Подкровельное покрытие - RU2469862C2

Чертежи

Описание

Изобретение относится к подкровельному покрытию согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения.

Подкровельное покрытие является плоским конструктивным элементом, который, в частности, в случае крыш с крутыми скатами, находится под водоотводящим кровельным покрытием. Оно служит в первую очередь для того, чтобы отводить вниз падающий снег или дождь, который от ветра задувается под крышу. Как правило, над подкровельным покрытием предусмотрена обрешетка по контуру или другая проставка.

Помимо механического отражения снега и дождя подкровельное покрытие несет также дополнительные функции. Подкровельное покрытие может быть выполнено обеспечивающим свободную диффузию водяного пара и может через значение своего параметра Sd регулировать перенос водяного пара между внутренним пространством крыши и окружающей средой. Следующая дополнительная функция состоит в отражении тепловых или инфракрасных лучей. Этим можно достичь того, что чердачное помещение не будет очень сильно нагреваться летом, и снижаются потери тепла зимой.

Уже известна также защитная теплоотражающая пленка для строительной сферы, в частности, как подкровельное покрытие (EP 1311387 B1). Эта теплоотражающая пленка имеет несущую пленку из полиэтилена с напыленным с двух сторон слоем металлизации. Поверх этих слоев металлизации наносится защитный лак. Благодаря защитному лаку слой металлизации защищен от коррозии. В качестве защитного лака применяется двухкомпонентный лак на основе полиуретана, который был отвержден изоцианатом.

Кроме того, известен способ получения паропроницаемого, водонепроницаемого и теплоотражающего плоскостного композиционного материала (EP 1184482B1). Этот композиционный материал содержит сплошной металлический слой и непористую, паропроницаемую и водонепроницаемую гидрофильную синтетическую пленку. При этом пленку сначала грубо очищают плазменной обработкой в кислороде или кислородсодержащем газе. Затем наносят металлический слой толщиной от 10 до 200 нм, на который наносят защитный слой на основе сшитого полиуретана.

Далее, известен матирующий агент и/или пасты, включающие структурирующие добавки, содержащие от 5 до 30 вес.% одного или нескольких (мет)акриловых сополимеров и/или одного или нескольких сложных полиэфиров, от 15 до 45 вес.% одного или нескольких матирующих и/или структурирующих агентов, а также от 30 до 65 вес.% одного или нескольких органических растворителей (DE 19917228 B4). Могут добавляться сшивающие агенты и диспергаторы, регуляторы реологических свойств, катализаторы и при необходимости другие добавки и вспомогательные вещества. (Мет)акриловые смолы и полиэфирные смолы могут быть сделаны тиксотропными путем добавления тиксотропных агентов.

Далее, известна отверждаемая видимым светом композиция, включающая от 2 до 99 вес.% соединения, которое содержит акрилатные и/или метакрилатные группы, и/или винильные и/или эпоксидные группы, и/или оксетановые группы, и/или группы акрил-эпоксидного олигомера, и/или смолу на основе полимеризуемых полисилоксанов (DE 19950284 A1). Кроме того, композиция содержит по меньшей мере один инициатор, по меньшей мере один со-инициатор, а также один или несколько модификаторов, таких как наполнители, красители, пигменты, улучшители текучести, тиксотропные агенты, полимерные загустители, окислительные добавки, стабилизаторы и ингибиторы.

Кроме того, известна составная металлизированная пленка, которая содержит паропроницаемый слой с первой и второй поверхностью, причем этот слой содержит по меньшей мере одну тканую или нетканую структуру (US 2006/0040091 A1). На первую поверхность наносят металлический слой толщиной примерно 15-200 нанометров, причем на этот металлический слой в свою очередь нанесено органическое покрытие, которое относится к группе органических полимеров, органических олигомеров или комбинации обоих. Это органическое покрытие, имеющее функцию защитного лакового слоя, имеет толщину от 0,2 мкм до 2,5 мкм. Однако оказалось, что слой защитного лака такой толщины у отражательных слоев с тканой структурой не гарантирует длительной защиты от коррозии.

Поэтому в основе изобретения стоит задача разработать теплоотражающее, обеспечивающее свободную диффузию водяного пара, подкровельное покрытие, с которым гарантируется длительная защита отражающего слоя и который тем не менее имеет хорошую паропроницаемость.

Эта задача решена отличительными признаками пункта 1 формулы изобретения.

Таким образом, изобретение относится к подкровельному покрытию, содержащему слой, отражающий ИК-излучение. Этот отражающий слой, являющийся металлическим слоем, покрывают для предотвращения коррозии защитным слоем, который содержит синтетический материал с добавкой аморфного SiO₂.

В простейшем случае подкровельное покрытие образовано из трех слоев, а именно из по меньшей мере одного слоя, обеспечивающего свободную диффузию водяного пара, теплоотражающего металлического слоя и нанесенного на металлический слой защитного слоя. При этом слой, обеспечивающий свободную диффузию водяного пара, может быть фильерным нетканым материалом, тканью или пленкой из органического полимерного материала. Фильерный нетканый материал и ткань благодаря их структуре позволяют свободную диффузию водяного пара, тогда как пленки, чтобы обеспечивать свободную диффузию водяного пара, должны быть выполнены микроперфорированными или микропористыми. Теплоотражающий металлический слой предпочтительно напыляют в вакууме на слой, обеспечивающий свободную диффузию водяного пара. Однако при этом на обеспечивающем свободную диффузию пара слое не образуется непрерывного металлического слоя, так как он прерывается, в случае фильерного нетканого материала - из-за относительно больших пор, а в случае пленки - в области микропор или микроотверстий. В качестве металла предпочтительно применяется чистый алюминий или алюминиевый сплав. Для предотвращения коррозии металлический слой покрывают защитным слоем, который содержит синтетический материал с добавкой аморфного SiO₂.

Обычный защитный лак, который наносят на слой, обеспечивающий свободную диффузию водяного пара, существенно снижает его паропроницаемость. Этот эффект изобретением значительно снижается тем, что добавляется защитный слой аморфного SiO₂. Модифицированный таким способом защитный слой длительное время защищает металлический слой от коррозии и механического истирания и, тем не менее, способствует сохранению высокой паропроницаемости слоя, обеспечивающего свободную диффузию пара. Эти эффекты, возможно, основаны на том, что, например, акрилатная дисперсия, модифицированная аморфным SiO₂, имеет более высокую текучесть по сравнению с чисто акрилатной дисперсией. Если, например, металлический слой нанести на обеспечивающий свободную диффузию пара слой с нетканой структурой и затем покрыть модифицированной акрилатной дисперсией, то она потечет в поры металлизированного нетканого материала и будет смачивать филаменты, т.е. непрерывные химические волокна. Чисто акрилатная дисперсия из-за ее более низкой текучести менее хорошо проникает в поры, и она также не так хорошо окружает филаменты. Более того, чисто акрилатная дисперсия скорее склонна к тому, чтобы склеить поры, что затрудняет диффузию водяного пара.

На единственной фигуре показан один пример осуществления, который далее описывается более подробно.

Фигура показывает подкровельное покрытие 10 согласно изобретению с многослойной структурой. При этом подкровельное покрытие 10 имеет первый слой 12 из фильерного нетканого материала, который имеет плотность, например, 120 г/м² и сделан из полипропилена. На первом слое 12 фильерного нетканого материала находится пленка 14 из полипропилена, которая может быть выполнена микропористой или микроперфорированной. Эта пленка 14 благодаря микроперфорации или микропорам обеспечивает свободную диффузию водяного пара, но является непроницаемой для ветра. На пленку 14, которая состоит, например, из полипропилена с плотностью 30 г/м², нанесен второй слой 16 фильерного нетканого материала, который выполнен, например, из полипропилена и имеет плотность 20 г/м². Оба слоя фильерного нетканого материала 12, 16 благодаря их структуре выполнены обеспечивающими диффузию водяного пара. Из первого слоя 12 фильерного нетканого материала, пленки 14 и второго слоя 16 фильерного нетканого материала способом термоскрепления получают комбинированный материал 18. На второй слой 16 фильерного нетканого комбинированного материала 18 в высоком вакууме наносят металлический слой 20, предпочтительно из алюминия, что можно осуществить газообразным напылением или ионным напылением. На металлический слой 20 в качестве противокоррозионного слоя наносят защитный слой 22, который содержит аморфный SiO₂. Аморфный SiO₂ представляет собой, например, кварцевое стекло. В описанном на фигуре примере осуществления обеспечивающий свободную диффузию водяного пара слой, снабженный металлическим слоем 20, образован из второго слоя 16 фильерного нетканого материала. Альтернативно, слой, обеспечивающий свободную диффузию пара, может быть образован пленкой 14. В этом случае защитный слой 22 наносится на пленку 14.

Описанный выше комбинированный материал представляет собой лишь одну форму осуществления из многих мыслимых форм. Допустимы также более простые структуры, у которых отдельные слои соединяются не термоскреплением, но склеиваются друг с другом. Однослойные нетканые материалы обеспечивают диффузию, но проницаемы для ветра. Напротив, двухслойный комбинированный материал из микропористой пленки и нетканого материала ветронепроницаем и позволяет свободную диффузию. Правда, микропористый слой, как правило, не защищает от УФ-излучения и механических нагрузок. Зато трехслойная структура имеет хорошие характеристики стойкости к УФ, является механически прочной и притом ветронепроницаема. Каждый из слоев может иметь разные веса.

Для подтверждения описанных эффектов были проведены сравнительные опыты, результаты которых приводятся в следующей таблице (ПП = полипропилен).

В сравнительных опытах проверялась коррозионная стойкость и определялось описывающее паропроницаемость значение Sd. Чтобы вызвать коррозию, образцы 15 минут держали в кипящей воде. Этим достигаются результаты по коррозии, какие получаются обычно в течение трех месяцев при относительной влажности воздуха 100% и температуре 60°C. Степень коррозии затем исследовали оптически и оценивали. Измерение значения Sd проводили согласно EN-DIN 12572.

Как следует из приведенной выше таблицы, опыт I показывает паропроницаемость комбинированного материала 18, который состоит из первого слоя 12 фильерного нетканого материала (полипропилен 120 г/м²), пленки 14 (микропористая пленка из полипропилена, 28 г/м²) и второго слоя 16 фильерного нетканого материала (полипропилен, 20 г/м²). Так как паропроницаемость подкровельного покрытия 10 определяется этим комбинированным материалом 18, в опыте I проводилось контрольное измерение величины Sd без нанесения металлического слоя 20 и защитного слоя 22. Величина Sd для этих трех слоев 12, 14, 16 составила 4 см.

В опытах II-VII подкровельное покрытие 10 из опыта I дополнительно было снабжено металлическим слоем 20, который состоял из алюминиевого слоя толщиной 35 нм и покрывался соответственно разными защитными слоями 22. В опытах II-IV на подкровельное покрытие 10 в качестве защитного слоя 22 наносилась чистая акрилатная дисперсия. Напротив, в опытах V-VII защитный слой 22 состоял из акрилатной дисперсии, которая в опытах V и VI была смешана с 45%, а в опыте VII с 60% SiO₂. При этом указания на процентное содержание добавки аморфного SiO₂ рассчитаны на вес сухого защитного слоя 22. В опытах было показано, что подкровельные покрытия 10 с защитным лаком 22, модифицированным аморфным SiO₂, имеют лучшие свойства в том, что касается защиты от коррозии и значений Sd.

Что касается пределов добавки аморфного SiO₂, нужно соблюдать следующее. При малом добавлении аморфного SiO₂ свойства защитного слоя 22 близки к свойствам чисто акрилатной дисперсии. Чтобы достичь заметного эффекта, необходима добавка SiO₂ по меньшей мере 10%. При добавке выше 60% становится все труднее получить прозрачный защитный слой 22 пленочного типа на металлическом слое 20, что ведет к быстрому снижению отражательной способности подкровельного покрытия 10. На практике верхняя граница добавки аморфного SiO₂ устанавливается там, где отражательная способность не доходит до минимального значения, требуемого для теплоотражающего подкровельного покрытия. Это минимальное значение отражательной способности подкровельного покрытия 10 составляет обычно 50%.

Пример 1

Сначала путем термоскрепления получали трехслойный комбинированный материал 18 из первого слоя 12 фильерного нетканого материала из полипропилена весом 120 г/м², микропористой полипропиленовой пленки 14 весом 30 г/м², второго слоя 16 полипропиленового фильерного нетканого материала с плотностью 20 г/м². На обеспечивающий диффузию второй слой 16 полипропиленового фильерного нетканого материала комбинированного материала 18 в высоком вакууме напыляли металлический слой 20 из алюминия, который имеет толщину от 35 до 50 нм.

Затем снабженную металлическим слоем 20 верхнюю сторону второго слоя 16 фильерного нетканого материала из полипропилена покрывали 12 г лака, образующего защитный слой 22 (5 г сухих веществ), который состоит из 70 весовых частей водной чисто акрилатной дисперсии (содержание сухих веществ 48%, Tg=15°C) и 30 весовых частей водного кремниевого золя (30% сухих веществ, поверхность 300 м²/г). Покрытие наносили безвоздушным распылением и сушили в сушилке непрерывного действия. Высохший лак защитного слоя 22 имел содержание аморфного SiO₂ 21%.

Пример 2

Сначала путем термоскрепления получали трехслойный комбинированный материал 18 из первого слоя 12 пропиленового фильерного нетканого материала весом 120 г/м², микроперфорированной полипропиленовой пленки 14 весом 30 г/м² и второго слоя 16 полипропиленового фильерного нетканого материала с плотностью 20 г/м². На обеспечивающий свободную диффузию второй слой 16 полипропиленового фильерного нетканого материала комбинированного материала 18 в высоком вакууме напыляли металлический слой 20 из алюминия, имеющий толщину 60 нм.

Затем снабженную металлическим слоем 20 верхнюю сторону второго слоя 16 фильерного нетканого материала из полипропилена покрывали 27 г лака, образующего защитный слой 22 (10 г сухих веществ), который состоит из 40 весовых частей водной чисто акрилатной дисперсии (содержание сухих веществ 48%, Tg=15°C) и 60 весовых частей водного кремниевого золя (30% сухих веществ, поверхность 300 м²/г). Защитный слой 22 наносили с помощью каландра, то есть вальцовочного устройства с расположенными друг над другом вращающимися в противоположном направлении валками и сушили в сушилке непрерывного действия. Высохший лак защитного слоя 22 имел содержание аморфного SiO₂ 48%. При этом размеры частиц аморфного SiO₂ могли составлять 1000 нм.

Вышеупомянутые материалы являются лишь примерами. Слои 12, 14, 16 состоят исключительно из полипропилена, так как благодаря этому термоскрепление проводится просто. Описанный процесс, в котором заранее подготовленный комбинированный материал металлизируют и покрывают, также является лишь примером. Можно было бы также сначала металлизировать наружный слой комбинированного материала, затем соединить его с другими слоями и в конце наносить покрытие. Было бы также возможным сначала металлизировать и внешний слой и нанести на него лак и только затем соединять его с другими слоями.

Металлические слои, как правило, не позволяют свободную диффузию. Однако согласно изобретению напыление проводится на ткань, не являющуюся сплошной, которая не имеет закрытых поверхностей. Хотя лежащая под тканью пленка не является напыленной, в металлической пленке остаются маленькие отверстия. Можно также снабдить пленку отверстиями после напыления металла. Вместо упомянутой акриловой смолы в качестве связующего можно также применять полимеры из полиуретана.

Упомянутые значения Sd приводятся для материалов с Sd>0,2 м в европейском стандарте ISO 1931, а для материалов с Sd<0,2 м - в европейском стандарте ISO 12572. Указания на значения Sd имеются также в DIN 4802-3.

Эти величины были установлены вследствие того эффекта, что при переходе от, как правило, более высокой комнатной температуры к более низкой наружной температуре возникает перепад давления, который стремится выровняться диффузией. Эта естественная диффузия замедляется покрытиями или барьерными пленками. Сопротивление этому выравниванию описывается плотностью диффузионного потока водяного пара или значением Sd. Величина Sd, или эквивалентная сопротивлению диффузии толщина воздушной прослойки, указывает, сколько времени требуется водяному пару для его прохождения через воздухонепроницаемый элемент конструкции. Если это значение составляет, например, 3 м, это говорит о том, что водяному пару при конвекции через воздухонепроницаемую поверхность требуется ровно столько времени, сколько потребовалось бы для прохождения через воздушный слой толщиной 3 м. Таким образом, сопротивление элемента конструкции водяному пару ровно такое же, как у воздушной прослойки толщиной 3 м.

Реферат

Изобретение относится к производству подкровельных покрытий в виде плоских конструктивных элементов, располагающихся под водоотводящим кровельным покрытием. Покрытие состоит из слоя, обеспечивающего свободную диффузию водяного пара, находящегося на нем металлического слоя. Металлический слой для предотвращения коррозии покрыт защитным слоем, который содержит синтетический материал с добавкой аморфного SiO. Слой, обеспечивающий свободную диффузию водяного пара, выполнен из фильерного нетканого материала и/или пленки. Изобретение обеспечивает, кроме механического отражения дождя и снега, возможность регулирования переноса водяного пара между внутренним пространством крыши и окружающей средой, а также возможность отражения тепловых или инфракрасных лучей. 13 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл., 2 пр.

Формула