经改良的现场铺设屋顶组合材料及其方法

专利名称:经改良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，特别是涉及一种经过改良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，所以聚酯薄膜通常都是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，而且难于吸收沥青。
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同使用。所用的沥青需用乳胶或聚丙烯改良，而将其以冷液态喷到聚酯薄膜上。但这种低温屋顶铺设方法却不完全令人满意，这是由于层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及维修及检查工作的进行。
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℃)，因此，现在进行屋顶热铺设工程时，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，因而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和使用。此外，通常只需用一层轻质的聚酯薄膜，即足以完成屋顶铺设工程。
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材料，及泡沫塑料(如聚氨酯和异氰脲酸酯类)表层材料一起使用，而提供一种极为耐用的屋顶组合材料。
如果在屋面基底有接缝，沥青就会渗漏到接缝中。因此在聚酯薄膜下，必须加上另一沥青底层，借此保持一定量的防水材料，从而形成所需的组合薄层，也就是说，聚酯薄膜下必需有足够的沥青，使其足以向上透过聚酯，而与聚酯薄膜上的沥青层熔合。所加设的底层的铺设方法是，首先将一薄层沥青粘附到屋面基底上，然后按照一美国专利方法(美国专利703，143号，申请日1985年2月21日)，将聚酯和沥青组合材料加到该底层上。
当采用乳胶浆与沥青进行低温屋顶铺设施工时，对于织造聚酯薄膜的应用方法，在第2200881号德国专利中曾有说明。但其所述方法与本发明则有所不同。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方法，而且它所用的聚酯材料是织造薄膜而不是非织造薄膜，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;也没有提出可同时让沥青透过薄膜，并且形成组合材料薄层的方法。
本发明的特点是，它提出了一种可在有接缝的屋面基底上，进行现场铺设的组合材料。组合材料包括固附于一底层上的薄层。其中的底层粘附于屋面基底上，而薄层在其形成的同时，可以在底层上固附。
所述屋顶组合材料由几层材料构成。其中第一层是加在屋面基底上的防水材料。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，再加上底层。底层材料通常可选用石棉，玻璃纤维，纸质，油毡，非渗透性聚酯，或有机质薄膜等材料，而有机质薄膜可包括木浆，纸，有时还有棉絮。然后在底层材料上，铺上等二层防水材料。在第二层防水材料上，至少需铺上一层非织造聚酯薄膜。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等三层防水材料。需使第三层防水材料能透过聚酯薄膜，并且与第二层防水材料熔合，从而形成一固定在底层上的组合材料薄层，而底层则是粘附在屋面基底上。
再在组合材料薄层上，加上一层隔热层。隔热层材料可选用砂砾，泡沫塑料，或砂胶等材料，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，而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，而且可将其应用于有接缝的屋面基底上。
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，可以和粘附在屋面基底上的底层相粘接。
对于本发明的上述及其他目的，可通过以下详细说明和附图就可更加明了。
图1是本发明中所提出的经改良的屋顶组合材料的放大剖面图。
图1A是有接缝的屋面基底的剖面图，而基底上的沥青则可渗透入接缝中。
图2是图1所示的屋顶组合材料的另外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进一步可供选用的另一形式的放大剖面图。
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。而其中包括一层防水薄层，当其在形成的同时，可以与粘附在有接缝的屋面基底上的底层材料相粘接。
图1A是屋面基底12的示意图。屋面基底是由块状或片状材料铺成，而基底上则产生许多接缝32。
当把热沥青层14加在基底12上时，有些沥青就能渗透入接缝32中，而使上面的沥青层14变薄。如果根据以前的第642，576号美国专利(1984年8月20日);即现在的第4，521，478号美国专利(1985年6月4日)所提出的方法，在发生沥青渗透的情况下，如果接着再加上一层聚酯薄膜及另外一层沥青，则不能很好地形成组合材料层。
如果沥青层14没有足够的沥青而能够与加在聚酯薄膜上的沥青相熔合，那么所需的组合材料薄层就不能实现。为了克服这种缺陷，现在所设计的一种经过改良的组合材料则应用了通常是非渗透性的底层材料16(图1-3)。该底层16则通过其底部的沥青层14，而与屋面基底12相粘接。然后根据以前的第4，521，478号美国专利(1984年8月20日)所述方法，把组合材料薄层铺加到底层16上。
整体的改良后的组合材料及其建造方法，可参照图1至图3加以说明。为了简洁起见，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的放大剖面图。整体的组合材料层10粘附到多孔性、而有接缝的屋面基底12上。组合材料层是由多层材料所组成。第一层是沥青层14，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，沥青的使用温度可在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14的材料。
在有接缝的屋面基底12上铺设第一层沥青14，可用热沥青摊铺机或人工拖抹的方法。铺设的沥青量是每平方呎20-30磅。
在第一沥青层14上铺设底层16。最好是趁沥青还热时，就进行底层16的铺设。而沥青冷却后，底层16就能牢固地粘附到屋顶基底12上。
本发明所设计的屋面基底是有接缝的块板料，其尺寸通常是2呎×4呎或4呎×8呎。基底材料可以由泡沫塑料构成，如由厄普约翰公司(Upjohn Company)生产的聚氨酯或异氰脲酸酯类材料。
也可以使用格雷特湖碳化公司(Great Lakes Corporation)出品的膨胀珠岩作为基底12材料。
此外，由匹兹堡，科珀公司(Pittsburgh，Koppurs)生产的一种商品名为XTRA的酚醛泡沫塑料，也可作为基底12材料。
由厄普约翰公司(Upjohn Co.)或塞罗德(Celotex Co.)所生产的几种组合材料，如由聚氨酯和玻璃纤维;珍珠岩和聚氨酯的组合材料也可作为基底12的材料。
底层16可用俄亥俄州，托莱多的欧文斯-科宁公司(Owens-Corning Co.，Toledo，Ohio)生产的玻璃纤维材料，或佛罗里达州，坦帕的塞罗德公司(Celotex Co.，Tampa，Florida)生产的一种含有木浆或纸质，有时是棉絮的有机质薄膜材料。
其他的底层材料可用纸质，油毡，石棉，或经预涂的非渗透性聚酯薄膜。
可用机械方法把底层16碾压到沥青层14上。
在底层16上，加上较重的第二沥青层18。沥青层重量约为每平方尺50磅。
按本发明方法，使用的沥青最好都经过浸渍，将沥青在可控制温度的大罐中加热至450°F。为成功地铺设聚酯薄膜，很重要的一点是，沥青加热罐里的温度需保持恒定。
应用恒温大沥青加热罐可使施工人员一抵达现场便可以立刻开始工作，而不需要等待沥青加热。这样便能够连续地提供热沥青，而维持高效率操作。此外，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，而机械操作人员将热沥青涂抹成第二沥青层18。
将经过树脂处理的非织造聚酯薄膜铺设在沥青层18上形成薄膜层20。树脂的加工处理可使聚酯抵受热沥青的热力。
在底层16上涂抹沥青层18的同时，另一工人将一卷重50磅的聚酯薄膜在沥青层18面上铺开。
而另一工人则在聚酯薄膜20上，覆盖另外一层每平方呎重50磅的沥青层22。沥青层22则可以透过聚酯薄膜层20。
因聚酯薄膜厚达68密耳，因此需用多量的沥青来填满薄膜层20。
为保证沥青层能很好地渗透过聚酯薄膜层，沥青层22需进行拖抹。将沥青层22从侧边在聚酯薄膜上拖抹，以避免聚酯薄膜被工人践踏，及避免下层沥青层14和18移动位置。
沥青层22透过聚酯层后与下层的沥青层18相熔合，而将聚酯层20支撑起来。
当沥青层22被拖抹而透过时，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附着于屋面基底12上的底层16。
沥青层22必须加以遮盖，以避免有害的太阳紫外光照射，而聚酯层20也需要保持在较低温度下。因此，在沥青层22上需要铺设一层隔热层。图1至图3说明了三种覆盖组合材料薄层的方法。
图1说明的是第一种方法，将砂胶层24覆盖在沥青层22上，然后将碎瓷石层26嵌入砂胶层24。
砂胶层24中含有溶于酒精溶剂中的沥青。此外，也可以加入石棉或玻璃纤维。
将碎石倒入地面提升机(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24上。
图2表示，将砂砾层28直接铺到沥青层22上。
图3表示，将泡沫塑料层30加到沥青层22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。
泡沫塑料层30可以块状或片状喷到或铺到沥青层上。
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
”。
另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组合材料的防裂性极佳。由于现时的屋顶建材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。
对本发明进行了说明之后，对要求专利保护的权项，将在以下权利要求
中说明。
权利要求
1、一种在有接缝的屋面基底上应用的现场辅设屋顶组合材料，其组成包括
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底层；
加在底层上的第二层防水材料；
加在第二层防水材料上的聚酯薄膜，而至少需铺上一层非织造聚酯薄膜；
加在聚酯薄膜上的第三层防水材料，而该防水材料层能与第二层防水材料相熔合，而与中间的聚酯薄膜形成一组合薄层；
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的现场铺设屋顶组合材料，其中底层材料可包括玻璃纤维，纸质，石棉，非渗透性聚酯，油毡，或有机质薄膜等材料。
3、根据权利要求
1的铺设屋顶组合材料，其中的隔热层可包括砂砾，碎石，或耐热泡沫塑料等材料。
4、根据权利要求
1的铺设屋顶组合材料，其中屋面基底可包括耐热泡沫塑料。
5、根据权利要求
3、4的铺设屋顶组合材料，所用的泡沫塑料可包括聚氮酯。
6、根据权利要求
3、4的铺设屋顶组合材料，所用的泡沫塑料可包括异氰脲酸酯。
7、根据权利要求
1的铺设屋顶组合材料，其中聚酯重量约为每平方码4-14安士。
8、根据权利要求
7的铺设屋顶组合材料，其中聚酯重量约为每平方码5.5-7.5安士。
9、根据权利要求
1的铺设屋顶组合材料，所用的聚酯薄膜需经压印。
10、根据权利要求
2的铺设屋顶组合材料，其中隔热材料包括碎石;而在第三层材料与碎石之间则铺上一层砂胶。
11、一种在有接缝的屋面基底上应用的现场铺设屋顶组合材料，其组成包括
加至屋面基底上的第一层沥青;
加至第一层沥青上的底层;
加至底层上的第二层沥青;
在第二层沥青上，至少铺上一层非织造聚酯薄膜;
在聚酯薄膜上，加上第三层沥青，该层沥青能透过聚酯薄膜而与第二层沥青相熔后，并形成粘附于底层上的组合薄层，而底层则粘附于屋面基底上;
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、一种在有接缝的屋面基底上应用的现场铺设屋顶组合材料的建造方法，其中包括
a)在屋面基底上加上第一屋防水材料;
b)在第一屋防水材料上铺上一层底层;
c)在底层上加上第二层防水材料;
d)在第二层防水材料上最少加上一层聚酯薄膜;
e)在聚酯薄膜上加上第三层防水材料;
f)使第三层防水材料透过聚酯薄膜，而与第二层防水材料相熔合，并形成粘附于屋面基底上的组合薄层;
g)将一层隔热材料覆盖于组合薄层。
13、根据权利要求
12的方法，其中防水材料包括沥青。其中过程(e)是将沥青拖抹在聚酯薄膜上。沥青的温度约为350°F至480°F。
14、根据权利要求
12的方法，其中(g)覆盖过程包括在组合薄层上，加上一屋砂砾。
15、根据权利要求
12的方法，其中(g)覆盖过程包括在组合薄层上，铺上一屋砂胶，然后在砂胶上铺上碎石。
16、根据权利要求
12的方法，其中(g)覆盖过程包括在组合薄层上，喷涂一层耐热泡沫塑料。
17、根据权利要求
12的方法，其中屋面基底包括泡沫塑料。
18、根据权利要求
12的方法，其中底层材料可选用玻璃纤维，纸质，石棉，非渗透性聚酯，油毡，或有机质薄膜等。
专利摘要
一种应用于有接缝的屋面基底上的屋顶组合材料。组合材料中包括一层组合薄层，它在形成过程中，能同时粘附到一底层材料上，而该底层则粘附于屋面基底上。组合薄层中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的沥青熔合而形成均匀的组合薄层。
文档编号E04D11/00GK86101124SQ86101124
公开日1986年9月24日 申请日期1986年2月19日
发明者约翰·哈格曼 申请人:约翰·哈格曼导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan