用于粘附包覆物的系统和方法与流程

用于粘附包覆物的系统和方法
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求2020年3月30日提交的名称为systems and methods for adhering cladding的美国申请号63/002142的优先权，该申请特此以引用方式并入本文以用于所有目的。出于美国的目的，本技术依据35u.s.c.
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119要求2020年3月30日提交的标题为systems and methods for adhering cladding的美国申请号63/002142的权益。
技术领域
3.本发明涉及将包覆物和饰面粘附到墙壁、面板和结构。


背景技术：

4.在建筑物建成之后，可能有必要或期望将诸如壁板、单板或饰面的包覆物施加到建筑物的外表面。一些包覆物可通过为建筑物提供额外的绝缘或保护以使其免受各因素影响来起到功能性目的。包覆物典型地作为外部的饰面而起到美观目的。使用不同类型和外观的饰面以向最终建筑物或结构赋予不同的美感。
5.壁板、单板和饰面可在建造后或在建造期间施加到结构。例如，在建筑物完成时，可分阶段施加包覆物。一些现有的壁板材料包括木材、石头、塑料、沥青、假砖、乙烯树脂、绝缘壁板、金属壁板(诸如铜、铝或钢)、石材单板和复合材料。一些复合材料包括沥青瓦、石棉、纤维水泥、铝复合材料、纤维板和硬纸板。壁板典型地可作为片或面板(诸如呈小瓦或较大的板的形式)施加并且固定到墙壁。很多形式的包覆物都需要手工技术工人将包覆物附接到结构。
6.饰面包括可作为涂层直接施加在墙壁的外表面上或涂抹到附接至墙壁的板条或丝网上的材料，比如灰泥。板条或丝网可提供格架，湿灰泥在干燥或凝固时由该格架支撑。为了在雨天或寒冷天气施加这些材料，可能需要围栏和脚手架。
7.常规的包覆物可能需要大量的劳动来将包覆物牢固地粘附或紧固到结构的墙壁。一些方法要求在可施加包覆物之前全部完成建筑物的建造，因此延长了建造的持续时间。
8.一种建造建筑物的方法是使用预制面板。由预制面板制成的现有建筑物可能仍要求在所有建筑物面板已经建成并安装之后再施加包覆物，从而类似地延长建造的持续时间。
9.仍需要实际、高效且成本有效的方式来将包覆物施加到建筑物和墙壁表面(诸如预制面板)，以改进现有技术。
10.相关技术和与其相关的限制的前述示例意图是说明性而不是排他性的。在阅读说明书并研究附图后，相关技术的其他限制对本领域技术人员将是显而易见的。


技术实现要素：

11.结合意图是示例性和说明性而不限制范围的系统、工具和方法来描述和说明以下实施方案及其方面。在各种实施方案中，已经减少或消除上述问题中的一者或多者，而其他
实施方案涉及其他改进。
12.本发明具有多个方面。这些包括但不限于：
13.·
通过在面板的制造期间将包覆物直接粘结到墙壁面板的结构胶结层来将包覆物施加到面板(诸如预制面板)；
14.·
通过将包覆物粘结到面板的胶结层来将包覆物施加到墙壁面板，胶结层本身粘结到墙壁面板的层；
15.·
通过将安装结构(诸如迹线、轨道或衬条)粘结或嵌入到面板的胶结层中并将包覆物附接到安装结构来将包覆物施加到面板；
16.·
将包覆材料的液体涂层施加到面板的胶结层；以及
17.·
在施加包覆层之后，施加材料(诸如涂料或丙烯酸灰泥)的后处理层。
18.在本发明的一方面，一种预制面板包括：绝缘芯部，该绝缘芯部具有相反的第一面和第二面；第一胶结层，该第一胶结层覆盖绝缘芯部的第一面的至少一部分；以及包覆层，该包覆层覆盖第一胶结层的至少一部分，第一胶结层粘结到包覆层。
19.在本发明的一些方面，预制建筑物面板可包括：第二胶结层，该第二胶结层覆盖绝缘芯部的第二面的至少一部分；以及第二包覆层，该第二包覆层粘结到第二胶结层。
20.在本发明的一方面，一种用于将包覆层粘附到预制面板的方法包括：在浇筑台内提供面板结构；施加胶结材料层以覆盖面板结构的层的至少一部分；将包覆材料化学地粘附到胶结材料层；以及允许胶结材料凝固。
21.在该方法的一些方面，面板结构可包括：绝缘芯部，该绝缘芯部具有相反的第一面和第二面；以及第一胶结层，该第一胶结层覆盖绝缘芯部的第一面的至少一部分。
22.在该方法的一些方面：施加胶结材料层以覆盖面板结构的层的至少一部分包括将第二胶结层施加到绝缘芯部的所述第二面的至少一部分；胶结材料层包括面板结构的结构层。
23.在该方法的一些方面，在浇筑台内提供面板结构的步骤包括以下步骤：浇筑内胶结材料层；以及将绝缘芯部施加到该内胶结材料层。
24.在该方法的一些方面：施加胶结材料层以覆盖面板结构的顶层的基本上全部包括用外胶结材料层来覆盖绝缘芯部；胶结材料层包括预制面板的结构层。在一些实施方案中，胶结材料层的厚度在1/8”至2”之间。在一些实施方案中，胶结材料层的厚度在0.5”至1.5”之间。
25.在一些方面，该方法可包括将后处理层施加到包覆材料，并且后处理层可包括涂料或丙烯酸灰泥。
26.在一方面，提供了一种用于将包覆层粘附到预制面板的方法，该方法包括：将包覆材料放置在浇筑台内；在浇筑台中铺设湿胶结材料层，该湿胶结材料粘结到包覆材料；以及将面板结构的一个或多个其他层施加到湿胶结材料以形成预制面板。
27.在又一方面，存在一种用于将包覆物粘附到墙壁的方法，该方法包括：将胶结材料层施加到墙壁的外表面；将包覆层粘附到胶结材料层；以及准许胶结材料凝固。
28.除了上述示例性方面和实施方案外，通过参考附图和研究以下详细描述，其他方面和实施方案将变得显而易见。
附图说明
29.参考附图示出示例性实施方案。本文公开的实施方案和附图意图被认为是说明性而非限制性的。
30.图1a是在浇筑台中的预制面板结构的透视图，其中为了便于图示，最接近视角的浇筑台的墙壁被示出为透明的。
31.图1b是图1a的预制面板结构的分解视图。
32.图1c是穿过线a-a的图1a的预制面板结构的横截面视图。
33.图1d是来自图1c的细节d的扩展视图。
34.图2a是示出在浇筑台中的内包覆层的部分制造的面板的透视图，其中为了便于图示，最接近视角的浇筑台的墙壁被示出为透明的。
35.图2b是穿过线c-c的图2a的预制面板结构的横截面视图。
36.图3a是示出在浇筑台中的内包覆层和内胶结层的部分制造的面板的透视图，其中为了便于图示，最接近视角的浇筑台的墙壁被示出为透明的。
37.图3b是穿过线b-b的图3a的预制面板结构的横截面视图。
38.图4a是示出内胶结层和绝缘芯部的部分制造的面板结构的横截面视图。
39.图4b是具有外胶结层的图4a的部分制造的面板结构的横截面视图。
40.图4c是具有外包覆层的图4b的部分制造的面板结构的横截面视图。
41.图5是示出内包覆层的预制面板的等距视图。
42.图6是示出外包覆层的预制面板的等距视图。
43.图7是示出根据本发明的示例实施方案的方法的流程图。
具体实施方式
44.贯穿以下描述，阐述了具体细节以便向本领域技术人员提供更透彻的理解。然而，可能没有详细地示出或描述众所周知的元素以免不必要地模糊本公开。因此，描述和附图应被认为是说明性的而不是限制性的。
45.广泛地说，本发明的实施方案涉及通过将胶结层粘结到墙壁表面上并将包覆层直接粘结到胶结层来将一个或多个包覆层施加到墙壁表面。包覆物可包括壁板、饰面和单板。包覆物可以完全是装饰性的，或者可提供一些有益特性，诸如在隔音或隔热方面的改进。一些包覆材料可有助于将热保持在建筑物中，而其他材料可有助于在一些气候下转移热。包覆物还可提供防弹、防爆炸以及电磁辐射的偏转或衰减中的一者或多者。一些包覆物可被设计为改进水密性或可向墙壁表面的外部添加雨幕效果。
46.可施加这些层的方法可能会受表面的取向和形貌影响。在平坦的平面墙壁的情况下，取向可被理解为墙壁表面的平面的取向。在具有不平坦、纹理化或弯曲表面的墙壁表面的情况下，平面可由表面的平均高度限定，并且墙壁表面的取向可被理解为该平面的取向。当限定墙壁的平面的两条轴线都是水平的时，墙壁表面是水平的。当限定墙壁的平面的两条轴线都是大致水平的时，墙壁表面是大致水平的。作为示例，墙壁可以是水平的，因为它处于在被建成之前的状态。这种墙壁可包括在制造阶段、在储存、在运输或在建造场地的预制面板。
47.对于水平或大致水平且基本上平坦的墙壁表面，包覆层可在胶结层的顶部上施加
到墙壁表面。在一些情况下，水平但不平整(非平坦)的墙壁表面可接收胶结层直至水平且平坦的程度，其中所得的胶结层具有非均匀深度。在以上情况中的任一者下，胶结层可在墙壁表面上铺设或浇注成层。包覆层然后可施加到胶结层。
48.可在水平取向上接收包覆物的墙壁表面可包括以下墙壁表面：在它们可在某一稍后阶段被建成竖直取向时，可在水平取向上制造、储存或运输。示例包括结构隔热面板(sip)、预铸混凝土面板和其他类型的预制面板。
49.在一些实施方案中，被施加有胶结层的墙壁表面是面板结构10。面板结构10可包括预铸混凝土板、结构隔热面板或其他类型的预制面板中的任一者。面板结构10可以是除了外饰面以外组装了其所有组成部分和层的基本上完整的面板。在一些实施方案中，面板结构10可以是部分地组装的面板。
50.包覆层可在制造过程期间作为面板结构10的早期或初始层、在面板结构10的后期制造阶段作为后期层或作为这两者施加到面板。例如，包覆物可以是浇筑台12内的第一层或最底层，其中胶结材料层浇筑在底部包覆层上方。在包覆层施加到面板结构的最底层和最高层的实施方案中，可这样做以使得内包覆层14作为粘结到面板结构10的内表面的最底层来施加，并且使得外包覆层22作为粘结到面板结构10的外表面的最顶层来施加。对于该描述的其余部分，浇筑台12中的面板结构10的最底层将被称为内层，而水平面板结构的最顶层将被称为外层。然而，可在最底层是所得的面板的外层并且最上层是内层的情况下制造面板结构10。
51.图1a至图1d示出了在浇筑台12中的具有内包覆层14和外包覆层22两者的示例性面板结构10。在该实施方案中，面板结构10包括内胶结层16、绝缘芯部18和外胶结层20。每个胶结层可包括面板结构10的承重或结构层。
52.为了将内包覆层14附接到面板结构10，将内包覆层14铺设在浇筑台12中，如图2a和图2b所示。然后将处于最初液态或半液态的胶结材料浇注到内层14上以形成内胶结层16，如在图3a和图3b中。浇筑台12的墙壁在被浇注时可提供包含胶结层16的屏障。在胶结材料具有高粘度或低流速的情况下，可能期望将胶结材料铺展开。胶结材料的铺展可以是本领域中已知的很多手段，诸如手抹子、浮子、磨边机或者例如通过摇晃或振动浇筑台12来搅拌胶结层。胶结材料可在凝固时化学地粘附(即，粘结)到内包覆层14。在一些实施方案中，胶结层中的一者或两者的厚度可在0.5”和2”之间。在一些实施方案中，胶结层的厚度可在0.75”和1.5”之间。在其他实施方案中，一个或多个胶结层的厚度可少于0.5”或多于2”。
53.绝缘芯部18可在浇筑期间施加到内胶结层16。绝缘芯部18也可在胶结材料凝固时粘结到内胶结层16。类似地，当外胶结层20施加在绝缘芯部18上方时，外胶结层20的胶结材料可粘结到绝缘芯部18。其他内部层可存在于胶结层16、20中或在它们之间。例如，加强元件(未示出)可嵌入在胶结层中或位于绝缘芯部18内或周围。
54.如图4a和图4b所示，将处于最初液态或半液态的胶结材料浇注到面板10的外表面10a上以形成外胶结层20。形成胶结层20的胶结材料可化学地粘附(即，粘结)到面板结构10的顶表面10a，诸如绝缘芯部18的外表面。
55.在图1a至图4c中，浇筑台12限定了限制形成胶结层16、20的胶结材料的流动或铺展的边界。尽管图1a至图4c示出了在浇筑台12中的面板结构10，但浇筑台12可被移除或用其他部件替换。例如，可将模板铺设在面板结构10的顶表面10a上，以便限定限制形成胶结
层20的胶结材料的流动或铺展的边界。在另一个示例中，如果在凝固之前，胶结层20的胶结材料具有高粘度和低流速，则它可直接施加并且手动地铺展以覆盖顶表面10a的期望部分。可在没有任何额外材料或结构界定限制胶结材料的流动或铺展的边界的情况下这样做。如果粘度足够高，则胶结材料的凝固可能比流动更快。
56.在已经施加了外胶结层20之后，可将外包覆层22直接施加到外胶结层20上，如图4c所示。在一些实施方案中，外包覆层22在其本身重量的作用下施加到外胶结层20。在其他实施方案中，可将外包覆层22按压到外胶结层20中。将外包覆层22按压到外胶结层20中可短暂地发生，例如，以确保胶结层和包覆层之间的均匀且连续接触。将外包覆层22按压到外胶结层20中也可维持较长时段，诸如直到胶结层已经凝固或直到面板结构10从浇筑台脱模。形成外胶结层20的胶结材料可粘附到外包覆层22。在一些实施方案中，胶结材料可化学粘附到包覆层。
57.包覆层14、22可包括以某一图案施加到胶结层中的砖或瓷砖。在此类实施方案中，胶结层可出现在各个砖或瓷砖之间，比如薄泥浆。在一些实施方案中，包覆层14、22可作为覆盖面板面的所有或大量部段的大规模单板来施加。大规模单板可例如表现为装饰石、砖、大理石或其他材料。在一些实施方案中，包覆物可包括也在胶结层16、20凝固时嵌入胶结材料内的轨道或夹具。内包覆层14和外包覆层22可包括不同的材料并且可具有不同的外观，如图5和图6所示。
58.在一些实施方案中，包覆层14、22可包括功能结构，诸如太阳能动力面板或太阳能热水面板。可能的包覆材料的一些其他示例包括纤维水泥包覆物、玻璃、金属片、3d形成的金属片、面板和木板。在一些实施方案中，包覆物可包括浇筑到胶结材料中或上的材料的碎片、薄片、聚集体或珠粒。在一些实施方案中，包覆层可仅施加到对应的胶结层的表面区域的一部分。单独的包覆层还可包括在面板的区段上混合或单独地分布的多种不同的包覆材料。
59.在面板结构10和包覆层14、22的表面的形貌不一致的情况下，可分布地施加胶结材料以粘附到包覆层14、22并且跨每一者的基本上所有的期望表面粘附到面板结构10的表面。作为示例，在面板结构10的表面是不平坦表面的情况下，或在包覆物具有沿进入或远离面板结构10的平面的方向突出的结构或纹理的情况下，形貌可能是不一致的。在此类实施方案中，可手动地将胶结材料铺展成胶结层16、20的期望分布。在外包覆层22施加到外胶结层20的一些实施方案中，胶结材料可按期望分布的近似形式进行铺设，并且外包覆层22在压力下铺设在外胶结层20的顶部上。压力可致使胶结材料流动成与外包覆层22和面板结构10的表面的形貌一致的期望分布。
60.在将一个或多个包覆层施加到面板结构10之后，可将完全制造的面板或基本上制造的面板从浇筑台12脱模以进行后处理。后处理可包括施加诸如涂料或丙烯酸灰泥的材料。在一些实施方案中，在工厂中在面板直立设置、处于竖直或接近竖直的情况下完成后处理。如果包覆层施加到内表面和外表面两者，则后处理可施加到一个或两个表面。如果包覆物仅施加到内表面或外表面中的一者，则后处理也可施加到内表面和外表面中的任一者或两者。
61.本发明的一方面提供了一种用于制作预制面板10的方面，其中包覆层通过预制面板10的胶结层中的胶结材料粘结到面板10。图7是示出用于制作这种预制面板10的示例方
法40的流程图。
62.在框41中，准备用于浇铸面板的模具。该模具可包括一个或多个特征以帮助提取完整的面板。此类特征可包括圆形内拐角、可快速地分开的模壳等。
63.在框42中，将内包覆物层放置在模具的内部。在一些实施方案中，包覆物层可包括覆盖模具的表面区域的全部或一部分的单个片。在一些其他实施方案中，包覆物层可包括分布在浇筑模具内的瓷砖、碎片、薄片或其他形状和材料。单独的包覆层还可包括在面板的区段上混合或单独地分布的多种不同的包覆材料。
64.在框43中，浇筑第一胶结层。可例如通过将第一胶结材料层浇注到模具中并定位加强构件来浇筑第一胶结层。在一些实施方案中，不使用粘合剂来将包覆层粘结到第一胶结层，提供粘结效果的唯一材料是第一胶结层。
65.在框44中，将绝缘芯部放置在模具的内部并且直接耦合到第一胶结层。如本文中其他地方所述，绝缘芯部可湿粘结到第一胶结层。绝缘芯部可粘结到第一胶结层。
66.在框45中，将第二胶结层浇筑在绝缘芯部的相反面上。可例如通过浇注胶结材料层并定位加强构件来浇筑第二胶结层。如上关于框42所述，包覆物层可包括覆盖模具的表面区域的全部或一部分的单个片。在一些其他实施方案中，包覆物层可包括分布在浇筑模具内的瓷砖、碎片、薄片或其他形状和材料。单独的包覆层还可包括在面板的区段上混合或单独地分布的多种不同的包覆材料。
67.在框46中，将包覆物层放置在模具内部并且通过粘结到第二胶结层来直接耦合到第二胶结层。在一些实施方案中，包覆物层可包括覆盖模具的表面区域的全部或大部分的单个片。在一些其他实施方案中，包覆物层可包括分布在第二胶结层上的瓷砖。在一些实施方案中，可将包覆物层按压到第二胶结层中，直到第二胶结层已经凝固。在一些实施方案中，不使用粘合剂来将包覆层粘结到第二胶结层，提供粘结效果的唯一材料是第二胶结层。
68.在框47中，从模具中提取完成的面板。优选地，可重复使用模具来制作另外的面板。
69.术语解释
70.除非上下文另外明确地要求，否则贯穿说明书和权利要求书：
71.·“包括”、“包含”等应被解释为具有包含意义，而不是排他或详尽意义；也就是说，具有“包括但不限于”的意义；
72.·“连接”、“耦合”或它们的任何变型意指两个或更多个元件之间的直接或间接的任何连接或耦合；元件之间的耦合或连接可以是物理的、逻辑的或它们的组合；
73.·“本文中”、“上文”、“下文”以及类似意思的词语在用于描述本说明书时应参考本说明书整体，而不是本说明书的任何特定部分；
74.·
关于两个或更多项的列表的“或”涵盖该词的所有下列解释：列表中的任何项、列表中的所有项，以及列表中的项的任何组合；
75.·
单数形式“一个”、“一种”和“该”也包括任何适当复数形式的意义。
76.在本说明书和任何所附权利要求(当存在时)使用的指示方向的词语诸如“竖直”、“横向”、“水平”、“向上”、“向下”、“向前”、“向后”、“向内”、“向外”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶部”、“底部”、“下面”、“上方”、“下方”等取决于所描述和示出的设备的具体取向。本文中描述的主题可采用各种替代取向。因此，这些方向术语未被严格地定义并且不应狭义地解
释。
77.例如，尽管以给定的次序呈现过程或框，但替代示例可按不同次序执行具有步骤的例程或采用具有框的系统，并且一些过程或框可被删除、移动、添加、细分、组合和/或修改以提供替代方案或子组合。这些过程或框中的每一者可以多种不同的方式来实现。另外，尽管过程或框有时被示出为连续地执行，但这些过程或框反而可并行地执行，或可在不同时间执行。
78.另外，尽管元件有时被示出为按顺序执行，但它们也可替代地同时地或按不同的顺序执行。因此，所附权利要求书意图被解释为包括在其预期范围内的所有此类变化。
79.出于说明的目的，本文中已经描述了系统、方法和设备的具体示例。这些仅仅是示例。本文中提供的技术可应用于除了上述示例系统以外的系统。在本发明的实践内可能进行许多改变、修改、添加、省略和置换。本发明包括所描述的实施方案的对技术人员将显而易见的变化，包括通过以下方式获得的变化：用等效的特征、元件和/或动作替换特征、元件和/或动作；将来自不同实施方案的特征、元件和/或动作进行混合和匹配；将来自如本文所述的实施方案的特征、元件和/或动作与其他技术的特征、元件和/或动作进行组合；和/或从所描述的实施方案中省略组合特征、元件和/或动作。
80.各种特征在本文中被描述为存在于“一些实施方案”中。此类特征不是强制的并且可能不存在于所有实施方案中。本发明的实施方案可不包括此类特征、包括此类特征中的任一者或两者或更多者的任何组合。这仅限于此类特征中的某些特征与此类特征中的其他特征不相容的情况，从某种意义上说，本领域普通技术人员不可能构建组合了此类不相容特征的实际实施方案。因此，“一些实施方案”拥有特征a并且“一些实施方案”拥有特征b的描述应被解释为本发明人还设想将特征a和b进行组合的实施方案的明确指示(除非描述另有说明或特征a和b基本上不相容)。
81.因此，所附权利要求书和此后引入的权利要求意图被解释为包括可合理地推断出的所有此类修改、置换、添加、省略和子组合。权利要求书的范围不应受示例中阐述的优选实施方案限制，而是应被赋予与整体描述一致的最广解释。