专利名称：压纹的交错层积薄膜的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种压纹的交错层积薄膜或薄片结构。更具体来说，本发明涉及一种由两块交错取向薄膜层积而形成的薄片，所述薄片被压纹以形成用作建筑防潮层的三维工程表面材料。
背景技术：
在构造诸如住宅等的建筑物中，在住宅框架和例如墙板或隔板的外部覆盖物之间使用防潮层。这些防潮层被用来防止潮气侵入该框架或内壁与外部住宅覆盖物之间的建筑物区域内。
潮气进入外部覆盖物和住宅的框架或墙壁之间可能会造成问题。例如，在建筑物的特定区域内，有水存在的地方就有霉菌和真菌。这样，一直进行相当多的努力来产生隔离，该隔离不仅防止进入或侵入水(如重力水和潮气或冷凝液)，而且从该内壁将此水引导走以提高排水，防止淤积并降低霉菌和真菌生长的机会。
也被称为“住宅外套”的隔离材料被安装在框架外壳表面和外部覆盖物或覆层产品之间以提供防止潮气侵入的二级层。此防风雨隔离功能可进一步得到提高以促进潮气排泄和空气流动，降低水进一步穿透进入壁部件的可能性，因为在壁部件处可能会发生浸湿底层和框架材料。在这些区域内升高的潮气水平可助于霉菌生长和/或木材腐烂且最终增加结构失效的可能。
最近，已经开发了住宅外套隔离材料，其包含水滴通道或排水通道以促进潮气排泄。然而，这些通道是方向依赖的。也即，由于材料的几何结构和材料中形成的通道的几何结构和“形状”，为使材料正确工作(也即，适当排水)，材料必须在建筑物或房屋上特定方位或方向上被安装。在材料被不恰当安装的情况下，液体可持续淤积且可发生潮气或液体侵入。
此外，熟知的住宅外套材料由编织材料形成。这些材料一般具有在建筑工业中非常期望的高抗扯强度。然而，这些材料可能制造昂贵且一般比非编织材料更具有浸透性(指与水蒸汽相对的液体水)。
因此，需要具有高水平防潮的住宅外套材料。理想地，此材料的结构允许其从安装该材料的结构内部区域引导走水。更理想地，此材料的功能与其在结构上安装的方位无关。最理想地，此材料的高抗扯强度和高总强度允许其在广泛的建筑场合和广泛的地点使用。
发明内容
一种防潮的住宅外套薄膜，用于覆盖建筑结构。该住宅外套由限定一个平面的挠性膜形成，所述膜具有形成在膜内的多个隔开的第一不连续压纹，伸出所述平面。这些压纹形成在(通常)x方向的行中和(通常)y方向的列中。优选地，形成多个行和多个列。所述行彼此隔开且所述列彼此隔开。在优选住宅外套中，所述行和列为非直线。
此住宅外套材料具有高水平防潮性，以及具有允许其从安装该材料的结构内部区域引导走水的结构。此材料的功能与其在结构上安装的方向无关且具有高抗扯强度和高的总强度，以允许其在广泛的建筑场合和广泛的地点使用。
在优选住宅外套中，所述行以平行弯曲模式形成且所述列以平行弯曲模式形成。最优选这些曲线(在x和y方向上)为正弦波模式。本住宅外套具有多个隔开的第一不连续压纹，在第一方向上横切所述平面形成，以及多个隔开的第二不连续压纹，形成在膜内，在相对第一方向的第二方向上伸出所述平面。所述压纹形成在x方向的行和y方向的列中。所述行和列为非直线。在此模式下，多个第一压纹的行和列由多个第二压纹的行和列彼此隔开。在各多个隔开的第一不连续压纹之间和各多个隔开的第二不连续压纹之间设置有非压纹中性空间。本压纹具有截断、金字塔形的平行四边形形状。
优选薄膜具有多层层积结构的挠性膜，所述多层层积结构具有第一取向塑料层和第二取向塑料层。这些取向塑料层以0度和180度之间但不等于0度和180度的角度彼此相对交错。优选所述层相对于其它塑料层的方向处于40度和140度之间的角度；且最佳地，这些层彼此以大约90度定向。
此膜具有第一和第二塑料层，其为聚烯烃且优选为聚乙烯。可在这些塑料层之间设置粘结剂。
形成该防潮挠性薄膜的方法包含步骤相互层叠第一取向塑料层和第二取向塑料层来形成挠性膜，挠性膜限定了一个平面，其中第一和第二层的方向以0度和180度之间但不等于0度和180度的角度彼此相对交错。该方法包含在所述挠性膜中形成伸出所述平面的多个隔开的第一不连续压纹，所述压纹形成在x方向的行和y方向的列中。在优选方法中，所述行和列为非直线。
在优选方法中，在形成步骤中，多个隔开的第一不连续压纹在第一方向上横切所述平面形成，而多个隔开的第二不连续压纹在膜内形成，在相对所述第一方向的第二方向上伸出所述平面，所述压纹形成在x方向的行和y方向的列中，多个第一压纹的行和列被多个第二压纹的行和列彼此隔开。
形成压纹的工具包含辊，所述辊具有多个自其伸出的压纹突起，所述突起形成交错第一方向压纹突起和中性空间的第一交错行以及第二方向压纹(第二方向压纹实际为凹穴)和中性空间的中间第二交错行。设置第一方向压纹突起和中性空间的第一交错行以形成第一方向压纹突起和中性空间的第一交错列，且设置第二方向压纹凹穴和中性空间的中间第二交错行以形成第二方向压纹凹穴和中性空间的第二交错列。在本工具中，第一方向压纹突起和中性空间的第一行与第二方向压纹凹穴和中性空间的第二行为非直线且彼此平行，而第一方向压纹突起和中性空间的第一列与第二方向压纹凹穴和中性空间的第二列为非直线且彼此平行。本工具包括具有匹配轮廓的第二匹配辊。
通过以下的详细描述并结合权利要求，容易理解本发明的这些和其它特征及优点。
通过阅读以下的详细描述和附图，本领域技术人员会更容易理解本发明的好处和优点，其中图1为体现本发明一方面、同样用于形成本发明压纹的交错层积住宅外套薄膜的工具(一对辊)的透视图；图2示意地表示工具压纹元件位置的形成；图3表示工具压纹元件的位置、模式和形成；
图4表示该薄膜的一个实施例，其中形成有一双正弦波压纹模式；图5为图4的薄膜放大图；图6为图5的薄膜放大图；图7表示用来产生图5和图6所示薄膜的压纹工具的截面；图8表示该薄膜薄片的一部分；图9为沿图8的线9-9截取的薄片横截面；图10为沿图8的线10-10截取的薄片横截面；图11为在其上安装有压纹的交错层积住宅外套薄膜的建筑示意图；图12为形成该住宅外套薄膜工序的示意图；图13为在薄膜中形成交错压纹的替代工具的部分放大视图；图14为该交错薄膜的横截面；图15为该交错薄膜的顶表面或底表面视图；图16为在本发明薄膜中使用的多层层积结构的分解透视图；具体实施方式
虽然本发明可具有多种形式的实施例，但附图所示及将在下面进行描述的是当前的优选实施例，可以理解，此公开内容应被看作是本发明的示例，不能认为本发明被限制于所述的具体实施例。
应当理解，本说明书该部分的标题，即“具体实施方式
”与美国专利局的要求有关，并不意味着也不应被推断为要限制在此所公开的主题内容。
现在参考图示，且简要地参考图8，其表示了体现本发明原理的压纹的交错层积薄膜10或住宅外套的一个实施例。该住宅外套薄膜10被显示定位在图11中的建筑物B上。住宅外套材料10具有高水平的防潮性，且如下面所描述，其结构或工程表面允许其从该材料的分界面和安装该材料的结构引导走水。
该住宅外套材料10具有一工程表面，该工程表面提供一隔离效果，例如沿脊来排除淤积或蓄水，该脊形成在住宅墙板设在下面住宅结构上的位置处，以及提供方向独立通道12(见图8)，以允许从该外套10的表面排出潮气(例如水)。
外套材料10优选为晶体状聚合体的单轴取向薄膜的交错层积。已知此材料具有包含改进的抗扯强度等许多有益特性。在Barnes等人的第6,284,344号美国专利中揭示了多层的定向或“斜切”塑料薄膜的一个实例，该专利与本发明具有共同的受让人，其在此被引入作为参考。
优选材料为从德克萨斯州休斯顿的ITW VALERON市场上可获得的VALERON商标薄膜。参考图16，该薄膜14(也称作薄片)为由两个薄膜层16、18的交错层积形成的聚烯烃、优选地为高密度聚乙烯(HDPE)材料，两个薄膜层分别被连续螺旋挤压并斜切，以相对于收集薄膜的辊获得一定角度的分子定向。接着斜切薄膜16、18被交错层积，优选地使粘合剂或聚合体20处于薄膜层16、18之间以形成薄片14。其它诸如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的非编织材料和混合挤压聚合体材料也可用于该压纹住宅外套薄膜中。
如图16所示，第一薄膜层16的定向以预定角度α与第二薄膜层18的定向交错，使得层16、18的方向不平行。也即，所述薄膜层方向以0度与180度之间的一角度α但不等于0度和180度彼此交错。如图16所示，层16的方向由线22来指示，且层18的方向由线24指示。角度α的范围可从大约40度到大约140度，且优选地从大约78度到大约104度。最佳方向角为大约90度以便薄膜16、18彼此垂直取向。优选的层积薄片14的厚度为大约3.2个千分之一英寸(0.0032英寸或3.2密耳)至大约4.0密耳。根据所期望的应用场合，薄片14当然可形成为具有其它厚度；然而，已经发现对于传统住宅构造来说这些薄片的规格或厚度工作良好。
交错层积之后，薄片14中形成有工程表面。通过压纹薄片14来形成薄膜10而形成了目前的表面。相对于薄膜10的平面P10，压纹形成在薄片14的各个方向上。也即，相对于薄膜10的平面P10(图5和图8的图面)，所述压纹在纸平面外形成(为讨论的目的，其被称作正压纹30)和在纸平面内形成(负压纹34)。当观察薄片10的表面时，所述压纹形成正压纹30和负压纹34，以及没有压纹的中性区域32。压纹30、34在薄膜10的z-方向上形成。本领域技术人员可以理解，在薄膜10一“侧”上被视为正压纹30，而在薄膜10另一侧上则为负压纹34。
压纹30、34在薄膜10的x方向(或通常由26指示的行)和y方向(或通常由28指示的列)上以预定模式被配置。在该薄膜10中，行26和列28都不是直的。另外，如图示，行26和列28由如下所讨论的以正弦波模式设置的不连续压纹30、34元件形成。每一行26和每一列28由正压纹30和中性平面区域或范围32或者负压纹34和中性平面范围32交错所形成，使行26(或列28)交错为，使得每一区域(也即，每一压纹30、34或每一中性范围32)邻近一不同区域。也即，由于每一行26和每一列28中区域的一半为中性范围32，行26(和列28)相对彼此形成为，使得中性区域32不分享共同边界，而是相对彼此交错(在其各自角落处接触)。
例如，参考图8，行RA的正压纹(压纹RA1-RA10)由中性空间RAS1、RAS2、RAS3等从该行的相邻正压纹隔开(也即，RA1从RA2隔开，RA2从RA3隔开等)。且行RA的正压纹由中性平面范围CAS1、CCS1等从行RC的正压纹隔开。对于列来说遵循相同的模式。也即，列CA的正压纹(压纹CA1-CA10)由中性空间CAS1、CAS2、CAS3等从该列的相邻正压纹隔开(也即，CA1从CA2隔开，CA2从CA3隔开等)。且列CA的正压纹由中性平面范围CBS1、CBS2等从列CC的正压纹隔开。如图所示，薄膜10具有至少两行R(例如RA、RB、RC)和至少两列C(例如CA、CB、CC)。从图应了解该薄膜10形成为具有一类似棋盘的外观，大约25％的“空间”为正压纹，大约25％的“空间”为负压纹，且大约50％的“空间”为中性平面范围或空间。
同样显而易见，由于形成行26的压纹30、34同样为形成列28的压纹30、34，因此每一压纹30、34将具有一行指示和一列指示，且以此方式形成一矩阵。
如图5所示，行26和列28以弯曲模式或具有弯曲路径而形成。也即，行26和列28不形成直线(不是直线的)。另外，行26和列28优选地形成为具有正弦曲线模式。在设计的外套10中，正弦曲线的节距为大约2.0英寸，且峰值振幅为大约0.25英寸。压纹30、34形成为具有侧长l30为大约0.05英寸(大约50密耳)且深度d30为大约0.035英寸(大约35密耳)。压纹“密度”为每个重复模式的每侧大约40个压纹30、34(基于2英寸节距)，或每四平方英寸大约1600个压纹(或每平方英寸大约400个压纹)。在设计的薄膜10中，每一个压纹30、34形成为一具有平行四边形基底的截断金字塔(见图10)。也即，压纹30、34形成为具有四个大体上相等长度的侧部130(未必为正方形，但是为平行四边形形状，例如见图3)，其在向上方向上(远离中性平面P32)以大约15度的角度α向内逐渐变细。
在图1-2和图7中示出了一种用来形成压纹薄膜10的工具36，其中图7示出压纹辊38的两个区域。参考平面或中性平面P32由辊38确定，其对应于图5薄膜10中的中性空间32。接着，突起42从辊38向外延伸一距离中性平面P32大约35密耳的高度或距离d42。突起42形成具有截断正方形金字塔形状，使侧部44相对垂直于中性平面P32的直线以大约15度的角度β向内逐渐变细。突起42的顶点46为平坦的且突起42之间的凹处48(位于中性平面P32)为平坦的。可以理解，“突起”42形成负压纹34。
除了突起42外，凹槽50同样形成在辊38中，其形成正压纹30。凹槽50与突起42以镜像关系形成；也即，凹槽50具有平坦基部52(对应于中性平面P32)和侧部54，所述侧部54相对垂直于中性平面P32的直线以大约15度的角度β形成。
薄膜10自身由于其交错层积结构而展现出提高的强度和抗扯强度。本领域技术人员将认识到塑料层的方向是制造期间赋予薄膜的特征。典型地，聚合体被熔化且从挤压机模挤压成膜泡形式。接着例如使用环形风环(吹制薄膜工艺)使薄膜冷却。被冷却的膜泡破裂以形成此后将被伸展的折径管。所述挤压和伸展操作使薄膜“确定方向”。实质上，挤压和伸展工艺的结果使长链聚合体分子确定方向或确定取向。接着如此产生的确定方向的折径管被斜切以产生单一层薄膜，其中方向角度为相对机器方向的期望角度。
图12中局部地且示意地示出了制造薄膜10的一个工艺(通常以60指示)。在所述工艺的薄膜形成部分(其被称为挤压层积工艺)中，工作站62被用来通过粘接材料敷抹器64使交错取向的层积薄膜16、18彼此施加作用，所述粘接材料敷抹器64被定位以在塑料层16、18之间辊夹钳66附近处施加粘接或粘合剂密封材料20。作为替代，塑料层16、18可直接被彼此定位其上，无需使用粘接或密封层。然而，在设计的薄膜中，该粘接层20被设置在塑料层16、18之间，粘接层20由诸如低密度聚乙烯等的媒介形成。
所述工艺形成挠性、交错层积薄膜或膜14，接着该薄膜或膜被输送至第二(或被压纹)工作站68，此处膜14被输入压纹辊38、40的夹钳70中以形成压纹薄膜10。薄膜10为渗透性而被打孔以允许水蒸气通过，但是排除液体水通过。
关于材料，同样考虑可使用粘合剂层积结构来代替挤压层积结构。在此工艺中，期望使用一聚合体(例如聚氨酯)粘合剂系统。然而，也考虑其它聚合体粘合剂系统。若需要，可使用一些干燥炉装置来(从粘合剂)移除溶剂或类似物。
在图13-15中示出了替代压纹模式110。在此实施例110中，行126和列128被隔开，使得邻近的行或列(压纹对130、134的)相对于邻近的列126或行128交错。
例如，第二行126B中的压纹与第四行126D和第六行126F中的压纹列对准，但是相对于第一行126A、第三行126C、第五行126E等中的压纹(这些行中的压纹彼此列对准)交错。同样地，第一列128A中的压纹与第三列128C等中的压纹行对准，但是与第二列128B、第四列128D等中的压纹交错。
压纹130、134形成为三维伸长椭圆，所述椭圆具有带有伸长的中间部分138的弯曲或圆形上部和下部边缘136。实质上，压纹130、134具有类似赛马场的形状。如图14所示，当从垂直于薄片110平面的方向上(即横截面)观察时，压纹130、134具有弯曲的侧壁140，同时带有平坦的顶部142和槽谷144。
不像熟知的隔离材料中形成的连续通道类型，本住宅外套10、110由薄片14中不连续的、隔开的结构30、34、130、134形成。本住宅外套薄膜10、110的功能与其在结构B上安装的方向无关。最理想地，此材料10、110具有高抗扯强度和高总强度以允许其在所有建筑场合和所有地点使用。
虽然已经描述了特定的压纹模式、轮廓、形状和方向，但是应当理解，各种其它模式、轮廓、形状和方向也涵盖于本发明且属于本发明的范畴内。
此处提及的所有专利在此被引入作为参考，不论是否特定指明皆包含在该公开内容中。
在该公开内容中，词语“一个”被认为包括单个和多个。相对地，任何所指的多个物品将适当地包括单个。
通过上述内容可以看到，在不脱离本发明新概念的真实精神和范围下，可以进行多种改动和变型。应当理解，相对于所示具体实施方式
，不打算或不应推断得出任何限制。本公开内容打算由所附权利要求来覆盖落入权利要求范围内的所有这种改动。
权利要求
1.一种覆盖建筑结构的防潮薄膜，包括形成平面的挠性膜；以及形成在膜内的多个隔开的第一不连续压纹，伸出所述平面，所述压纹形成在x方向的行和y方向的列中，所述行彼此隔开且所述列彼此隔开。
2.根据权利要求1所述的防潮薄膜，其中所述行和列为非直线。
3.根据权利要求2所述的防潮薄膜，其中所述行以平行弯曲模式形成，且所述列以平行弯曲模式形成。
4.根据权利要求3所述的防潮薄膜，其中所述弯曲模式为正弦波模式。
5.根据权利要求1所述的防潮薄膜，其中所述压纹具有平行四边形形状。
6.根据权利要求1所述的防潮薄膜，其中多个隔开的第一不连续压纹横切第一方向的平面形成，且包含多个隔开的第二不连续压纹，所述多个隔开的第二不连续压纹形成在膜内，在与第一方向相对的第二方向上伸出所述平面，所述压纹形成在x方向的至少两行和y方向的至少两列中，所述行彼此隔开且所述列彼此隔开，所述行和列为非直线，且其中多个第一压纹的行和列由多个第二压纹的行和列彼此隔开。
7.根据权利要求1所述的防潮薄膜，在各多个隔开的第一不连续压纹之间包含非压纹中性空间。
8.根据权利要求6所述的防潮薄膜，在各多个隔开的第一不连续压纹之间包含一非压纹中性空间，且在各多个隔开的第二不连续压纹之间包含一非压纹中性空间。
9.根据权利要求1所述的防潮薄膜，其中所述挠性膜为具有第一取向塑料层和第二取向塑料层的多层层积结构，其中塑料层的方向以0度与180度之间但不等于0度和180度的角度彼此相对交错。
10.根据权利要求9所述的防潮薄膜，其中第一塑料层的方向相对第二塑料层的方向选自40度与140度之间的角度。
11.根据权利要求10所述的防潮薄膜，其中第一和第二层以大约90度彼此相对交错。
12.根据权利要求9所述的防潮薄膜，其中第一和第二塑料层为聚烯烃。
13.根据权利要求12所述的防潮薄膜，其中所述聚烯烃为聚乙烯。
14.根据权利要求9所述的防潮薄膜，还包括在所述塑料层之间设置的粘结剂。
15.一种防潮薄膜，包括挠性防潮膜，所述膜在其中形成有交错第一方向压纹和中性空间的第一交错行以及第二方向压纹和中性空间的中间第二交错行，其中设置第一方向压纹和中性空间的第一交错行以形成第一方向压纹和中性空间的第一交错列，且设置第二方向压纹和中性空间的中间第二交错行以形成第二方向压纹和中性空间的第二交错列，并且其中第一方向压纹和中性空间的第一行与第二方向压纹和中性空间的第二行彼此平行，而第一方向压纹和中性空间的第一列与第二方向压纹和中性空间的第二列彼此平行。
16.根据权利要求15所述的防潮薄膜，其中第一方向压纹和中性空间的第一行与第二方向压纹和中性空间的第二行为非直线，且其中第一方向压纹和中性空间的第一列与第二方向压纹和中性空间的第二列为非直线。
17.根据权利要求16所述的防潮薄膜，其中第一方向压纹和中性空间的非直线第一行与第二方向压纹和中性空间的非直线第二行彼此平行且处于第一模式，且其中第一方向压纹和中性空间的非直线第一列与第二方向压纹和中性空间的非直线第二列彼此平行且处于第二模式。
18.根据权利要求17所述的防潮薄膜，其中所述第一和第二模式为正弦曲线。
19.根据权利要求15所述的防潮薄膜，其中所述压纹具有平行四边形轮廓。
20.根据权利要求15所述的防潮薄膜，其中所述膜为具有第一取向塑料层和第二取向塑料层的多层层积结构，其中所述塑料层的方向以0度和180度之间但不等于0度和180度的角度彼此相对交错。
21.一种形成防潮挠性薄膜的方法，包括步骤相互层叠第一取向塑料层和第二取向塑料层来形成挠性膜，挠性膜限定了一个平面，其中第一和第二层的方向以0度和180度之间但不等于0度和180度的角度彼此相对交错；以及在所述挠性膜中形成伸出所述平面的多个隔开的第一不连续压纹，所述压纹形成在x方向的行和y方向的列中，所述行彼此隔开且所述列彼此隔开。
22.根据权利要求21所述的方法，其中所述行和列为非直线。
23.根据权利要求22所述的方法，其中在形成步骤中，多个隔开的第一不连续压纹在第一方向上横切所述平面形成，而多个隔开的第二不连续压纹在膜内形成，在相对所述第一方向的第二方向上伸出所述平面，所述压纹形成在x方向的行和y方向的列中，多个第一压纹的行和列被多个第二压纹的行和列彼此隔开。
24.根据权利要求21所述的方法，其中所述行和列为非直线。
25.一种改进住宅外套薄膜中水或冷凝液排出的方法，包括步骤在所述住宅外套薄膜中形成伸出薄膜平面的多个隔开的第一不连续压纹，所述压纹形成在x方向的至少两行和y方向的至少两列中，所述行彼此隔开且所述列彼此隔开。
26.根据权利要求25所述的方法，其中在形成步骤中，多个隔开的第一不连续压纹在第一方向上横切所述薄膜平面形成，而多个隔开的第二不连续压纹在薄膜内形成，在相对第一方向的第二方向上伸出所述薄膜平面，所述压纹形成在x方向的行和y方向的列中，且其中多个第一压纹的行和列由多个第二压纹的行和列彼此隔开。
27.根据权利要求25所述的方法，其中所述行和列为非直线。
28.一种在薄片中形成多个压纹的工具，包括辊，所述辊具有多个自其伸出的压纹突起，所述突起形成交错第一方向压纹突起和中性空间的第一交错行以及第二方向压纹凹穴和中性空间的中间第二交错行，其中设置第一方向压纹突起和中性空间的第一交错行以形成第一方向压纹突起和中性空间的第一交错列，且设置第二方向压纹凹穴和中性空间的中间第二交错行以形成第二方向压纹凹穴和中性空间的第二交错列，且其中第一方向压纹突起和中性空间的第一行与第二方向压纹凹穴和中性空间的第二行彼此平行，而第一方向压纹突起和中性空间的第一列与第二方向压纹突起和中性空间的第二列彼此平行。
29.根据权利要求28所述的工具，其中压纹突起和中性空间的行为非直线且彼此平行，且压纹突起和中性空间的列为非直线且彼此平行。
30.根据权利要求28所述的工具，包含具有匹配轮廓的第二辊。
全文摘要
一种防潮薄膜，用于覆盖建筑结构。所述薄膜包含形成平面的挠性膜；和形成在膜内的多个隔开的第一不连续压纹，伸出所述平面。所述压纹形成在x方向的行和y方向的列中。所述行彼此平行且隔开，且所述列彼此平行且隔开。还公开了制造所述薄膜的方法和工具。
文档编号B29C53/00GK1894098SQ200480037357
公开日2007年1月10日 申请日期2004年11月19日 优先权日2003年12月18日
发明者保罗·J.·麦克纳, 罗伯特·G.·科贝茨基 申请人:伊利诺斯器械工程公司