專利名稱:應(yīng)用更寬闊的聚酯薄膜的現(xiàn)場鋪設(shè)屋頂組合材料及其方法
本發(fā)明涉及屋頂建筑材料及其方法，特別是涉及一種能夠應(yīng)用更廣闊的聚酯薄膜的現(xiàn)場鋪設(shè)屋頂組合材料及其建造方法。
本發(fā)明是原642，576號專利(1984年8月20日提交)即現(xiàn)在的4，521，478號專利(1985年6月4日頒布)的延續(xù)部分。
近來已發(fā)現(xiàn)到在屋頂建造中，使用經(jīng)瀝青浸透的聚酯薄膜能得到良好的效果。但由于在屋頂建造現(xiàn)場中，將防水材料加到聚酯上會遇到困難，所以通常都是將聚酯薄膜在工廠內(nèi)事先用瀝青或其他防水材料進(jìn)行加工處理。未經(jīng)加工的非織造聚酯薄膜一般都不耐熱，而且也不容易吸收瀝青。
在進(jìn)行低溫屋頂鋪設(shè)工程中，未經(jīng)加工的聚酯薄膜可與瀝青一起使用。所用的瀝青需用乳膠或聚丙烯加工改良，而將其以冷液態(tài)噴到聚酯薄膜上。但是這種低溫屋頂鋪設(shè)方法卻不能完全令人滿意，這是由于屋頂鋪料經(jīng)過幾個(gè)月之后仍發(fā)粘而未干。而由于不能在上面走動，便妨礙了屋頂工程的完成和維修和檢查工作的進(jìn)行。
也曾設(shè)想在使用聚酯薄膜時(shí)采用熱瀝青，但由于需要在屋頂上用火加熱瀝青，就有引起火災(zāi)的危險(xiǎn)，而且不安全。
因此，大部分用來鋪設(shè)屋頂?shù)木埘ゲ牧隙际蔷埘|料，即在工廠內(nèi)經(jīng)過瀝青浸透的聚酯薄膜。
然而，在工廠內(nèi)經(jīng)瀝青浸透的聚酯薄膜的應(yīng)用也有缺點(diǎn)。它不但價(jià)格昴貴，而且運(yùn)輸和處理這類沉重的物料卷也較困難。
本發(fā)明設(shè)計(jì)了在建造屋頂時(shí)，在屋頂現(xiàn)場使用聚酯一熱瀝青或煤焦油組合材料的方法，從而避免了上述各種缺點(diǎn)。
現(xiàn)在所制造的經(jīng)過樹脂加工處理后的聚酯，能夠抵受熱瀝青及其他熱防水材料的溫度(450°F)，因此，現(xiàn)在進(jìn)行屋頂?shù)臒徜佋O(shè)工程時(shí)，可應(yīng)用由這種經(jīng)樹脂加工制成的平滑的非織造聚酯薄膜。
此外，由于發(fā)明了一種新的熱液泵，可以將液態(tài)的熱瀝青直接泵送到屋頂去，因此不需要在屋頂上用火加熱瀝青。
應(yīng)用熱防水材料及聚酯薄膜來建造屋頂具有很多優(yōu)點(diǎn)。
平滑的非織造聚酯薄膜卷料，不但重量輕，而且價(jià)格及運(yùn)輸費(fèi)也較低。
平滑的聚酯薄膜卷料比較容易處理及使用。此外，通常只需用一層輕質(zhì)的聚酯薄膜，即足以供屋頂鋪設(shè)工程用。
根據(jù)本發(fā)明方法，可以將聚酯與瀝青層一起熔合而形成組合薄層，同時(shí)可直接粘附在屋面基底材料上。這種在屋頂施工現(xiàn)場即可以在制成組合薄層的同時(shí)，而將其粘附的方法，不單能降低建筑成本，而且可建造質(zhì)量更好，粘結(jié)力更強(qiáng)的屋頂材料。
本發(fā)明方法及建造過程將詳述如下。
本發(fā)明所提出的組合薄層，可以和不同的屋面基底或底層材料，及泡沫塑料(如聚氨酯和異氰脲酸酯)表層材料一起使用，而提供一種極為耐用的屋頂組合材料。
原料聚酯薄膜可制成寬約162吋的寬幅薄膜，將其各邊經(jīng)過修剪后，成為寬約160吋的加工薄膜。然后將其切成四分，而制得一般工業(yè)用的標(biāo)準(zhǔn)40吋寬的薄膜。
鋪設(shè)屋頂用的薄膜尺寸為40吋，這是過去40年來沿用的標(biāo)準(zhǔn)尺寸。鋪設(shè)層頂薄膜未曾切成更大尺寸的原因，可能是大部分由玻璃纖維，油氈，和經(jīng)瀝青浸透的材料都相當(dāng)沉重，而處理和運(yùn)輸更大尺寸的材料則極為不便。
然而，應(yīng)用本發(fā)明所提出的輕質(zhì)聚酯薄膜時(shí)，則可設(shè)計(jì)應(yīng)用尺寸更寬大的薄膜，因而可以減少聚酯料卷的運(yùn)載量和處理量。
此外，應(yīng)用較寬的薄膜，可使屋面的鋪設(shè)接縫減少三分之一。減少接縫有兩個(gè)好處(a)將薄膜并排地鋪設(shè)可節(jié)省人力;(b)由于接縫是屋頂被造中最薄弱部分，而減少接縫就能降低產(chǎn)生裂縫的可能性。
在近來所進(jìn)行的一次屋頂建造實(shí)驗(yàn)工程中，意外地發(fā)現(xiàn)到使用更廣闊的聚酯薄膜的其他優(yōu)點(diǎn)。
寬度達(dá)54吋的聚酯薄膜，在不平坦的屋面基底的基層材料上應(yīng)用時(shí)，較容易進(jìn)行鋪蓋，也就是說，更寬闊的聚酯薄膜能更好地粘附的屋面上。寬薄膜的這種良好的粘附性的優(yōu)點(diǎn)是，它可使屋面更為平整，排水控制更為便利，還且可降低或避免淤塞情形。
寬薄膜能更緊密地貼附在屋面上的原因并未肯定，但可能是由于寬薄膜能增加撓彎性的結(jié)果。
寬薄膜應(yīng)用的另一優(yōu)點(diǎn)是，只需要將160吋的原料薄膜切兩次(即成三層薄膜)，而不需要切三次(成四層)，這樣自然就減少制造設(shè)備及刀具的磨損。
也可考慮使用80吋寬的薄膜，以便節(jié)省人力和制造費(fèi)用。
在第2200881德國專利中曾說明了，當(dāng)采用乳膠漿和瀝青進(jìn)行低溫屋頂鋪設(shè)施工時(shí)，應(yīng)用織造聚酯薄膜的方法，但其所說明的方法與本發(fā)明方法有所不同。首先，它采用的是低溫施工方法而不是本發(fā)明所應(yīng)用的熱施工法，而且它所用的是織造聚酯薄膜而不是非織造聚酯薄膜。這種應(yīng)用瀝青乳漿的材料很長時(shí)間都不能變干，因此不宜在實(shí)際中采用。
美國專利第4，230，762號(Iwasaki等，1978年8月15日)中，對一種在工廠中經(jīng)瀝青浸透的非織造纖維進(jìn)行了說明。但該專利中并沒有提出在施工現(xiàn)場使用平滑而未經(jīng)事先浸透的聚酯薄膜的方法。上文曾提出過，在工廠中經(jīng)過浸透的材料，由于重量增加，不但使其運(yùn)輸費(fèi)提高，而且這種材料本身也難予處理。
美國專利第3，369，958號〔H.弗利曼(H.Fleeman)，1968年2月20日〕曾提出過一種經(jīng)模壓的聚乙烯或聚氯乙烯薄膜材料的應(yīng)用，這種材料可以抵受使用熱瀝青進(jìn)行屋頂鋪設(shè)所散發(fā)的熱量。然而，該專利并沒有提出聚酯薄膜的具體應(yīng)用;也沒有提出可以使瀝青透過聚酯薄膜，而同時(shí)形成組合材料薄層的方法。
本發(fā)明的特點(diǎn)是，它提出了一種現(xiàn)場鋪設(shè)屋頂用的組合材料，其中包括一組合薄層，它在形成的同時(shí)，可以粘附到屋面基底或底層材料上。組合材料包括加在屋面基底或基層材料上的第一層防水材料。防水材料可選用瀝青，經(jīng)改良的瀝青，或煤焦油。
在第一層防水材料上，至少需鋪上一屋非織造聚酯薄膜。它是由并排地鋪設(shè)于第一層瀝青或煤焦油材料上的多條聚酯薄膜所組成，而其寬度大于40吋。聚酯薄膜的重量大約是每平方碼4-14安士，而最好是每平方碼5.5-7.5安士。
在聚酯薄膜上再加上第二層防水材料。需使第二層防水材料能透過聚酯薄膜，并且與第一層防水材料相熔合，從而形成一固附于屋面基底上的組合薄層。
在組合薄層上鋪設(shè)一層隔熱層。隔熱層材料可選用砂礫，泡沫塑料，或砂膠等，然后再鋪上碎石。泡沫塑料可以由聚氨酯或異氰脲酸酯所構(gòu)成。與此相似，屋面基底也可包括泡沫塑料。
聚酯薄膜在鋪設(shè)之前，可先將其進(jìn)行壓印，以增強(qiáng)薄膜的柔軟性和粘性。
按上述方法所制成的屋頂組合材料的耐用程度，是現(xiàn)有材料所無法匹敵的。而實(shí)際上，它也具有高度的防裂性。
本發(fā)明的一個(gè)目的是，提供一種經(jīng)過改良的鋪設(shè)屋頂組合材料及其方法。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是，提供一種鋪設(shè)屋頂材料。其中包括一薄層材料，當(dāng)薄層在形成的同時(shí)，可以粘附在屋面基底上。
對于本發(fā)明的上述及其他目的，可通過以下詳細(xì)說明及各附圖就可更加明了。
圖1是本發(fā)明中所提出的屋頂組合材料的放大剖面圖。
圖2是圖1所示的屋頂組合材料的另一種可適用形式的放大剖面圖。
圖3是圖1所示的屋頂組合材料可供選用的另一形式的放大剖面圖。
圖4是將聚酯薄膜原料(160吋)按現(xiàn)有技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，切成約40吋寬的平面圖。
圖5是將聚酯薄膜原料(160吋)按本發(fā)明方法，切成約54吋寬的平面圖。
總括來說，本發(fā)明的特點(diǎn)是，它提出了一種現(xiàn)場鋪設(shè)屋頂組合材料，其中包括一層防水薄層，當(dāng)其在形成的同時(shí)，可粘附在屋面基底上。組合材料及其建造方法，可以參照圖1至圖3加以說明。為了簡結(jié)起見，圖中相同的材料層則用相同的標(biāo)注表示。
圖1是屋頂組合材料層10的剖面圖。它是粘附于屋面基底或底屋材料上。組合材料層10是由多層材料所組成。第一層是瀝青層12。而根據(jù)瀝青鋪設(shè)的不同部位要求，如暗角、平鋪、或陡坡部位等，瀝青的溫度可控制在350°F至480°F之間。經(jīng)乳膠加工的瀝青或煤焦油都可用作該瀝青層12的材料。
所使用的瀝青最好經(jīng)過浸漬。將瀝青放置于可控制溫度的大罐中加熱至450°F。為成功地鋪設(shè)聚酯薄膜，將瀝青加熱罐里的溫度保持恒定是很重要的一個(gè)因素。
應(yīng)用恒溫大瀝青加熱罐可使施工人員一抵達(dá)現(xiàn)場即可以立刻開始工作，而不需要等等瀝青加熱。這樣便能夠連續(xù)地提供熱瀝青，而維持高效率操作。此外，應(yīng)用加熱罐能消除煙霧，因此比使用加熱鍋更為安全，并能節(jié)約丙烷。
把熱瀝青泵入瀝青攤鋪機(jī)或小型的熱瀝青拖抹器，而機(jī)械操作工用拖抹器鋪設(shè)每平方尺的50磅的熱瀝青。
將經(jīng)過樹脂處理的非織造聚酯薄膜層13鋪設(shè)在瀝青層12上。樹脂的加工材料可使聚酯抵受熱瀝青的熱力。
當(dāng)屋面基底或底層材料上涂抹瀝青的同時(shí)，另外一個(gè)工人將一卷重50磅的聚酯薄膜在瀝青層12上鋪開。薄膜卷的寬度約為54吋。將薄膜卷逐個(gè)地并排鋪好，直至將全部屋面鋪上。
另一個(gè)工人則在聚酯薄膜層13上，覆蓋另外一層每平方呎重50磅的瀝青層14。而瀝青層14則可以透過聚酯薄膜層13。
因聚酯薄膜厚達(dá)68密耳，因此需要多量的瀝青來填滿薄膜層13。
為保證瀝青層能很好地透過聚酯薄膜層，需將瀝青層14進(jìn)行拖抹。而且應(yīng)從側(cè)邊在聚酯薄膜上進(jìn)行拖抹，以避免聚酯薄膜被工人踐踏，及避免下層瀝青層12移動位置。
瀝青層14透過聚酯層后與下層的瀝青層12相熔合，而將聚酯層13支撐起來。
當(dāng)瀝青層14被拖抹而透過聚酯薄膜時(shí)，由聚酯薄膜與瀝青組合而成的薄層則可同時(shí)形成，并牢固地粘附在屋面基底11上。
瀝青層14必須加以遮蓋，以避免有害的太陽紫外光照射，而且聚酯層13也需要保持在較低的溫度下。因此，在瀝青層14上需要鋪設(shè)一層隔熱層。圖1至圖3說明了三種對組合材料薄層進(jìn)行覆蓋的方法。
圖1說明的是第一種方法，將砂膠層15覆蓋在瀝青層14上，然后將碎瓷石層16嵌入砂膠層15中。
砂膠層15中含有溶于酒精溶劑中的瀝青。此外，砂膠中也可以加入石棉或玻璃纖維。
將碎石層16材料倒入地面提升機(jī)(Ground-Level Machine)〔由科羅拉多州，丹佛市的科爾特一金公司(Kold-King，Denver，Colorado)制造〕，將其泵上屋頂，再噴灑在砂膠層15上。
圖2表示將砂礫層17直接鋪到瀝青層14上。
圖3表示將泡沫塑料層18鋪加到瀝青層14上。泡沫塑料可用厄普約翰公司(Upjohn Company)生產(chǎn)的聚氨酯或異氰脲酸酯類材料。
基底層11可以是屋面基底本身，或者可包括鋪加在屋面基底上的泡沫塑料層。而泡沫塑料可以由聚氨酯或異氰脲酸酯組成。
基底上的泡沫塑料和隔熱層18的泡沫塑料，可成塊地或成片地噴涂或鋪設(shè)上去。
聚酯薄膜可以鋪一層，二層，或三層，而其重量為每平方碼4-14安士。
經(jīng)樹脂處理的非織造聚酯薄膜是由新澤西州的荷澤公司(Hoechst Co.，New Jersey)出品，其商品名稱是“Trivera R”。
另外一種可應(yīng)用于熱施工屋頂組合材料的聚酯薄膜是由特拉華州，威爾明頓的杜邦公司(Du Pont CO.，Wilmington，Del.)所生產(chǎn)的一種商品名稱叫“Reemay Hot”薄膜，它是一種由聚酯與玻璃纖維組成的層壓薄膜。
碎瓷石層26材料是由新澤西州，貝爾米德的3M公司(3M Company，Bellmade，New Jersey)出品的第11類產(chǎn)品。而碎石也可由GAF公司購得。
所用的砂膠可由新澤西州，東拉瑟福德的蒙思公司(Momsey Corporation，East Rutherford，N.J.)購得。
所用的瀝青可由艾克森公司(Exxon Corporation)購得。
本發(fā)明提出的屋頂鋪設(shè)用的組合材料，具有極佳的防裂性能。由于現(xiàn)時(shí)的屋頂建筑材料失效的最主要原因是產(chǎn)生裂紋，因此本發(fā)明材料的優(yōu)良防裂性就具有重大意義。
現(xiàn)參照附圖4。在工廠內(nèi)將聚酯薄膜原料按現(xiàn)術(shù)技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)尺寸切割成四等分，分別用20a，20b，20c，和20d表示。將寬約為162吋的薄膜原料，首先將其兩側(cè)修剪約1寸(如修剪成20c和20f所示)。切成四等分的薄膜20a，20b，20c和20d各約40吋寬。再將其卷好，然后運(yùn)走。
參照附圖5，按本發(fā)明方法的制作過程，將寬約162吋的薄膜原料22切成三分，即20a，22b，及22c，分別寬約54吋。而如圖4所示的修剪部分則可用也可不用，也就是說，修剪過程并非必需，這是由于即使不進(jìn)行修剪，將薄膜原料22均分成三分也是可能的。
將22a，22b和22c各薄膜卷好，然后運(yùn)走。
進(jìn)行屋頂建造時(shí)，可將新尺寸的薄膜22a，22b和22c在瀝青12上并排地鋪設(shè)。應(yīng)用較寬闊的聚酯薄膜時(shí)，不但可使所用的薄膜卷數(shù)減少;而且使接縫數(shù)目也減少三分之一。
此外，使用較寬的薄膜卷料，可使鋪設(shè)的屋面更為平整。
對本發(fā)明進(jìn)行了說明之后，對要求專利保護(hù)的權(quán)項(xiàng)，將在權(quán)利要求
中提出。
權(quán)利要求
1、一種在現(xiàn)場鋪設(shè)的屋頂組合材料，其組成包括
加在屋面基底或底屋材料上的第一層防水材料，可選用瀝青，經(jīng)改良的瀝青，或煤焦油等材料；
加在第一層防水材料上的非織造聚酯薄膜，至少需加上一層非織造聚酯薄膜，而其寬度超過40寸，而且是并排地鋪設(shè)在瀝青上；
加在聚酯薄膜上的第二層防水材料，該層防水材料能透過聚酯薄膜，而與第一層防水材料相熔合而形成一組合薄層，并能固附于屋面基底上；
鋪在組合薄層上的隔熱材料層，從而形成屋頂組合材料，這種組合材料的防裂性能極為優(yōu)良。
2、根據(jù)權(quán)利要求
1的屋頂組合材料，其中的隔熱層可包括砂礫，碎石，或耐熱泡沫塑料等材料。
3、根據(jù)權(quán)利要求
2的屋頂組合材料，所用的泡沫塑料可包括聚氨酯。
4、根據(jù)權(quán)利要求
2的屋頂組合材料，所用的泡沫塑料可包括異氰脲酸酯。
5、根據(jù)權(quán)利要求
1的屋頂組合材料，其中聚酯層重量約為每平方碼4-14安士。
6、根據(jù)權(quán)利要求
5的屋頂組合材料，其中聚酯層重量約為每平方碼5.5-7.5安士。
7、根據(jù)權(quán)利要求
1的屋頂組合材料，所用的聚酯薄膜需經(jīng)壓印。
8、根據(jù)權(quán)利要求
1的屋頂組合材料，其中屋面基底可包括泡沫塑料。
9、根據(jù)權(quán)利要求
2的屋頂組合材料，其中隔熱材料包括碎石，而在第二層材料與碎石之間則鋪上一層砂膠。
10、根據(jù)權(quán)利要求
1的屋頂組合材料，所用的聚酯薄膜寬度約為54寸。
11、一種現(xiàn)場鋪設(shè)屋頂組合材料，其組成包括
加至屋面基底或底層材料上的第一層瀝青;
在第一層瀝青上，至少鋪上一層非織造聚酯薄膜，薄膜并排地鋪在第一層瀝青上，而其寬度大于40寸;
在聚酯薄膜上加上第二層瀝青，該層瀝青能透過聚酯薄膜而與第一層瀝青相熔合，而形成粘附于屋面基底上的組合薄層;
在形成的組合薄層上，再鋪上一層隔熱材料，隔熱層包括鋪上碎石的一層砂膠。
12、根據(jù)權(quán)利要求
11的現(xiàn)場鋪設(shè)屋頂組合材料，所用的聚酯薄膜寬度約54吋。
13、一種現(xiàn)場鋪設(shè)屋頂組合材料的建造方法，其中包括下列過程
(a)在屋面基底或底層材料上加上第一層防水材料;
(b)在第一層防水材料上至少加上一層聚酯薄膜，薄膜并排地鋪在第一層防水材料上，其寬度大于40吋;
(c)在聚酯薄膜上加上第二層防水材料;
(d)使第二層防水材料透過聚酯薄膜，而與第一層防水材料相熔合，并形成粘附于屋面基底上的組合薄層;
(e)將一層隔熱材料覆蓋于組合薄層上。
14、根據(jù)權(quán)利要求
13的方法，其中防水材料包括瀝青。其中過程(c)是將瀝青拖抹在聚酯薄膜上。瀝青的溫度約為350°-480°F。
15、根據(jù)權(quán)利要求
13的方法，其中覆蓋過程(e)包括在組合薄層上，加上一層砂礫。
16、根據(jù)權(quán)利要求
13的方法，其中覆蓋過程(e)包括在組合薄層上，鋪上一層砂膠，然后在砂膠上再鋪上碎石。
17、根據(jù)權(quán)利要求
13的方法，其中覆蓋過程(e)包括在組合薄層上，噴涂一層耐熱泡沫塑料。
18、根據(jù)權(quán)利要求
13的方法，可進(jìn)一步包括
(f)在聚酯薄層進(jìn)行鋪設(shè)過程(b)之前，可進(jìn)行壓印。
19、根據(jù)權(quán)利要求
13的方法，其中覆蓋過程(e)包括，在組合薄層上加上塊狀隔熱材料。
20、根據(jù)權(quán)利要求
13的方法，所用的聚酯薄膜寬度約54吋。
21、由薄膜原料制成多條薄膜的過程包括
(a)首先制成非織造聚酯薄膜原料，該原料用作建造屋頂組合材料的組合薄層;
(b)將薄膜原料切成不超過三條薄膜，其寬度各約為54寸;
(c)將切好的薄膜卷起。
22、根據(jù)權(quán)利要求
21的方法，將薄膜原料在過程(b)中，切成兩條同樣寬約80寸的薄膜。
專利摘要
一種鋪設(shè)屋頂用組合材料，組合材料包括一層組合薄層，它在形成過程中，能同時(shí)粘附到屋面基底上。組合薄層包括一層夾在上下兩層瀝青之間的耐熱非織造聚酯薄膜，其中上層的瀝青能透過聚酯而與下層瀝青溶合而形成均勻的組合薄層。其中所用的聚酯薄膜寬度超過40吋，而并排地鋪設(shè)在瀝青上，這樣就可減少接縫數(shù)目，并能更緊密地粘附于屋面上。
文檔編號B32B3/10GK86101115SQ86101115
公開日1986年9月24日 申請日期1986年2月19日
發(fā)明者約翰·P·哈格曼 申請人:約翰·P·哈格曼導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan