TWI581932B - Equipment for preparing artificial stone molded articles - Google Patents

Description

用於製備人造石成型品的設備

本發明是有關於一種用於製備成型品的設備，特別是指一種用於製備人造石成型品的設備。

人造石是由天然礦物(如陶瓷、玻璃等)或混凝土與聚合樹脂組份做為原料所製得的非天然石材，現今已成為生活中各種家庭設備或建築設施所選用的材料。

過去已有多種製備人造石成型品的設備，該等設備通常是先將天然礦物(如陶瓷、玻璃等)或混凝土與聚合樹脂組份混合攪拌，再經震動及常溫固化後製得。然而，用於製備人造石成型品的原料常會因溫度變化而改變原有材料性質，此外，習知設備於製備過程中，攪拌及震動步驟的溫度易受外在環境或設備運轉所產生廢熱的影響而大幅改變，導致無法維持溫度於特定範圍內，進而影響原料性質改變，同時產生如原料流動性變差、原料混合後至開始固化的時間發生誤差等問題。

因此，如何改良習知用於製備人造石成型品的設備，使其製備過程中的攪拌及震動步驟的溫度皆能維持於特定範圍內，已成為目前致力研究的目標。

因此，本發明之目的，即在提供一種用於製備人造石成型品的設備。該用於製備人造石成型品的設備於製備過程中，其攪拌及震動步驟的溫度皆能維持於特定範圍內。

於是本發明用於製備人造石成型品的設備，包含一攪拌艙、一震動艙、一抽氣裝置及一流體注入裝置。

該攪拌艙用於攪拌原料，且包括一攪拌艙本體、一由該攪拌艙本體所圍繞界定並用於容置原料的攪拌腔室，及一形成於該攪拌艙本體內部並圍繞該攪拌腔室的攪拌控溫空間。

該震動艙用於震動原料，且包括一震動艙本體、一由該震動艙本體所圍繞界定並用於容置原料的震動腔室，及至少一形成於該震動艙本體內部並圍繞該震動腔室的震動控溫空間，該震動腔室可關斷地與該攪拌腔室連通。

該抽氣裝置用於抽除氣體，且分別可關斷地與該攪拌腔室及該震動腔室連通。

該流體注入裝置用於注入流體，且分別與該攪拌控溫空間及該震動控溫空間連通。

本發明之功效在於：該攪拌艙具有圍繞該攪拌腔室的該攪拌控溫空間及該震動艙具有圍繞該震動腔室的該震動控溫空間；又，由於該流體注入裝置分別能注入流體於該攪拌控溫空間及該震動控溫空間內，促使該攪拌控 溫空間及該震動控溫空間各自形成一層流體層，而能避免外在環境或設備運轉所產生廢熱影響到該攪拌腔室及該震動腔室內的環境溫度，更使得本發明設備於製備過程中，其攪拌及震動步驟的溫度皆能維持於特定範圍內，所以原料性質不易改變，進而不會有原料流動性變差、原料混合後至開始固化的時間發生誤差等問題。

以下將就本發明內容進行詳細說明：

較佳地，該攪拌艙本體具有一攪拌內壁及一攪拌外壁，該攪拌內壁圍繞界定出該攪拌腔室，該攪拌內壁與該攪拌外壁圍繞界定出該攪拌控溫空間。

較佳地，該震動艙本體具有一基座及一可脫離地設置於該基座上的外蓋，該基座與該外蓋圍繞界定出該震動腔室，該震動艙還包括二震動控溫空間，該二震動控溫空間分別位於該基座內部及該外蓋內部並相配合圍繞該震動腔室。

較佳地，本發明用於製備人造石成型品的設備還包含一用於連通該攪拌腔室與該震動腔室的伸縮管路。更佳地，本發明用於製備人造石成型品的設備還包含分別設置於該伸縮管路上的一出料關斷閥及一進料關斷閥，該出料關斷閥鄰近該攪拌艙，該進料關斷閥鄰近該震動艙。

較佳地，該震動艙還包括一設置於該震動腔室內且用於容置該原料的原料模具。

較佳地，該震動腔室設置於該攪拌腔室下方。

1‧‧‧攪拌艙

32‧‧‧震動進料關斷閥

11‧‧‧攪拌艙本體

4‧‧‧抽氣裝置

111‧‧‧攪拌內壁

41‧‧‧真空汞

112‧‧‧攪拌外壁

42‧‧‧真空管路

12‧‧‧攪拌腔室

43‧‧‧第一真空關斷閥

13‧‧‧攪拌控溫空間

44‧‧‧第二真空關斷閥

14‧‧‧攪拌進料口

45‧‧‧解除真空關斷閥

15‧‧‧攪拌出料口

46‧‧‧真空計

2‧‧‧震動艙

5‧‧‧流體注入裝置

21‧‧‧震動艙本體

51‧‧‧第一流體注入器

211‧‧‧基座

52‧‧‧第二流體注入器

212‧‧‧外蓋

6‧‧‧攪拌動力源

22‧‧‧震動腔室

7‧‧‧震動動力源

23‧‧‧震動控溫空間

8‧‧‧震動台

24‧‧‧震動進料口

9‧‧‧原料

25‧‧‧原料模具

10‧‧‧流體

3‧‧‧伸縮管路

31‧‧‧攪拌出料關斷閥

本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是一示意圖，說明本發明用於製備人造石成型品的設備的一較佳實施例；及圖2是一示意圖，說明本發明用於製備人造石成型品的設備的較佳實施例的使用狀態。

在本發明被詳細描述之前，應當注意在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。

本發明將就以下實施例來作進一步說明，但應瞭解的是，該實施例僅為例示說明之用，而不應被解釋為本發明實施之限制。

參閱圖1，本發明用於製備人造石成型品的設備之一較佳實施例，在製備人造石成型品的過程中，其攪拌及震動步驟的溫度皆能維持於特定範圍內。該用於製備人造石成型品的設備包含一攪拌艙1、一震動艙2、一伸縮管路3、一攪拌出料關斷閥31、一震動進料關斷閥32、一抽氣裝置4、一流體注入裝置5、一攪拌動力源6、一震動動力源7及一震動台8。

該攪拌艙1用於攪拌原料，包括一攪拌艙本體11、一攪拌腔室12、一攪拌控溫空間13、一攪拌進料口14及一攪拌出料口15。該攪拌腔室12是由該攪拌艙本體11所圍繞界定並用於容置原料。該攪拌控溫空間13形成於該攪拌艙本體11內部並圍繞該攪拌腔室12且用於容置流體 10。該攪拌進料口14可封閉地連通該攪拌腔室12與外界且形成於該攪拌艙本體11上，原料可藉由該攪拌進料口14由外界進入該攪拌腔室12內。該攪拌出料口15與該攪拌進料口14相反設置並形成於該攪拌艙本體11上，於該攪拌腔室內12的原料可通過該攪拌出料口15自該攪拌腔室12流出。此外，該攪拌艙本體11具有一攪拌內壁111及一攪拌外壁112，該攪拌內壁111圍繞界定出該攪拌腔室12，該攪拌內壁111與該攪拌外壁112圍繞界定出該攪拌控溫空間13。

該震動艙2位於該攪拌艙1下方並設置於該震動台8上且用於震動原料。該震動艙2包括一震動艙本體21、一震動腔室22、至少一震動控溫空間23、一震動進料口24及一原料模具25。該震動腔室22是由該震動艙本體21所圍繞界定並用於容置原料。該震動控溫空間23是形成於該震動艙本體21內部並圍繞該震動腔室22且用於容置流體10。該震動腔室22可關斷地與該攪拌腔室12連通。該震動進料口24形成於該震動艙本體21上，原料可通過該震動進料口24流進該震動腔室22內。該原料模具25位於該震動腔室22內及該震動進料口24下方，且能用於容置原料。此外，該震動艙本體21具有一基座211及一可脫離地設置於該基座211上的外蓋212，該基座211與該外蓋212圍繞界定出該震動腔室22。在本實施例中，該震動艙2包括二震動控溫空間23，該二震動控溫空間23分別位於該基座211內部及該外蓋212內部並相配合圍繞該震動腔室 22。需特別說明，該震動控溫空間22可依該震動艙本體21的形式來調整其數量，該震動艙2可以只包括一個震動控溫空間23，該震動艙2也可以包括三、四或五個以上的震動控溫空間23。

該伸縮管路3用於連通該攪拌腔室12與該震動腔室22，並分別與該攪拌出料口15及該震動進料口24連接。該攪拌出料關斷閥31及該震動進料關斷閥32分別設置於該伸縮管路3的兩端。該攪拌出料關斷閥31鄰近該攪拌艙1並能控制該攪拌腔室12內的原料由該攪拌出料口15流入該伸縮管路3內，該震動進料關斷閥32鄰近該震動艙2並能控制原料由該伸縮管路3澆鑄於該原料模具25內。

該抽氣裝置4分別可關斷地與該攪拌腔室12及該震動腔室22連通，且包括一真空汞41、一真空管路42、一第一真空關斷閥43、一第二真空關斷閥44、二解除真空關斷閥45及二真空計46。該真空汞41透過該真空管路42分別與該攪拌腔室12及該震動腔室22連通，並能用於抽除該攪拌腔室12、該震動腔室22及該伸縮管路3內的氣體，使該攪拌腔室12、該震動腔室22及該伸縮管路3呈現負壓(壓力較佳為1cmHg以下)狀態。該第一真空關斷閥43、該第二真空關斷閥44、該等解除真空關斷閥45及該等真空計46分別設置於該真空管路42上。該第一真空關斷閥43位於該真空汞41與該攪拌腔室12間，用於控制該真空汞41與該攪拌腔室12的連通。該第二真空關斷閥44位於該真空汞41與該震動腔室22間，用於控制該真空汞41 與該震動腔室22的連通。該其中一解除真空關斷閥45位於該真空汞41與該第一真空關斷閥43間，該另一解除真空關斷閥45位於該真空汞41與該第二真空關斷閥44間，該等解除真空關斷閥45皆可用於控制外界與該真空管路42的連通，打開其中一解除真空關斷閥45，即可使外界氣體先進入該真空管路42後，再進入該攪拌腔室12、該震動腔室22及該伸縮管路3內，以解除負壓狀態。該其中一真空計46設置於該第一真空關斷閥43及該攪拌腔室12間，該另一真空計46設置於該第二真空關斷閥44及該震動腔室22間，該等真空計46分別可用於量測該攪拌腔室12與該震動腔室22內的壓力大小。需特別說明，該抽氣裝置4可以只包括一個解除真空關斷閥45，該抽氣裝置4也可以包括三、四或五個以上的解除真空關斷閥45。

該流體注入裝置5與該攪拌控溫空間13及該震動控溫空間23連通且用於注入流體10至該攪拌控溫空間13及該震動控溫空間23內，其中，該流體注入裝置5所注入的流體可為氣體或液體。特別說明的是，氣體可為經壓縮脫水後的乾燥空氣，但不限於此；液體可為自來水、工業專用冷卻液或工業專用冷卻油，但不限於此。在本實施例中，該流體注入裝置5包括一鄰近該攪拌控溫空間13的第一流體注入器51及另一鄰近該震動控溫空間23的第二流體注入器52。

該攪拌動力源6設置於該攪拌艙1上，並提供該攪拌艙1於攪拌原料時的動力源。該震動動力源7設置 於該震動台8上，並能提供動力源給該震動台8，使該震動台8能進行上下震動，同時連動該震動艙2進行上下震動。

需特別說明，本實施例所使用的原料較佳為包含(a)礦物粒料及(b)聚合樹脂組份。以下分別針對礦物粒料及聚合樹脂組份進行詳細說明。

(a)礦物粒料：

該礦物粒料是先依需求選擇三種彼此相同、部分相同或完全不同的礦物材料，並將該三種礦物材料分別製成三種具有不同粒徑大小的粒狀物(粗粒徑：4~10mm；中粒徑：0.2~4mm；細粒徑：小於0.2mm)，再依需求選擇特定比例並混合該三種粒狀物後，即可製得該礦物粒料。其中，該礦物材料為天然礦物(石材、陶瓷、玻璃等)或混凝土。

(b)聚合樹脂組份：

該聚合樹脂組份包括環氧樹脂(A劑)、如聚醯胺的聚胺類化合物(B劑)及稀釋劑，由於該A劑的環氧基會和該B劑的胺基產生化學反應，促使該聚合樹脂組份從液態轉變為固態，因而該聚合樹脂組份具有能黏結物體的特性。該稀釋劑則是用於減緩該A劑與該B劑因劇烈反應造成大量氣泡產生及高溫的狀況，同時可降低該聚合樹脂組份的黏度，以提高所製得人造石成型品的精密度及結構完整性。而需提及的是，本實施例的該B劑的較佳製程溫度範圍為21~25℃，若於該溫度範圍外，則易改變該B劑的原有材料性質，導致後續於製備人造石成型品的過程中會 產生如原料流動性變差、原料混合後至開始固化的時間發生誤差等問題。

本發明用於製備人造石成型品的設備於製備人造石成型品時，是根據下述方法的步驟完成(請參閱圖2)。

步驟(1)：由該流體注入裝置5之第一流體注入器51注入該流體10至該攪拌控溫空間13以及由該第二流體注入器52注入該流體10至該震動控溫空間23內，使該攪拌控溫空間13及該震動控溫空間23形成一層流體層。

步驟(2)：將該原料9由該攪拌進料口14置於該攪拌腔室12內。

步驟(3)：先分別打開該第一真空關斷閥43、該第二真空關斷閥44及該震動進料關斷閥32，啟動該真空汞41進行抽氣，使該攪拌腔室12、該震動腔室22及該伸縮管路3處於負壓狀態後(壓力較佳降至1cmHg以下)後，停止抽氣。

步驟(4)：關閉該第一真空關斷閥43、該第二真空關斷閥44及該震動進料關斷閥32後，於該攪拌腔室12內攪拌原料9。需特別說明，在步驟(3)及步驟(4)中，該攪拌腔室12、該震動腔室22及該伸縮管路3除了可同時進行抽氣外，也可分開進行抽氣，例如可以先打開該第一真空關斷閥43，並對該攪拌腔室12進行抽氣至呈負壓狀態後，關閉該第一真空關斷閥43，再開啟該第二真空關斷閥44及該震動進料關斷閥32，對該震動腔室22及該伸縮管路3進行抽氣至呈負壓狀態後，關閉該第二真空關斷閥44及該 震動進料關斷閥32。

步驟(5)：啟動該震動台8的震動功能，使該震動艙2進行上下震動，同時開啟該攪拌出料關斷閥31及該震動進料關斷閥32，使該經步驟(4)攪拌後的原料9能經該伸縮管路3澆鑄於該原料模具25內，待原料9填充於該原料模具25後，持續震動該攪拌艙2至原料9開始固化前(即開始固化的時間)。

步驟(6)：待震動停止後，開啟該等解除真空關斷閥45，解除該攪拌腔室12、該震動腔室22及該伸縮管路3的負壓狀態，使於該原料模具25內且經震動後的原料9於常溫常壓下進行養生固化，至其完全固化後，即製得該人造石成型品。

由於注入該攪拌控溫空間13與該震動控溫空間23內的該流體10，會形成一層流體層，並將該攪拌腔室12及該震動腔室22與外在環境或設備運轉所產生廢熱隔離，使本發明設備於製備過程中，其攪拌及震動步驟的溫度皆能維持於特定範圍內，因此原料性質不易改變，解決習知設備於製備人造石成型品時，會因原料受溫度變化而改變原有材料性質，導致有原料流動性變差、原料混合後至開始固化的時間發生誤差等問題。

需特別說明的，本實施例於攪拌及震動原料9時，該攪拌艙1及該震動艙2的溫度(即流體10的溫度)較佳需控制於21~25℃間，以避免聚合樹脂組份的該B劑因溫度變化而改變原有材料性質；且該攪拌艙1、該震動艙2 及該伸縮管路3的壓力較佳需控制於1cmHg以下，如此可避免原料9的該礦物粒料與該聚合樹脂組份在攪拌過程中，會摻雜氣體於其中，造成後續所製得的人造石成型品內部結構產生孔洞缺陷，弱化該成型品的結構強度與穩定性，同時亦可避免原料9由該攪拌艙1澆鑄於該原料模具25的過程中，該原料模具25內的殘存氣體會壓縮於原料9與該原料模具25間，造成所製得的人造石成型品結構產生成型誤差。

另外，本實施例於該攪拌艙1攪拌原料9時，攪拌頻率設定較佳為60Hz，攪拌時間較佳為7分鐘[步驟(4)]；於該震動艙2震動原料9時，振動頻率設定較佳為60Hz，震動時間較佳為10分鐘[步驟(5)]。特別值得一提的是，透過震動可促進澆鑄於該原料模具25內的原料9能均勻填充於該原料模具25內部，同時原料9的礦物粒料也會因振動而於該料模具25內彼此交互堆疊填補，有助於降低後續製得之人造石成型品內部結構的孔洞體積，使其結構更加緻密，進而增加結構強度與穩定性。

綜上所述，由於該攪拌艙1具有圍繞該攪拌腔室12的該攪拌控溫空間13及該震動艙2具有圍繞該震動腔室22的該震動控溫空間23，此外，由於該流體注入裝置5分別能注入流體10於該攪拌控溫空間13及該震動控溫空間23內，使本發明設備於製備過程中，其攪拌及震動步驟的溫度皆能維持於特定範圍內，所以原料性質不易改變，進而不會有原料流動性變差、原料混合後至開始固化的時 間發生誤差等問題，故確實能達成本發明之目的。

惟以上所述者，僅為本發明之實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

1‧‧‧攪拌艙

31‧‧‧攪拌出料關斷閥

11‧‧‧攪拌艙本體

32‧‧‧震動進料關斷閥

111‧‧‧攪拌內壁

4‧‧‧抽氣裝置

112‧‧‧攪拌外壁

41‧‧‧真空汞

12‧‧‧攪拌腔室

42‧‧‧真空管路

13‧‧‧攪拌控溫空間

43‧‧‧第一真空關斷閥

14‧‧‧攪拌進料口

44‧‧‧第二真空關斷閥

15‧‧‧攪拌出料口

45‧‧‧解除真空關斷閥

2‧‧‧震動艙

46‧‧‧真空計

21‧‧‧震動艙本體

5‧‧‧流體注入裝置

211‧‧‧基座

51‧‧‧第一流體注入器

212‧‧‧外蓋

52‧‧‧第二流體注入器

22‧‧‧震動腔室

6‧‧‧攪拌動力源

23‧‧‧震動控溫空間

7‧‧‧震動動力源

24‧‧‧震動進料口

8‧‧‧震動台

25‧‧‧原料模具

10‧‧‧流體

3‧‧‧伸縮管路

Claims (7)

1. 一種用於製備人造石成型品的設備，包含：一攪拌艙，用於攪拌原料，且包括一攪拌艙本體、一由該攪拌艙本體所圍繞界定並用於容置原料的攪拌腔室，及一形成於該攪拌艙本體內部並圍繞該攪拌腔室的攪拌控溫空間；一震動艙，用於震動原料，且包括一震動艙本體、一由該震動艙本體所圍繞界定並用於容置原料的震動腔室，及至少一形成於該震動艙本體內部並圍繞該震動腔室的震動控溫空間，該震動腔室可關斷地與該攪拌腔室連通；一抽氣裝置，用於抽除氣體且分別可關斷地與該攪拌腔室及該震動腔室連通；及一流體注入裝置，用於注入流體且分別與該攪拌控溫空間及該震動控溫空間連通。
2. 如請求項1所述的設備，其中，該攪拌艙本體具有一攪拌內壁及一攪拌外壁，該攪拌內壁圍繞界定出該攪拌腔室，該攪拌內壁與該攪拌外壁圍繞界定出該攪拌控溫空間。
3. 如請求項1所述的設備，其中，該震動艙本體具有一基座及一可脫離地設置於該基座上的外蓋，該基座與該外蓋圍繞界定出該震動腔室，該震動艙還包括二震動控溫空間，該二震動控溫空間分別位於該基座內部及該外蓋內部並相配合圍繞該震動腔室。
4. 如請求項1所述的設備，還包含一用於連通該攪拌腔室與該震動腔室的伸縮管路。
5. 如請求項4所述的設備，還包含分別設置於該伸縮管路上的一出料關斷閥及一進料關斷閥，該出料關斷閥鄰近該攪拌艙，該進料關斷閥鄰近該震動艙。
6. 如請求項1所述的設備，其中，該震動艙還包括一設置於該震動腔室內且用於容置該原料的原料模具。
7. 如請求項1所述的設備，其中，該震動腔室設置於該攪拌腔室下方。