自成形結構的製作方法

2023-05-12 08:04:01

專利名稱：自成形結構的製作方法
自成形結構技術領域本實施例總體涉及由充滿或浸透可固化高分子化合物的材料製成 的結構、用於形成這種結構的方法以及用於架設這種結構的方法。在 一個這樣的實施例中，該結構包括庇護棚。美國專利No.5，345，738和美國專利No.5,725,704描述了由充滿聚氨 酯樹脂的材料製成的板材。


圖1示出了如此處所述的結構的實施例的透視圖。圖2示出了完工的圖1中所示結構的牆或屋頂部分的水平橫剖面。圖3示出了圖1中所示結構的牆的分解視圖。圖4示出了圖1中所示結構的屋頂的分解視圖。圖5示出了用於形成在此處所述結構的構造中使用的材料的噴射和擠壓過程的透視圖。圖6示出了圖5中所示的噴射和擠壓過程的示意性示圖。 圖7示出了用於形成在此處所述結構的構造中使用的材料的真空浸漬工藝的概略視圖。圖8示出了通過預聚物浸漬工藝形成的外殼子組件的水平剖視圖。 圖9示出了圖1中所示結構的牆和屋頂的外殼部件的透視圖。 圖10示出了圖1中所示結構的牆和屋頂的部件的剖視圖。 圖11示出了圖1和圖9中所示結構的牆和屋頂的外殼部件以及固化夾具的分解視圖。圖12示出了圖1中所示的包括外殼、牆芯和屋頂芯的結構的子組件 的豎直剖視圖。圖13示出了圖1中所示結構的實施例的牆芯的水平剖視圖。圖14示出了圖1中所示結構的實施例的屋頂芯的剖視圖。 圖15示出了通過應用蒸汽將防潮層粘附到圖1中所示結構的牆芯 的方法的示意圖。圖16示出了圖14中所示鎖銷系統(capture system)的鎖銷構件的 實施例的剖視圖。圖17示出了圖16中所示的鎖銷系統的環端。圖18示出了用於將圖1中所示的結構固定到表面的鎖銷系統的示 例性布置。圖19示出了圖16中所示的鎖銷系統的實施例的豎直剖視圖。 圖20示出了圖16中所示的鎖銷系統的實施例的豎直剖視圖。 圖21示出了圖16中所示的鎖銷系統的實施例的豎直剖視圖。 圖22示出了圖1中所示結構的實施例的透視圖，其中結構的屋頂形 成錐頂點。圖23示出了圖1中所示結構的實施例的透視圖，其中結構的屋頂形 成脊線。圖24示出了圖1中所示結構的實施例的透視圖，其中結構的屋頂形 成圓屋頂。圖25示出了圖1中所示結構的子組件的透視圖。 圖26示出了圖25中所示結構的子組件的剖視圖。 圖27示出了圖1中所示結構的實施例的剖視圖，其中鎖銷構件布置 在結構外殼的內部。圖28示出了圖1中所示結構的實施例的剖視圖，其中鎖銷構件布置在結構的庇護棚覆蓋物的外部。圖29示出了通過將防潮層應用到圖25和圖26中所示的子組件而形成的子組件的剖視圖。圖30至圖35示出了摺疊圖1中所示的結構以減小其包裝尺寸的方法的示意圖。圖36示出了真空包，該真空包使用在減小其中所包裝的結構的尺 寸的過程中。圖37示出了用於進一步減小根據圖30至圖35中所示的摺疊順序摺疊的結構的尺寸的抽真空順序(vacuum sequence)。圖38示出了一種模製方法，其可用作製造圖l中所示的結構的替代方法。
具體實施方式
此處描述了由充滿或浸透可固化高分子化合物的材料製成的結 構，以及用於形成這種結構的方法。根據特定實施例，所述結構可以是板材、磚、屋頂構件以及豎直 或水平支撐構件。在其它實施例中，所述結構可以是家具、小船或玩 具。又根據其它實施例，所述結構包括庇護棚。在此處所述結構的一些實施例中，使用柔性材料建造該結構，所 述柔性材料易於吸收液體添加劑或懸浮在液體中的添加劑。在庇護棚 的情形中，這意味著能夠容易地將阻燃劑和殺蟲劑結合到該結構中。 在大多數這樣的實施例中，將構成該結構的柔性材料保持乾燥或在施 加這種添加劑之前進行處理以除去水分。此外，用於此處所述結構的柔性材料，例如，用於形成庇護棚的 任何泡沫材料或氈制材料優選是防海鹽、防酸、防酸雨、防昆蟲和防 真菌(mold)的材料，是天然耐水解、高耐磨的，具有高的負荷變形 率和抗震等級。在大多數實施例中，這些材料也將是防腐蝕和高度保 溫的。現在參照圖l、 2和3，示出了庇護棚10的實施例的多種表示。圖l 示出了已完工的完全架設起來的結構IO，顯示了用於結構10的牆36、 屋頂38的外殼12，在牆36和屋頂38連接處的屋頂到牆的接縫30，以及 可選地窗單元40。如圖l的實施例中所示，庇護棚10可包括從外殼12的 底部徑向然後向上延展的邊緣32。在一些實施例中，庇護棚10包括連 接到牆36底部的下邊板34，如圖1中所示。圖2示出了已完工的庇護棚10的實施例的牆36或屋頂38的水平橫 剖面。如圖2中所示，已完工的庇護棚10的牆36和屋頂38每一個都包括 外殼12、內芯層14、外芯層16、防潮層18、庇護棚覆蓋物20以及在庇 護棚10的架設期間可除去的聚乙烯層22。在圖2中所示的實施例中，槽 24設置在外芯層16中以容納支撐構件26和鎖銷構件(capture member) 28 (此處進一步詳述)，支撐構件26和鎖銷構件28結合到庇護棚10中， 位於外芯層16與防潮層18之間。圖3是架設的庇護棚10的牆36的實施例的分解視圖，牆36包括除聚 乙烯層22外的上述如圖2中所示的層，所述聚乙烯層22在結構10的架設 期間被除去(如此處進一步詳述)。圖4是架設的庇護棚10的屋頂38的另一實施例的分解視圖，屋頂38 包括與圖2和圖3中所示的布置稍微不同的如上所述的部件布置。除了 沒有聚乙烯層22外，該聚乙烯層22在結構10的架設期間被除去並構成 本實施例與圖2所示實施例的區別，此實施例與圖3中所示的實施例的 區別在於將支撐構件26置於內芯層14和外芯層16之間。在此實施例 中，支撐構件26布置在內芯層14和外芯層16之間，而不是位於如圖3中 所示的外層16和防潮層18之間。在上文大體描述的庇護棚10的特定實施例中，外殼12、內芯層14、 外芯層16、防潮層18、庇護棚覆蓋物20、支撐構件26、屋頂到牆的接 縫30以及下邊板34的任一個可由任意合適的延展的、網狀的柔性材料 層或諸如聚醚、聚烯烴、聚氨酯或其任意組合的開孔型塑性材料層制 成，其在製造期間充滿或浸透可固化高分子化合物並在庇護棚架設時 固化。在一個實施例中，該柔性材料是聚脂油氈。在庇護棚10的一些實施例中，在庇護棚10的裝配之前，將充滿可 固化高分子化合物的柔性材料的每一層固化。在其它實施例中，僅當浸入外殼12的可固化高分子化合物已明顯固化時，才可完全組裝庇護 棚10。在一些這樣的實施例中，施加到庇護棚10的不同層和部件的可固 化高分子化合物是選自包括異氰酸酯基的化合物，並因此在它的分子式中具有至少一個-NCO基。屬於異氰酸酯基的化合物實例是諸如TDI (二異氰酸甲苯)或MDI (4,4'-二苯基甲烷二異氰酸酯)的異氰酸酯本 身(純的或未加工的)、含有至少一個-NCO基端的異氰酸酯的聚合物、 以及通常在它的分子中具有至少一個-NCO端的任意化合物。在一些實施例中，高分子化合物可通過高分子化合物中異氰酸酯 基與水的作用而固化。高分子化合物還可通過本領域普通技術人員已 知的其它技術固化，諸如通過暴露於胺或通過將熱應用於高分子化合 物。在一些實施例中，高分子化合物是溼固化的，包括4,4'-二苯基甲 垸二異氰酸酯並具有從大約7.8X到大約8.2。/。的-NCO含量以及在25"C 時從大約1700到大約3330mPa s的粘度。 一種這樣的溼固化高分子化 合物可從Bayer MaterialScience商業購得，商品名稱為聚氨基甲酸酯類 粘結劑E743 (DesmodurE 743)。本領域的技術人員理解X-NCO是 作為材料中未反應的異氰酸酯基的重量百分數量測的、預聚物或其它 含有異氰酸酯化合物的異氰酸酯含量的度量。在其它這樣的實施例中，溼固化高分子化合物是基於二苯基甲垸 二異氰酸酯的聚異氰酸酯預聚物，具有從大約15.5%到大約17.5%的 -NCO含量以及在25°C時從大約5200到大約7000mPa s的粘度。 一種這 樣的溼固化高分子化合物可從Bayer MaterialScience商業購得，商品名 稱為聚氨基甲酸酯類粘結劑E28 (DesmodurE28)。本領域的普通技術人員將理解，可使用諸如在美國專利No.4,826，948和美國專利No.6，077,卯2中公開的任意溼固化高分子化合 物來注入柔性材料，所述專利的全部公開通過參引包含在此。利用可固化高分子化合物來浸漬柔性材料，填充了材料中的開孔 或小孔，其防止水分和空氣滲入該柔性材料。庇護棚10架設後，可固 化高分子化合物固化，其導致柔性材料變硬。在其它實施例中，可利 用其它添加劑或利用固化引發劑對庇護棚部件進行處理，所述添加劑 例如用於吸收太陽的炭黑、幹色料顏料、發泡劑以及耐火材料。用於將高分子化合物、添加劑和固化引發劑施加到柔性材料的方 法在圖5和圖6中概略示出，該方法包括通過連續的噴射操作繼之以壓 制操作來處理柔性材料。柔性材料在噴射和壓制操作期間的移動可通過傳送帶系統或本領 域普通技術人員已知的任意類似的系統實現。柔性材料從連續的一巻 柔性材料50展開，並在噴嘴列52下通過。噴嘴列52將可固化的高分子化合物或其它添加劑釋放到柔性材料的面對該噴嘴列的表面。在特定 的實施例中，將可固化高分子化合物以生產出大約0.25到大約0.35磅/ 平方英尺的柔性材料的速度施加並注入到柔性材料中。在特定的實施 例中，通過加熱元件54將可固化高分子化合物加熱到從大約95。 F到大 約140° F的溫度，以降低可固化高分子化合物的粘性。在特定的實施 例中，可固化高分子化合物粘性的降低有助於柔性材料充滿可固化高 分子化合物。包括但不限於上面所述添加劑的添加劑也可通過噴嘴列52施加到 柔性材料的表面。例如，可將這種添加劑與可固化高分子化合物混合， 然後將該混合物噴到柔性材料上。這種添加劑和可固化高分子化合物 可從儲存罐56通過可操作連接到該儲存罐56的導管58供給到噴嘴列 52。可提供任意數量的儲存罐56以存儲可固化高分子化合物和其它添 加劑的物料(feed)。在施加可固化高分子化合物之後，將固化引發劑通過一個或多個噴嘴60施加到柔性材料。固化引發劑可存儲在儲存罐56的一個中，存儲固化引發劑的儲存罐要與用於存儲可固化高分子化合物和其它添加 劑的儲存罐分開。在特定實施例中，使用溫水作為固化引發劑。根據一個這樣的實施例，將具有從大約卯。F到大約130。 F的溫度的水施加 到柔性材料作為混合物的一部分，在所述混合物中，水與可固化高分 子化合物的比例在大約0.75/10與大約1.2/10之間。在其它實施例中，使 用胺催化劑作為固化引發劑。 一種合適的胺催化劑可從Air Products公 司商業購得，商品名稱為DABCO R8020，將所述胺催化劑以其與可固 化高分子化合物大約0.1%到0.2%的比率施加。本領域的普通技術人員 將認識到也可使用其它合適的可商業購得的胺催化劑，諸如三乙胺， 以及那些已知的可從Union Carbide Corporation購得的商品名稱為 "Niax"、可從Abbott購得的"Polycat"、可從Jefferson Chemical Company 購得的"Thancat"胺催化劑以及其它固化引發劑。在施加固化引發劑之後，柔性材料通過包括上輥筒64和下輥筒66 的輥式系統，所述輥式系統可裝配用於將聚乙烯層22施加到材料的上 和下表面的一個或兩個上，以形成諸如在圖8中所示的層狀結構。在特 定的實施例中，施加到柔性材料上和下表面的一個或兩個上的聚乙烯 層厚度為大約1到大約3密耳。然後柔性材料通過擠壓輥筒68，其向柔性材料的頂側施加足夠的 壓力以在柔性材料的整個寬度上建立厚度基本均勻的可固化高分子化 合物，並迫使可固化高分子化合物從施加該可固化高分子化合物的表 面滲透到柔性材料的相對平坦表面。在特定實施例中，噴嘴的施加速度以及可固化高分子化合物與添 加劑的比率受到計算機70控制。在特定的實施例中，在將可固化高分 子化合物和其它添加劑施加到柔性材料的過程中使用的諸如動態重量秤72、伺服控制馬達74和流量閥76的裝置，以及通過擠壓輥筒68施加 的力和柔性材料從巻50傳送的速度通過計算機70進行監測、管理和控 制。在另一實施例中，可通過應用諸如在圖7中概略示出的真空浸漬將 可固化高分子化合物、其它添加劑和固化引發劑施加到柔性材料。真 空浸漬工藝的應用領域中的技術人員易於實現此過程。本領域的普通 技術人員將認識到根據傳統真空浸漬技術，柔性材料50板覆蓋真空模 80，然後用包括聚丙烯或其它合適材料的柔性覆蓋物81覆蓋真空模80 和柔性材料，形成密封空間86。柔性覆蓋物81具有至少一個入口82， 該入口82通過導管58從罐56供給可固化高分子化合物和其它添加劑或 固化引發劑。真空模80的最遠端或下側具有與導管58相連的真空口83。當將真空裝置84應用於導管58，並將可固化高分子化合物和其它 添加劑或固化引發劑施加於柔性材料時，真空力吸引可固化高分子化 合物或其它添加劑穿過密封空間86中的柔性材料的表面並通過柔性材 料，從而柔性材料充滿了可固化高分子化合物。 一旦真空浸漬工藝結 束，可使浸透的柔性材料通過類似於上述的軋制處理以將該浸透的柔 性材料夾在聚乙烯層之間，並建立可固化高分子化合物在柔性材料內 的均勻分布。本領域的技術人員將認識到也可使用其它方法將可固化高分子化 合物和其它添加劑或固化引發劑施加到柔性材料，諸如使柔性材料通 過充滿可固化高分子化合物的浸漬槽(洗槽)，然後使柔性材料通過 擠壓輥筒68。圖8示出了圖1至圖3中所示的庇護棚10的實施例的外殼12的橫剖 面，在上述的處理工藝後即出現如這樣的外殼12的橫剖面。在庇護棚 10的組裝之前將聚乙烯層22去除。外殼12限定了庇護棚10的內部和庇 護棚10的基本幾何結構，例如牆36和屋頂38的內部。如圖3、 4和9所示，外殼12可包括能夠連接形成外殼12的牆部件12'和屋頂部件12"。外殼12包括充滿可固化高分子化合物的材料。在特定實施例中， 外殼材料包括聚酯。在這種實施例的特定一個中，外殼材料是聚酯油 氈，其厚度從大約0.06到大約0.08英寸，重量大約為8盎司/平方碼 (oz./sq.yd.)。在一些實施例中，包括外殼材料的聚酯油氈厚度從大約 0.25到0.50英寸，而在其它實施例中，包括外殼材料的聚酯油氈的厚度 為內芯層14 (圖2中圖示的和圖3和圖4中示出的以及此處進一步詳細描 述的)的厚度的大約12.5%到大約25%。因為外殼12限定了庇護棚10的 內部和庇護棚10的基本幾何結構，例如牆36和屋頂38的內部，所以所 使用的外殼材料的量根據所建造的庇護棚10的期望尺寸確定。在特定實施例中，外殼材料包括一層聚酯油氈，所述聚酯油氈經 由諸如圖5至圖7中概略示出以及上文所述的工藝之一的處理工藝而充滿類似於此前所述的可溼固化多異氰酸酯高分子化合物。在一些這樣 的實施例中，浸入聚酯油氈中的可固化高分子化合物包括大約75%的 上述Desmodur E 743可固化高分子化合物以及大約25 %的上述 Desmodur E 28可固化高分子化合物的混合物。在施加可固化高分子化合物之後，如上所述將固化引發劑施加到 外殼材料。在施加固化引發劑之後，使外殼材料通過上述的軋制處理， 並夾在兩層聚乙烯層22之間。處理工藝的結果是如圖8中示出的分層的 外殼結構88，其中外殼12的浸透的柔性材料有效地夾在聚乙烯層22之 間。聚乙烯層22防止可固化高分子化合物暴露於環境溼氣。在特定實 施例中，施加到外殼材料的上和下表面的聚乙烯層22的厚度從大約1到 大約3密耳。在外殼部件12'和12"退出壓制操作之後，將它們置於固化夾具 21中或上，保持外殼12處於對庇護棚10而言的理想形狀，並使得浸入 柔性外殼材料中的可固化高分子化合物能夠固化。圖ll顯示了固化夾具21以及外殼部件12'和12"在外殼12的固化過程期間的分解視圖。在圖ll中所示的實施例中，當可固化高分子化合物固化時，將外殼部件12'和12"施加到固化夾具21的外部。由於在浸漬工藝期間施加到 外殼材料中的固化引發劑，所以儘管存在聚乙烯層22，但是仍然能夠 進行外殼材料中的預聚物的固化。在特定的實施例中，可將聚乙烯層 從外殼材料上除去，並且除了固化引發劑之外或代替固化引發劑，通 過暴露於環境溼氣，也能夠固化其中的可固化高分子化合物。仍參照圖ll，固化夾具21的一些實施例也將具有邊緣23、邊緣25 和邊緣27，所述邊緣23將導致在外殼部件12"上形成邊緣13，所述邊 緣25將導致在外殼部件12'上形成邊緣15，所述邊緣27將導致在外殼 部件12，上形成邊緣32。邊緣13繞外殼部件12'的底緣周界形成並從外殼部件12"的表平 面一定程度地徑向延展。邊緣15繞外殼部件12'的頂緣周界形成並從 外殼部件12'的外表面以某一角度向外延展，從而當外殼部件12'和 12"如圖12中所示組裝時，邊緣15的最上方表面與邊緣13的底表面齊 平。邊緣32繞外殼部件12'的底緣周界形成並從外殼部件12'的底部 徑向然後向上延展，如圖1和圖9至圖12中所示。現在參照圖l、 2和圖12至圖14，庇護棚10的牆36和屋頂38均分別 具有提供庇護棚10的內部框架的牆芯90和屋頂芯92。牆芯90和屋頂芯 92均具有許多層，在下文中將參照圖2至圖4和圖12至圖14對這些層進 行描述，其中參照"內"層描述與外殼12的外表面相鄰並形成芯的內 側的層，而參照"外"層描述距外殼12的外表面最遠並形成芯的外側 的層。牆芯90和屋頂芯92的每一個均具有由柔性材料製成的內芯層14和 由柔性材料製成的外芯層16。在特定的實施例中，內芯層14和外芯層 16的每一個均包括至少大約1英寸厚的開孔型的、聚醚、聚酯或聚氨酯泡沬體。在其它實施例中，內芯層14和外芯層16的每一個均包括具有從大約0.6到大約1.2磅的壓入荷重變形(ILD)範圍以及從大約1.5到大 約4磅/英尺3的密度範圍的開孔型的、聚醚、聚酯或聚氨酯泡沫體。內芯層14和外芯層16的相對尺寸至少部分地通過待形成結構的期 望面積來確定。在特定的實施例中，此處待形成的結構是庇護棚IO， 內芯層14和外芯層16均具有至少部分地通過所建造庇護棚的外周長確 定的水平尺寸(相對於在其上架設有庇護棚10的表面1) ， "h"(即 長度)。內芯層14和外芯層16的各自長度通過該層是內芯層14還是外 芯層16來進一步確定。特別地，內芯層14與外芯層16相比具有更短的 長度。牆芯90的內芯層14長度大約等於庇護棚10的期望外周長的98%。 牆芯90的外芯層16長度大約等於庇護棚的期望外周長的101%。屋頂芯 92的內芯層14的表面積大約等於庇護棚的期望外表面積的98%。屋頂 芯92的外芯層16的表面積大約等於庇護棚的期望外表面積的101%。內 芯層14和外芯層16的尺寸調整為補償在牆芯90和屋頂芯92的組裝期間 遇到的幾何因子，此處將對其進行更詳細地描述。通過利用具有上述相對尺寸的內和外芯層14和16形成牆芯90和屋 頂芯92，如此形成的牆芯90和屋頂芯92將分別具有弓形和凹形，如圖l、 3和4中所示，這有助於層的直立能力。直立能力，而不是彎曲或塌陷， 對於牆芯卯和屋頂芯92是特別重要的，因為牆芯卯和屋頂芯92均為庇 護棚10提供了內部框架。在特定的實施例中，可使牆芯90和屋頂芯92的一個或兩個的內芯 層14和外芯層16的一個或兩個充滿與此前所述類似的可溼固化多異氰 酸酯高分子化合物。在使內和外芯層14和16物理接合(如此處進一步 詳述的那樣)之後，如果要對內芯層14或外芯層16進行浸漬，則可通 過在內芯層14的內表面和外芯層16的外表面上塗刷或噴射可固化高分子化合物來完成利用該可固化高分子化合物對內芯層14或外芯層16的浸漬。如果內和外芯層14和16的任一個充滿可固化高分子化合物，則優 選不施加固化引發劑，並通過將聚乙烯層施加到浸透層以將該浸透的 材料夾在中間(非常類似如結合圖8所述的將外殼12夾在兩個聚乙烯層 22之間)來延遲可固化高分子化合物的固化。當到將牆芯90和屋頂芯 92與庇護棚10的其它層接合的時間時可將聚乙烯層22除去。庇護棚10還包括圖2中圖示的以及圖3和圖4中示出的防潮層18。防 潮層18用於防護庇護棚10的處於防潮層18內部的所有層避免受到各種 因素的侵擾。考慮到由防潮層18內部的層導致的庇護棚10表面積的任 何增加，防潮層18的尺寸以類似於上述用於確定外層16的尺寸的方式 確定。在特定的實施例中，防潮層18可由具有聚乙烯或其它防水材料的 芯的、厚度大致為1到10密耳的雙面膠膜組成。任何滿足這些標準的多 種可商業購得的雙面膠膜或膠帶都適合於用作防潮層18。如果防潮層18不是雙面膠膜或類似材料，則可經由諸如圖5至圖7 中概略示出以及上文所述的工藝之一的處理工藝，將防潮層的內表面 塗覆可固化高分子化合物，例如類似於此前所述的可溼固化多異氰酸 酯高分子化合物。在一些這樣的實施例中，防潮層18包括牛皮紙。在這些實施例中， 牛皮紙的重量為從大約30磅到大約40磅，厚度為大約0.01英寸。在其它 實施例中，防潮層18包括聚酯油氈，其厚度從大約0.06到大約0.08英寸，重量大約為8盎司/平方碼。防潮層18的內表面可塗覆厚度為從大約0.005到大約0.010英寸的第一層可固化高分子化合物。在一個實施例中，為便於處理，在施加 可固化高分子化合物之後，將聚乙烯層施加到防潮層18。如果要將聚 乙烯層施加到防潮層18，則也可施加固化引發劑。如果不使用聚乙烯層，那麼可使防潮層18中的可固化高分子化合物在與環境溼氣接觸時固化。無論是否使用固化引發劑和聚乙烯層，防潮層18上的第一層可固 化高分子化合物都能夠固化。然後可施加第二層可固化高分子化合物。 該第二層可固化高分子化合物可塗刷、噴射或輥壓在第一層可固化高分子化合物上。在特定的實施例中，將第二可固化高分子化合物以大約0.05英寸厚的層施加到防潮層18的內表面。如圖15中所示，如果防潮層18包括牛皮紙，則防潮層18中發生的 固化過程以及防潮層18與庇護棚10內層的粘合可通過利用蒸汽裝置 122將蒸汽120施加到防潮層18的外表面而加速。蒸汽裝置122可以是任 何安裝成產生用於商用材料的水蒸汽的工業設備。蒸汽120中的水蒸氣 滲入防潮層18，加速固化過程並促進可固化高分子化合物發泡，其有 助於在防潮層18和牆芯90、屋頂芯92以及外殼12的邊緣32的最外表面 之間形成永久的柔性結合。還可從外殼12的內表面施加壓力124以促使 發泡的可固化高分子化合物滲入牆芯90或屋頂芯92。可使用諸如此前 所述的其它固化引發劑來促使可固化高分子化合物發泡。圖2中圖示的以及圖1、 3和4中示出的庇護棚覆蓋物20用作庇護棚 IO的最外層。考慮到由庇護棚覆蓋物20內部的層導致的庇護棚10表面 積的任何增加，庇護棚覆蓋物20的尺寸以類似於上述用於確定外層16 的尺寸的方式確定。在大多數實施例中，庇護棚覆蓋物20具有足夠尺 寸以作為連續層環繞防潮層18的外表面。在特定的實施例中，庇護棚覆蓋物20包括已充滿可固化高分子化 合物的聚酯油氈。在其它實施例中，庇護棚覆蓋物20包括95%的厚度為從大約0.06英寸到大約0.08英寸的毛氈(例如，美國材料試驗協會編 號CF-206-16Rlx， 600PSI或更大)。在特定的實施例中，庇護棚遮蓋物20充滿類似於此前所述的可溼 固化多異氰酸酯高分子化合物。在一些這樣的實施例中，浸入聚酯油 氈中的溼固化高分子化合物是包括大約25X的上述Desmodur E 743高 分子化合物以及大約75X的上述Desmodur E 28高分子化合物的混合 物。在庇護棚覆蓋物20充滿可固化高分子化合物的實施例中，為了使可固化高分子化合物能夠充分浸入其中，庇護棚覆蓋物材料的含水量 必須小於大約每10份的可固化高分子化合物中含有0.0001份的水分。在 用可固化高分子化合物浸漬之前，可將庇護棚覆蓋物20弄乾以除去環 境溼氣。利用可固化高分子化合物對庇護棚覆蓋物20的浸漬可通過手工或 通過諸如圖5至圖7中概略示出以及上文所述的工藝之一的處理工藝來 執行。然而，由於意欲延遲庇護棚覆蓋物中的可固化高分子化合物的 固化，直至期望最終裝配庇護棚10的時候，所以不將固化引發劑施加 於庇護棚覆蓋物20。這種固化延遲通過在處理工藝期間將聚乙烯層施 加到庇護棚覆蓋物20來實現。庇護棚10還包括圖2中圖示的以及圖3、 4、和圖12至圖14中示出的 支撐構件26。支撐構件26主要為前述的牆芯90和屋頂芯92提供直立的 能力。如圖12至圖14中所示，支撐構件26可設置在由牆芯90和屋頂芯 92的一個或兩個的外芯層16或牆芯90和屋頂芯92的一個或兩個的內芯 層14形成的槽24中。在特定的實施例中，支撐構件26可使用本領域的普通技術人員所 公知的傳統材料，諸如聚氯乙烯管或塑料或者鋁管或杆建造。在特定的其它實施例中，支撐構件26包括厚度為外芯層16的厚度的大約75%的聚酯油氈。在這些實施例中，支撐構件26的材料可充滿 類似於此前所述的可溼固化多異氰酸酯高分子化合物。在一些實施例中，加強屋頂芯92的支撐構件26包括柔性材料、開 孔型的、聚醚、聚酯或聚氨酯泡沫體，其大致等於內芯14厚度的100%， 寬度從大約4英寸到大約8英寸，充滿類似於此前所述的可溼固化多異 氰酸酯高分子化合物。在與牆芯90相關聯的支撐構件26充滿類似於此前所述的可溼固化 多異氰酸酯高分子化合物的一些實施例中，浸入支撐構件26的材料中 的可固化高分子化合物通常僅包括上述DesmodurE 743高分子化合物。在與屋頂芯92相關聯的支撐構件26充滿類似於此前所述的可溼固 化多異氰酸酯高分子化合物的一些實施例中，浸入支撐構件26的材料 中的可固化高分子化合物包括大約50X的上述Desmodur E 743高分子 化合物以及大約50。/^的上述DesmodurE28高分子化合物的混合物。如果牆芯卯或屋頂芯92的支撐構件26通過上述的處理工藝充滿可 固化高分子化合物，則優選不施加固化引發劑，並延遲可固化高分子 化合物的固化，直至除去在浸漬工藝之後施加的聚乙烯層。支撐構件 26中的可固化高分子化合物的固化延遲為將支撐構件26施加於牆芯90 和/或屋頂芯92 (此處進一步詳述)提供了時間。現在參照圖1至圖3以及圖16至圖18，示出了用於將庇護棚10固定 到表面11的鎖銷系統110。鎖銷系統110包括連續或單獨的鎖銷構件28， 其提供固定點，用於將庇護棚10錨固到表面11;以及鎖銷節點180，其 突出穿過外殼12的內表面並提供固定點，用於將元件或其它固定設備， 諸如內隔板加到庇護棚10的內部或外部。在特定的實施例中，鎖銷構件28包括端接於環端112 (圖17)中的 直徑大約為0.1英寸的不鏽鋼絲繩。在特定的其它實施例中，鎖銷構件
28包括端接於環端112中的直徑大約為0.1英寸到0.25英寸的繩索，所述 繩索由尼龍、編織或未編織的布繩或其它合適的並且可商業購買的材 料製成。
在特定的實施例中，鎖銷構件28包在柔性護套114 (圖16中所示) 中，以防止鎖銷構件28切入相鄰的結構層。在一些這樣的實施例中， 為防止切入相鄰的結構層，牆芯90和屋頂芯92上的每個鎖銷構件28的 路線與加強材料層116 (如圖16中所示)排成直線，在這些實施例的特 定實施例中，加強材料層116充滿類似於此前所述的可溼固化多異氰酸 酯高分子化合物。
鎖銷構件28容納許多傳統錨固設備和機構的附件。如圖19中所示， 這些附件可包括能夠接收環端112的諸如地樁或螺旋鑽螺釘的地錨31。 其它錨固的實施例包括設置在地錨31和鎖銷構件28之間以便於初始和 定期調整的套筒螺母33，如圖20中所示。
在另一錨固的實施例中，諸如通過圖18和圖21示出的實施例，由 諸如塑料或金屬(例如鋁)的剛性材料製成並定形為接收庇護棚10的 底部幾何結構的安裝軌道29可直接錨固到其上架設庇護棚10的表面11 上，可使用鎖銷系統110將庇護棚10固定到安裝軌道29上。
不管錨固機構的類型或鎖銷構件28在牆36的結構內的精確布置如 何，都將環端112以某種方式偏置到庇護棚10的內部，諸如在通過圖19 至圖21示出的實施例中，從而可從庇護棚10內部將庇護棚10錨固到表 面ll。
返回參照圖l，庇護棚10還包括屋頂到牆的接縫30，接縫30保護屋頂38和牆36之間的連接，並確保在由庇護棚覆蓋物20提供的覆蓋中不 存在縫隙。屋頂到牆的接縫30的尺寸設置為足夠長以纏繞庇護棚10的 牆36的整個頂緣周界，以及設置為足夠寬以向下延展到庇護棚10的牆 36的外部大約4英寸到大約6英寸並向上延展到庇護棚10的屋頂38的外 部大約4英寸到大約6英寸。
在特定的實施例中，屋頂到牆的接縫30包括已充滿可固化高分子 化合物的氈帶，所述可固化高分子化合物是類似於此前所述的可溼固 化多異氰酸酯高分子化合物。在一些這樣的實施例中，屋頂到牆的接 縫30包括95%的毛氈(例如，美國材料試驗協會編號CF-206-16Rlx， 600PSI或更大)，所述毛氈的厚度為從大約0.06英寸到大約0.08英寸， 並充滿可固化高分子化合物。
當意圖延遲庇護棚覆蓋物中的可固化高分子化合物的固化，直至 期望最終裝配庇護棚10的時候，通過諸如圖5至圖7中概略示出以及上 文所述的工藝之一的處理工藝可實現利用可固化高分子化合物對屋頂 到牆的接縫30的浸漬。因此，不施加固化引發劑，並且當屋頂到牆的 接縫30退出軋制處理時，它的兩個表面被聚乙烯層覆蓋。
再次參照圖l，在一些實施例中，將下邊板34施加到牆36的底緣周 界。在這些實施例中，下邊板34的尺寸設置為足夠長以纏繞庇護棚的 整個周界，以及設置為足夠寬以從庇護棚覆蓋物20的外部延展到外殼 12的內部，在相對於表面ll的垂直方向中，在外殼12的內部和庇護棚 覆蓋物20的外部上的重疊部分至少為3英寸，庇護棚10將建立在所述表 面11上。另外，下邊板34的長度包括任意門洞的高度和寬度，並遵循 任意這種開口的幾何形狀。
在這些實施例的特定實施例中，下邊板34包括95%的厚度為從大 約0.06英寸到大約0.08英寸的毛氈(例如，美國材料試驗協會編號 CF-206-16Rlx， 600PSI或更大)。在特定的實施例中，下邊板34充滿類似於如上述施加到庇護棚覆
蓋物20的可固化高分子化合物，如果在浸入下邊板34中的可固化高分 子化合物明顯固化出現之前施加到任一層的表面，則下邊板34將粘附 到庇護棚覆蓋物20或外殼12的外部。
在下邊板34充滿可固化高分子化合物的這些實施例中，目的是延 遲庇護棚覆蓋物中的可固化高分子化合物的固化，直至期望最終裝配 庇護棚10的時候。因此，不施加固化引發劑，並使下邊板34夾在聚乙 烯層之間，直至裝配開始，除非如下文所述，目的是將施加到下邊板 34的可固化高分子化合物用作粘合劑。
返回參照圖8至圖10，組裝庇護棚10的第一步是組裝單片外殼12。 儘管存在聚乙烯層22，但是對外殼材料施加固化引發劑將使得浸入外 殼12中的可固化高分子化合物在組裝之前固化，此處聚乙烯層22的存 在是為了便於外殼12的處理，。
另外參照圖3、 4和9，對外殼12的牆和屋頂部件進行組裝，從而外 殼部件12"的腔與外殼部件12'的內部形成連續的空間。然後外殼部 件12'和12"彼此粘接或以另外的方式相互固定。
在一些實施例中，當分別將外殼部件12'和12"應用到固化夾具 21時，將覆蓋邊緣15的頂面和邊緣13的底面的聚乙烯層部分除去。在 一些這樣的實施例中，可在可固化高分子化合物明顯固化之前使外殼 部件12'和12"形成接觸，從而可固化高分子化合物用作粘合劑並當 固化時固定外殼12的兩個部件。
在其它實施例中，允許外殼12的外殼部件12，和12"在連接之前 基本固化，並在除去聚乙烯層22之後，隨後使用聚氨酯膠粘劑或本領 域的普通技術人員所公知的另外的合適材料固定。此外，外殼12的外殼部件12'和12"可通過機械固定諸如卡釘或縫合或本領域普通技術 人員所公知的其它方法來連接。
返回參照圖l，在將牆芯90和屋頂芯92與固化的外殼12物理連接之 前，可將可選的下邊板34 (上文所述)固定到固化外殼12的下部內緣。 在這樣的實施例中，將覆蓋下邊板34的一個部分的聚乙烯除去，所述 部分是固定到固化外殼12下部內緣的部分。然後或者將下邊板34立即 施加到外殼12，使得當充滿下邊板34的可固化高分子化合物固化時， 該可固化高分子化合物用作粘合劑，或者使下邊板34的暴露部分固化 並隨後粘附到外殼12。然後下邊板34的自由端向外突出，處於牆36下 發並超出牆36以封閉庇護棚10的底部和庇護棚的安裝表面之間的縫 隙。例如，下邊板34將使庇護棚能夠抵抗風雨和有害物的侵入，特別 是如果用土或其它材料覆蓋下邊板34的話。
圖13示出了上述的牆芯90的實施例，牆芯90是這樣形成的將內 芯層14拉伸到與外芯層16等長的尺寸從而內芯層14與外芯層16基本重 疊，並在它們各自的端部將兩層粘接在一起。接下來，將內芯層14和 外芯層16在它們各自的中心粘接，然後在由此形成的結構的每個相繼 的中點處粘接，直到內和外芯層14和16整體配合在一起。因為將內芯 層14拉伸到與外芯層16重疊，隨後內芯層15將試圖縮回到其原始尺寸， 所以這種方式的粘接有助於牆芯90相對於庇護棚內部的凹曲。這種凹 曲提供了豎直剛度以及相對於內力和外力的橫向抵抗的形式的結構支 撐。
圖14示出了上述的屋頂芯92的實施例，屋頂芯92是這樣形成的 用至少一個支撐構件26 (上文所述)加強內芯層14，拉伸內芯層14以
大致與外芯層16重疊，然後根據庇護棚10的實施例，如圖22至圖24中 所示，分別在屋頂38的錐頂94、脊線96或頂點98將兩層粘接到一起。 在屋頂芯92的可選實施例中，將至少一個支撐構件26施加到外芯層16 的外部而不是夾在內和外芯層14和16之間。在環繞屋頂芯92周界的邊緣處，將內和外芯層14和16進一步粘接在一起，然後在由此形成的結構的每個相繼的中點處粘接，直到內和
外芯層14和16整體配合在一起。在屋頂芯92基本是圓屋頂形(圖24)的實施例中，這種方式的粘接有助於屋頂芯92相對於庇護棚10內部的凸曲，其提供了垂直於屋頂38的外殼12部件的結構穩定性和剛度。
牆芯90和屋頂芯92中的一個或兩個的內芯層14和外芯層16的粘接通過施加聚氨酯膠粘劑或雙面膠帶或膠膜來實現。任意多種可商業購得的聚氨酯膠粘劑或雙面膠帶都適合於此目的。
如上關於屋頂芯92所述，可將支撐構件26置於內和外芯層14和16之間或外芯層16的外部以進一步為牆芯90和屋頂芯92提供直立的能力。儘管在大多數實施例中，與牆芯90相關聯的支撐構件26將相對於架設庇護棚的表面而定向在大致垂直的方向上，但是與屋頂芯92相關聯的支撐構件26的定向可以改變。
圖22示出了庇護棚10的支撐構件26的布置的實施例，其中屋頂芯92形成圓錐形狀，支撐構件26沿大體垂直的方向設置在牆芯90上並與屋頂芯92的表面共面。在此實施例中，與屋頂芯92相關聯的支撐構件26環繞屋頂芯92的周界設置，並在屋頂芯92的中心處彼此連接。
圖23示出了一實施例，其中，屋頂芯92形成了人字形屋頂或斜屋頂，支撐構件26沿大體垂直的方向設置在牆芯90上並沿大致水平的方向設置在屋頂芯92上。在此實施例中，有些支撐構件26相對於屋頂芯92的承重方向水平設置，而其它支撐構件26以某一角度設置以為屋頂芯92提供附加穩定性。
圖24示出了一實施例，其中，庇護棚需要屋頂芯92的附加承重能力，支撐構件26水平和豎直設置在圓屋頂結構中以使結構的穩定性和強度最高。在此實施例中，大體豎直的支撐構件26環繞屋頂芯92的周
界設置並在屋頂芯92的中心處彼此連接。
更具體地參照相對於內和外芯層14和16布置支撐構件26所使用的方法，槽24可形成在牆芯90或屋頂芯92的外芯層16的內或外表面以及內芯層14的外表面中以接收支撐構件26，如圖2、 13和14中所示。
在特定的實施例中，槽24在內和外芯層14和16粘接之後形成在外芯層16中。在一些這樣的實施例中，槽的深度大約為牆芯90的外芯層16的厚度的75%，大約為屋頂芯92的內芯層14的厚度的100%。對於牆芯90，槽24設置為以大約5英寸到大約24英寸的間距接收支撐構件26，支撐構件26橫向間隔開並大致垂直於架設庇護棚的表面設置。
對於形成諸如圖22和圖24中分別示出的圓錐形或圓屋頂形的屋頂芯92，繞屋頂芯92的周界以均勻間距切割槽24，支撐構件26與屋頂芯92的表面大致共面地設置並在屋頂的錐頂92或頂點98連接。在具有增強承重能力的實施例中，諸如圖24所示，槽24相對於屋頂的承重方向也是水平的，由此以接收以一定間距縱向隔開的支撐構件26，與下文關於人字形屋頂或斜屋頂(圖23)所述的相似。
對於形成人字形屋頂或斜屋頂的屋頂芯92，槽24相對於屋頂芯92的承重方向是水平的，由此以大約5英寸到大約10英寸的間距接收支撐構件26。
在一些實施例中，如上所述，在它們的製造期間，支撐構件26分別如圖22至圖22中所示地充滿。在這樣的實施例中，在支撐構件26中分別出現明顯固化之前(如圖22至圖24中所示)，將附在支撐構件26上的任何聚乙烯層剝掉，並將支撐構件26插入槽24中。
庇護棚10的組裝的下一階段是牆芯90、屋頂芯92以及支撐構件26與外殼12的連接。如圖12中所示，牆芯90及其支撐構件26的底緣插入到外殼12的下緣和邊緣32的豎直部分之間的縫隙中，並粘附到邊緣32的內表面。牆芯90的內芯層14的內表面粘附到外殼12的外表面，而牆芯90的內和外芯層14和16的頂面粘附到邊緣15的底面。
屋頂芯92的內芯層14和外芯層16的底面通過諸如聚氨酯膠粘劑的任意合適的粘合劑或雙面膠帶粘附到邊緣13的頂面。屋頂芯92的內芯層14的內表面粘附到外殼12的外表面。可使用諸如聚氨酯膠粘劑的任意合適的粘合劑或雙面膠帶將牆芯90和屋頂芯92粘附到外殼12的外表面。
一旦將外殼12、牆芯90、屋頂芯92以及支撐構件26連接起來，庇護棚的子組件IOO (圖25中所示)就完成了。圖26示出了子組件100的實施例的水平橫剖面，並圖示了外殼12、牆芯卯、屋頂芯92、槽24以及支撐構件26。在一些實施例中，子組件100包括諸如下邊板34的特徵和諸如窗單元40的可選固定設備。在所有的實施例中，子組件100的牆芯90和屋頂芯92均包括其各自的內芯層14、外芯層16、槽24和支撐構件26。
現在參照圖18，其示出了應用到子組件100的鎖銷系統110 (前面所述)的布置。鎖銷系統110包括連續或單獨的鎖銷構件28，在所示的實施例中，鎖銷構件28設置在牆芯90和屋頂芯92的外表面上。
在一些實施例中，不管鎖銷構件28在牆36的結構內的精確布置如何，都將環端112以某種方式朝向庇護棚10的內部偏置，如在通過圖19至圖21中所示，從而可從庇護棚的內部將庇護棚10錨固到表面。
在特定的實施例中，諸如圖18中所示的實施例，鎖銷構件28設置在位於牆芯90和屋頂芯92的外表面上的路線中，其在庇護棚10的大致四個角的位置處以及側面上提供錨固。在可選實施例中，由諸如塑料或金屬(例如鋁)的剛性材料製成並定形為接收庇護棚10的底部幾何結構的安裝軌道(圖18和圖21中所
示)可直接錨固到架設該結構的表面ii上，可使用鎖銷系統iio將該結
構固定到安裝軌道29上。
儘管圖2中所示實施例的橫剖面顯示了與外芯層16相鄰並於其外部設置的鎖銷系統110的鎖銷構件28，但是在可選的實施例中，可使鎖銷系統110的部件與庇護棚10的任意層相鄰設置，所述層包括例如外殼12的內部或庇護棚覆蓋物20的外部，分別如圖27和圖28中所示。
一旦子組件100完成，則將防潮層18 (上文所述)施加到圖25和圖26中所示的子組件100的外部。在一些實施例中，諸如圖29中所示的橫剖面中示出的實施例，鎖銷系統與外芯層16相鄰設置，防潮層18覆蓋鎖銷系統110的鎖銷構件2S。如圖29中示出的，將防潮層28施加於子組件100的外芯層16的外表面，形成了子組件102。
在防潮層已充滿可固化高分子溶液並夾在聚乙烯層之間的實施例中，在將防潮層18粘附到子組件100的外芯層16之前，將聚乙烯層從防潮層18除去。可使用諸如聚氨酯膠粘劑的任意合適的粘合劑或雙面膠帶來完成將防潮層18粘附到外芯層16的外表面以及外殼12的邊緣32的最夕卜表面。
允許子組件102至少基本固化。例如，可將子組件102擱置大約2小時到大約4小時的時間以使浸入子組件102的材料的可固化高分子溶液固化。子組件不需要完全固化，但它應當固化到足以能夠進行處理的程度。
在包含在子組件102中的所有可固化高分子溶液固化之後，將子組件102弄乾以除去環境溼氣以及在之前對子組件102的層執行的任意工藝期間產生的任何溼氣。另外，乾燥過程確保了停止所有之前施加的可固化高分子溶液的固化。
將子組件102乾燥到牆芯90和屋頂芯92的內和外芯層14和16中的含水量小於大約每10份的可固化高分子溶液中含有0.0001份的水分，所述可固化高分子溶液將施加於庇護棚覆蓋物，所述庇護棚覆蓋物將施加到防潮層18的外表面。牆芯90和屋頂芯92的內和外芯層14和16中的含水量可使用可商業購買的溼度計來確定，諸如通用電氣的ProtimeterMMSPlus (GE5800)或電氣設備有限公司的TEM-1紡織品測溼儀。
返回參照圖l，庇護棚覆蓋物20是庇護棚10的最終的外層，將庇護棚覆蓋物20應用到圖29中所示的子組件102。圖2有效地示出了已應用了庇護棚覆蓋物20的子組件102的牆36的橫剖面。
在將庇護棚覆蓋物20應用到防潮層18的外表面之前，將其間夾著庇護棚覆蓋物20的聚乙烯層之一除去。這導致庇護棚覆蓋物20上剩餘聚乙烯層設置成朝向庇護棚的外部，而庇護棚覆蓋物20的已除去聚乙烯層的側面被定位成與防潮層18的外表面相鄰，如圖2至圖4中所示。將剩餘聚乙烯層保持在庇護棚覆蓋物20的外表面上的適當位置，直至期望浸入庇護棚覆蓋物20中的可固化高分子溶液固化的時候。
現在參照圖3和圖4，通過應用粘合劑、卡釘、縫合或用於持久連接材料的任意其它方法，在邊緣13的上表面和邊緣15的底表面處將庇護棚覆蓋物20固定到外殼12。多種可商業購買的聚氨酯膠粘劑、雙面膠帶、卡釘或縫合技術及材料中的任何一種都是合適的。
然後將圖1中所示的屋頂到牆的接縫30應用到庇護棚覆蓋物20的外表面，使得屋頂到牆的接縫30向下延展到庇護棚10的牆36的外部大約4英寸到大約6英寸並向上延展到庇護棚10的屋頂38的外部大約4英寸到大約6英寸。在將屋頂到牆的接縫30已充滿可固化高分子溶液並夾在聚乙烯層
之間的實施例中，在將屋頂到牆的接縫30應用到庇護棚覆蓋物20之前，將該聚乙烯層之一除去。這導致屋頂到牆的接縫30上剩餘聚乙烯層設置成朝向庇護棚的外部，而屋頂到牆的接縫30的已除去聚乙烯層的側面被設置成與庇護棚覆蓋物20的外表面相鄰。將屋頂到牆的接縫的外表面上的聚乙烯層保持在適當位置，直至期望固化的時候。
在這樣的實施例中，同樣地，通過向後剝開(peeling back)足量的剩餘聚乙烯層以允許進行施加，為施加屋頂到牆的接縫30而準備庇護棚覆蓋物20。 一旦將屋頂到牆的接縫30應用到庇護棚覆蓋物20，在其初始位置就取代了剩餘聚乙烯層的向後剝開的部分。
在一些這樣的實施例中，在屋頂到牆的接縫30和庇護棚覆蓋物20中的一個或兩個已明顯發生固化之前，將屋頂到牆的接縫30應用到庇護棚覆蓋物20。在這樣的實施例中，可固化高分子溶液充當粘合劑，並當可固化高分子溶液固化時將屋頂到牆的接縫30和庇護棚覆蓋物20
粘合起來。在其它實施例中，可使用諸如聚氨酯膠粘劑的任意合適的粘合劑或雙面膠帶來完成將屋頂到牆的接縫30應用到庇護棚覆蓋物20。
因為環境溼氣可導致浸入到庇護棚覆蓋物20中的可固化高分子溶液的固化，所以一旦將庇護棚覆蓋物20外表面上的聚乙烯層22 (圖2中所示)除去，庇護棚覆蓋物20就可開始固化。因此，在特定的實施例中，在庇護棚10的組裝之後，可在需要的時候通過除去聚乙烯層來開始固化。在其它實施例中，將組裝的庇護棚包裝並運輸到遠離裝配點的位置，因此通過將聚乙烯層保留在適當的位置以防止溼氣接觸到庇護棚覆蓋物20而延遲固化。
一旦建造了諸如上文參照圖1至圖29所述的庇護棚10的結構，可通過摺疊和真空包裝減小結構所佔用的空間體積尺寸。在特定的實施例中，例如架設時佔據大約800立方英尺空間的庇護棚，通過摺疊和壓縮可將庇護棚的尺寸減小到其原始尺寸的大約3%，然後通過打開庇護棚並將屋頂推至期望位置，將庇護棚恢復到其最初架設的結構。在其它
實施例中，例如架設時佔據大約3200立方英尺空間的庇護棚，通過摺疊和壓縮可將庇護棚的尺寸減小到小於其原始尺寸的大約2%，然後通
過打開庇護棚並將屋頂推至期望位置，將庇護棚恢復到其最初架設的結構。
現在參照圖30和圖31，首先通過將屋頂38的中心130或脊線132摺疊到由牆36形成的內部空間中來摺疊庇護棚10。隨著屋頂38內翻進入庇護棚10的內部空間，將力"F,施加到屋頂38的內表面以將面向內的斜面134推向庇護棚10內部的一側136，如圖32中以俯視圖示出的。另外，將力"F2"施加到相對側138和140的每一側的近似中心處，由此將側138和140的近似中心推向庇護棚10的近似中心處。
現在參照圖33，在繼續將側138和140推向庇護棚10的中心時，沿側136和142的整個牆表面施加力"F3"，由此以使彼此更接近的兩側136和142接近壓緊的庇護棚10的中心。可選地，在庇護棚10的一側的近似中心處以及庇護棚10的相對側上的至少兩個位置處施加力"F3"，所述兩個位置對稱地處於側142的近似中心的遠端，如圖34中所示。這種在相對側136和142上施加力，通常導致各自側呈現圍繞庇護棚的近似中心的"包圍"結構。可選地，可通過在庇護棚10的豎直中心線150附近將其對摺，然後在庇護棚10的水平中心線152附近沿方向"R"摺疊它而進一步減小庇護棚10的尺寸(圖35)。
現在參照圖36，將壓緊的庇護棚10放在包160中。包160的材料應是柔性且防潮的，以保護可固化高分子溶液(結構部件中有許多是利用所述可固化高分子溶液進行處理的)，並當結構仍處於包裝中時防止該結構過早固化。適合用於包160的材料應具有0.1克/100平方英寸/天的最大水蒸汽傳輸率以及大約0.0061立方英寸/100平方英寸/天的最大氧氣傳輸率。該材料還必須具有至少大約6磅/英寸的密封強度以及至少大約2000磅/平方英寸(psi)的抗拉強度。
該包設有允許用來連接真空裝置的適當的闊162。在特定的實施例中，包受到真空裝置170的操作，使得庇護棚的尺寸進一步減小，並防止水分到達所存儲的庇護棚而使庇護棚覆蓋物20中的可固化高分子溶液固化。在設置真空包裝之前將庇護棚冷卻至大約65。 F或更低，也可以減少浸入庇護棚覆蓋物20中的可固化高分子溶液固化的機會。在一個實施例中，包160的材料是鋁箔襯背的Mylar⑧層壓包。
除了應用真空裝置170外，可將氮引入到包160中以代替氧氣和水
分，進一步降低包的含水量。為有助於進一步減小包裝尺寸，在真空裝置170操作時，可將壓縮力172施加到摺疊的庇護棚10。將力172在外部施加到包160。
在通過摺疊和真空包裝減小庇護棚10的尺寸之後，將其放入適當的貨櫃中。
為架設庇護棚IO，將庇護棚10從包160中取出。在從包中取出後，由於由外殼12、牆芯90、屋頂芯92和支撐構件26以及內芯層14和外芯層16的彈性記憶效應提供的剛性，通過打開庇護棚IO，庇護棚易於恢復到其預先包裝的形式。
通過反向由圖30至圖35示出的過程，將庇護棚基本恢復到其包裝前的形式。將庇護棚10放在直立位置，向上推動屋頂38至完全展開的位置。將覆蓋庇護棚覆蓋物20、屋頂到牆的接縫30和下邊板34的任何剩餘聚乙烯層除去，並使這些部件中的可固化高分子溶液固化。固化將響應大氣中的環境溼氣而產生；然而，可通過將水霧以不超過l加侖/500平方英尺(庇護棚10的表面區域)的速度施加到外殼覆蓋物20來加速固化過程。
固化周期將產生堅固的庇護棚，當庇護棚覆蓋物20中針對大約10份可固化高分子溶液具有大約0.5份的含水量時，庇護棚覆蓋物在大約4
小時內固化大致90%。
在庇護棚覆蓋物20固化到大約75%或更多之後，可將庇護棚10錨固到地面或其它地基，如上所述。
在根據此處所述的方法製成的庇護棚的一些實施例中，庇護棚可配備柔性實用(utility)設備，包括電配線和用於水和流體管理的柔性管路或軟管。此外，由根據此處所述的方法製成的結構的外部和內部很容易適於容納使用已要求保護的相同製造標準的固定設備和生活設施。這些固定設備和生活設施包括諸如窗單元40 (圖l)、附加的牆、隔板、屋簷、地板、挑簷、百葉窗、門、排煙孔和內置家具的固定設備。
儘管本發明的可選實施例將包括如此處所述的基本類似的部件，但是本領域的技術人員將容易理解到具有其它易於獲得的製造方法。
在一些這樣的可選實施例中，結構的製造包括使用與由圖38中的RIM系統200所示的相類似的反應性注壓技術。在這些實施例的特定實施例中，上述所有的部件層和構件將通常是現存的，但是材料的處理和裝配方法將是會改變。
在這樣的實施例中，參照圖l、 2、 lO和ll (同時繼續參照圖37)，所示實施例的外殼12充滿如前面所述的可固化高分子溶液，將外殼12放入模製設備206的底模210和頂模212之一中，使得最後的外殼12的外表面面對底模210和頂模212的另一個。將沒有利用可固化高分子溶液浸漬的庇護棚覆蓋物20放在底模210和頂模212的另一個中，使得最後的庇護棚覆蓋物的內表面面向底模和頂模的另一個。當將庇護棚覆蓋
物20和外殼12適當地放在模製設備206中時，在它們之間存在空間，結
構的其它部件可放在該空間中。
在這樣的實施例中，如果想要將支撐構件26、鎖銷構件28和環端112 (圖17)嵌入位於庇護棚覆蓋物20和外殼12之間的某處，則可根據部件在完工結構中的期望位置將支撐構件26、鎖銷構件28和環端112置於模製設備206中，位於庇護棚覆蓋物20和外殼12之間。圖2示出了支撐構件26和鎖銷構件28可相對於庇護棚覆蓋物20和外殼12而布置的一個實施例。支撐構件26、鎖銷構件28和環端112可通過間隔設備保持在適當位置，該間隔設備通過與模製設備邊緣的接觸而懸於底模210和頂模212之間，或通過適於將部件的位置保持在模製設備206中的任意其它方法而另外地固定。
在這樣的實施例中，然後向模製設備206填充異氰酸鹽和多元醇的混合物，所述混合物分別從罐220和222中輸送出來，通過循環泵224計量，並通過混合頭228混合併釋放到封閉的模製設備206中。在特定的實施例中，將添加劑引入該混合物以便於聚合物的發泡。在一個這樣的實施例中，添加劑是水，其與混合物中的異氰酸鹽起反應而生成促進聚合物發泡的二氧化碳。
在一個實施例中，液體混合物在大約150psi到大約3000psi之間任何壓力下進入混合頭228並徹底混合。在大多數實施例中，異氰酸鹽和多元醇的液體混合物在大約室溫和大氣壓力下從混合頭228進入模製設備206。模具中形成聚氨酯聚合物的放熱反應需要大約5分鐘到大約IO分鐘。注入的混合物將形成發泡的聚合物，其具有與前面所述的製造工藝中的內芯層14和外芯層16的組合相類似的物理特性。
所注入的聚合物的固化用於將所形成的泡沫層粘附到庇護棚覆蓋物20和外殼12，以及使支撐構件26、鎖銷構件28和環端112嵌入所形成的泡沫內。
在固化後，液體聚合物混合物的處理、模製設備中的溫度、壓力 和時間也能夠在所形成的聚合物層的表面上產生外層。此外層可用作 防潮層18，因此無需插入單獨的材料來保護庇護棚的內層免受潮溼。
一旦所形成的泡沫層已經固化，就可在如前所述的包裝之前，利 用類似於此前所述的可固化多異氰酸酯高分子化合物對庇護棚覆蓋物
20的外表面進行噴射處理。
本領域的普通技術人員將認識到泡沫成型工藝也可基本如上所述
通過使用開注式(open-pour)冷塑工藝執行。
在本發明的另一實施例中，結構部件的製造和組裝基本如任意上 述的具體實施例中那樣執行，但是不利用可固化高分子化合物對庇護 棚覆蓋物20進行浸漬。
在一些這樣的實施例中，庇護棚覆蓋物沒有用溼固化預聚物浸漬， 圖36中所示的包160設計為將包160用作庇護棚10的最外覆蓋層和防潮層。
在這樣的一個實施例中，庇護棚10的包裝尺寸基本類似於上面所 述以及圖36和圖37中所示的尺寸。然而，用於包裝庇護棚的包包括足 夠的幾何形狀和尺寸，超過了容納庇護棚10的包裝尺寸所需的尺寸， 從而可覆蓋架設的庇護棚10的整個表面積。該超大的包材料被連同庇 護棚10—起緊密包裝，但當在指定地點架設了結構時，將包材料打開， 用作庇護棚的防風雨的最外層。
在本發明的又一實施例中，用於形成圖1中所示的庇護棚覆蓋物20 和外殼12的材料是適於造型或模製的材質並適於接收色彩和其它印刷操作(matter)。這種實施例的一些實例包括手工製作有模擬的磚、木、 石頭或木瓦的庇護棚覆蓋物。
儘管上文僅僅對本發明的幾個示例性實施例進行了詳細描述，但 是本領域的技術人員將易於理解，在不實質偏離本公開的新穎性和優 點的情況下，這些示例性實施例可以進行許多修改。因此，所有這些 修改都應該包括在隨附權利要求中所限定的公開的範圍內。在權利要 求中，如果存在的話，方法加功能部分應該覆蓋此處所述的如執行所 述功能的結構，不僅包括結構等同物，而且也包括等同結構。
權利要求
1.一種用於形成結構的方法，所述方法包括由充滿可固化高分子化合物的柔性材料形成外殼；固化所述外殼中的所述可固化高分子化合物，其中，固化的外殼限定了所述結構的內部以及所述結構的水平和豎直幾何形狀；由柔性材料形成牆芯和屋頂芯，其中，該牆芯和屋頂芯容納支撐構件；將牆芯和屋頂芯與所述外殼物理結合，其中所述牆芯和所述屋頂芯限定了所述結構的外部框架；形成包括充滿可固化高分子化合物的柔性材料的覆蓋物；將所述覆蓋物與所述牆芯和所述屋頂芯物理結合；以及延遲所述覆蓋物中的所述可固化高分子化合物的固化。
2. 根據權利要求l所述的方法，進一步包括 在將所述覆蓋物與所述牆芯和所述屋頂芯物理結合之後，包裝所述結構；以及通過允許溼氣與所述覆蓋物中的所述可固化高分子化合物接觸而 終止所述覆蓋物中的所述可固化高分子化合物的固化的延遲。
3. 根據權利要求2所述的方法，進一步包括 在所述包裝之前壓縮物理結合的庇護棚覆蓋物、牆芯和屋頂芯的尺寸。
4. 根據權利要求l所述的方法，其中，所述可固化高分子化合物 包括多異氰酸酯。
5. 根據權利要求4所述的方法，其中，所述可固化高分子化合物 包括4,4'-二苯基甲烷二異氰酸酯。
6. 根據權利要求l所述的方法，其中，所述外殼、所述牆芯、所 述屋頂芯和所述覆蓋物的所述柔性材料包括開孔型塑性材料，所述塑 性材料選自由聚醚、聚烯烴、聚酯、聚氨酯及其組合構成的組中。
7. 根據權利要求6所述的方法，其中，所述外殼、所述牆芯、所 述屋頂芯和所述覆蓋物的所述柔性材料包括聚酯油氈。
8. —種結構，包括.-外殼，所述外殼包括充滿可固化高分子化合物的柔性材料，所述 外殼形成所述結構的內部並限定所述結構的牆部和屋頂部，其中所述外殼中的所述可固化高分子化合物被固化；牆芯，所述牆芯包括充滿可固化高分子化合物的柔性材料，並布 置在所述外殼的所述牆部周圍，屋頂芯，所述屋頂芯包括充滿可固化髙分子化合物的柔性材料， 並布置在所述外殼的所述屋頂部周圍，多個支撐構件，其布置在所述牆芯和所述屋頂芯內；覆蓋物，所述覆蓋物包括充滿可固化高分子化合物的柔性材料， 所述覆蓋物布置在所述牆芯和所述屋頂芯周圍，並形成所述結構的外 部。
9. 根據權利要求8所述的結構，其中，所述覆蓋物中的所述可固 化高分子化合物被固化。
10. 根據權利要求8所述的結構，其中，所述牆芯和所述屋頂芯 中的所述可固化高分子化合物被固化。
11. 根據權利要求8所述的結構，其中，所述可固化高分子化合 物包括多異氰酸酯。
12. 根據權利要求ll所述的結構，其中，所述可固化高分子化合物包括4，4'-二苯基甲烷二異氰酸酯。
13. 根據權利要求8所述的結構，其中，所述可固化高分子化合物通過暴露於環境溼氣而固化。
14. 根據權利要求8所述的結構，其中，所述外殼進一步包括具 有相對的上和下表面的邊緣，所述牆芯的第一端連接到所述外殼邊緣 的下表面，而所述屋頂芯的第一端連接到所述外殼邊緣的上表面。
15. 根據權利要求8所述的結構，進一步包括布置在所述牆芯和 所述覆蓋物之間的防潮層。
16. 根據權利要求8所述的結構，進一步包括布置在所述屋頂芯 和所述覆蓋物之間的防潮層。
17. 根據權利要求8所述的結構，其中，所述外殼、所述牆芯、 所述屋頂芯和所述覆蓋物的所述柔性材料包括開孔型塑性材料，所述 塑性材料選自由聚醚、聚烯烴、聚酯、聚氨酯及其組合構成的組。
18. 根據權利要求17所述的結構，其中，所述外殼、所述牆芯、 所述屋頂芯和所述覆蓋物的所述柔性材料包括聚酯油氈。
19. 根據權利要求8所述的結構，進一步包括鎖銷系統，所述鎖 銷系統布置在所述牆芯和所述屋頂芯內，用於將所述結構固定到表面。
20. 根據權利要求19所述的結構，其中，所述鎖銷系統包括多個 具有環端的鎖銷構件，用於將所述結構固定到表面。
全文摘要
一種用於製造、存儲和最終組裝自架設結構的方法，所述結構由多種材料和或物品製造，這些材料和或物品的一些或全部可以是柔性的，並且該一些或全部可充滿可固化高分子化合物。將該結構摺疊以減小其體積，並存放在真空密封的包裝中以進一步減小其體積，同時防止浸入的可固化高分子化合物固化，直至期望進行固化的時候。當將該結構從真空密封的包裝中取出時，通過用於建造庇護棚的材料的彈性記憶特性，它恢復到其原始幾何形狀。一旦將庇護棚從真空密封包裝中取出，可固化高分子化合物的固化自然或人為開始。
文檔編號E04C1/41GK101583471SQ200680049207
公開日2009年11月18日 申請日期2006年11月2日 優先權日2005年11月2日
發明者理察·M·格拉博夫斯基, 蘇珊·A·格拉博夫斯基 申請人:理察·M·格拉博夫斯基;蘇珊·A·格拉博夫斯基