CN108252477A

CN108252477A - 天然石材柔性材料的生产方法

Info

Publication number: CN108252477A
Application number: CN201810107588.9A
Authority: CN
Inventors: 吴鹏程
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2018-02-02
Filing date: 2018-02-02
Publication date: 2018-07-06

Abstract

本发明涉及一种天然石材柔性材料的生产方法，其特征在于：在天然石材板层的两个面均涂布有聚合物材料层，该两个聚合物材料层至少一个是透明的，以显示石材的天然纹路图案；涂布聚合物材料层的复合材料经过处理形成曲面状。本发明天然石材柔性材料及其生产方法由于改变了原本大理石的机械加工性能，使大理石等石材材料具有可拉伸、压缩、延展、受压、受弯等性能，从而为石材工业的产品制造开拓了更大的空间和可能性。由于每个品种的天然石材具有其独一无二的纹路特性，并且一种石材每一片板都具其唯一的图案，为人们的物质文化生活带来了丰富的、充满个性的美感。

Description

天然石材柔性材料的生产方法

技术领域：

本发明涉及一种天然石材柔性材料的生产方法。

背景技术：

众所周知，天然石材是脆性材料，在受拉、受弯或者冲击时，会破裂或者粉碎，这是由石材的岩相结构及结晶体的化学成分决定的，造成天然石材储存和运输时破损率高，且不可用于制造在生产过程中需要拉伸、延展、受弯或受冲击的产品。

而目前的天然石材复合板，大多以天然石材为面层，以陶瓷、木材、铝蜂窝板等为基层，通过面层和基层之间涂布的固化后呈脆硬性的环氧树脂等粘合材料制成。较好地解决了石材易碎，不便于运输和安装的问题。如果面层采用超薄的石材，也比较好地解决了石材板轻量化的问题。但是这些复合材料的应用，仍然是以传统的墙、地面工程中用于平面的饰面铺贴。极少数情况包在结构层为圆柱面或其它平面曲面的墙上形成饰面层，且可选石材品种有限、且仅限于曲率半径非常大（一般一米以上）的平面曲面，且施工极为繁琐复杂。

对于曲率半径较小的平面曲面（剖面为曲线，展开面为平面的，例如直线石材线条），及平面曲面以外的异型曲面石材产品（无法平面展开的，例如半球面的洗手盆等），只有两种办法获得：

第一：从整块的石材立方体切割，仿形加工获得，这就造成：

从立方体上挖除中间，只留下表面的曲面部分，浪费了非常多的原材料，也产生了大量的废弃污染物，也造成了生产环境的恶劣；

异型产品加工时，需要为易脆的石材保留足够的厚度避免破裂，稍有不慎，完全报废，残次品率非常高；对工匠的技术要求很高；

产品自重大，物流成本非常高；成品运输破损率高；

产品自重大，对支撑结构的承载力要求高，给产品应用造成很大的限制；支撑结构附加成本很高；

另外，无法利用现代冲压技术批量生产，而必须逐个生产，人工成本在产品总体成本上占大部分，劳动生产率低。

第二：用小块的石材颗粒（马赛克），用人工逐个粘帖在异形曲面的胚体上。这就造成：

曲面上的石材是混杂的单个颗粒，整体效果丧失了天然石材文理的连续性，美观度差；

人工粘帖不均匀，深浅不一，曲面不连续；

制作胚体产生额外的成本；

对技工要求高，纯手工生产，无法利用现代技术批量生产，劳动生产率极低。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种天然石材柔性材料的生产方法，该天然石材柔性材料的生产方法简单、设计合理，有利于石材制成平面曲面或异形曲面的产品。

本发明天然石材柔性材料的生产方法，其特征在于：在天然石材板层的两个面均涂布有聚合物材料层，该两个聚合物材料层至少一个是透明的，以显示石材的天然纹路图案；涂布聚合物材料层的复合材料经过处理可形成曲面状。

具体步骤如下：

1）、天然石材板层的制备，把大理石切到0.3-20毫米厚度的薄板或薄片；

2）、将天然石材板层的正、反面涂布聚合物材料，例如改性环氧树脂、TPR、TPE或者硅酮橡胶等具有可拉伸延展特性的弹性材料，使之与石材板层粘合，制成以大理石为中间层，以聚合物材料为包覆层的复合材料；

3）、将此复合材料经人工锤击、滚压设备或者卷板机轧制，由机械力的作用使中间层的大理石结晶体碎裂，局部完全或部分分离为独立的区域，即形成不同大小的颗粒状。

一种实施例，在已制成的天然石材柔性材料的其中一面，再粘帖铝、铜、不锈钢、金属薄板或塑料板，以用于制造可冲压拉伸、塑性定型的材料。

一种实施例，在已制成的天然石材柔性材料的其中一面，再粘帖天然皮革、PU、PVC、尼龙或棉麻等布料，以用于制造表层为可视大理石饰面的布料；最终通过粘帖、缝合工艺制造例如手袋、钱包或行李箱的蒙皮。

一种实施例，在已制成的天然石材柔性材料单面绷紧在一个模具的表面形成包覆层，并在另一面涂刷或者喷涂透明的环氧树脂固化材料使之定型，在绷紧的张力撤除后不再回弹而是保持了定型后的造型。

一种实施例，在已制成的天然石材柔性材料可局部封边或固定，局部通过顶杆支撑的方式张拉在一组支架的表面形成柔性的膜结构层。

本发明天然石材柔性材料及其生产方法由于改变了原本大理石的机械加工性能，使大理石等石材材料具有可拉伸、压缩、延展、受压、受弯等性能，从而为石材工业的产品制造开拓了更大的空间和可能性。由于每个品种的天然石材具有其独一无二的纹路特性，并且一种石材每一片板都具其唯一的图案，为人们的物质文化生活带来了丰富的、充满个性的美感。

附图说明：

图1是本发明天然石材柔性材料的剖面结构；

图2是外力作用后天然石材柔性材料制成前局部的示意图；

图3是天然石材柔性材料制成品局部的示意图；

图4是本发明一种应用实施例（浴缸）；

图5本发明一种应用实施例（钱包）；

图6本发明一种应用实施例（透光灯罩）；

图7是本发明一种应用实施例（膜结构）。

具体实施方式：

下面结合实施例对本发明方法作进一步的详细说明。需要特别说明的是，本发明的保护范围应当包括但不限于本实施例所公开的技术内容。

本发明天然石材柔性材料的生产方法，在天然石材板层A的两个面均涂布有聚合物材料层B，该两个聚合物材料层B至少一个是透明的，以显示石材的天然纹路图案；涂布聚合物材料层的复合材料经过处理可形成曲面状。

具体步骤如下：

2）、将天然石材板层B的正、反面涂布聚合物材料，例如改性环氧树脂、TPR、TPE或者硅酮橡胶等具有可拉伸延展特性的弹性材料；使之与石材板层粘合，天然石材板层A正、反面涂布材料可以不是同一种材料；

3）、将此复合材料经人工锤击、滚压设备或者卷板机轧制，由机械力的作用使中间层的大理石结晶体碎裂，局部完全或部分分离为独立的区域（不同大小的颗粒状）；因大理石被聚合物材料包覆，大理石碎裂后，在各个局部（即颗粒）之间由受力和晶体结构不同产生了随机的冰裂纹（即颗粒之间的间隙）。但在整体上，各个分裂的大理石局部因为和聚合物材料的粘结，被固定于原有位置，从而仍然保持了原有整体连续的纹理图案。此步骤的目的，一是通过机械作用，部分破坏大理石的结晶体，使复合材料内，大理石间的结合力小于最终加工时，工件或设备平行于其表面所需的拉力/压力。并使此拉力（压力）作用于局部（任意的一个颗粒）大理石面积时，小于聚合物材料与大理石之间粘结的剥离强度，避免脱胶或脱层。二是使复合材料在受拉伸变形时，允许大理石颗粒间的冰裂纹（间隙）部分面积扩张。

4）、冰裂纹的密度控制（即中间层大理石的碎裂程度）：因为此复合材料作为原材料，中间层大理石的碎裂程度应和最终所制成的终产品所需效果有关；以及和最终产品在某一局部的弯曲曲率和延伸率有关；和大理石中间层厚度、聚合物材料拉伸延展的物理特性、复合材料总体的厚度也有关。在制造冰裂纹的时候，应根据最终加工制成品的加工方式和所需要的效果，相应控制其裂纹的密度；如当大理石很薄（例如0.3-3毫米厚度时）、最终产品的曲率半径很大、而面积延展率较小时，其结晶体之间的结合力在加工过程中，对于局部表面积产生的剥离强度可能小于大理石与聚合物材料之间的粘合力，甚至可以无需在此阶段刻意制造冰裂纹，而是在最终加工阶段，在加工过程中，任由其自然受力产生微小的冰裂纹。

5）、所制成复合材料与其它材料的再复合和最终制成产品的应用；在此举例几种：

其中一种实施例，在已制成的天然石材柔性材料的其中一面，可再粘帖复合塑性材料，如铝，铜，不锈钢等金属薄板或塑料板，从而用于制造可冲压拉伸、塑性定型的材料，此再复合材料并经过冲压、拉伸等塑性造型机械，制成平面、平面曲面和三维曲面产品；其另外一面仍然体现了天然石材饰面的纹理图案。如制成线条、圆柱、碗碟、浴缸等。

其中一种实施例，在已制成的天然石材柔性材料的一面，可再粘帖复合其它柔性天然或人造材料作为里布，例如天然皮革、PU、PVC、尼龙和棉麻布料等，从而用于制造表层为可视大理石饰面的布料。最终通过粘帖、缝合等工艺制造例如手袋、钱包、行李箱等产品的蒙皮。

其中一种实施例，已制成的天然石材柔性材料可单面绷紧在一个模具的表面形成包覆层，并在另一面涂刷或者喷涂透明的环氧树脂等固化材料后，使之定型。在绷紧的张力撤除后不再回弹而是保持了定型后的造型。例如一个透光灯罩（当大理石厚度小于2毫米时，大部分会体现为半透明的可透光状态，且冰裂纹本身也是透明透光的）。

其中一种实施例，已制成的天然石材柔性材料可局部封边或固定，局部顶杆支撑的方式张拉在一个（组）支架的表面形成柔性的膜结构层，可做定型或不定型处理。例如雨伞、膜结构遮阳篷、自由曲面软膜吊顶等。

图2中在外力作用（例如卷板机轧制）后，复合材料中间层的大理石（即天然石材板层A）产生冰裂纹（整体的一个局部，面积单位为1x1平面示意图）；其中1是任意一个石材颗粒（大的颗粒）；2为冰裂纹（碎裂成较小颗粒的石材及颗粒间的空隙）；这里为了便于理解和制图，特意强调了大小颗粒的区别，实际情况是，根据不同石材的结晶情况和材料特性，部分石材碎裂后效果如图3所示，但大部分石材经外力作用而产生单个颗粒的大小不会产生明显的级数区别，颗粒的大、中、小之间的界限是相对模糊的。更像是一个分形图案（任意部分的放大，和整体有自相似的特性）。从分形几何的概念来说，此图案实际维数介于二维和三维之间。

图3是天然石材柔性材料制成品局部的示意图； 1x1面积单位的复合材料经拉伸延展后，原面积扩张至1.3x1.3面积单位的制成品，（平面示意图）；其中1是任意一个石材颗粒（表面积和形状在拉伸时不可不变）；3是冰裂纹（石材颗粒之间空隙的表面积扩张，来源于图2中的2部位）。因此，制成品相较原材料的面积扩张，完全来源于冰裂纹面积的扩张。图2和图3中，天然石材的整体纹理方向大致保持不变。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims

1.一种天然石材柔性材料的生产方法，其特征在于：在天然石材板层的两个面均涂布有聚合物材料层，该两个聚合物材料层至少有一个是透明的，以显示石材的天然纹路图案；涂布聚合物材料层的复合材料经过处理形成曲面状。

2.根据权利要求1所述天然石材柔性材料的生产方法，其特征在于：具体步骤如下：

2）、将天然石材板层的正、反面涂布聚合物材料，例如改性环氧树脂、TPR、TPE或者硅酮橡胶，使之与石材板层粘合，制成以大理石为中间层，以聚合物材料为包覆层的复合材料；

3.根据权利要求1或2所述天然石材柔性材料的生产方法，其特征在于：在已制成的天然石材柔性材料的其中一面，再粘帖铝、铜或不锈钢金属薄板或塑料板，以用于制造可冲压拉伸、塑性定型的材料。

4.根据权利要求1或2所述天然石材柔性材料的生产方法，其特征在于：在已制成的天然石材柔性材料的其中一面，再粘帖天然皮革、PU、PVC、尼龙或棉麻布料，以用于制造表层为可视大理石饰面的布料；最终通过粘帖、缝合工艺制造例如手袋、钱包或行李箱的蒙皮。

5.根据权利要求1或2所述天然石材柔性材料的生产方法，其特征在于：在已制成的天然石材柔性材料单面绷紧在一个模具的表面形成包覆层，并在另一面涂刷或者喷涂透明的环氧树脂固化材料使之定型，在绷紧的张力撤除后不再回弹而是保持了定型后的造型。

6.根据权利要求1或2所述天然石材柔性材料的生产方法，其特征在于：在已制成的天然石材柔性材料可局部封边或固定，局部通过顶杆支撑的方式张拉在一组支架的表面形成柔性的膜结构层。

7.根据权利要求1或2所述天然石材柔性材料的生产方法，其特征在于：所述天然石材板层材质包括天然的石材，如大理石、石灰岩、洞石、砂岩、板岩、花岗岩、石英岩、玉石或玛瑙石。

8.根据权利要求4所述天然石材柔性材料的生产方法，其特征在于：所述石材饰面不仅限于该饰面为完整的单一石材面，同时包含了一种或多种的石材粘合的结合体。