KR20000010991A - 지붕 용마루 라인용 수지성 각진 지붕널 - Google Patents

Abstract

지붕 용마루 라인(58)용 각진 지붕감 지붕널(10)은 유기의 수지성 재료와 충전 재료로 제조된다. 상기 지붕널(10)은 제 1 신장부(12) 및 이와 별도의 제 2 신장부(14)를 갖는다. 이들 두 부위(12 와 14) 각각은 교접하는 에지 표면(34 와 38)이 있는 길이 방향 에지를 포함하며, 지붕널(10)이 용마루 라인(58)에 따라 합치되고 이를 덮을 수 있도록 180°미만의 각도에서 서로 결합된다. 용마루 라인(58)의 다양한 각도에 따라 합치하도록 상기 지붕널(10)의 각도를 변경하기 위해 서로간에 상대적으로 제 1 부위(12) 및 제 2 부위(14)를 이동시키기 위한 수단(62 와 64)이 포함된다.

Description

지붕 용마루 라인용 수지성 각진 지붕널

각진 지붕용 종래의 지붕 덮개는 아스팔트 지붕널, 목재 널빤지 지붕널, 박판 금속(sheet metal), 슬레이트, 점토(clay), 및 콘크리트 타일을 포함한다. 박판 금속, 점토 및 슬레이트는 이들의 높은 내기후성 때문에 이점이 있다. 세계의 여러 지역에는, 지방 또는 지역적으로 건축상 선호하는 지붕 외관이 있다. 유럽에서는, 비교적 평탄하게 보이는 아스팔트 지붕널로서, 통상적으로 점토 타일을 선호한다. 미국의 취향은, 점토 타일이나 목재 널빤지 지붕널을 선호하는 미국의 서부와 남서부에서 다르다.

점토 타일 및 슬레이트 지붕에 대한 문제점중 하나는 점토 및 슬레이트는 상당한 노동력을 필요로 한다는 것이다. 이와 달리, 아스팔트나 목재 지붕널은 못으로 고정이 가능하고, 물론 지붕 데크에 단순하게 못으로 고정되며, 통상적으로 바닥이나 처마에서부터 지붕 꼭대기나 용마루까지 못으로 간편하게 박아서 고정시킬 수 있다. 점토, 콘크리트, 및 슬레이트 타일은 아스팔트 지붕널보다 무겁고, 지붕을 지탱하기 위한 더 많은 지지를 필요로 한다. 점토 및 슬레이트 타일의 설치비는 아스팔트 지붕널의 설치비보다 많다. 점토 및 슬레이트 타일은 본래 취성이 있고, 이동 및 설치 중에 많은 파손을 입는다. 이러한 재료들중 일부는 지붕 위에 설치된 후에도 부서지고, 지붕 위에서의 발걸음에 의해서 손상될 수 있다.

목재 널빤지 지붕널은 통상적으로 삼목이나 기타 침엽수로 만들어진 평탄한 판자이다. 목재 널빤지는 지붕 데크에 열별로 못을 박고, 다음 열 지붕널의 노출 또는 탭 부위는 이전 열 지붕널의 헤드랩(headlap)부위 위에 배치된다. 나뭇결이 지붕의 경사를 따라서 이어져서, 미관상 만족스러운 외관이 되도록 지붕널을 절단한다. 나무를 절단하여 지붕 위에 설치한 후에, 지붕널의 물매(weathering)를 형성하고, 그런 다음, 나뭇결 방향으로 연속하도록 홈과 용마루를 형성한다. 목재 널빤지 지붕널의 단점은 이들이 수분을 흡수하여 팽창한다는 점이다. 따라서, 이들은 소정의 간격으로 이격 배치되어, 팽창에 대비한 여유가 허용되어야 한다. 목재 널빤지 지붕널의 수분을 흡수하는 이러한 특성으로 인해, 지붕 위에서 평탄하게 유지되지 못하고 비틀리는 경향이 있다.

지붕감 재료로서의 바람직한 특성중의 하나는 화재를 견뎌낼 수 있어야 한다는 것이다. 이러한 내화성이 있다는 것은 어느 지역에서나 바람직한 것이지만, 덮고 건조한 기후를 가진 지역에서 특히 소망된다. 내화성에서 특히 중요한 양상은 지붕감 재료가, 불 또는 타고 있는 잿불과 같은 열원이 지붕감 재료를 통해 타는 것을 방지하여, 지붕 데크 또는 빌딩의 내부가 화재에 노출되지 않도록 할 수 있어야 한다는 점이다. 금속 지붕과 점토 및 타일 지붕은 목재 널빤지 지붕널 지붕에 비해 내화성 면에서 본래의 이점을 가진다. 아스팔트 지붕널은 통상적으로, 미세하게 분쇄된 무기성 미립자 재료, 예를 들면 석회암 같은 충전 재료를 60% 이상 함유하여, 적절한 검사를 하면 A 급 화재 등급을 얻기에 충분한 내화성을 가진다. 목재 널빤지 지붕널은 통상적으로, 화재 지연제로 이용하는 경우에도, 내화성이 없으며, A 급 화재 등급을 획득할 수가 없다. 널빤지 지붕널은 특히, 화재 테스트시(내화성 재료로된 밑깔개가 없는 상태)에 불합격되는데, 이것은 지붕널을 측면 에지 맞대기하여 배치할 수 없기 때문이며, 인접한 지붕널간의 갭은 널빤지 지붕널이 화제 테스트에 불합격되게 한다.

지붕의 목재 널빤지 지붕이나 타일 지붕의 만족스러운 미관을 모사하기 위하여, 시멘트, 합성 섬유, 또는 플라스틱 지붕널이나 타일을 제조하려는 시도가 종래에 있었다. 강화 시멘트 지붕널이나 타일을 제조하기 위한 다양한 실험들이 수행되었다. 문제가 될 수 있는 것은 내기후성 및 색채의 내구성이다. 게다가, 합성 섬유나 플라스틱 지붕널 또는 타일을 이용하여 지붕감 재료를 대체하는 것은 통상적으로 좋지 않은 결과를 가져왔다. 통상적으로, 플라스틱 재료는 재료비가 매우 비싸고, 종래의 플라스틱 재료는 지붕에 사용했을 때, 오랜 시간동안 햇빛에 노출되면 내기후성이 떨어지게 된다. 더구나, 플라스틱 재료는 내화성이 나빠지기도 한다.

그러나, 최근에 이를 개선시키고 발달시켰기 때문에, 현재에는 유익한 특성의 수지성 재료와 충전 재료를 이용하여 미관이 매력적인 최고의 지붕널을 제조할 수 있으며, 이는 본 명세서에 참고자료로 인용한 1995 년 4월 25일에 출원된 웰(Wells)등의 미국 특허 출원 제 08/427,340 호에 개시된다. 더구나, 목재 널빤지 지붕널과 같은 만족스러운 미관을 가지며, 내기후성과 내화성면에서는 목재 널빤지 지붕널보다 우수하고, 무게는 가벼우며, 제조비용은 저렴하고, 그리고 내구성 있는 색채를 갖는, 플라스틱 재료로 제조된 지붕널에 추가의 개선점을 제공하는 것이 소망된다. 특히, 웰 등에 의해 개시된 수지성 지붕널의 이점 있는 특징을 공유하는 추녀마루 및 용마루에서, 잡다한 지붕면들이 교차하는 부분에 이용되는 덮개와 같은 수지성 액세서리 지붕널에 대한 수요는 여전하다.

또한, 특정한 지붕의 각도로 합치되도록 각도를 간편하게 조절할 수 있고, 용이하게 제조되며 지붕에 이용될 수 있는 용마루 라인용 지붕널에 대한 수요가 있다. 종래의 추녀마루와 용마루는 통상적으로 좌측 부분과 우측 부분으로 분리된 상태에서 지붕 이는 사람에 의해 끼워맞춤되어 용마루 라인 덮개를 배치한다.

발명의 개시

본 발명에 따르면, 지붕의 용마루 라인을 덮기 위한 간편하고 유익한 수지성 각진 지붕널을 얻을 수 있다. 통상적으로, 각진 지붕널은 제 1 신장부와 별도의 제 2 신장부를 가지며, 제 1 신장부는 교접하는 에지 표면(mating edge surface)이 있는 길이 방향 에지(longitudinal edge)를 갖고, 제 2 신장부는 교접하는 에지 표면이 있는 길이 방향 에지를 갖는다. 제 1 및 제 2 신장부의 교접하는 에지 표면은, 180°이하의 각도에서 이동식으로 또는 힌지식으로 서로 결합되어 지붕의 용마루 라인을 덮을 수 있는 각진 용마루를 형성한다. 제 1 및 제 2 신장부는, 상대적으로 움직이는 것이 가능하여, 지붕의 용마루 라인의 각도에 따라서 조절하거나 이에 합치시키기 위해서 지붕널의 각도를 변경할 수 있다.

바람직하게는, 제 1 및 제 2 신장부의 교접하는 에지 표면은 방수 이음매(joint)를 형성하기 위해, 반턱 쪽매 이음(shiplapping)하거나 포개서 결합된다. 이를 달성하기 위한 바람직한 실시예에 있어서, 제 1 및 제 2 신장부를 힌지 형태나 관절 형태로 결합시키기 위해, 제 1 신장부의 교접하는 에지 표면에는 요면 홈이 있으며, 제 2 신장부의 교접하는 에지 표면에는 상기 홈에 끼워맞춤되는 돌출립(lip)이 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 제 1 및 제 2 신장부는 처음에는, 제 1 신장부를 제 2 신장부에 연결하는 깨지기 쉬운 몰드 스트립(mold strip)과 같은 신장부 분리 수단이 구비된 일반적으로 평평한 형태인 단일체로서 일체적으로 형성되어 있어서, 몰드 스트립을 따라서 손으로 꺾거나 찢어서, 제 1 및 제 2 신장부를 쉽게 서로 분리시킬 수 있다. 분리가 되면, 지붕의 용마루 라인을 덮을 수 있는 각진 지붕널을 형성하기 위해, 제 1 및 제 2 신장부를 180° 이하의 임의의 각에서 서로 결합시킬 수 있어서, 지붕의 용마루 라인의 다양한 각도에 따라서 조절하는 것이 가능하다.

본 발명에 따른 지붕널은 통상적으로 유기의 수지성 재료와 충전 재료를 포함하는 재료로 제조된다. 지붕널은 압축 성형, 사출 성형, 또는 기타 유사한 성형 기법에 의해 가압성형하는 것이 바람직하다. 지붕널에서 유기의 수지성 재료는 약 12 내지 35 중량 퍼센트 존재하는 것이 바람직하고, 충전 재료는 약 65 내지 88 중량 퍼센트 존재하는 것이 바람직하다. 다량의 무기 충전 재료는 A 급 내화 등급에 기여한다.

바람직한 지붕널에 있어서, 수지성 재료는 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 함유한 주입원료로부터 얻어진 폴리에스테르 수지를 포함한다. 충전 재료는 점토 입자, 슬레이트 입자, 혈암 입자, 및 유리 섬유로부터 선택된 하나 이상의 충전 재료를 포함하는 것이 바람직하다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 지붕널의 조성은 첨가되는 안료를 함유하지 않으며, 지붕널의 색채는 본질적으로 충전 재료의 색채이다. 바람직한 실시예에 있어서, 수지성 지붕널의 조성은 수지성 재료와 충전 재료를 필수적으로 포함한다.

내기후성이 높고 미관상 만족스러운 덮개를 형성하기 위해, 지붕널은, 바람직하게는 못으로 박아서 지붕 데크에 지붕널을 부착하거나 고정하기 위한 수단을 포함한다. 또한, 지붕널은 널빤지-형 지붕에 사용하기 위해 결이 내지는 것이 바람직하다.

본 발명은 지붕의 용마루 라인(ridge line)을 덮기 위한 수지성 각진 지붕널(angled shingles)에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 지붕널의 주종으로 이용될 수도 있는 수지 및 충전 재료, 특히 수지성에 가까운 재료로 제조된 추녀마루(hip) 및 용마루 액세서리 지붕널에 관한 것으로서, 미관상 만족스럽고 내기후성이 향상된 지붕 조립체를 경제적이고 용이하게 제공하는 데 유익한 것이다. 더 상세하게는, 본 발명은, 힌지 방식과 같이 서로간에 상대적인 가동성이 있어서, 다양한 용마루 라인의 각도에 따라서 지붕널을 합치시키거나 조절할 수 있는 신장부를 갖는 각진 지붕널에 관한 것이다.

도 1 은 단일체로 함께 형성된 본 발명의 지붕널의 제 1 및 제 2 신장부 개략적인 평면도이다.

도 2 는 도 1 의 선 2-2 을 따라서 취한 단면도이다.

도 3 은 도 2 와 유사하지만, 2 개 신장부로 서로 분리된 본 발명의 지붕널의 단면도이다.

도 4 는 분리 이후의, 도 1 의 좌측 신장부의 개략적인 평면도이다.

도 5 는 도 4 의 좌측 신장부의 측면의 개략적인 측면도이다.

도 6 은 도 4 에 도시된 좌측 신장부의 밑면의 개략적인 평면도이다.

도 7 은 도 6 의 선 7-7 을 따라서 취한 좌측 신장 지붕널의 단면도이다.

도 8 은 분리 이후의, 도 1 의 우측 신장부의 개략적인 평면도이다.

도 9 는 도 8 의 우측 신장부의 개략적인 좌측면도이다.

도 10 은 도 8 에 도시된 우측 신장부의 밑면의 개략적인 평면도이다.

도 11 은 도 10 의 선 11-11 을 따라서 취한 우측 신장 지붕널의 단면도이다.

도 12 는 본 발명의 각진 지붕널을 형성하기 위해 서로 결합된 좌측 및 우측 신장부를 도시한 정면 단면도이다.

도 13 은 본 발명의 지붕널을 포함하는 지붕의 사시도이다.

도 14 는 도 4 에 도시된 좌측 신장부의 헤드랩 단부의 밑면의 개략적인 사시도이다.

도 15 는 도 8 에 도시된 우측 신장부의 헤드랩 단부의 개략적인 사시도이다.

도 16 은 각진 지붕널을 형성하기 위해 서로 결합된 절단 신장부를 가진 본 발명의 다른 실시예의 개략적인 정면 단면도이다.

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

지붕의 용마루 라인을 덮기 위한 각진 지붕감 지붕널의 통상적인 일 실시예에서, 지붕널은 유기의 수지성 재료와 충전 재료를 포함하는 성분으로 이루어진 조성을 가지며, 지붕널은 교접하는 에지 표면이 있는 길이방향 에지를 포함한 제 1 신장부와, 교접하는 에지 표면이 있는 길이 방향 에지를 포함하는 별도의 제 2 신장부를 포함한다. 제 1 및 제 2 신장부의 교접하는 에지 표면은, 지붕의 용마루 라인의 각도에 따라서 합치시키도록 지붕널의 각도를 변경하기 위해서 신장부를 상대적으로 이동시킬 수 있는 수단을 통해서 180° 미만의 각도로 결합되어, 지붕의 용마루 라인을 덮을 수 있는 각진 지붕널을 형성한다. 바람직한 상기 이동 수단은, 제 1 신장부의 교접하는 에지 표면상에 있는 오목 홈과, 제 2 신장부상에 있는 돌출립을 포함하며, 이 돌출립이 상기 오목 홈에 끼워맞춤되어 제 1, 2 신장부를 서로 힌지식으로 연결한다. 바람직하게는, 방수 이음매로 형성하기 위해 포개어서 제 1 및 제 2 신장부를 서로 결합시키기 위한 수단이 포함된다. 제 1 신장부의 교접하는 에지 표면은 제 2 신장부의 교접하는 에지 표면과 겹치는 것이 바람직하다. 바람직한 실시예에서, 교접하는 에지 표면들은 반턱 쪽매 이음(ship lap) 된다. 제 1 및 제 2 신장부의 각각은, 배치 후에 지붕상에서 노출되는 탭 부위와, 형성 후에 지붕상에서 덮여지는 헤드랩 부위를 포함하며, 각 헤드랩 부위에는 적절한 고정 요소를 수용하기 위한 못 구멍과 같은 개구가 있다. 바람직한 실시예에서, 제 1 및 제 2 신장부의 각각은, 신장부의 밑면에있는 공동을 한정하기 위해서 예를 들면 상면, 2 개 에지나 측면, 상단부, 및 밑동을 포함한다. 리브(rib)는, 가로 및 세로 리브 모두가 공동 내에 위치되는 것이 바람직하다.

목재 널빤지 외관을 가진 각진 지붕널의 특정한 실시예를 참조하여 본 발명을 설명한다. 그러나, 여기에서 사용된 "지붕널" 및 "지붕감 지붕널" 과 같은 용어는, 다른 종류의 지붕널 뿐만 아니라 타일 및 패널을 또한 포함하는 것으로 이해해야 한다. 또한, 본 발명의 지붕널은, 예를 들면 미션 타일(mission tile)과 같은 타일이나 슬레이트 패널과 같은, 목재 널빤지 지붕널 이외의 것일 수 있다.

도 1-4 에 도시된 바와 같이, 10 으로 지시된 지붕널은 통상적으로, 제 1 또는 좌측 신장부(12)와 제 2 또는 우측 신장부(14)를 가진다. 이들이 동일한 크기일 필요는 없으며, 정사각형과 같이 예시된 직각형과는 다른 형이 될 수도 있다는 것은 이해할 수 있는 것이지만, 논의상, 이들을 좌반부 및 우반부로 각각 언급한다.

좌반부(12)와 우반부(14)의 상면(16)은 헤드랩 부위(18)와 탭 부위(20)로 분할된다. 지붕널을 지붕에 설치하는 통상적인 경우에 있어서, 각 지붕널의 헤드랩 부위(18)는 다음 지붕널의 노출 부위인 탭 부위(20)에 의해 덮여진다. 도시된 바와 같이, 각 지붕널 절반부의 탭 부위(20)는 지붕널의 길이 방향을 따라서 연속적인 다수의 홈 또는 유사한 결을 가지고 목재 널빤지 지붕널의 외관을 형성한다. 각각의 지붕널 절반부의 각 밑동(24)은 그 밑동에 대해 상이한 각도를 이루고 있는 다수의 경사면(26)을 갖고 있어, 보는 사람은 지붕널의 단순하고, 곧은 밑동과는 다른 점을 느끼게 된다. 이것으로 인해 지붕널의 미관은 상당히 개선된다. 밑동(24)의 대향 단부는 상단부(28)이다.

도 2 에 도시된 바와 같이, 좌반부와 우반부는 서로 연결되고, 일반적인 평면 또는 평탄한 형태의 단일 부분으로 일체적으로 형성되는 것이 바람직하다. 2 개의 지붕널 절반부(12 와 14)는 수지성 재료의 몰드 스트립(30) 또는 연결 웨브(web)에 의해 형성되거나 서로 결합된다. 몰드 스트립을 이용하여 지붕널을 형성하고, 운반하고, 그리고 단일체로 저장할 수 있으며, 그런 다음, 2 개의 지붕널 절반부 또는 부위로 나누거나 분리시킬 수 있다. 몰드 스트립은 손으로 지붕널을 좌반부 및 우반부로 나눌 수 있을 정도로 충분히 얇은 것이 바람직하다. 단면에 있어서, 몰드 스트립은 좌반부로부터 우반부까지 이르는 약 0.140 인치(3.6 ㎜)의 길이와, 또한 원할 때 용이하게 몰드 스트립을 파손할 수 있도록, 약 0.085 인치(2.2 ㎜)의 두께를 가지는 것이 바람직하다. 또한, 자국난 선(score line) 과 같은 것을 부가하여 파손을 용이하게 할 수도 있다. 2 개의 지붕널 절반부를 몰드 스트립에 의해 단일 지붕널로 형성함으로써, 형성 및 운반 과정을 보다 간편하고 효율적으로 만들며, 지붕 이는 사람이 몰드 스트립을 파손하여 지붕널을 2 개의 절반부로 분리시킨 후 이들을 서로 결합시켜 지붕의 용마루 라인에 사용하는 각진 지붕널을 형성할 수 있도록 한다.

좌반부(12)는 2 개의 측면 또는 길이 방향 에지 표면, 즉 좌측의 교접하는 에지 표면(34)과 외부 에지(36)를 가진다. 우반부(14)는 2 개의 측면 또는 길이 방향 에지 표면, 즉 우측의 교접하는 에지 표면(38)과 외부 에지(40)를 가진다. 도 4-7 에 도시된 바와 같이, 좌반부는 상면(16), 측면 또는 에지 표면(34 및 36), 상단부(28), 및 밑동(24)을 포함하며, 이들은 좌반부(12)의 밑면 에 있는 공동을 한정한다. 마찬가지로, 도 8-11 에 도시된 바와 같이, 우반부는 상면(16), 측면 또는 에지 표면(38 및 40), 상단부(28), 및 밑동(24)을 포함하며, 이들은 우반부(14)의 밑면에 있는 공동을 한정한다. 각 절반부의 측면, 상단부, 및 밑동은 측면의 하부 에지와 상단부 및 밑동이 모두 동일 평면상에 위치하는 정도까지 상면으로부터 하방으로 신장한다. 도 5 와 도 7 에 도시된 바와 같이, 좌반부와 우반부는, 밑동(24)에서는 두껍고 상단부(28)에서는 얇게되도록, 길이 방향으로 테어퍼진다.

도시된 바와 같이, 리브(44)가 좌반부와 우반부의 공동 내에 형성되어 지붕널을 튼튼하게 한다. 리브는 어떤 배치나 설계로 할 수도 있으며, 여기에 도시된 바와 같이, 편의상 지붕널 절반부의 에지에 일반적으로 평행하게 배치하였다. 리브의 기능중 하나는 지붕널의 원상태를 보존시키는 것으로서, 스테이플(staple)이나 못과 같은 고정 요소에 의해 지붕에 부착되는 경우에, 지붕널이 고정 요소로부터 분리되거나 찢기지 않도록 하는 것이다. 리브의 다른 기능은, 재료의 효율적인 이용성 면에서, 제품에 대한 충분한 굽힘 강도와 강성을 제공하는 것이다. 리브는 상면(16)과 일체적으로 형성되는 것이 바람직하다. 리브의 저부 에지가 도시된 바와 같이 동일 평면에 위치되는 정도까지 리브가 공동안으로 하방으로 신장되면 이때 리브는 지붕널의 상면을 지지할 수 있다. 이는, 지붕널의 성형 공정 이후의 냉각 과정 동안이나 또는 지붕널을 보관하는 동안에, 또는 지붕에 형성한 후와 같이 가열된 상태에 있는 경우에, 지붕널이 휘지 않도록 지지할 수 있다.

지붕널에는, 지붕널 절반부의 에지에 일반적으로 수직한 몇몇의 측면 리브(46)도 제공되는 것이 바람직하다. 이러한 리브(46)로 인해, 지붕널을 묶음으로 포장할 때, 인접한 지붕널과의 포개짐이 방지된다. 이러한 포개짐이란, 측면중의 일 측면이 묶음 속의 인접한 지붕널의 공동안으로 미끄러지게 되는 경우이다. 지붕널을 묶음으로 포장한 후의 이들의 포개짐은, 묶음을 보다 작게 만들어서 묶음을 느슨하게 하기 때문에, 바람직하지 않다.

지붕널을 지붕에 형성하는 바람직한 방법은, 형성된 못 구멍(48)을 통해서 못을 박는 것이다. 지붕널을 지붕에 부착하거나 고정하기 위해, 못질 스트립 (nailing strip)(도시 안됨)과 같은 다른 임의의 수단을 지붕널 절반부의 상면(16)에 제공하여, 지붕널에 사용될 고정 요소(예를 들면, 못이나 스테이플)의 최적의 위치를 지붕 이는 사람에게 표시할 수 있다. 이러한 못질 스트립은, 못질 목적을 위해 보다 튼튼한 구조를 만들기 위해, 지붕널 표면에 형성된 용마루(도시되지 않음)를 포함하는 것이 바람직하다.

도 12 와 도 13 에 도시된 바와 같이, 좌반부(12)와 우반부(14)는, 지붕의 용마루 라인에 형성될 수 있는 조절 가능한 각진 지붕널을 형성하기 위해서 서로 결합된다. "용마루 라인" 이라는 말은 지붕 용마루, 지붕 추녀마루, 지붕 피크(peak), 및 일 평면에 있는 지붕부가 다른 평면에 있는 지붕부를 교차하는 곳의 지붕 교차점이나 다른 유사한 이음매를 포함한다. 도 13 에 도시된 바와 같이, 지붕널은 지붕상의 지붕 덮개의 일부로 형성된다. 지붕은 들보(joist)나 서까래(도시 안됨)와 같은 적절한 지지 구조물과 지붕 데크(52)를 포함하며, 지붕 데크는 단속적으로 이격된 보드(도시 안됨) 또는 도시된 바와 같은 연속적인 보드로 이루어질 수 있다. 방수 지붕감 펠트(felt; 54)를 지붕 데크에 형성하는 것이 바람직하다. 먼저, 예를 들면 평면 널빤지의 지붕널(56)을 밑에서 위로 가로로 배치하게 되면, 미관상 만족스러운 외관이 제공된다. 본 발명의 각진 지붕널(10)을 용마루 라인(58)에 형성하여 용마루 라인의 각도(60)에 따라서 합치시키거나 조절한다. 제 1 의 지붕널(56)의 수직 방향 보다 더 비스듬한 형태로 각진 지붕널을 형성한다. 이전 지붕널의 헤드랩 부위 위에 각 지붕널(10)의 탭 부위가 위치하도록 형성한다.

도 12, 도 14, 및 도 15 에 도시된 바와 같이, 좌반부(12)의 교접하는 에지 표면(34)에는 오목 홈(62)이 있으며, 우반부(14)의 교접하는 에지 표면(38)에는 돌출부 또는 돌출립(64)이 있다. 돌출립은 홈에 끼워맞춤되거나 삽입되거나 포개져서 좌반부와 우반부를 힌지와 유사한 방식으로 결합시켜서 2 개의 절반부가 상대적으로 움직일 수 있도록 함으로써, 지붕의 용마루 라인의 각도(60)를 따라서 합치하도록 2 개의 절반부 사이에 형성된 각도(66)를 조절하거나 변화시킨다. 2 개의 지붕널 절반부는 0° 내지 180° 의 각도(66), 예를 들면 약 90°에 따라서 관절식 이동되는 것이 바람직하다. 바람직하게는, 좌반부에는 교접하는 에지 표면(38)의 돌출립과 겹쳐지는 오버래핑 플랜지(overlapping flange; 68)가 형성된다.

지붕널의 2 가지 이점은, 이들이 미관상 만족스러운 외관을 제공한다는 점과 방수 처리된 펠트(54)를 풍화작용의 영향, 특히 자외선 방사로부터 보호한다는 점이다. 교접하는 에지 표면(34 와 38)의 결합은, 지붕에 떨어지는 대부분의 물 또는 모든 물을 지붕널의 상면(16)에서 흘려 보낼 수 있도록 하는 방수 이음매를 만드는 수단을 이용하여 수행하는 것이 바람직하다.

도 16 에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 있어서, 교접하는 에지 표면(34 와 38)은 각각 한 쌍의 자국난 에지(70 과 72)가 될 수 있다. 자국난 에지는 지붕의 용마루 라인을 덮을 수 있는 각진 지붕널을 형성하기 위해 서로 결합된 상태로 도시되어 있다.

본 발명의 중요한 이점은 신장부가, 쉽게 파손되거나 원 위치에서 끊어져서 분리될 수 있는 단일체로서 효율적으로 형성될 수 있다는 것이다. 다른 중요한 이점은, 본 발명의 지붕널은, 형성 지점에서, 준 연동 방식이나 힌지 방식으로 신장부를 편리하게 결합시킬 수 있는 구조를 갖는다는 점이다. 또 다른 이점은 2 개의 신장부간의 각도는 적절한 방수 끼워맞춤을 위해 지붕 용마루 라인에 대해서 적절히 조절될 수도 있다는 것이다.

지붕널의 조성은 약 12 내지 약 35 중량 퍼센트 범위의 유기의 수지성 재료와 약 65 내지 약 88 중량 퍼센트 범위의 충전 재료를 포함하는 성분으로 이루어지는 것이 바람직하다. 유기의 수지성 재료는 약 15 내지 약 24 중량 퍼센트 범위의 함량이 존재하고, 충전 재료는 약 76 내지 약 85 중량 퍼센트 범위의 함량이 존재하는 것이 더 바람직하다. 특히 바람직한 실시예에서, 지붕널의 조성은 약 20 중량 퍼센트인 수지성 재료와 약 80 중량 퍼센트인 충전 재료를 포함한다.

여기에서 사용된 바와 같이, "수지" 및 "수지성 재료" 라는 말은 무기 충전 재료용 매트릭스(matrix)로 기능할 수 있는 임의의 유기 재료를 의미한다. 수지 또는 수지성 재료는 열가소성 재료나 열경화성 재료일 수 있지만, 열경화성 재료가 바람직하다. 본 발명에 이용하는데 적절한 수지성 재료의 예로는, 폴리에스테르, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리카보네이트, 및 폴리프로필렌 수지를 포함한다. 통상적으로, 바람직한 수지는 아스팔트를 함유하지 않거나, 예컨데 5 중량 퍼센트 미만인 소량의 아스팔트만을 함유하는 플라스틱 수지이다. 열경화성 폴리에스테르 수지가 특히 바람직하다. 바람직하게는, 수지 공정중에 주입 원료에 PET 를 약 40 중량 퍼센트까지 첨가할 수 있다. 이것은 지붕널에 많은 가요성을 제공한다. 본 발명에 이용하기에 적절한 수지의 예로는, "Alpha / Owens - Corning, L.L.C., Memphis, Tennessee" 로부터 입수할 수 있는 수지 E-606, E-650, E-120, 및 55M-70 를 포함한다. 수지성 재료는 몰드 이형제와 같은 다른 재료를 소량 포함할 수 있다.

다양한 충전 재료를 본 발명에 이용될 수 있다. 그 예로는 점토, 알루미늄 트리하이드레이트(aluminum trihydrate), 다양한 길이의 유리 섬유, 다른 섬유질의 보강제(유기나 무기), 및 미분된 슬레이트, 혈암, 석회암, 플라이 애쉬(fly ash), 저면 애쉬(bottom ash), 및 활석을 포함한다. 충전 재료는 미세하게 분쇄되거나 절단되는 것이 바람직하다. 용마루와 리브와 같이, 특히 좁은 부분으로 형성되는 경우에, 입자는 수지 매트릭스와 혼합될 수 있을 정도로 충분히 작아야 한다. 충전 재료 입자는 너무 작아서는 안되며, 그렇지 않은 경우에 표면적은 모든 수지를 과도하게 둘러쌀 정도로 커져서, 수지 함량의 증가를 요하게 되어, 충전 재료에 비해 훨씬 더 비싼 조성 성분이 된다.

충전 재료는 검은색의 슬래이트 분말, 녹색 혈암, 적색 점토, 및 백색 점토를 포함하는 것이 바람직하다. 이러한 충전 재료를 결합하여, 연한 갈색, 회색, 짙은 갈색과 같이 통상적으로 이용되는 목재 널빤지 지붕널의 색채를 제공할 수 있다. 충전 재료용으로 적절한 색을 선택함으로써, 형성된 지붕널의 소정의 색채를 색소의 사용 없이 만들 수 있다. 이것은 형성된 지붕널의 유익한 특성인데, 이는 색소를 사용하여 형성된 지붕 타일과 지붕널은, 지붕널이 지붕에서 풍화작용된 후에 표백되거나 닳아 없어지고 변색되는 것이 경험적으로 나타났기 때문이다. 존재하는 어떤 슬레이트도 실질적으로 모든 물질이 18 매쉬의 체(screen)를 통과할 수 있을 정도의 분말도를 가지며, 마찬가지로, 존재하는 어떤 혈암도 실질적으로 18 매쉬의 체를 통과할 수 있을 정도의 분말도를 갖는 것이 바람직하다.

조성은, "오하이오주, 토레도에 주제하는 오웬스 코닝" 으로부터 입수할 수 있는 1/4 인치 405 유리 섬유와 같은, 절단된 유리 섬유를 5 중량 퍼센트 포함하는 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 약 2 내지 3 중량 퍼센트 포함한다. 나일론 섬유와 같은 다른 보강 섬유의 적은 함량이 또한 사용될 수도 있다. 이것의 유익한면중의 하나는, 조성에 단지 적은 함량의 보강 섬유를 이용하여 제품에 필요한 충분한 수준의 굽힘 강도를 얻는다는 점이다. 굴힘 강도에 대한 검사는 재료의 하중 운반 용량(load carring capacity)을 측정하고 이격된 지붕널 위에 설치된 지붕감 재료의 하중을 시뮬레이션하는 ICBO(International Congress of Building Officials) 검사이다.

성형 공정은, 벌크 성형 혼합물(BMC; Bulk Molding Compound) 믹서와 같은 임의의 적절한 수단을 이용하여 수지와 충전 재료를 혼합하는 단계를 포함한다. 조성물은 약 250。F(121℃) 내지 약 350。F(177℃)의 온도와 약 400 psi(2,760 kPa) 내지 약 800 psi(5,520 kPa)의 압력에서 작용하는 몰드에 충전된다. 유리 섬유를 사용하는 경우에는, 모든 혼합물이 거의 혼합된 후에 이들을 첨가하는 것이 바람직하다. 사출 성형, 트랜스퍼(transfer) 성형, 또는 사출/압축 성형과 같은 다른 성형 공정을 본 발명에 이용할 수 있다.

본 발명의 지붕널의 매우 유익한 특성은, 지붕에 형성되는 경우에, 이들은 A 급의 화재 장벽을 형성한다는 점이다. A 급 화재 장벽은 화염 퍼짐, 연소 소인(burning brand), 및 간헐적인 화염 등에 대한 ASTM 검사 E108-93 에 따른 지붕 검사에 의해 결정된다. 본 발명의 지붕널은, 광물 표면 캡 시이트(mineral surface cap sheet) 또는 타입(Type) 30 지붕감 펠트의 밑깔개를 부가적인 층으로 형성하는 것과 같은 추가의 내화 조치가 없이도 화재 검사를 성공적으로 통과할 수 있다. 통상적인 목재 널빤지 지붕널의 배치와 같이, 10 인치 센터 이하에 배치되는 18-인치 타입 30 과 같은 중간층을 사이에 두고 본 발명의 지붕널을 고형 목재 데크 또는 이격된 덮개 위에 배치시킴으로써, A 급 화재 등급을 얻을 수 있다.

전술한 설명은 본 발명의 바람직한 실시예와 양상을 설명하기 위하여 제시된 것이다. 본 발명의 전술한 설명과 반복되는 실시로부터, 변형예가 본 발명의 범위내에서 만들어질 수 있다는 점은 자명하다. 따라서, 본 발명은 전술한 설명에 의해 한정되는 것으로 파악되어서는 안되며, 첨부된 청구범위와 그 상당 어구에 의해 한정되는 것으로서 파악되어야 한다.

Claims (20)

1. 유기의 수지성 재료와 충전 재료를 포함하는 성분으로 이루어진 조성을 가지며, 지붕의 용마루 라인을 덮기 위한 각진 지붕감 지붕널로서,

   교접하는 에지 표면을 갖는 길이 방향 에지를 포함하는 제 1 신장부와,

   교접하는 에지 표면을 갖는 길이 방향 에지를 포함하는 제 2 신장부를 포함하며,

   상기 제 1 및 제 2 신장부의 교접하는 에지 표면은 180°미만의 각도에서 서로 결합되어 지붕의 용마루 라인을 덮기 위한 각진 지붕널을 형성하며, 상기 제 1 및 제 2 신장부는 상기 용마루 라인의 각도에 따라 합치하도록 상기 지붕널의 각도를 변경하기 위해 서로간에 상대적으로 상기 신장부들을 이동시키는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 지붕널.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 지붕널은 방수 이음매를 형성하기 위해 상기 제 1 및 제 2 신장부를 서로 겹쳐서 결합시키는 수단을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 지붕널.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 이동 수단은, 상기 제 1 및 제 2 신장부를 서로 힌지 관계로 결합시키기 위해, 상기 제 1 신장부의 교접하는 에지 표면상의 오목 홈과, 상기 제 2 신장부의 교접하는 에지 표면상에 형성되어 상기 오목 홈과 끼워맞춤되는 돌출립을 포함하는 것을 특징으로 하는 지붕널.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 이동 수단은, 상기 제 1 및 제 2 신장부를 서로 힌지식으로 결합시키기 위해, 상기 제 1 신장부의 교접하는 에지 표면상의 오목 홈과, 상기 제 2 신장부의 교접하는 에지 표면상에 형성되어 상기 오목 홈과 끼워맞춤되는 돌출립을 포함하는 것을 특징으로 하는 지붕널.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 신장부의 상기 교접하는 에지 표면은 상기 제 2 신장부의 상기 교접하는 에지 표면과 겹쳐지는 것을 특징으로 하는 지붕널.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 교접하는 에지 표면은 반턱 쪽매 이음되는 것을 특징으로 하는 지붕널.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 신장부 각각은 배치된 후에 상기 지붕에서 노출되는 탭 부위와, 배치된 후에 상기 지붕에서 덮여지는 헤드랩 부위를 포함하는 것을 특징으로 하는 지붕널.
8. 제 7 항에 있어서, 각각의 상기 헤드랩 부위는 고정 요소를 수용하기 위해 미리 형성된 개구부를 포함하는 것을 특징으로 하는 지붕널.
9. 제 1 항에 있어서, 각각의 제 1 및 제 2 신장부는 성형되고 유기의 수지성 재료는 함량이 약 12 내지 약 35 중량 퍼센트 존재하고, 충전 재료는 함량이 약 65 내지 약 88 중량 퍼센트 존재하는 것을 특징으로 하는 지붕널.
10. 제 1 항에 있어서, 상기 지붕널은 압축 성형되고, 상기 수지성 재료는 폴리에틸렌 테레프탈레이트에서 얻어진 폴리에스테르 수지이며, 상기 지붕널은 필수적으로 상기 충전 재료에 의해서 부여된 색채를 갖는 것을 특징으로 하는 지붕널.
11. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 신장부의 각각은 상기 신장부의 밑면에 있는 공동을 한정하는 상면, 교접하는 에지 표면 및 다른 에지 표면, 상단부, 및 밑동을 포함하며, 다수의 리브가 상기 공동내에 위치하는 것을 특징으로 하는 지붕널.
12. 유기의 수지성 재료와 충전 재료를 포함하는 성분으로 이루어진 압축 성형된 각진 지붕감 지붕널로서,

    교접하는 에지 표면이 있는 길이 방향 에지를 포함하는 제 1 신장부;

    교접하는 에지 표면이 있는 길이 방향 에지를 포함하는 제 2 신장부; 및

    180°미만의 각도에서 방수성의 관절식 이음매를 형성하기 위해 상기 제 1 및 제 2 신장부의 상기 교접하는 에지 표면을 이동식으로 결합시키기 위한 수단을 포함하며,

    상기 이동식으로 결합시키기 위한 수단은 상기 제 1 및 제 2 신장부를 서로 힌지 관계로 결합시키기 위해, 상기 제 1 신장부의 교접하는 에지 표면상의 오목 홈과, 상기 제 2 신장부의 교접하는 에지 표면상에 형성되어 상기 홈과 끼워맞춤되는 돌출립을 포함함으로써, 상기 제 1 및 제 2 신장부는 상기 용마루 라인의 각도에 따라 합치하도록 상기 지붕널의 각도를 조절하기 위해 서로간에 상대적으로 이동할 수 있는 것을 특징으로 하는 지붕널.
13. 제 12 항에 있어서, 상기 수지성 재료는 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 함유하는 주입원료에서 얻어진 폴리에스테르 수지로서 약 12 내지 약 35 중량 퍼센트 존재하고, 상기 충전 재료는 약 65 내지 약 88 중량 퍼센트 존재하는 것을 특징으로 하는 지붕널.
14. 유기의 수지성 재료와 충전 재료를 포함하는 성분으로 이루어진 재료로 제조된 지붕 용마루 라인을 덮기 위한 지붕감 지붕널로서,

    교접하는 에지 표면이 있는 길이 방향 에지를 포함하는 제 1 신장부, 및

    교접하는 에지 표면이 있는 길이 방향 에지를 포함하는 제 2 신장부를 포함하며,

    상기 제 1 및 제 2 신장부는 손에 의해 각각 서로 분리될 수도 있도록 제 1 신장부를 제 2 신장부에 분리 가능하게 연결하는 수단과 또한 각진 지붕널을 지붕 용마루 라인에 따라 합치시킬 수 있도록 분리된 제 1, 2 신장부들을 180° 미만의 조절 가능한 각도로 힌지식으로 서로 결합시키는 수단을 가지며 일반적으로 평평한 모양의 단일체를 처음에 형성하기 위해 상기 제 1, 2 신장부가 서로 일체로 성형되는 것을 특징으로 하는 지붕널.
15. 제 14 항에 있어서, 상기 이동식으로 결합시키기 위한 수단은 파손 가능한 몰드 스트립을 포함하고, 상기 힌지식으로 결합시키기 위한 수단은 방수 이음매를 형성하기 위한 포갬 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 지붕널.
16. 제 15 항에 있어서, 상기 포갬 수단은 상기 제 1 신장부의 교접하는 에지 표면상의 오목 홈과, 상기 제 2 신장부의 교접하는 에지 표면 상에 형성되어 상기 오목 홈에 끼워맞춤되는 돌출립을 포함하는 것을 특징으로 하는 지붕널.
17. 제 16 항에 있어서, 상기 수지성 재료는 함량이 약 12 내지 약 35 중량 퍼센트 존재하는 폴리에스테르 수지이고, 상기 충전 재료는 함량이 약 65 내지 약 88 중량 퍼센트 존재하는 것을 특징으로 하는 지붕널.
18. 제 14 항에 있어서, 상기 신장부의 각각은, 분리된 경우에 공동을 한정하는 수단과 상기 공동 내에 위치하는 다수의 가로 및 세로 리브를 포함하는 것을 특징으로 하는 지붕널.
19. 제 14 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 신장부의 각각은 배치 후에 상기 지붕상에서 노출되는 탭 부위와, 배치 후에 상기 지붕상에서 다른 지붕널에 의해서 덮여지는 헤드랩 부위 및, 이 헤드렙 부위를 지붕에 고정하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 지붕널.
20. 제 14 항에 있어서, 상기 수지성 재료는, 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 함유하는 주입 원료에서 얻어진 폴리에스테르로서 함량이 약 12 내지 약 35 중량 퍼센트 존재하고, 상기 충전 재료는 함량이 약 65 내지 약 88 중량 퍼센트 존재하며, 상기 신장부의 각각은, 분리되었을 때, 상면, 교접하는 에지 표면 및 다른 에지 표면, 상단부, 및 밑동을 포함하여, 이들이 상기 신장부의 밑면에 있는 공동을 한정하고, 리브가 상기 공동내에 위치하는 것을 특징으로 하는 지붕널.