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DE69212744T2 - Nahtlosen Schlauser zur Herstellung von Dachlatten - Google Patents

Nahtlosen Schlauser zur Herstellung von Dachlatten

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DE69212744T2
DE69212744T2 DE69212744T DE69212744T DE69212744T2 DE 69212744 T2 DE69212744 T2 DE 69212744T2 DE 69212744 T DE69212744 T DE 69212744T DE 69212744 T DE69212744 T DE 69212744T DE 69212744 T2 DE69212744 T2 DE 69212744T2
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DE
Germany
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tube
seamless
layers
polymeric material
oriented
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DE69212744T
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Juergen O Rathgeber
Parimal M Vadhar
Erden Donald L Van
John P Wojcik
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Illinois Tool Works Inc
Original Assignee
Illinois Tool Works Inc
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Publication date
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Publication of DE69212744T2 publication Critical patent/DE69212744T2/de
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Description

  • Dachlatten sind zur Befestigung flexibler Membranen an darunterliegenden Materialien weit verbreitet. Mechanische Befestiger, wie zum Beispiel Dachlatten- Schrauben, werden durch die Dachlatten geführt, die zur Anpassung an diese Befestiger mit Löchern vorgestanzt sein können. Dachlatten enthalten im allgemeinen Metall-, Holz- oder polymere Streifen.
  • Ein polymeres Material, welches besonders nützlich bei der Herstellung von Dachlatten ist, ist in der US-PS 4.963.430 von Kish et al offenbart. Wie dort beschrieben wird, enthält das polymere Material einen größeren Anteil eines Polyethylen- Terephthalats und einen kleineren Anteil mindestens eines Polyolefins, wie zum Beispiel ein Polypropylen. Ferner wird dort beschrieben, daß ein solches Material im wesentliche mono-axial ausgerichtet sein kann, so daß es eine Zugfestigkeit von mindestens etwa 25.000 psi (172 MPa) in Richtung der Ausrichtung aufweist.
  • Andere, aus polymeren Materialien hergestellte Dachlatten sind in der US-PS 4.718.211 von Russel et al und der US-PS 4.445.306 von Schauffele beschrieben. Eine mögliche Anordnung von Dachlatten auf einem Dach wird in der US-PS 4.736.562 von Kelly beschrieben.
  • In der EP-A-0.377.514 des gleichen Anmelders wird beschrieben, daß im Vergleich zu einer Dachlatte mit einer einzigen Schicht, eine Dachlatte mit zwei Schichten, deren zusammengesetzte Dicke gleich der Dicke der einzelnen Schicht ist, bei der Verwendung von mechanischen Befestigern einen erhöhten Durchzugswiederstand bietet.
  • Bisher wurden bevorzugt Dachlatten mit zwei Schichten in einem Stück aus einem breiten Streifen hergestellt, indem dieser Streifen in Längsrichtung gefaltet und die halben Abschnitte eines solchen Streifens unter Verwendung von Klebstoff aneinander befestigt wurden. Es ist jedoch in hohem Maße wünschenswert, eine solche Faltung eines Streifens sowie deren Verklebung zu vermeiden.
  • Somit entstand ein Bedarf nach einem verbesserten Verfahren zur Herstellung von Dachlatten mit zwei Schichten, auf das diese Erfindung gerichtet ist.
  • In der FR-A-2.025.179 wird ein Verfahren zur Herstellung eines nahtlosen polymeren Schlauches beschrieben, welches die Schritte des Extrudierens eines nahtlosen Schlauches in der Weise, daß die zwei Schichten und ein im wesentlichen zusammengefallener Hohlraum abgegrenzt werden, sowie den Schritt der Ausrichtung des polymeren Materials zur longitudinalen Ausformung des Schlauches aufweist.
  • Unter einem ersten Gesichtspunkt der Erfindung ist ein zur Herstellung einer Dachlatte nützlicher nahtloser, polymerer Schlauch dadurch gekennzeichnet, daß die Schichten mit durch diese hindurchgehenden und mit beabstandeten Intervallen entlang des Schlauches angeordneten Querlöchern versehen sind.
  • Unter einem zweiten Gesichtspunkt der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines nahtlosen polymeren Schlauches dadurch gekennzeichnet, daß es einen weiteren Schritt aufweist, durch den die Schichten mit querverlaufenden Durchgangslöchern mit beabstandeten Intervallen entlang des Schlauches versehen werden, nachdem der Schlauch ausgerichtet worden ist.
  • Unter einem dritten Gesichtspunkt der Erfindung umfaßt ein Verfahren zur Herstellung von Dachlatten die Schritte des Extrudierens eines nahtlosen Schlauches, des Abflachens des Schlauches, so daß zwei Schichten und ein im wesentlichen zusammengefallener Hohlraum abgegrenzt werden, des Walzens und Streckens des Schlauches in der Weise, daß das polymere Material des Schlauches in Längsrichtung orientiert wird, sowie des Stanzens der Querlöcher durch die Schichten mit beabstandeten Intervallen entlang des Schlauches.
  • Das polymere Material ist vorzugsweise ähnlich dem in der US-PS 4.963.430 von Kish et al beschriebenen Material und enthält einen größeren Anteil eines Polyethylen-Terephthalats und einen kleineren Anteil mindestens eines Polyolefins. Der Schlauch ist darüberhinaus vorzugsweise so ausgerichtet, daß er eine Zugfestigkeit von mindestens etwa 25.000 psi (172 MPa) in einer Längsrichtung aufweist.
  • Andere polymere Materialien, die alternativ dazu verwendet werden können, umfassen Polyethylen-Terephthalate und Polyolefine, wie zum Beispiel Polypropylene. Polyamide (Nylon) können alternativ dazu ebenfalls verwendet werden. Zur Herstellung von Dachlatten wird vorzugsweise das in dem oben genannten Patent von Kish et al beschriebene polymere Material verwendet, da seine Eigenschaften im Hinblick auf die Wiederstandsfahigkeit gegen ein Zersplittern (Aufspalten) und ein Durchziehen bei Verwendung mechanischer Befestiger, wie zum Beispiel Dachlatten-Schrauben besonders überlegen sind.
  • Bei einer bevorzugten Ausführung des Verfahrens wird der Schlauch mit einem im wesentlichen offenen Hohlraum extrudiert und anschließend mit einer Vakuum- Formungseinrichtung im wesentlichen abgeflacht, die so angeordnet ist, daß sie den Schlauch abflacht und diesem einen im wesentlichen verlängerten Hohlraum gibt. Im Anschluß daran wird der Schlauch durch Walzen und Strecken ausgerichtet.
  • Auch wenn ein unter dem ersten und zweiten Gesichtspunkt dieser Erfindung betrachteter nahtloser Schlauch bei der Herstellung von Dachlatten besonders nützlich ist, kann dieser auch auf ähnliche oder andere Weise verwendet werden.
  • Im folgenden soll nun eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben werden. Es zeigt;
  • Figur eine perspektivische, teilweise in Explosionsform dargestellte, vertikale Teil- Querschnittsansicht einer Dachkonstruktion mit einer Dachabdeckung, einer Schicht (Platte) aus faseriger Dachisolierung, zwei sich überlappenden Membranen und einer Mehrzahl von Dachlatten, die erfindungsgemäß aus einem nahtlosen Schlauch hergestellt wurden, zusammen mit Dachlatten-Schrauben, die mit den Dachlatten zusammenwirken;
  • Figur 2 eine perspektivische Teildarstellung eines Endabschnittes eines erfindungsgemäßen nahtlosen Schlauches;
  • Figur 3 einen Querschnitt des gleichen Schlauches in extrudiertem Zustand;
  • Figur 4 einen Querschnitt des gleichen Schlauches in abgeflachtem Zustand,
  • Figur 5 einen Querschnitt des gleichen Schlauches nach dem Walzen und Strecken; und
  • Figur 6 eine schematische Darstellung einer zur Herstellung eines erfindungegemäßen nahtlosen Schlauches vorgesehenen Fertigungsstraße.
  • Wie in Figur 1 zu erkennen ist, umfaßt eine Dachstruktur 10 gemäß dieser Erfindung ein Dachdeck 12 aus Wellblech, eine auf dem Deck 12 aufliegende Schicht 14 aus faserigem Dach-Isoliermaterial, eine oder möglicherweise zwei Dachmembranen aus flexiblem wasserdichten Material, insbesondere eine die Schicht 14 abdeckende untere Membran 16 sowie eine die untere Membran 16 abdeckende obere Membran 18, und eine Mehrzahl von Dachlatten 20, die mit beabstandeten Intervallen auf der oberen Membran 18 aufliegen. Dachlatten-Schrauben 22 mit Gewindeschäften 24 und vergrößerten Köpfen 26 wirken mit den Dachlatten 20 zusammen, um die Membranen 16, 18 sowie die Schicht 14 an dem Deck 12 zu sichern. Folglich stabilisieren die Dachlatten 20 die Membranen 16, 18 gegen ein übermäßiges Aufblasen bei starker Windeinwirkung. Erfindungsgemäß wird jede Dachlatte 20 aus einem nahtlosen Schlauch 30 hergestellt, der aus einem polymeren Material extrudiert wird. Der Schlauch 30 wird abgeflacht, so daß er einen im wesentlichen verlängerten Hohlraum 32 aufweist und zwei Schichten (Lagen) 34, 36 abgrenzt und in Längsrichtung ausgerichtet ist. Die Schichten 34, 36 werden gestanzt, so daß sie eine Reihe von Löchern 38 durch die Schichten 34, 36 mit beabstandeten Intervallen entlang des Schlauches 30 aufweisen. Die Löcher 38 sind so dimensioniert, daß die Schraubenschäfte 24, nicht jedoch die Schraubenköpfe 26 durch diese hindurchpassen. Die Schichten 34, 36 zeigen einen ausgeprägten Wiederstand gegen ein Hindurchziehen, wenn mechanische Befestiger, wie zum Beispiel die Schrauben 22 verwendet werden.
  • Der Schlauch 30 wird vorzugsweise aus polymerem Material extrudiert, das in der US-PS 4.963.430 von Kish et al beschrieben wird, wobei diese Offenbarung durch Bezugnahme zum Bestandteil dieser Beschreibung gemacht wird. Dieses Material zeigt nach Extrudierung und Ausrichtung überlegene Eigenschaften im Hinblick auf seine Widerstandsfähigkeit gegen ein Splittern (Abspalten) und ein Durchziehen, wenn mechanische Befestiger, wie zum Beispiel die Schrauben 22 verwendet werden. Wie dort beschrieben wird, enthält das polymere Material einen größeren Anteil (zum Beispiel zwischen etwa 80 und 97 Gewichts-%) an Polyethylen-Terephthalat und einen kleineren Anteil (zum Beispiel zwischen 3 und etwa 20 Gewichts-%) mindestens eines Polyolefins, vorzugsweise Polypropylen. Wie dort beschrieben wird, kann das Polyolefin eine Mischung aus Polypropylen, ein in Polyethylen eingebautes Malein-Anhydrid und Gummi sein. Eine bevorzugte Zusammensetzung für das polymere Material (Gewichtszusammensetzung) enthält näherungsweise 92 % Polyethylen-Terephthalat, 6 % Polypropylen, 0,8 % Malein-Anhydrid, verbunden mit Polypropylen und 1,2 % Ethylen-Propylen-Gummi.
  • Der Schlauch 30 ist verzugsweise longitudinal orientiert, so daß er in einer Längsrichtung eine Zugfestigkeit von mindestens etwa 25.000 psi (172 MPa) aufweist. In dem oben genannten Patent von Kish et al wird beschrieben, daß ein aus dem dort genannten polymeren Material extrudierter Streifen monoaxial orientiert sein kann, so daß er die oben genannte Zugfestigkeit aufweist. Der Schlauch 30 wird zu einer unbestimmten Länge extrudiert. Der Schlauch 30 hat nach der Abflachung und vor seiner Orientierung an den Schichten 34, 36 gemäß der Darstellung in Figur 4 vorzugsweise eine Breite von 1,7 Zoll (33 mm) und eine Gesamtdicke von etwa 150 bis 180 mils (3,8 bis 4,5 mm). Nach der Orientierung des Schlauches 30 hat dieser an den Schichten 34, 36 gemäß der Darstellung in Figur 5 vorzugsweise eine Breite von etwa 1 Zoll (25 mm) und eine Gesamtdicke von etwa 50 mils (1,25 mm).
  • Wie in Figur 6 gezeigt ist, kann die Dachlatte 10 in einfacher Weise auf einer Fertigungsstraße mit bekannten Vorrichtungen hergestellt werden. Die Fertigungsstraße soll im folgenden beschrieben werden.
  • Die entsprechenden Bestandteile einer geeigneten Zusammensetzung, wie zum Beispiel der oben genannten, bevorzugten Zusammensetzung, werden einem Extruder 100 zugeführt. In dem Extruder 100 wird die Zusammensetzung gemischt und auf eine geeignete Temperatur zum Beispiel im Bereich zwischen etwa 520ºF und etwa 550ºF (271ºC bis 288ºC) erhitzt, so daß die Zusammensetzung plastisch und durch eine geeignete Düse 110 mit einem Dorn (nicht gezeigt) extrudiert werden kann, um einen nahtlosen Schlauch 30 zu bilden. Der Schlauch 30 wird vorzugsweise so extrudiert, daß er einen im wesentlichen kreisförmigen Hohlraum 32 gemäß Figur 3 aufweist. Der Schlauch 30 kann jedoch auch alternativ so extrudiert werden, daß er einen anders geformten Hohlraum (nicht gezeigt), wie zum Beispiel einen im wesentlichen rechteckigen Hohlraum aufweist.
  • Während der Schlauch 30 noch plastisch ist, wird er durch eine Vakuum- Formungseinrichtung 120 geführt, in der der Schlauch 30 abgeflacht wird, so daß er zwei Schichten 34, 36 abgrenzt, wobei der Schlauch 30 so geformt wird, daß er einen im wesentlichen verlängerten Hohlraum 32 gemäß Figur 4 aufweist. Der Schlauch 30 verfestigt sich in der Vakuum-Formungseinrichtung 120, wobei gemäß obiger Beschreibung auch verhindert wird, daß sich die Schichten 34, 36 miteinander verschweißen, bevor sich der Schlauch 30 verfestigt hat. Darüberhinaus verschweißen sich die Schichten 34, 36 gemäß obiger Beschreibung auch nicht nach der Verfestigung des Schlauches 30. Der Schlauch 30 wird aus der Vakuum-Formungseinrichtung 120 mittels eines Paares von Förderbändern 130 herausgezogen.
  • Mit den Förderbändern 130 wird der Schlauch 30 über ein Druckrollenpaar (Walzen) 140 geführt, das den Schlauch 30 zusammendrückt und bewirkt, daß der Hohlraum 32 im wesentlichen zusammenfällt. Von den Druckrollen 140 wird der Schlauch über einen Satz erster Rollen 150 gezogen, die eine erste Überführung bilden. Die ersten Rollen 150 werden mit Oberflächengeschwindigkeiten relativ zu den Oberflächengeschwindigkeiten der Druckrollen 140 gedreht, so daß ein Zugverhältnis im Bereich zwischen etwa 1,0 und etwa 1,2 geschaffen wird. Aufgrund der elastischen Rückformung des die Druckrollen 140 verlassenden polymeren Materials entspricht ein Zugverhältnis von näherungsweise 1,0 einer Verlängerung um näherungsweise 25 %. Somit ist der Schlauch 30 nach Kompression (Walzung) durch die Druckrollen 140 und die Streckung durch die ersten Rollen 150 longitudinal ausgerichtet.
  • Von den ersten Rollen 150 wird der Schlauch 30 über eine Glüheinrichtung 170 geführt, in der der Schlauch 30 auf eine geeignete Temperatur (zum Beispiel näherungsweise 250ºF oder 121ºC) erhitzt wird, um die Verlängerung des Schlauches 30 irreversible zu machen. Der Schlauch 30 wird dann über einen Satz von zweiten Rollen 160 gezogen, die eine zweite Führung darstellen. Die zweiten Rollen 160 werden mit Oberflächengeschwindigkeiten relativ zu den Oberflächengeschwindigkeiten der ersten Rollen 150 in der Weise rotiert, daß ein Zugverhältnis von näherungsweise 0,95 erzeugt wird.
  • Der erhitzte Schlauch 30 wird dann durch ein Wasserbad 172 geführt, in dem der Schlauch abgekühlt wird.
  • Aus dem Wasserbad 172 gelangt der Schlauch 30 durch eine Stranzeinrichtung 180, in der die Löcher 38 durch die Schichten 34, 36 gestanzt werden. Von der Stanzeinrichtung 180 wird der Schlauch 30 in eine Wickeleinheit 190 geführt, in der der abgeflachte, orientierte und gestanzte Schlauch 30 auf Rollen gewickelt wird. Der Schlauch 30 kann dann in geeignete Längen geschnitten werden, die jeweils eine Dachlatte (wie zum Beispiel die oben genannten Dachlatte 20) bilden.
  • Wie oben erwähnt wurde, verkleben bzw. verschweißen die Schichten 34, 36 wänrend des Abfiachens des Schlauches 30 nicht miteinander. Völlig unerwartet geschieht dies auch dann nicht, wenn der Schlauch gewalzt, gestreckt und erhitzt wird.
  • Ein alternatives Verfahren zu Herstellung eines nahtlosen Schlauches gemäß dieser Erfindung besteht darin, die Druckrollen nicht zu verwenden und den abgeflachten Schlauch dadurch zu orientieren, daß er über einen schmalen Spalt zwischen zwei Sätzen von Rollen gezogen wird, die sich mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten drehen.
  • Mit den überlegenen Eigenschaften im Hinblick auf die Widerstandsfähigkeit gegen ein Zersplittern und ein Durchziehen von Befestigern hat eine gemaß dieser Erfindung aus einem nahtlosen Schlauch hergestellte Dachlatte die gleichen Vorzüge wie die in der EP-A-0.377.514 beschriebene zweischichtige Dachlatte.
  • Eine mögliche Modifikation der oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsform besteht darin, die Schichten des nahtlosen Schlauches mit einem vor dem Zusammenpressen in den Schlauch eingebrachten Klebstoff miteinander zu verkleben.

Claims (7)

1. Nahtloser Schlauch (30) zur Herstellung einer Dachlatte, der aus einem polymeren Material extrudiert, zur Bildung von zwei Schichten (34, 36) und eines im wesentlichen zusammengefallenen Hohlraums (32) abgeflacht, sowie longitudinal orientiert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichten (34, 36) mit durch diese hindurchtretenden Querlöchern (38) mit entlang des Schlauches (30) beabstandeten Intervallen versehen sind.
2. Verfahren zur Herstellung eines nahtlosen polymeren Schlauches zur Herstellung einer Dachlatte, durch Extrudieren eines nahtlosen Schlauches (30) zur Bildung von zwei Schichten (34, 36) und eines im wesentlichen zusammengefallenen Hohlraums (32), sowie durch longitudinale Ausrichtung des den Schlauch bildenden polymeren Materials, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichten (34, 36) mit durch diese hindurchtretenden Querlöchern mit entlang des Schlauches (30) beabstandeten Intervallen versehen werden, nachdem der Schlauch ausgerichtet (orientiert) worden ist.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlauch (30) mit im wesentlichen kreisförmigem Hohlraum (32) extrudiert wird und eine Abflachung des Schlauches (30) in einer Vakuum-Formungseinrichtung vorgesehen ist, die so angeordnet ist, daß sie den Schlauch abflacht und dem Schlauch einen im wesentlichen verlängerten Hohlraum (32) gibt.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das polymere Material des Schlauches (30) durch Walzen und Strecken des Schlauches (30) ausgerichtet (orientiert) wird.
5. Verfahren zur Herstellung einer Dachlatte (20), gekennzeichnet durch eine Extrudierung eines nahtlosen Schlauches (30), ein Abflachen des Schlauches (30) in der Weise, daß zwei Schichten (34, 36) und ein im wesentlichen zusammengefallener Hohlraum (32) gebildet werden, ein Walzen und Strecken des Schlauches (30) in der Weise, daß das polymere Material des Schlauches (30) longitudinal ausgerichtet (orientiert) wird, sowie ein Stanzen von Querlöchern (38) durch die Schichten (34, 36) mit entlang des Schlauches (30) beabstandeten Intervallen.
6. Nahtloser Schlauch nach Anspruch 1 oder Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das polymere Material so ausgerichtet (orientiert) ist, daß es eine Zugfestigkeit von mindestens etwa 25.000 psi (172 MPa) in einer Längsrichtung aufweist.
7. Nahtloser Schlauch nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, oder Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das polymere Material einen größeren Anteil an Polyethylen-Terephthalat und einen kleineren Anteil von mindestens einem Polyolefin aufweist.
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