CN110603362A - 易于安装的陶瓷或石材瓷砖产品 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于覆盖地板、墙壁和其它表面的硬质瓷砖产品和系统，该硬质瓷砖产品和系统均易于安装和移除。

Description

易于安装的陶瓷或石材瓷砖产品
相关申请的交叉引用
本申请要求于2017年4月18日提交的临时专利申请序列号62/486674的优先权的权益，其公开内容全文以引用方式并入本文。
背景技术
陶瓷瓷砖是世界上安装最广泛的地板之一。然而，与可以利用点击技术进行安装的乙烯树脂板材或木材板材相比，安装陶瓷瓷砖需要大量的工作量，并且每平方英尺的安装成本非常高。
例如，在美国专利6,617,009、6,986,934、7,211,310、7,419,717、7,763,345以及8,021,741中公开了各种热塑性板材，包括芯材、印刷层以及任选的叠层。在这些板材中，芯材由至少一种热塑性材料构成，并且印刷层优选地为经氨基塑料树脂浸渍的印刷纸。任选地，这些热塑性板材的边缘可具有用于在浮动地板系统中彼此附接的舌状部和凹槽设计。
例如，美国专利7,770,350、7,866,115、8,099,919和8,875,465以及公开的美国专利申请第2003/0024199号、第2004/0016196号和第2005/0097860号中公开了用于附接板材地板系统的板材的各种可供选择的配置。
此外，美国专利8,234,829和8,171,691中分别公开了具有芯材的地板板材，其芯材被修改为包含提供隔音和隔热的吸音层或软木层。
美国专利7,155,871中公开了一种具有两层柔性塑性片层材料层压的地板片材，它们以偏移关系层压在一起从而限定每个层的偏移边缘部分。
美国专利7,544,423和7,261,947公开了用于铺设地板的层状木材复合材料。
此外，已公开的美国专利申请第2002/0025446号中公开了在最外表面中具有保护性氧化铝的地板覆盖层，而美国专利8,431,054中公开了具有装饰性表面的建筑面板，该装饰性表面具有包括纤维、粘结剂和耐磨颗粒的耐磨层。
美国专利9,234,357中公开了工程防水塑料复合地板及墙面覆盖板材，其具有贴面层、挤出的塑性复合芯材、点击锁定边缘紧固系统以及任选的垫层。公开了包括石材贴面或瓷砖贴面的各种贴面层。然而，根据行业标准，此类贴面的厚度小于3mm。利用万维网的扩展wikipedia.org/wiki/Wood veneer，请参阅贴面的英文定义。厚度小于3mm的石材贴面或瓷砖贴面可能容易断裂而无法提供用于坚固的地板。此外，将贴面粘结到芯材上的粘合剂层被描述为防水的热熔性粘合剂，并且在200°F之上的温度下在工程地板的制造期间施用。因此，当需要时，瓷砖将非常难以从基底上拆卸。此外，即使将瓷砖拆除，瓷砖或基底也可能受到损坏，从而阻止了重复使用。
此外，可商购获得的聚合物芯材可能轻易凹陷而无法为顶部上的刚性陶瓷瓷砖提供足够的支撑。此外，聚合物芯材的热膨胀系数显著高于陶瓷瓷砖的热膨胀系数，这会导致对接头的损坏、芯材的开裂和地板本身的翘曲。
美国专利7,993,731公开了一种模块化瓷砖组件，其具有大致刚性基底、至少一个密封层和至少一个石材、陶瓷或瓷质瓷砖。将石材、陶瓷或瓷质瓷砖粘结到下面的基底上的密封层被描述为热胶或聚氨酯树脂粘合剂。描述了常规的粘合剂，诸如一组分热塑性聚氨酯粘合剂。使用这些粘合剂使得从基底上除去瓷砖非常困难。此外，即使将瓷砖拆除，瓷砖或基底也可能受到损坏，从而阻止了重复使用。
使用真实瓷质瓷砖的浮动地板系统是SnapStone。该系统使用永久粘附到托盘的真实瓷质瓷砖，所述托盘通过点击在一起的突片进行工程改造，突片随后被扣合在一起以形成灌浆线。该系统被描述为可安装在大多数现有硬质表面上，而无需薄组、垫板和砂浆。然而，塑料框架特定于瓷砖的尺寸，并且该系统的库存单元的数量很大。此外，必须矫正瓷砖，因为公差可能非常紧。这限制了供给并增加了产品的成本。
因此，需要具有高性价比、易于安装的硬质瓷砖产品，其中，组件中的每个部件可以在需要时容易地移除、替换或重复使用。这将使房屋所有者能够替换损坏的瓷砖或者用新设计的瓷砖来更新他们的地板。
发明内容
本公开涉及一种易于安装的硬质瓷砖产品，其显著减少了安装的工作量和时间，并且在需要时易于拆卸和更换，从而为消费者创造价值。
本公开的一个方面涉及工程板材。该板材包括：包括莫氏硬度表等级为4或更大的矿物或金属的硬质瓷砖、莫氏硬度表等级小于4的复合芯材、将硬质瓷砖附接至复合芯材的附接系统、以及用于与相邻工程板材连接的连接系统。在一些非限制性实施方案中，附接系统为可移除的附接系统，使得硬质瓷砖不永久地附接到复合芯材。可用于这些工程板材的硬质瓷砖的非限制性示例包括陶瓷、瓷质、天然石材、玻璃、金属或金属合金(诸如钢)。本公开使此类硬质瓷砖能够容易地通过复合芯材、附接系统和连接系统进行装配。此外，包括可移除的附接系统的实施方案能够容易地拆卸而不损坏硬质瓷砖或复合芯材。
在本公开的工程板材的一个非限制性实施方案中，硬质瓷砖的厚度大于3mm。
在本公开的工程板材的一个非限制性实施方案中，将硬质瓷砖附接到复合芯材的附接系统包括粘合剂。粘合剂的非限制性示例包括可移除的热熔性粘合剂、压敏粘合剂、防潮粘合剂及其组合。
在本公开的工程板材的另一个非限制性实施方案中，将硬质瓷砖附接到复合芯材的附接系统是磁性的。
在一个非限制性实施方案中，工程板材的复合芯材具有在5×10-6至30×10-6英寸/英寸/华氏度范围内的芯材膨胀系数。
在一个非限制性实施方案中，工程板材的复合芯材具有抗凹性，从而使得根据ASTM F970的长期凹陷小于0.005英寸和/或根据ASTM F1914的短期凹陷小于0.005英寸。
在一个非限制性实施方案中，工程板材的复合芯材包含聚合物，该聚合物选自高密度聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯、低密度聚乙烯、聚酰胺、聚酯、聚氯乙烯、聚乳酸或其共聚物、再循环聚合物或共混物。在一个非限制性实施方案中，复合芯材可以进一步包括填料和/或添加剂。
在一些非限制性实施方案中，工程板材可以进一步包括复合芯材上的第二附接系统，垫层可粘附到该第二附接系统上。在一些非限制性实施方案中，工程板材可以进一步包括粘附到复合芯材上的垫层。
本公开的另一方面涉及一种利用这些工程板材覆盖地板、墙壁和其它硬质表面的系统。该系统包括通过连接系统相邻地连接的两个或更多个工程板材。
在一个非限制性实施方案中，硬质瓷砖从复合芯材的边缘嵌入，以在连接到相邻的工程板材时提供间隙。在该实施方案中，当用灰浆、填缝剂或密封剂填充间隙时，可阻止硬质瓷砖上的任何水到达点击接头、潜在地渗透接头并到达底地板，从而防止霉菌/发霉和气味问题。
在一个非限制性实施方案中，使用(例如)丙烯酸、氨基甲酸酯、环氧树脂或水泥浆对连接的板材的硬质瓷砖之间的间隙进行灌浆。在一个非限制性实施方案中，连接的板材的硬质瓷砖之间的任何间隙填充有可移除的填缝剂或密封剂，例如丙烯酸胶乳、硅氧烷硅树脂或丁基橡胶。该实施方案除了防止水渗透之外，还允许从灌浆线上移除填缝剂或密封剂，从而能够根据需要移动和替换板材。
附图说明
图1为示出了对可商购获得的产品的短期凹陷测试的结果的剖视图的照片，该产品具有在顶部具有PVC印刷层和耐磨层的复合芯材。聚合物芯材在施加负载的15分钟内出现显著的凹陷。
图2为示出了对可商购获得的产品的短期凹陷测试的结果的剖视图的照片，该产品具有在顶部具有PVC印刷层和耐磨层的复合芯材。聚合物芯材在最初凹陷(图1中所示)之后五天仍然出现显著的凹陷。在图2中，尽管顶部PVC层已经恢复，但芯材并未恢复。
图3是本公开的非限制性实施方案的照片，其具有粘附到厚乙烯基板材上的陶瓷瓷砖。
图4是本公开的非限制性实施方案的照片，其中，图3中的两个板材利用复合芯材的点击接头的连接系统连接在一起从而形成双板材组件。
图5是本公开的非限制性实施方案的照片，其中，图4中的两个此类组件利用点击接头的连接系统连接在一起从而形成四板材组件。如图5所示，点击接头之间的空间可以用密封剂/填缝剂进行填充。
图6是本公开的非限制性实施方案的照片，其示出了具有用于将硬质瓷砖粘附到复合芯材上的磁性附接系统的复合芯材。
图7是本公开的非限制性实施方案的照片，其示出了磁性附接到复合芯材上的陶瓷瓷砖的工程板材。
具体实施方式
本文公开了一种工程板材和连接的工程板材的系统以用作地板、墙壁和其它硬质表面的覆盖层。
本公开的工程板材包括莫氏硬度为4.0或更大的硬质瓷砖。此类硬质材料不易于利用(例如)舌状部和凹槽型接头接合，因为它们在安装期间组装接头时柔性不足以形成水密密封。传统上，此类硬质瓷砖，诸如陶瓷、瓷质和天然石材瓷砖利用灰浆进行安装，这涉及大量的工作量和安装成本。
在本公开的工程板材中，具有4.0或更高莫氏硬度的硬质瓷砖被组装在具有小于4的莫氏硬度的复合芯材上，同时连接系统使得能够在安装期间易于接合。
在本公开的工程板材中使用的硬质瓷砖包括莫氏硬度表等级为4或更大的矿物或金属。非限制性示例包括硬质瓷砖，该硬质瓷砖包括陶瓷、瓷质、天然石材、玻璃、金属和/或金属合金(诸如钢)，莫氏硬度范围为正常钢的4.5到玻璃的5.5、陶瓷的7.0、以及硬化钢的7.5至8.0。优选的是，硬质瓷砖的厚度为3mm或更大。在一个非限制性实施方案中，硬质瓷砖的厚度范围可以从3mm至30mm。在另一个实施方案中，硬质瓷砖的厚度范围可以从3mm至25mm。在另一个实施方案中，硬质瓷砖的厚度范围可以从3mm至15mm，或厚度从3mm至12mm，或从3mm至10mm，或从3mm至8mm，或从3mm至6mm。此类硬质瓷砖的非限制性示例是可商购获得的，并且包括均由Crossville公司(田纳西州Crossville)制造的Crossville和Laminam瓷砖、由Dal瓷砖(得克萨斯州达拉斯)、Crossville公司(田纳西州Crossville)以及Marazzi(得克萨斯州森尼维耳)制造的瓷砖等。
在一个非限制性实施方案中，将硬质瓷砖的边缘斜切以形成灌浆外观。
在一个非限制性实施方案中，可涂覆硬质瓷砖以便更易于清洁。在一个非限制性实施方案中，硬质瓷砖可包括添加剂以增强例如抗微生物功效。
在一个非限制性实施方案中，硬质瓷砖从复合芯材的边缘嵌入，以在连接到相邻的工程板材时提供间隙。在该实施方案中，当用灰浆、填缝剂或密封剂填充间隙时，其防止硬质瓷砖上的水到达点击接头、潜在地渗透接头并到达底地板，从而防止霉菌/发霉和气味问题。
工程板材进一步包括复合芯材。复合芯材厚度变化从约2mm至约20mm。
在一个非限制性实施方案中，复合芯材具有小于4.0的莫氏硬度等级。
在一个非限制性实施方案中，复合芯材为防水高密度或中等密度纤维板。
在一个非限制性实施方案中，复合芯材包括聚合物。可用于本公开的复合芯材中的聚合物的非限制性示例包括高密度聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯、低密度聚乙烯、聚酰胺、聚酯、聚氯乙烯(PVC)、聚乳酸或其任何共聚物或再循环聚合物或共混物。
在一个非限制性实施方案中，复合芯材进一步包括填料。可用于复合芯材中的填料的非限制性示例包括石灰石、滑石、碳酸钙、木屑、竹屑、软木、珍珠岩、玻璃纤维、聚酰胺纤维、纤维素纤维、木纤维、聚合物纤维、玻璃、沙、合成纤维、粉煤灰、亚麻纤维、大麻纤维、高岭土粘土、云母、硅灰石(CaSiO3)、炭黑或其任何组合。
复合芯材可以具有1.0至2.4gm/cc的密度，优选地在1.3至2.1gm/cc的范围内。
在一个非限制性实施方案中，复合芯材的填料与聚合物的比率的范围是按重量计从约5∶95至约95∶5。
此外，复合芯材可以进一步包括添加剂。可使用的添加剂的非限制性示例包括着色剂、抗紫外线剂、紫外线吸收剂、阻燃剂、抗真菌剂、抗微生物剂、偶联剂、增强剂、界面粘合促进剂、稳定剂、抗氧化剂、润滑剂、增塑剂和再循环添加剂及其任何组合。
在本公开中，复合芯材可以具有抗凹性，从而使得根据ASTM F970的长期凹陷小于0.005英寸。此外，或作为另外一种选择，复合芯材具有抗凹性，从而使得根据ASTM F1914的短期凹陷小于0.005英寸。
具有可接受抗凹性(根据ASTM F970，凹陷小于0.005英寸)的复合芯材的非限制性示例包括5.74″×47.74″褪色橡木、12″×24″浅褐色石，以及此类商业产品。
在一个非限制性实施方案中，复合芯材具有更接近硬质瓷砖的膨胀范围的芯材膨胀系数。例如，陶瓷瓷砖具有2×10-6英寸/英寸/华氏度的膨胀系数，粘土瓷砖具有3.5×10-6英寸/英寸/华氏度的膨胀系数，并且大理石具有范围从3.1×10-6至7.9×10-6至30×10-6英寸/英寸/华氏度的膨胀系数。参见万维网的扩展美国元素.com/thermal-expansion-coe.html。根据万维网的扩展美国元素.com/thermal-expansion-coe.html，典型的豪华乙烯基芯材具有PVC(膨胀系数为约28×10-6英寸/英寸/华氏度)和石灰石(膨胀系数为4.4×10-6英寸/英寸/华氏度)。增加填料含量趋于降低热膨胀系数(参考：木塑料复合材料，Anatole A Klyosov，362页)。在一个非限制性实施方案中，在本公开中使用的复合芯材具有范围在5×10-6至30×10-6英寸/英寸/华氏度中的膨胀系数。在这种降低的膨胀系数下，减少了对接头的损坏、芯材的开裂和/或对包含板材的任何覆盖层的翘曲。
工程板材进一步包括将硬质瓷砖附接到复合芯材的附接系统。在一个非限制性实施方案中，附接系统为可移除的附接系统，其允许移除、拆卸和/或替换附接到复合芯材的瓷砖，而不损坏瓷砖或复合芯材。
在一个非限制性实施方案中，工程板材的附接系统包括将硬质瓷砖粘附到复合芯材上的粘合剂。可使用能够将硬质瓷砖(诸如石材、陶瓷或瓷质瓷砖)粘附到复合芯材上的各种粘合剂。非限制性示例包括：热熔粘合剂，诸如乙烯乙酸乙烯酯共聚物、乙烯丙烯酸酯共聚物、乙烯丙烯酸正丁酯、乙烯丙烯酸、乙烯乙酸乙酯、聚氨酯和无定形聚烯烃；压敏粘合剂，诸如苯乙烯乙烯/丙烯，苯乙烯异戊二烯苯乙烯(SIS)、丙烯酸酯聚合物、生物基丙烯酸酯、热塑性弹性体、天然橡胶、硅树脂橡胶；以及防潮粘合剂，例如可商购获得的EnviroSTIXTM粘合剂(其为乔治亚州道尔顿的Base King制造的聚丙烯产品)、聚乙酸乙烯酯、环氧树脂、间苯二酚甲醛和聚氨酯。当可能需要移除瓷砖时，由丙烯酸共聚物乳液制成的可移除的粘合剂(例如，Covinax 211-15、Covinax 211-01、Covinax 225-00)，以及可移除的压敏粘合剂(诸如，由俄亥俄州哥伦布富兰克林国际制造的Covinax SMA-01)是适合的。可移除的热熔性粘合剂(诸如，由明尼苏达州的圣保罗的3M制造的3M 3798LM)也是合适的。
在一个可供选择的非限制性实施方案中，工程板材进一步包括将石材、陶瓷或瓷质瓷砖磁性地附接到复合芯材的附接系统。参见针对本公开的实施方案的示例5和图6，其示出了硬质瓷砖和复合芯材的磁性附接。在一个非限制性实施方案中，磁性属性被构建到瓷砖和复合芯材中。这使瓷砖和复合芯材能够在需要时被附接和拆卸。在另一个非限制性实施方案中，磁性属性为即剥即贴聚合物片材材料的一部分，并且这些材料附接到硬质瓷砖的底部和复合芯的顶部，以使附接能够在需要时进行拆卸。在另一个非限制性实施方案中，磁性属性为即剥即贴聚合物片材的一部分，其连接到硬质瓷砖的底部和复合芯材的底部。这使得能够将硬质瓷砖附接到复合芯材并提供在需要时拆卸的能力。在另一个非限制性实施方案中，磁性属性为即剥即贴聚合物片材材料的一部分，其被附接到硬质瓷砖的底部，并且复合芯材放置在垫层上，所述垫层具有内置或源自即剥即贴聚合物片材的磁性。这使得能够将硬质瓷砖附接到复合芯材并提供在需要时拆卸的能力。
此外，本公开的工程板材包括用于连接到相邻的工程板材的连接系统。通过芯材连接到相邻工程板材的各种方式是已知的，并且可用于本公开中。在一个非限制性实施方案中，使用当前可用的点击锁定技术将复合芯材边缘成型，以具有舌状部和凹槽型接头。已经描述了用于该点击锁定技术的各种设计，这些设计可得自Unilin(比利时Wielbeke)、Valinge(瑞典维肯)或Classen(德国凯塞尔塞施)。此类技术广泛用于硬质表面地板工业。另选地，可使用锁定夹持条技术。美国专利7,770,350、7,866,115、8,099,919和8,875,465以及已公开的美国专利申请第2003/0024199号、第2004/0016196号和第2005/0097860号中阐述了可以常规地适用于在本公开中使用的类似连接方式，这些专利的教导通过引用并入本文中，同时其具有用于连接到相邻工程板材的连接系统。在该非限制性实施方案中，复合芯材为柔性的并且足够柔软以使接头在组装时密封。
本公开的工程板材可以进一步包括在与硬质瓷砖相对的侧面上的芯复合材料上的第二附接系统，其中垫层任选地粘附到其上。非限制性第二附接系统可为磁性的或可包括诸如本文所述的粘合剂。垫层的非限制性示例包括软木、橡胶、泡沫和纸层。可添加此类垫层以向其所施加的表面提供对板材的夹持效应以及消音效果。
本公开的板材通过用附接系统将硬质瓷砖粘附到芯复合材料而进行工程化。任选地，可在与瓷砖相对的一例上将第二附接系统施加到芯复合材料上，以粘附到垫层。本公开的板材可被工程化成各种形状和尺寸。在一个非限制性实施方案中，板的形状为矩形，厚度为至多约1.25英寸，宽度为约2至约12英寸并且长度为约4至96英寸。另选地，板材可以为正方形、多边形(诸如五边形、六边形)，或接合在一起(例如但不限于人字形图案或法式图案)。
然后可通过连接系统容易地连接两个或更多个板材，从而提供用于覆盖地板、墙壁和其它硬质表面的易于安装的系统。
因此，本公开还提供用于覆盖地板、墙壁和其它硬质表面的系统，所述系统包括通过连接系统相邻地连接的两个或更多个工程板材。工程板材可通过用于切割陶瓷、瓷质或天然石材或金属的公知方法根据尺寸和形状进行切割。用于切割陶瓷、瓷质或天然石材瓷砖的设备包括湿式/干式锯，诸如SKIL7”湿台锯或者Ryobi 4”手持湿瓷砖锯，或者BOSCHMulti-X工具。金属瓷砖可以用台剪、动力锯或弓锯切割。
在一个非限制性实施方案中，本公开的系统可包括斜边硬质瓷砖。
在一个非限制性实施方案中，硬质瓷砖从复合芯材的边缘嵌入，以在连接到相邻的工程板材时提供间隙。
在一个非限制性实施方案中，随后使用(例如)丙烯酸、氨基甲酸酯、环氧树脂或水泥浆对所连接的板材进行灌浆。在一个非限制性实施方案中，连接的瓷砖之间的凹槽填充有可移除的填缝剂或密封剂，诸如例如丙烯酸乳胶、硅树脂、丁基橡胶、油基沥青填缝剂、聚氨酯、填缝线或水泥浆。在该实施方案中，当用灰浆、填缝剂或密封剂填充间隙时，其防止水从上方到达点击接头、潜在地渗透接头并到达底地板，从而防止霉菌/发霉和气味问题。如果需要更换或移动一个或多个板材，则可以通过从灌浆线撬出来移除填缝剂/密封剂、可以拆卸点击接头，并且可移除和/或替换或重新组装任何需要更换或移动的板材或多个板材。
在硬质瓷砖和复合芯材之间是磁性组件的情况下，可通过将硬质瓷砖从磁性组件拉离并用新的硬质瓷砖替换而容易地利于工程板材或多个板材的硬质瓷砖的替换或移动。另选地，可通过从灌浆线撬出并拆卸连接到相邻板材的连接系统来移除整个工程板材或多个板材。
本公开的工程板材和系统和具有点击或夹持锁定粘贴技术的豪华乙烯树脂一样易于安装，并且不需要通常需要的熟练劳动力来安装灌浆的陶瓷和石地板。针对较大的表面覆盖可以混合并匹配诸如图3至图5以及图7中所示的组件。应当理解，可将一致的或不同的硬质瓷砖混合并匹配以获得所需的地板图案或美观性、外观和光洁度。此外，包括硬质瓷砖的板材和系统以及复合芯材和连接系统高度防水，从而为地板、墙壁和其它表面提供具有成本效益的耐用覆盖层。
以下测试方法和示例展示了本公开及其应用能力。本公开能够具有其他和不同的实施方案，并且其若干细节能够在各种明显的方面进行修改而不脱离本公开的实质和范围。因此，示例被认为本质上是例示性而非限制性的。
测试方法
以下是硬质表面行业专业人员所熟知的标准测试。
长期凹陷测试ASTM F970——模拟可能由家具或静态负载造成的凹陷。
短期凹陷测试ASTM F1914——模拟由在小区域(例如，高跟鞋、尖物体)上施加的高负载引起的凹陷。
座椅脚轮接头完整性测试EN425——模拟由于移动负载而产生的应力及其对组装面板的点击接头的影响。
吸水测试ASTM EN13329 AnnexG——测量由于水暴露造成的厚度溶胀。任何显著的溶胀可能造成面板组件的变形和翘曲。
边缘卷曲测试ASTM F2199：采用该测试方法来测量地板瓷砖在暴露于模拟在合理和预期温度下的长使用寿命的热量后保持其初始尺寸的能力。
尺寸稳定性测试EN 434——暴露于热之后的尺寸稳定性。
下文给出的附加测试具体设计用于评估某些地板性能：
温度循环测试：经组装的小面板被安装在环境室中并且循环经历40华氏度至120华氏度的温度范围，例如，以确认此类经组装的地板能够经受室内温度变化不会翘曲和变形。
莫氏硬度测试：矿物的莫氏硬度表为定性序数标度，其通过较硬材料刮擦较软材料的能力来表征各种矿物的耐刮擦性。标度的范围为1至10。
安装测试：此测试用于确定安装的相对容易度。对于测试样品和对照样品，测量由专业安装人员安装地板的时间。还记录了切割对照以及测试样品的相对容易度。
实施例
实施例1
对可商购获得的复合芯材产品进行了短期凹陷测试，该产品在顶部具有聚合物芯层、PVC印刷层和耐磨层。
图1为示出短期凹陷测试结果的横截面照片。如图所示，聚合物芯材在施加负载的10分钟至15分钟内出现了显著凹陷。如果在该聚合物芯材的顶部上使用硬质瓷砖(诸如，石材或陶瓷瓷砖)，则此类凹陷将是一个显著的问题。
图2为示出了在测试后几天在顶部上具有PVC印刷层和耐磨层的可商购获得的聚合物芯材产品上的短期凹陷测试的结果的剖视图的照片。在最初凹陷5天后，仍观察到聚合物芯材的显著凹陷。尽管顶部PVC层已经恢复，芯材并未恢复。如果在此类聚合物芯材的顶部，尤其是在接头上使用硬质瓷砖(诸如石材或陶瓷)，则这种凹陷将会同样造成严重的问题。
实施例2
制备本公开的工程板材。可以利用双面粘合带将尺寸上厚度为6.9″×19.7″×9mm的陶瓷硬质瓷砖(可以从Floor&Ddcor商购获得的爱迪生橡木板材陶瓷瓷砖)组装到7.5″×47.6″×5mm厚乙烯树脂板材的Traffic Master Allure Ultra芯材复合材料上(可以从家得宝商购获得)(参见图3)。该陶瓷瓷砖在毫无困难情况下通过从顶部拉出来移除。然而，如技术人员在阅读本公开时将会理解的，可供选择的粘合剂包括热熔性粘合剂，诸如乙烯乙酸乙烯酯共聚物、乙烯丙烯酸酯共聚物、乙烯丙烯酸正丁酯、乙烯丙烯酸、乙烯乙酸乙酯、聚氨酯和无定形聚烯烃；压敏粘合剂，诸如苯乙烯乙烯/丙烯，苯乙烯异戊二烯苯乙烯(SIS)、丙烯酸酯聚合物、生物基丙烯酸酯、热塑性弹性体、天然橡胶、硅树脂橡胶；以及可以使用防潮粘合剂，诸如可商购获得的EnviroSTIXTM粘合剂产品(其为乔治亚州道尔顿的Base King制造)、聚乙酸乙烯酯、环氧树脂、间苯二酚甲醛和聚氨酯。当可能需要移除瓷砖时，由丙烯酸共聚物乳液制成的可移除的粘合剂(例如，Covinax 211-15、Covinax 211-01、Covinax225-00)，以及可移除的压敏粘合剂(诸如由俄亥俄州哥伦布富兰克林国际制造的CovinaxSMA-01)是适合的。可移除的热熔性粘合剂(诸如由明尼苏达州的圣保罗的3M制造的3M3798LM)也是合适的。
芯材复合材料具有带有点击接头的连接系统。在所有侧面上均匀地保持陶瓷瓷砖之间的间隙，以形成用于填缝的空间。将两个板材组装在一起以首先形成双板材组件(参见图4)。利用点击接头制成两个此类组件并接合在一起，以形成四板材组件，并且该组件中经点击的接头之间的空间以DAP 3.0高级全用途密封剂/填缝剂(适用于20至120华氏度的温度范围)进行填充并让其干燥(参见图5)。
24小时后，通过在接头处应用小水洼来测试任何接头渗漏来测试图5的四板材组件。未观察到渗漏。
图5的四板材组件被保持在室内以观察由于将是典型的家庭安装的尺寸稳定性问题而引起的任何变化。在从该测试开始到十六(16)个月的目视检查后，未观察到填缝的可见裂纹或溶胀，也未观察到组件的任何变形或翘曲。该测试展示了板材和系统的尺寸稳定性。
可通过类似地连接图5的多个此类板材组件来获得大的表面覆盖。应当理解，可将一致的或不同的陶瓷、瓷质后天然石材瓷砖混合并匹配以获得所需的地板图案或美观性、外观和光洁度。
实施例3
测试各种可商购获得的地板样品的抗凹性。根据ASTM F970进行长期抗凹性测试并根据ASTM F1914进行短期抗凹性测试，结果连同连接类型一起显示在表1中。出于本公开概述的目的，作为具有小于0.005英寸的抗凹性芯材的基材将是优选的。
表1：样品
实施例4
利用由乔治亚州道尔顿的磁性建筑物解决方案有限责任公司提供的即剥即贴磁性接收层(MBR030S004PS-MagneBuild PS Receptive)将尺寸为厚度6.9″×19.7″×9mm的陶瓷硬质瓷砖(可以从Floor&Décor商购获得的爱迪生橡木板材陶瓷瓷砖)进行组装(参见图6)。利用双面胶带在Traffic Master Allure Ultra 7.5″×47.6″×5mm厚的乙烯树脂的复合芯材(可以从家得宝商购获得)顶部覆盖1.0mm厚磁性垫层(由乔治亚州道尔顿的磁性建筑物解决方案有限责任公司提供的MBU100R100-磁性建筑垫层(基底))。
将图6中具有磁性接收层的陶瓷瓷砖放置在具有磁性垫层的乙烯树脂板材的顶部上，从而形成稳健且稳定的磁性附接。图7中示出了这样的一个板材组件，其中，陶瓷瓷砖从板材边缘均匀地嵌入。据观察，陶瓷板材通过磁性垫层牢固地附接。可以将陶瓷瓷砖从下面的芯材中分离，从而展示在需要时替换或移动瓷砖的能力。
在该实施方案中，各个乙烯树脂板材具有点击接头，并且不止一个此类板材组件(如图7所示)可通过连接系统连接到一起以连接到相邻的工程板材。参见例如图3至图5中所示的类似组件。陶瓷瓷砖之间的间隙可在所有侧面上均匀保持，以形成用于填缝的空间。图7中的两个板材可以被组装在一起以首先形成双板材组件(如图4中所示)。可制备两个此类组件并与点击接头接合在一起以形成四板材组件。此类组件中的点击接头之间的空间可以进行灌浆、填缝或密封。浆料、填缝剂或密封剂可选自由以下项组成的组：丙烯酸、氨基甲酸酯、环氧树脂、丙烯酸胶乳、硅树脂、丁基橡胶、油基沥青填料、聚氨酯、填缝线和水泥浆。一个实施例是DAP3.0高级全用途密封剂/填缝剂(适用于20至120华氏度范围)。可允许四板材组件干燥以获得如图5的类似实施例中一样的较大的表面覆盖。可以通过类似地连接图7的多个此类板材组件来获得较大的表面覆盖。

Claims (39)

1.一种工程板材，包括：
a)硬质瓷砖，所述硬质瓷砖具有顶部和底部，所述硬质瓷砖包括莫氏硬度表等级为4或更大的矿物或金属；
b)复合芯材，所述复合芯材具有顶部和底部，所述复合芯材具有小于4的莫氏硬度表等级；
c)附接系统，所述附接系统将(a)附接至(b)；以及
d)连接系统，所述连接系统用于连接相邻的工程板材。
2.根据权利要求1所述的工程板材，其中，所述硬质瓷砖包括陶瓷、瓷质、天然石材、玻璃、金属或金属合金。
3.根据权利要求1所述的工程板材，其中，所述硬质瓷砖厚度为3mm至30mm。
4.根据权利要求1所述的工程板材，其中，所述硬质瓷砖厚度为3mm至25mm。
5.根据权利要求1所述的工程板材，其中，所述硬质瓷砖厚度为3mm至15mm。
6.根据权利要求1所述的工程板材，其中，所述附接系统为可移除的附接系统。
7.根据权利要求6所述的工程板材，其中，所述可移除的附接系统包括可移除的粘合剂。
8.根据权利要求7所述的工程板材，其中，所述可移除的粘合剂选自可移除的热熔性粘合剂、压敏粘合剂、防潮粘合剂及其组合。
9.根据权利要求8所述的工程板材，其中，所述可移除的粘合剂为选自由以下项组成的组的可移除的热熔性粘合剂：乙烯乙酸乙烯酯共聚物、乙烯丙烯酸酯共聚物、丙烯酸共聚物乳液、乙烯丙烯酸正丁酯、乙烯丙烯酸、乙烯乙酸乙酯、聚氨酯和无定形聚烯烃。
10.根据权利要求8所述的工程板材，其中，所述可移除的粘合剂为选自由以下项组成的组的可移除的压敏粘合剂：乙烯基丙烯酸共聚物乳液、丙烯酸、改性丙烯酸、苯乙烯乙烯/丙烯、苯乙烯异戊二烯苯乙烯(SIS)、丙烯酸酯聚合物、生物基丙烯酸酯、热塑性弹性体、天然橡胶和硅树脂橡胶。
11.根据权利要求8所述的工程板材，其中，所述可移除的粘合剂为选自由以下项组成的组的可移除的防潮粘合剂：聚乙酸乙烯酯、环氧树脂、间苯二酚甲醛、聚丙烯酸类聚合物、丙烯酸、改性丙烯酸和聚氨酯。
12.根据权利要求1所述的工程板材，其中，所述附接系统是磁性的。
13.根据权利要求12所述的工程板材，其中，所述磁性附接系统包括磁性属性，所述磁性属性构建到所述硬质瓷砖和所述复合芯材和/或垫层中。
14.根据权利要求12所述的工程板材，其中，所述磁性附接系统包括即剥即贴聚合物片材材料，所述即剥即贴聚合物片材材料附接到所述硬质瓷砖的所述底部和所述复合芯材的所述顶部、所述复合芯材的所述底部或垫层。
15.根据权利要求1所述的工程板材，其中，所述复合芯材为防水高密度或中等密度纤维板。
16.根据权利要求1所述的工程板材，其中，所述复合芯材的密度范围为1.0至2.4gm/cc。
17.根据权利要求1所述的工程板材，其中，所述复合芯材的密度范围为1.3至2.1gm/cc。
18.根据权利要求1所述的工程板材，其中，所述复合芯材具有在5×10-6至30×10-6英寸/英寸/华氏度范围内的芯材膨胀系数。
19.根据权利要求1所述的工程板材，其中，所述复合芯材具有抗凹性，从而使得根据ASTM F970的长期凹陷小于0.005英寸。
20.根据权利要求1所述的工程板材，其中，所述复合芯材具有抗凹性，从而使得根据ASTM F1914的短期凹陷小于0.005英寸。
21.根据权利要求1所述的工程板材，其中，所述复合芯材具有抗凹性，从而使得根据ASTM F970的长期凹陷小于0.005英寸且根据ASTM F1914的短期凹陷小于0.005英寸。
22.根据权利要求1所述的工程板材，其中，所述复合芯材包括聚合物，所述聚合物选自高密度聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯、低密度聚乙烯、聚酰胺、聚酯、聚氯乙烯、聚乳酸或其任何共聚物、再循环聚合物或共混物。
23.根据权利要求22所述的工程板材，其中，所述复合芯材进一步包括填料。
24.根据权利要求23所述工程板材，其中，所述填料选自石灰石、滑石粉、碳酸钙、木屑、竹屑、软木、珍珠岩、玻璃纤维、聚酰胺纤维、纤维素纤维、木纤维、聚合物纤维、玻璃、砂、合成纤维、粉煤灰、亚麻纤维、大麻纤维、高岭土粘土、云母、硅灰石(CaSiO3)、炭黑或其任何组合。
25.根据权利要求23所述的工程板材，填料与聚合物的比率范围按重量计是5∶95至95∶5。
26.根据权利要求22所述的工程板材，其中，所述复合芯材进一步包含添加剂。
27.根据权利要求26所述的工程板材，其中，所述添加剂选自着色剂、抗紫外线剂、紫外线吸收剂、阻燃剂、抗真菌剂、抗微生物剂、偶联剂、增强剂、界面粘合促进剂、稳定剂、抗氧化剂、润滑剂、增塑剂和再循环添加剂或其任何组合。
28.根据权利要求1所述的工程板材，其中，所述硬质瓷砖从所述复合芯材b)的边缘嵌入，以在连接到相邻的工程板材时提供间隙。
29.根据权利要求1所述的工程板材，其中，用于连接到相邻工程板材的所述连接系统包括夹持锁定条技术或点击锁定技术。
30.根据权利要求1所述的工程板材，还包括第二附接系统，所述第二附接系统位于所述板材的所述复合芯材下方以用于粘附垫层。
31.根据权利要求30所述的工程板材，其中，所述第二附接系统是磁性的或者包括粘合剂。
32.根据权利要求30所述的工程板材，还包括垫层，所述垫层粘附到所述附加粘合剂层。
33.根据权利要求32所述的工程板材，其中，所述垫层包括软木、橡胶、泡沫或纸材。
34.根据权利要求1所述的工程板材，其中，所述硬质瓷砖包括未矫正的陶瓷或瓷质或石材瓷砖。
35.根据权利要求1所述的工程板材，其中，所述硬质瓷砖具有斜边缘。
36.一种用于覆盖地板、墙壁和其它表面的系统，所述系统包括根据权利要求1至35中任一项所述的两个或更多个工程板材，所述两个或更多个工程板材经由用于连接至相邻工程板材的连接系统来相邻地连接。
37.根据权利要求36所述的系统，其中，所述工程板材的硬质瓷砖从所述复合芯材的边缘嵌入，以在连接到相邻的工程板材时提供间隙。
38.根据权利要求36或37所述的系统，其中，所连接的工程板材被填缝或密封。
39.根据权利要求38所述的系统，其中，所述填缝或密封剂选自由以下项组成的组：丙烯酸、氨基甲酸酯、环氧树脂、丙烯酸胶乳、硅树脂、丁基橡胶、油基沥青填料、聚氨酯和填缝线。
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