EA000202B1

EA000202B1 - Кровельная плитка с ребрами и полостью на ее нижней стороне

Info

Publication number: EA000202B1
Application number: EA199800211A
Authority: EA
Inventors: Джеймс Р. Уэллс; Джеймс С. Уинтдженс; Роджер А. Макфарленд
Original assignee: Оуэнс Корнинг
Priority date: 1995-04-24
Filing date: 1996-04-10
Publication date: 1998-12-24
Also published as: US6112492A; AU5387696A; TW313612B; ATE207997T1; EA199800211A1; KR19990007995A; PL323081A1; EP0823011B1; CN1186532A; EP0823011A1; US6021611A; DE69616540D1; AU699725B2; DE69616540T2; BR9608257A; JPH11504403A; MX9708183A; WO1996034161A1; CA2219026A1

Description

Настоящее изобретение имеет отношение к созданию кровельной плитки такого типа, который создает эстетически приятное впечатление и обладает высокой степенью способности переносить атмосферные условия при использовании в качестве кровли зданий. Более конкретно, настоящее изобретение связано с созданием кровельной плитки, изготовленной из органического полимерного материала и неорганического материала наполнителя.

Известные кровельные покрытия для наклонных крыш включают в себя битумную кровельную плитку, кровельную плитку из древесной смеси, металлические листы, сланцевую (шиферную), глиняную и бетонную черепицу. Предпочтительными являются металлические листы, а также сланцевая и глиняная черепица, так как они хорошо переносят атмосферные условия. В различных частях мира имеются местные или региональные архитектурные предпочтения относительно вида крыши. В Европе обычно предпочитают глиняную черепицу, а не имеющую плоский вид битумную кровельную плитку. В пределах США вкусы разные, причем в западной и юго-западной части США предпочитают глиняную черепицу или кровельную плитку из древесной смеси.

Одной из проблем с глиняной или сланцевой черепицей является большая трудоемкость их укладки на крыше. Битумная или древесная кровельная плитка могут быть просто прибиты гвоздями к настилу покрытия в виде слоев, обычно от основания или от карниза крыши к вершине или коньку крыши. Г линяная, бетонная и сланцевая черепица тяжелее, чем битумная кровельная плитка, и требуют более прочной опоры для поддержания крыши. Стоимость установки глиняной или сланцевой черепицы выше, чем для битумной кровельной плитки. По самой природе глиняная и сланцевая черепица являются хрупкими, поэтому при транспортировке и установке образуется больше боя. Эти материалы сохраняют свою хрупкость и после установки на крыше и могут быть повреждены при хождении по крыше.

Кровельная плитка из древесной смеси представляет собой главным образом плоские плиты (панели), обычно из кедра или других хвойных пород. Кровельные плитки из древесной смеси прибивают слоями к настилу покрытия, причем открытые или выводные участки кровельных плиток последующего слоя лежат на участках накроя (нахлестки) кровельных плиток предшествующего слоя. Кровельную плитку вырезают таким образом, что текстура древесины следует за наклоном крыши и создает эстетически приятное впечатление. При разрезке дерева и при последующем улучшении способности кровельной плитки переносить атмосферные условия после ее установки на крышу, создаются канавки и гребни (выступы), бегущие в направлении текстуры древесины.

Недостатком кровельных плиток из древесной смеси является то, что они поглощают влагу и разбухают. Поэтому они должны быть установлены с промежутком между ними, чтобы иметь пространство для расширения. По причине склонности кровельных плиток из древесной смеси к поглощению воды они имеют тенденцию к короблению, а не остаются на крыше плоскими.

Одной из желательных характеристик для любого кровельного материала является огнестойкость. Это особенно важно для регионов с жарким и сухим климатом, хотя огнестойкость важна и в любых других местах. Особенно важным аспектом огнестойкости является способность кровельного материала не допустить его сквозного прожигания пламенем или источником теплоты, таким как тлеющие угли, в результате чего могли бы подвергнуться воздействию огня настил покрытия или внутренние помещения здания. По самой природе металлические крыши или крыши (покрытия) из глиняной черепицы являются более огнестойкими, чем крыши из кровельной плитки из древесной смеси. Битумная кровельная плитка содержит более 60 процентов наполнителя из тонко измельченного неорганического порошкового материала, такого как известняк, поэтому она является достаточно огнестойкой, чтобы иметь Класс А предела огнестойкости при измерении при помощи соответствующих тестов. Кровельная плитка из древесной смеси обычно не выдерживает испытаний на огнестойкость (из-за отсутствия противопожарной защиты нижних слоев), так как кровельные плитки не могут быть установлены со смыканием боковых краев, а зазоры между смежными кровельными плитками способствуют тому, что кровельная плитка из древесной смеси не выдерживает испытаний на огнестойкость.

В прошлом делались попытки изготовления цементных, синтетических или пластмассовых кровельных плиток или черепицы, которые копировали бы эстетически приятный внешний вид крыш из древесной смеси или черепичных крыш. Были проведены различные эксперименты по изготовлению упрочненных цементных кровельных плиток или черепицы.

Проблемой является способность переносить атмосферные условия и долговременная стабильность окраски. Аналогично, не удалось успешно решить проблему замены традиционных кровельных материалов синтетической или пластмассовой кровельной плиткой или черепицей. Пластмассы обычно являются слишком дорогими материалами, причем обычные пластмассы плохо переносят атмосферные условия, когда они подвержены воздействию солнечного света в течение длительного времени. Кроме того, пластмассы не обладают огнестойкостью.

Было бы желательно иметь кровельную плитку, изготовленную из пластмассы, которая не имела бы недостатков известных ранее синтетической или пластмассовой кровельной плитки. Идеальная кровельная плитка должна иметь эстетически приятный внешний вид, такой как у кровельной плитки из древесной смеси, а также должна обладать более высокой способностью переносить атмосферные условия и более высокой огнестойкостью, чем кровельная плитка из древесной смеси. Кровельная плитка должна быть легкой по весу, дешевой в производстве и должна иметь стойкую постоянную окраску.

В соответствии с настоящим изобретением, была изготовлена кровельная плитка, которая отвечает всем указанным ранее критериям. Кровельная плитка изготовлена из органического полимерного материала и материала наполнителя. Кровельная плитка преимущественно изготовлена формованием, а более предпочтительно прессованием, причем она может быть прибита гвоздями к настилу покрытия, с образованием покрытия крыши эстетически приятного вида, обладающего высокой способностью переносить атмосферные условия. Кроме того, кровельная плитка преимущественно имеет внешний вид кровельной плитки из древесной смеси. Содержание органического полимерного материала в кровельной плитке составляет ориентировочно от 12 до 35 процентов по весу, а содержание материала наполнителя составляет ориентировочно от 65 до 88 процентов по весу. Высокое содержание неорганического материала наполнителя способствует достижению Класса А предела огнестойкости. В предпочтительной кровельной плитке полимер представляет собой сложный полиэфир, полученный из исходного сырья, содержащего PET (полиэтилентерефталат). Материал наполнителя преимущественно включает в себя одну или несколько групп, образованных из глиняных частиц, сланцевых частиц, шиферных частиц и стекловолокон.

В соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения, полимер не содержит иного красителя, кроме красителя материала наполнителя.

В соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения, при установке на крышу множества кровельных плиток в соответствии с настоящим изобретением, крыша будет иметь Класс А создания противопожарной преграды (огнестойкости) при проведении испытаний в соответствии с тестом Е 10893 ASTM (Американское общество по испытанию материалов) на распространение пламени, класс горения и прерывистость пламени.

В соответствии с настоящим изобретением, в нем предлагается кровельная плитка, изготовленная из органического полимерного материала и неорганического материала наполнителя, которая имеет верхнюю поверхность, две боковые поверхности, верхний конец и нижний или стыковый конец, которые ограничивают полость под кровельной плиткой (с нижней стороны), причем в этой полости имеются ребра.

В соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения, верхняя поверхность кровельной плитки имеет выводной участок, который нормально открыт наружу при укладке на крыше, и участок накроя (нахлестки), который нормально закрыт с наружной стороны при укладке на крыше, причем нижняя часть выводного участка толще, чем остальная его часть, а верхняя часть участка накроя тоньше, чем остальная часть участка накроя, что облегчает получение эффективной упаковки двух смежных кровельных плиток в процессе упаковки, когда верхние участки двух кровельных плиток контактируют друг с другом, а нижняя часть выводного участка совмещается с верхней частью участка накроя.

В соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения, две боковые поверхности, верхний конец и стыковый конец идут в нижнем направлении, причем основания краев двух боковых поверхностей, краев верхнего конца и стыкового конца лежат в общей плоскости, при этом ребра также идут главным образом вниз от верхней поверхности к той же самой плоскости, так что ребра служат опорой верхней поверхности кровельной плитки, в результате чего предотвращается прогиб кровельной плитки при ее нагреве.

В соответствии с еще одним вариантом осуществления настоящего изобретения, кровельная плитка содержит планку крепления гвоздями на нижнем конце участка накроя, причем ребра на нижнем конце выводного участка заглублены (имеют выемку) таким образом, что они не полностью доходят до общей плоскости в зоне нормального перекрытия планки крепления гвоздями предшествующего слоя кровельных плиток на крыше, так что эти ребра не входят в контакт с гвоздями в планках крепления гвоздями ранее уложенного слоя кровельных плиток.

В соответствии с предпочтительным вариантом настоящего изобретения, выводной участок кровельной плитки уже участка накроя, так что расстояние между боковыми поверхностями кровельной плитки на выводном участке короче расстояния между боковыми поверхностями участка накроя.

В соответствии с еще одним вариантом осуществления настоящего изобретения, кровельная плитка содержит планку крепления гвоздями, которая имеет множество выступов (гребней), отформованных на верхней поверхности кровельной плитки, причем кровельная плитка имеет ребра на нижней стороне верхней поверхности, которые совмещены с выступами на планке крепления гвоздями, при этом каждый выступ расположен над каждым ребром, так что вбиваемый в планку крепления гвоздь будет направляться в пространство между выступами, то есть между ребрами (со смещением от ребер).

В соответствии с настоящим изобретением в нем также предлагается пачка (стопа) кровельных плиток по настоящему изобретению. Изобретение также включает в себя крышу, которая содержит настил покрытия и множество кровельных плиток в соответствии с настоящим изобретением.

На фиг. 1 схематично показан вид в плане сверху кровельной плитки в соответствии с настоящим изобретением;

на фиг. 2 - вид в профиль (сбоку) по линии 2-2 фиг. 1;

на фиг. 3 - вид в плане снизу кровельной плитки, показанной на фиг. 1 ;

на фиг. 4 - поперечное сечение по линии 44 фиг. 3.

на фиг. 5 - вид в перспективе пачки кровельных плиток в соответствии с настоящим изобретением;

на фиг. 6 - вертикальная проекция пары сопряженных кровельных плиток в соответствии с настоящим изобретением;

на фиг. 7 - вид в перспективе крыши, выполненной из кровельных плиток в соответствии с настоящим изобретением;

на фиг. 8 - вертикальная проекция, иллюстрирующая детали выполнения стыка между двумя отформованными совместно кровельными плитками.

Далее настоящее изобретение будет описано со ссылкой на кровельные плитки, которые похожи по внешнему виду на кровельные плитки из древесной смеси. Однако следует иметь в виду, что термин плитка или кровельная плитка включает в себя плитки, черепицу и панели; причем плитки, черепица и панели могут иметь внешний вид, который отличается от внешнего вида плиток из древесной смеси, как, например, в случае шиферных панелей или черепицы и желобчатой черепицы.

Как это показано на фиг. 1-4, кровельная плитка 10 имеет верхнюю поверхность 12, две боковые поверхности 1 4, верхний конец 1 6 и нижний или стыковый конец 18. Верхняя поверхность кровельной плитки может быть подразделена на выводной участок 20 и участок накроя 22. При нормальной укладке кровельных плиток на крышу, участок накроя 22 кровельной плитки покрывается открытым или выводным участком 20 следующего слоя кровельных плиток. Можно видеть, что выводной участок кровельной плитки имеет множество канавок, идущих в направлении, которое будет являться направлением наклона крыши после укладки на крышу кровельных плиток, что создает внешний вид кровельной плитки из древесной смеси. Стыковый конец кровельной плитки преимущественно имеет множество идущих под различными углами к стыковому концу наклонных поверхностей 23, что создает для наблюдателя впечатление, отличающееся от простого прямого стыкового конца кровельной плитки. Это значительно улучшает эстетичность внешнего вида кровельной плитки.

Верхняя поверхность кровельной плитки имеет опционные планки крепления гвоздями, которые указывают кровельщику лучшее местоположение для забивания гвоздей в кровельную плитку или для установки скоб. Планка крепления гвоздями 24 на верхнем конце участка накроя 22 кровельной плитки преимущественно содержит выступы 26, которые служат кровельщику указателем для забивания гвоздей, и которые делают конструкцию более прочной при осуществлении операции забивания гвоздей. Выступы могут быть отформованы на поверхности кровельной плитки. Аналогично, планка крепления гвоздями 28 на нижнем конце участка накроя преимущественно содержит выступы 30 для той же самой цели. Выступы преимущественно ориентированы параллельно боковым поверхностям кровельной плитки. Выступы могут быть выполнены таким образом, чтобы выглядеть аналогично имитирующему текстуру дерева рисунку или канавкам на выводном участке кровельной плитки, так что любая поверхность, которая видна через зазор или вырез будет похожа по внешнему виду на имитирующий текстуру дерева рисунок на выводном участке кровельной плитки.

В соответствии с предпочтительным вариантом выполнения, боковые поверхности 1 4 имеют изогнутые участки 32, так что ширина выводного участка 20 (в направлении слева направо на фиг. 1 ) будет меньше ширины участка накроя 22. Такое выполнение позволяет производить укладку кровельных плиток в соответствии с настоящим изобретением таким образом, что боковые поверхности участков накроя смежных кровельных плиток могут физически смыкаться, в то время как выводные участки кровельных плиток не смыкаются. За счет устранения требования смыкания выводных участков кровельных плиток крыша может иметь более приятный внешний вид. При выполнении (и установке) кровельных плиток таким образом, что области накроя смежных кровельных плиток смыкаются, система кровли имеет больший шанс соответствия Классу А огнестойкости, так как в этом случае нет зазора, создающего термическое короткое замыкание для воздействия теплоты тлеющих углей на открытый настил покрытия. Это является существенным улучшением по сравнению с кровельной плиткой из древесной смеси.

Как это показано на фиг. 1 , кровельная плитка может быть отформована в виде сдвоенной кровельной плитки, с канавкой, такой как линия разрыва 34, которая позволяет разламывать или разъединять кровельную плитку на две кровельных плитки меньшего размера. Преимущественно линия разрыва является относительно тонкой, так что кровельная плитка может быть разделена на две плитки вручную. За счет формовки двух меньших кровельных плиток в виде единой кровельной плитки с линией разрыва, может быть повышена эффективность процесса формовки и транспортировки, причем это дает кровельщику гибкость в создании большего числа комбинаций кровельных плиток, когда это нужно.

Как это показано на фиг. 2, нижняя часть 36 выводного участка 20 является поднятой или более толстой в сравнении с остальной частью выводного участка. Это улучшает эстетичность внешнего вида крыши, так как делает стыковый конец 18 кровельной плитки толще, в результате чего все плитки кажутся толще для наблюдателя, который смотрит на крышу с земли. Кровельная плитка имеет соответствующий более тонкий или идущий на конус участок на своем другом конце, который находится в верхней части 38 участка накроя 22. Как это показано на фиг. 6, две кровельные плитки могут быть скомплектованы или упакованы для хранения и транспортировки эффективным образом, когда толстые нижние части 36 выводных участков находятся в контакте с тонкими верхними частями 38 участков накроя.

Как это показано на фиг. 3 и 4, верхняя поверхность 12, две боковые поверхности 14, верхний край 1 6 и стыковый край 1 8 ограничивают открытое пространство или полость 40 с нижней стороны кровельной плитки. Преимущественно как боковые поверхности, так и верхний край и стыковый край идут вниз от верхней поверхности на такое расстояние, что нижние кромки (кромки основания) боковых поверхностей, а также верхнего и стыкового краев лежат в общей плоскости 42.

Множество ребер 44 отформованы в полости для повышения прочности кровельной плитки. Ребра могут иметь любую форму, но обычно они идут параллельно боковым поверхностям 14 кровельной плитки. Одной из задач, которые выполняют ребра, является обеспечение целостности кровельной плитки, так что при креплении (прибивании) на крыше гвоздями кровельная плитка не расщепляется и не разламывается. Другой задачей, которую выполняют ребра, является создание достаточной прочности на изгиб и жесткости, которые требуются от изделия с эффективным использованием материала. Так как кровельные плитки в соответствии с настоящим изобретением крепятся гвоздями, то гвозди могут быть забиты в любом месте, однако преимущественно вводятся в планках крепления гвоздями. Отверстия под гвозди не требуются. Ребра преимущественно формуются совместно с верхней поверхностью

12. Если сделать ребра идущими вниз в полость на всю ее глубину, так чтобы нижняя кромка ребер лежала в общей плоскости 42, то тогда ребра будут служить опорой для верхней поверхности кровельной плитки. Это позволяет избежать прогиба кровельной плитки в нагретом состоянии, например, в течение фазы охлаждения после процесса формовки или при хранении кровельных плиток, а также после их укладки на крыше.

Хотя обычно желательно, чтобы ребра шли вниз от верхней поверхности до общей плоскости, существует одна зона, где ребра должны быть короче. При укладке кровельной плитки на крыше, забивают гвозди через нижнюю планку крепления гвоздями 28. В следующем слое кровельных плиток перекрывающая кровельная плитка будет иметь нижний конец 48 выводного участка 20 непосредственно над планкой крепления гвоздями 28. Если гвоздь не полностью забит, то ребро перекрывающей кровельной плитки потенциально может упираться в гвоздь, выступающий над верхней поверхностью кровельной плитки. По этой причине ребра в области нижнего края 48 выводного участка будут иметь выемку 50, как это показано на фиг. 4. Выемка предотвращает вход ребер в контакт с гвоздями планки крепления гвоздями ранее уложенного слоя кровельных плиток.

Преимущественно кровельная плитка снабжена несколькими боковыми ребрами 46, которые идут главным образом перпендикулярно к боковым поверхностям 1 4. Эти боковые ребра не позволяют кровельной плитке входить одной из своих боковых поверхностей в полость смежной плитки, когда плитки упаковываются в пачку. Это нежелательное явление, так как при этом пакет становится меньше (по габаритам) и теряет жесткость.

При забивании гвоздей через планки крепления гвоздями 24 и 28 имеется сильная тенденция смещения гвоздей в промежуток между выступами 26 и 30 и их входа в верхнюю поверхность в углублении непосредственно рядом с выступами. По этой причине предпочтительно размещать выступы таким образом, чтобы каждый выступ был расположен непосредственно над каждым ребром. Это будет способствовать входу гвоздей, забиваемых в планку для крепления гвоздями, в углубления между выступами со смещением относительно ребер.

Как это показано на фиг. 5, кровельные плитки могут быть упакованы в пачку 52 и закреплены при помощи любого известного средства, такого как скоба 54. В соответствии с предпочтительным вариантом настоящего изобретения, пачка содержит два различных типа кровельных плиток. Прежде всего, это широкая кровельная плитка, такая как плитка 56. Вовторых, это сдвоенная отформованная кровельная плитка, имеющая линию разрыва, такую как линия разрыва 34, так что плитка может быть разделена вручную на плитку промежуточного размера 58 и узкого размера 60. Разрез между промежуточной и узкой плитками обозначен позицией 62. Линия разрыва 34 более детально показана на фиг. 8. Две кровельные плитки 58 и 60 соединены тонкой соединительной полосой (полоской) 61, образованной в ходе процесса формования, которая ограничивается линией разрыва 34. Соединительная полоса 61 имеет достаточную прочность для укладки на крышу двух соединенных ею кровельных плиток, но является достаточно тонкой для того, чтобы кровельщик мог разделить вручную части сдвоенной отформованной кровельной плитки на две отдельные кровельные плитки. Преимущественно соединительная полоса 61 является более узкой с одной из сторон, например с правой стороны 63, как это показано на фиг. 8, так что разлом сдвоенной отформованной кровельной плитки на две отдельные кровельные плитки вручную всегда будет создавать предсказуемую ровную линию разрыва, которая имеет эстетически приятный внешний вид на крыше.

Для целей упаковки предпочтительно, чтобы комбинированная (суммарная) ширина промежуточной и узкой кровельных плиток была ориентировочно равна ширине широкой кровельной плитки. При использовании обозначений ширины, показанных на фиг. 5, можно видеть, что а = b + с, где а представляет собой ширину широкой кровельной плитки, а b и с являются соответственно шириной узкой и промежуточной кровельных плиток 60 и 58. При использовании терминологии а равно b + с следует иметь в виду, что ширина а может иметь допуск в пределах 5 % относительно ширины b + с. Предпочтительно, ширина а составляет 330 мм, ширина b - 140 мм, а ширина с - 190 мм.

Как это показано на фиг. 7, кровельные плитки образуют покрытие крыши. Крыша имеет соответствующую несущую конструкцию, такую как балки перекрытия или стропила 64, и настил покрытия 66, который может состоять из панелей без промежутков между ними или из панелей с промежутками между ними. Кровельные плитки уложены слоями снизу вверх и обеспечивают эстетически приятное впечатление. Преимущественно поверх каждого слоя кровельных плиток укладывают водоустойчивый кровельный войлок 68, который перекрывает верхнюю планку крепления гвоздями 24.

Кровельная плитка изготовлена из состава, который включает в себя органический полимерный материал в диапазоне ориентировочно от 12 до 35 процентов по весу, и материал наполнителя в диапазоне ориентировочно от 65 до 88 процентов по весу. Преимущественно кровельная плитка содержит полимерный материал в диапазоне ориентировочно от 1 5 до 24 процентов по весу, и материал наполнителя в диапазоне ориентировочно от 76 до 85 процентов по весу. В наиболее предпочтительной форме кровельная плитка содержит ориентировочно 20 процентов по весу полимерного материала и ориентировочно 80 процентов по весу материала наполнителя.

В данном описании и в формуле изобретения термин полимер и полимерный материал означает любое органическое вещество, которое может действовать как матрица для неорганического материала наполнителя. Полимер или полимерный материал может быть термопластичным или термореактивным, однако преимущественно используется термореактивный материал. Примерами полимерных материалов, подходящих для использования в соответствии с настоящим изобретением, являются сложный полиэфир, полиэтилентерефталат (PET), поликарбонат и полипропиленовые полимеры. Предпочтительными полимерами как правило являются пластиковые полимеры, которые совсем не содержат битума или содержат только его небольшие количества, такие как ориентировочно менее 5 процентов. Наиболее предпочтительными являются термореактивные сложные полиэфиры, хотя небольшие количества PET могут быть добавлены в исходное сырье в процессе получения полимера, так что полученный из исходного сырья сложный полиэфир содержит PET. Это обеспечивает большую гибкость кровельной плитки. Примерами полимерных материалов, подходящих для использования в соответствии с настоящим изобретением, являются полимеры Е-606, Е-650, Е-120 и 55М70, которые выпускаются фирмой Alpha/ Owens - Corning, L.L.C., Мемфис, штат Техас, США. Полимерный материал может содержать небольшие количества других материалов, таких как вещества, уменьшающие прилипание к форме (антиадгезивы).

В соответствии с настоящим изобретением могут быть использованы различные материалы наполнителя. В качестве примеров можно указать такие материалы как глина, тригидрат алюминия, стекловолокно различной длины, другие волокнистые упрочняющие добавки (органические и неорганические), мелко измельченный шифер, сланец, известняк, зольная пыль, шлак и тальк. Материал наполнителя применяется в мелко измельченном виде. Частицы материала наполнителя должны быть достаточно малы для ввода в матрицу полимера, особенно при формовании узких частей, таких как выступы и ребра. Частицы наполнителя не могут быть слишком малыми, так как при этом их площадь поверхности станет такой большой, что произойдет чрезмерное связывание полимера, в результате чего понадобятся избыточные количества полимера, который намного дороже, чем материал наполнителя.

Преимущественными наполнителями являются шиферная пыль черного цвета, синий сланец, красная глина и белая глина. Такие наполнители могут быть скомбинированы для получения обычных цветов кровельной плитки из древесной смеси, таких как светло-коричневый, серый и темно-коричневый. За счет соответствующего выбора цвета материала наполнителя может быть получен желательный цвет отформованной кровельной плитки без использования красителей. Это является существенной характеристикой отформованной кровельной плитки, так как опыт показывает, что отформованная кровельная плитка или черепица, при изготовлении которых использован краситель, имеют тенденцию к выцветанию и изменению окраски в результате воздействия атмосферных условий на крыше.

Преимущественно присутствующие в материале кровельной плитки частицы шифера должны иметь размеры, позволяющие им проходить через сито 18 меш; аналогичное требование относится к частицам сланца.

Преимущественно состав включает в себя ориентировочно не более пяти процентов, а более предпочтительно ориентировочно от двух до трех процентов по весу резаного (рубленого) стекловолокна, такого как стекловолокно 6,35 мм марки 405, выпускаемого фирмой Owens Corning, Толедо, штат Огайо, США. Может быть также использован небольшой процент других упрочняющих волокон, таких как нейлоновые волокна. Одним из удивительных аспектов кровельной плитки в соответствии с настоящим изобретением является достаточный в соответствии с требованиями к продукту уровень прочности на изгиб, который обеспечивается только небольшим процентом содержания упрочняющих волокон в составе материала. Можно было бы ожидать, что для получения такой прочности на изгиб потребуется больший процент содержания упрочняющих волокон в составе материала. Испытания на прочность на изгиб проводятся в соответствии с требованиями ICBO (Международная конференция руководящих работников строительных фирм), когда производится измерение способности материала выдерживать нагрузку и имитируется нагружение кровельными материалами, уложенными поверх имеющей промежутки обрешетки кровли.

Процесс формовки включает в себя перемешивание полимера и наполнителя при помощи любого подходящего средства, такого как смеситель сыпучего формовочного материала. Загрузка состава производится в пресс-форму, работающую при температуре в диапазоне ориентировочно от 149 до 177°С и при давлении в диапазоне ориентировочно от 4,1 до 5,5 МПа. Если использовано стекловолокно, то оно должно быть добавлено почти перед самым завершением перемешивания. В соответствии с настоящим изобретением могут быть использованы и другие процессы формования, такие как инжекционное формование или литьевое прессование.

Очень важной характеристикой кровельных плиток в соответствии с настоящим изобретением является то, что при их укладке в виде покрытия на крышу они образуют противопожарную преграду Класса А. Понятие противопожарной преграды Класса А определено в соответствии с тестом Е 108-93 ASTM (Американское общество по испытанию материалов) на распространение пламени, класс горения и прерывистость пламени. Кровельная плитка в соответствии с настоящим изобретением успешно проходит этот тест без дополнительных средств противопожарной защиты, таких как дополнительные подстилающие слои кровельного войлока типа 30 или верхние слои мягкой кровли с минеральной поверхностью. Предел огнестойкости Класса А может быть обеспечен кровельной плиткой в соответствии с настоящим изобретением, которая уложена как поверх непрерывного деревянного настила покрытия, так и поверх имеющей промежутки обрешетки кровли, с промежуточным слоем, таким как войлок 457 мм типа 30, укладываемый на 254 мм (или меньше) центры, что обычно используется при укладке покрытия из кровельных плиток из древесной смеси.

Несмотря на то, что был описан предпочтительный вариант осуществления изобретения, совершенно ясно, что в него специалистами в данной области могут быть внесены изменения и дополнения, которые не выходят однако за рамки приведенной далее формулы изобретения.

Claims

1. Кровельная плитка (10), изготовленная из состава, который включает в себя органический полимерный материал и неорганический материал наполнителя, отличающаяся тем, что она имеет структуру, включающую в себя:

(a) верхнюю поверхность (12), образующую верхний участок накроя (22) и нижний выводной участок (20);

(b) средство ограничения полости (40) под указанной верхней поверхностью, причем указанные средство ограничения полости включает в себя первую боковую поверхность (14), идущую вниз от указанной верхней поверхности и имеющую край основания, вторую боковую поверхность (14), идущую вниз от указанной верхней поверхности и имеющую край основания, поверхность верхнего конца (16), идущую вниз от указанной верхней поверхности и имеющую край основания, и поверхность стыкового конца (18), идущую вниз от указанной верхней поверхности и имеющую край основания, причем указанные края основания первой боковой поверхности, второй боковой поверхности, поверхности верхнего конца и поверхности стыкового конца лежат в общей плоскости (42);

(c) множество ребер (44, 46) внутри указанной полости, идущих вниз от указанной верхней поверхности, причем указанное множество ребер включает в себя опорные ребра, идущие от указанной верхней поверхности до указанной общей плоскости, и имеющие выемку (50) ребра (44) под указанным выводным участком, идущие от указанной верхней поверхности до точки над указанной общей плоскостью; и (d) по меньшей мере, одну планку крепления (24, 28) на участке накроя для установки крепежных средств.

2. Кровельная плитка (10), изготовленная из состава, который включает в себя органический полимерный материал и неорганический материал наполнителя, отличающаяся тем, что она имеет структуру, включающую в себя:

(b) средство ограничения полости (40) под указанной верхней поверхностью, причем указанное средство ограничения полости включает в себя первую боковую поверхность (14), идущую вниз от указанной верхней поверхности, вторую боковую поверхность (1 4), идущую вниз от указанной верхней поверхности, поверхность верхнего конца (16), идущую вниз от указанной верхней поверхности, и поверхность стыкового конца (18), идущую вниз от указанной верхней поверхности;

(c) имеющие выемку (50) ребра (44) внутри указанной полости под указанным выводным участком, идущие вниз от указанной верхней поверхности; и (d) по меньшей мере, одну планку крепления (24) на участке накроя, расположенную вблизи от верхнего конца, имеющую смещенные друг от друга выступы (26), параллельные указанным двум боковым поверхностям и совмещенные с имеющими выемки ребрами кровельной плитки верхнего слоя, и средство ввода крепежных средств между смежными выступами.

3. Кровельная плитка (10) по п.2, отличающаяся тем, что структура является отформованной в виде единого целого и имеет прямоугольный периметр, ограниченный указанной первой боковой поверхностью (14), указанной второй боковой поверхностью (14), указанной поверхностью верхнего конца (16) и указанной поверхностью стыкового конца (18), причем участок накроя (22) имеет верхний конец, ограниченный поверхностью верхнего конца, а выводной участок (20) имеет нижний конец, ограниченный поверхностью стыкового конца.

4. Кровельная плитка (10), изготовленная из состава, который включает в себя органический полимерный материал и неорганический материал наполнителя, отличающаяся тем, что она имеет структуру, включающую в себя:

(b) средство ограничения полости (40) под указанной верхней поверхностью, причем указанное средство ограничения полости включает в себя первую боковую поверхность (14), вторую боковую поверхность (14), поверхность верхнего конца (16) и поверхность стыкового конца (18), причем все указанные поверхности идут вниз от указанной верхней поверхности, при этом участок накроя имеет верхний конец, ограниченный поверхностью верхнего конца, а выводной участок имеет нижний конец, ограниченный поверхностью стыкового конца;

(c) множество ребер (44, 46) внутри указанной полости, идущих вниз от указанной верхней поверхности; и (d) линию разрыва (34) в виде канавки, идущую между первой и второй боковыми поверхностями (14) параллельно указанным поверхностям и проходящую от указанного верхнего конца (1 6) к средней точке между верхним концом и нижним концом (18), и участок выреза (62), идущий между первой и второй боковыми поверхностями (14) параллельно указанным поверхностям и проходящий от указанной средней точки до указанного нижнего конца.

5. Кровельная плитка (10) по п.4, отличающаяся тем, что структура отформована в виде единого целого и дополнительно содержит первую планку крепления гвоздями (24) на участке накроя (22), расположенную вблизи от верхнего конца (1 6), и вторую планку крепления гвоздями (28) на участке накроя (22), расположенную вблизи от выводного участка (20), причем указанные первая и вторая боковые поверхности (14) содержат изогнутые в противоположном направлении участки (32) на уровне указанной средней точки.

6. Кровельная плитка (10), изготовленная из состава, который включает в себя органический полимерный материал и неорганический материал наполнителя, отличающаяся тем, что она имеет структуру, включающую в себя:

(b) средство ограничения полости (40) под указанной верхней поверхностью, причем указанное средство ограничения полости включает в себя первую боковую поверхность (14), вторую боковую поверхность (14), поверхность верхнего конца (16) и поверхность стыкового конца (18), причем все указанные поверхности идут вниз от указанной верхней поверхности к общей плоскости (42); и (c) множество ребер (44, 46) внутри указанной полости, идущих вниз от указанной верхней поверхности к общей плоскости или к точке над общей плоскостью; причем выводной участок (20) разделен на нижнюю выводную часть (36), идущую от нижнего конца (18), ограниченного поверхностью стыкового конца, и верхнюю выводную часть, идущую от нижней выводной части до участка накроя (22), а участок накроя имеет верхнюю часть накроя (38), идущую от верхнего конца (16), ограниченного поверхностью верхнего конца, и нижнюю часть накроя, идущую от верхней части накроя до выводного участка (20), причем верхняя выводная часть и нижняя часть накроя имеют равную и постоянную толщину, при этом нижняя выводная часть имеет толщину, которая превышает толщину верхней выводной части и нижней части накроя, а верхняя часть накроя имеет толщину, которая меньше толщины верхней выводной части и нижней части накроя.

7. Кровельная плитка (10) по п.4 или 5, отличающаяся тем, что структура имеет прямоугольный периметр, ограниченный указанной первой боковой поверхностью (14), указанной второй боковой поверхностью (14), указанной поверхностью верхнего конца (16) и указанной поверхностью стыкового конца (18), причем участок накроя (22) имеет верхний конец, ограниченный поверхностью верхнего конца, а выводной участок (20) имеет нижний конец, ограниченный поверхностью стыкового конца.

8. Кровельная плитка (10) по одному из пп.3, 6 или 7, отличающаяся тем, что структура дополнительно включает в себя линию разрыва (34) в виде канавки, идущую между первой и второй боковыми поверхностями (14) параллельно указанным поверхностям и проходящую от указанного верхнего конца (16) к средней точке между верхним концом и нижним концом (18); и участок выреза (62), идущий между первой и второй боковыми поверхностями параллельно указанным поверхностям и проходящий от указанной средней точки до указанного нижнего конца.

9. Кровельная плитка (10) по п.4 или 8, отличающаяся тем, что линия разрыва (34) в виде канавки и участок выреза (62) находятся на расстоянии около 1 40 мм от первой боковой поверхности (14) и на расстоянии около 190 мм от второй боковой поверхности (1 4).

10. Кровельная плитка (10) по п.8, отличающаяся тем, что линия разрыва (34) в виде канавки ограничивает соединительную полоску (61 ), имеющую такую прочность, что структура может быть закреплена на настиле покрытия (66) без разделения вдоль линии разрыва, причем структура может быть альтернативно разделена вручную на две кровельные плитки (58, 60) меньшего размера.

11. Кровельная плитка (10) по п.7, отличающаяся тем, что указанная, по меньшей мере, одна планка крепления (24, 28) включает в себя планку крепления гвоздями (24), расположенную вблизи от верхнего конца, имеющую смещенные друг от друга выступы (26), параллельные указанным первой и второй боковым поверхностям (14) и совмещенные с имеющими выемки (50) ребрами (44) кровельной плитки верхнего слоя.

12. Кровельная плитка (10) по п.3 или 7, отличающаяся тем, что выводной участок (20) разделен на нижнюю выводную часть (36), идущую от нижнего конца (18), и верхнюю выводную часть, идущую от нижней выводной части до участка накроя (22), а участок накроя имеет верхнюю часть накроя (38), идущую от верхнего конца (16), и нижнюю часть накроя, идущую от верхней части накроя до выводного участка, причем верхняя выводная часть и нижняя часть накроя имеют равную и постоянную толщину, при этом нижняя выводная часть имеет толщину, которая превышает толщину верхней выводной части и нижней части накроя, а верхняя часть накроя имеет толщину, которая меньше толщины верхней выводной части и нижней части накроя.

13. Кровельная плитка (10) по п.12, отличающаяся тем, что толщина нижней выводной части (36) увеличивается в направлении к нижнему концу (18), а толщина верхней части накроя (38) уменьшается в направлении к верхнему концу (1 6).

14. Кровельная плитка (10) по одному из пп.4, 6, 7 или 1 2, отличающаяся тем, что выводной участок (20) верхней поверхности (1 2) имеет рисунок в виде канавок, придающий кровельной плитке внешний вид изготовленной из древесной смеси кровельной плитки.

15. Кровельная плитка (10) по п.7, отличающаяся тем, что:

указанный состав является огнестойким, так что множество уложенных на настил покрытия кровельных плиток образуют противопожарную преграду Класса А;

указанный полимерный материал составляет ориентировочно от 12 до 35 процентов по весу состава, причем полимерный материал включает в себя сложный полиэфир, полученный из исходного сырья, содержащего полиэтилен терефталат; и указанный неорганический материал наполнителя составляет ориентировочно от 65 до 88 процентов по весу состава, причем материал наполнителя состоит главным образом из одного или нескольких ингредиентов, выбранных из группы, содержащей частицы глины, частицы сланца, частицы шифера, а также стекловолокна, при этом материал наполнителя создает окраску кровельной плитки.

16. Кровельная плитка (10) по одному из пп.3, 4, 15 или 18, отличающаяся тем, что указанный материал наполнителя включает в себя, по меньшей мере, один ингредиент, выбранный из шиферной пыли, зеленого сланца, красной глины и белой глины.

17. Кровельная плитка (10) по п.15, отличающаяся тем, что состав включает в себя упрочняющие волокна.

18. Кровельная плитка (10) по одному из пп.12 или 14, отличающаяся тем, что:

указанный состав является огнестойким; указанный полимерный материал составляет ориентировочно от 12 до 35 процентов по весу состава, причем полимерный материал включает в себя сложный полиэфир, полученный из исходного сырья, содержащего полиэтилен терефталат; и указанный неорганический материал наполнителя составляет ориентировочно от 65 до 88 процентов по весу состава, причем материал наполнителя состоит главным образом из одного или нескольких ингредиентов, выбранных из группы, содержащей частицы глины, частицы сланца, частицы шифера, а также стекловолокна, при этом материал наполнителя создает окраску кровельной плитки.

19. Кровельная плитка (10) по п. 10, отличающаяся тем, что соединительная полоска (61 ) и участок выреза (62) находятся на меньшем расстоянии от указанной первой боковой поверхности (14), чем от указанной второй боковой поверхности (14), причем соединительная полоска имеет меньшую толщину (63) в направлении одной из первой и второй боковых поверхностей.

20. Кровельная плитка (10) по п.6, отличающаяся тем, что структура отформована в виде единого целого и имеет главным образом прямоугольный периметр, ограниченный указанной первой боковой поверхностью (14), указанной второй боковой поверхностью (14), указанной поверхностью верхнего конца (16) и указанной поверхностью стыкового конца (18), причем указанное множество ребер (44, 46) включает в себя боковые ребра (46), главным образом перпендикулярные к указанным первой и второй боковым поверхностям, а также включает в себя имеющие выемки (50) ребра (44), главным образом параллельные к указанным первой и второй боковым поверхностям.

21. Кровельная плитка (10) по п.6, отличающаяся тем, что на указанном стыковом конце (18) имеется множество наклонных поверхностей (23), идущих под различными углами.

22. Крыша, имеющая покрытие из кровельных плиток по одному из пп. 1 -21 , отличающаяся тем, что она включает в себя:

(a) настил покрытия (66);

(b) множество параллельных, последовательно уложенных, перекрывающихся слоев указанных кровельных плиток (10), причем нижние выводные участки (20) кровельных плиток верхнего слоя, по меньшей мере, частично покрывают верхние участки накроя (22) кровельных плиток примыкающего нижнего слоя, и (c) крепежные средства, крепящие указанное множество кровельных плиток к указанному настилу покрытия (66).

23. Изготовленная прессованием кровельная плитка (10, 56, 58, 60) по одному из пп.1-6, отличающаяся тем, что она имеет внешний вид изготовленной из древесной смеси кровельной плитки и отпрессована из состава, который главным образом включает в себя:

органический полимерный материал, который составляет ориентировочно от 12 до 35 процентов по весу состава, причем полимерный материал включает в себя сложный полиэфир, полученный из исходного сырья, содержащего полиэтилен терефталат; и неорганический материал наполнителя, который составляет ориентировочно от 65 до 88 процентов по весу состава, причем материал наполнителя состоит главным образом из одного или нескольких ингредиентов, выбранных из группы, содержащей частицы глины, частицы сланца, частицы шифера, а также стекловолокна;

при этом состав не содержит красителя, а его окраска создается главным образом материалом наполнителя, причем при укладке множества изготовленных из указанного состава кровельных плиток в виде покрытия на крыше обеспечивается Класс А создания противопожарной преграды.

24. Кровельная плитка (10, 56, 58, 60) по п.23, отличающаяся тем, что содержание полимерного материала составляет ориентировочно от 1 5 до 24 процентов по весу состава, а содержание материала наполнителя составляет ориентировочно от 76 до 85 процентов по весу состава.

25. Кровельная плитка (10, 56, 58, 60) по п.23, отличающаяся тем, что материал наполнителя включает в себя частицы сланца, имеющие такую тонкость помола, что главным образом все частицы могут пройти через сито 1 8 меш.

26. Кровельная плитка (10, 56, 58, 60) по п.23, отличающаяся тем, что материал наполнителя включает в себя частицы шифера, имеющие такую тонкость помола, что главным образом все частицы могут пройти через сито 1 8 меш.

27. Кровельная плитка (10, 56, 58, 60) по п.23, отличающаяся тем, что содержание полимерного материала составляет ориентировочно 20 процентов по весу состава, а содержание материала наполнителя составляет ориентировочно 80 процентов по весу состава.

28. Кровельная плитка (10, 56, 58, 60) по п.23, отличающаяся тем, что материал наполнителя включает в себя стекловолокна в количестве не более 5 процентов по весу.

29. Крыша по п.22, отличающаяся тем, что она дополнительно включает в себя кровельный войлок (68), уложенный, по меньшей мере, частично между указанным настилом покрытия (66) и указанными слоями кровельных плиток