CN102548721A - 非平面再造石产品的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明描述了一种通过真空下振动压缩来制造非平面再造石产品例如水槽、洗脸盆等的方法。该方法采用模具，在所述模具中待模塑的糊料经受真空。所述方法可以用来获得具有两种以上不同颜色的产品。

Description

非平面再造石产品的制造方法

技术领域

本发明涉及用于生产聚结产品的技术，更具体地，本发明涉及利用真空振动压缩制造非平面再造石(aglomerados pétreos)产品的方法。

背景技术

现有技术中公知如何制造石材骨料的聚结体，特别是面板、厚板等形式的石英聚结体，即本领域技术人员认为的平面体。

这些平面聚结体的广泛使用在于通常在厨房台面、浴室台面和工作表面中的安置，除了在其中可实现大量的美学变化之外，还要求它们具有高耐刮擦性、低吸水性和良好的耐化学品性。此外，这种聚结体也常用于覆盖地板和墙壁，其使用被限制为室内使用。此外，现有技术包括属于Cosentino S.A.的国际PCT申请WO 2006/100321，该申请描述了利用允许其在室外环境下使用的特殊树脂来制造此种部件。

这些石材聚结体的一个例子可以在市场上找到，其名称为“Bretonstone”，利用属于Breton S.p.A公司(意大利)的工艺制造，其中从具有已知粒径的骨料和已引入合适的添加剂的聚酯树脂的混合物起始制造面板或厚板形式的聚结体。特别地，一旦制造物料被完美地均化，则将其直接布置在带上，使得底座限制该物料的周边采取面板的形式。根据待制造的面板的尺寸(表面积和厚度)计算所要布置的物料量。

同样地，在物料和传送带之间，放置分离部件，如纸、液体硅酮、弹性体或塑料，例如防止物料在有效压制过程中粘附所述带的任何防护塑料。此外，有利于脱模的任何常规的蜡或脱模剂(甚至例如硅酮型脱模剂)层可以添加在该分离部件上。一旦将待压制的物料布置在所述带上，则将与前一分离部件相同的另一分离部件放置在物料上用于同一目的。然后，使物料经过压制步骤；其中，压机具有与施加压力的部件一体化的框架，其具有与面板相同的尺寸，以防止物料在压制过程中扩展和增加表面积。

然而，考虑到此类材料作为厨房和浴室台面的扩展以及由于在这些聚结体中可达到的色度范围非常广泛这一事实，已经出现了使用这种相同材料来制造厨房水槽、浴室洗脸盆、其它厨房或浴室用品或任何其它的非平面产品的需求，其目的是防止在水槽或洗脸盆与台面之间产生美学破坏，即寻求在美感上非常有吸引力和协调的效果。

迄今为止，由非平面石料聚结体制造的面板或厚板只有轻微的曲率，如在国际专利申请PCT/EP2006/050470中所描述的，该申请描述了Bretonstone型常规组合物的制备，该组合物在通过真空振动压缩进行压制后被放置在弯曲模具(具有有限半径)上，使得面板获得所述曲率。随后使树脂硬化以获得成品。

在这种情况下，曲率半径明显受到受压制材料的限制，所述受压制材料才在模具中没有破损或开裂，这是因为树脂仍未硬化。因此，该文件中所描述的技术不能应用于制造诸如水槽的其中具有水平、垂直和弯曲表面的三维物体，并且考虑到三维物体的尺寸可以为3cm厚度的常规面板的至多10倍。

由于前述原因，因而迄今为止，用于制造所述非平面产品的唯一的费力的替代方案是将从面板或厚板形式的所述聚结体得到的预先切割成一定尺寸的碎片进行粘接。随后，当所述碎片被接合时，对该产品进行边刨和抛光，如在Artemármol Chiclana(西班牙)的西班牙专利申请2257912中所描述的。

就此而言，适合强调的是，将水槽切割碎片进行机械加工并随后将其接合的事实具有一定的缺点，例如，尽管使用彩色的油灰或粘合剂，但是肉眼可检测到在接合处的粘接效果；此外，由于水槽或洗脸盆将连续经受与水接触，因此所述接合处逐渐劣化，在其中观察到颜色变化。

制造具有弯曲表面的人造石制产品的另一选择是通过将物料注入模具来进行。然而，这种技术要求在物料中具有非常高的树脂含量(占总物料的15～40重量％)，使得物料流过模具，因为使用在Bretonstone型制剂中常用的树脂浓度(6～13％)，物料不流动并且不可能通过倾倒或注射来填充模具从而移除包藏的空气。除了直接影响工艺成本外，这种为了达到物料的合适流动性而增加树脂含量阻止实现诸如双色或三色的色度效果(引入具有不同颜色的几种预先混合的物料，ES 2187313)，这是因为为了增加物料的流动性而引入过量的树脂夹带并混合颜色，得到的不是具有两种以上有区别颜色的物料，而是单一颜色“C”(其为A+B的混合色)的物料并且不是两种有区别的颜色A和B的部件。

出于所述相同的原因，由于用来实现纹理效果的染料在用作粘合剂的聚合物中被完全稀释并且显现具有不同颜色的扩散区域的效果消失的事实，因而不能得到具有纹理效果的材料，例如属于Cosentino S.A.的国际PCT申请WO2006/134179的正文中所描述的那些。

这种方法的另一个缺点是不能使用大于2.5mm的粒径，其原因除了由于颗粒平均尺寸增加和粘度增加导致注射相当困难外，还在于由于高百分比的树脂导致在压制过程中存在倾析，因而该方法被限制在具有细粒径(通常小于2mm)的单色。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种允许通过真空振动压缩来得到再造石产品的方法。

所述目的通过以下方法实现，其中作为起始步骤，提供顶部开放并且具有内表面的模具；随后用防止制造物料直接接触模具的材料如脱模剂覆盖模具的内表面。然后，将至少包含骨料颗粒和有机粘合剂的模塑物料充入模具。

模具随后经受真空，其目的是抽取物料中包藏的空气；接着对物料施加压力和振动，以继续抽取空气并压实物料，随后使物料固化，以使物料硬化，最后取出成型的产品。

在一个优选实施方案中，模具的内表面限定待获得的非平面产品的形状，并且模具配置为使得该产品在模具内以反向方式成型。

在另一实施方案中，所述方法还包括在取出所得产品后对其进行校准和抛光的步骤。

在一个另外的实施方案中，模具还包括刚性内套筒，所述刚性内套筒在模具内部放置和调整；并且其上放置有脱模剂。该实施方案的优点在于，一旦在已经进行振动压缩后，将套筒从模具内取出以使其内部的物料固化，因此模具被空出以再次用于得到另一产品。

非平面再造石产品的制造方法的内容包括：

-提供顶部开放并且具有内表面的模具；

-用防止制造物料直接接触模具的材料覆盖模具的内表面；

-将至少包含骨料颗粒和有机粘合剂的模塑物料充入模具；

-使模具经受真空，其目的是抽取物料中包藏的空气；

-对物料施加压力和振动，以继续抽取空气并压实物料；

-引发组合件的聚合；和

-取出成型的产品。

由该方法获得的非平面再造石产品也是本发明的一个目的，该产品能够成为厨房或浴室用品或家具物件，包括水槽、洗脸盆、淋浴盆、浴缸或台面。

这些产品适合室内使用或室外使用，为此当这些产品安置在室外时，应当选择耐受紫外线辐射、能够抵御恶劣气候以及最高温度变化的树脂。

附图说明

为了完成所进行的说明，并且目的是根据本发明的优选实际实施方案来帮助更好地理解本发明的技术特征，附上下图作为该说明的一体化部分：

图1是示出本发明方法的优选实施方案的顺序的方框图。

图2是在本发明的优选实施方案中使用的模具的截面图，其中所述模具是空的。

图3示出图2的其内具有模塑物料的模具。

图4是在本发明的另外的实施方案中使用的模具的截面图，其中所述模具是空的。

本发明优选实施方案的具体说明

如在背景部分中所述，迄今为止，真空振动压缩方法只用于获得在本领域中被视为平面产品且厚度一般不超过3厘米的厚板和面板。在本发明之前，认为这些原则不适用于非平面产品如水槽，其高度可高达40cm，即为通常不超过3cm的面板或厚板的一般尺寸的10倍以上，并且所述非平面产品可以具有垂直壁，这在几何学上区别于具有水平表面的面板。

本发明的方法涉及显著的观念改变，并且这一改变直接关系到在真空振动压缩机中使用模具，所述真空振动压缩机的尺寸重新调整以容纳所述模具，并且在所述模具中和在模塑物料中进行真空、压缩和振动操作。

本发明方法的一个实施方案可以从图1进行解释，其中方法10从步骤20开始，在步骤20中提供顶部开放并且具有内表面的模具。然后，在步骤30中，用脱模剂覆盖模具的内表面。接着，在步骤40中，将至少包含石材骨料颗粒和有机粘合剂的模塑物料充入模具，脱模剂防止物料粘附到模具上并且明显有利于所得产品的脱模。

继续讨论图1，在物料被充入模具后，进行步骤50，其中模具经受真空，其目的是抽取在模塑物料中包藏的空气；就此而言，振动压缩机包括真空室，调整所述室的尺寸使得可在其中引入具有模塑物料的模具。

然后，在模具置于压机内并且达到所需真空水平(一般为约1～20mmHg)后，振动压缩步骤60开始，同时保持所述真空水平。振动和压缩必须传递到整个模塑物料以确保非平面产品完美成型并且无孔隙。

对于模具而言，其可以用承受在振动压缩步骤60中涉及的机械应力的任何刚性材料来构造，所述振动压缩步骤60在约2～10巴并且振动频率为2000～3500rpm下进行。

在施加这种振动压缩后，将模具从室中取出，并且使物料在步骤70中固化，固化时间取决于所用的树脂，但一般为1～5个小时的时间。甚至可以通过调节催化体系来进行慢得多的聚合过程，使得该过程进行3或4天。最后，在聚合步骤之后，在步骤80中，从模具中取出成型的产品。

在所述的实施方案中，进行用附图标记90表示的附加步骤，其中对产品的所有内表面进行校准和抛光，使得材料具有所需的最终表面光洁度。这涉及到与现有技术所描述的部件的另一重大区别，这是因为通过注射制造的部件未被抛光，而所提出的部件如在平面部件中所发生的那样被校准和抛光。

对于用于模塑的制造物料而言，优选使用已在现有技术中描述过的常规制造物料，这是因为在待获得的产品中所需的美学特性必须与在压制材料中得到的面板或厚板形式的那些相同。在所述物料中，使用在模塑物料中含量为约6～15wt％的聚酯、乙烯基酯、聚氨酯、环氧树脂或丙烯酸类树脂，其添加在不同类型的细磨骨料的混合物中，所述骨料具有已知的粒径和含量，例如石英、方晶石、硅质砂、长石、花岗岩、玻璃、硅铁、金属二氧化硅、镜或在现有技术中也描述过的其它类型的骨料。此外，通常也包括颜料或着色剂以使部件获得所需的颜色。

这些骨料中的每一种的不同粒径和含量取决于所需的最终美学外观。优选的粒径包括平均粒径介于2～60微米之间的微米级材料和平均粒径为0.065mm～8mm的细磨材料。这些骨料可以使用至少2种不同颜色的骨料而具有不同的颜色，并且由于这种方法，使得在最终产品中可以区分出颜色，而不是如现有技术中那样的单一混合色。与所需的树脂和颜料或着色剂混合使用的骨料可形成不同颜色的制造物料，并且由于这种方法，这些物料可以混合，而其颜色不混合，因此可以在最终产品中区分出不同的颜色，而不是单一的混合色。

为了使树脂硬化，必须在树脂中引入合适的添加剂，为此在诸如偶联剂、着色剂和颜料、抗微生物添加剂和紫外线滤光剂等其它附加添加剂外，还使用催化剂和促进剂。

现在适合参考图2，其示出在本发明方法中使用的填充模具1的截面图，模具具有内表面2并且配置为使得待获得的产品在模具1内以反向方式成型。模具1的内表面2覆盖有脱模剂，在所述实施方案中所述脱模剂为聚合物膜3。

同样地，脱模剂可由弹性体材料、聚合物材料或纸或液体脱模剂制成；所有这些脱模剂均防止制造物料直接接触模具，这有利于取出产品。此外，至关重要的是防止制造物料在压制步骤过程中被引入金属模具壁之间的接合处之间，这是因为如果制造物料硬化，则使得不可能能够从模具中取出产品，因此重要的是脱模膜完美调整适合模具，所述膜优选由不具有内部接合处的单一部件制成。当然，这并不限制本发明并且只是意图说明优选的生产模式。

图3示出内部具有模塑物料的模具1，其中膜3防止物料4接触模具1的内表面2。在该实施方案中，在物料经历真空并且已对物料进行振动压缩后，该物料在模具内固化，所述固化在炉内进行，并且随后从模具中取出成型的产品。

本发明中使用的模具的变化方案示于图4中，其中模具1还包括内套筒5，其在模具内部调节并且自其上施加膜3。在该实施方案中，套筒5由完全刚性材料(钢、铝、硬铝(duraluminio)、塑料、木材等)制成，优选碳钢，但其可以用与制造模具的材料相同的材料来制造。在该实施方案中，当已对模塑物料施加振动和压缩时，将仍含有未固化物料的内套筒从模具中取出。然后，将内套筒5引入炉中以固化所述物料。

这种方法实施方案允许模具再次用于新的压制，这是因为当在模具中直接固化所述物料时，模具直到物料硬化所必需的2或3小时后才能再用。

该实施方案的其它两个主要优点在于，一方面是节省模具成本，这是因为生产能力增加而无须投资模具，另一方面是炉中的烧制时间短，这是因为当从模具中取出套筒5时，传热更快并且不会占用如在模具1内进行固化时那么大的体积。

通过该方法得到的产品优选为浴室或厨房用品或家具物件，如水槽、浴盆、淋浴盆、台面等。

根据所描述的方法，该方法的实施例(其不限制本发明)如下所示。

实施例

配制具有以下组成的常规制造物料：

邻苯二甲酸聚酯树脂：7％

微米级石英砂：24％

石英(0.1～0.4mm)：11％

石英砂(0.6～1.2mm)：14％

细磨(Triturado)镜(0.1～0.6mm)：12％

细磨玻璃(0.6～1.2mm)：9％

细磨镜(1.2～2mm)：23％

白色颜料：8％(按全部树脂含量计)。

合适的添加剂必须引入入上述树脂以引发聚合过程，为此向其加入催化剂、促进剂和额外的偶联剂、紫外线滤光剂或抗微生物剂。

在材料已被恰当均化之后，将其倒入模具中，将整个自由体积覆盖。随后，将组合件引入压机的真空室中，将压机降下以密闭待产生真空的体积，并且操作泵，允许在3分钟后达到所需的真空，在该情况下为4mmHg。材料随后经历振动压缩，施加7巴的压力和3400rpm的振动4分钟。在该时间之后，打开压机的室并取出模具，将所述模具送入炉中，在所述炉中其经历90℃的温度达2小时。最后，对硬化的部件进行校准和抛光。

根据本说明书和附图，本领域技术人员会理解到，所描述的本发明的实施方案可以在本发明的目的内以多种方式进行组合。

Claims (16)

1.一种用于制造非平面再造石产品的方法，其特征在于，所述方法包括：

-提供顶部开放并且具有内表面的模具；

-用防止制造物料直接接触所述模具的材料覆盖所述模具的所述内表面；

-将至少包含骨料颗粒和有机粘合剂的模塑物料充入所述模具；

-使所述模具经受真空，以抽取所述物料中包藏的空气；

-对所述物料施加压力和振动，以继续抽取空气并压实所述物料；

-引发组合件的聚合；和

-取出成型的产品。

2.根据权利要求1所述的用于制造非平面再造石产品的方法，其特征在于，所述模具的所述内表面限定待获得的所述非平面产品的形状，并且其中所述模具配置为使得所述产品在所述模具内以反向方式成型。

3.根据权利要求1或2所述的用于制造非平面再造石产品的方法，还包括在取出所得产品后对其进行校准和抛光的步骤。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的用于制造非平面再造石产品的方法，其特征在于，所述防止制造物料直接接触所述模具的材料为膜形式的脱模剂。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的用于制造非平面再造石产品的方法，其特征在于，所述模具还包括刚性内套筒，所述刚性内套筒在所述模具内被安置和调整并且在其上施加所述脱模剂。

6.根据权利要求5所述的用于制造非平面再造石产品的方法，其特征在于，所述脱模剂是膜。

7.根据权利要求4或6中任一项所述的用于制造非平面再造石产品的方法，其中所述膜由选自包括弹性体、聚合物或纸中的材料制造。

8.根据权利要求6所述的用于制造非平面再造石产品的方法，其特征在于，所述内套筒由木材、金属或石材制成。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的用于制造非平面再造石产品的方法，其特征在于，所述模塑物料中的有机粘合剂含量为6～15％。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的用于制造非平面再造石产品的方法，其特征在于，所述有机粘合剂为聚酯、环氧树脂、聚氨酯、乙烯基酯树脂或丙烯酸类树脂。

11.根据权利要求1-10中任一项所述的用于制造非平面再造石产品的方法，其中所述组合物包含至少两种不同颜色的制造物料。

12.根据权利要求1-10中任一项所述的用于制造非平面再造石产品的方法，其中所述模具由木材、金属或石材制成。

13.一种根据权利要求1-12中任一项所述的方法获得的非平面再造石产品。

14.根据权利要求13所述的非平面再造石产品，其中所述产品是厨房或浴室用品或家具物件，其适合室内或室外用途。

15.根据权利要求14所述的非平面再造石产品，其特征在于，当所述产品必须具有室外用途时，所用的所述树脂必须能耐受使用的紫外线辐射以及耐受恶劣气候和热变化。

16.根据权利要求14所述的非平面再造石产品，其中所述厨房或浴室用品或家具物件是水槽、洗脸盆、淋浴盆、浴缸或台面。

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