來壓縮並固化成所需的厚度和密度。而網在爐中時，同時加熱層12和14以固化粘結劑而且使層之間相互粘合從而形成產品10的均勻塊。優選地，使用圖中未示出的加熱壓盤等在足夠的壓力下將層12與層14對齊進行擠壓使層12和14壓制在一起。產品10出現在固化爐後，將蒸汽阻滯層16施加到與氣流表面相對的產品上。
在至少層12中使用的粘結劑優選包括有效量的例如矽、油、碳氟化合物、蠟等的至少一種疏水劑從而使產品具有防水性和耐包含適量溶劑的水溶液的特性。根據所選擇的疏水劑，其有效量的範圍是疏水劑與粘結劑的比例為大約1∶200至1∶5。根據第一個實施方案，適用於這一目的市售的疏水劑是由Midland，MI的Dow Coming公司製造的DC 347矽乳劑。當該製劑以大約1∶24的比例與酚樹脂粘結劑混合表現出良好的防水特性。適於與酚樹脂一起使用的可選擇的疏水劑包括Fairfax，VA的Mobil Oil公司銷售的商標為Mulrex的油乳劑，和Columbus，OH的Borden Chemical Inc.銷售的原料號為SL 849的油。當BordenSL 849油以1∶6的比例與酚樹脂混合時表現出良好的防水特性。
另外，當被製成平面管道板時，儘管在此未圖示出，產品10也可以通過任何本領域公知的適宜技術製成為圓管形狀，這樣製成產品同時起到隔熱管道管或圓管形管道墊的作用。
表1描述了根據本發明製成的產品10與CertainTeed公司生產的未改性Ultra*DuctTM板的控制樣品的抗液體特性的比較。使用與Intemational Nonwoven Disposables Association(INDA)標準對憎醇數IST 80.6-92所進行的相同測試來評估上述產品，上述測試的目的是測量用酒精和酒精/水溶液溼潤和浸漬的非編織纖維的防水性。憎醇性作為測試材料表面的表面能量或斥水性的大致評估。水和異丙醇溶液抵抗時間是表示去離子水的2ml試樣或以所述的量與異丙醇混和的去離子水的時間。
表1
如表1所示，控制和產品10都表現出超過24小時的抗水時間。儘管在表1中未示出，對於具有溶劑濃度為30體積％或更高的異丙醇水溶液來說，所有產品抗液體時間都可以忽略不計的。然而，對於20％的異丙醇溶液來說產品10的抗液體時間明顯比控制的時間長。
儘管出於例證的目的已經詳細描述了本發明，應該理解，這些詳細描述僅是出於該目的，在不背離由權利要求所限定的本發明的精神和範圍的前提下，本領域的普通技術人員可以作出各種改進。
權利要求
1.一種隔熱通風管產品，包括用樹脂粘結劑粘合的纖維材料形成的第一層；和用樹脂粘結劑粘合的纖維材料形成的第二層，其中至少所述第一和第二層中的樹脂粘結劑包含有效量的疏水劑以使產品具有防水性和抗不超過20體積％的異丙醇水溶液的特性。
2.如權利要求1所述的產品，其特徵在於所述疏水劑的有效量是粘結劑中疏水劑與粘結劑的比例為1∶200至1∶5。
3.如權利要求1所述的產品，其特徵在於所述疏水劑是選自矽、油、碳氟化合物和蠟。
4.如權利要求1所述的產品，其特徵在於所述的第一層是剛性的。
5.如權利要求1所述的產品，其特徵在於產品是管道板。
6.如權利要求1所述的產品，其特徵在於產品是管道管。
7.一種製造隔熱通風管產品的方法，所述的方法包括的步驟是(a).提供用樹脂粘結劑粘合的纖維材料形成的第一層；(b).提供用樹脂粘結劑粘合的纖維材料形成的第二層，其中至少所述第一和第二層中的樹脂粘結劑包含有效量的疏水劑以使產品具有防水性和抗不超過20體積％的異丙醇水溶液的特性；(c)將第一層粘結到所述的第二層上。
8.如權利要求7所述的方法，其特徵在於其中所述疏水劑的有效量是粘結劑中疏水劑與粘結劑的比例為1∶200至1∶5。
9.如權利要求7所述的方法，其特徵在於所述疏水劑是選自矽、油、碳氟化合物和蠟。
10.如權利要求7所述的產品，其特徵在於所述的第一層是剛性的。
11.如權利要求7所述的產品，其特徵在於產品是管道板。
12.如權利要求11所述的產品，其特徵在於產品是管道管。
13.一種防水粘結劑，包括一種可固化樹脂；和一種疏水劑。
14.如權利要求13所述的粘結劑，其特徵在於所述疏水劑的有效量是粘結劑中疏水劑與粘結劑的比例為1∶200至1∶5。
全文摘要
本發明涉及防水纖維通風管隔熱產品和製造該產品的方法。該產品包括包含了多層樹脂粘結的纖維墊的管道板或管道管。通過將疏水劑混入至少一個與氣流表面鄰接的層的樹脂中，優選管道板或管具有防水性。
文檔編號F16L59/02GK1457294SQ02800331
公開日2003年11月19日 申請日期2002年2月19日 優先權日2001年2月20日
發明者M·S·託爾斯, J·O·瑞德 申請人:聖戈班伊索福公司