CN101460304A - 具有一层或多层增强稀松布层的建筑施工复合材料 - Google Patents

具有一层或多层增强稀松布层的建筑施工复合材料 Download PDF

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W·R·赫赛
菲尔布里克·艾伦
迪姆普尔·P·德赛
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Abstract

本发明涉及一种用作建筑施工材料的复合材料，其中一片或多片稀松织物粘附在非织造垫上。在一个实施方式中，高伸长度稀松布层和低伸长度稀松布层粘附在非织造垫上，以提供高抗冲击性和增强的结构支撑。在第二实施方式中，用既含有高伸长度纱线又含有低伸长度纱线的单层稀松布层来增强非织造垫以形成复合材料。稀松布层优选为粘结无纬稀松布，虽然也可以使用其它稀松布类型或其组合。优选高伸长度材料由聚酯制成，低伸长度材料由玻璃制成，而非织造垫由聚丙烯制成。所得功能性复合材料可用作垂直、水平或角状外表面上的房屋包层或屋面增强。

Description

具有一层或多层增强稀松布层的建筑施工复合材料
技术领域
本发明的公开内容涉及一种用于建筑施工的复合材料，其中该复合材料具有与水蒸汽可渗透膜(诸如非织造垫)结合的一层或多层增强稀松布层。在一个实施方式中，该复合材料具有与非织造垫结合的高伸长度稀松布层和低伸长度稀松布层。在第二实施方式中，非织造垫与既含有高伸长度纱线又含有低伸长度纱线的单个增强稀松布层结合。这些复合材料尤其可用作房屋包层材料(housewrap)或屋面基底材料，其显示高抗冲击性并增强了其中使用这些复合材料的建筑的结构支撑。
背景技术
过去，对新建筑的外表面施加房屋包层材料以施行两种功能：防止气流通过墙壁和阻挡已透过外壁的水。房屋包层材料用作双功能气候屏障(weather barrier)，其尽可能减少气流进出房屋，还阻止液体水进入房屋(水能渗入框架并导致腐烂)。房屋包层材料的独特特性是其形成允许潮湿空气从房屋内部逸出同时防止液体水(例如，雨)进入房屋的水蒸汽可渗透膜。根据一些估算，一般家庭每天因沐浴、烹饪等产生三至六加仑的湿气，优选使这些湿气通过房屋包层材料流至屋外而不是留在房屋墙壁上。在许多气候中，已证明房屋包层材料比建筑纸更有效，因此已在新建筑中替代了建筑纸。
在施工时，用钉子或螺钉将房屋包层材料与房屋框架结合。推荐使相邻的房屋包层片在墙面上相互重叠六英寸，且在墙角处相互重叠十二英寸。房屋包层材料必须具有耐候性(即，能耐受强风和险恶气候)，并且必须耐刺穿和撕裂，由此在安装时不会受损。房屋包层材料中的裂缝或孔洞提供了水渗漏进房屋的开口，其将导致随时间发生的损坏。
结构上，典型房屋包层材料由非织造聚合物垫制成，该非织造聚合物垫可以与一层膜结合。虽然这样的构造已足以满足其预期目的，但近来制造商已经表达了对既具有抗冲击性又能向房屋提供结构支撑的房屋包层材料的兴趣。在易于出现极端天气如龙卷风和飓风的地区，房屋可能会因强风、暴雨和飞扬碎片而破坏。
通常，房屋外墙面经受着这些严酷条件的冲击。然而，为提供抵抗飞扬碎片(flying debris)—例如，由风暴系统中的强风抛起的建筑材料或树枝—的进一步保护，制造商已表达了对具有高抗冲击性的房屋包层材料的希望。这样的房屋包层材料将防止碎片击穿内墙。在这种情况下，则需要吸收能量的能力，以使房屋包层材料吸收来自碎片的冲击而不会发生折断，如果房屋包层材料脆弱的时候则可能发生这种折断。
改进的房屋包层材料的第二目的是通过包裹框架部件并将其固定在相对位置上来为房屋提供结构支撑。这样的构造防止框架部件在风切力(wind shear)情况下散开，风切力通常会将上部框架部件拉离下部框架部件。在此情况下，低伸长度下的强度是最理想的特性，挠性则对房屋包层材料实现这种目的的能力有负面影响。
本发明的公开内容通过提供具有用一层或多层稀松布层增强的水蒸汽可渗透膜(优选非织造垫)的复合材料来实现这些相互对立的目的，其中所述稀松布层为复合材料同时提供了能量吸收和在低伸长度时的强度。在第一实施方式中，使用了两层稀松布层，第一稀松布层表现出高伸长度(能量吸收)且第二稀松布层表现出低伸长度和高抗张强度。在第二实施方式中，在同一稀松布材料中使用高伸长度纱线和低伸长度纱线从而满足挠性和强度的双重需求。
发明内容
本发明的公开内容涉及一种用作建筑施工材料的复合材料，其中一层或多层稀松织物(textile scrim)与水蒸汽可渗透膜(诸如非织造垫)结合。在一个实施方式中，高伸长度稀松布层和低伸长度稀松布层与非织造垫结合提供高抗冲击性和增强的结构支撑。在第二实施方式中，用既含有高伸长度纱线又含有低伸长度纱线的单层稀松布层来增强非织造垫以形成复合材料。稀松布层优选为粘接的(adhesively bonded)无纬稀松布，虽然也可以使用热结合无纬稀松布、纬纱插入型经编针织稀松布、多轴针织稀松布、机织稀松布、交叉捻合(cross-piled)稀松布、缝接稀松布或其组合。优选高伸长度材料由聚酯制成，低伸长度材料由玻璃制成，且非织造垫由聚丙烯制成。所得功能性复合材料可用作垂直、水平或角状外表面上的房屋包层或屋面增强材料。
附图说明
图1是优选用于本发明复合材料中的三轴稀松布材料的平面图；
图2A是根据本文提供的第一实施方式的复合材料的分解图，该复合材料包括非织造垫、第一层低伸长度稀松布材料和第二层高伸长度稀松布材料；
图2B是根据本文提供的第一实施方式的另一种复合材料的分解图，该复合材料包括非织造垫、第一层高伸长度稀松布材料和第二层低伸长度稀松布材料；
图2C是根据本文提供的第一实施方式的又一种复合材料的分解图，该复合材料包括非织造垫、两层低伸长度稀松布材料和第三层高伸长度材料；
图3是根据本文提供的第二实施方式的复合材料的分解图，该复合材料包括含有不同伸长度纱线的单层稀松布材料和非织造垫；且
图4是根据本文提供的第三实施方式的复合材料的分解图，该复合材料包括位于高伸长度稀松布材料和低伸长度稀松布材料之间的非织造垫。
具体实施方式
本发明的公开内容涉及一种水蒸汽可渗透并显示高强度的建筑施工复合材料。目前在市场上存在多种市售房屋包层材料，它们通常满足耐气候目的，但不能完全解决抗冲击性的问题。
DuPont用高密度、随机取向的聚乙烯制造了闪纺(flash-spun)的非织造材料，其以商品名
Figure A200780020460D00071
出售。该材料重约1.8盎司/码2，其为底层房屋框架提供了透气的耐气候屏障。Reemay公司是BBA Nonwovens的成员之一，其将另一种房屋包层材料以商品名
Figure A200780020460D00081
 House Wrap投放市场。该材料重约3.1盎司/码2且厚度为12.9密耳，其由涂有透湿性(moisture-permeable)涂层的纺粘聚丙烯制成。它们仅是市售产品的两个例子。
通常通过将成卷的材料水平地缠绕在房屋框架上来安装TYVEK和TYPAR房屋包层材料，以保护房屋避免因暴露于气候而导致破坏。这些房屋包层材料的宽度为3英尺至10英尺，且长度为50英尺至200英尺。这些房屋包层材料的关键成分在于它们是水蒸汽可渗透的(允许水蒸汽由室内至室外方向透过)，同时是防水的(防止水进入房屋并被框架吸收)。
然而，已有的房屋包层材料均未被工程化为具有抗冲击性(即，在低伸长度时的高强度)。本发明的复合材料提供了这样的附加功能性，同时保留了所需的不透水性和蒸汽可渗透性特征。
如本文所使用的，术语“稀松布”应指用作基底织物或增强织物的开放构造，其可被作为下述形式生产：粘结或热粘合的无纬稀松布、机织稀松布、纬纱插入型经编针织稀松布、多轴针织稀松布、缝接稀松布或交叉捻合稀松布。为制造本发明的复合结构，使用任何工业已知的技术将一层或多层稀松布与水蒸汽可渗透膜结合，本文将对许多这样的技术进行描述。
在一种制造技术中，例如，可以在制造过程中将稀松布与诸如膜或织物垫之类的载体层结合，然后与水蒸汽可渗透膜(诸如非织造垫)结合，以制造本发明的复合结构。作为另外一种选择，正如本文将进一步描述地，稀松布可直接与水蒸汽可渗透膜缝接。
稀松布构造的开放性质保留了复合材料的水蒸汽传输性质(这在房屋包层用途中尤其重要)，同时带来了强度和抗冲击性。稀松布织物的开放结构也有助于使稀松布容易地加入到诸如房屋包层或屋面增强等复合结构中。尤其是在其中使用粘合剂来粘接多层的应用中，稀松布的开放允许粘合剂流过，这可在复合材料部件之间导致更强的结合。
如本文所描述，稀松布含有至少一组经纱和至少一支交叉纱(crossing yarn)或纬纱。一般而言，经纱组含有每英寸约0.5支纱线至约32支纱线；更优选经纱组含有每英寸约1支纱线至约16支纱线；最优选经纱组含有每英寸约1支纱线至约12支纱线。以上提供的每英寸的纱线数是指由低伸长度纱线(诸如玻璃纤维)制成的经纱。当在经纱方向使用高伸长度纱线(诸如聚酯)时，经纱组中最大的纱线数目更可能为每英寸16支纱线。
经纱密度可由多种因素中的任一种来确定，包括例如最终复合材料的张力要求。对于本文所设想的用途(即建筑施工材料)，优选形成高拉伸强度的稀松布构造。应当理解的是，可通过任何可接受的方法来实现所需纱线密度，诸如提供具有合适纱线数的单层稀松布层，提供其合计纱线数落在所需范围内的一层或多层稀松布层，以及提供具有其尺寸提供所需密度的纱线束的一层或多层稀松布层。也可以使用更粗尺寸的纱线代替使用纱线束。
优选纬纱以每英寸约0.5支纱线至32支纱线的间隔存在；更优选纬纱以每英寸约1支纱线至约16支纱线存在；最优选纬纱以每英寸约1支纱线至约12支纱线。应当理解的是，可通过将多支纤维放置在经线组上或者通过放置单支纤维使之来回弯折横穿织物宽度从而实现上述纬纱间隔，在本文中将进一步进行描述。
可用于本发明稀松布层的纱线可选自本领域中已知的任何市售纱线，包括短纤纱、复丝纱和带子纱(tape yarn)。合适的低伸长度纱线的例子包括由陶瓷、玻璃纤维、玄武岩、碳、芳族聚酰胺、金属及其组合制成的那些。合适的高伸长度纱线的例子包括由聚酯、聚酰胺、聚烯烃及其组合制成的那些。纱线还可以是合股的、包层的和/或捻合的。它们可以任选地是单组分或双组分纱线，诸如在皮中含有低熔点粘合材料的皮芯型纤维。
存在各种能够提供适合用于作为建筑施工材料的本发明复合材料中的稀松布织物。一种优选方法涉及形成粘接稀松布，其中施加以将稀松布纱线固定于原位的粘合剂也将稀松布与水蒸汽可渗透膜(例如，非织造垫)结合。纱线如下所述地放置(参考三轴稀松布)，然后在其间隙处粘接以形成稳定的稀松布材料，如图1中稀松布20处的描述。
在图1的优选构造中所示，增强织物20是通过粘合剂组合物或通过热粘合而固定在一起的三方向或三轴稀松布织物。当稀松布为粘接时，增强织物20的粘合剂涂层在涂覆后加以干燥以稳定增强织物20。作为另外一种选择，可以使用热粘合。
在三轴构造中，存在多组纱线：两组纬纱26、26’，第一组26具有向下(左至右)的倾斜，第二组26’具有向上(左至右)的倾斜；以及位于纬纱26、26’的任一侧的一组纵向经纱28、28’。
在低伸长度稀松布(在图2A-4中为稀松布40)的制造中，织物构造的优选范围为大约2×1×1(在经向上每英寸2支纱，在纬向的向上倾斜方向每英寸1支纱，且在纬向的向下倾斜方向每英寸1支纱)至32×16×16(在经向上每英寸32支纱，在纬向的向上倾斜方向每英寸16支纱，且在纬向的向下倾斜方向每英寸16支纱)，最优选6×3×3(在经向上每英寸6支纱，在纬向的向上倾斜方向每英寸3支纱，且在纬向的向下倾斜方向每英寸3支纱)至16×8×8(在经向上每英寸16支纱，在纬向的向上倾斜方向每英寸8支纱，且在纬向的向下倾斜方向每英寸8支纱)。
此外，经纱28、28’和纬纱26、26’优选为玻璃纤维。玻璃绞合丝(glass strand filament)用许多不同的标示来表征，这些标示包括指示丝直径的字母和指示每磅中丝的百码数的数字(例如，G-150纱的直径为8.9微米至10.15微米，且每磅为15,000码)。优选使用直径为BC(3.5微米)至K(14微米)的玻璃纤维丝。更优选使用尺寸为G-150至H-18的G和H尺寸纱线；甚至更优选G-75至H-18的尺寸；最优选G-37或H-18的尺寸。
在高伸长度稀松布(在图2A-4中标为稀松布30)的制造中，织物构造的优选范围为大约16×8×8(在经向上每英寸16支纱，在纬向的向上倾斜方向每英寸8支纱，且在纬向的向下倾斜方向每英寸8支纱)至2×1×1(在经向上每英寸2支纱，在纬向的向上倾斜方向每英寸1支纱，且在纬向的向下倾斜方向每英寸1支纱)，最优选8×2×2(在经向上每英寸8支纱，在纬向的向上倾斜方向每英寸2支纱，且在纬向的向下倾斜方向每英寸2支纱)。高伸长度稀松布优选由下述高韧度、低收缩聚酯纱线制成：该纱线的旦尼尔数为500旦尼尔至1,500旦尼尔，更优选约1000旦尼尔。纱线的伸长度优选在断裂时最少为20％。
虽然以上段落描述了纱线尺寸的优选范围，应当理解的是经纱的旦尼尔数决定了稀松布的强度，且纱线可以选择为提高稀松布材料的增强作用。因此，可以使用任何旦尼尔和尺寸的纱线，只要其满足产品(即，稀松布或者含有稀松布的复合材料)的强度要求。高伸长度稀松布和低伸长度稀松布的纱线均为最终复合材料的强度做出贡献，但高伸长度稀松布在低伸长度时贡献较少的强度，这是因为材料本身具有高伸长度。
在组合稀松布(即，既含有高伸长度纱线又含有低伸长度纱线的稀松布)的制造中，织物构造的优选范围为大约32×16×16(在经向上每英寸32支纱，在纬向的向上倾斜方向每英寸16支纱，且在纬向的向下倾斜方向每英寸16支纱)至2×1×1(在经向上每英寸2支纱，在纬向的向上倾斜方向每英寸1支纱，且在纬向的向下倾斜方向每英寸1支纱)，最优选16×8×8(在经向上每英寸16支纱，在纬向的向上倾斜方向每英寸8支纱，且在纬向的向下倾斜方向每英寸8支纱)至4×2×2(在经向上每英寸4支纱，在纬向的向上倾斜方向每英寸2支纱，且在纬向的向下倾斜方向每英寸2支纱)。在此情况下，低伸长度(例如玻璃)纱线优选设置在经向，且高伸长度(例如聚酯)纱线优选设置在纬向。作为另外一种选择，高伸长度纱线和低伸长度纱线均用在经向上。
尽管已描述了三轴稀松布构造，并认为其最优选用于所有稀松布层，但应当理解的是根据本文的教导，双轴或多轴稀松布可与水蒸汽可渗透膜(诸如非织造垫)组合，正如复合材料的所需功能性属性所要求的。在一些情况下，可能需要使用不同构造的稀松布材料与水蒸汽可渗透膜组合。
在图2A、2B和4描述的第一实施方式中，含有高伸长度纱线(例如聚酯)的第一稀松布层30、含有低伸长度纱线(例如玻璃纤维)的第二稀松布层40和非织造垫50相互结合形成复合材料。具有单层高伸长度稀松布30和两层低伸长度稀松布40的复合材料显示在图2C中。在图3所描述的第二实施方式中，低伸长度纱线10和高伸长度纱线12组合到同一稀松布材料80中，优选一种材料在经向且第二种材料在纬向，更优选使用已经加以热稳定的高伸长度纱线12。
替代以上所讨论的三轴稀松布，可制造双轴稀松布，其具有基本垂直于两片经纱的一支或多支纬向(纬)纱，所述两片经纱放置于纬纱的任一侧。在此情况下，使用在经向片(warp sheet)两端上的一组旋转螺杆和在旋转时穿过两根螺杆之间的纱线的单旋臂，在两片经纱片之间插入纬纱(crossing-machine direction yarn)。当螺杆转动时，它们以每英寸固定数目将在其之间延伸的纱线插入到经向片中以提供所需构造。这具有将被称为“平衡图案”的单支纱线或多支纬纱放置在经向片中的效果。织边区域的线圈可以被除去或者保持不动。
由于交叉纱并不以紧密间隔与大部分其它纱线交织或者回绕，因此交叉纱以最小的纱线卷曲程度被引入织物中。使用织边纱线将纱线在其位置上保持拉紧以保持稀松布的几何形状，这些织边纱线通常被施加了高张力，并且交叉纱在其周围回绕。较低的纱线卷曲使得纱线在低伸长度下发挥出较大力。
无论交叉纱是否如上所述以平衡图案或者以三轴图案插入，它们优选永久地固定在位。这优选采用粘合剂组合物完成。在织物形成的开始阶段，纱线仅仅通过交错纱线间的摩擦力来固定。通常，随后将构造体置于输送带上，由此处(a)将纱线放置于辊上处直接进入化学浸渍，所述化学浸渍将粘合剂涂覆在织物上，(b)通过夹子(或挤压辊组)除去过量粘合剂，和(c)经过导引辊并进入烘箱或者经过蒸汽加热或油加热罐组，从而干燥和固化粘合剂。
值得注意的是，经纱片可以以交错关系(即，稍微偏离另一片)或以对齐关系(即，直接置于另一片的顶部)来放置。在经纱相互对齐然后粘合的情况下，其效果与假沙罗图案相似，且所得稀松布层具有一些用途所需要的提高的稳定性。
用于使经纱和交叉纱彼此结合并用于将稀松布层和水蒸汽可渗透膜的结合的粘合剂可选自诸如聚乙烯醇(PVOH)、交联聚乙烯醇、聚烯烃分散物、丙烯酸、聚乙酸乙烯酯、聚氯乙烯、聚偏氯乙烯、聚丙烯酸酯、丙烯酸乳胶、苯乙烯丁二烯橡胶(SBR)、EVA、塑料溶胶或者其它合适的粘合剂。此外，如果存在适宜的低熔点材料作为纱线系统的一部分，这些纱线可任选地热结合形成稀松布。
在粘接稀松布的制造中，可以使用多种方式的粘合剂涂覆方法。例如，用于将稀松布结合在一起的同一粘合剂可用于将稀松布与水蒸汽可渗透膜结合，并且在稀松布粘合剂固化工序中与水蒸汽可渗透膜结合。作为另外一种选择，稀松布可用粘合剂固定，并采用与使用与用于结合稀松布层的纱线时相同的粘合剂，在独立工序中将该稀松布层与水蒸汽可渗透膜结合。最后，稀松布层中的纱线可使用相同的粘合剂固定，并使用不同的粘合剂与水蒸汽可渗透膜结合。当使用多层稀松布层制造复合材料时，可以使用相似或不同的粘合剂材料固定相应的稀松布层。
纬纱插入型经编针织稀松布
另一种形成可用于本发明的复合材料的方法是使用纬纱插入型经编针织机来构造织物，例如由例如Liba Corporation或MayerCorporation提供的纬纱插入型经编针织机。这样的机器在经纱片的任一侧均配备有针钩或布铗系统，从而使得引纬器在来回移动时引入纱线，纬纱环绕针钩并且通常在换向后连续地插入。采用诸如经平组织、平缝线迹或其一些组合等缝编针法(knit stitch)将纬向插入纱线(weft-inferted yarn)与经纱片结合。利用该构造，可以形成开放的稀松布，其中，纬纱以直行方式插入以减少纱线卷曲。
之前提到的双轴粘接稀松布的普遍构造范围也适用于纬纱插入型稀松布。作为另外一种选择，也可以制造使纬纱以与三轴稀松布相似的角度放置的多轴经编针织稀松布。
缝接稀松布
作为另一种替代性实施方式，可以按照与纬纱插入型经编针织物相似的方式形成稀松布，但所述稀松布缝接于诸如非织造垫等水蒸汽可渗透膜或其它底布上。在制造稀松布时，使用将稀松布直接缝合到水蒸汽可渗透膜上的针织针完成所述结合。
在一个实施方式中，将诸如非织造织物或水蒸汽可渗透膜等柔性片材在稀松布制成时固定在其上从而形成中间复合材料。根据最终产品所要求的性质，柔性片材可由诸如非织造物、透湿性单层或多层膜、机织或针织织物层(封闭或开放构造)、泡沫层、箔、纸层、复合层等各种材料构成。缝合线用于将稀松布固定于柔性片材上。
在采用缝结稀松布制造复合材料的可能优选的方法中，稀松布缝接于水蒸汽可渗透膜上(所述水蒸汽可渗透膜或者已经与或未与另一稀松布材料结合)，然后用透湿性涂层材料涂覆(用于耐候性)所述构造。另一种选择是将缝接稀松布与柔性片材结合，然后层压于水蒸汽可渗透膜上。
作为另外一种选择，缝接复合材料可如下形成，即首先制造高伸长度粘接稀松布，然后将高伸长度稀松布和诸如非织造垫等水蒸汽可渗透膜送入缝接机(stitch-bonding machine，诸如由德国Karl MayerMalimo Textilmaschinenfabrik GmbH制造的缝接机)。一旦两层复合材料层进入马利莫缝编机(Malimo machine)，低伸长度纱线用于就地形成具有经纱和纬纱的稀松布，这些经纱和纬纱通过缝合线相互固定并固定于两层复合材料层上。
再一种选择是通过缝接而在水蒸汽可渗透膜上就地制造第一稀松布，然后将中间结构(膜和缝接稀松布)与通过粘接制造的第二稀松布结合，正如之前所描述的。
一些缝接工艺的一条可能的缺点是纬纱并不是均匀地直的。当克服该问题是非常重要时，可以采用具有穿透缝合能力(stitch-throughcapability)的纬纱插入型经编针织机。该设备制造出的稀松布织物与普通缝接机制造出的稀松布织物相比具有更规整的几何形状。
机织稀松布
另一种可能较不优选的制造用于本发明建筑施工复合材料的稀松布的方法是通过机织。在该构造中，纬纱在经纱的上方和下方引入。如前所述，经纱可以是单一纤维类型或者是组合纤维类型。对于织造稀松布，之前提及的稀松布构造的普遍范围也适用。
复合材料
在形成本发明的复合材料时，本文所描述的稀松布材料可以以许多不同的构造来与水蒸汽可渗透膜(例如非织造垫)结合，以下将参考图2A-4进行讨论。
在一种代表性的形成复合材料的方法中，使用上述方法之一形成低伸长度稀松布。优选低伸长度稀松布是由玻璃纤维纱制成的粘接稀松布。在被输送到加热炉中或加热罐组中固化之间，使低伸长度稀松布与水蒸汽可渗透膜(诸如非织造垫)结合。根据用于形成非织造垫的材料，可优选将非织造垫在在固定到低伸长度稀松布之前进行热稳定。通过使非织造垫进行热稳定，使该非织造垫在与低伸长度稀松布接触之前接近其最终尺寸，从而促进两层间的充分粘合。在固化后制成由非织造网和低伸长度稀松布构成的中间复合材料。
独立地制造高伸长度稀松布，优选采用与所描述的用于低伸长度稀松布的方法相似但使用聚酯替代玻璃纱线的方法。在此情况下，在高伸长度稀松布上的粘合剂组合物固化之前，将高伸长度稀松布与中间复合材料结合以送入加热炉或者加热罐中。尽管对于之前描述的非织造垫来说热稳定步骤是理想的，但认为在中间复合材料与高伸长度稀松布结合时并不需要这样的步骤。
现在参看附图，图2A显示根据上述方法制造的第一实施方式。在此实施方式中，低伸长度(例如玻璃)稀松布层40设置为与非织造垫50接触，高伸长度(例如聚酯)稀松布层30再设置为与低伸长度稀松布层40接触，从而形成复合材料200。
在该实施方式的替代性版本中，两层稀松布层施加在非织造垫的同一侧，高伸长度稀松布层30设置为与非织造垫50接触，低伸长度稀松布层40设置为与高伸长度稀松布层30接触，如图2B所示。为制造复合材料210，高伸长度稀松布层30在上述第一步中与非织造垫50结合，然后低伸长度稀松布层40与高伸长度稀松布层30结合。
优选与非织造层50结合的稀松布层(30或40)的表面积比不邻接的稀松布层更大。还应理解，具有相同构造的稀松布层可相互对齐放置或者相互交错放置。
优选低伸长度(例如玻璃)纱线设置于稀松布上，使得当复合材料用作房屋包层材料时，低伸长度纱线位于垂直位置。例如，如本文所设想地，由下部框架部件至上部框架部件垂直地包裹房屋包层材料，则优选至少在包裹方向上使用低伸长度纱线。然而，如果在房屋包层材料水平地包裹房屋时，则优选至少在纬向上使用低伸长度纱线。
在图2C所示的第一实施方式的另一版本中，非织造垫50与低伸长度稀松布层40结合。再结合第二低伸长度稀松布层40和高伸长度稀松布层30，形成多层复合材料220。除在与高伸长度稀松布30结合的最后一步之前将第二低伸长度稀松布40与中间复合材料结合之外，采用与上述相类似的方法完成复合材料220的制造。
对于大多数本文所描述的稀松布构造，如图3所示，通过使用低伸长度纱线10和高伸长度纱线12的组合制造复合材料230可得到替代实施方式。使用该方法，制造了同时具有强度和挠性的稀松布。理想地是，高伸长度纱线12在加入到稀松布构造之前进行热稳定，以减小在稀松布固定于非织造垫50上时的不均匀收缩(导致起皱)。
在另一实施方式中，如图4所示，非织造垫50位于高伸长度稀松布层30和低伸长度稀松布层40之间，从而制造复合材料240。为制造复合材料240，如前所述，低伸长度稀松布40与非织造垫50结合，形成中间复合材料。并非在中间复合材料顶部辊压(rolling up)稀松布层40，而是稀松布层40顶部辊压非织造垫50。当制造高伸长度稀松布层30时，高伸长度稀松布层30与非织造垫50结合，随后固化以固定粘合剂。
已设想其它变化方式用于将稀松布插入复合结构中。例如，并非将稀松布纱线浸入粘合剂组合物中，而是将热塑性粘合剂施用于纱线上，然后在稀松布与非织造垫结合时重新活化(使用热压延辊、加热罐等)。作为另外一种选择，稀松布层的制造和固化可以与对非织造垫的结合无关。在此情况下，可将相同或不同的粘合剂第二涂层施用于稀松布层，然后使稀松布层与非织造垫接触并固化。
尽管已描述使用粘接稀松布的实施方式，但应理解也可以使用其它稀松布构造，这些其它稀松布构造能够以包括但不限于超声密封或焊接、缝合及本领域中已知的其它方式的不同方式来结合。例如，可使用共挤压双组分纱线来制造稀松布织物，其中纱线中的一种成分本身能熔化并将稀松布固定于非织造垫上。这在融化组分与非织造垫由相同材料制成时特别有用。作为另外一种选择，使用其它稀松布类型(例如针织或织造)，使用粘合剂膜或粉末来层压各层，从而固定稀松布成分和非织造网。这些粘合剂可以是热活化或者在室温下可固化的。
此外，还应理解的是尽管已描述了具有多层粘接稀松布层的代表性实施方式，但并没有要求由相同工艺形成稀松布层、稀松布层具有相同构造或者用相同的粘合剂来固定稀松布层。
最后，虽然已经将本发明的复合材料描述为连续制造的卷材形式，但可设想的是稀松布层可切割为所需尺寸大小的板材，并对齐以使第一稀松布层的经纱与第二稀松布层的经纱相垂直。这些板材可有助于某些用途的建筑施工。
实施例
使用G-37玻璃纤维纱来制造粘接的三轴稀松布。这种低伸长度三轴稀松布具有7×3.5×3.5的构造(在经向上每英寸7支纱，在纬向的向上倾斜方向每英寸3.5支纱，且在纬向的向下倾斜方向每英寸3.5支纱)。玻璃纤维纱放置在输送带上，并输送通过包含交联聚乙烯醇粘合剂组合物的浸浴。
将湿玻璃纤维稀松布材料输送通过夹辊以除去过量的粘合剂，然后与结合在聚丙烯膜上的由纺粘聚丙烯制成的热稳定非织造垫结合。非织造垫的重量为约2.85盎司/码2。
低伸长度稀松布上带有的粘合剂占其总重的约10-20％，中间复合材料(低伸长度稀松布和非织造垫)的重量为约5.85盎司/码2。中间复合材料通过其中大多数罐的温度为150℉至170℉的一系列加热罐，已固化的中间复合材料以低伸长度稀松布朝外的方式卷绕在辊上。
在第二遍中，使用1000旦尼尔聚酯纱线制造另一种粘接稀松布织物。高伸长度三轴稀松布具有8×1×1的构造(在经向上每英寸8支纱，在纬向的向上倾斜方向每英寸1支纱，且在纬向的向下倾斜方向每英寸1支纱)。聚酯纱线放置在输送带上并输送通过包含与用于形成玻璃纤维纱相同的交联聚乙烯醇粘合剂组合物的浸浴。
湿聚酯稀松布材料输送通过夹辊以除去过量的粘合剂，然后与结合到玻璃纤维稀松布上的由聚丙烯制成的中间复合材料结合。稀松布层设置为相互接触，使玻璃纤维稀松布的经纱和聚酯稀松布的经纱交错对齐。
复合材料层经过其中大多数罐的温度在150℉至170℉之间的一系列加热罐，已固化的复合材料卷绕在辊上。已制成的复合材料的平均重量为每平方码7.34盎司。已观察到复合材料层稳定地相互固定。
使用抓取张力测试(Grab Tensile Test)ASTM D-5034，测量了复合材料在纵向和横向上的抗张强度。在纵向上，复合材料表现出每英寸211磅的抗张强度和10.9％的断裂伸长度。在横向上，复合材料表现出每英寸160磅的抗张强度和10.9％的断裂伸长度。

Claims (26)

1.一种复合材料，其包括：
第一稀松布层，所述第一稀松布层由高伸长度纱线构成；
第二稀松布层，所述第二稀松布层由低伸长度纱线构成；和
水蒸汽可渗透膜，所述水蒸汽可渗透膜结合到所述第一稀松布层和所述第二稀松布层中的至少一层上。
2.如权利要求1所述的复合材料，其中所述第一稀松布层是粘接稀松布。
3.如权利要求2所述的复合材料，其中所述第一稀松布层是三轴稀松布。
4.如权利要求1所述的复合材料，其中所述第一稀松布是缝接的稀松布。
5.如权利要求1所述的复合材料，其中所述第一稀松布层由选自玻璃纤维、陶瓷、玄武岩、碳、芳族聚酰胺、金属及其组合的纱线制成。
6.如权利要求5所述的复合材料，其中所述第一稀松布层由玻璃纤维纱线制成。
7.如权利要求1所述的复合材料，其中所述第二稀松布层是粘接稀松布。
8.如权利要求7所述的复合材料，其中所述第二稀松布层是三轴稀松布。
9.如权利要求1所述的复合材料，其中所述第二稀松布层是缝合结合的稀松布。
10.如权利要求1所述的复合材料，其中所述第二稀松布层由选自聚酯、聚酰胺、聚烯烃及其组合的纱线制成。
11.如权利要求10所述的复合材料，其中所述第二稀松布层由聚酯纱线制成。
12.如权利要求1所述的复合材料，其中所述第一稀松布层与所述水蒸汽可渗透膜粘接，且所述第二稀松布层与所述第一稀松布层粘接。
13.如权利要求12所述的复合材料，其中第三稀松布层粘合结合在所述第一稀松布层和所述第二稀松布层之间，所述第三稀松布层由低伸长度纱线构成。
14.如权利要求1所述的复合材料，其中所述第二稀松布层与所述水蒸汽可渗透膜粘接，且所述第一稀松布层与所述第二稀松布层粘接。
15.如权利要求1所述的复合材料，其中所述第一稀松布层与所述水蒸汽可渗透膜的第一面粘接，且所述第二稀松布层与所述水蒸汽可渗透膜的对侧粘接。
16.如权利要求1所述的复合材料，其中所述第一层是缝接稀松布，且所述第二层是粘接稀松布，所述第一层与所述水蒸汽可渗透膜缝接，且所述第二层与所述第一层粘接。
17.如权利要求1所述的复合材料，其中，所述水蒸汽可渗透膜是非织造垫。
18.一种复合材料，其包括：
具有经纱和纬纱的稀松布层，其中所述经纱和所述纬纱之一包含高伸长度纱线，且所述经向和纬纱中的另一种包含低伸长度纱线；和
水蒸汽可渗透膜；
其中，所述稀松布层结合到所述水蒸汽可渗透膜上。
19.如权利要求18所述的复合材料，其中所述稀松布层是粘接稀松布。
20.如权利要求18所述的复合材料，其中所述稀松布层是三轴稀松布。
21.如权利要求18所述的复合材料，其中所述稀松布层是缝接稀松布。
22.如权利要求18所述的复合材料，其中所述高伸长度纱线选自聚酯、聚酰胺、聚烯烃及其组合。
23.如权利要求22所述的复合材料，其中所述高伸长度纱线是聚酯。
24.如权利要求18所述的复合材料，其中，所述低伸长度纱线选自玻璃纤维、陶瓷、玄武岩、碳、芳族聚酰胺、金属及其组合。
25.如权利要求24所述的复合材料，其中所述低伸长度纱线是玻璃纤维。
26.如权利要求18所述的复合材料，其中所述水蒸汽可渗透膜是非织造垫。
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