PL205403B1 - Sposób wytwarzania elastycznej okładziny z naturalnego piaskowca i elastyczna okładzina z naturalnego piaskowca - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania elastycznej okładziny z naturalnego piaskowca i elastyczna okładzina z naturalnego piaskowca.

Piaskowiec - ziarna piasku spojone lepiszczem naturalnym - od zarania dziejów ludzkości był wykorzystywany jako materiał budowlany. Do dzisiejszych czasów zachowało się wiele starożytnych budowli z tego, tak łatwego w obróbce materiału. Piaskowiec, wyglądem swym i kolorytem, wywołuje przyjemne wrażenia wzrokowe, a występujące przebarwienia miejscowe lub ciągnące się wzdłuż bliżej nieokreślonych linii, dodają piaskowcowi dodatkowego uroku. Jak każdy materiał budowlany ma jednak wady, do których należą sztywność, kruchość i duża waga.

Z opisu zgłoszenia patentowego nr EP 0 564 760 A1 znana jest metoda impregnacji i środek do impregnacji na bazie żywic epoksydowych stosowany do materiałów mineralnych użytych do wykonania fasad i powierzchni betonowych oraz do impregnacji naturalnego kamienia, przykładowo piaskowca.

Z opisu patentowego nr US 4,664,955 znana jest wielowarstwowa pł yta stosowana jako materiał budowlany do pokrywania ścian i sufitów, która składa się z cienkiej warstwy z polimerów, do której przyklejone są folie metalowe do obu jej powierzchni zewnętrznych. Z kolei, do jednej z powierzchni oklejonej folią metalową, przyklejona jest płyta z naturalnego piaskowca. Wadą tak wykonanej płyty jest jej sztywność, co uniemożliwia łatwe jej kształtowanie.

Z opisu patentowego nr US 6,032,488 znany jest materiał wytworzony przez umieszczenie obok siebie dwóch materiałów o różnej porowatości, przykładowo piaskowiec i sproszkowany pyreks, które poddaje się określonemu cyklowi podgrzewania.

Z opisu patentowego nr US 6,068,893 znane są pł ytki z naturalnego piaskowca, które przycina się na żądane wymiary i podgrzewa do temperatury od 1200°F do 1800°F. Przycięte płytki pokrywa się glazurą i ponownie podgrzewa do temperatury od 1800°F do 2500°F.

Z publikacji zgł oszenia mię dzynarodowego WO 00/30848 znana jest pł yta cienkoś cienna z naturalnego piaskowca, która jest przymocowana do płyty ceramicznej o dużej wytrzymałości.

Z publikacji zgł oszenia mię dzynarodowego WO 02/064903 znana jest pł yta z naturalnego piaskowca, która składa się z warstwy naturalnego piaskowca przyklejonej do warstwy zbrojonej za pomocą kleju.

Z publikacji zgł oszenia mię dzynarodowego WO 01/75246 znany jest sposób wytwarzania elastycznej okładziny z piaskowca polegający na częściowym usunięciu naturalnego lepiszcza z piaskowca i wprowadzeniu elastycznego spoiwa na miejsce usuniętego naturalnego spoiwa.

Celem wynalazku jest opracowanie takiego sposobu wytwarzania materiału wykończeniowego, który miałby cechy naturalnego piaskowca, w szczególności zachowaną strukturę i możliwość uwydatnienia ukrytego kolorytu i naturalnych użyleń a jednocześnie byłby elastyczny i stosunkowo lekki.

Ideą wynalazku jest to, że w sposobie wytwarzania elastycznej okładziny z naturalnego piaskowca, usuwa się co najmniej częściowo lepiszcze naturalne wiążące drobiny piasku pozostawiając szkielet naturalnego piaskowca składający się z ziaren piasku, a w przestrzeń powstałą po usunięciu lepiszcza naturalnego wprowadza się elastyczne spoiwo naturalne lub syntetyczne, przy czym podczas usuwania lepiszcza naturalnego, piaskowiec wypraża się w temperaturze od 750°C do 1200°C w czasie dochodzącym do kilkunastu godzin, nagrzewają c piaskowiec z kontrolowanym przyrostem temperatury wynoszącym od 80°C do 150°C na godzinę.

Korzystnie, podczas usuwania lepiszcza naturalnego, piaskowiec poddaje się dodatkowo obróbce chemicznej poprzez trawienie naturalnego spoiwa lub naturalnego lepiszcza za pomocą roztworu kwasu fluorowodorowego, pozostawiając w stanie nienaruszonym szkielet naturalnego piaskowca składający się ze stykających się ze sobą drobin i ziaren piasku.

Korzystnie, po wyprażeniu piaskowiec zrasza się wodą i/lub wodnym roztworem kwasu fluorowodorowego, i/lub inną cieczą.

Korzystnie, piaskowiec po wyprażeniu a przed zroszeniem wodą umieszcza się w urządzeniu stabilizującym.

Korzystnie, po wprowadzeniu elastycznego spoiwa, doprowadza się elastyczne spoiwo do zestalenia, po czym na jedną z płaszczyzn piaskowca nakłada się materiał stabilizujący, który nasącza się lub zalewa ciekłymi materiałami elastycznymi, zatapiając przy tym materiał stabilizujący lub materiały wzmacniające, a następnie odcina się warstwę piaskowca o określonej grubości. Korzystnie, co najmniej jedną powierzchnię powleka się środkami impregnującymi i/lub ochronnymi.

PL 205 403 B1

Korzystnie, po nałożeniu materiału stabilizującego na piaskowiec, materiał stabilizujący i piaskowiec po odcięciu uplastyczniania się przez walcowanie przy jednoczesnym nagrzewaniu odciętej okładziny.

Ideą wynalazku jest również to, że okładzina elastyczna z naturalnego piaskowca zawierająca ziarna z naturalnego piaskowca i spoiwo elastyczne, charakteryzuje się tym, że ziarna z naturalnego piaskowca tworzą wyprażony szkielet naturalnego piaskowca, a spoiwo elastyczne zawierające materiał żywiczny wypełnia przestrzenie pomiędzy ziarnami z naturalnego piaskowca. Materiałem żywicznym może być materiał zawierający związki akrylu.

Korzystnie, szkielet naturalnego piaskowca i spoiwo tworzą warstwę, która jest wzmocniona warstwą elastyczną z materiałem stabilizującym.

Korzystnie, szkielet naturalnego piaskowca i spoiwo tworzą warstwę, która jest pokryta z jednej strony warstwą ochronną i/lub impregnującą.

Korzystnie, szkielet naturalnego piaskowca i spoiwo tworzą warstwę, która jest wzmocniona warstwą elastyczną z materiałem stabilizującym i/lub pokryta z jednej strony warstwą ochronną i/lub impregnującą.

Warstwa ochronna i/lub impregnująca może być wytworzona z materiału barwionego i/lub przeźroczystego, i/lub półprzeźroczystego, i/lub matowego.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia przekrój elastycznej okładziny z naturalnego piaskowca, fig. 2 przedstawia przekrój okładziny elastycznej złączonej z lekkim materiałem wypełniającym, fig. 3 przedstawia strukturę okładziny elastycznej w powiększeniu, fig. 4A i 4B przedstawiają schematycznie proces wytwarzania okładziny elastycznej z naturalnego piaskowca.

Okładzina elastyczna przedstawiona na fig. 1 składa się z warstwy 11 z naturalnego piaskowca, z którego co najmniej częściowo zostało usunięte naturalne spoiwo lub lepiszcze, a pozostawiony został szkielet naturalnego piaskowca składający się ze stykających się ze sobą drobin i/lub ziaren piasku. Ziarna piasku w szkielecie naturalnego piaskowca tworzą nienaruszoną strukturę naturalnego piaskowca, a nawet w przypadku przemieszczeń się ziaren piasku względem siebie poprzez minimalny obrót, pozostaje naturalny wzór stworzony przez naturę. Przestrzenie powstałe po usunięciu naturalnego lepiszcza, w tej warstwie 11 są wypełnione częściowo lub w pełni spoiwem elastycznym, w tym spoiwem żywicznym syntetycznym, przykładowo żywicą akrylową typu Osakryl. Warstwa 11 z naturalnego piaskowca jest wzmocniona z jednej strony warstwą spodnią 12 będącą warstwą stabilizującą lub materiałem stabilizującym, przykładowo akrylem, w który jest wtopiona siatka 13, płótno lub nici z włókna szklanego, materiału naturalnego lub innego materiału sztucznego. Warstwa piaskowca 11 i warstwa spodnia 12 mają sumaryczną grubość 17 po obróbce od 2 mm do 6 mm. Warstwa spodnia 12 może mieć różnego rodzaju wtrącenia stałe 15 lub mikropory lub przestrzenie 16 wypełnione powietrzem lub gazem o określonym składzie. Warstwa wierzchnia 14 płyty jest warstwą ochronną lub wykończającą i jest wykonana z materiału w zależności od przewidywanego zastosowania docelowego. Warstwa wierzchnia 14 może również powstać po zestaleniu się środka impregnującego. Dla zachowania wyglądu naturalnego piaskowca jest wskazane, żeby warstwa wierzchnia 14 była wykonana z materiału przeźroczystego, półprzeźroczystego lub matowego takiego jak usieciowany silikon lub olejowy roztwór teflonu, lub żywice akrylowe.

Fig. 2 przedstawia okładzinę elastyczną, przyklejoną do stabilnego elementu konstrukcyjnego, która składa się z warstwy 21 z naturalnego piaskowca, warstwy wierzchniej 24, warstwy spodniej 22 wzmocnionej nićmi, siatką lub płótnem 23. Warstwa 21 z naturalnego piaskowca i warstwa spodnia 22 mają łączną grubość 29 po obróbce od 2 mm do 6 mm. Okładzina elastyczna jest przymocowana za pomocą zaprawy klejowej 27, na przykład do płyty betonowej 28, cegły lub innego elementu pokrytego warstwą pośrednią tynku, płyty gipsowej lub innego materiału wykorzystywanego w budownictwie.

Fig. 3 przedstawia strukturę okładziny elastycznej z naturalnego piaskowca w powiększeniu. Strukturę takiej okładziny tworzy szkielet w stanie nienaruszonym ze stykających się ze sobą ziaren piasku 32, które są zalane materiałem elastycznym, przykładowo żywicą akrylową 34. Niektóre z ziaren są złączone naturalnym lepiszczem 35, które nie zostało usunięte podczas obróbki piaskowca. Między ziarnami mogą wystąpić również puste przestrzenie 33, z których zostało usunięte naturalne lepiszcze, ale które nie zostały wypełnione materiałem elastycznym.

Proces wytwarzania okładziny elastycznej z naturalnego piaskowca, który schematycznie został przedstawiony na fig. 4A i 4B, rozpoczyna się od przygotowania prefabrykatu z piaskowca naturalnego o wymiarach zależnych od docelowego wykorzystania okładzin z naturalnego piaskowca. Prefa4

PL 205 403 B1 brykat 41 o określonych wymiarach po wstępnym osuszeniu, przykładowo na wolnym powietrzu, umieszcza się w piecu 49 ogrzewanym za pomocą grzejników elektrycznych 46, elementów naświetlająco-grzewczych 47 lub palników 48. Prefabrykat 41 umieszcza się w piecu 49 za pomocą przenośników 44 z układami napędowymi 45 i wypraża się w temperaturze od 750°C do 1200°C w czasie dochodzącym do kilkunastu godzin, nagrzewając prefabrykat 41 z kontrolowanym przyrostem temperatury wynoszącym od 80°C do 150°C na godzinę. Do wnętrza pieca 49 może być doprowadzane powietrze, para wodna lub inny gaz lub składnik reagujący z lepiszczem naturalnym, który doprowadza się tak podczas wyprażania jak i po zakończeniu wyprażania.

Po zakończeniu etapu wyprażania z bryły piaskowca otrzymuje się półprodukt 51, który zawiera szkielet naturalnego piaskowca w stanie nienaruszonym składający się z ziaren piasku i który jest pozbawiony naturalnego lepiszcza częściowo lub prawie w całości. Półprodukt 51, po wyjęciu z pieca za pomocą przenośnika z układem napędowym 55 lub innego środka transportu, umieszcza się w urządzeniu stabilizującym.

Umieszczony w urządzeniu stabilizującym 67 z systemem 66 wywierania regulowanego nacisku na wybrane powierzchnie półproduktu 61, jeszcze gorący półprodukt 61 poddaje się szokowi termicznemu z wykorzystaniem na przykład natrysku wody 65, podawanej z urządzeń zraszających 64, lub wodnym roztworem kwasu fluorowodorowego, lub inną cieczą w zależności od gatunku piaskowca, w celu wytworzenia konkretnego stężenia gazu zawartego w parze wodnej powstałej w całej masie półproduktu 61, jak również w celu dalszego usunięcia lepiszcza naturalnego wiążącego drobiny lub ziarna piasku oraz osłabienia wiązania międzycząsteczkowego pomiędzy ziarnami piasku, bez ich przesunięcia.

W innym wariancie procesu wytwarzania okładzin elastycznych z naturalnego piaskowca, piaskowiec może być poddany bez nagrzewania obróbce chemicznej poprzez, na przykład, trawienie naturalnego spoiwa lub naturalnego lepiszcza za pomocą roztworu kwasu fluorowodorowego, pozostawiając w stanie nienaruszonym szkielet naturalnego piaskowca składający się ze stykających się ze sobą drobin i ziaren piasku. W czasie obróbki chemicznej, półprodukt może być zraszany wodą lub inną cieczą z urządzeń zraszających lub polewających albo poddawany działaniu pary wodnej z urządzeń z dyszami.

Schłodzony półprodukt 71 o nowych własnościach wytrzymałościowych, znajdujący się w urządzeniu stabilizującym 77 z systemem 76 wywierania regulowanego nacisku jest następnie nasączany rozrzedzonym płynnym materiałem, przykładowo żywicznym 78, za pomocą urządzeń natryskowych 73. Rozrzedzony płynny materiał żywiczny może być zabarwiany na dowolne kolory i przenikać kolorytem warstwę wytwarzanej okładziny. Półprodukt 71 oraz zawarty w nim materiał płynny jest jednocześnie poddawany intensywnemu suszeniu za pomocą urządzeń nadmuchowych 79. Urządzenie stabilizujące 77 i systemy wywierania nacisku lub systemy napinające 76, które umożliwiają wywieranie określonego nacisku na wybrane miejsca półproduktu 71, zapobiegają jego uszkodzeniom podczas transportu lub podczas dalszych etapów produkcji. Urządzenie stabilizujące 77 może być umieszczone na transporterze 74 z układem napędowym 75.

Po zestaleniu się materiału żywicznego, półprodukt 81 wysuwa się o planowaną grubość 85 okładziny ponad brzegi urządzenia stabilizującego 87, którym może być forma z naciągami 86 dopasowana do kształtu obrabianego półproduktu 81. Następnie na półprodukt 81 jest kładziony materiał stabilizujący 82, który nasącza się lub zalewa ciekłymi materiałami elastycznymi 83, w tym żywicami, przykładowo związkami akrylu, za pomocą urządzeń dozujących 84 zatapiając w trakcie tego etapu materiał stabilizujący 82 lub materiały wzmacniające, takie jak nici, siatkę lub płótno z tworzywa sztucznego, przykładowo wykonane z włókna szklanego. Nici, siatka lub płótno 82 mogą być również wykonane z materiału naturalnego. Materiał stabilizujący na tym etapie jest poddawany intensywnemu suszeniu 89 za pomocą urządzeń nadmuchowych 88.

Nasączony półprodukt 91, znajdujący się w urządzeniu stabilizującym 97 z naciągami 96, który został wzmocniony warstwą materiału elastycznego 93, przykładowo żywicznego i materiałem stabilizującym 92, jest cięty na cienkościenne okładziny o określonej grubości 94 za pomocą urządzeń tnących 99, przykładowo pił lub linek. Po usunięciu odciętej okładziny nowy materiał stabilizujący jest kładziony i zalewany materiałem żywicznym, a potem suszony nadmuchem i kolejna okładzina jest odcięta od półproduktu. Taki cykl jest powtarzany aż do wykorzystania całego półproduktu.

Tak wytworzone okładziny 101, 111, wzmocnione warstwą stabilizującą, odpowiednio 103, 113, mogą być zawieszone na urządzeniach zaczepowych 106, 107, 116, 117 i być sezonowane w określonym czasie, po którym są poddawane dalszej obróbce.

PL 205 403 B1

Po sezonowaniu, okładziny 121 są układane stroną z materiałem stabilizującym 123 na transporterach 124 z układami napędowymi 125 i obrabiane mechanicznie po stronie naturalnego piaskowca przez, przykładowo, szlifowanie lub wygładzanie za pomocą dowolnych materiałów ściernych lub innych narzędzi skrawających 127. Okładziny 121 mogą być również poddawane dalszej obróbce chemicznej środkami impregnującymi lub ochronnymi w zależności od docelowego zastosowania.

W końcowej fazie wytwarzania okładzin elastycznych z naturalnego piaskowca, okładziny 131, przemieszczane na transporterach z układami napędowymi 135, mogą być poddawane procesowi uplastyczniania przez walcowanie parowe. Z obu walców walcarki 138 lub tylko z górnego walca 139 lub bębna musi być podawana para 136 przez otwory 137 w celu podgrzania okładziny do momentu uplastycznienia żywicy zawartej w całej masie okładziny 131. Celem walcowania jest całkowite zniszczenie resztek sztywnego wiązania między ziarnami, jeżeli jest to wymagane docelowym wykorzystaniem okładziny.

Cienkościenna okładzina 141, ułożona materiałem wzmacniającym 143 na transporterze z układami napędowymi 145, może być cięta na płytki 140 o określonych wymiarach wzdłuż linii 147, 148 za pomocą odpowiednich narzędzi lub urządzeń tnących 149 lub wykorzystywana w całości do oklejania wcześniej przygotowanych powierzchni. Złączone okładziny mogą również tworzyć monolityczne ściany lub elementy wielkoformatowe imitując żądane kształty, na przykład głazów z piaskowca o nienaturalnie małej wadze, których wierzchnią warstwą jest okładzina o grubości od 3 mm do 7 mm grubości. Zastosowane żywice akrylowe umożliwiają bezspoinowe łączenie poszczególnych okładzin cienkowarstwowych za pomocą zgrzewania w temperaturze nie przekraczającej 200°C i łączenia ich z artystyczną dokładnością przez wypełnianie ziarnami piasku przestrzeni pomiędzy ułożonymi okładzinami poprzez dosunięcie pojedynczych ziaren do siebie. Okładziny elastyczne z naturalnego piaskowca są materiałem łączącym cechy elastycznej płytki ceramicznej, tapety ściennej, płyty podłogowej oraz wielkoformatowych imitacji elementów z naturalnego kamienia, którego cechuje naturalny wzór stworzony przez naturę miliony lat temu.

Claims (13)

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób wytwarzania elastycznej okładziny z naturalnego piaskowca, z którego usuwa się co najmniej częściowo lepiszcze naturalne wiążące drobiny piasku pozostawiając szkielet naturalnego piaskowca składający się z ziaren piasku, a w przestrzeń powstałą po usunięciu lepiszcza naturalnego wprowadza się elastyczne spoiwo naturalne lub syntetyczne, znamienny tym, że podczas usuwania lepiszcza naturalnego, piaskowiec wypraża się w temperaturze od 750°C do 1200°C w czasie dochodzącym do kilkunastu godzin, nagrzewając piaskowiec z kontrolowanym przyrostem temperatury wynoszącym od 80°C do 150°C na godzinę.

2. Sposób wytwarzania elastycznej okładziny według zastrz. 1, znamienny tym, że podczas usuwania lepiszcza naturalnego, piaskowiec poddaje się obróbce chemicznej poprzez trawienie naturalnego spoiwa lub naturalnego lepiszcza za pomocą roztworu kwasu fluorowodorowego, pozostawiając w stanie nienaruszonym szkielet naturalnego piaskowca składający się ze stykających się ze sobą drobin i ziaren piasku.

3. Sposób wytwarzania elastycznej okładziny według zastrz. 1, znamienny tym, że po wyprażeniu piaskowiec zrasza się wodą i/lub wodnym roztworem kwasu fluorowodorowego, i/lub inną cieczą.

4. Sposób wytwarzania elastycznej okładziny według zastrz. 1, znamienny tym, że piaskowiec po wyprażeniu a przed zroszeniem wodą umieszcza się w urządzeniu stabilizującym.

5. Sposób wytwarzania elastycznej okładziny według zastrz. 1, znamienny tym, że po wprowadzeniu elastycznego spoiwa, doprowadza się je do zestalenia, po czym na jedną z płaszczyzn piaskowca nakłada się materiał stabilizujący, który nasącza się lub zalewa ciekłymi materiałami elastycznymi, zatapiając przy tym materiał stabilizujący lub materiały wzmacniające, a następnie odcina się warstwę piaskowca o określonej grubości.

6. Sposób wytwarzania elastycznej okładziny według zastrz. 1, znamienny tym, że co najmniej jedną powierzchnię powleka się środkami impregnującymi i/lub ochronnymi.

7. Sposób wytwarzania elastycznej okładziny według zastrz. 5, znamienny tym, że po nałożeniu materiału stabilizującego na piaskowiec, materiał stabilizujący i piaskowiec po odcięciu uplastyczniania się przez walcowanie przy jednoczesnym nagrzewaniu odciętej okładziny.

PL 205 403 B1

8. Okładzina elastyczna z naturalnego piaskowca zawierająca ziarna z naturalnego piaskowca i spoiwo elastyczne, znamienna tym, że ziarna (32) z naturalnego piaskowca tworzą wyprażony szkielet naturalnego piaskowca, a spoiwo elastyczne zawierające materiał żywiczny (34) wypełnia przestrzenie (33) pomiędzy ziarnami z naturalnego piaskowca.

9. Okładzina elastyczna według zastrz. 8, znamienna tym, że materiałem żywicznym (34) jest materiał zawierający związki akrylu.

10. Okładzina elastyczna według zastrz. 8, znamienna tym, że szkielet naturalnego piaskowca i spoiwo tworzą warstwę (11), która jest wzmocniona warstwą elastyczną (12) z materiałem stabilizującym.

11. Okładzina elastyczna według zastrz. 8, znamienna tym, że szkielet naturalnego piaskowca i spoiwo tworzą warstwę (11), która jest pokryta z jednej strony warstwą ochronną i/lub impregnującą (14).

12. Okładzina elastyczna według zastrz. 8, znamienna tym, że warstwa ochronna i/lub impregnująca (14) jest wytworzona z materiału przeźroczystego i/lub półprzeźroczystego, i/lub matowego.

13. Okładzina elastyczna według zastrz. 8, znamienna tym, że warstwa ochronna i/lub impregnująca (14) jest wytworzona z materiału barwionego i/lub przeźroczystego, i/lub półprzeźroczystego, i/lub matowego.