专利名称:应用更宽阔的聚酯薄膜的现场铺设屋顶组合材料及其方法
本发明涉及屋顶建筑材料及其方法，特别是涉及一种能够应用更广阔的聚酯薄膜的现场铺设屋顶组合材料及其建造方法。
本发明是原642，576号专利(1984年8月20日提交)即现在的4，521，478号专利(1985年6月4日颁布)的延续部分。
近来已发现到在屋顶建造中，使用经沥青浸透的聚酯薄膜能得到良好的效果。但由于在屋顶建造现场中，将防水材料加到聚酯上会遇到困难，所以通常都是将聚酯薄膜在工厂内事先用沥青或其他防水材料进行加工处理。未经加工的非织造聚酯薄膜一般都不耐热，而且也不容易吸收沥青。
在进行低温屋顶铺设工程中，未经加工的聚酯薄膜可与沥青一起使用。所用的沥青需用乳胶或聚丙烯加工改良，而将其以冷液态喷到聚酯薄膜上。但是这种低温屋顶铺设方法却不能完全令人满意，这是由于屋顶铺料经过几个月之后仍发粘而未干。而由于不能在上面走动，便妨碍了屋顶工程的完成和维修和检查工作的进行。
也曾设想在使用聚酯薄膜时采用热沥青，但由于需要在屋顶上用火加热沥青，就有引起火灾的危险，而且不安全。
因此，大部分用来铺设屋顶的聚酯材料都是聚酯垫料，即在工厂内经过沥青浸透的聚酯薄膜。
然而，在工厂内经沥青浸透的聚酯薄膜的应用也有缺点。它不但价格昴贵，而且运输和处理这类沉重的物料卷也较困难。
本发明设计了在建造屋顶时，在屋顶现场使用聚酯一热沥青或煤焦油组合材料的方法，从而避免了上述各种缺点。
现在所制造的经过树脂加工处理后的聚酯，能够抵受热沥青及其他热防水材料的温度(450°F)，因此，现在进行屋顶的热铺设工程时，可应用由这种经树脂加工制成的平滑的非织造聚酯薄膜。
此外，由于发明了一种新的热液泵，可以将液态的热沥青直接泵送到屋顶去，因此不需要在屋顶上用火加热沥青。
应用热防水材料及聚酯薄膜来建造屋顶具有很多优点。
平滑的非织造聚酯薄膜卷料，不但重量轻，而且价格及运输费也较低。
平滑的聚酯薄膜卷料比较容易处理及使用。此外，通常只需用一层轻质的聚酯薄膜，即足以供屋顶铺设工程用。
根据本发明方法，可以将聚酯与沥青层一起熔合而形成组合薄层，同时可直接粘附在屋面基底材料上。这种在屋顶施工现场即可以在制成组合薄层的同时，而将其粘附的方法，不单能降低建筑成本，而且可建造质量更好，粘结力更强的屋顶材料。
本发明方法及建造过程将详述如下。
本发明所提出的组合薄层，可以和不同的屋面基底或底层材料，及泡沫塑料(如聚氨酯和异氰脲酸酯)表层材料一起使用，而提供一种极为耐用的屋顶组合材料。
原料聚酯薄膜可制成宽约162吋的宽幅薄膜，将其各边经过修剪后，成为宽约160吋的加工薄膜。然后将其切成四分，而制得一般工业用的标准40吋宽的薄膜。
铺设屋顶用的薄膜尺寸为40吋，这是过去40年来沿用的标准尺寸。铺设层顶薄膜未曾切成更大尺寸的原因，可能是大部分由玻璃纤维，油毡，和经沥青浸透的材料都相当沉重，而处理和运输更大尺寸的材料则极为不便。
然而，应用本发明所提出的轻质聚酯薄膜时，则可设计应用尺寸更宽大的薄膜，因而可以减少聚酯料卷的运载量和处理量。
此外，应用较宽的薄膜，可使屋面的铺设接缝减少三分之一。减少接缝有两个好处(a)将薄膜并排地铺设可节省人力;(b)由于接缝是屋顶被造中最薄弱部分，而减少接缝就能降低产生裂缝的可能性。
在近来所进行的一次屋顶建造实验工程中，意外地发现到使用更广阔的聚酯薄膜的其他优点。
宽度达54吋的聚酯薄膜，在不平坦的屋面基底的基层材料上应用时，较容易进行铺盖，也就是说，更宽阔的聚酯薄膜能更好地粘附的屋面上。宽薄膜的这种良好的粘附性的优点是，它可使屋面更为平整，排水控制更为便利，还且可降低或避免淤塞情形。
宽薄膜能更紧密地贴附在屋面上的原因并未肯定，但可能是由于宽薄膜能增加挠弯性的结果。
宽薄膜应用的另一优点是，只需要将160吋的原料薄膜切两次(即成三层薄膜)，而不需要切三次(成四层)，这样自然就减少制造设备及刀具的磨损。
也可考虑使用80吋宽的薄膜，以便节省人力和制造费用。
在第2200881德国专利中曾说明了，当采用乳胶浆和沥青进行低温屋顶铺设施工时，应用织造聚酯薄膜的方法，但其所说明的方法与本发明方法有所不同。首先，它采用的是低温施工方法而不是本发明所应用的热施工法，而且它所用的是织造聚酯薄膜而不是非织造聚酯薄膜。这种应用沥青乳浆的材料很长时间都不能变干，因此不宜在实际中采用。
美国专利第4，230，762号(Iwasaki等，1978年8月15日)中，对一种在工厂中经沥青浸透的非织造纤维进行了说明。但该专利中并没有提出在施工现场使用平滑而未经事先浸透的聚酯薄膜的方法。上文曾提出过，在工厂中经过浸透的材料，由于重量增加，不但使其运输费提高，而且这种材料本身也难予处理。
美国专利第3，369，958号〔H.弗利曼(H.Fleeman)，1968年2月20日〕曾提出过一种经模压的聚乙烯或聚氯乙烯薄膜材料的应用，这种材料可以抵受使用热沥青进行屋顶铺设所散发的热量。然而，该专利并没有提出聚酯薄膜的具体应用;也没有提出可以使沥青透过聚酯薄膜，而同时形成组合材料薄层的方法。
本发明的特点是，它提出了一种现场铺设屋顶用的组合材料，其中包括一组合薄层，它在形成的同时，可以粘附到屋面基底或底层材料上。组合材料包括加在屋面基底或基层材料上的第一层防水材料。防水材料可选用沥青，经改良的沥青，或煤焦油。
在第一层防水材料上，至少需铺上一屋非织造聚酯薄膜。它是由并排地铺设于第一层沥青或煤焦油材料上的多条聚酯薄膜所组成，而其宽度大于40吋。聚酯薄膜的重量大约是每平方码4-14安士，而最好是每平方码5.5-7.5安士。
在聚酯薄膜上再加上第二层防水材料。需使第二层防水材料能透过聚酯薄膜，并且与第一层防水材料相熔合，从而形成一固附于屋面基底上的组合薄层。
在组合薄层上铺设一层隔热层。隔热层材料可选用砂砾，泡沫塑料，或砂胶等，然后再铺上碎石。泡沫塑料可以由聚氨酯或异氰脲酸酯所构成。与此相似，屋面基底也可包括泡沫塑料。
聚酯薄膜在铺设之前，可先将其进行压印，以增强薄膜的柔软性和粘性。
按上述方法所制成的屋顶组合材料的耐用程度，是现有材料所无法匹敌的。而实际上，它也具有高度的防裂性。
本发明的一个目的是，提供一种经过改良的铺设屋顶组合材料及其方法。
本发明的另一个目的是，提供一种铺设屋顶材料。其中包括一薄层材料，当薄层在形成的同时，可以粘附在屋面基底上。
对于本发明的上述及其他目的，可通过以下详细说明及各附图就可更加明了。
图1是本发明中所提出的屋顶组合材料的放大剖面图。
图2是图1所示的屋顶组合材料的另一种可适用形式的放大剖面图。
图3是图1所示的屋顶组合材料可供选用的另一形式的放大剖面图。
图4是将聚酯薄膜原料(160吋)按现有技术标准，切成约40吋宽的平面图。
图5是将聚酯薄膜原料(160吋)按本发明方法，切成约54吋宽的平面图。
总括来说，本发明的特点是，它提出了一种现场铺设屋顶组合材料，其中包括一层防水薄层，当其在形成的同时，可粘附在屋面基底上。组合材料及其建造方法，可以参照图1至图3加以说明。为了简结起见，图中相同的材料层则用相同的标注表示。
图1是屋顶组合材料层10的剖面图。它是粘附于屋面基底或底屋材料上。组合材料层10是由多层材料所组成。第一层是沥青层12。而根据沥青铺设的不同部位要求，如暗角、平铺、或陡坡部位等，沥青的温度可控制在350°F至480°F之间。经乳胶加工的沥青或煤焦油都可用作该沥青层12的材料。
所使用的沥青最好经过浸渍。将沥青放置于可控制温度的大罐中加热至450°F。为成功地铺设聚酯薄膜，将沥青加热罐里的温度保持恒定是很重要的一个因素。
应用恒温大沥青加热罐可使施工人员一抵达现场即可以立刻开始工作，而不需要等等沥青加热。这样便能够连续地提供热沥青，而维持高效率操作。此外，应用加热罐能消除烟雾，因此比使用加热锅更为安全，并能节约丙烷。
把热沥青泵入沥青摊铺机或小型的热沥青拖抹器，而机械操作工用拖抹器铺设每平方尺的50磅的热沥青。
将经过树脂处理的非织造聚酯薄膜层13铺设在沥青层12上。树脂的加工材料可使聚酯抵受热沥青的热力。
当屋面基底或底层材料上涂抹沥青的同时，另外一个工人将一卷重50磅的聚酯薄膜在沥青层12上铺开。薄膜卷的宽度约为54吋。将薄膜卷逐个地并排铺好，直至将全部屋面铺上。
另一个工人则在聚酯薄膜层13上，覆盖另外一层每平方呎重50磅的沥青层14。而沥青层14则可以透过聚酯薄膜层13。
因聚酯薄膜厚达68密耳，因此需要多量的沥青来填满薄膜层13。
为保证沥青层能很好地透过聚酯薄膜层，需将沥青层14进行拖抹。而且应从侧边在聚酯薄膜上进行拖抹，以避免聚酯薄膜被工人践踏，及避免下层沥青层12移动位置。
沥青层14透过聚酯层后与下层的沥青层12相熔合，而将聚酯层13支撑起来。
当沥青层14被拖抹而透过聚酯薄膜时，由聚酯薄膜与沥青组合而成的薄层则可同时形成，并牢固地粘附在屋面基底11上。
沥青层14必须加以遮盖，以避免有害的太阳紫外光照射，而且聚酯层13也需要保持在较低的温度下。因此，在沥青层14上需要铺设一层隔热层。图1至图3说明了三种对组合材料薄层进行覆盖的方法。
图1说明的是第一种方法，将砂胶层15覆盖在沥青层14上，然后将碎瓷石层16嵌入砂胶层15中。
砂胶层15中含有溶于酒精溶剂中的沥青。此外，砂胶中也可以加入石棉或玻璃纤维。
将碎石层16材料倒入地面提升机(Ground-Level Machine)〔由科罗拉多州，丹佛市的科尔特一金公司(Kold-King，Denver，Colorado)制造〕，将其泵上屋顶，再喷洒在砂胶层15上。
图2表示将砂砾层17直接铺到沥青层14上。
图3表示将泡沫塑料层18铺加到沥青层14上。泡沫塑料可用厄普约翰公司(Upjohn Company)生产的聚氨酯或异氰脲酸酯类材料。
基底层11可以是屋面基底本身，或者可包括铺加在屋面基底上的泡沫塑料层。而泡沫塑料可以由聚氨酯或异氰脲酸酯组成。
基底上的泡沫塑料和隔热层18的泡沫塑料，可成块地或成片地喷涂或铺设上去。
聚酯薄膜可以铺一层，二层，或三层，而其重量为每平方码4-14安士。
经树脂处理的非织造聚酯薄膜是由新泽西州的荷泽公司(Hoechst Co.，New Jersey)出品，其商品名称是“Trivera R”。
另外一种可应用于热施工屋顶组合材料的聚酯薄膜是由特拉华州，威尔明顿的杜邦公司(Du Pont CO.，Wilmington，Del.)所生产的一种商品名称叫“Reemay Hot”薄膜，它是一种由聚酯与玻璃纤维组成的层压薄膜。
碎瓷石层26材料是由新泽西州，贝尔米德的3M公司(3M Company，Bellmade，New Jersey)出品的第11类产品。而碎石也可由GAF公司购得。
所用的砂胶可由新泽西州，东拉瑟福德的蒙思公司(Momsey Corporation，East Rutherford，N.J.)购得。
所用的沥青可由艾克森公司(Exxon Corporation)购得。
本发明提出的屋顶铺设用的组合材料，具有极佳的防裂性能。由于现时的屋顶建筑材料失效的最主要原因是产生裂纹，因此本发明材料的优良防裂性就具有重大意义。
现参照附图4。在工厂内将聚酯薄膜原料按现术技术的标准尺寸切割成四等分，分别用20a，20b，20c，和20d表示。将宽约为162吋的薄膜原料，首先将其两侧修剪约1寸(如修剪成20c和20f所示)。切成四等分的薄膜20a，20b，20c和20d各约40吋宽。再将其卷好，然后运走。
参照附图5，按本发明方法的制作过程，将宽约162吋的薄膜原料22切成三分，即20a，22b，及22c，分别宽约54吋。而如图4所示的修剪部分则可用也可不用，也就是说，修剪过程并非必需，这是由于即使不进行修剪，将薄膜原料22均分成三分也是可能的。
将22a，22b和22c各薄膜卷好，然后运走。
进行屋顶建造时，可将新尺寸的薄膜22a，22b和22c在沥青12上并排地铺设。应用较宽阔的聚酯薄膜时，不但可使所用的薄膜卷数减少;而且使接缝数目也减少三分之一。
此外，使用较宽的薄膜卷料，可使铺设的屋面更为平整。
对本发明进行了说明之后，对要求专利保护的权项，将在权利要求
中提出。
权利要求
1、一种在现场铺设的屋顶组合材料，其组成包括
加在屋面基底或底屋材料上的第一层防水材料，可选用沥青，经改良的沥青，或煤焦油等材料；
加在第一层防水材料上的非织造聚酯薄膜，至少需加上一层非织造聚酯薄膜，而其宽度超过40寸，而且是并排地铺设在沥青上；
加在聚酯薄膜上的第二层防水材料，该层防水材料能透过聚酯薄膜，而与第一层防水材料相熔合而形成一组合薄层，并能固附于屋面基底上；
铺在组合薄层上的隔热材料层，从而形成屋顶组合材料，这种组合材料的防裂性能极为优良。
2、根据权利要求
1的屋顶组合材料，其中的隔热层可包括砂砾，碎石，或耐热泡沫塑料等材料。
3、根据权利要求
2的屋顶组合材料，所用的泡沫塑料可包括聚氨酯。
4、根据权利要求
2的屋顶组合材料，所用的泡沫塑料可包括异氰脲酸酯。
5、根据权利要求
1的屋顶组合材料，其中聚酯层重量约为每平方码4-14安士。
6、根据权利要求
5的屋顶组合材料，其中聚酯层重量约为每平方码5.5-7.5安士。
7、根据权利要求
1的屋顶组合材料，所用的聚酯薄膜需经压印。
8、根据权利要求
1的屋顶组合材料，其中屋面基底可包括泡沫塑料。
9、根据权利要求
2的屋顶组合材料，其中隔热材料包括碎石，而在第二层材料与碎石之间则铺上一层砂胶。
10、根据权利要求
1的屋顶组合材料，所用的聚酯薄膜宽度约为54寸。
11、一种现场铺设屋顶组合材料，其组成包括
加至屋面基底或底层材料上的第一层沥青;
在第一层沥青上，至少铺上一层非织造聚酯薄膜，薄膜并排地铺在第一层沥青上，而其宽度大于40寸;
在聚酯薄膜上加上第二层沥青，该层沥青能透过聚酯薄膜而与第一层沥青相熔合，而形成粘附于屋面基底上的组合薄层;
在形成的组合薄层上，再铺上一层隔热材料，隔热层包括铺上碎石的一层砂胶。
12、根据权利要求
11的现场铺设屋顶组合材料，所用的聚酯薄膜宽度约54吋。
13、一种现场铺设屋顶组合材料的建造方法，其中包括下列过程
(a)在屋面基底或底层材料上加上第一层防水材料;
(b)在第一层防水材料上至少加上一层聚酯薄膜，薄膜并排地铺在第一层防水材料上，其宽度大于40吋;
(c)在聚酯薄膜上加上第二层防水材料;
(d)使第二层防水材料透过聚酯薄膜，而与第一层防水材料相熔合，并形成粘附于屋面基底上的组合薄层;
(e)将一层隔热材料覆盖于组合薄层上。
14、根据权利要求
13的方法，其中防水材料包括沥青。其中过程(c)是将沥青拖抹在聚酯薄膜上。沥青的温度约为350°-480°F。
15、根据权利要求
13的方法，其中覆盖过程(e)包括在组合薄层上，加上一层砂砾。
16、根据权利要求
13的方法，其中覆盖过程(e)包括在组合薄层上，铺上一层砂胶，然后在砂胶上再铺上碎石。
17、根据权利要求
13的方法，其中覆盖过程(e)包括在组合薄层上，喷涂一层耐热泡沫塑料。
18、根据权利要求
13的方法，可进一步包括
(f)在聚酯薄层进行铺设过程(b)之前，可进行压印。
19、根据权利要求
13的方法，其中覆盖过程(e)包括，在组合薄层上加上块状隔热材料。
20、根据权利要求
13的方法，所用的聚酯薄膜宽度约54吋。
21、由薄膜原料制成多条薄膜的过程包括
(a)首先制成非织造聚酯薄膜原料，该原料用作建造屋顶组合材料的组合薄层;
(b)将薄膜原料切成不超过三条薄膜，其宽度各约为54寸;
(c)将切好的薄膜卷起。
22、根据权利要求
21的方法，将薄膜原料在过程(b)中，切成两条同样宽约80寸的薄膜。
专利摘要
一种铺设屋顶用组合材料，组合材料包括一层组合薄层，它在形成过程中，能同时粘附到屋面基底上。组合薄层包括一层夹在上下两层沥青之间的耐热非织造聚酯薄膜，其中上层的沥青能透过聚酯而与下层沥青溶合而形成均匀的组合薄层。其中所用的聚酯薄膜宽度超过40吋，而并排地铺设在沥青上，这样就可减少接缝数目，并能更紧密地粘附于屋面上。
文档编号B32B3/10GK86101115SQ86101115
公开日1986年9月24日 申请日期1986年2月19日
发明者约翰·P·哈格曼 申请人:约翰·P·哈格曼导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan