CN100564715C - 透气式防水层状结构 - Google Patents

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Abstract

一种透气式防水结构,由设置在外墙侧面的防水层和排气层组件构成,其中防水层为纺粘无纺物片材和涂在上述片材的内表面上的树脂层所形成的复合物;排气层组件则由波状纺粘无纺物片材所构成,其中该组件通过波谷处的多个粘结点整体地粘结到上述防水层上,由此而形成与防水层之间有预定间隙的排气层。

Description

透气式防水层状结构
技术领域
本发明涉及一种用于建筑物和构筑物的外墙结构,其可提供优良的防雨、透湿和透气性。
背景技术
传统的用于构成用在建筑物上例如木制住宅等的外墙结构的方法可以大致分为两种类型:传统的湿式(砂浆)面层和饰板面层。随着一种透气层的构造方法的普及,饰板面层正在变成主流方法。然而,当建筑外墙变得越来越个性化和多层面时,也有了将湿式面层改进的兴趣。在此应该注意到,内部、外部的界限是相对于结构内的位置而言的,但是应当理解的是,上述外部指的是靠近建筑物的外面的位置处,而内部指的是靠近建筑物里面的位置处。不管使用什么样的施工方法,对于建筑物的耐久性的测试都要求其能阻挡来自外面的任何漏水。例如,砂浆面层采用这样的结构,其中吸入式防水片材粘贴在外墙基底材料如石膏板、混凝土、胶合板等等的外表面上,并且在外墙侧安装的支架、支柱或固定的或不定长度的罩面板条,间隔适当的距离在基底材料的防水盖板的全部表面形成连续的通风层。此外,在上述结构的表面设置板条屏,随后铺设水泥砂浆作为外墙材料,最后完成整个外墙面。众所周知,想完全阻止漏水穿过裂缝或从老化的砂浆基料的外墙的窗户的四周开口渗水是非常困难的。此外,就上述透气式排气层铺筑方法而言,已经有了多种提供高耐久性的结构的提议,该结构要求在一外墙和一绝热材料之间安装排气层来阻止形成凝结水和结构材料的性能老化。然而,上述这些提议都没有达到令人完全满意。
例如:日本专利申请文献Kokai H08-120799公开了一种技术,其包括提供一种通风口层面板,在建筑物的外墙和内墙之间所形成的墙内形成一种通风口结构,其中,上述通风口面板具有沿一个平面内方向布设的通风层或通风孔,和沿一个平面外方向布设并与上述通风口层或通风孔交叉的通孔。其还公开了一种具有透湿性和挡风性的薄板,其中该薄板连接到上述面板的一个表面上。
日本专利申请文献Kokai 2001-20398则公开了一种防水表层材料,其可以有效地防止在一外墙的内侧凝结水,还可以大量减少需要外部作业的部件的数量以简化外部的细部,并且通过连接外部部件或定位铆钉眼等而不会丧失任何防水功能。上述材料可以抑制形成由于湿式外部面层材料的涂布厚度不均匀而引起的裂缝,其中在外部基底材料和外部面层材料之间还设有一层沥青复合层,且上述沥青复合层与上述外墙基底材料相对的一侧设有一个通过众多的点状突起而构成的凹凸表面,从而保证了在这些突起之间的缝隙可以作为分散水汽的路径并能有效地阻挡在外墙的内侧形成任何凝结水。
附图说明
图1所示为本发明的透气式防水结构的一个实施例的结构略图。
图2为本发明的透气防水结构的一个实施例的结构图。
图3为本发明实施例中透气式防水结构被用于一外墙结构中的状态。
图4所示为对本发明透气式防水结构的一个实施例所做的水流量的监测。
图5所示为用作本发明所做的水流量的测试中的排气层的结构图。
图6所示为对本发明透气式防水结构的一个实施例所做的水截断的测试。
具体实施方式
在本发明以前,几乎没有什么材料是具有防水、渗湿和透气式的轻型无纺的易于制作的复合材料,并且其还要完全满足一种外墙结构的应用的要求。而且,这样的材料和传统的外墙结构相比其更加经济。
本发明提出了有关提供一用于建筑物和构筑物中的透气式防水外墙结构的问题,其含有可防水、可透湿和透气式的轻型的无纺且易于制作的复合材料。上述外墙结构可以将含有热空气的水汽排出,该热空气从结构内部进入墙内并且在外墙和内墙之间冷凝成滴露。上述外墙结构还可阻挡门外的风和雨进入墙内,并且一旦上述潮气进入墙内,也可将其排出去。本发明可以防止上述建筑物或构筑物材料的老化,而这些材料决定了上述建筑物或构筑物的耐久性。
本发明的一个实施例是一透气式防水结构,其设置在墙基料的外表面上,其包括:1)、防水复合无纺片材,其内表面具有树脂涂层或粘层;和2)、波状的纺粘无纺片材形成的排气层成形件,其通过在上述波纹的波谷处具有多个点粘结位置而一体地与防水层相连接,由此而形成排气层以与防水层之间形成预定间隙。
本发明的另一个实施例的特征在于,如上所述的排气层成形件是通过在多个粘结点处进一步地将一防水透湿的波状层点粘结到上述无纺片材的一个内表面而形成的,且与排气层成形件的轮廓吻合。
本发明的进一步特征在于上述排气层成形件的波纹从波峰到波谷的深度在3毫米至20毫米之间。
就本发明而言,其不但可以实现防水和透湿性,而且因为防水层和排气层成形件是一体的,所以和传统的方法相比其肯定还可以缩短工期。并且,与传统的排气孔的施工方法相比,上述施工方法不仅简单得多,本发明还可以将含有从室内进入到墙中的热空气的水汽排到建筑物外面,并且还将降温时在上述内外墙之间冷凝的水滴排到建筑物外面。本发明还可阻挡门外的风和雨进入墙内,并且一旦上述潮气进入墙内,也可将其排出去。更多地,本发明还提供了与传统材料相类似的性能。
参照图1和2,示出了本发明的透气防水结构,图3描述了透气式防水结构用于一外墙结构的实际操作的方式。如图1所示,防水层1由纺粘无纺物片材1a组成,其中树脂层1b涂在或整层压在片材1a的内表面上,而排气层成形件2则包括波状的纺粘无纺物片材并且其整体地连接到防水层上从而与防水层1之间形成预定间隙。
上述的纺粘无纺布可以由传统的生产方法制成:在传统的聚丙烯、聚酰胺和聚酯中选材,然后将这些树脂熔化模压成纤维,再通过一空气吸管进行卷绕,最后将上述树脂分布到网带输送机上并将其粘结在一起。考虑到材料的循环利用性、化学稳定性以及操作的简易性,用于纺粘无纺布的材料优选为聚丙烯。优选的聚丙烯无纺布为其可以从特拉华州威尔明顿(Wilmington DE)的纳幕尔杜邦公司(以下简称杜邦公司)的产品中获得,但本发明并不限于使用该产品。
尽管无纺布的单位面积重量比较低,而不容易减轻重量,所用的无纺布仍最好为单位面积重量在20-300g/m2,优选是45-200g/m2。当上述无纺布用作外墙基材时,其单位面积重量决定其强度和使用的简易度(由柔性导致的),因此,如果它太轻了,其抗拉强度将由于单位面积重量不足而不够,易被撕裂,而当其太厚时,其可操作性又将降低。
如附图1和2所示,树脂层1b为本发明的防水层1的一部分,其涂布或层压或以其它方式设在上述无纺布1a的一内侧表面上,可以由热塑性树脂制成。通常优选聚烯烃树脂,如聚乙烯、聚丙烯、聚醋酸乙烯酯或其共聚物,但是本发明并不局限于上述材料。其还可以采用聚苯乙烯、聚酰胺、聚酯或聚丙烯酸酯。例如,既防水又可粘结到排气层组件上的层可通过将1.20微米厚的线性低密度聚乙烯(LLDPE)薄膜同聚乙烯树脂,如纺粘无纺布进行层压而制成。
与上述所形成的防水层之间具有预定间隙并形成排气层且其整体连接到防水层上的波状排气层组件2可以由任何纺粘无纺布或符合JIS(日本工业标准)A6111或任何具有相同功能的薄膜制成。如附图2所示,其可以通过将聚乙烯醇树脂的无孔膜2b层压到纺粘无纺布2a上而制成,例如,将具有粘结点的
Figure C20058000203800063
以常规压力在表面温度为80-140摄氏度和压强为2kg/cm2-5kg/cm2下加压1秒钟,然后再打褶,从而产生贯穿上述无纺布的整个表面,形成从波谷到波峰的距离大约为5-12毫米的波纹。其合成的波状无纺布粘结到防水层,从而在其之间构成排气层,由此在上述无纺布表面上所附着的或出现的水滴通常可以向下流入到上述波纹的垂直方向的波谷中并到达结构的最低端。
上述被点粘到排气层组件的可透湿防水薄膜2b可以为可透湿的防水薄膜,其为无孔薄膜或纺粘无纺布。例如,其可采用聚乙烯醇树脂、聚酰胺树脂、聚氨酯树脂等等。可选地,也可以采用微孔薄膜,通过加入细粉例如碳酸钙等而制得的薄膜内具有大量微孔,为了制得微孔,接着再通过形成薄膜并且将碳酸钙拉出并滤去。使用微孔的薄膜能够得到具有透湿性、透气性和防水性能的防水层。
上述的这样一种方法使得可透湿薄膜的制备具有至少500g/m2 24小时的透湿性能或更多,优选为800g/m2 24小时或更多的透湿性,并且抗水性至少达到30mmH2O或更高的水压,优选为500mmH2O或更高。本发明所采用的薄膜的厚度最好为10-100微米。小于10微米的厚度对于薄膜的一致性和强度来说是不够的,当其被制成排气层组片时容易被撕裂,这是不可取的。而当其被制成具有纺粘无纺布的复合材料时,其超过100微米的厚度则会引起透湿性的降低,就造价和可用性而言,这也是不可取的。
本发明构成排气层组件的无纺布复合材料的透湿性在40℃和相对湿度为90%的(RH)的常规测量条件下,按照JIS Z-0208(所修正的方法)测量应当符合前述的JIS-A6111标准。可使用任何具有相同功能的材料。
在本发明的透气式防水结构中,一体连接到防水层以形成排气层的波状的无纺布或无纺布复合板的单位面积重量在10-300g/m2之间或略小一些。不言而喻的,当其被用作外墙结构时,其单位重量总体上应尽可能的小。然而,上述给出的是重量轻的无纺布,不会拉长或收缩(当其接触到水时),并且其由连续纤维所组成,而该纤维不会从边缘绽裂或脱散。优选的是,上述用于透气式结构的无纺布板的总重量最好小于等于600g/m2,但本发明并不受此限制。
如附图3所示,一种通过将透气式防水结构7安装在聚乙烯板4的外表面上而形成的外墙,聚乙烯板4放置在玻璃纤维毛线绝热层3的外侧面上。透气式防水结构7由防水层5(与附图1和2中分别所示的1相同)和波状排气层组件6(与附图1和2中分别所示的2或2a/2b相同)组成,该组件6整个设置在防水层5上,其后是位于其外面的板条屏8和砂浆层9。
在本发明的实施例中,对本发明的透气式防水结构进行如下测试:
a、抗拉强度
JIS L-1096(其它条件包括取样厚度:5cm,拉伸速率:1.0cm/min,夹紧距离:10cm,试验机:等速伸缩式)
b、延展性
类似于抗拉强度
C、撕裂强度
JIS L-1096,A-1(单一的切口程序)
d、抗水压
JIS L-1099方法A(低水压法)流体静压程序
e、排气层的水流量估测。
如附图4A和4B所示,测试仪器10可用来评定各种实施例的性能。虽然不是必要条件,上述仪器仍是由木板12组成。其提供一个内部空间,该空间具有一个内部空间的开口侧表面并以丙烯酸有机玻璃板15进行封闭,在另一(开口)侧放置试样材料18,并且适当的,其玻璃绒侧正对着上述内部空间。该丙烯酸有机玻璃板通过铝带14或其它合适的密封材料被固定就位。水17被放置在测试仪器内的量筒16中,通过目测每24小时监测其以cm3/小时为单位测算损失的水量。上述测试是在北海道北部地区建筑研究所完成的。仪器10宽约455mm,长约2481mm,样品的尺寸则为宽约440cm、长约2470cm。
实施例
实施例1
一种制得的复合板,其单位面积重量为120g/m2,将线性低密度聚乙烯(LLDPE)(由Toso公司生产)涂敷在纺粘无纺布“
Figure C20058000203800081
7331W”(单位面积重量110g/m2)的一边。防水层由合成的复合板制成。一块纺粘无纺布“
Figure C20058000203800082
5401”(单位面积重量136g/m2)通过波纹板轧机被制成波峰高大约5mm的波纹来构成跨过其整个表面的排气层组件,以便于在表面温度为120度的压板上熔化粘接到上述防水层的线性低密度聚乙烯树脂层,由此而形成本发明的透气式防水结构。上述合成结构的单位面积重量为454g/m2。上述合成的透气式防水结构具有如表1所概括的特性。
实施例2
实施例1中所制备的复合板。一块纺粘无纺布“
Figure C20058000203800083
7601”(单位面积重量190g/m2)通过波纹板轧机被制成波峰高大约5mm的波纹来构成跨过其整个表面的排气层组件,以便于在表面温度为120度的压板上熔化粘接到上述防水层的线性低密度聚乙烯树脂层,由此而形成本发明的透气式防水结构。上述合成构造的单位面积重量为480g/m2。上述合成的透气式防水结构具有如表1所概括的特性。
另外,当如实施例5所述的止水试验被用在该实施例中的防水层时,可以确定的是,胶合板在水流过其上以后还是干的。
实施例3
一种制备的复合板,其单位面积重量为120g/m2,将线性低密度聚乙烯(LLDPE)(由Toso公司生产)涂敷在纺粘无纺布“
Figure C20058000203800091
7137W”(单位面积重量,45g/m2)的一边。防水层由合成的复合板制成。一块纺粘无纺“
Figure C20058000203800092
5401”(单位面积重量136g/m2)点式粘在14微米厚的透湿薄膜9上,其包括由日本合成化学工业有限公司生产的聚乙烯醇树脂(Bovlon),其通过波纹板轧机被制成跨过其整个表面且波峰高大约为5mm的波纹以便于将纺粘型无纺物在表面温度约为120摄氏度的压板上熔化粘接到上述防水层的线性低密度聚乙烯树脂层,由此而形成本发明的透气式防水结构。上述合成结构的单位面积重量为369g/m2。上述合成的透气式防水结构具有如表1所概括的特性。
表1
Figure C20058000203800093
Figure C20058000203800101
用作对比的实施例A
图5A所示为排气层结构30a,其通过与通常的侧面32之间形成18mm宽的间隙状排气层而制成,该侧面32上有直接安装的钉罩面板木条34,板36(瞬间热压的无纺布,可由杜邦公司的产品获得)设置在玻璃绒层38上。水流量测试显示的结果是120立方厘米(cc)/天。
用作对比的实施例B
图5B描述了除了在
Figure C20058000203800103
板的面上增加了一块9.5mm厚的胶合板37之外,与作对比的实施例A中基本相同的带有一个18mm的间隙状排气层的排气层结构30b。水流量测试显示的结果为65cc/天。
实施例4
图5C所示的结构40将作对比的样品中的侧面替换为20mm厚的砂浆43和钉罩面板的木条。透气式的防水结构44(如实施例1中的)和9.5mm厚的胶合板37连在一起,其被设置在玻璃绒层38的面上。水流量测试显示的结果为85cc/天,这是有关其具有和传统结构相同水平的水流量的证明。
实施例5
为了估测止水性,将一块如图6所示的大约呈30%坡度的胶合板37连接到复合板上,该复合板通过将单位面积重量为120g/m2的线性低密度聚乙烯(LLDPE)板50(由Toso公司生产)放在“
Figure C20058000203800104
7331W”(单位面积重量,110g/m2)板60的一个表面上而形成。然后,如箭头所示,水就从聚氯乙烯管70中流出,该管70已经被定位铆钉穿透而形成了如JIS A6111所规定的多个孔(直径大约为2mm)。水流允许以1000cc/min的速率和0.5kg/cm2的流体静压下流约2小时。此后,将上述复合板移去而观察胶合板的状况。观察到上述胶合板仍是干的。

Claims (7)

1、一种透气式防水结构,其包括:
设置在外墙侧面的防水层,其为纺粘无纺物片材和涂在上述片材的内表面上的树脂层所形成的复合物;和
由波状纺粘无纺物片材所构成的排气层成形件,其中该成形件通过经由其波谷的多点粘结整体粘结到上述防水层上,由此而形成与防水层之间有预定间隙的排气层。
2、一种如权利要求1所述的透气式防水结构,其特征在于所述的排气层成形件是通过在其多个点处进一步将一防水透湿的波状层点粘结到无纺物片材的一个内侧表面上而形成的,该防水透湿的波状层与排气层成形件的轮廓相吻合。
3、一种如权利要求1或2所述的透气式防水结构,其中排气层成形件的波状纹从波谷到波峰的深度为3-20mm。
4、一种如权利要求1或2所述的透气式防水结构,其中无纺物片材包括选自由聚丙烯、聚酰胺和聚酯构成的组中的纤维。
5、一种如权利要求1或2所述的透气式防水结构,其中树脂层选自由聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚酰胺、聚酯、以及它们的共聚物构成的组。
6、一种如权利要求2所述的透气式防水结构,其中该防水透湿的波状层由选自由聚乙烯醇树脂、聚酰胺树脂以及聚氨酯树脂构成的组中的材料制成。
7、一种如权利要求5所述的透气式防水结构,其中所述聚酯包括聚醋酸乙烯酯、聚丙烯酸酯。
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