CN101941233B - 一种仿木纹图案之人造石的制备方法及人造石 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种仿木纹图案之人造石的制备方法，包括以下步骤：①、配制至少两种不同颜色的人造石泥料，分别搅拌均匀；②、在真空状态下，进行以下操作：i、先将步骤①中一种颜色的人造石泥料输送至压片机处，经压片机压制成泥料片；在该泥料片上铺设步骤①中另一种颜色的人造石泥料，再经压片机压制；依上述方式将其余人造石泥料进行重复铺设压制，制成一个木纹单元的泥料层片；ii、将步骤i得到的泥料层片经重叠布料、成型压制，制成人造石荒料；③、对步骤ii得到的人造石荒料进行固化处理，再从能显示层状纹理结构的方向对人造石荒料进行切割，成坯料片；④、对步骤③的坯料片进行打磨抛光，成人造石产品。本发明产品呈现仿木纹图案。
Description
技术领域
本发明涉及人造石生产制造技术领域，尤其指一种仿木纹图案之人造石的制备方法，还涉及由这种方法制备的人造石。
背景技术
人造石，通常是利用天然石材的碎料，被含有引发剂、促进剂的树脂组合物粘结，再在真空下振动压实成型的一种装饰坯(块、板)料。人造石的坯(块、板)料经切割、铣磨、抛光等程序加工后，最终做成各种装饰板材、异型材等人造石产品。人造石是近年来石材中发展较快的一种新品种，兼备大理石的天然质感和坚固质地、陶瓷的光洁细腻、木材的易加工性，可广泛应用于各类建筑物的地面、墙面、台面的装饰，在建材行业有广阔的发展前景。
现有人造石生产制造的基本生产工艺方法是将不饱和聚酯树脂、固化助剂、天然大理石碎石料、颜料以及填料(亦即细微粉状大理石)等投入到搅拌机中充分混合，而后在真空状态下卸料至模具中，继而进行真空振动压制成型，再固化、切割、抛光，即得到人造石板面产品，其组织结构特征仅限于均匀结构，其图案颜色特征基本上限于石料颗粒成斑点状分布状，类似于天然花岗石。因此，虽然目前的人造石与天然石材颜色及质感相似，但其颜色单调，花纹简单之不足严重影响其应用领域及应用范围。再者，由于现有人造石产品生产工艺原因，经常使用玻璃碎粒、贝壳等代替部分天然石碎石料来生产人造石板材，但得到的板面仍然是斑点状类型的；对于花样问题，虽可人为调配颜色来增加一些花样，但始终不能解决整体花纹单调的固有缺点和不足。
为有效丰富人造石的花色，达到天然石的效果和质地，进一步拓宽人造石产品的应用领域和应用范围，近些年来业界做了诸多有意义的探索和研究，各种图案的人造石产品也相继应运而生，仿木纹图案人造石即是其中之一。
作为先前事例，有中国发明专利申请“一种木纹人造石墙地砖的制作方法”(申请号为200710151126.9)，采用传统的搅拌方式，将生产人造石的各种原料置于一个搅拌装置中进行搅拌，从而使最终仿木纹图案人造石将无可避免会产生纹理不够精细、纹理短以及纹理杂乱等技术缺陷和不足。另外，该项发明主要用于小规模生产制造木纹人造石，这种制作方法生产效率低，难于满足大规模大批量生产的需求。
发明内容
本发明针对不足，提出一种仿木纹图案之人造石的制备方法，改变了搅拌方式，使得产品板面图案线条悠长、纹理精细，并且呈现一定规律走向，逼真地再现木纹图案；该制备方法实现了大规模大批量生产，有效地提高了生产效率。相应提出了由上述制备方法得到的仿木纹图案的人造石，组织结构特征和图案颜色特征均与现有产品的不同。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：一种仿木纹图案之人造石的制备方法，包括以下步骤：
①、配制至少两种不同颜色的人造石泥料，分别搅拌均匀；
②、在真空状态下，进行以下操作：
i、先将步骤①中一种颜色的人造石泥料输送至压片机处，经压片机压制成泥料片；在该泥料片上铺设步骤①中另一种颜色的人造石泥料，再经压片机压制；依上述方式将其余人造石泥料进行重复铺设压制，制成一个木纹单元的泥料层片；
ii、将步骤i得到的泥料层片经重叠布料、成型压制，制成人造石荒料；
③、对步骤ii得到的人造石荒料进行固化处理，再从能显示层状纹理结构的方向对人造石荒料进行切割，成坯料片；
④、对步骤③的坯料片进行打磨抛光，成人造石产品。
优选的，步骤②的一种具体操作方式为：
抽真空，并在真空状态下进行以下操作：
i、将步骤①中所搅拌配制的第一种颜色的人造石泥料下料至输送带上，再经压片机压制成泥料片，而后通过输送带运送至步骤①中第二种颜色的人造石泥料下料处，将第二种颜色的人造石泥料重叠地下料于第一种颜色的泥料片上，再经压片机压制成泥料片；根据所有不同颜色的人造石泥料种类数，依次进行上述操作，制成至少两种颜色的一个木纹单元的泥料层片；
ii、将步骤i中泥料层片布料重叠放置在压制模具箱中，经振动压实设备进行成型压制，成人造石荒料。
与现有技术相比，本发明采用对不同颜色的人造石泥料进行分别搅拌配制，然后在真空状态下进行分层压制，并进行规律地叠加处理，最后成型压制、固化处理、切割和打磨抛光。可有效地实现人造石坯(块、板)的花色多样性，实现多种花色的细微调整，极大地丰富了人造石产品的花色，提高了人造石产品的品质；同时实现了大规模大批量生产仿木图案人造石，提高了生产效率。
优选的，步骤①中不同颜色的人造石泥料，为在人造石泥料的表面上喷洒色粉或者色浆。在人造石泥料片表面喷洒色粉或者色浆，可以进一步丰富仿木纹图案人造石产品的花色效果。
上述的色粉，一般由拜耳黄和雪花白粉料通过混合、混和搅拌制成，当然也可以通过其它颜色的两种以上的单色色粉相互混合搅拌而成；所述单色色粉是采用常规市售的用于调节人造石颜色的色粉。
上述的色浆，也并无严格的特定要求，原则上讲，只要是适用于树脂型人造石，能够从喷枪喷出的色浆，均适用于本发明。所述色浆是用常规市售的树脂型人造石用色浆配色而成所需颜色，通常情况下并经过成分调节而满足恩氏粘度计读数区间处于5s～5min，优选恩氏粘度计读数为10s～30s；所述的成分调节措施为加入常规的市售溶剂，例如酒精、丙酮、苯乙烯等，来作为稀释剂，必要时还加入不饱和聚酯树脂增稠。从本领域的技术角度来看，任何关于所述色浆成分的调整或变动，都仍然都处于本发明的范围之内。
优选的，步骤②中的真空状态为：小于-0.077MPa。更优选的为：小于-0.096MPa。真空度高低的意义在于其直接影响人造石中残留气孔率，真空度越高，人造石产品中气孔率会越小，有利于提高产品品质。
优选的，步骤③中固化处理在常温至160℃下进行。常规环境温度下固化，其不但能满足一般性能要求，且能耗低；在加热条件下固化，可以获得更好的树脂聚合质量，但是如果固化温度过高，超过160℃，反而会导致树脂性能下降，其原因主要是分子运动特点有新变化，分子链卷曲、内反应几率大为增加，于是反而固化质量变差。
优选的，步骤③中对人造石荒料进行切割的方向为垂直于泥料层片。可以确保每一层泥料片显示出最精细的仿木纹图案，尽管其它角度会显示纹理更宽的特色。
优选的，步骤i中人造石泥料在压片机压制前，先经刮刀装置刮平。这样会使人造石泥料下料后，表面平整一些，待压片机压片后，泥料片表面会更平整光滑，最终使人造石产品的纹理更加清晰。
优选的，所述人造石泥料配方中包括：
骨料 8～80wt％
填料 13～75wt％
树脂组合物 6.5～40wt％
色素 适量。
其中，所述骨料或填料选自大理石、石英石、花岗石和氢氧化铝中的一种或多种；所述骨料的粒径其筛号为4目～400目；所述填料的粒径其筛号大于400目。所述树脂组合物包括不饱和树脂、引发剂以及促进剂；所述色素是改变人造石泥料的颜色，使用量为适量，只要能从颜色上达到分辨人造石泥料的目的即可。
更优选的，所述人造石泥料配方中包括：
骨料 30～80wt％
填料 13～50wt％
树脂组合物 5～30wt％
色素 适量。
由于泥料中骨料、填料的粒度大小不同，各组分均化搅拌后得到的人造石泥料，其塑性适于在后续的压制泥料片过程中保障良好的成型工艺性能，便于泥料被压制成片状；当然由于这样的塑性，在泥料搅拌期间其中就会自然形成而含有粒径为mm级的小球粒，粒径为cm级以及dm级的泥料团块。在本发明制备方法工艺过程中，所述的泥料片的厚度可根据人造石产品的需要加以控制，可处于mm级直到dm级。
通过上述方法所得人造石产品，其图案或颜色呈间隔条纹状，类似木纹纹理。
本发明创造性地引入人造石泥料预制压片工艺，其有效地制备出精细的图案纹理，增加了泥料的质地致密性，同时所压制成的泥料片具有了长度方向上延展的尺度优势，从而生产了如下技术效果：由于泥料片质地致密，在后续的喷洒色粉或色浆时，所附着的色粉或色浆层将停留在泥料片表面而不会渗透扩散到泥料片的内部，形成一色料层，有效地制备出精细的图案纹理，丰富了产品的花色。预制压片工艺有效地解决了现有仿木纹图案人造石纹理不精细、纹理短以及纹理杂乱等几大技术问题，所得仿木纹图案人造石板面纹理更悠长更精细，并呈规律走向，从而更逼真在人造石中再现了木纹精致纹理，给产品带来了更大的升值空间。
本发明的另一关键技术就是泥料片的压制和重叠压制步骤。本发明中泥料片的压制和重叠压制，可以通过压片机和输送带来实现，启动输送带，开动第一种颜色的人造石泥料搅拌装置的下料弧门，输送带一边运行，搅拌装置一边下料，将第一种颜色的人造石泥料下料于输送带上，再通过压片机将下料于输送带上的第一种颜色的人造石泥料压制成长带状泥料片，再将泥料片通过输送带运送至第二颜色的人造石泥料下料口处，将第二种颜色的人造石泥料重叠下料于第一种颜色的泥料片上，再压制泥料片；根据人造石泥料种类数之不同，依次进行上述操作。为使最终的人造石产品纹理更清晰，第一种颜色的泥料下料后，先经刮刀装置刮平，再经压片机压制成泥料片。
每层泥料片的厚度可以通过输送带的运行速度和对应搅拌装置的下料速度二者间的配合来控制。另外，为确保在下料、压制泥料片及重叠的过程中不会出现泥料片的脱落和断裂，实现仿木纹图案纹理的悠长和精细，也是需要实现前述的输送带速度跟对应搅拌装置的下料速度二者的匹配。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。
以下的各实施例中，XG-815粉(广西贺州旭光化工有限公司，下同)是方解石粉料商品的全称，尽管其中没有注明筛号，但日常的抽检数据表明，二者各自重量的90％以上以至于95％以上都能通过400目筛，因而实质上属于本发明中所称的“填料”。以下实施例中，树脂为广东番禺区邦腾化工有限公司提供的莲花牌不饱和树脂、引发剂为广东番禺区邦腾化工有限公司提供的邦腾牌引发剂、促进剂为广东番禺区邦腾化工有限公司提供的邦腾牌促进剂。
实施例1
本实施例中需要用到3个搅拌机：1号搅拌机、2号搅拌机和3号搅拌机。
1号搅拌机中：加载原料总重3吨，配方为华南牌80目(商品目数，下同)雪花白52.7wt％，XG-815粉40wt％，拜耳乐黄0.15wt％，拜耳乐红0.03wt％(拜耳乐黄、拜耳乐红和拜耳乐绿，均为色素；下同)，莲花牌不饱和聚酯树脂7wt％、邦腾引发剂0.1wt％、邦腾促进剂0.02wt％。
2号搅拌机中：加载原料总重3吨，配方为华南牌80目雪花白30wt％，XG-815粉50wt％，拜耳乐黄0.1wt％，拜耳乐红0.08wt％，莲花牌不饱和聚酯树脂19.6wt％，邦腾引发剂0.2wt％，邦腾促进剂0.02wt％。
3号搅拌机中：加载原料总重3吨，配方为华南牌80目雪花白80％，XG-815粉13％，拜耳乐黄0.08wt％，拜耳乐红0.01wt％莲花牌不饱和聚酯树脂6.8，邦腾引发剂0.1wt％，邦腾促进剂0.01wt％。
先按配方将所需不饱和聚酯树脂分别抽入对应的树脂搅拌罐中，依次加入促进剂及引发剂，搅拌10min充分混合制成树脂组合物，备用。将所需雪花白、XG-815粉及拜耳乐黄，拜耳乐红分别加入三个人造石泥料搅拌机以5转/分钟的转速均化搅拌15分钟后，分别注入事先准备好的树脂组合物，以15转/分钟的转速搅拌10分钟获得三种人造石泥料。对***抽真空至真空度为-0.078Mpa，在真空状态下进行如下操作：首先，开启1号搅拌机下料弧门，将泥料下料于输送带上，先经刮刀装置刮平，后通过压片机压制成第一种颜色的泥料片；其次，将压制好的第一种颜色的泥料片通过输送带输送至2号搅拌机下料处，让2号搅拌机中的泥料重叠地下料在已经压制好的第一种颜色的泥料片上，先经刮刀装置刮平，再通过压片机制成第二种颜色的泥料片；后输送至3号搅拌机下料处并重复上述步骤，从而获得具有三种颜色的泥料层片，即一个木纹单元；最后，将泥料层片布料至压制模具箱中，即该木纹单元进行多层重叠放置至压制模具箱中；经高频振荡设备将泥料层片压制密实，从而获得长、宽、高尺寸分别为约3.2m×1.6m×0.85m的人造石荒料。常规环境温度下或者在加热到不超过160℃的温度下固化15天后，沿平行于高度方向亦即沿3.2m×0.85m尺寸的面进行切割并打磨抛光，从而获得具有3色层木纹单元的仿木纹石人造石产品。
实施例2
本实施例中需要用到2个搅拌机：1号搅拌机、2号搅拌机。
1号搅拌机中：加载原料总重4.5吨，配方为华南牌80目(商品目数，下同)雪花白79.5wt％，XG-815粉13.5wt％，拜耳乐黄0.15wt％，拜耳乐红0.03wt％，莲花牌不饱和聚酯树脂6.7wt％，邦腾引发剂0.1wt％，邦腾促进剂0.02wt％。
2号搅拌机中：加载原料总重4.5吨，配方为华南牌80目雪花白21wt％，XG-815粉59wt％，拜耳乐黄0.13wt％，拜耳乐红0.05wt％，莲花牌不饱和聚酯树脂19.6wt％，邦腾引发剂0.2wt％，邦腾促进剂0.02wt％。
先按配方将所需不饱和聚酯树脂分别抽入对应的树脂搅拌罐中，依次加入促进剂及引发剂，搅拌10min充分混合制成树脂组合物，备用。将所需雪花白、XG-815粉及拜耳乐黄，拜耳乐红分别加入两个人造石泥料搅拌机以5转/分钟的转速均化搅拌15分钟后，分别注入事先准备好的树脂组合物，以15转/分钟的转速搅拌10分钟获得两种人造石泥料。对***抽真空至真空度为-0.099Mpa，在真空状态下进行如下操作：首先，开启1号搅拌机下料弧门，将泥料下料于输送带上，先经刮刀装置刮平，后通过压片机压制成第一种颜色的泥料片；其次，将压制好的第一种颜色的泥料片通过输送带输送至2号搅拌机下料处，让2号搅拌机中的泥料重叠地下料在已经压制好的第一种颜色的泥料片上，先经刮刀装置刮平，再通过压片机制成第二种颜色的泥料片，从而获得具有两种颜色的泥料层片，即一个木纹单元；最后，将泥料层片布料至压制模具箱中，即该木纹单元进行多层重叠放置至压制模具箱中；经高频振荡设备将泥料层片压制密实，从而获得长、宽、高尺寸分别为约3.2m×1.6m×0.85m的人造石荒料。常规环境温度下或者在加热到不超过160℃的温度下固化15天后，沿平行于高度方向亦即沿3.2m×0.85m尺寸的面进行切割并打磨抛光，从而获得具有两色层木纹单元的仿木纹石人造石产品。
实施例3
本实施例中需要用到3个搅拌机：1号搅拌机、2号搅拌机和3号搅拌机。
1号搅拌机中：加载原料总重3吨，华南牌80目雪花白8wt％，XG-815粉75wt％，拜耳乐黄0.2wt％，拜耳乐绿0.03wt％，莲花牌不饱和聚酯树脂16.5wt％，邦腾引发剂0.24wt％，邦腾促进剂0.03wt％。
2号搅拌机中：加载原料总重3吨，华南牌80目雪花白80wt％，XG-815粉13wt％，拜耳乐黄0.35wt％，拜耳乐绿0.03wt％，莲花牌不饱和聚酯树脂6.5wt％，邦腾引发剂0.1wt％，邦腾促进剂0.02wt％。
3号搅拌机中：加载原料总重3吨，华南牌80目雪花白40wt％，XG-815粉45.35wt％，拜耳乐黄0.32wt％，拜耳乐绿0.1wt％，莲花牌不饱和聚酯树脂14wt％，邦腾引发剂0.2wt％，邦腾促进剂0.03wt％。
色粉配方：1％拜耳黄，99％100目雪花白粉料，通过搅拌混合均匀。
色浆配方：1％福田黑色浆，79％福田白色浆，20％的酒精，混合后搅拌均匀。
先按配方将所需不饱和聚酯树脂分别抽入对应的树脂搅拌罐中，依次加入促进剂及引发剂，搅拌10min充分混合制成树脂组合物，备用。将所需雪花白、XG-815粉及拜耳乐黄，拜耳乐红分别加入三个人造石泥料搅拌机以5转/分钟的转速均化搅拌15分钟后，分别注入事先准备好的树脂组合物，以15转/分钟的转速搅拌10分钟获得三种人造石泥料。对***抽真空至真空度为-0.087Mpa，在真空状态下进行如下操作：首先，开启1号搅拌机下料弧门，将泥料下料于输送带上，先经刮刀装置刮平，后通过压片机压制成第一种颜色的泥料片；其次，将压制好的第一种颜色的泥料片通过输送带输送至2号搅拌机下料处，让2号搅拌机中的泥料重叠地下料在已经压制好的第一种颜色的泥料片上，先经刮刀装置刮平，再通过压片机制成第二种颜色的泥料片；后输送至3号搅拌机下料处并重复上述步骤，从而获得具有三种颜色的泥料层片，即一个木纹单元；最后，将泥料层片布料至压制模具箱中，即该木纹单元进行多层重叠放置至压制模具箱中；经高频振荡设备将泥料层片压制密实，从而获得长、宽、高尺寸分别为约3.2m×1.6m×0.85m的人造石荒料。常规环境温度下或者在加热到不超过160℃的温度下固化15天后，沿平行于高度方向亦即沿3.2m×0.85m尺寸的面进行切割并打磨抛光，从而获得具有3色层木纹单元的仿木纹石人造石产品。
为进一步丰富仿木纹图案人造石产品的花色效果，在本实施例中，可以对一种或者多种压制好的不同颜色的泥料片的表面喷洒预先配制混合好的色粉或者色浆。
以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (11)
1.一种仿木纹图案之人造石的制备方法，包括以下步骤：
①、配制至少两种不同颜色的人造石泥料，分别搅拌均匀；
②、在真空状态下，进行以下操作：
i、先将步骤①中一种颜色的人造石泥料输送至压片机处，经压片机压制成泥料片；在该泥料片上铺设步骤①中另一种颜色的人造石泥料，再经压片机压制；依上述方式将其余人造石泥料进行重复铺设压制，制成一个木纹单元的泥料层片；
ii、将步骤i得到的泥料层片经重叠布料、成型压制，制成人造石荒料；
③、对步骤ii得到的人造石荒料进行固化处理，再从能显示层状纹理结构的方向对人造石荒料进行切割，成坯料片；
④、对步骤③的坯料片进行打磨抛光，成人造石产品。
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤①中不同颜色的人造石泥料还包括在人造石泥料的表面上喷洒色粉或者色浆的措施。
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤②中的真空状态为：小于-0.077MPa。
4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤③中固化处理在常温至160℃下进行。
5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤③中对人造石荒料进行切割的方向为垂直于泥料层片。
6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤i中人造石泥料在压片机压制前，先经刮刀装置刮平。
7.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述人造石泥料配方中包括：
8.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于：所述骨料或填料选自大理石、石英石、花岗石和氢氧化铝中的一种或多种；所述骨料的粒径其筛号为4目～400目；所述填料的粒径其筛号大于400目。
9.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于：所述人造石泥料配方中包括：
10.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤②的一种具体操作方式为：
抽真空，并在真空状态下进行以下操作：
i、将步骤①中所搅拌配制的第一种颜色的人造石泥料下料至输送带上，再经压片机压制成泥料片，而后通过输送带运送至步骤①中第二种颜色的人造石泥料下料处，将第二种颜色的人造石泥料重叠地下料于第一种颜色的泥料片上，再经压片机压制成泥料片；根据所有不同颜色的人造石泥料种类数，依次进行上述操作，制成至少两种颜色的一个木纹单元的泥料层片；
ii、将步骤i中泥料层片布料重叠放置在压制模具箱中，经振动压实设备进行成型压制，成人造石荒料。
11.一种如权利要求1～10任一项所述制备方法制得的人造石，其图案或颜色呈间隔条纹状。
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