专利名称：建筑板用的装饰表面的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有持久耐用的、装饰性的、有织纹的表面的建筑板。
背景技术：
长期以来，含氟聚合物膜已被用作如金属、木材以及热塑性和热固性聚合物的各种底层的保护性覆盖层。由于其具有良好的耐化学性和耐气候性，含氟聚合物膜的薄层能够保护耐用性较差的底层以防止其在室内和室外使用时受到损坏。近年来，汽车、旅行车、运动艇以及工业和农业设备的制造商已经开始使用装饰性的含氟聚合物膜结构来代替涂漆给选择的车辆和设备部件铺面。单层聚合物膜和多层聚合物膜已被使用。
由于在建筑工业中钢板的使用变得更普及，在既提供金属底层的保护又产生装饰性表面方面已引起人们的兴趣。含氟聚合物涂料，例如由聚偏氟乙烯或二氟乙烯共聚物组成的涂料，之前已用来达到上述两种功能并在工业和商业建筑物的建造中已被人们所接受。由于增强了耐用性，一个发展趋势促进了钢板作为住宅屋顶材料的使用。钢板重量轻并具有抗风性、耐火性，同时也能抵抗冰雹引起的损害。与工业和商业应用相反，在住宅屋顶材料部分有一种要求，即这种屋顶材料具有一种有织纹的、看起来类似传统沥青木瓦的矿物颜色，而不是看起来象单调的着色表面。除美观性以外，有织纹的屋顶材料板对于提供在建造和维修期间对工人安全重要的防滑表面来说是需要的。为获得所需的美观性，已经提供了这样一种屋顶材料，其中首先对钢板涂漆，然后将小石块粘附到其表面。这些制造所要求的多重步骤既费时又昂贵。
用含氟聚合物膜铺面的有织纹的、装饰性的屋顶材料板是非常理想的。含氟聚合物树脂公知具有低表面能和非粘性以及耐热和耐化学性。含氟聚合物膜能够抵抗苛刻化学试剂的不良效应，并且容易清洗。此外，含氟聚合物膜结构将为金属提供保护，防止其由于风化而腐蚀，并且，由于增加了含氟聚合物膜的紫外辐射(UV)稳定性，将减少太阳曝晒引起的损害。含氟聚合物/钢板叠压结构可以很容易地制造。然而，使含氟聚合物膜利于室外使用的这种特别性能妨碍了含氟聚合物膜产生装饰图象的能力，并且难以形成永久织纹。在耐用的建筑板生产中，有这样一种需要，即，为了应用于金属底层，含氟聚合物膜结构既可作装饰又有织纹。
发明简述本发明涉及一种装饰性建筑板，它具有底层、粘附在该底层上的预成型含氟聚合物膜的基层和形成有织纹表面的至少一个不连续的含氟聚合物顶层。这种含氟聚合物表面膜在提供装饰性作用的同时保护该底层。在一个优选实施方案中，这种含氟聚合物膜的基层是用第一颜色着色的或是透明的，并且这种不连续顶层是用第二颜色着色的以形成具有斑点图案的装饰性的、有织纹的表面。
本发明进一步涉及用来给建筑板铺面的装饰性薄膜(sheeting)，该建筑板具有预成型含氟聚合物膜的基层和形成装饰性的、有织纹表面的至少一个不连续的含氟聚合物顶层。还提供了一种制备该薄膜的方法，它包括形成一个连续的具有第一颜色的预成型含氟聚合物膜的着色基层，在该基层上附着至少一个不连续的具有第二颜色的含氟聚合物膜的着色顶层，并施加热量和压力以将该顶层熔合到该基层上，以形成具有斑点图案的装饰性薄膜。还提供了制备建筑板的方法。
本发明提供了一种由含氟聚合物膜保护以防止气候或其它环境侵蚀影响的持久耐用的、有织纹的、装饰性的建筑板。在它的优选实施方案中，该板是有装饰性的钢板。本发明的这种板在具有增强钢板耐用性和延长钢板寿命的优点的同时，在美观上类似传统的建筑材料。由于这种板的织纹特性，它可以被用作在建造和维修期间提供防滑性的屋顶材料。另外，这种屋顶材料板的含氟聚合物膜表面抗腐蚀。
附图简要说明
图1是本发明的有织纹的、装饰性的表面薄膜的横截面放大侧视图。
图2是具有有织纹的、装饰性的表面薄膜的建筑板横截面放大的侧视图。
图3是使用包胶夹辊机将含氟聚合物膜的不连续顶层粘合到预成型含氟聚合物膜的基层来形成本发明有织纹的、装饰性的表面薄膜的方法示意图。
图4是使用双层皮带挤压来将含氟聚合物膜的不连续顶层粘合到含氟聚合物膜的基层来形成本发明有织纹的、装饰性薄膜的方法示意图。
图5是表示本发明典型装饰性薄膜的顶视图的图象。
发明详述装饰性建筑板本发明提供了一种装饰性建筑板，它具有底层、粘附在该底层上的预成型含氟聚合物膜的基层和形成有织纹表面的至少一个不连续的含氟聚合物顶层。这种结合在一起的基层和不连续顶层将被称为装饰性表面薄膜。参考附图，图1表示本发明的装饰性表面薄膜，总体标为10，它具有一个预成型含氟聚合物膜的基层11，和一个不连续的含氟聚合物膜的顶层12。在一个优选实施方案中，该不连续顶层由含氟聚合物膜的薄片12a组成。当然形成不连续层的很多其它方式也是可接受的。这样的实例包括，将含氟聚合物小球体喷涂到该基层上，以及施加具有不连续性、例如冲出孔的预成型层的含氟聚合物膜。用“不连续的”，是指，这种顶层没有完全覆盖这种基层。这种不连续的顶层在该膜表面上的间断，提供了在该基层和顶层之间的织纹和/或颜色的对比。本发明优选装饰性薄膜的总厚度为从0.5mils(13μm)至12mils(305μm)。
薄片12a，可以采用任何图案，可为有序的或随机的。这种薄片可以以稠密的或稀疏的方式来施加。这种薄片可以完全接触基层，或可以与其它构成该顶层的薄片重叠。在最优选的实施方案中，在基层中的这种含氟聚合物膜是一种颜色，而不连续的顶层是形成斑点图案的第二种颜色。在图5中表示了一个表示本发明典型装饰性薄膜的顶视图的图案。
图2表示本发明的装饰性建筑板，总体标为20，它具有一个底层21、一个粘附层22、一个预成型含氟聚合物膜的基层和一个不连续的含氟聚合物膜顶层。在优选方案中，底层为金属。在本发明中使用的合适的金属底层包括钢、铝、铁、铬、青铜、黄铜、铅、锡和镍。镀层钢板例如镀有锌的钢板(即镀锌钢板)或锌铝合金也是适用的。其它合适的底层包括玻璃或其它玻璃质的底层例如瓷制品或陶瓷；浸渍的底层例如浸渍沥青的纤维素制品；硬纸板例如“绝缘纤维板”；硬石棉板；和木材及胶合板。在本发明的另一个优选方案中，该底层是一种聚合物。合适的聚合物底层包括氯乙烯聚合物及共聚物和热塑性聚烯烃、聚酯、尼龙和ABS。本发明的这种优选板的总厚度为从10mils(250μm)至42mils(1070μm)。在最优选的方案中，为了作金属屋顶材料使用，金属底层是钢。在另一个实施方案中，这种装饰性的金属板被用作外墙板。为此目的使用的钢底层的优选厚度在10mils(250μm)至30mils(765μm)的范围内。
关于构成装饰性表面薄膜和建筑板的这种含氟聚合物膜的组成和制备的更详细的内容将在下面进行描述。
含氟聚合物膜可以使用范围很宽的含氟聚合物来用于这种含氟聚合物基层和不连续的含氟聚合物顶层。这些含氟聚合物膜尤其是那些由三氟乙烯、六氟丙烯、一氯三氟乙烯、二氯二氟乙烯、四氟乙烯、全氟丁基乙烯、全氟(烷基乙烯基醚)、二氟乙烯、乙烯基氟等的聚合物和共聚物，并包括它们的混合物以及含氟聚合物与无氟聚合物的混合物制备的膜。例如，这种含氟聚合物可以是一种氟化乙烯/丙烯共聚物，即FEP树脂，一种乙烯/四氟乙烯的共聚物，一种四氟乙烯/全氟(丙基乙烯基醚)的共聚物，一种乙烯/三氟氯乙烯共聚物，二氟乙烯/六氟丙烯、和二氟乙烯/全氟(烷基乙烯基醚)的二聚物和与四氟乙烯的三聚物，聚偏氟乙烯均聚物(PVDF)，聚氟乙烯均聚物(PVF)，等等。
含氟聚合物膜，特别是聚氟乙烯，由于它的吸引性而对实施本发明是特别有用的。这种膜具有一种良好的抵抗室外气候侵蚀性、高度的物理韧性、化学惰性、耐磨损性、抗污染和溶剂作用性、以及这些性能既在低温又在高温中显著的稳定性所结合的不寻常的综合性能。
本发明优选使用聚氟乙烯(PVF)膜。在本发明中使用的其它优选膜是由聚二氟乙烯(PVDF)或由如PVDF的含氟聚合物与如丙烯酸聚合物的无氟聚合物的混合物来制备的。
含氟聚合物膜可以或者是由(1)含氟聚合物溶液或者是由(2)含氟聚合物分散体的流体组合物来制备。通过浇铸法或挤压加工法，由这种含氟聚合物的溶液或分散体来形成膜。在含氟聚合物膜可熔化加工的情况下，熔体挤压法是可行的。在本发明的实施中既可以使用定向的又可使用无定向的含氟聚合物膜。
用于聚偏二氟乙烯或二氟乙烯共聚物的典型的溶液或分散体是使用这样的溶剂来制备的，这种溶剂具有高沸点足以在这种膜的形成/干燥过程中防止生成气泡。在这些溶液或分散体中的聚合物浓度被调节至达到该溶液可操作的粘度，并且以该溶液的重量计一般小于约25％。一种合适的含氟聚合物膜是由聚偏二氟乙烯，或它的共聚物和三元共聚物，和作为基本组份的丙烯酸树脂的混合物而形成的，如在U.S.专利3,524,906；4,931,324；和5,707,697中的描述。
在使用预成型聚氟乙烯(PVF)膜作为含氟聚合物基层的本发明的优选方案中，合适的膜可以由这种含氟聚合物的分散体来制备。这种分散体的性能和制备在US2,419,008；2,510,783；和2,599,300中进行了详细的描述。合适的PVF分散体可以在例如丙烯碳酸酯、N-甲基吡咯烷酮、γ-丁内酯、环丁砜和二甲基二酰胺中来产生。
本发明的基层可以是透明的或含有一种颜料以产生具有颜色的膜。透明是指这种聚合物膜视觉上可透光。因此，这种聚合物膜可以是具有可见透过图象的透明的或着色的膜。
在优选实施方案中，将一种或多种单色颜料加入到这种分散体混合物中的着色膜是所希望的。单色颜料是指这样一种颜料，当其与聚合物混合时生成一种没有光泽的单色层。对于很多建筑应用来说，单一、不光滑的颜色是优选的。合适的颜料包括炭黑、二氧化钛、氧化铁、钛酸镍、喹吖啶酮、铜钛菁、铝酸钴、它们的混合物等。
PVF聚合物和颜料被一起碾磨，经常辅以分散剂。对于分散体的制备来说可以使用多种碾磨机。典型地，这种碾磨机利用一种密搅动碾磨介质，例如沙子、钢钻粒、玻璃珠、陶瓷粒、氧化锆或砾石，如在球磨机，一种从Union Process，Akron，Ohio可得到的ATTRITOR(磨碎机)，或一种搅动介质碾磨机，例如从Netzsch，Inc，Exton，Pennsylvania得到的“Netzsch”碾磨机中。这种分散体被碾磨一定时间以充分引起该PVF的解凝聚作用。在Netzsch碾磨机中的典型的停留时间在30秒至10分钟之间的范围变化。
对于一些应用来说，在分散体中加入有光泽的颜料是所希望的。有光泽的颜料是指云母颗粒和涂有颜料的云母颗粒。有光泽的颜料也称为珍珠状颜料。这些颗粒向混有这些颗粒的膜提供了一种有光泽的外观。
这种有光泽的颜料分散体典型地是通过使用螺旋浆、刮刀、或其它低能驱动混合设备，将这种有光泽的颜料与聚氟乙烯/丙烯碳酸酯混合物混合来制备的。如在球磨机、磨碎机或Netzsch碾磨机中，预先使用如沙子、钢钻粒、或砾石的密搅动介质分散的单色颜料，也可以被加入到这种有光泽的颜料/聚氟乙烯/丙烯碳酸酯混合物中。能够与珍珠状颜料结合使用的颜料包括如二氧化钛、炭黑、铜钛菁、喹吖啶酮、二萘嵌苯、氧化铁、它们的混合物等的颜料。
在分散体中的PVF的浓度随着使用的特定的聚合物和工艺设备和工艺条件而变化。一般来说，由分散体的重量计，这种含氟聚合物将占约30％至约45％。
聚氟乙烯膜可以通过挤压方法来制备，如在US3,139,470和2,953,818中描述的那些方法。这些专利描述了将聚氟乙烯分散体输送到与开槽的浇铸料斗连接的加热挤压机中，以含有潜在溶剂的膜的形式将聚氟乙烯的坚韧凝结的挤出物连续地挤出。这种膜可以仅被干燥，也可以被加热并且在溶剂从该膜中挥发的同时在一个或多个方向上拉伸。当使用拉伸时，产生取向膜。另外，聚氟乙烯膜可以从潜在溶剂中的聚合物稀分散体中被浇铸，并产生非取向膜。
在含氟聚合物膜浇铸方法中，通过使用合适的传统方式，如喷雾、轧辊、刮刀、垂幕(curtain)、照相凹板涂布机(gravure coater)、或任何其它可以应用基本均匀而没有条痕或其它缺陷的膜的方法，通过将分散体浇铸在载体上而形成所需构型的含氟聚合物。这种浇铸分散体的厚度没有限制，只要所得到的膜具有足够的厚度来支撑其本身并可满意地从在其上浇铸分散体的底层上移走。一般来说，厚度至少约0.25mils(6.4μm)是满意的，并且达到约15mils(381μm)的厚度可以使用本发明的分散体浇铸技术来制备。可以使用多种载体用于按照本发明来浇铸膜，这取决于特定的聚合物和凝结条件。应选择在其上浇铸分散体的表面，以便在凝结后可以容易地将成品膜移走。对于浇铸含氟聚合物分散体来说，可以使用任何合适的载体，合适载体的实例包括聚合物膜或钢带。
在将含氟聚合物分散体浇铸到载体上之后，该含氟聚合物随后被加热以将该含氟聚合物凝结成一种膜。凝结该聚合物所使用的条件将随着使用的聚合物、浇铸分散体的厚度等操作条件而变化。典型地，当使用PVF分散体时，可以使用约340°F(171℃)至约480°F(249℃)的烘炉温度来凝结该膜，并且已经发现约380°F(193℃)至约450°F(232℃)的温度是特别令人满意的。当然，烘炉温度并不代表是要被处理的聚合物的温度，后者的温度较低。在凝结后，通过使用任何合适的传统技术将成品膜从载体上剥离。
不连续的含氟聚合物顶层以与所描述的用于基层的基本上相同的方法来制备，并增加了用于顶层的步骤，即在成形后为得到聚合物膜的薄片而将这种含氟聚合物膜切碎。用于产生聚合物薄片的典型设备是由Sprout，Waldron&Co.Inc.of Muncy，Pennsylvania制造的一种12英寸(30cm)的旋转刀具切割机。这种薄片的尺寸可以变化很大，从一个聚合物薄膜的微粒到更实质性的尺寸。厚度与用来制成它的薄膜的厚度相同。这种薄片的最长线性尺寸典型地在1mil(0.0254mm)至1英寸(25.4mm)的范围内。这种薄片以将在下面描述的方式被粘附到含氟聚合物基层上。
含氟聚合物顶层可以与这种基层膜具有相同的或不同的含氟聚合物组成。在这种薄片被粘附到基层后，基层膜上形成了有织纹的、装饰性表面的情况下，含氟聚合物顶层可以与这种基层膜具有相同的颜色。术语“颜色”也指颜色深浅(shade)。“颜色深浅”是指这样一种颜色，它与考虑中的一种颜色相比仅稍有不同。“织纹”或“有织纹的”是指造成不平表面的不同触感的表面结构或式样。
这种装饰性表面薄膜的织纹变化很大，这取决于薄片尺寸、薄片密度、薄片式样、在这种膜中残留的溶剂和在应用时使用的热量和压力。在一些情况下，薄片仅被轻轻地压到基层膜表面上，而在另一些情况下，较高的温度和/或压力导致这种薄片被部分地嵌入到基层膜中。在具有最小压力的较高温度下，成薄片的膜倾向于收缩，从而将边缘卷起，增加了表面粗糙度。表面粗糙度也可以随着这种薄片的颜色而变化。某些膜比其它膜保留有更多的溶剂，使得这种更软、更有延展性的薄片的应用产生了一种更加光滑的表面织纹。
本发明的薄膜和板的表面粗糙度使用由Mahr Federal，Inc of ProvidenceRhode Island制造的Pocket Surf III型表面光度计来测量。粗糙度的变化范围为50至6000微英寸(1.3-150μm)，优选为75至1000微英寸(1.9-25μm)。
在基层膜上形成既有织纹又有斑点的表面的情况下，含氟聚合物顶层以其优选形式可以具有一种与含氟聚合物基层膜的第一颜色不同的第二颜色。另外，这种不连续的顶层可以由多个具有不同颜色的含氟聚合物膜组成。当用于形成屋顶板时，这种有织纹的、有斑点的表面可以被做成外观上类似传统的沥青屋顶。例如，这种含氟聚合物基层膜可以是黑色或炭色的，带有粘合而成的灰色含氟聚合物膜薄片。
本发明的这种建筑板比上漆的金属结构具有更多的优点，即防滑。如果这种建筑板被用作屋顶材料板，这个性能是特别重要的。在屋顶的建造期间，以及当需要维护和修理时，有织纹的、防滑的表面提供了一个工人安全的因素。
方法本发明包括制作用来给底层铺面和制造如屋顶板的建筑板的装饰性薄膜的方法。图3和图4表示制作用来给板铺面的装饰性薄膜的两种方法。在图3的示意图中，预成型的、连续长度的含氟聚合物膜的基层31从卷筒32上展开。基层31在薄片敷料机33、34下面通过，呈薄片形式35的不连续的含氟聚合物膜顶层被施加到该基层上。尽管在该图中为了说明的方便仅表示了施加两种不同颜色薄片的两个敷料机，也可以使用一个或更多的敷料机，这取决于所需要的效果。薄片的“喷撒”可以采用几种方式来实现，其中之一是通过一个刀口来振动薄片物流而控制地施加。可替代的是，这种薄片可以通过筛网的摇动来进行施加。在表面上的薄片的密度可以在接近零到全部覆盖的范围内变化。薄片也可以通过转移粘附方法来施加，其中在薄膜上临时固定的薄片被转移到这种基层上，随后这种带有薄片的基层受到一套加热的包胶夹辊36的作用，在这里将热量和压力施加给不连续的顶层，使顶层熔合到基层上，并形成带有斑点图案的有织纹的装饰性表面薄膜。对于PVF膜来说，夹辊温度正常地在400°和450°F(204-232℃)之间，并且下夹辊比上夹辊的温度低约～10°F。通过将带有薄片的基层穿过比第一套夹辊冷的第二套包胶夹辊37来控制膜的收缩量，所述温度差约为200°-300°F(93-150℃)。然后，这种带有熔合薄片的基层含氟聚合物膜的装饰性薄膜被卷到卷筒38上，以供随后叠压到底层上。
在用来给板铺面的装饰性薄膜的制备中，一种替代使用包胶夹辊的方法表示在图4中。除了用来通过双带挤压机施加将顶层熔合到基层上的热量和压力以外，该方法与图3所描述的方法相同。例如，在本发明中使用的一种合适的典型的挤压机是由Siempelkamp，GmbH of Krefeld，Germany制造的一种双带挤压机，或由Hymmen，GmbH of Bielfeld，Germany制造的一种等心(isocoric)双带挤压机。双带挤压机适合于通过热量和压力停留时间延长的更易控制的粘合方法，这取决于速度和长度。图4表示了一个具有温度范围在400-450°F(204-232℃)之间的加热双带挤压机41的热区，和一个温度比挤压机41低的双带挤压机42的冷区，它的温度范围在环境温度至200°F(93℃)之间。在优选加工方式中，控制冷区的温度以使膜离开挤压机时回到室温。
然后，产生的装饰性薄膜可以被叠压到金属底层上，以便制成建筑板。在一种优选实施方案中，对含氟聚合物膜的背面(相对于薄片侧)进行表面处理以增强粘附性。在标准的制备方法中，含氟聚合物膜经常在浇铸后马上被表面处理。然而在本实施方案中已经发现，为了在两个热塑层之间达到更好的热密封，首先将顶层熔合到基层上而没有预先对该膜进行表面处理是更优越的。随后，对要被粘合到金属底层上的装饰性薄膜的侧面进行表面处理。表面处理可以通过将这种膜暴露于气态路易斯酸、硫酸或热氢氧化钠中来实现。优选地，通过在冷却相对面的同时将这种表面暴露于明火中来对该表面进行处理。增强粘附性的处理也可以通过将这种膜经受如电晕放电的高频、火花放电处理来实现。也可以使用如碱金属浴处理或如电子束的电离辐射的其它处理。
然后使用许多普通的粘合剂和各种叠压方法将这种装饰性薄膜施加到金属底层上。在一种典型的滚涂方法中，装饰性表面薄膜的卷形物通过以下方法被连续地叠压到钢卷上，即将裸金属卷例如钢展开，将金属表面清洗/脱脂，对表面进行化学处理以增强粘附性并提供一些腐蚀防护，涂覆一层底漆组合物和涂覆一层粘合剂，然后将这种装饰性表面薄膜叠压到该卷形物上。每个处理步骤一般跟随有干燥/固化步骤，在该步骤中卷形物穿过烘炉。对于叠压步骤来说，这种装饰性表面薄膜一般是在施加了粘合剂并被干燥后卷形物离开烘炉时通过加压的包胶夹辊将其挤压到这种卷形物上。然后这种用装饰性薄膜铺面的金属卷形物一般被卷起来。
在本发明中合适的粘合剂包括各种胺官能聚合物。适用于本发明的胺官能聚合物可以包括但不限于丙烯酸聚合物、聚酰胺、聚氨酯、聚酯、聚氮丙啶和环氧聚合物。一种胺官能聚合物的优选形式为Simms在US3,133,854中描述的胺官能丙烯酸共聚物。
制备本发明的建筑板的一种替代方法包括，制备连续的含氟聚合物膜的基层并对该基层表面处理以增强粘附性；然后使用一个粘合层将这种基层膜施加到底层上，在一个实施方案中，金属底层是钢的卷形物；然后优选以薄片的形式，将不连续的含氟聚合物膜的顶层施加到已经通过加热和加压而粘附到底层上的基层上。使用基层膜和底层叠压的方法的优点在于，这种膜保持刚性而使收缩减至最小。然而，这要求选择的用于膜/底层叠压的材料是合适的，以便这种叠压结构能够经受得住这种熔合温度。使用基层膜和底层叠压的另一优点在于，不连续的顶层，优选为膜的薄片，可以通过固定台分批处理而不是上述的连续处理来施加并密封。
按照本发明制成的板有多种建筑应用，既可用于外部又可用于内部使用。本发明的产品具有优良的耐气候性、耐磨损性和耐溶剂性。它们可抗化学品、泥土、污垢、涂抹和太阳射线的损伤。虽然在上述的说明中特别强调本发明有织纹的、装饰性的薄膜施加到金属底层，主要用作屋顶材料，但这种产品可用来给其它底层铺面，并且可应用于其中含氟聚合物性能提供强化性的范围很宽的最终用途产品。许多应用的实施例包括外部侧墙、飞行器装饰性层压板的外层、用于内墙或外墙板以及柔韧性织物的耐涂沫覆盖层和用于汽车、卡车、公共汽车和火车外部的热塑性和热固性部件(如缓冲板和翼子板裙板)的防紫外辐射保护层。
测试方法表面粗糙度使用由Mahr Federal，Inc of Providence，Rhode Island制造的超过5mm跨距Ra扫描的Pocket SurfIII型表面光度计来测定薄膜和板的表面粗糙度。
实施例下面的实施例所使用的材料和使用的缩写词如下含氟聚合物膜PVF-1＝活性炭聚氟乙烯膜1.5mils(38.1μm)厚，从DuPont公司，Wilmington，DE得到的TEDLARTCC15SL3。
PVF-2＝花岗岩灰聚氟乙烯膜1.5mils(38.1μm)厚，从DuPont公司，Wilmington，DE得到的TEDLARTGY15SL3。
PVF-3＝黑褐色聚氟乙烯膜1.5mils(38.1μm)厚，从DuPont公司，Wilmington，DE得到的TEDLARTHB15BL3。
PVF-4＝驼丝棉聚氟乙烯膜1.5mils(38.1μm)厚，从DuPont公司，Wilmington，DE得到的TEDLARTDS15BL3。
PVF-5＝岛状乳白色聚氟乙烯膜1.5mils(38.1μm)厚，从DuPont公司，Wilmington，DE得到的TEDLARTCM15SL3。
PVF-6＝壳白(Shellwhite)聚氟乙烯膜1.5mils(38.1μm)厚，从DuPont公司，Wilmington，DE得到的TEDLARTWH15SL3。
在制备期间，对PVF-4的两个表面都进行火焰处理。在这些实施例中使用的其它膜的表面没有被处理。
底层底层1＝23mils(0.6mm)厚的铝板。
底层2＝135mils(3.4mm)厚的白聚氯乙烯板。
粘合剂粘合剂＝从DuPont公司，Wilmington，DE得到的胺官能丙烯酸粘合剂68070。
实施例1按照本发明来制备类似传统沥青木瓦表面的装饰性薄膜。
将一种20″(51cm)宽的预成型、连续长度的活性炭灰色聚氟乙烯基层膜(PVF-1)从卷筒上展开，并送入由B.F.Perkins of Rochester，NY(RoehlenIndustries的分公司)制造的有三个轧辊、22英寸表面无纺布实验室压延机的两个加热轧辊中。只使用两个上部轧辊。不使用该压延机的下部轧辊。中部轧辊的温度保持在350°F和390°F(177-199℃)之间。上部轧辊被加热到400°F至450°F(199-232℃)的温度范围。花岗岩灰色聚氟乙烯膜(PVF-2)被送入一个由Sprout，Waldron&Co.Inc.of Muncy，Pennsylvania制造的12英寸(30cm)的旋转刀具切割机，以制成各种尺寸的膜薄片。旋转刀具切割机有一个筛网，由Harrington和King制造，具有0.077″直径的孔，5/64″的间隔，每平方英寸7/64″中心距的96个孔，45％的有效筛孔面积。一般来说，薄片尺寸最长的线性尺寸在1mil和约3mm之间变化。通过从多孔的塑料容器喷撒薄片来将这种PVF-2的薄片分布在PVF-1的表面上，以在基层PVF-1上形成不连续的含氟聚合物膜的顶层。然后使这种具有薄片的基层经受压延机轧辊，在这里将热量和压力施加给这种不连续的顶层，使该顶层熔合到基层上，并形成具有斑点图案的有织纹的装饰性表面薄膜。观察到了一些由膜收缩引起的这种膜的颈缩。收缩可通过增加膜与下部冷轧辊的接触来控制。增加接触是通过将膜环绕冷轧辊接近90°来实现的。然后，将这种具有熔合薄片的基层含氟聚合物膜的装饰性薄膜卷起来，以备应用到其它表面来制成建筑板。
该实施例的这种装饰性薄膜非常类似于传统沥青木瓦的表面。表面粗糙度在140-200微英寸(3.5-5μm)的范围内。
实施例2按照本发明的教导来制备在顶部不连续层中具有多种颜色的装饰性薄膜。
使用如实施例1所描述的同样的方法来制备装饰性薄膜，不同之处如下。基层是一种预成型的、连续长度的黑褐色聚氟乙烯膜(PVF-3)。两种聚氟乙烯膜，驼丝棉PVF-4和乳白色岛状PVF-5，被送入旋转刀具切割机并被制成薄片。PVF-4和PVF-5的薄片在多孔塑料容器中被混合，并被喷撒到基层PVF-3上。在加热的压延机轧辊中将这种膜和薄片熔合后，制成了具有多种含氟聚合物膜薄片的有织纹的装饰性的薄膜，其中每种含氟聚合物膜薄片具有不同的颜色。表面粗糙度在100微英寸至多于300微英寸(2.5至＞7.6μm)的范围内，300微英寸是表面光度计测量的极限。
实施例3按照本发明的教导来制备在顶层不连续层上具有多种颜色装饰性薄膜的两种建筑板。
装饰性薄膜是按照实施例1的描述来制备的，其不同之处如下。基层是一种预成型的、连续长度的驼丝棉聚氟乙烯膜(PVF-4)。两种聚氟乙烯膜，壳白PVF-6和活性炭PVF-1，被送入旋转刀具切割机并被制成薄片。PVF-6和PVF-1的薄片在多孔塑料容器中被混合，并被喷撒到基层PVF-4上。在加热的压延机轧辊中将这种膜和薄片熔合后，制成了具有多种含氟聚合物膜薄片的有织纹的装饰性的薄膜，其中每种含氟聚合物膜薄片具有不同的颜色。
然后，这种生产的装饰性薄膜被用于生产两种叠压的建筑板。板1是叠压到底层1(铝)上的装饰性薄膜。板2是叠压到底层2(聚氯乙烯)上的装饰性薄膜。为了制成板1，将粘合剂施加到一块尺寸约为24″×13″(61cm×33cm)的装饰性薄膜的背面(相对于薄片侧)。在150°F(66℃)烘炉中将该涂覆过的薄膜干燥。这种薄膜的涂有粘合剂侧被施加到一片脱脂和清洁的铝上，铝片的尺寸也是约为24″×13″(61cm×33cm)。这种薄膜和铝的复合体被放入预热的液压机中，型号为#150-2424-4TM，由Wabash Platen Press，of Wabash，Indiana制造。预热温度为350°F(177℃)。将该液压机封闭，并且使这种用装饰性薄膜铺面的铝经受3分钟3吨(2720kg)的压力以使其粘接。在压力下将这种新形成的层压物冷却至125°F(52℃)，以制成一种用装饰性薄膜铺面的铝建筑板。
为了制成板2，将粘合剂施加到一块尺寸约为8″×11″(20cm×28cm)的装饰性薄膜的背面(相对于薄片侧)。在150°F(66℃)烘炉中将该涂覆过的薄膜干燥。这种薄膜的涂有粘合剂侧被施加到一片底层2上，底层2的尺寸也是约为8″× 11″(20cm×28cm)。这种薄膜和PVC的复合体被放入预热至温度为350°F(177℃)的液压机(由Wabash Platen Press，of Wabash，Indiana制造)中。将该液压机封闭，并且使这种用装饰性薄膜铺面的PVC板经受3分钟3吨(2720kg)的压力以使其粘合。在压力下将这种新形成的层压物冷却至125°F(52℃)，以制成一种用装饰性薄膜铺面的PVC建筑板。
这种薄膜和板的表面粗糙度在110-200微英寸(2.8至5.1μm)的范围内。
权利要求
1.一种装饰性建筑板，包括a.一个底层；b.一个粘附到所述底层上的预成型含氟聚合物膜的基层；和c.至少一个形成装饰性、有织纹表面的不连续的含氟聚合物顶层。
2.权利要求1的板，其中，含氟聚合物膜的基层是用第一颜色着色的或是透明的，并且不连续的含氟聚合物膜的顶层是用第二颜色着色的以形成一种具有斑点图案的装饰性、有织纹的表面。
3.权利要求1的板，其中，所述有织纹的表面形成一种防滑表面。
4.权利要求1的板，其中，所述不连续的顶层是由含氟聚合物膜的薄片构成的。
5.权利要求4的板，其中，所述不连续的顶层是由多种含氟聚合物膜的薄片构成的，每种含氟聚合物膜的薄片具有不同的颜色。
6.权利要求1的板，其中，底层是金属。
7.权利要求6的板，其中，金属底层是钢。
8.权利要求7的板，其中，钢上镀覆有锌或锌铝合金。
9.权利要求6的板，其中，金属底层是铝。
10.权利要求6的板，该板形成金属屋顶材料。
11.权利要求6的板，该板形成外墙板。
12.权利要求6的板，其中，总厚度为10mils(250μm)至42mils(1070μm)。
13.权利要求1的板，其中，底层是一种聚合物。
14.权利要求1的板，其中，含氟聚合物选自三氟乙烯、六氟丙烯、一氯三氟乙烯、二氯二氟乙烯、四氟乙烯、全氟丁基乙烯、全氟(烷基乙烯基醚)、二氟乙烯、乙烯基氟的聚合物和共聚物，以及它们的混合物，和所述聚合物与无氟聚合物的混合物。
15.权利要求1的板，其中，所述含氟聚合物选自聚氟乙烯、乙烯/四氟乙烯共聚物、四氟乙烯/全氟(丙基乙烯基醚)共聚物。
16.给建筑板铺面的装饰性薄膜，包括，a.具有第一颜色的预成型含氟聚合物膜的着色的基层；b.至少一个不连续的具有第二颜色的含氟聚合物着色的顶层，该顶层粘附到所述基层上，形成了一种装饰性的斑点图案。
17.按照权利要求16的装饰性薄膜，其中，斑点图案形成了有织纹的表面。
18.按照权利要求16的装饰性薄膜，其中，斑点图案形成了防滑表面。
19.按照权利要求16的装饰性薄膜，其中，薄膜的总厚度为0.5mils(13μm)至12mils(305μm)。
20.给建筑板铺面的装饰性薄膜，包括，a.预成型的含氟聚合物膜的基层；和b.至少一个形成装饰性有织纹表面的不连续的含氟聚合物顶层。
21.按照权利要求16的装饰性薄膜，其中，所述不连续的顶层由含氟聚合物膜的薄片构成。
22.一种制备给建筑板铺面的装饰性薄膜的方法，包括a.制备一种连续的具有第一颜色的含氟聚合物膜着色的基层；b.将至少一种不连续的具有第二颜色的含氟聚合物膜的着色的顶层施加到所述的基层上；和c.将热量和压力施加给所述的顶层，以使所述顶层熔合到所述基层上，并形成具有斑点图案的装饰性薄膜。
23.权利要求22的方法，其中，所述不连续顶层呈薄片形式。
24.权利要求22的方法，其中，施加所述不连续顶层的所述步骤b和施加热量和压力来熔合所述顶层和所述基层的所述步骤c产生了具有织纹表面的装饰性薄膜。
25.一种制造建筑板的方法，包括a.制备含氟聚合物膜的连续的基层；b.将至少一个不连续的含氟聚合物顶层施加到所述基层上；c.将热量和压力施加给所述顶层，以使所述顶层熔合到所述基层上；和d.将带有所述熔合的不连续顶层的所述基层粘附到底层上，以形成装饰性、有织纹的建筑板。
26.权利要求25的方法，其中所述不连续顶层呈薄片形式。
27.权利要求25的制造建筑板的方法，其中，所述连续的含氟聚合物膜的基层是用第一颜色着色的，而所述不连续的顶层是用第二颜色着色的。
28.一种制造建筑板的方法，包括a.制备连续的含氟聚合物膜的基层；b.将所述基层粘附到底层上，以形成叠压结构；c.将至少一个不连续的含氟聚合物顶层施加到所述叠压结构的所述基层上；和d.将热量和压力施加给带有所述顶层的所述叠压结构，以使所述顶层熔合到所述基层上，来形成有织纹的、装饰性的建筑板。
29.权利要求28的方法，其中，所述不连续顶层呈薄片形式。
全文摘要
一种装饰性建筑板,包括底层,粘附到该底层上的含氟聚合物的基层,和至少一个形成装饰性、有织纹表面的不连续的预成型含氟聚合物膜的顶层。这种含氟聚合物铺面膜在提供装饰性特征的同时可以保护该底层。本发明的钢板类似于传统沥青建筑材料,特别可用作住宅屋顶材料。
文档编号B44F5/00GK1373274SQ02108489
公开日2002年10月9日 申请日期2002年2月16日 优先权日2001年2月16日
发明者R·C·艾伯特 申请人:纳幕尔杜邦公司