BR112021007696A2 - conjunto de placa de isolamento, e, facetador de isolamento laminado - Google Patents

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Xuan Zhang
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Carlisle Construction Materials, LLC
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Abstract

CONJUNTO DE PLACA DE ISOLAMENTO, E, FACETADOR DE ISOLAMENTO LAMINADO. Um conjunto de placa de isolamento, tendo: uma placa de isolamento de espuma; um facetador superior ligado a um lado superior da placa de isolamento de espuma, o facetador superior sendo feito de material tecido; e um facetador inferior ligado a um lado inferior da placa de isolamento de espuma, o facetador inferior sendo feito de material tecido. Os facetadores tecidos superior e inferior podem ter revestimentos superiores e inferiores e camadas não tecidas em ambos os lados e camadas tecidas e não tecidas podem ser mantidas juntas com uma camada de amarração.

Description

1 / 19 CONJUNTO DE PLACA DE ISOLAMENTO, E, FACETADOR DE
ISOLAMENTO LAMINADO Pedidos relacionados:
[001] O presente pedido reivindica prioridade ao pedido de patente provisório dos Estados Unidos S.N. 62/749.530, depositado em 23 de outubro de 2018, intitulado Placa de Isolamento Tendo Facetadores Tecidos, e ao pedido de patente provisório S.N. 62/819.089, depositado em 15 de março de 2019, intitulado Placa de Isolamento com Desempenho Melhorado para todos os fins. Campo técnico:
[002] A presente invenção refere-se a um desempenho melhorado da placa de isolamento conferido por propriedades físicas melhoradas por meio do uso de mantas tecidas como facetadores para placas de isolamento usadas na construção de edifícios em geral e na construção de telhados em particular. Quando usada em uma montagem de telhado, a presente invenção permite que o sistema de telhado atenda à classificação de teste de Granizo Muito Severo (VSH) com uma placa de isolamento de densidade baixa ou típica. Fundamentos da Invenção:
[003] Atualmente, facetadores para placas de isolamento de telhados de espuma de poliuretano ou poli-isocianurato (Polyiso) são normalmente feitas de um facetador de Feltro Reforçado com Vidro (GRF) ou de um material de Facetador de Vidro Revestido (CGF). Os facetadores servem para alguns propósitos na placa de isolamento e no sistema de telhado. Por exemplo, os facetadores ajudam a prover integridade estrutural à placa de espuma e proteger a superfície de espuma friável das forças exercidas pelo granizo, tráfego de pedestres, equipamentos pesados de HVAC e equipamentos de construção. Facetadores também provêm resistência adicional para a placa de espuma no que diz respeito ao desempenho de elevação de vento. Tanto o GRF quanto o CGF contêm fibra de vidro e,
2 / 19 portanto, são irritantes para a pele durante o processo de fabricação e na aplicação final. Com facetadores GRF, fibras de vidro são adicionadas ao papel para melhorar a estabilidade dimensional, especialmente quando o facetador está molhado. No entanto, as fibras de vidro não evitam que a placa se deforme devido à mudança dimensional no facetador de GRF após a exposição à umidade, ou que perca resistência durante a exposição à umidade, como um vazamento. Embora os facetadores de vidro revestido ofereçam resistência melhorada à umidade e mofo em comparação aos facetadores GRF, esses facetadores descolorem após a exposição à umidade e são rígidos, de modo que não espalham a força pela placa e também têm a tendência de absorver quantidades excessivas de produtos químicos durante a produção da placa de espuma. Desvantagens adicionais desses materiais facetadores contendo fibra de vidro incluem: (a) eles não oferecem resistência a indentação suficientemente forte, (b) eles tendem a descascar e delaminar das placas de isolamento de poliuretano ou poli-isocianurato, e (c) o conteúdo de fibra de vidro resulta em reclamações no manuseio durante a produção e instalação das placas.
[004] É importante ressaltar que os fixadores que prendem essas placas de cobertura de espuma ao telhado também passam pelos facetadores das placas. Infelizmente, a elevação de vento através das placas pode causar a tração do fixador, o que resulta na falha do sistema de telhado totalmente aderido. Para melhorar o desempenho de elevação de vento do sistema de telhado, fixadores adicionais são normalmente colocados através da placa de isolamento para manter a placa ancorada na plataforma do telhado.
[005] Portanto, o que é desejado em vez disso é um material de facetador de placa de isolamento de telhado de espuma de poliuretano ou poli- isocianurato que provê o espalhamento da carga e resistência superficial adicional. Especificamente, seria desejável prover um facetador que auxiliasse na distribuição das cargas de superfície de modo que o potencial de tração do
3 / 19 fixador durante a elevação de vento possa ser reduzido ou eliminado. A vantagem de espalhar a carga para evitar a tração do fixador também ajuda a firmemente fixar a placa de isolamento de espuma ao telhado. Outra vantagem dessa resistência de superfície adicionada é que ela ofereceria maior resistência à indentação. Esta resistência à indentação seria vantajosa contra o granizo que atinge o telhado. Mais preferencialmente, o sistema de cobertura ideal seria capaz de passar na classificação de teste “Granizo Muito Severo” recentemente anunciada pela Factory Mutual conforme descrito no FM 4470 (Classe 1 - VSH). Além disso, um facetador com a resistência de indentação desejada também seria vantajoso contra trabalhadores ajoelhados no telhado ou tráfego de pedestres no telhado durante a instalação ou reparo do telhado. Como será explicado, o presente sistema provê essa resistência e vantagens de distribuição de carga. Na verdade, o presente sistema mostrou atender à classificação do teste de Granizo Muito Severo (VSH). Além disso, o presente facetador ainda preferencialmente permite que o sistema de cobertura de telhado atenda à classificação de teste de Granizo Muito Severo (VSH), mesmo quando uma placa de isolamento de densidade baixa ou típica é usada (por exemplo, tal faixa de densidade pode ser tão baixa quanto verificada em placas de isolamento de densidade típica e podem até estar na faixa de 0,08 a 0,96 g/cm3 (0,5 a 6,0 pcf).
[006] Enquanto o espalhamento de carga permitirá que valores mais elevados de elevação de vento sejam alcançados com fixadores equivalentes, a distribuição de carga também permitirá que uma elevação equivalente seja alcançada usando menos fixadores. Reduzir o número de fixadores em um sistema de telhado enquanto mantém o desempenho de elevação de vento é altamente vantajoso porque requer menos trabalho para instalar um sistema de telhado com menos fixadores, menos fixadores reduzem o custo do material do sistema de telhado e menos fixadores resultam em menos penetrações da placa de espuma de poliuretano ou poli-isocianurato, minimizando
4 / 19 dissipadores de calor, levando assim a um melhor desempenho de isolamento da placa de isolamento. Sumário da invenção:
[007] Em um aspecto, a presente invenção compreende um conjunto de placa de isolamento, tendo: uma placa de isolamento de espuma (que pode ser opcionalmente poliuretano ou poli-isocianurato, ou um material fenólico ou um material de poliestireno expandido (EPS)); uma manta tecida como o facetador superior ligado a um lado superior da placa de isolamento de espuma; e uma manta tecida como o facetador inferior ligado a um lado inferior da placa de isolamento de espuma. Opcionalmente, os facetadores tecidos podem ser feitos de fios e/ou fitas naturais e/ou sintéticos. Fios ou fitas sintéticos adequados podem ser feitos de polímeros, tais como polietileno, copolímeros de etileno alfa-olefina, polipropileno, e copolímeros de propileno alfa-olefina, náilon, poliéster, poliéster acrílico, poliamida, aramida, etc. Fios naturais adequados podem ser feitos de fibras naturais, tais como algodão, celulose, lã, rayon, seda, cânhamo, sisal, etc.
[008] As mantas tecidas podem ter diferentes densidades de trama. Malha tecida é uma medida da densidade da trama tecida como o número de fios ou fitas por 2,54 cm (polegada) nas direções de urdidura (máquina) e trama (transversal). Extremidades por 2,54 cm (polegada) (EPI) é o número de fios de urdidura ou fitas por 2,54 cm (polegada) de tecido e fios de trama por 2,54 cm (polegada) (PPI) é o número de fios de trama e fitas por 2,54 cm (polegada) de tecido. Por exemplo, a densidade de tecelagem pode ser de 2 fitas por 2,54 cm (polegada) x 2 fitas por 2,54 cm (polegada) (EPIxPPI) a 100 fitas por 2,54 cm (polegada) x100 fitas por 2,54 cm (polegada). De preferência, a densidade da tecelagem seria de 4,76 x 4,76 mm a 0,250 mm a 0,250 mm (4x4 a 60x60 mesh). Mais preferencialmente, a densidade da tecelagem seria de 4,76 x 4,76 mm a 0,595 mm a 0,595 mm (4x4 a 30x30 mesh). Opcionalmente, as esteiras tecidas têm diferentes densidades de trama
5 / 19 ao longo da urdidura e direção da trama, por exemplo, a densidade da trama pode ser opcionalmente 4,76 mm a 2,38 mm (4x8 mesh) em uma modalidade.
[009] As presentes mantas tecidas podem ter pesos diferentes, normalmente medidos pelo peso do tecido em onças por jarda quadrada ou gramas por metro quadrado. Por exemplo, o peso manta tecida pode, opcionalmente, ser de 10 g/m² a 400 g/m². De preferência, o peso da manta tecida pode ser de 20 g/m2 a 200 g/m2. Mais preferencialmente, o peso da manta tecida pode ser de 40 g/m2 a 100 g/m2. Em alternativa, as mantas tecidas podem ter diferentes espessuras. Por exemplo, a espessura da manta tecida pode ser de 0,0254 mm a 6,35 mm (1 mil a 200 mil). De preferência, a espessura da manta tecida pode ser de 0,0508 mm a 2,54 mm (2 mil a 100 mil). Mais preferencialmente, a espessura da manta tecida pode ser de 0,0508 mm a 1,27 mm (2 mil a 50 mil).
[0010] Opcionalmente, a manta tecida pode ter um revestimento em um ou ambos os lados da superfície. O revestimento pode ser de diferentes composições de polímero, tais como polietileno, copolímeros de etileno alfa- olefina, polipropileno, copolímeros de propileno alfa-olefina, silicones, acrilatos, borracha natural, borracha de estireno-butadieno, etc. Vantajosamente, tal revestimento irá prover sangramento através da resistência durante o processo de fabricação da placa de poliuretano ou poli- isocianurato, resistência à água durante o transporte da placa de espuma e resistência ao deslizamento e à água durante a instalação em campo. O revestimento pode, adicionalmente, prover adesão melhorada à espuma de poliuretano ou poli-isocianurato durante a fabricação e prover compatibilidade e adesão melhoradas a adesivos de ligação durante a instalação em campo. Os adesivos de ligação podem consistir em diferentes composições de polímero, tais como poliuretano, nitrila, neoprene, cloropreno, poliéter terminado em silano, borracha de estireno butadieno, acrílico, monômero de etileno propileno dieno (EPDM), etc.
6 / 19
[0011] Opcionalmente, cada uma das mantas tecidas superior e inferior pode ter uma camada adicional de material não tecido laminado em um ou ambos os lados. A laminação pode ser feita opcionalmente com adesivos ou com uma camada de amarração. Quando a camada não tecida está em contato com a espuma isolante de poliuretano ou poli-isocianurato durante o processo de fabricação, a camada não tecida pode aumentar a rugosidade da superfície e a área de superfície da manta tecida para permitir que a manta tecida tenha melhor adesão ou ligação com a espuma de poliuretano ou poli- isocianurato. Quando a camada não tecida é posicionada do lado de fora (ou seja, superior ou inferior) da placa de isolamento de espuma, ela pode aumentar a resistência ao deslizamento e melhorar o desempenho de adesão com adesivos de ligação durante a instalação em campo. A fibra não tecida pode, opcionalmente, ser feita de diferentes composições de polímero, tal como poliéster, polietileno, copolímeros de etileno alfa-olefina, polipropileno, copolímeros de propileno alfa-olefina, náilon, vidro, Kevlar, basalto, fibra de carbono, etc.
[0012] Opcionalmente, as mantas tecidas podem ser laminadas com uma tela de vidro, manta de vidro, tela de fibras de carbono ou tela de PET revestida. Quando laminados na manta tecida, esses materiais podem potencialmente melhorar a estabilidade dimensional do facetador e da placa de isolamento.
[0013] Opcionalmente, as mantas tecidas podem ser feitas de fios ou fitas de polímero de baixo encolhimento. A taxa de encolhimento da fita de polímero pode ser avaliada pela porcentagem de mudança de comprimento quando a fita de polímero é aquecida da temperatura ambiente a 100ºC. De preferência, a fita de polímero usada na manta tecida tem uma taxa de encolhimento <10%. Mais preferencialmente, a fita de polímero tem uma taxa de encolhimento <5%.
[0014] Opcionalmente, retardadores de chama podem ser adicionados
7 / 19 a fios ou fitas de polímero para aumentar a resistência ao fogo do facetador tecido.
[0015] Em outro aspecto, a presente invenção compreende um material de facetamento tecido enrolado tendo uma resistência suficientemente desejável tanto na direção da máquina quanto na direção transversal. Este material tecido enrolado pode então ser usado como um facetador superior e/ou inferior para uma placa de isolamento de espuma de poliuretano ou poli-isocianurato. De preferência, este material de facetamento tecido laminado é bastante fino e tem baixo peso.
[0016] Em modalidades preferidas, o presente facetador de polipropileno tecido tem uma resistência à tração superior a 36,2874 kgf/7,62 cm (80 lbf/3 polegadas) tanto na direção da máquina quanto na direção transversal, e também tem uma resistência ao rasgo da língua de mais de 6,80 kgf (15 lbf) na direção da máquina e uma direção transversal.
[0017] Vantagens do presente material de facetamento tecido incluem o fato de que ele provê resistência de superfície adicional, distribuição de carga e durabilidade em comparação com facetadores GRF e CGF existentes. Tal resistência de superfície adicionada e distribuição de carga permitem o tráfego de pedestres e ajoelhar-se nas placas de isolamento durante a instalação do telhado. Ele também provê resistência superior ao granizo e resistência ao mofo/umidade equivalente à do CGF. Especificamente, o presente sistema de cobertura de telhado atual que compreende o presente facetador demonstrou atender à classificação de teste de “Granizo Muito Severo” anunciada pela Factory Mutual conforme descrito no FM 4470 (Classe 1 - VSH).
[0018] O presente facetador tecido é de preferência um material leve, mas forte e pesado. Uma vantagem do presente material de facetador tecido é que ele tem maior força de tração do fixador e, portanto, fornece excelente resistência ao aumento da elevação de vento após a placa de isolamento ter
8 / 19 sido fixada ao telhado. Além disso, o presente sistema de facetador tecido também é muito durável e aumenta a vida útil efetiva da placa de isolamento de espuma da cobertura do telhado. Em modalidades opcionais, os facetadores tecidos são feitos de um polímero, tal como polietileno, copolímeros de etileno alfa-olefina, polipropileno, copolímeros de propileno alfa-olefina, náilon, poliéster, poliamida, etc. No entanto, deve ser entendido que outros materiais tecidos também podem ser usados incluindo fios ou fitas naturais e sintéticos, tais como algodão, celulose, rayon, seda, cânhamo, sisal, etc.
[0019] Como tal, o presente sistema de facetador tecido também oferece as vantagens de um módulo de flexão mais alto e uma maior resistência à tração da placa de fixação em comparação com facetadores GRF e CGF tradicionais.
[0020] No caso de um material de polipropileno tecido, o presente facetador pode, opcionalmente, ser feito de uma película de plástico que foi projetada em filamentos ou fitas e, em seguida, tecida para criar uma folha ou manta tecida. Nestes aspectos preferidos, a manta tecida opcionalmente compreende uma camada não tecida em um lado que irá promover a adesão à espuma de poliuretano ou poli-isocianurato e revestimento de polímero no outro lado que aumentará a resistência a água, umidade e sangramento. O revestimento de polímero pode, opcionalmente, prover compatibilidade e adesão aprimoradas aos adesivos de colagem durante a instalação em campo.
[0021] Outra vantagem do presente material de facetamento tecido é o seu baixo custo. Além disso, os presentes materiais de facetamento tecidos podem, opcionalmente, ser feitos de plásticos reciclados, provendo benefícios ambientais. Breve descrição dos desenhos:
[0022] A Figura 1 é uma vista em elevação lateral em corte de uma placa de isolamento de espuma com facetadores tecidos superior e inferior.
[0023] A Figura 2 é uma vista em elevação lateral em corte de uma
9 / 19 placa de isolamento de espuma semelhante à Figura 1, mas com uma camada ou revestimento não tecido acima e abaixo de cada um dos facetadores tecidos superior e inferior.
[0024] A Figura 3 é uma vista em elevação lateral em corte de uma placa de isolamento de espuma semelhante à Figura 2, mas com uma camada de amarração prendendo as camadas de tecido e não tecido juntas. Descrição Detalhada do Sistema Atual
[0025] Como afirmado acima, em uma modalidade, conforme visto na Figura 1, o presente sistema provê um conjunto de placa de isolamento 10 que compreende: uma placa de isolamento de espuma 12 que pode opcionalmente ser feita de espuma de poliuretano ou poli-isocianurato, ou um material fenólico ou um material de poliestireno expandido (EPS)); um facetador tecido superior 20A ligado a um lado superior da placa de isolamento de espuma, facetador superior 20A sendo feito de material tecido que pode opcionalmente incluir polipropileno; e um facetador inferior tecido 20B ligado a um lado inferior da placa de isolamento de espuma, facetador inferior 20B também sendo opcionalmente feito de polipropileno tecido. Em aspectos alternativos, outros materiais tecidos podem ser usados em vez disso, incluindo fibras naturais e sintéticas.
[0026] Em outra modalidade, o presente sistema provê um material de facetador tecido enrolado e fino que tem resistência suficiente em ambas as direções da máquina e transversal que pode ser anexado à placa de isolamento de espuma (por exemplo, durante um processo de extrusão com a espuma sendo ensanduichado entre os facetadores tecidos superior e inferior).
[0027] Tradicionalmente, o poliuretano ou poli-isocianurato é uma placa de isolamento de espuma rígida de células fechadas que consiste em um núcleo de espuma ensanduichado entre dois facetadores. É o material isolante mais amplamente usado para a construção de telhados comerciais acima da área coberta na América do Norte. Em muitos sistemas existentes, os
10 / 19 materiais do facetador são fibra de vidro, mas até mesmo papel kraft tem sido usado. Essas placas de isolamento de poliuretano ou poli-isocianurato são fixadas a área coberta do telhado com vários fixadores mecânicos e adesivos de construção ou mantidas no lugar com pedras de lastro ou pavimentos de concreto colocados acima da membrana do telhado. Normalmente, a membrana do telhado também pode ser mecanicamente fixada através do isolamento de espuma, aderida ao facetador superior de poliuretano ou poli- isocianurato ou mesmo mantida no lugar com lastro.
[0028] De acordo com o presente sistema, os presentes inventores testaram experimentalmente vários facetadores (GRF, CGF, poliéster não tecido e materiais de facetador de polipropileno tecido). Os resultados desses testes experimentais são mostrados na Tabela 1, abaixo: Tabela 1. Propriedades físicas comuns de diferentes materiais do facetador.
PET PP
GRF CGF não tecido tecido Tração (MD) 0,0453kgf/3x2,54 cm 46 69 107 132 (lbf/3 in.) Tração (CD) 0,0453kgf/3x2,54 cm 38 67 67 119 (lbf/3 in.) Alongamento na ruptura-MD (%) 1,7 2 39 14 Alongamento na ruptura -CD (%) 2 2 50 12 Rasgo MD (lbf) = (lbf x 0,453 = kgf) 0,4 0,6 6,8 47,0 Rasgo CD (lbf) = (lbf x 0,453 = kgf) 0,7 0,8 10,5 49,0
[0029] Além disso, os presentes inventores também testaram experimentalmente os mesmos materiais de facetadores para “tração” e “elevação de vento”. Os resultados desses testes experimentais são mostrados na Tabela 2 abaixo.
[0030] O procedimento de teste de tração é projetado para avaliar a resistência de combinações de substrato/placa de tensão usando carga de tensão. O método de teste descrito abaixo usa uma amostra de teste nominal de 35,56 x 35,56 cm (14 x 14 polegada) e gabarito de teste. O método de teste se destina a ser usado para avaliar várias membranas, combinações de membrana/placa de tensão, substratos ou combinações de substrato/placa de tensão para comparação entre si, a fim de determinar se os produtos devem
11 / 19 ser usados em testes de classificação de resistência ao vento em grande escala.
[0031] O procedimento de teste detalhado é o seguinte. O gabarito de teste de substrato 35,56 x 35,56 cm (14 x 14) é preso à cruzeta móvel da máquina Tinius Olsen. Quando estiver pronta para o teste, a amostra é colocada no gabarito de teste de substrato 35,56 x 35,56 cm (14 x 14) com a placa de resistência localizada na parte inferior da amostra de teste. A extremidade do parafuso do fixador é então fixada na mandíbula estacionária. Zere a máquina Tinius Olsen para limpar os dados antes que a primeira amostra seja testada. A força é exercida em uma linha direta perpendicular ao plano da interface substrato/placa de tensão a uma velocidade da cruzeta de 51 mm/min (2 pol/min). Enquanto a amostra está sendo testada, a amostra deve ser examinada visualmente para garantir que continua atendendo às Condições de Aceitação. Continue o teste até que a amostra falhe, forças superiores não possam ser atingidas ou mantidas, ou a critério do patrocinador do teste. A falha é considerada como ocorrendo quando as Condições de Aceitação não estiverem mais sendo atendidas ou até que a força de tração não seja mais capaz de ser mantida. Após a conclusão do teste, a amostra deve ser examinada e qualquer item que não esteja em conformidade com as Condições de Aceitação deve ser anotado. Os resultados do teste de tração devem ser expressos em libras (1 lb = 0,453 kg). O resultado atribuído à amostra deve ser a força máxima que a amostra atingiu antes da falha. As Condições de Aceitação são: 1. todas as amostras devem permanecer seguras em seu gabarito de teste até a falha da amostra de teste; 2. os resultados totais da amostra são determinados com base na média de três (3) testes. Se o desvio padrão dos três valores divididos pela média for maior que 20%, um(s) teste(s) adicional(is) deve(m) ser realizado(s). Os resultados de todos os testes devem ser usados para determinar a média final. Tabela 2. Desempenho da placa de poli-isocianurato com diferentes materiais de facetadores.
12 / 19 Tipo de facetador GRF CGF PET PP não tecido tecido Tração (lbf) (lbf x 177 262 263 455 0,453 = kgf) Elevação de vento 1 a 60 1 a 90 1 a 105 1 a 120
[0032] Embora o facetador tecido tenha um desempenho extremamente bom quando comparado ao GRF e CGF com fixador de tração/elevação de vento, ele também mostra um desempenho superior em relação à resistência à umidade de acordo com ASTM C209-Absorção de Água. Isso é mostrado abaixo na Tabela 3. Tabela 3. Absorção de umidade da placa de poli-isocianurato com diferentes materiais de facetadores. Tipo de facetador GRF CGF PET PP não tecido tecido Absorção de água 0,39% 0,30% 0,07% 0,06%
[0033] Como resultado deste teste, foi descoberto que facetadores de polipropileno tecido 20A e 20B ofereciam benefícios substanciais (conforme descrito aqui) sobre facetadores de GRF e CGF tradicionais.
[0034] Em particular, os presentes facetadores tecidos 20A e 20B provêm as vantagens de resistência na direção da máquina (perpendicular) e nas direções transversais. Em aspectos preferidos, a resistência na direção transversal é de pelo menos 70% da resistência na direção da máquina.
[0035] No caso de materiais de facetador tecidos providos em rolos, os presentes materiais de facetador têm preferencialmente um peso de 20 g/m2 a 200 g/m2; e uma resistência à tração de pelo menos 36,2874kg (80 lb). A vantagem desta pequena espessura é que torna os facetadores mais fáceis de enrolar.
[0036] Em vários aspectos opcionais, os facetadores tecidos 20A e 20B podem ser feitos de fios e/ou fitas naturais e/ou sintéticos. Os fios ou fitas sintéticos podem ser feitos de polímeros, tais como polietileno, copolímeros de etileno alfa-olefina, polipropileno, copolímeros de propileno alfa-olefina, náilon, poliéster, poliéster acrílico, poliamida, aramida, etc. Os fios podem ser feitos de fibras naturais, tais como algodão, celulose, lã, rayon,
13 / 19 seda, cânhamo, sisal, etc.
[0037] Em modalidades preferidas, o presente conjunto de placa de isolamento atende a classificação de Granizo Muito Severo (VSH) de FM 4470 (Classe 1). Isso pode ser feito até mesmo usando placa de isolamento de baixa densidade ou típica. Em uma modalidade, a placa de isolamento de espuma tem uma densidade de 0,08 a 0,96 g/cm3 (0,5 a 6,0 pcf). Isso representa uma vantagem sobre as abordagens existentes (e mais caras) de uso de placa de gesso ou prensada para obter a classificação de Granizo Muito Severo (VSH).
[0038] Além disso, a adesão entre a placa de isolamento e o facetador pode ser potencialmente mais forte do que pode ser alcançada por placas de isolamento de densidade padrão existentes e facetadores feitos de papel, papel reforçado com fibra de vidro ou facetadores de vidro revestido (GRF/CGF), folhas, películas ou laminados.
[0039] Em modalidades preferenciais opcionais, a presente placa de isolamento com facetador tecido também pode ser usada sob uma folha de membrana do telhado, tal como EPDM (Monômero de Etileno Propileno Dieno), TPO (olefina termoplástica), PVC (cloreto de polivinila), KEE (éster de etileno cetona) ou Hypalon, de várias espessuras para prover uma estrutura de cobertura de telhado capaz de atingir a classificação de Granizo Muito Severo (VSH). Opcionalmente, a membrana do telhado EPDM, TPO, PVC, KEE e Hypalon pode ter materiais não tecidos laminados no lado posterior. O velo não tecido pode melhorar potencialmente o desempenho de adesão da membrana do telhado à placa de isolamento.
[0040] Em outros aspectos preferidos opcionais, adesivos de colagem são usados para aderir a membrana do telhado à placa de isolamento. Opcionalmente, esse adesivo de colagem pode incluir revestimentos extrudados, revestimentos em spray ou revestimentos aplicados a rolo. Exemplos de tais promotores de adesivo incluem Flexible FAST™, adesivo
14 / 19 de colagem TPO, Cav-Grip III™ e adesivo de colagem EPDM. Desempenho do sistema de telhado:
[0041] O procedimento 4470 da Factory Mutual para teste de Granizo Muito Severo (VSH) é um novo padrão de teste que teve um impacto significativo na construção de sistemas comerciais de telhado em quatorze estados em todo o meio-oeste americano. O teste envolveu a propulsão de uma bola de gelo de 5,08 cm (2 polegadas) de diâmetro em um espécime de teste do sistema de telhado a uma velocidade de 45,6 a 48 m/s (152 a 160 pés por segundo). A membrana não deve ser perfurada e deve permanecer aderida à placa de substrato. As placas de substrato não podem ser rachadas ou ter os facetadores de espuma delaminados para passar neste teste.
[0042] Duas placas de cobertura de telhado amplamente usadas (isto é: placa de gesso e poli-iso de alta densidade (Polyiso HD)), que são usadas na indústria de coberturas de telhado comerciais, não foram capazes de resistir a este teste de VSH (ver Tabela 4 e 5 abaixo). Os únicos sistemas de cobertura de telhado que conseguiram alcançar um sucesso limitado na classificação VSH até agora incorporaram placas de cobertura OSB e placas de compensado Plywood (consulte a Tabela 6 abaixo). No entanto, as placas OSB e compensado Plywood têm limitação significativa, pois são caras, mais pesadas do que 1,27 cm (0,5”) Polyiso HD e não são capazes de atingir as mesmas classificações de fogo que os sistemas contendo placas de gesso ou Polyiso HD. Tabela 4. Resultados do teste de VSH para a placa de 1,27 cm (½”) SecurShield Polyiso HD. Local de Razão para Isolamento Membrana Adesivo Resultados VSH Teste falha Velo 145 EPDM Flex FAST FM Reprovado Velo 115 EPDM Flex FAST FM Reprovado 226 g (1/2”) 2,28 mm (90 mil) EPDM de colagem Rachaduras SecurShield EPDM branco FM Reprovado na placa Placa Polyiso 75 mil Sure-Tough EPDM de colagem FM Reprovado
HD HD Velo 145 EPDM Flex FAST FM Reprovado Velo 115 EPDM Flex FAST branco FM Reprovado
15 / 19 2,28 mm (90 mil) EPDM de colagem EPDM branco FM Reprovado Velo 135 PVC Flex FAST FM Reprovado Velo 115 PVC Flex FAST FM Reprovado 1,92 mm (80 mil) PVC de colagem Velo PVC FM Reprovado 135 TPO Flex FAST FM Reprovado Velo 115 TPO Flex FAST FM Reprovado 1,92 mm (80 mil) TPO de colagem TPO FM Reprovado
Tabela 5. Resultados do teste VSH para placa de 1,27 cm (½”) DensDeck Prime (gesso). Local de Razão para Isolamento Membrana Adesivo Resultados VSH Teste falha Velo 145 EPDM Flex FAST FM Reprovado Velo 115 EPDM Flex FAST FM Reprovado 2,28 mm (90 mil) EPDM de colagem EPDM FM Reprovado 75 mil Sure-Tough EPDM de colagem FM Reprovado Velo 145 EPDM Flex FAST branco FM Reprovado Velo 115 EPDM Perda de Placa Flex FAST branco FM Reprovado adesão (gesso 226 g (½”) 2,28 mm (90 mil) transformado DensDeck EPDM de colagem EPDM branco FM Reprovado em pó na área Prime Velo 135 PVC Flex FAST FM Reprovado de impacto) Velo 115 PVC Flex FAST FM Reprovado 1,92 mm (80 mil) PVC de colagem PVC FM Reprovado Velo 135 TPO Flex FAST FM Reprovado Velo 115 TPO Flex FAST FM Reprovado 1,92 mm (80 mil) TPO de colagem TPO FM Reprovado
Tabela 6. Resultados do teste de VSH para placa StormBase (OSB). Local de Razão para Isolamento Membrana Adesivo Resultados VSH teste falha Velo 145 EPDM Flex FAST FM Reprovado Velo 115 EPDM Flex FAST FM Reprovado 2,28 mm (90 mil) EPDM de colagem EPDM FM Reprovado 2,28 mm (90 mil) Rachaduras na EPDM de colagem EPDM branco FM Reprovado OSB 1,905 mm (75 mil) EPDM de colagem Sure-Tough FM Reprovado Velo 115 EPDM Flex FAST FM Reprovado StormBase branco (OSB) Velo 145 EPDM Flex FAST FM Aprovado branco Velo 135 PVC Flex FAST FM Reprovado Falha por Velo 115 PVC Flex FAST FM Reprovado envelheciment 1,92 mm (80 mil) PVC de colagem o por calor PVC FM Reprovado Velo 135 TPO Flex FAST FM Aprovado Velo 115 TPO Flex FAST FM Aprovado 1,92 mm (80 mil) TPO de colagem TPO FM Aprovado
16 / 19
[0043] Em contraste com os sistemas existentes acima, várias modalidades da presente invenção (isto é: sistemas contendo placas de isolamento de Polyiso de alta densidade e densidade normal feitas com materiais facetadores de polipropileno tecido) mostraram uma melhoria significativa e foram capazes de resistir ao Teste VSH. Os atuais sistemas de telhado passaram com sucesso nos testes internos e na Factory Mutual devido às propriedades físicas exclusivas providas pelos presentes facetadores tecidos. Os resultados estão resumidos nas Tabelas 7 e 8 abaixo.
[0044] Como pode ser apreciado, os presentes sistemas de telhado usando placa de isolamento de densidade padrão ou de alta densidade e facetadores de PP tecidos podem ser combinados com TPO FleeceBACK, EPDM FleeceBACK, PVC FleeceBACK, KEE FleeceBACK e bareback TPO, EPDM, PVC e KEE HP. Essas membranas podem ser opcionalmente coladas com adesivo de poliuretano de duas partes, adesivos de colagem TPO, adesivos de PVC, adesivos de colagem EPDM, adesivos à base de água, adesivos de colagem LVOC e Cav-Grip III. Este tipo de sistema de telhado tem desempenho vantajoso significativo em relação ao OSB e placa de madeira compensada, pois a placa de isolamento com facetador de PP tecido oferece maior valor R por 2,54 cm (polegada) e é menos dispendiosa. Tabela 7. Resultados do teste de VSH para placa de 1,27 cm (½”) de Polyiso HD com facetador de PP tecido. Resultados de Isolamento Fonte Membrana Adesivo Local de teste
VSH 1,143 mm (45 mil) Cav-Grip III TPO interno aprovado 1,524 mm (60 mil) Cav-Grip III 1,27 cm (½ “) TPO interno aprovado de Polyiso 2,286 mm (90 mil) 90-8-30A HD com Esta invenção EPDM branco interno aprovado facetador de Velo 105 EPDM Flex FAST interno aprovado PP tecido 1,524 mm (60 mil) Cav-Grip III TPO FM aprovado 2,03 mm (80 mil) Cav-Grip III TPO FM aprovado Tabela 8. Resultado de teste VSH para densidade para placa Polyiso com facetador de PP tecido.
17 / 19 Resultados de Isolamento Fonte Membrana Adesivo Local de teste
VSH 2,03 mm (80 mil) Cav-Grip III TPO interno aprovado Densidade 2,28 mm (90 mil) 90-8-30A padrão EPDM branco interno aprovado Polyiso com Esta invenção Velo 105 EPDM Flex FAST interno aprovado facetador de 1,44 mm (60 mil) Cav-Grip III PP tecido TPO FM aprovado 2,03 mm (80 mil) Cav-Grip III TPO FM aprovado
[0045] Em aspectos preferenciais ilustrados na Figura 2, os facetadores tecidos incluem de preferência revestimentos químicos para torná- los à prova d’água. Especificamente, o sistema 10 compreende uma placa de isolamento de espuma 12, tendo um facetador tecido superior 20A e um facetador tecido inferior 20B, como descrito acima. De preferência, o facetador tecido superior 20A e o facetador tecido inferior 20B não compreendem fibras de vidro. Placa de isolamento de espuma de preferência tem uma densidade de 0,08 a 0,96 g/cm3 (0,5 a 6,0 pcf) e o valor de tração do fixador é superior a 136,08 kgf (300 lbf). De preferência, o conjunto de telhado 10 consiste em membrana de telhado, adesivo de colagem e placa de isolamento, e em que o conjunto de telhado atende à classificação de Granizo Muito Severo de FM 4470 (Classe 1).
[0046] De preferência, cada um dos facetadores tecidos 20A e 20B compreende fios ou fitas feitos de polímeros sintéticos, tais como copolímeros de polipropileno e/ou propileno alfa-olefina tecido ou copolímeros de etileno alfa-olefina tendo uma densidade de urdidura de 10,16 a 76,2 extremidades por centímetro (4 a 30 EPI) ou uma densidade de trama de 10,16 a 76,2 fios de trama por centímetro (4 a 30 PPI), um peso de 40 a 200 gramas por metro quadrado e uma espessura de 0,0508 a 1,27 mm (2 mil a 50 mil). De preferência, cada um dos facetadores superior e inferior 20A e 20B tem uma resistência à tração superior a 36,2874 kgf/7,62 cm (80 lbf/3 polegadas) em uma direção da máquina e uma direção transversal e uma resistência ao rasgo de mais de 6,80 kgf (15 lbf) tanto na direção da máquina quanto na direção transversal.
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[0047] Como pode ser visto na Figura 2, cada um dos facetadores 20A e 20B pode, opcionalmente, ter um revestimento de polímero em um ou ambos os lados de um ou ambos os facetadores superior e inferior (isto é: 22A, 24A, 22B e 24B). Em aspectos preferidos, algumas ou todas as camadas de revestimento de polímero 22A, 24A, 22B e 24B são selecionadas a partir do grupo que consiste em: polietileno, copolímeros de etileno alfa-olefina, polipropileno, copolímeros de propileno alfa-olefina, silicones, acrilatos, poliuretano, borracha natural e borracha de estireno butadieno.
[0048] Alternativamente, cada um dos facetadores 20A e 20B pode, opcionalmente, ter um material não tecido laminado em um ou ambos os lados de um ou ambos os facetadores superior e inferior (isto é: camadas 22A, 24A, 22B e 24B). As camadas de material não tecido podem ser selecionadas a partir do grupo que consiste em poliéster, polietileno, copolímeros de etileno alfa-olefina, polipropileno, copolímeros de propileno alfa-olefina, náilon, vidro, Kevlar, basalto e fibra de carbono. Como tal, as camadas 22A, 24A, 22B e 24B podem compreender vários revestimentos de polímero ou outro material não tecido. Opcionalmente, as camadas 24A e 24B podem compreender uma manta de vidro laminado, uma tela de vidro ou uma tela de vidro revestida.
[0049] Finalmente, como visto na Figura 3, as camadas não tecidas 24A e 24B podem ser laminadas às camadas tecidas 20A e 20B por meio de um adesivo ou uma camada de amarração 26A, 26B.
[0050] Em aspectos alternativos, o presente sistema compreende um facetador de isolamento laminado formado a partir de um material tecido com uma resistência à tração superior a 36,2874 kgf/7,62 cm (80 lbf/3 polegadas) em ambas as direções da máquina e transversal e uma resistência ao rasgo de mais de 6,80 kgf (15 lbf) em a direção da máquina e a direção transversal. Neste aspecto, o material tecido compreende fios ou fitas feitos de polímeros sintéticos, incluindo, mas não se limitando a copolímeros de polipropileno
19 / 19 e/ou propileno alfa-olefina e/ou copolímeros de etileno alfa-olefina.
De preferência, o material tecido é à prova d’água.

Claims (22)

REIVINDICAÇÕES
1. Conjunto de placa de isolamento, caracterizado pelo fato de que compreende: uma placa de isolamento de espuma; um facetador superior ligado a um lado superior da placa de isolamento de espuma, o facetador superior sendo feito de material tecido; e um facetador inferior ligado a um lado inferior da placa de isolamento de espuma, o facetador inferior sendo feito de material tecido.
2. Conjunto de placa de isolamento de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a placa de espuma é uma placa de espuma de poli-isocianurato ou poliuretano.
3. Conjunto de placa de isolamento de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o facetador superior e o facetador inferior não compreendem fibras de vidro.
4. Conjunto de placa de isolamento de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a placa de isolamento de espuma tem uma densidade de 0,08 a 0,96 g/cm3 (0,5 a 6,0 pcf).
5. Conjunto de placa de isolamento de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o valor de tração do fixador é superior a 136,08 kgf (300 lbf).
6. Conjunto de placa de isolamento de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o conjunto de telhado consiste em membrana de telhado, adesivo de colagem e placa de isolamento, e em que o conjunto de telhado atende à classificação de Granizo Muito Severo de FM 4470 (Classe 1).
7. Conjunto de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o material tecido compreende fios ou fitas feitos de polímeros sintéticos.
8. Conjunto de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o material tecido compreende copolímeros de polipropileno e/ou propileno alfa-olefina tecido ou copolímeros de etileno alfa-olefina.
9. Conjunto de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o material tecido tem uma densidade de urdidura de 10,16 a 76,2 extremidades por centímetro (4 a 30 EPI) ou uma densidade de trama de 10,16 a 76,2 fios de trama por centímetro (4 a 30 PPI).
10. Conjunto de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o material tecido tem um peso de 40 a 200 gramas por metro quadrado.
11. Conjunto de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o material tecido tem uma espessura de 0,048 mm a 1,27 mm (2 mil a 50 mil).
12. Conjunto de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: um revestimento de polímero em um ou ambos os lados de um ou ambos os facetadores superior e inferior.
13. Conjunto de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o revestimento de polímero é selecionado a partir do grupo que consiste em: polietileno, copolímeros de etileno alfa-olefina, polipropileno, copolímeros de propileno alfa-olefina, silicones, acrilatos, poliuretano, borracha natural, borracha de estireno butadieno.
14. Conjunto de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: um material não tecido laminado em um ou ambos os lados de um ou ambos os facetadores superior e inferior.
15. Conjunto de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que o material não tecido é laminado à manta tecida por meio de adesivo ou uma camada de amarração.
16. Conjunto de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que o material não tecido é selecionado a partir do grupo que consiste em poliéster, polietileno, copolímeros de etileno e alfa-olefina, polipropileno, copolímeros de propileno e alfa-olefina, náilon, vidro, Kevlar, basalto e fibra de carbono.
17. Conjunto de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: uma manta de vidro laminado, uma tela de vidro ou uma tela de vidro revestido em um ou ambos os lados de um ou ambos os facetadores superior e inferior.
18. Conjunto de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que cada um dos facetadores superior e inferior tem uma resistência à tração superior a 36,2874 kgf/7,62 cm (80 lbf/3 polegadas) tanto na direção da máquina quanto na direção transversal e uma resistência ao rasgo de mais de 6,80 kgf (15 lbf) na direção da máquina e uma direção transversal.
19. Facetador de isolamento laminado formado a partir de um material tecido, caracterizado pelo fato de que tem uma resistência à tração superior a 36,2874 kgf/7,62 cm (80 lbf/3 polegadas) tanto na direção da máquina quanto na direção transversal, e uma resistência ao rasgo de mais de 6,80 kgf (15 lbf) na direção da máquina e na direção transversal.
20. Facetador de isolamento laminado de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que o material tecido compreende fios ou fitas feitos de polímeros sintéticos.
21. Facetador de isolamento laminado de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que o material tecido compreende copolímeros de polipropileno e/ou propileno alfa-olefina tecido e/ou copolímeros de etileno alfa-olefina.
22. Facetador de isolamento laminado de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que o material tecido é à prova d’água.
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