專利名稱：對屋頂結(jié)構(gòu)提供防水保護的方法以及由該方法形成的屋頂結(jié)構(gòu)的制作方法
發(fā)明
背景技術(shù)：
領(lǐng)域本發(fā)明總的涉及提供具有增強的防水保護和增強的平直度的改進的屋頂頂板的方法以及由該方法形成的屋頂結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
目前用于構(gòu)造建筑物(例如住宅房屋)的屋頂結(jié)構(gòu)的方法包括將屋頂覆板(例如膠合板或定向刨花板(OSB))附著到屋頂框架上。通常將防水覆板襯板(例如毛氈紙)放置在屋頂覆板頂上以防止漏水。然后將屋頂材料(例如瀝青屋頂頂板)安裝在這些襯板之上。這些襯板在安裝屋頂頂板之前為屋頂提供了耐候的臨時保護，通常只在幾天之內(nèi)。在大多數(shù)氣候下，必須盡快完成對木質(zhì)屋頂頂板的保護以保持木質(zhì)板干燥并使雨水浸濕木板及造成膨脹和翹曲的機會最小化。
需要提供其它用于屋頂結(jié)構(gòu)防水保護的方法以及由該方法制備的屋頂結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容
一方面，本發(fā)明提供了對建筑物的屋頂結(jié)構(gòu)提供防水保護的方法。該方法包括(a)提供防水屋頂覆板，各覆板包含木質(zhì)片狀制品和與該木質(zhì)片狀制品相粘附的無紡布襯墊，和(b)將所述屋頂覆板安裝到建筑物的屋頂結(jié)構(gòu)上，使各覆板的無紡襯墊朝向建筑物的外部。各屋頂覆板通過如下方法制備將木質(zhì)片狀制品和“B”階段狀態(tài)的無紡布襯墊經(jīng)受足夠的熱和壓以完成所述襯墊中粘合劑的固化，從而使所述襯墊粘附到所述木質(zhì)片狀制品上，所述“B”階段狀態(tài)的襯墊包含與僅部分固化的樹脂粘合劑粘結(jié)在一起的纖維。
另一方面，本發(fā)明提供了一種建筑物的屋頂結(jié)構(gòu)，其包含多個粘附到建筑物屋頂框架上作為基層的防水屋頂覆板。各覆板包含木質(zhì)片狀制品和與該木質(zhì)片狀制品相粘附的無紡布襯墊；各屋頂覆板通過如下方法制備將木質(zhì)片狀制品和“B”階段狀態(tài)的無紡布襯墊經(jīng)受足夠的熱和壓以完成所述襯墊中粘合劑的固化，從而使所述襯墊粘附到所述木質(zhì)片狀制品上，所述“B”階段條件的襯墊包含與僅部分固化的樹脂粘合劑粘結(jié)在一起的纖維。各覆板的無紡襯墊朝向建筑物的外部，并且屋頂材料附著在屋頂覆板基層的無紡襯墊上。
另一方面，本發(fā)明提供對建筑物的屋頂結(jié)構(gòu)提供防水保護的方法，其包括(a)提供一塊或多塊防水屋頂覆板，各覆板包含木質(zhì)片狀制品、與該木質(zhì)片狀制品粘附的無紡布襯墊(由粘合劑和纖維構(gòu)成)和附著到該無紡布襯墊上的有機防水涂料；和(b)將所述屋頂覆板安裝到建筑物的屋頂結(jié)構(gòu)上，使各覆板經(jīng)涂覆的襯墊朝向建筑物的外部。
另一方面，本發(fā)明提供一種建筑物的屋頂結(jié)構(gòu)，其包含多個粘附到建筑物屋頂框架上作為基層的防水屋頂覆板。各覆板包含木質(zhì)片狀制品、與該木質(zhì)片狀制品相粘附的無紡布襯墊(由粘合劑和纖維構(gòu)成)和附著到該無紡布襯墊上的有機防水涂料，其中各板的防水涂料朝向建筑物的外部。屋頂材料附著在屋頂覆板基層經(jīng)涂覆的襯墊上。
此外，所述屋頂頂板的上部無紡表面可以包括瀝青處理，以增大摩擦力，從而最小化工人從傾斜式屋頂上滑落的危險。屋頂材料用于緩坡(屋頂坡度為3∶12或更低)和陡坡(屋頂坡度高于3∶12)的應(yīng)用中。因此需要提供一種防滑的頂面，使屋頂?shù)陌惭b者以及在安裝過程中放置在屋頂頂部的材料，例如毛氈、襯板、瓦片或屋頂頂板不會從屋頂滑落。
另一方面，本發(fā)明提供一種對建筑物的屋頂結(jié)構(gòu)提供防水保護的方法，其包括如下步驟(a)提供一塊或多塊防水屋頂覆板，各覆板包含木質(zhì)片狀制品和與該木質(zhì)片狀制品相粘附的無紡布襯墊和(b)將所述屋頂覆板安裝到建筑物的屋頂結(jié)構(gòu)上，使各覆板的無紡襯墊朝向建筑物的外部。各覆板通過如下方法制備(1)形成復(fù)合襯墊，該復(fù)合襯墊包含(i)由包含木質(zhì)碎料和粘合劑的配料形成的襯墊，該襯墊具有第一面和第二面；和(ii)與由所述配料形成的襯墊的第一面相接觸的無紡布襯墊；和(2)使該復(fù)合襯墊經(jīng)受足夠的熱和壓以形成屋頂覆板，該屋頂覆板包含具有第一面、第二面和邊緣的木質(zhì)片狀制品，以及粘附到該木質(zhì)片狀制品的第一面上的無紡布襯墊。


圖1示出了如下所述的包含具有不同無紡布襯墊貼面的定向刨花板的四種類型測試板以及OSB對照板的各種性能測試結(jié)果。
圖2示出了對圖1測試結(jié)果的總結(jié)。
圖3示出了包含具有使用糠醇甲醛(FAF)粘合劑及附加防水劑制備的玻璃襯墊貼面的OSB的板材的強度測試結(jié)果(圖中稱作“增強的”)。圖中對于每個測試還示出了所測試的OSB對照(“對照”)的對比結(jié)果以及OSB的Canadian Standards Association(CSA)最低標(biāo)準(zhǔn)值(“標(biāo)準(zhǔn)”)。
圖4示出了包含具有使用FAF粘合劑及防水劑制備的玻璃襯墊貼面的OSB的板材的抗?jié)裥詼y試結(jié)果(增強的)。圖中對于每個測試還示出了所測試的OSB對照(對照)的對比結(jié)果以及OSB的CanadianStandards Association(CSA)最低標(biāo)準(zhǔn)值(標(biāo)準(zhǔn))。
圖5示出了包含具有使用酚醛(PF)粘合劑制備的玻璃襯墊貼面的OSB的板材的強度測試結(jié)果(增強的)。圖中還示出了圖3中列出的對比性的對照和標(biāo)準(zhǔn)值。
圖6示出了包含具有使用PF粘合劑制備的玻璃襯墊貼面的OSB的板材的抗?jié)裥詼y試結(jié)果(增強的)。圖中還示出了圖4中列出的對比性的對照和標(biāo)準(zhǔn)值。
圖7示出了包含具有使用PF粘合劑制備的聚酯紡粘襯墊貼面的OSB的板材的強度測試結(jié)果(增強的)。圖中還示出了圖3中列出的對比性的對照和標(biāo)準(zhǔn)值。
圖8示出了包含具有使用PF粘合劑制備的聚酯紡粘襯墊貼面的OSB的板材的抗?jié)裥詼y試結(jié)果(增強的)。圖中還示出了圖4中列出的對比性的對照和標(biāo)準(zhǔn)值。
圖9示出了包含具有使用FAF粘合劑制備的玻璃襯墊貼面的OSB的板材的強度測試結(jié)果(增強的)。圖中還示出了圖3中列出的對比性的對照和標(biāo)準(zhǔn)值。
圖10示出了包含具有使用FAF粘合劑制備的玻璃襯墊貼面的OSB的板材的抗?jié)裥詼y試結(jié)果。圖中還示出了圖4中列出的對比性的對照和標(biāo)準(zhǔn)值。
具體實施例方式
本發(fā)明涉及對屋頂結(jié)構(gòu)提供防水保護的方法以及由該方法形成的改進的屋頂結(jié)構(gòu)。
總的來說，該方法包括提供一塊或多塊防水屋頂覆板/襯板以及將所述覆板安裝到建筑物的屋頂結(jié)構(gòu)上。各屋頂覆板包含木質(zhì)片狀制品和與該木質(zhì)片狀制品的至少一面相粘附的無紡布襯墊。如下所述，所述屋頂覆板的無紡布襯墊對所述覆板提供了抗水性，并因此對將其安裝的屋頂結(jié)構(gòu)和建筑物提供了抗水性。即所述無紡布襯墊對所述屋頂覆板的木質(zhì)片狀制品本身提供了防水保護，并且該抗水性屋頂覆板通過阻止水的遷移(例如從屋頂覆板之上到其下)，對所述屋頂結(jié)構(gòu)的其它部分提供了防水保護。在一些實施方式中，所述屋頂覆板還包括粘附到所述木質(zhì)片狀制品兩側(cè)(即木質(zhì)片狀制品相對的兩面)的無紡布襯墊。
通過提供一塊或多塊抗水性屋頂覆板并將該屋頂覆板安裝到建筑物的屋頂結(jié)構(gòu)上使各覆板的無紡襯墊朝向建筑物的外部，可以為建筑物的屋頂提供防水保護。建筑物的屋頂結(jié)構(gòu)可包括例如屋頂?shù)目蚣芑蚱渌Y(jié)構(gòu)，并且所述屋頂覆板的安裝可以包括將覆板與屋頂結(jié)構(gòu)的框架相附著。在一些實施方式中，所述屋頂覆板可以包括與木質(zhì)片狀制品兩面都粘附的無紡襯墊，使得一塊襯墊朝向建筑物的外部，另一塊襯墊朝向建筑物的內(nèi)部。所述屋頂覆板還可以包括附著作為覆板內(nèi)表面的防輻射阻擋層，使得在將其附著到屋頂結(jié)構(gòu)時該防輻射阻擋層朝向建筑物的內(nèi)部。這種防輻射阻擋層可以例如對所述覆板增加耐燃性和耐熱性，并且可以限制熱量從建筑物外部(例如來自大氣中的輻射)向建筑物傳遞。
一種對屋頂結(jié)構(gòu)提供防水保護的方法可以進一步包括將屋頂材料附著或安裝到屋頂覆板朝向建筑物外部的無紡襯墊的頂部或頂上。該屋頂材料可以是任何類型的屋頂材料，例如粘土、混凝土或金屬屋瓦、瀝青屋頂頂板、木質(zhì)蓋屋板等。
各種屋頂覆板通常包括兩面，其中在一面上具有至少一塊無紡布襯墊。如上所述，所述屋頂覆板還可包括防輻射阻擋層作為屋頂覆板中與至少一片無紡襯墊相對的第二面，使得在將其附著到屋頂結(jié)構(gòu)時防輻射阻擋層朝向建筑物的內(nèi)部。該防輻射阻擋層可被附著到木質(zhì)片狀制品的一面上，或者當(dāng)所述屋頂覆板包括粘附到所述木質(zhì)片狀制品兩面的無紡襯墊時，該防輻射阻擋層可被附著到所述第二無紡襯墊上。所述防輻射阻擋層可以是金屬箔片或者可以是粘附有背襯材料的金屬箔片，所述背襯材料為例如牛皮紙或無紡布襯墊(例如將與木質(zhì)片狀制品粘附的襯墊)。所述金屬箔片優(yōu)選是由鋁制成的，但也可以是由任何非腐蝕性的金屬制成。此外，所述金屬箔片優(yōu)選是有孔的。美國專利5,231,814和美國專利申請公開文本2003/0145550中描述了防輻射阻擋層材料。
各屋頂覆板可以用于緩坡(屋頂坡度為3∶12或更低)和陡坡應(yīng)用(屋頂坡度大于3∶12)。在這些傾斜應(yīng)用中，必須提供防滑頂面，使屋頂?shù)陌惭b者以及在安裝過程中放置在屋頂頂部的材料，例如毛氈、襯板、瓦片或屋頂頂板不會從屋頂滑落。在所述屋頂層壓板的上表面使用高COF的無紡物可以提高防滑性。此外該層壓材料的上表面還可以被壓紋，以在提高材料的美學(xué)要求之外提供防滑性。在制備過程中，通過使用壓輥可以將所需的壓紋圖案壓印到所述復(fù)合層壓材料上形成壓紋。另一種獲得防滑表面的方法是通過在暴露層上以直線形式或以隨機形式(被稱為“纖維化”圖案)涂覆粘合劑(例如EVA材料)。這種外部處理在屋頂上提供了良好的防滑性。優(yōu)選在復(fù)合屋頂頂板上面后涂覆乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)作為防滑涂料提供防滑性能。最優(yōu)選的是在6～15gpsm使用纖維化的熱熔型粘合劑。良好的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)型防滑熱熔性粘合劑，其同時也具有優(yōu)良的抗高溫，可獲自例如National Starch and Chemicals Company。
每個所述屋頂覆板還包含外部邊緣。該屋頂覆板的外部邊緣可以包括自粘帶，其上覆蓋有一條或多條可從所述自粘帶上除去的襯帶。所述屋頂覆板也可以具有用于安裝的舌榫邊緣。例如所述覆板可以包括在第一外部邊緣上的舌狀物以及在相對的第二外部邊緣上的對應(yīng)的凹槽，使得可以通過將相鄰覆板的舌狀物和凹槽相互連接而將多塊覆板連接起來。在這種實施方式中，所述至少一塊襯墊和所述木質(zhì)片狀制品通常在所述屋頂覆板的外部邊緣相連(即襯墊和木質(zhì)片狀制品的外部邊緣是相連接的)。然而，在一些實施方式中，所述木質(zhì)片狀制品和所述至少一塊襯墊的外部邊緣不是相連的。例如所述各屋頂覆板的至少一塊無紡襯墊可以包括重疊部分，該重疊部分延伸超出與其相粘附的木質(zhì)片狀制品的一個或多個邊緣。這種重疊部分可以包含壓敏粘合劑。理想地，將這些重疊部分以屋頂頂板形式安裝到屋頂上以幫助水沿著屋頂坡度流下。作為選擇，可以使用分開的卷式密封帶來密封覆板與覆板之間的接界，或者可以在所述覆板上覆蓋常規(guī)的襯板。
當(dāng)安裝包含具有壓敏粘合劑的無紡襯墊的重疊部分的屋頂覆板時，可以將一塊屋頂覆板的重疊部分與所述屋頂結(jié)構(gòu)或另一屋頂覆板相粘附。在一些實施方式中這種安裝可以形成密封。當(dāng)安裝具有自粘帶的屋頂覆板時，可從一塊屋頂覆板的自粘帶上將可除去的襯帶去除，并將其與所述屋頂結(jié)構(gòu)或另一屋頂覆板(或另一覆板上的自粘帶)相連接以形成密封。也可以使用密封材料，例如環(huán)氧樹脂、膠粘劑或堵縫劑形成相鄰屋頂覆板之間或屋頂覆板和屋頂結(jié)構(gòu)之間的密封。
在一些實施方式中，該方法可以包括提供抗水性的屋頂覆板以及將該覆板安裝到屋頂結(jié)構(gòu)上。即在這些實施方式中，沒有為所述屋頂結(jié)構(gòu)提供其它防水保護(例如毛氈紙或TriFlex30TM襯板)。在這些實施方式中的一些中，安裝所述屋頂覆板的步驟可以包括在相鄰的屋頂覆板的邊緣之間形成密封和/或在所述屋頂覆板和所述屋頂結(jié)構(gòu)(例如屋頂框架)的邊緣之間形成密封；然而在這些實施方式的另一些中，安裝所述屋頂覆板的步驟可以不包括在所述屋頂覆板的邊緣之間形成密封。
由此方法制成的屋頂結(jié)構(gòu)通常包括多個與建筑物的屋頂框架相粘附的抗水性屋頂覆板作為基層。如上所述，各覆板包含木質(zhì)片狀制品和與該木質(zhì)片狀制品的一面相粘附的至少一塊無紡布襯墊。各覆板中的該至少一塊無紡襯墊朝向建筑物的外部。該屋頂結(jié)構(gòu)還包括附著在所述屋頂覆板基層的無紡襯墊之上的屋頂材料(例如粘土、混凝土或金屬屋瓦、瀝青屋頂頂板、木質(zhì)蓋屋板等)。
用于形成所述屋頂覆板的木質(zhì)片狀制品可以是任何類型的木質(zhì)片狀制品，包括但不局限于刨花板、粗紙板、定向刨花板(OSB)、膠合板和硬質(zhì)板。
用于形成所述屋頂覆板的無紡襯墊包括與粘合劑相粘結(jié)的纖維。在一些實施方式中，所述無紡襯墊可以由纖維和粘合劑構(gòu)成，在其它實施方式中，所述無紡襯墊還可以包含其它添加劑，例如顏料、染料、阻燃劑、抗水劑、防水劑和/或其它添加劑?？梢允褂玫目顾畡┖头浪畡┌ǖ幌抻谟仓；娜矍璋?、碳氟化合物、石蠟、瀝青、有機硅樹脂、橡膠和聚氯乙烯。
所述無紡襯墊中的纖維可以包括玻璃纖維、聚酯纖維(例如聚酯紡粘纖維)、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)纖維、其它類型的合成纖維(例如尼龍、聚丙烯等)、碳纖維、陶瓷纖維、金屬纖維或其混合物。在所述無紡襯墊中的纖維可以完全由前述的單一類型纖維所構(gòu)成，或者可以包含前述一種或多種類型的纖維以及其它類型的纖維，例如纖維素纖維或源自纖維素的纖維。所述無紡襯墊還可以在其自身內(nèi)部或在其表面用作為增強物的平行絲束、斜紋或箱型纖維織品增強。這些添加的增強物可以是玻璃紗、或者是塑料或金屬的連續(xù)長絲。
取決于襯墊所需的強度和其它性質(zhì)，所述纖維可以具有不同的纖維直徑和長度。當(dāng)使用聚酯纖維時，優(yōu)選大多數(shù)纖維的纖度范圍為3～5丹尼爾。當(dāng)使用玻璃纖維時，優(yōu)選大多數(shù)玻璃纖維的直徑范圍為6～23微米，更優(yōu)選為10～19微米，甚至更優(yōu)選為11～16微米。所述玻璃纖維可以是任何類型的玻璃，包括E型玻璃、C型玻璃、T型玻璃、S型玻璃，以及在水分存在下具有良好的強度和耐久性的其它類型的玻璃。
多種粘合劑可以用于粘結(jié)所述纖維。典型地，選擇可以加到水溶液或乳液膠乳中的水溶性粘合劑。如下述更詳細的描述，在形成所述無紡襯墊時粘合劑可以完全固化，或者粘合劑也可以為“B”階段(即僅部分固化)。當(dāng)在所述無紡襯墊中的粘合劑為“B”階段時，粘合劑優(yōu)選與木材良好粘結(jié)?？梢杂糜谛纬删哂小癇”階段粘合劑的無紡襯墊的粘合劑的實例包括但不限于，糠醇基樹脂、酚醛樹脂、三聚氰胺甲醛樹脂及其混合物。當(dāng)所述襯墊完全形成(即該粘合劑不是“B”階段)時，粘合劑可以包括但不限于脲醛、三聚氰胺甲醛、酚醛、丙烯酸、聚乙酸乙烯酯、環(huán)氧化物、聚乙烯醇或其混合物。粘合劑的選擇也可以使得粘合劑是“不含甲醛的”，這是指粘合劑基本上不含甲醛(即甲醛不是主要成分，但可以痕量作為雜質(zhì)存在)?？梢杂糜谔峁┎缓兹┑臒o紡襯墊的粘合劑包括但不限于聚乙烯醇、羧甲基纖維素、木質(zhì)素磺酸鹽、纖維素羧甲醚或其混合物。所述無紡襯墊粘合劑也可以包括已知的甲醛消除劑。在所述粘合劑中使用甲醛消除劑可以大大降低產(chǎn)品中可檢測到的甲醛釋放率。
同樣地，所述無紡粘合劑可以包括殺菌添加劑。適用的殺菌材料的實例包括2-嘧啶硫醇-1-氧化鋅、1-[2-(3，5-二氯-苯基)-4-丙基-[1，3]二氧戊環(huán)-2-基甲基]-1H-[1，2，4]三唑、4，5-二氯-2-辛基-異噻唑烷-3-酮、2-辛基-異噻唑烷-3-酮、5-氯-2-(2，4-二氯-苯氧基)-酚-1，2-噻唑-4-基-1H-苯并咪唑、1-(4-氯-苯基)-4，4’-二甲基-3-[1，2，4]三唑-4-基甲基-戊-3-醇、10，10’-氧代雙吩砒、1-(二碘-甲烷磺?；?-4-甲基-苯及其混合物。通過用抗菌皮層將木質(zhì)覆板的兩個表面進行包封或表面包覆，整個產(chǎn)品的抗菌性和抗霉性變得更好。所述皮層還可以包括添加劑，例如可抵抗白蟻或其它昆蟲的硼酸鹽，并進一步提供耐火性。
所述無紡布襯墊可被制備成在襯墊中具有不同的纖維含量與粘結(jié)劑含量之比。例如在“B”階段襯墊中，優(yōu)選襯墊包含約25-75wt.％的纖維和約15-75wt.％的粘合劑，更優(yōu)選包含30-60wt.％的纖維和40-70wt.％的粘合劑。在由不含甲醛的粘合劑制備的襯墊中，優(yōu)選襯墊包含約93-99.5wt.％的纖維和約0.5-4wt.％的粘合劑。然而，在所述襯墊中纖維對粘合劑的其它比例也可以用于“B”階段襯墊、不含甲醛襯墊以及非“B”階段襯墊和其它襯墊。
所述無紡布襯墊也可以被制備成具有不同厚度。所述襯墊的典型厚度范圍為0.020英寸～0.125英寸，盡管更厚或更薄的襯墊也可以使用。
所述無紡襯墊可以包含可引入抗水性(或防水性)、耐燃性、抗蟲性、抗霉性、表面光滑性、加大或減小表面摩擦、希望的美觀性和/或其它表面改性的涂料。可以用于防水性的涂料包括有機抗水涂料，例如瀝青、有機硅樹脂、橡膠和聚氯乙烯。該涂料優(yōu)選在所述襯墊的外側(cè)(即不與木質(zhì)片狀產(chǎn)品粘附的一側(cè))。
任何用于制備無紡布襯墊的方法都可以用于制備所述襯墊。制備無紡布襯墊的方法是公知的。美國專利4,112,174、4,681,802和4,810,576描述了無紡玻璃織物襯墊的制備方法，上述專利的整個內(nèi)容引入本發(fā)明作為參考。
可以使用的一種用于制備無紡襯墊的技術(shù)是形成纖維的稀釋含水漿料，并將該漿料沉積在傾斜的移動篩上形成線狀，以使該漿料脫水，形成潤濕的無紡纖維襯墊，所用的機器例如Voith-Sulzer of Appleton，Wis.制造的HydroformerTM或Valmet/Sandy Hill of Glenns Falls，N.Y.制造的DeltaformerTM。在由纖維漿料形成網(wǎng)狀物之后，將該潤濕的未粘結(jié)的襯墊轉(zhuǎn)移到第二個移動篩上，運行通過粘合劑施加飽和位置，在此處，水溶液中的粘合劑被施加到所述襯墊上。優(yōu)選使用幕簾式涂布機或浸漬和擠壓涂布機施加所述粘合劑水溶液。去除多余的粘合劑，將該潤濕的襯墊轉(zhuǎn)移到移動的爐帶中，運行通過對流加熱爐，在此處將未粘結(jié)的潤濕的襯墊進行干燥和固化，將襯墊中的纖維粘結(jié)在一起。該襯墊可以被完全固化，或者可以被固化至僅為“B”階段。在干燥和固化爐中，將該襯墊加熱到溫度直至約350，但該溫度可以從約210直至不會使粘合劑惡化的任意溫度間變化，或者當(dāng)需要“B”階段固化時，可直至不會使粘合劑固化超出“B”階段固化的溫度。在這些溫度下的處理時間可以為通常不超過1或2分鐘，通常低于40秒的時間。當(dāng)將所述粘合劑固化到“B”階段時，使用的固化溫度越低，達到“B”階段固化所需的時間越長，盡管通常選擇的溫度使得該粘合劑在不超過幾秒種之內(nèi)就會達到“B”階段固化。
所述屋頂覆板可以由所述無紡布襯墊和所述木質(zhì)片狀制品通過將無紡襯墊粘附在木質(zhì)片狀制品的一面上形成?？梢栽谥苽渫瓿伤瞿举|(zhì)片狀制品之后或者在制備所述木質(zhì)片狀制品的過程中將無紡襯墊粘附在木質(zhì)片狀制品上。當(dāng)使用完成的木質(zhì)片狀制品和已經(jīng)完全固化的無紡襯墊時(即當(dāng)無紡襯墊不是“B”階段狀態(tài)時)，利用足夠固化粘合劑的壓和熱，粘合劑可用于將所述完成的木質(zhì)片狀制品和所述無紡襯墊粘附在一起。當(dāng)使用完成的木質(zhì)片狀制品和在“B”階段狀態(tài)的無紡襯墊時，將該完成的木質(zhì)片狀制品和具有“B”階段狀態(tài)粘合劑的無紡襯墊接觸放置，然后經(jīng)受足夠的熱和壓以將襯墊粘附到木質(zhì)片狀制品上，并完成在襯墊中的“B”階段粘合劑的固化。
所述屋頂覆板也可以在使用升高的溫度和壓力的木質(zhì)片狀制品(例如OSB)的制備過程中形成，所述木質(zhì)片狀制品例如包含與粘合劑粘結(jié)在一起的木質(zhì)碎料。在這種木質(zhì)片狀制品的形成過程中，將包含木質(zhì)碎料和粘合劑的混合物的配料形成定向或非定向的襯墊，然后使其經(jīng)受足夠的熱和壓以使所述粘合劑固化并形成完成的木質(zhì)片狀制品。所述木質(zhì)碎料可以為任何形式，包括但不限于碎片、刨花、纖維、薄片、片、絲股及其組合。用于將木質(zhì)碎料粘結(jié)在一起的粘合劑可以是任何當(dāng)經(jīng)受熱和壓時將所述木質(zhì)碎料粘結(jié)在一起形成木質(zhì)片狀制品的粘合劑，包括例如酚醛樹脂、脲醛樹脂、三聚氰胺甲醛樹脂等。
為了在木質(zhì)片狀制品的制備過程中(而不是在木質(zhì)片狀制品制成之后)形成屋頂覆板，使用至少一片無紡布襯墊以及包含木質(zhì)碎料和粘合劑的配料形成復(fù)合襯墊。該復(fù)合襯墊包括(1)由所述配料形成的襯墊，該襯墊具有第一面和第二面，和(2)與由所述配料形成的襯墊的第一面相接觸的無紡襯墊。當(dāng)使用兩片無紡布襯墊和所述配料一起形成復(fù)合襯墊時，該復(fù)合襯墊可以包括(1)由所述配料形成的襯墊，該襯墊具有第一面和第二面，(2)與由所述配料形成的襯墊的第一面相接觸的無紡布襯墊，和(3)與由所述配料形成的襯墊的第二面相接觸的第二無紡布襯墊。該復(fù)合襯墊可以通過如下方法形成由所述配料形成襯墊，然后使至少一片無紡襯墊與由所述配料形成的襯墊的一面相接觸，或者該復(fù)合襯墊可以通過如下方法形成由所述配料形成襯墊，同時將所述配料與所述至少一片無紡布襯墊相接觸，使得該無紡布襯墊接觸到由所述配料形成的襯墊的一面。成形后，該復(fù)合襯墊經(jīng)受足夠的熱和壓以形成包含木質(zhì)片狀制品的屋頂覆板，該屋頂覆板具有第一面、第二面和邊緣(由從所述配料形成的襯墊制成)，以及與該木質(zhì)片狀制品的一面或兩面相粘附的無紡布襯墊。即，使復(fù)合襯墊經(jīng)受足夠的熱和壓以形成由所述配料形成的襯墊形成的完成/固化的木質(zhì)片狀制品，并將所述無紡襯墊與其粘附。因此，僅使用一次熱和壓的施加，而不是使用第一次熱和壓的施加，然后進行第二次熱和壓的施加以將無紡布襯墊粘附到所述木質(zhì)片狀制品上而形成木質(zhì)片狀制品。形成屋頂覆板所用的壓制時間、溫度和壓力可根據(jù)所需板的厚度和密度、所用的粘合劑以及其它可變因素而變化。
當(dāng)使用一步熱和壓的施加將屋頂覆板成形為復(fù)合襯墊時，可以使用“B”階段無紡布襯墊或完全固化的無紡布襯墊以形成所述屋頂覆板。當(dāng)在所述復(fù)合襯墊中使用“B”階段無紡布襯墊時，在一步熱和壓的施加過程中通常不需要附加的粘合劑或粘合劑將所述無紡襯墊粘附到所述木質(zhì)片狀制品上(盡管如果需要也可以使用這種附加的粘合劑或粘合劑)；所述復(fù)合襯墊所經(jīng)受的熱和壓足以完成“B”階段無紡襯墊中粘合劑的完全固化并將該無紡襯墊粘附到所述木質(zhì)片狀制品上。當(dāng)使用已經(jīng)完全固化的無紡襯墊時(即當(dāng)無紡襯墊不是“B”階段狀態(tài)時)，可以使用附加的粘合劑或粘合劑以將所述無紡襯墊粘附到在一步熱和壓的施加過程中形成的木質(zhì)片狀制品上；復(fù)合襯墊所經(jīng)受的壓和熱足以完成所述附加粘合劑或粘合劑的固化并將所述無紡襯墊粘附到完成的木質(zhì)片狀制品上。這種附加的粘合劑或粘合劑可以添加到由配料形成的襯墊(即包含木質(zhì)碎料和粘合劑的襯墊)和所述無紡布襯墊之間，也可以在用所述配料形成襯墊之前添加到所述配料中，或者可以添加到所述無紡布襯墊中。
美國專利5,837,620、6,331,339、6,303,207和美國專利申請公開文本2001/0021448描述了“B”階段無紡襯墊的制備方法以及使用“B”階段無紡襯墊制備木質(zhì)層壓產(chǎn)品的方法，其整個內(nèi)容引入本發(fā)明作為參考。美國專利申請公開文本2003/0008586中描述了使用不含甲醛的粘合劑制備無紡襯墊的方法以及使用該襯墊制備木質(zhì)層壓產(chǎn)品的方法，其整個內(nèi)容引入本發(fā)明作為參考。
用于屋頂覆板中的無紡布襯墊的選擇可使其為所述覆板提供抗水性。如本文中所用的，屋頂覆板的“抗水性”和“抗水性的”屋頂覆板是指屋頂覆板的抗水性高于(1)單獨屋頂覆板的木質(zhì)片狀制品的抗水性(即木質(zhì)片狀制品上沒有粘附一片或多片無紡襯墊)和/或(2)與所述完成的屋頂覆板具有相當(dāng)尺寸(即與所述屋頂覆板大小相同)的屋頂覆板中所用的相同類型的木質(zhì)片狀制品的抗水性。這種抗水性可以多種方式添加到所述屋頂覆板中，例如(1)通過無紡襯墊中的粘合劑；(2)通過無紡襯墊上的疏水涂層(或防水涂層)；(3)通過在形成所述無紡襯墊時添加到粘合劑中的疏水劑(或防水劑)和/或(4)通過將疏水性(或防水性)纖維(例如聚酯纖維)添加到所述無紡襯墊中。其它用于將抗水性添加到屋頂覆板的襯墊中的方法也可以使用。在屋頂覆板中添加抗水性還可以添加或增強屋頂覆板的抗霉性和抗菌性。
此外，所述無紡布襯墊可為所述屋頂覆板提供與單獨覆板的木質(zhì)片狀制品相比增強的強度(例如撓曲強度)、尺寸穩(wěn)定性和/或耐燃性。即所述無紡布襯墊的選擇可使屋頂覆板的一種或多種這些性質(zhì)高于木質(zhì)片狀制品上沒有粘附所述一層或多層無紡布襯墊的屋頂覆板的木質(zhì)片狀制品。
此外，用于木質(zhì)覆板的無紡布襯墊的選擇可使其為屋頂覆板提供與在與完成的屋頂覆板相比具有相當(dāng)尺寸的屋頂覆板(即屋頂覆板具有相同的尺寸)中所用的相同類型的木質(zhì)片狀制品相比增強的強度(例如撓曲強度或抗刺穿性)、增強的尺寸穩(wěn)定性、增強的抗水性、增強的抗霉性、增強的耐火性和/或降低的重量。
此外，帶有頂部和底部無紡層皮的新型屋頂頂板的提高的硬度可使屋頂托梁的間距增大，同時保持載重時平面屋頂平坦而不彎曲，且不傳遞落地窗(picture windowing)?？蛇x擇地，用戶可以選擇具有原始屋頂托梁間距的較小級別的屋頂頂板。所述承力皮層還可以通過邊緣上的物理限制而降低發(fā)生的膨脹量。這就克服了在未密封或切割邊緣處吸水膨脹造成屋頂表面不平坦和視覺不合格的問題。
而且，用由原始無機纖維構(gòu)成的無紡皮層覆蓋屋頂覆板的一側(cè)或兩側(cè)會提高其抗穿透性并降低火焰的傳播性?；鹧?zhèn)鞑バ缘慕档屯ǔＴ趦?nèi)面上是特別需要的，在那里所述覆板暴露于頂樓或?qū)諝獾臎_洗開放，例如在通風(fēng)式尖屋頂中。還可以認識到其它的優(yōu)點，例如應(yīng)用于木質(zhì)覆板上的各無紡皮層會有助于明顯降低剝落和灰塵。雙面都帶皮層的覆板與標(biāo)準(zhǔn)OSB相比被認為表現(xiàn)出無剝落現(xiàn)象。
可以通過選擇不同的無紡皮層對這些屋頂覆板的頂部和底部的表面加工進行顯著地修飾。將典型的OSB進行打磨形成光滑的表面，而無紡B階段玻璃襯墊皮層通常會產(chǎn)生未經(jīng)打磨的光滑表面。
實施例下面將通過非限定性的示例性實施例對本發(fā)明進行進一步的描述。
制備各種類型的測試板并對其進行檢測以測定其強度和抗?jié)裥?。簡要的說，測試板包含定向刨花板，其具有粘附在板表面的無紡襯墊。將不含無紡布襯墊的定向刨花板用作對照板，將其作為測試板進行同樣的性能測試。
A.板材測試下面類型的板材，其中制備的板材數(shù)目列在對板材類型描述之后的括號內(nèi)
(1)具有使用糠醇甲醛制備的玻璃襯墊貼面的OSB(制備3塊板材)；(2)具有使用糠醇甲醛制備的玻璃襯墊貼面的OSB，其中硬脂?；浪畡┍惶砑拥秸澈蟿┲?制備2塊板材)；(3)具有使用酚醛粘合劑制備的玻璃襯墊貼面的OSB(制備2塊板材)；(4)具有使用酚醛粘合劑制備的聚酯紡粘襯墊貼面的OSB(制備2塊板材)；和(5)沒有無紡襯墊貼面的OSB(即對照)(制備2塊板材)。
上述板材中所用的“B”階段無紡襯墊是使用常規(guī)濕覆工藝形成的。與測試樣品一起使用的玻璃襯墊的基礎(chǔ)重量為6lbs./100ft.2，其中該襯墊由約60％粘合劑和40％纖維制成。玻璃襯墊中所用的玻璃纖維是E型玻璃纖維，其平均纖維直徑為16微米，平均長度為1英寸。在具有添加到粘合劑中的硬脂?；浪畡┑牟Ａбr墊中，所述襯墊是由約40％纖維、56％粘合劑和4％防水劑制成的。聚酯紡粘襯墊的基礎(chǔ)重量為120g/m2，其中所述酚醛粘合劑在3lbs/100ft2下施加。用于該襯墊的聚酯紡粘纖維的丹尼爾數(shù)為約4dpf。
使用34”×34”成型模制成測試板和定向刨花板對照板。為形成OSB對照板，使用成形模將木質(zhì)束和粘合劑的配料手工成形為襯墊。為形成測試板，使用成形模將木質(zhì)束和粘合劑的配料和“B”階段無紡襯墊手工成形為復(fù)合襯墊，使得所述無紡襯墊夾在由所述配料形成的襯墊之間。然后使用典型的OSB壓制循環(huán)將手工成形的襯墊進行壓制。所有參數(shù)基于如下表總結(jié)的典型OSB商用值。

將該板壓制到目標(biāo)厚度為0.437”。將該板在400的壓制溫度下壓制約150秒。將形成的板修整為約28”×28”。
B.測量將每種測試板和對照板測定以下性質(zhì)，以評估其強度和抗?jié)裥裕渲忻繅K板測試樣品的數(shù)目列在對測試描述之后的括號內(nèi)。
(1)OSB平行方向的斷裂模量(MOR)(MOR para)，單位為磅/平方英寸(psi)(每塊板測試3組樣品)；(2)OSB垂直方向的斷裂模量(MOR perp)，單位為psi(每塊板測試3組樣品)；(3)OSB平行方向的彈性模量(MOE)(MOE para)，單位為psi(每塊板測試3組樣品)；(4)OSB垂直方向的彈性模量(MOE perp)，單位為psi(每塊板測試3組樣品)；(5)內(nèi)部結(jié)合性，單位為psi(每塊板測試6組樣品)；(6)OSB平行方向的結(jié)合耐久性，以板樣品沸騰2小時后的斷裂模量進行測量，單位為psi(每塊板測試3組樣品)；(7)OSB垂直方向的結(jié)合耐久性，以板樣品沸騰2小時后的斷裂模量進行測量，單位為psi(每塊板測試3組樣品)；(8)板樣品在水中浸泡24小時后的厚度增大的百分比(每塊板測試2組樣品)；(9)板樣品在水中浸泡24小時后的吸水率，單位為百分比(每塊板測試2組樣品)；(10)從烘干至使用真空壓力浸漬飽和，OSB平行方向的線性膨脹，單位為百分比(每塊板測試2組樣品)；(11)從烘干至使用真空壓力浸漬飽和，OSB垂直方向的線性膨脹，單位為百分比(每塊板測試2組樣品)；和(12)水蒸汽透過，單位為潑姆(perms)(每塊板測試2組樣品)。
使用Canadian Standards Association(CSA)測試標(biāo)準(zhǔn)0437.1-93評價上述列出的各種性質(zhì)(1)～(11)，使用ASTM Standard Test MethodE96測試水蒸汽透過(即上述性質(zhì)(12))。
C.結(jié)果對各種板材的性質(zhì)測試結(jié)果示于圖1。圖1列出了測試的結(jié)果，測試的標(biāo)準(zhǔn)偏差(sd)，和使用Student’s T-test顯示的每種類型的板與對照板樣品(即OSB基準(zhǔn))相比測試結(jié)果是否有統(tǒng)計學(xué)顯著程度的改進(即95％置信水平)(結(jié)果顯示為是或否)。圖1還包括了使用Chi-Square test對斷裂模量(MOR)和彈性模量(MOE)測試中各種類型板的結(jié)果差異和對照樣品板(即OSB基準(zhǔn))的這些測試結(jié)果差異的降低是否具有統(tǒng)計學(xué)95％置信水平的顯著改進(結(jié)果顯示為是或否，“是”標(biāo)明測試結(jié)果的差異與OSB對照板的差異相比有了統(tǒng)計學(xué)上顯著水平的降低)。最后，圖1還列出了一些測試中OSB的CSA標(biāo)準(zhǔn)最小值。
結(jié)果顯示測試板的強度和抗?jié)裥杂兴倪M。圖2總結(jié)了上述結(jié)果，顯示出測試板與OSB對照板相比其垂直力強度和抗水性均有統(tǒng)計學(xué)顯著程度的改進。
圖3-10示出了測試板的強度和抗?jié)裥詼y試結(jié)果。以黑體字列出的測試說明顯示在這些測試中所列出的測試板與對照板相比在95％置信水平上有了統(tǒng)計學(xué)顯著程度的差別。
盡管參照特別實施方式對本發(fā)明進行了詳細的描述，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員將能夠顯而易見地在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下做出各種變化和改進。
權(quán)利要求
1.一種對建筑物的屋頂結(jié)構(gòu)提供防水保護的方法，其包括如下步驟(a)提供一塊或多塊防水屋頂覆板，各覆板包含木質(zhì)片狀制品和與該木質(zhì)片狀制品相粘附的無紡布襯墊，其中各覆板是通過如下方法制備的將木質(zhì)片狀制品與“B”階段狀態(tài)的無紡布襯墊經(jīng)受足夠的熱和壓以完成所述襯墊中粘合劑的固化，從而使所述襯墊粘附到所述木質(zhì)片狀制品上，所述“B”階段狀態(tài)的襯墊包含與僅部分固化的樹脂粘合劑粘結(jié)在一起的纖維；和(b)將所述屋頂覆板安裝到建筑物的屋頂結(jié)構(gòu)上，使各覆板的無紡襯墊朝向建筑物的外部。
2.如權(quán)利要求1的方法，其中所述的無紡布襯墊選自玻璃纖維無紡襯墊和聚酯纖維無紡襯墊。
3.如權(quán)利要求1的方法，其中各屋頂覆板的無紡布襯墊包括重疊部分，該重疊部分延伸超出與其粘附的木質(zhì)片狀制品的邊緣，且該重疊部包含壓敏粘合劑。
4.如權(quán)利要求3的方法，其中步驟(b)進一步包括使用所述重疊部分的壓敏粘合劑將屋頂覆板其中一片的重疊部分與所述屋頂結(jié)構(gòu)或與另一屋頂覆板進行粘附形成密封。
5.如權(quán)利要求1的方法，其中所述的各覆板進一步包括與木質(zhì)片狀制品相粘附的防輻射阻擋層，使得當(dāng)在屋頂結(jié)構(gòu)上安裝時各覆板的防輻射阻擋層朝向建筑物的內(nèi)部。
6.如權(quán)利要求1的方法，其中所述的木質(zhì)片狀制品選自O(shè)SB、刨花板、粗紙板、膠合板和硬質(zhì)板。
7.如權(quán)利要求1的方法，其中所述的樹脂粘合劑選自糠醇基樹脂、酚醛樹脂、三聚氰胺甲醛樹脂及其混合物。
8.如權(quán)利要求1的方法，其中所述的無紡布襯墊包含殺真菌劑、殺蟲劑、阻燃劑或其混合物。
9.一種建筑物的屋頂結(jié)構(gòu)，其包含(1)多個附著到建筑物屋頂框架上作為基層的防水屋頂覆板，各覆板包含木質(zhì)片狀制品和與該木質(zhì)片狀制品相粘附的無紡布襯墊，其中各覆板是通過如下方法制備的將木質(zhì)片狀制品和“B”階段狀態(tài)的無紡布襯墊經(jīng)受足夠的熱和壓以完成所述襯墊中粘合劑的固化，從而使所述襯墊粘附到所述木質(zhì)片狀制品上，所述“B”階段狀態(tài)的襯墊包含與僅部分固化的樹脂粘合劑粘結(jié)在一起的纖維；和其中各覆板的無紡襯墊朝向建筑物的外部；和(2)附著在屋頂覆板基層的無紡襯墊上的屋頂材料。
10.一種對建筑物的屋頂結(jié)構(gòu)提供防水保護的方法，包括如下步驟(a)提供一塊或多塊防水屋頂覆板，各覆板包含木質(zhì)片狀制品；與該木質(zhì)片狀制品相粘附的無紡布襯墊，該無紡布襯墊由粘合劑和纖維組成；和附著到所述無紡布襯墊上的有機防水涂料；和(b)將所述屋頂覆板安裝到建筑物的屋頂結(jié)構(gòu)上，使各覆板經(jīng)涂覆的襯墊朝向建筑物的外部。
11.如權(quán)利要求10的方法，其中所述的無紡布襯墊選自玻璃纖維無紡襯墊和聚酯無紡纖維襯墊。
12.如權(quán)利要求10的方法，其中各屋頂覆板的無紡布襯墊包括重疊部分，該重疊部分延伸超出與其粘附的木質(zhì)片狀制品的邊緣，該重疊部分包含壓敏粘合劑。
13.如權(quán)利要求12的方法，其中步驟(b)進一步包括使用所述重疊部分的壓敏粘合劑將屋頂覆板的其中一片的重疊部分與屋頂結(jié)構(gòu)或與另一屋頂覆板進行粘附形成密封。
14.如權(quán)利要求10的方法，其中所述的襯墊包含玻璃纖維無紡襯墊，并且一個或多個所述覆板是通過如下方法制成將木質(zhì)片狀制品和“B”階段狀態(tài)的無紡布襯墊經(jīng)受足夠的熱和壓以完成所述襯墊中粘合劑的固化，從而使所述襯墊粘附到所述木質(zhì)片狀制品上，所述的“B”階段狀態(tài)的襯墊包含與僅部分固化的樹脂粘合劑粘結(jié)在一起的纖維。
15.如權(quán)利要求10的方法，其中所述的襯墊包括與不含甲醛的粘合劑粘結(jié)在一起的由玻璃纖維組成的玻璃纖維無紡襯墊。
16.如權(quán)利要求10的方法，其中所述的有機防水涂料選自瀝青、有機硅樹脂、橡膠和聚氯乙烯。
17.如權(quán)利要求10的方法，其中所述的各覆板進一步包括與所述木質(zhì)片狀制品粘附的防輻射阻擋層，使當(dāng)在屋頂結(jié)構(gòu)上安裝時各覆板的防輻射阻擋層朝向建筑物的內(nèi)部。
18.一種建筑物的屋頂結(jié)構(gòu)，其包含(1)多個粘附到建筑物屋頂框架上作為基層的防水屋頂覆板，各覆板包含木質(zhì)片狀制品，與該木質(zhì)片狀制品相粘附的無紡布襯墊，該無紡布襯墊由粘合劑和纖維組成，和附著到無紡布襯墊上的有機防水涂料，其中各覆板的防水涂料朝向建筑物的外部；和(2)附著在屋頂覆板基層經(jīng)涂覆的襯墊上的屋頂材料。
19.一種對建筑物的屋頂結(jié)構(gòu)提供防水保護的方法，包括如下步驟(a)提供一塊或多塊防水屋頂覆板，各覆板包含木質(zhì)片狀制品和與該木質(zhì)片狀制品相粘附的無紡布襯墊，其中各覆板通過如下方法制備(1)形成復(fù)合襯墊，該復(fù)合襯墊包含(i)由包含木質(zhì)碎料和粘合劑的配料形成的襯墊，該襯墊具有第一面和第二面；和(ii)與由所述配料形成的襯墊的第一面相接觸的無紡布布襯墊；和(2)使所述復(fù)合襯墊經(jīng)受足夠的熱和壓以形成屋頂覆板，該屋頂覆板包含具有第一面、第二面和邊緣的木質(zhì)片狀制品，以及粘附到所述木質(zhì)片狀制品的第一面上的無紡布襯墊；和(b)將所述屋頂覆板安裝到建筑物的屋頂結(jié)構(gòu)上，使各覆板的無紡襯墊朝向建筑物的外部。
全文摘要
本發(fā)明涉及對屋頂結(jié)構(gòu)提供防水保護的方法以及由該方法形成的改進的屋頂結(jié)構(gòu)。該方法包括提供一塊或多塊防水屋頂覆板，以及在建筑物的屋頂結(jié)構(gòu)上安裝所述屋頂覆板。各屋頂覆板包括木質(zhì)片狀制品以及與該木質(zhì)片狀制品的至少一面相粘附的無紡布襯墊。
文檔編號E04B5/00GK101065546SQ200580030480
公開日2007年10月31日 申請日期2005年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月10日
發(fā)明者艾倫·邁克爾·亞費 申請人:約翰斯曼維爾公司