CN101203373A - 用于制造其形式为聚结石材或类似于石头的材料的板片的物品的方法和装置 - Google Patents
用于制造其形式为聚结石材或类似于石头的材料的板片的物品的方法和装置 Download PDFInfo
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Abstract
在使用以下技术——该技术设想：制备由粒状制品和粘结剂(由硬化合成树脂组成)形成的混合物，真空振动压实所述混合物的层以及通过催化作用和加热使得到的粗糙板片硬化——制造石头或类似于石头的材料的板片的过程中，通过将冷却流体流、特别是室温下的空气流引导到板片的两个表面上来将板片冷却到室温，同时控制空气的流量，从而确保逐步的和受控的冷却，并且在固定的和非常平的状态下支承板片。所述装置包括设置有多个隔离物(20)的平面结构，该隔离物使板片保持非常平的状态并允许冷却流体流执行其操作。
Description
技术领域
本发明涉及聚结石材物品的制造，更具体地涉及一种用于制造板片(slab)形式的物品的方法和装置。
背景技术
近年来，工业上已经开发和建立了用于制造板片形式的物品的技术，所述板片由聚结石材或类似于石头的材料形成，所述物品的特征在于各种有利的性质，包括可制造大尺寸(大约3.2×1.6米)以及较小厚度的板片，使得它们理想地用于形成建筑物的内部和外部地面和覆层以及装修部件。
其次，这些板片尤其在它们的将保持可见的表面上具有非常一致和均匀的外观，而这些性质在从天然石块(例如大理石、花岗岩、斑岩等)锯下的板片中很难得到。
第三，这些聚结材料物品可以由碎的剩余石材、即在执行从采石场取出石材块体的操作后本来没用了的材料制得，因此从原料成本和环境影响方面都具有明显的优越性。
所述技术主要设想：
(a)制备主要包括一种或多种由石头或类似于石头的材料组成的粒状制品以及粘结剂的初始混合物，所述粒状制品具有选定的颗粒尺寸；
(b)将这种混合物的具有预定厚度的层沉积到临时支承件的表面上或模具中，并随后以类似的支承件覆盖该混合物层；
(c)真空振动压实步骤，在此步骤中，混合物层在已经形成预定真空的环境中经受挤压机的作用并同时使混合物层进行预定频率的振动；
(d)与得到的粗略成型的板片的硬化有关的最终步骤，该工艺主要依赖于粘结剂的性质。
在所述技术中，可以使用无机粘结剂，尤其是水泥基粘结剂，在此情况下使用适合于水泥基物品的工艺来执行硬化步骤。
可选地，可以使用由硬化的有机树脂组成的粘结剂，在此情况下使用众所周知的用于合成树脂的工艺，通常通过催化剂和尽可能均匀地供应给粗略成型的板片表面的热的组合作用，来执行粗略成型片材的硬化。
利用硬化树脂粘结剂制成的板片状物品与利用水泥基粘结剂制成的物品相比具有毋庸置疑的优越性，例如可制造有限厚度的物品以及减少硬化步骤的持续时间。利用水泥基粘结剂制造的物品具有成本较低的优点，而成本低是考虑到其最终用途的一些重要性的一个方面。
有关于用于制造这两种类型的板片物品的方法和设备的更多细节参见以下专利：涉及使用有机粘结剂的欧洲专利No.786,325和No.1,027,205以及涉及无机粘结剂的意大利专利申请No.TV2004A000103。
具体地，本发明涉及用于制造板片形式的物品的技术，其中粘结剂是合成树脂，几乎全部由不饱和聚酯树脂或热固性树脂组成。
更具体地，本发明涉及由真空振动压实步骤产生的粗略成型的板片的硬化的最终步骤。实际上，过去发现，硬化和冷却步骤后得到的板片在其平面度方面经常具有缺陷，该缺陷在一些情况下具有实际翘曲的形式，使得板片在实践中不能使用。
因此，迄今为止实际的硬化步骤很受关注，据认为，在加热板片的表面时缺乏均匀性是造成这些缺陷的原因。
在此步骤中，粗略成型的板片被加热到90℃到180℃之间的温度，并保持在此温度下直到用于使热固性树脂聚合的催化步骤完成。为了避免不均匀的加热，包封在模制支承件内的粗略成型的板片被插入两个具有均匀温度的非常平的热表面之间，并且通过从所述表面经由模制支承件到板片的毗邻表面的直接热传导进行加热；模制支承件可由层压纸片材或优选地由弹性体材料片材组成。
在树脂的高温催化作用之后，板片自然冷却到室温，通常以竖直的位置排列以形成板片叠层。在一些应用中，在将板片竖直排列成叠层之前，通过使板片在马达驱动的滑架上移动、如有必要还在板片上施加空气流，以将板片冷却到大约50-60℃。然而，尽管采用了这些方法，例如上面提到的一种，有时最终的板片还是具有例如几毫米的翘曲或扭曲的缺陷。
就目前使用的方法平均来说，大约30％的制成板片可相对于理想表面发生变形，该变形在长度方向可达3-4mm，在宽度方向达到2mm。
发明内容
本发明的主要目的是解决这个问题，并消除通过催化方法以及通过加热由热固性合成树脂粘结剂的硬化步骤产生的最终板片中的上述缺陷。
已经发现，通过在上述方法和设备中、尤其是在用于使粗略成型的板片硬化的部段下游并入/结合一种方法和一种装置，可以完全实现该目的。
更具体地，根据本发明的方法的特征在于，在高温催化步骤的末尾，通过流体流、优选地通过室温下的空气将板片的两个表面均匀地冷却到室温以及在任何情况下冷却到低于树脂的玻璃化转变温度，为此，将板片固定/静态地支承在非常平的状态下，使得空气流可自由地接触板片的两个表面。
已经发现，从催化炉中取出的板片如果在非常平的支承件上均匀冷却到室温，最后会呈现出支承件的非常平的构型。实际上，从催化炉中取出的板片具有超过90℃的温度，因此高于在配方中以15-20％的体积百分比存在的粘结树脂的玻璃化转变温度。尽管由热固性树脂组成，这么高的温度仍然允许树脂的大分子进行一定程度的重排以及石头颗粒的小的相对位移；结果，板片在其自身重量(作用)下能够重新调整几毫米，然而，在板片冷却到室温以及在任何情况下冷却到低于树脂的玻璃化转变温度的温度的过程中，这足以使板片最后呈现出它被固定支承和放置于其上的表面的非常平的构型。
具体地，在根据本发明的方法中，通过室温下的空气流来进行冷却，使得板片表面的温度逐步减小。为此，优选地，流体流的速度是受控的，该速度保持在大约1.5-2.5m/min的数值。
另外，根据本发明的装置包括用于支承离开加热和催化硬化炉的板片的刚性的金属平面结构，所述平面结构具有多个隔离物，该隔离物优选地由低传导率的材料制成，并且能够使板片支承面保持非常平的状态且离开隔离物安装面一定距离，使得允许冷却流体流均匀且受控地分布，并且限制可导致不期望的变形的从板片朝向平面结构的热流。
优选地，隔离物安装面包括基本上为矩形的框架，该框架的较长侧边通过多个联接板/横梁相连接，隔离物固定于该联接板的表面上。
板片通常以每2至4分钟一块的速度离开催化炉；在冷却步骤(持续大约40-80分钟)的过程中固定支承板片的平面结构可以相互并排地排列或者可以沿一环路/回路位移或者优选地可以插入设有用于供应冷却流体的通道的塔中。然而，重要的是确保冷却面的非常平的布置、防止板片的任何可能的变形并且确保(板片)两侧上恒定均匀的冷却流体流。
可以注意到，使用根据本发明的方法和冷却装置，在实践中所有制得的板片相对于前述理想平面的最大变形为长度方向1.0mm以及宽度方向0.5mm，因而保持在加工公差范围内。
附图说明
从下面参照附图的说明中，本发明的特征和优点将更清楚。在附图中：
-图1是冷却面的俯视平面图；
-图2是沿图1的II-II平面的横截面图；
-图3是图1中所示的平面结构沿短边的端视图；以及
-图4平面结构的一部分和隔离物的放大视图。
具体实施方式
参见其中如已经提及的只示出板片冷却面的附图，在优选实施例中，板片冷却面包括金属框架10，该金属框架足够刚性，使得在板片重量的作用下不会显著变形，并且其由两个侧部纵向构件12和两个端部横向构件14限定。
从图1可以容易地理解，设置有附加的中心增强纵向构件16，而纵向构件12由多个以优选地规则的间隔刚性固定在两个纵向构件12上的联接板18相连接。
每个联接板18具有以通常规则的间隔固定于其上的隔离物，该隔离物总体用附图标记20表示，并且优选地呈现具有低传导率的塑性材料的蘑菇状块体的形式(但是具有非常平的上表面)，该隔离物的柄部24例如通过螺栓22刚性固定在联接板18的上表面上，而头部26向上突起，用于支承联接板18上的隔离物20的表面被机械研磨以形成均匀表面。
从图1中可以容易地理解，多个隔离物20怎样限定可以放置离开其中执行催化硬化以及加热到上述温度的步骤的硬化板片的合适的水平面。
从图4中也可以容易地理解纵向构件12怎样由角形区段28组成，机械加工的拉制件32通过螺钉30和隔离物34固定在该角形区段28上，所述拉制件确保以非常直的并与隔离物20共面的方式在金属平面结构置于其上的设备上支承金属平面结构以供应冷却流体。
图2和3示出一板片36，该板片置于隔离物20上以在该板片下方形成空隙，通过该空隙可以以一定流量输送冷却流体流、优选为室温下的空气流，以便控制板片的冷却速度。
没有详细示出用于向板片36的主表面输送和分配冷却空气流的装置，因为它们由本领域技术人员公知的装置组成，它们的重要特征在于确保逐步地并且均匀地冷却板片的两个表面。
本发明的一个重要优点在于以下事实，即，待冷却的板片由多个小的表面部分支承以基本上避免冷却中的任何不均匀性，同时使板片保持非常平的状态，而防止从板片到平面结构的过多热流量使板片变形。
已参照优选实施例说明了本发明，应当理解，在所附权力要求的范围内可能并且可以设想出概念上和机械上等同的修改和变型。
Claims (6)
1.一种用于制造聚结材料板片的方法，包括以下步骤：
(a)制备主要包括一种或多种由石头或类似于石头的材料组成的粒状制品以及粘结剂的初始混合物，所述粒状制品具有选定的颗粒尺寸，所述粘结剂由热固性合成树脂粘结剂组成，优选地由不饱和聚酯树脂组成；
(b)将这种混合物的具有预定厚度的层沉积到临时支承件表面上或模具中，随后以类似的支承件覆盖该混合物层；
(c)真空振动压实，在此过程中，混合物层在已经形成预定真空的环境中经受挤压机的作用并同时使混合物层进行预定频率的振动；
(d)通过粘结树脂的热催化作用，使得到的粗略成型的板片硬化，所述方法的特征在于，在涉及树脂的高温催化的步骤的末尾，借助于冷却流体流将板片的两个表面均匀冷却到至少低于树脂的玻璃化转变温度的温度，在受控温度下，以这样的方式将用于此目的的板片支承在非常平的状态下，即使得流体流可自由地接触板片的两个表面。
2.根据权利要求1所述的用于制造板片形式的物品的方法，其特征在于，所述冷却流体是处于室温下的空气，该室温在任何情况下都低于树脂的玻璃化转变温度。
3.根据权利要求2所述的用于制造板片形式的物品的方法，其特征在于，空气流的速度是受控的，该速度保持在大约1.5-2.5m/min。
4.用于使用根据权利要求1所述的方法制造板片形式的物品的装置，其特征在于，该装置包括支承离开加热和催化硬化炉的板片的平面结构，所述平面结构具有多个隔离物(20)，该隔离物能够使板片支承面保持非常平的状态并且离开隔离物安装面一定的距离，使得允许冷却流体流均匀且受控地分布，并且防止可导致板片变形的从板片朝向平面结构的热流。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述隔离物安装面包括基本上为矩形的金属框架(10)，该金属框架由两个侧部纵向构件(12)和两个端部横向构件(14)限定，所述纵向构件由多个联接板(18)相连接，隔离物(20)固定在该联接板的表面上。
6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，每个隔离物(20)都呈现具有低传导率的塑性材料的蘑菇状块体的形式，具有非常平的上表面，并且柄部(24)刚性固定在联接板(18)的上表面上。
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