TWI388411B - Artificial stone manufacturing apparatus and manufacturing method thereof - Google Patents

Description

人造石製造設備及其製造方法

本發明有關於一種人造石的製造設備及製造方法，尤指整合控制系統操作的人造石製造設備及其製造方法。

在現今建築工程上最常用的基材就是混凝土與石材，以現代的鋼筋混凝土建築物來說，無論是石柱、石階、地板…等皆是在混凝土外部包覆天然石材來作為裝飾結構，但由於天然石材的取得、加工、運輸、安裝…等各種不同的因素影響，往往導致天然石材的製作成本昂貴，故一般的建築物大多是以磁磚或是其他加工產品來取代天然石材。

為解決建築物石材運用上的成本問題，遂有人研發出一種重量輕、施工便利、取得容易及成本低廉的人造石材，傳統人造石材係先將砂粒放於不同的材料槽，並將不同顏色的濃稠度的漿狀材料分別注入不同的材料槽內部，再把材料槽中的砂粒與漿狀材料充分攪拌混合，使材料槽內部產生不同顏色和濃稠度的膏狀物，然後將膏狀物均勻送入集料槽內部混合色料，再次均勻攪拌混合膏狀物及色料形成混物料，隨即把混物料從集料槽內部輸送至一成型模具中進行擠壓加工，即可製成人造石材的半成品，待人造石材半成品高溫乾燥硬化後即產生人造石材的成品。

一般傳統人造石材的製作設備是分別在不同混合機台中，由人工確認調配混合比例後開啟攪拌裝置來均勻混合，然後再將完成的材料透過人力搬移至另一機台進行後續的混合或成型作業，此種傳統人造石材製作設備往往製作過程繁瑣且需要消耗不少人力成本。

此外，傳統設備所製成的人造石材是由不同顏色的材料顆粒混合並均勻分佈在人造石表面，其外表僅能製成一均勻色彩且單調造型的人造石材，無法製成如天然石材的特殊紋理色澤，因此，為了能夠讓人造石材完全取代天然石材，人造石材的製作設備實有改良之空間與必要。

本發明之主要目的即在整合控制系統操控人造石材料的混合比例及整個製程的步驟，藉此減少繁瑣的製作過程並降低人力成本。

本發明之次要目的即在透過大型混合裝置來配合多組製作設備，同時配合自動化可程式設定微調控制的攪拌混雜，並由成型模具的擠壓成型，讓不同的多層次材料製成如天然石材特殊紋理色澤的多色多層次人造石。

為達上揭目的，本發明的人造石製造設備是由一個以上的色料混合設備、一個以上的砂色料混合裝置、一可調式攪拌裝置以及一成型模具所構成。

上述色料混合設備設有一個以上具備輸送管路的色料桶，並由輸送管路連接至一色料攪拌器，上述色料桶內部各設有一不同色彩的預設色料，上述輸送管路上設有一用以控制色料輸出比例的控制單元，而上述色料攪拌器用以將上述色料桶之色料均勻攪拌混合形成一調和單色料。

上述砂色料混合裝置設置一具有輸送管路的調和單色料桶、凝膠桶以及砂料桶，並由不同輸送管路分別連接至一砂色攪拌器；上述調和單色料桶內部具有調和單色料上述凝膠桶內部設有一凝膠材料，上述砂料桶內部設有一預設砂料，上述砂色攪拌器用以將調和單色料、凝膠材料及預設砂料均勻混合形成一單一色砂材料，而不同的輸送管路分別設有一用以控制色料、凝膠或砂料輸出比例的控制單元。

上述可調式攪拌裝置以輸送管路連接於上述砂色攪拌器，將不同的單一色砂材料混合微拌形成一多層次材料；上述輸送管路上設有一用以控制上述單一色砂材料輸出比例的控制單元。

上述成型模具以輸送管路連接於上述可調式攪拌裝置，並採用擠壓成型方式將多層次材料成型為一多色多層次人造石；上述輸送管路上設有一用以控制多層次材料輸出量的控制單元。

於一較佳實施例中，上述凝膠材料為一單一膠體；於另一較佳實施例中，上述凝膠材料是由兩種以上不同膠體混合所構成。上述凝膠材料用以硬化與黏合混有色彩的砂料，使其產生一特定的濃稠度及可撓性。上述預設砂料為石英砂、礦石砂、玻璃砂、二氧化矽類礦石或含有矽酸鹽類礦石的其中一種。

本發明的人造石製造方法，其步驟包含：(A)應用色料混合設備將不同色料均勻攪拌混合形成一預設的調和單色料；(B)以砂色料混合裝置將上述調和單色料配合一凝膠材料與一預設砂料進行混合處理來形成一單一色砂材料；(C)由砂色料混合裝置將不同樣態的單一色砂材料經由可調式攪拌裝置處理後形成多層次材料；以及(D)將多層次材料放入成型模具，並以擠壓成型方式製成一具有特殊色彩紋理的多色多層次人造石。

上述步驟(A)包含：將不同色料各自放入對應的色料桶；並以對應的控制單元來控制色料由輸送管路輸送至色料攪拌器的比例；以及色料攪拌器均勻攪拌形成調和單色料後置於調和單色料桶。

上述步驟(B)包含：將調和單色料桶的調和單色料由輸送管路輸送至砂色攪拌器，並由控制單元來控制輸送比例；將凝膠桶的凝膠材料與砂料桶的預設砂料由輸送管路輸送至砂色攪拌器，並由控制單元來控制輸送比例；以及由砂色攪拌器將調和單色料、凝膠材料與預設砂料均勻攪拌混合來形成一單一色砂材料，並由輸送管路的控制單元來控制輸送至可調式攪拌裝置的材料比例。

於一較佳實施例中，上述凝膠材料為一單一膠體；於另一較佳實施例中，上述凝膠材料上述凝膠材料是由兩種以上不同膠體混合所構成。上述凝膠材料用以硬化與黏合混有色彩的砂料，使其產生一特定的濃稠度及可撓性。上述預設砂料為石英砂、礦石砂、玻璃砂、二氧化矽類礦石或含有矽酸鹽類礦石的其中一種。

本發明結合人造石製作過程中的各種不同功效的混合機台，並配合控制系統操控人造石材料的混合比例及整個製程的步驟，藉此減少繁瑣的製作過程並降低人力成本，同時，配合自動化可程式設定微調控制的攪拌混雜及成型模具的擠壓成型，讓多層次材料製成如天然石材特殊紋理色澤的人造石。

茲為便於更進一步對本發明之特點有更深一層明確、詳實的認識與瞭解，爰舉出較佳實施例，配合圖式詳細說明如下：首先請參閱第1圖所示，本發明人造石製造設備是由一個以上的色料混合設備10、一個以上的砂色料混合裝置20、一可調式攪拌裝置30以及一成型模具10所構成。

請參閱第2圖所示，上述色料混合設備10設有一個以上具備輸送管路12的色料桶11，並由輸送管路12連接至一色料攪拌器13，上述色料桶11內部各設有一不同色彩的預設色料，上述輸送管路12上設有一用以控制色料輸出比例的控制單元14，而上述色料攪拌器13用以將上述色料桶11之色料均勻攪拌形成一調和單色料。

於圖示一較佳實施例中，本發明色料混合設備具有四個不同顏色的色料桶11以及對應控制的四個控制單元14，但此僅用為方便舉例說明，並非加以限制，亦即本發明可依據人造石的色彩調配需求來設置色料桶11與控制單元14的數量。

請參閱第3圖所示，上述砂色料混合裝置20設置一具有輸送管路24的調和單色料桶21、凝膠桶22以及砂料桶23，並由不同輸送管路24分別連接至一砂色攪拌器25；上述調和單色料桶21內部具有調和單色料，上述凝膠桶22內部設有一凝膠材料，上述砂料桶23內部設有一預設砂料，上述砂色攪拌器25用以將調和單色料、凝膠材料及預設砂料均勻混合形成一單一色砂材料，而不同的輸送管路24分別設有一用以控制色料、凝膠或砂料輸出比例的控制單元26。

其中，上述預設砂料可為石英砂、礦石砂、玻璃砂、二氧化矽類礦石或含有矽酸鹽類礦石等任何一種材質。於一較佳實施例中，上述凝膠材料為一單一膠體；於另一較佳實施例中，上述凝膠材料是由兩種以上不同膠體混合所構成。

上述凝膠材料用以硬化與黏合混有色彩的砂料，使其產生一特定的濃稠度及可撓性，傳統天然石材僅能以直角方式裁切成型，如此其黏貼於牆壁邊角時僅能由兩片相互垂直的黏貼方式固定，反觀本發明的人造石因為是由凝膠材料來黏合，因此人造石本身會具有一定的可撓性，如此即可將人造石製成一具有弧曲度的特殊結構，此一設計讓人造石能夠更廣泛的應用。

於圖示一較佳實施例中，本發明砂色料混合裝置20具有五組相互對應的調和單色料桶21、凝膠桶22、砂料桶23以及對應數量的控制單元26，但此同樣用為方便舉例說明，並非加以限制，亦即本發明可依據調配需求來設置調和單色料桶21、凝膠桶22以及砂料桶23的數量。

上述可調式攪拌裝置30以輸送管路31連接於上述砂色攪拌器25，將不同的單一色砂材料混合微拌形成一多層次材料；上述輸送管路31上設有一用以控制上述單一色砂材料輸出比例的控制單元32。

上述成型模具40以輸送管路41連接於上述可調式攪拌裝置30，並採用擠壓成型方式將多層次材料成型為一多色多層次人造石；上述輸送管路41上設有一用以控制多層次材料輸出量的控制單元42。

請參閱第4圖所示，於圖示一較佳實施例中，本發明人造石製造方法包含以下步驟：

(A)應用色料混合設備10將不同色料均勻攪拌混合形成一預設的調和單色料；

(B)以砂色料混合裝置20將上述調和單色料配合一凝膠材料與一預設砂料進行混合處理來形成一單一色砂材料；

(C)由砂色料混合裝置20將不同樣態的單一色砂材料經由可調式攪拌裝置30處理後形成多層次材料；以及

(D)將多層次材料放入成型模具40，並以擠壓成型方式製成一具有特殊色彩紋理的多色多層次人造石。

請參閱第5圖所示，本發明的步驟(A)包含以下步驟：將不同色料各自放入對應的色料桶11；以對應的控制單元14來控制色料由輸送管路12輸送至色料攪拌器13的比例；以及色料攪拌器13均勻攪拌形成調和單色料後置於調和單色料桶21。

請參閱第6圖所示，本發明的步驟(B)包含以下步驟：將調和單色料桶21的調和單色料由輸送管路24輸送至砂色攪拌器25，並由控制單元26來控制輸送比例；將凝膠桶22的凝膠材料與砂料桶23的預設砂料由輸送管路24輸送至砂色攪拌器25，並由控制單元26來控制輸送比例；以及由砂色攪拌器25將調和單色料、凝膠材料與預設砂料均勻攪拌混合來形成一單一色砂材料，並由輸送管路31的控制單元32來控制輸送至可調式攪拌裝置30的材料比例。

由前述的整個製作方式可知，本發明於人造石的製程中應用一色料混合設備10將預設色料混合，並以一砂色料混合裝置20將調和單色料與凝膠材料、砂料均勻混合形成一單一色砂材料後，由砂色料混合裝置20再將不同單一色砂材料進行微拌處理來形成一多層次材料，最後將多層次材料放入成型模具40以擠壓加工方式製成一纇似天然石材的特殊紋理色澤的人造石。

綜上所述，本發明在人造石製作過程整合控制系統方便使用者操作，藉此減少繁瑣的製作過程並降低人力成本，同時透過多組製作設備配合大型混合裝置，並配合自動化可程式設定微調控制的攪拌混合，讓多層次材料混製成如天然石材特殊紋理色澤的多色多層次人造石。

以上所舉實施例僅用為方便說明本發明並非加以限制，在不離本發明精神範疇，熟悉此一行業技藝人士所可作之各種簡易變形與修飾，均仍應含括於以下申請專利範圍中。

10．．．色料混合設備

11．．．色料桶

12．．．輸送管路

13．．．色料攪拌器

14．．．控制單元

20．．．砂色料混合裝置

21．．．調和單色料桶

22．．．凝膠桶

23．．．砂料桶

24．．．輸送管路

25．．．砂色攪拌器

26．．．控制單元

30．．．可調式攪拌裝置

31．．．輸送管路

32．．．控制單元

40．．．成型模具

41．．．輸送管路

42．．．控制單元

第1圖係本發明人造石製造設備一較佳實施例之示意圖；

第2圖係本發明色料混合設備之結構示意圖；

第3圖係本發明砂色料混合裝置之結構示意圖；

第4圖係本發明人造石製造方法一較佳實施例之步驟圖；

第5圖係本發明人造石製造方法步驟(A)之詳細步驟圖；以及

第6圖係本發明人造石製造方法步驟(B)之詳細步驟圖。

10．．．色料混合設備

20．．．砂色料混合裝置

30．．．可調式攪拌裝置

31．．．輸送管路

32．．．控制單元

40．．．成型模具

41．．．輸送管路

42．．．控制單元

Claims (10)

1. 一種人造石製造設備，包含：一個以上的色料混合設備，上述色料混合設備設有一個以上具備輸送管路的色料桶，並由輸送管路連接至一色料攪拌器，上述色料桶內部各設有一不同色彩的預設色料，而上述色料攪拌器用以將上述色料桶之色料均勻攪拌形成一調和單色料；一個以上的砂色料混合裝置，上述砂色料混合裝置設置一具有輸送管路的調和單色料桶、凝膠桶以及砂料桶，並由不同輸送管路分別連接至一砂色攪拌器，上述調和單色料桶內部具有調和單色料，上述凝膠桶內部設有一凝膠材料，上述砂料桶內部設有一預設砂料，而上述砂色攪拌器用以將調和單色料、凝膠材料及預設砂料均勻混合形成一單一色砂材料；一可調式攪拌裝置，以輸送管路連接於上述砂色攪拌器，將不同的單一色砂材料混合微拌形成一多層次材料；以及一成型模具，以輸送管路連接於上述可調式攪拌裝置，並採用擠壓成型方式將多層次材料成型為一多色多層次人造石；其中，各個不同的輸送管路分別設有一控制對應材料輸出比例的控制單元。
2. 如申請專利範圍第1項所述人造石製造設備，其中，上述預設砂料為石英砂、礦石砂、玻璃砂、二氧化矽類礦石或含有矽酸鹽類礦石的其中一種。
3. 如申請專利範圍第1項所述人造石製造設備，其中，上述凝膠材料為一單一膠體。
4. 如申請專利範圍第1項所述人造石製造設備，其中，上述凝膠材料是由兩種以上不同膠體混合所構成。
5. 一種人造石製造方法，係包含以下步驟：(A)　應用色料混合設備將不同色料均勻攪拌混合形成一預設的調和單色料；(B)　以砂色料混合裝置將上述調和單色料桶配合一凝膠材料與一預設砂料進行混合處理來形成一單一色砂材料；(C)　由砂色料混合裝置將不同樣態的單一色砂材料經由可調式攪拌裝置處理後形成多層次材料；以及(D)　將多層次材料放入成型模具，並以擠壓成型方式製成一具有特殊色彩紋理的多色多層次人造石。
6. 如申請專利範圍第5項所述人造石製造方法，其中，上述步驟A包含：將不同色料各自放入對應的色料桶；並以對應的控制單元來控制色料由輸送管路輸送至色料攪拌器的比例；以及色料攪拌器均勻攪拌形成調和單色料後置於調和單色料桶。
7. 如申請專利範圍第5項所述人造石製造方法，其中，上述步驟(B)包含：將調和單色料桶的調和單色料由輸送管路輸送至砂色攪拌器，並由控制單元來控制輸送比例；將凝膠桶的凝膠材料與砂料桶的預設砂料由輸送管路輸送至砂色攪拌器，並由控制單元來控制輸送比例；以及由砂色攪拌器將調和單色料、凝膠材料與預設砂料均勻攪拌混合來形成一單一色砂材料，並由輸送管路的控制單元來控制輸送至可調式攪拌裝置的材料比例。
8. 如申請專利範圍第5項所述人造石製造方法，其中，上述砂料為石英砂、礦石砂、玻璃砂、二氧化矽類礦石或含有矽酸鹽類礦石的其中一種。
9. 如申請專利範圍第5項所述人造石製造方法，其中，上述凝膠材料為一單一膠體。
10. 如申請專利範圍第5項所述人造石製造方法，其中，上述凝膠材料是由兩種以上不同膠體混合所構成。