TW482749B - Method for consolidation of natural stone blocks or recomposite blocks - Google Patents

Description

482749 A7 B7 五、發明說明（p 本發明係有關於透過可硬化之樹脂來固結石塊或一般 石材之方法。 在將天然石塊轉變成厚板或手工製品時，原始石塊材 料從開採到製成手製品的過程中，常有缺陷而需要調整整 個生產流程的狀況。 大理石與一般天然石塊均爲非均質材料是眾人所熟知 的，而它們的結構是受到礦物組成與礦物沉積的歷史所高 度影響著。 當其他原料來自能被控制與改善的製程時，大理石、 花崗石及其他天然石塊便是地殼數百萬年來變動修正的結 果，也證明了結構異質性之問題。 在另一方面，常因成份之異質性而給予石頭令人激賞 的顏色與裝飾的特質。更貴重及多彩的材料因地層形成的 折磨而天生就是最有缺陷的。 在製造的程序之後’因結構上的缺陷所要面對的是複 雜的材料所導致的現場舖設問題，其將使手製品的壽命縮 短，並造成在維護上的困難及昂貴的成本支出。 產製過程中開採是第一步驟。採石場之開採將根據原 料之瑕疵、大缺陷、裂縫和礦物結構的不連續性來作調整 ，並由他們來開採。 當無法保證能達到顯著比例之開採量以達到收支平衡 時，這個礦層將被放棄。 下一個工作階段包含了開採石塊的切割，藉由鋸框切 割成四方塊以適合製造板片，或以鑽石圓鋸切割成不定形 4 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂----I------線

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 482749 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（>) 塊狀或有許多結構瑕庇的四方塊。 以鋸框可生產由開採岩塊之斷面而得到之板狀物’以 圓鋸可直接生產小尺寸的形體。 石塊中結構的缺陷將影響兩情況下的結果。其一是鋸 框可能會造成板塊的破壞’或是更嚴重時整個石塊會在切 割當中粉碎，對鋸框造成潛在的傷害並造成經濟上顯著的 損失。 對圓鋸而言則將造成相當數量的破碎塊。 在產製過程中接下來的成形操作及尺寸校準與（或）拋 光等手續，裂縫及殘餘裂痕即使在切割過程中未造成破裂· 和分離仍可於此時造成問題，而導致同一物品沿著破裂線 分離。 當製品因圓鋸而造成破壞後並不能保證有殘餘用途， 諸如尺寸上的縮小或是利用水泥和樹脂膠將各種不同產品 的碎片結合起來的組合物，對板狀物來說則經常嘗試著以 不精確且昂貴的手工操作來將破裂塊做膠合的補償動作。 板塊可因此重組而不破裂，但那並不足以保證能進行 到最後的拋光動作，而常常要接受修復及強化的手續。 這些手續需以非常易流動的樹脂膠滴在受損板塊的表 面，而使之滲透並硬化而將分離的部分接合。 此外常與上述手續同時做的是以網、玻璃纖維、棉或 其他纖維黏在板塊的背面來做加強。 生產線技術的進展愈來愈自動化也愈來愈快速，已經 對這些修復技術造成衝擊，但結果是相當有限且局部的。 5 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -------------_------線 ^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

482749 A7 ___B7 五、發明說明（丨） 此外适樣的技術僅對不是從岩塊碎片而來的板塊有用 〇 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 對很多岩塊而言’甚至因鋸框切割造成高度的碎裂風 險而未開始加工。在某些情況，加工已開始但只做出板塊 的極小部份便停止了。 很多天然石材結構上的弱點就是爲什麼石材業在發展 工業上的應用如此困難的原因，同時也是在大量生產時仍 繼續有手工製造方式存在的原因。 有另一項技術讓原石材有好的裝飾品質但卻有許多結 構缺陷者加以回復，它是在工廠加工之前用一種可硬化的· 樹脂滲入到天然石材內。 以這個槪念已經用平行六邊形石塊做過許多嘗試，以 這個理論將能夠保護在石塊內的缺陷之樹脂在真空的狀態 下滲入石塊中，因爲石塊的缺陷會出現在六個面的其中一 個，而讓樹脂能從與外界相通的缺縫滲入到所有結構的缺 縫。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 但‘沒有任何一個試驗能達到可令人接受的工業經濟的 結果，因爲這個方式所需的樹脂消耗量太高了，而事實上 樹脂是非常昂貴的，且生產工廠需投入大量資金又不易管 理。 我們暫且不管那些無固定形狀石塊的處理，因爲那總 是沒什麼好處。而平行六邊形方形石塊的處理需要很重且 昂貴的模板將之立在石塊周圍，形成一個能裝石塊和滲透 用樹脂的槽。 6 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 482749 A7 ---.......^~^4费正---- 五、發明說明（p ) 912. 6^ 因爲從採石場採得的岩塊不曾有相同的尺寸，所以要 維持所需渗透用樹脂在可接受的消耗量及成本仍是無解的 問題。 有人曾嘗試使用可變化尺寸的模板，但除去模板結構 更高的成本不談，模板與模板之間的密封便無法保證了。 在義大利專利號碼1027222中敘述一個形成柔性容器 來裝石塊的方法，其特別是用一種塑膠袋，並在耐壓的容 器壁和石塊間的空間中塡充以與導入容器內之樹脂比重類 似的油。 改變在石塊四周被塑膠袋包覆及保護的油面高度，那 樣就可以調整在石塊周圍滲透用樹脂的量。 而且這種方式可以讓油在每一次導入容器後再回收， 以提供接下來滲透手續所使用。 這個方法在實際槪念的實現上有技術上的困難，雖然 出現操作上的限制但仍超越對管理成本提高的關心。 因此本發明的第一目標就是用可硬化有黏性的樹脂， 在真空滲透過程中讓整個原石的滲透變得實際且可行。 根據所附申請專利範圍中的本發明之滲透方式，得到 這些及其他的目標。 根據本發明的方法能有利地使用於各種不同大小石塊 或大理石的固結，並能減少樹脂的浪費及處理的總成本。 本發明上述之方法及其他目的藉由較佳實施例之說明 並參考隨後之附圖將有更淸楚的結果，其中： 圖式簡單說明 ___ι____ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) i 訂----1 482749 A7 B7 ^ H g 五、發明說明（厂） 9L2. 6 第1圖顯示一大理石塊以彈性薄板所包覆著，並準備 好要根據本發明之樹脂滲透方法來處理； 第2圖所顯示的是彈性薄板的細節。 根據第1圖及第2圖來說明對天然石塊或重組材料之 滲透及固結之方法，以下對這些材料簡稱爲，，塊體”。 塊體（1)事實上可以是任何石材或其他類似的材料，例 如大理石或天然花崗岩甚或是重組材料之塊體。 塊體(1)在一開始加熱一段時間足以讓塊體內部溫度達 到至少20°C。 將塊體置入加熱室中，藉由熱空氣、電熱器或紅外線 燈來做此加熱。 接著將塊體放在一個平整堅固的平台（11)上，用以安 置及移動之用，並在二者之間插入一底板(2)，此底板之尺 寸要比塊體平面尺寸稍大幾公分，並在底板上排列數個不 連續的間隔物。 底板(2)最好有平滑且不透水、不透氣的表面，材質以 彈性體、塑膠、浸滲的纖維或薄金屬所製成。 間隔物可以如底板相同的材質做成條狀或塊狀，以不 連續的方式排列在底板上，以便在塊體（1)底下形成一個互 相流通之通路網（10)。 此外也可以彈性薄板來做爲底板(2)，這種材料常被用 來當作舖設板。第2圖中顯示其特點，在其表面佈滿重複 的圓形凸出物(8)。 接下來以不透水、不透氣的四片側面板(3、4、5、6) ___ 8_ 表紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --------------------訂---r------ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 482749 修正 年月曰 B7 οι ο 6 ^ --- 五、發明說明（έ ^ 置於塊體(1)的四個垂直面，板與塊體間置入間隔物(8)，其 與側面板整合在一起而黏於塊體之表面。 側面板(3、4、5、6)最好是彈性薄板，如同第2圖所 示並且一般是舖設用板，在板的表面有圓形凸出物(8)，其 作用如同間隔物。 —般來說，側面板(3、4、5、6)可以是金屬、塑膠、 橡膠或浸滲的纖維所製成的薄平板，而間隔物可得自於塊 體或板之表面，藉由上膠或上漆的方式然後再黏於板或塊 體(1)的表面。 側面板於邊緣處黏合在一起，下方邊緣則黏於底板(2) ，以便於包覆塊體形成防水容器。 爲了塊體邊緣的一致性，可於轉角黏上加強物以增加 容器的水密性及氣密性。 另一個方式是用單片板摺疊包覆在塊體四周垂直面， 此方法可減少膠合部分並進一步增加密封性。 側面板需局於塊體（1)幾公分，如此能在塊體上方圍成 一區域來裝後續滴於塊體上的樹脂。 之後將塊體所置放的平台移至高壓箱或壓力鍋中，其 裝有開口以讓滲透用樹脂通過，並且有觀測小窗以便工作 人員在操作過程中加以觀察控制。 樹脂可藉由壓力鍋內真空的吸引或以泵浦抽取，從一 較低的容器中經由管子導入而滴在塊體上。 接著將壓力鍋內抽成真空以便於讓塊體內部快速的乾 燥，這是由於已事先預熱並且降低水的蒸發壓力。同時也 - -；----—— 9___ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） --------------------tT—*------ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 482749

可使用一些已知的技術來改善並加速乾燥過程，例如在壓 力鍋中放入冷卻元件。 在塊體乾燥之後且殘餘壓力不高於20 torr，或不管壓 力可能很接近於真空，樹脂會漸漸地被吸引上來而覆蓋住 塊體的最上層。 樹脂因此能在塊體與包覆板之間流動而沒有障礙，而 在塊體下方同時也在更多顯著的塊體裂縫中流動著。 樹脂最終將滲入到小裂縫和結構不連續處，並在此時 蓄積在塊體頂面之上方。可蓄積在塊體上之液態樹脂厚度 係根據所要恢復的石頭種類而定，同時也根據其缺陷而定 ，並基於統計學的基礎靠經驗來判斷。 塊體被樹脂完全覆蓋是很重要的，因爲若有任何裂縫 出現在塊體頂面而未被覆蓋，則暴露在高壓滲透過程中的 塊體將會被空氣滲入其中。 接著壓力鍋再度與外界大氣連通使得空氣再次進入箱 中，並推擠著液態樹脂的表面迫使它滲透入塊體之中。 爲了增加重建大氣後所滲透入塊體中樹脂的量，可導 入過壓以增加塊體頂面的壓力，並且有助於樹脂在塊體內 細微材料裂縫中之流動。 之後將平台連同塊體從壓力鍋中取出，讓樹脂以自然 的方式硬化或可藉由塊體加熱的方式使之硬化。 塊體可接著被鋸框或圓鋸切割，在切割的同時不需將 包覆在塊體五個面的彈性薄板材料移除。 上述的方法很容易，不需使用僵硬的模板圍束，若塊 _____ίο____ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐) _ n· n I n n n i n n IK ϋ ϋ _1 n ϋ n n . n ϋ I «ϋ ϋ I ft (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) "KU/49

體屬較方形，則上述方法可應用於任何尺寸之上。 除此之外，使用彈性薄板成本低廉且樹脂的消耗量亦 小，此法是極符合經濟效益的。 元件符號說明 1 天然石塊或重組材料的塊體 2 底板 3 第一側面板 4 第二側面板 5 第三側面板 6 第四側面板 7 塊體(1)的上部 8 間隔物，甚至是凸起物 9 薄板表面 10 互相流通之通路（網） 11 平整堅固的平台 --------------------訂---------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）

Claims (1)

1. 482749

   申請專利範圍 ι·一種固結天然石塊或重組材料塊體的方法，石塊實 質上呈平行六面體，含有裂縫和與外界連通的內部孔洞， 此方法在壓力鍋中以可硬化的樹脂使用真空滲透的方式來 進行’包括下列步驟：-將塊體（1)與一平整堅固的平台放在 一起，以供放置與移動，並將不透水、不透氣的底板⑵插 入其間，並在底板上安置一些不連續的間隔物； -在塊體的每一側面上施加不透水、不透氣的側面板(3 、4、5、6)，其間插有間隔物(8)，其與側面板或塊體⑴之 表面整合在一起，並分別黏至塊體（1)之表面或側面板上， 每一片側面板(3、4、5、6)高於塊體本身（1)以於塊體的上 方形成一可容納該液體樹脂之儲槽； -將該側面板(3、4、5、6)於邊緣處上及底板(2)接合在 一起，以使於防水容器中形成一包覆塊體的護套； -將包覆該護套的塊體（1)放入壓力鍋並降低其中壓力； -在塊體⑴的上部⑺和塊體與薄板之間的空隙中滴入 一種可硬化的樹脂液體，以完全覆蓋塊體； -將壓力鍋中之低壓解除，讓樹脂可滲入塊體（1)內之該 裂縫或孔洞； -讓塊體四周與該裂縫或其內部孔洞內之樹脂硬化。 2·如申請專利範圍第丨項之固結方法，其特徵在於底 板(2)與側面板(3、4、5、6)之尺寸比它們所施加的塊體表 面大數公分，並且膠合在一起與塊體之邊緣一致，以形成 塊體用之水密性容器。 3.如申請專利範圍第2項之固結方法，其特徵在於爲 ---------------------------------------訂—----------- (請先閲讀背面之注意事項再塡寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 482749 A8B8C8D8 六、申請專利範圍 了與塊體邊緣一致而在轉角處黏上一些加強物，以便於增 加此防水容器之水密性及氣密性。 4. 如申g靑專利軺圍弟2項之固結方法，其特徵在於側 面板(3、4、5、6)是由單片薄板所製成，其包覆住塊體⑴ 之所有垂直面。 5. 如申g靑專利範圍桌1項之固結方法，其特徵在於包 含一加熱塊體（1)之預備步驟，以使含於該裂縫或孔洞中的 水分在接下來的真空乾燥過程中更容易蒸發。 6 ·如申請專利車s圍弟5項之固結方法，其特徵在於乾 燥過程可藉由在減壓階段中放入該壓力鍋內之冷凍元件將 散出之蒸氣凝結而加速。 7.如申請專利範圍第1項之固結方法，其特徵在於壓 力鍋恢復到大氣壓之後，接著加以一過壓階段以進一步有 利於樹脂滲透入塊體⑴中。 8·如申請專利範圍第4項之固結方法，其特徵在於該 間隔物(8)能讓薄板表面(9)與塊體（1)表面保持一段距離，以 便於形成讓該可硬化樹脂流動的通道（1〇)。 9. 如申請專利範圍第8項之固結方法，其特徵在於側 面板(3、4、5、6)爲一彈性薄板，在其與塊體⑴偶合的表 面上有凸起物(8)，凸起物(8)和塊體表面接觸並加以膠合。 10. 如申請專利範圍第8項之固結方法，其特徵在於側 面板(3、4、5、6)是由金屬、塑膠、橡膠或浸滲的纖維所 製成的薄平板’而間隔物藉由上膠或上漆的方式獲得於塊 體的表面，然後再黏到側面板的表面。 2 ^紙張纽適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公麥)" ------------------黌--------------------，玎-------------------i暴 (請先閲讀背面之注意事項再塡寫本頁) 482749 A8B8C8D8 申請專利範圍 11.如申請專利範圍第8項之固結方法，其特徵在於側 面板（3、4、5、6)是由金屬、塑膠、橡膠或浸滲的纖維所 製成的薄平板，而間隔物藉由上膠或上漆的方式獲得於該 薄板的表面，然後再黏到相對應塊體（1)的表面。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格(210 X 297公釐) —.......-I-訂[------------ (請先閲讀背面之注意事項再塡寫本頁)