專利名稱：人造大理石和方法
人造大理石和方法
背景技術(shù)：
石英是地球表 面上最普通的氧化物。石英是結(jié)晶形態(tài)的二氧化硅(SiO2),并且是 自然界最硬的材料之一。在許多其他的應(yīng)用之中，石英可用于生產(chǎn)不同的石材。例如含石 英的石材可用于制備板、表面等。含有石英的石材可用于不同的目的，諸如，例如內(nèi)墻覆 層、壁爐架和圍繞物、壁板和墻體基層、銀行出納員作業(yè)面(bank teller lines)、桌子和桌 面、升降機艙墻壁和地板、地面磚和樓梯踏板、飲食服務(wù)地區(qū)、淋浴器和浴盆圍繞物、盥洗室 隔墻、窗座、工作臺面和后座。與其他的天然石材組成物例如花崗巖和大理石相比，含有石英的石材會比天然石 材組成物更堅固且更耐用。另外，含有石英的石材會比其他的石面更清潔、更安全和更堅 固。此外，含有石英的石材會更耐破損、耐擦傷、耐蝕性、耐熱、耐化學(xué)制品、耐凍融損害等。含有石英的石材的生產(chǎn)可以包括將無機的石英基體和能夠由連接劑化合物結(jié)合 的有機聚合物混合。無機石英基體和有機聚合物之間的結(jié)合力可以影響含有石英的石材的 最終組成物的抵抗力。

發(fā)明內(nèi)容
結(jié)合系統(tǒng)、工具和方法，描述和圖示說明以下實施方式及其方面，它們是用來示范 和說明的，而并非用于限制范圍。在不同的實施方式中，已經(jīng)減少或消除了上述一個或多個 問題，同時其他的實施方式具有其他的優(yōu)點或改進。根據(jù)一些實施方式，可以制備復(fù)合材料塊(“金塊(nugget)”)，并且該復(fù)合材料塊 進一步可以用于制造人造大理石和人造大理石板。該復(fù)合材料塊可以由諸如這些材料如無 機微粒成分(例如硅、玄武巖、玻璃、金鋼石、巖石、卵石、殼、各種含有石英的材料等)、聚合 物、粘合劑、混合物、樹脂、著色劑、染料、顏料等、或它們的任何組合的不同組合物組成。該 復(fù)合材料塊可以呈現(xiàn)任何立體的形狀，諸如，例如，正方形、圓狀、釘狀、無定形等，并且可以 進一步以任何尺寸制備。該復(fù)合材料塊可以進一步呈現(xiàn)任何表面類型，例如光滑表面、不平 坦表面、剛性表面等。該復(fù)合石材塊可以包括一或多層，其中這些層可具有不同的性質(zhì)。該 復(fù)合材料塊可以進一步用于制備呈現(xiàn)出可由該復(fù)合材料塊形成的不同圖案的人造大理石。根據(jù)一些實施方式，本發(fā)明提供一種制備具有復(fù)合石材包裹塊的工程石板的方 法，該方法包括挖取(SCOOP)第一無機顆粒材料和聚合物材料以生產(chǎn)復(fù)合石材塊，然后將 第二無機顆粒材料與該復(fù)合石材塊混合以生產(chǎn)包裹塊。挖取、混合或兩者均可以在具有包 括延伸部分的混合鉤的混合器內(nèi)進行。該延伸部分可以包括扁平表面、兩個內(nèi)連的表面、勺 形狀的表面或它們的任何組合。第一無機顆粒材料、第二無機顆粒材料、或兩者均可以包括 石英。根據(jù)進一步的實施方式，具有復(fù)合石材包裹塊的工程石板的制備方法可以進一步 包括將一種或多種著色劑添加到第一無機顆粒材料內(nèi)、第二無機顆粒材料內(nèi)或兩者內(nèi)。根據(jù)其他的實施方式，該包裹塊可以包括具有第一性質(zhì)的內(nèi)芯和具有第二性質(zhì) 的外層。該性質(zhì)可以包括諸如這樣的性質(zhì)如顏色、紋理、密度、化學(xué)組成、硬度、多孔性(porousivity)或它們的任何組合。該塊的形狀可以是基本上圓的、基本上環(huán)狀、釘狀的、或 它們的任何組合。根據(jù)進一步的實施方式，第一無機顆粒材料可以包括具有粒度范圍為約0.05mm 到約5mm的顆粒。第二無機顆粒材料可以包括具有粒度范圍為約35微米到約50微米的顆 粒。聚合物可以包括粘合劑、固化劑、引發(fā)劑、或它們的任何組合。根據(jù)另外的實施方式，挖取可以在改變的混合速度下進行?；旌峡梢栽诟淖兊幕?合速度下進行。根據(jù)進一步的實施方式，具有復(fù)合石材包裹塊的工程石板的制備方法可以進一步包括將第三無機顆粒材料與該包裹塊混合以生產(chǎn)多層的包裹塊。根據(jù)一些實施方式，本發(fā)明提供了一種具有復(fù)合石材包裹塊的工程石板，其中至 少一部分包裹塊包括具有第一性質(zhì)的內(nèi)芯和具有第二性質(zhì)的外層。該性質(zhì)可以包括顏色、 紋理、密度、化學(xué)組成、硬度、多孔性或它們的任何組合。該塊可以包括復(fù)合石材。該塊在該 板內(nèi)部的分布可以是均勻的、不均勻的或兩者皆有。該塊的尺寸可以是均勻的、不均勻的或 兩者皆有。該塊的形狀可以是基本上圓的、基本上環(huán)狀、釘狀、或它們的任何組合。根據(jù)一些實施方式，本發(fā)明提供一種具有65%以上塊形式的復(fù)合石材的制備方 法，該方法包括混合無機石英材料、向該無機石英材料中添加樹脂、和向該無機材料與樹脂 的混合物內(nèi)加入研磨過的無機石英材料，其中該塊適宜于基本上保持其完整性。該復(fù)合石 材可以具有75%以上的塊形式。該復(fù)合石材可以具有85%以上的塊形式。根據(jù)一些實施方式，本發(fā)明提供一種復(fù)合石材的制備方法，其中至少一部分該石 材具有塊形式，該方法包括將無機石英材料、樹脂、研磨過的無機石英材料混合，其中借助 于具有攪拌葉片的混合器來進行該混合，該攪拌葉片包括延伸的混合表面例如刮鏟或平 面、曲面、兩個內(nèi)連的表面、勺形表面、或它們的任何組合。該塊適宜于基本上保持其完整 性。根據(jù)一些實施方式，本發(fā)明提供一種復(fù)合石材塊的制備方法，該方法包括將無機 石英材料與一個或多個下列物質(zhì)混合著色劑、樹脂、研磨過的無機石英材料、或它們的任 何組合；并且其中所述混合可以在預(yù)定的速度例如在l-15m/sec的范圍內(nèi)進行。根據(jù)一些實施方式，能在復(fù)合石材塊的制備方法中使用的無機石英材料可以包括 不同粒徑的砂粒，例如在約0. 05mm到IOmm的范圍內(nèi)。該無機石英材料可以進一步包括粒 徑在約1微米到65微米范圍內(nèi)的研磨過的砂粒。該粒徑可以包括，例如，顆粒的最大直徑、 顆粒的最長尺寸等。該無機石英材料可以進一步包括任何可含有無機石英的其他天然和/ 或人造材料，如，例如，玄武巖、玻璃、金鋼石、巖石、卵石、殼、硅、或它們的任何組合。根據(jù)一些實施方式，該著色劑可以包括任何染料、顏料、著色劑和它們的任何組 合。該樹脂可以包括聚合物(例如聚酯)、粘合劑(例如硅烷)、固化劑、引發(fā)劑等、或它們 的任何組合。根據(jù)一些實施方式，該復(fù)合材料塊可以包括任何形式，如，例如，基本上圓狀的塊、 基本上環(huán)狀、釘狀、或它們的任何組合。根據(jù)進一步的實施方式，復(fù)合石材塊的制備方法可以進一步包括以如在例如 l-15m/sec的范圍內(nèi)的預(yù)定速度進行的混合。該混合可以在混合器或鼓式混合機內(nèi)進行，該 混合器或鼓式混合機可以分別進一步包括改進的攪拌葉片或改進的混合鼓。
根據(jù)一些實施方式，本發(fā)明提供一種包括復(fù)合石材塊的人造大理石板，其中至少 一部分塊包括至少一個著色涂層。在另一個實施方式中，至少一部分該塊包括兩個或更多 個著色涂層，其中每層可以以不同劑量和/或濃度使用不同的著色劑或類似的著色劑進行 著色。根據(jù)一些實施方式，本發(fā)明提供一種包括復(fù)合石材塊的人造大理石平板，其中至少一 部分塊包括至少一個著色涂層，其中所得到的板具有紋理效果。根據(jù)一些實施方式，本發(fā)明提供一種包括65%以上復(fù)合石材塊的人造大理石板。 根據(jù)一些實施方式，本發(fā)明提供一種包括75%以上復(fù)合石材塊的人造大理石板。根據(jù)一些 實施方式，本發(fā)明提供一種包括85%以上復(fù)合石材塊的人造大理石板。根據(jù)一些實施方式， 本發(fā)明提供一種包括95%以上復(fù)合石材塊的人造大理石板。除如上所述的示范性方面和實施方式之外，通過參考附圖和通過研究下列詳細說 明，進一步的方面和實施方式將會變得顯而易見。


圖IA-F-根據(jù)一些實施方式的改進攪拌葉片的示意圖；圖2-根據(jù)一些實施方式的鼓式混合機的正視示意圖；圖3A-B-根據(jù)一些實施方式的人造大理石的示意圖；和圖3C-J-根據(jù)一些實施方式的示范性人造大理石板的圖象。詳細描述在下列說明中，將描述本發(fā)明的不同方面。為了說明，列出特定的結(jié)構(gòu)和細節(jié)以便 徹底了解本發(fā)明。然而，此外，不通過此處呈現(xiàn)的特定細節(jié)就能實施本發(fā)明，對本領(lǐng)域技術(shù) 人員來說是顯而易見的。此外，可能省略或簡化已知的特征，而不是為了使本發(fā)明不清楚。復(fù)合石材，如，例如，人造大理石/工程石/石英表面/復(fù)合石，可以由不同的材料 組成。例如，復(fù)合石材可以主要由有機聚合物和無機微粒成分組成。該無機微粒成分可以 包括諸如這樣的組分如硅；玄武巖；玻璃；金鋼石；巖石；卵石；殼；各種含石英的材料，如， 例如，但是不限于粉碎的石英、砂、石英顆粒等；或它們的任何組合。例如，該無機石英材 料可以包括不同粒徑和不同組合的砂?？梢酝ㄟ^使用能夠使該復(fù)合石的有機組分與無機組 分結(jié)合的粘合劑分子來進行和/或促進有機和無機化合物之間的結(jié)合，如，例如，通過使用 單官能的或多官能的硅烷分子、樹枝狀分子等。該粘合劑可以進一步包括不同組分的混合 物，例如引發(fā)劑、固化劑、催化劑、粘合分子和橋鍵劑(bridge)、或它們的任何組合。該復(fù)合 石材的制造過程可以包括將原料(例如無機石英和有機聚合物、不飽和聚合物、和其類似 物、例如聚酯)以不同比值共混。例如，該復(fù)合石材可以包括約8-95%的天然石英聚集體 和約5-15%的聚合樹脂。例如，該復(fù)合石材可以包括約93%的天然石英聚集體和約7%的 聚合物樹脂。另外，可以在生產(chǎn)的不同階段將任何需要量的不同添加劑加入到原材料的混 合物中。例如，上述添加劑可以包括著色劑、染料、顏料、化學(xué)試劑、抗微生物物質(zhì)、殺菌劑 等、或它們的任何組合。由于在原材料的混合物內(nèi)添加了不同的添加劑，該添加劑可以存在 于最終的復(fù)合石產(chǎn)品內(nèi)并進一步能夠改變該復(fù)合石的不同特性。上述特性可以包括，例如， 物理性能，例如顏色、紋理、顯示圖案等；化學(xué)性質(zhì)，如，例如，耐化學(xué)性、PH性質(zhì)等；生物學(xué) 特性，如，例如，抗菌性質(zhì)等；和機械性能，如例如，強度、抗劃傷、耐沖擊性等。隨后將該得到 的混合物灌注至載體或臨時載體上，如，橡膠、紙、塑料或任何其他的聚合材料、水溶性紙、硅片或者有或沒有框式支架(support frame)或造形結(jié)構(gòu)的類似物、模具例如橡膠盤式模 具或任何其他合適的載體上。該混合物基本上以要求的平板(例如以有或者沒有墻壁造形 的306cmX144cm的尺寸)形式灌注。然后可以通過特定的真空和振動的方法如處于如大 約100噸高壓下的振動壓實(vibrocompaction)將該混合物壓實。然后，可以將該壓制的 混合物在例如80°C到115°C溫度的硫化和/或硬化窯內(nèi)放置30到60分鐘直到它硬化和呈 現(xiàn)天然石材的性質(zhì)，但具有如下詳述的較好性能和較高耐蝕性和抗沖擊性能。在完成澆鑄 過程之后，可將該平板壓平、規(guī)格化、標定和拋光以達到高光澤和持續(xù)光澤或達到在不同環(huán) 境使用的任何所需拋光，如，例如，內(nèi)墻覆層、壁爐架和圍繞物、壁板和墻體基層、銀行出納 作業(yè)線、桌子和桌面、升降機艙壁和地板、地面磚和樓梯踏板、飲食服務(wù)區(qū)、淋浴器和浴盆圍 繞物、盥洗室隔墻、窗座和工作臺面。 如上所述制造的、可主要由有機聚合物和無機石英基體組成的復(fù)合石材可以具有與天然石材相比增強的性質(zhì)。例如，該復(fù)合石材可以顯示出在大約485-545Kg/cm2范圍內(nèi)的 抗彎強度。例如，該復(fù)合石材可以顯示出大約515Kg/cm2的抗彎強度。該復(fù)合石材按重量計 的吸水性能可以在大約0到0. 04%的范圍。例如，該復(fù)合石材按重量計的吸水性能可以是 大約0. 02%。該復(fù)合石材的耐壓強度可以在2000-2400Kg/cm2的范圍內(nèi)。例如，該復(fù)合石 材的耐壓強度可以為大約2200Kg/cm2。該復(fù)合石材的冷凍耐壓強度(在冷凍-融化25個 周期之后)可以是在1800-2400Kg/cm2的范圍內(nèi)。例如，該復(fù)合石材的冷凍耐壓強度(在 冷凍_融化25個周期之后)可以是大約2082Kg/cm2。該復(fù)合石材的吸收性能可以在0到 0.004%的范圍內(nèi)。例如，該復(fù)合石材的吸收性能可以為大約0.002%。該復(fù)合石材的密度 可以在60到80g/cm2的范圍內(nèi)。如通過硬度劃痕試驗測定的該復(fù)合石材的莫氏硬度可以 在5-8的范圍內(nèi)，按1-10的比例，其中10是金鋼石。例如，該復(fù)合石材的莫氏硬度可以為 大約6. 5。該復(fù)合石材在1000周期下的泰伯(Taber)磨蝕指數(shù)可以在110-270的范圍內(nèi)。 該復(fù)合石材的熱膨脹可以在7.5-10 0.000001^1八11/攝氏度)的范圍內(nèi)。該復(fù)合石材的 耐蝕性可以在50-64的范圍內(nèi)(其中最大極限是64)。該復(fù)合石材的耐落球沖擊性(Ball impact resistance)可以在80到200厘米的范圍內(nèi)。該復(fù)合石材的抗輻射熱表明沒有受 損傷。同樣表明沸水和高溫沒有對該復(fù)合石材產(chǎn)生影響。 如此處所涉及的，術(shù)語“塊”、“人造塊”、“復(fù)合材料塊”、“金塊”可以互換使用。如此處所涉及的，術(shù)語“復(fù)合石材”、“人造大理石”、“工程石”和“石英表面”可互
換使用。如此處所涉及的，術(shù)語“著色劑”可以包括染料、顏料、著色劑等、或其以任何形式， 如液體、糊劑、流體等的它們的組合。如此處所涉及的，關(guān)于混合裝置的術(shù)語“葉片”、“臂(leg)”、“鉤”可互換使用。例 如，術(shù)語“攪拌葉片”和“攪拌臂”可互換使用。根據(jù)一些實施方式，可以制備復(fù)合材料塊并且該復(fù)合材料塊可以進一步用于人造 大理石和人造大理石板的制造。該復(fù)合材料塊可以由諸如以下材料的不同組合物組成，如 無機石英基體、聚合物、粘合劑、樹脂、著色劑、染料、顏料等。該復(fù)合材料塊可以呈現(xiàn)任何立 體的形狀，如，例如，正方形、圓狀、釘形、類似金鋼石的形狀、等等，并且可進一步以任何尺 寸來制備。該復(fù)合材料塊可以進一步顯示出任何表面類型，如光滑表面、不平坦表面、剛性 表面、等等。該復(fù)合材料塊可以進一步用于制備可以顯示出可由該復(fù)合材料塊形成的不同圖案的人造大理石。根據(jù)一些實施方式，可以這樣制造復(fù)合材料塊以便使它們獲得帶有基本上光滑表面和基本上剛性紋理的基本上圓狀的形狀。在生產(chǎn)它們的時候，該塊在不同的條件下可以 保持它們的結(jié)構(gòu)。該復(fù)合材料塊可以包括這樣的材料如具有不同粒徑的無機石英基體 如砂粒和/或可含無機石英的任何其他材料；聚合物的混合物，如用苯乙烯稀釋的不飽和 聚酯；可以包括諸如以下材料的另外的混合物如硅烷分子、粘合劑、固化劑、引發(fā)劑、抑制 齊U、顏料、染料、著色劑、等等。在制造該復(fù)合材料塊的時候，該塊可以進一步用于制備帶圖 案的人造大理石制品，如帶圖案的人造大理石板，其中形成人造大理石制品的塊可以產(chǎn)生 該人造大理石顯示出的圖案。根據(jù)一些實施方式，該無機石英材料可以包括具有不同粒徑和不同組合的砂粒。 例如，含有石英的砂?？梢园６葹榇蠹s0. 05mm到IOmm的顆粒。含有石英的砂可以包 括粒度為大約0. 05mm到8mm的顆粒。含有石英的砂可以包括粒度為大約0. 05mm到7mm的 顆粒。含有石英的砂可以包括粒度為大約0. 05mm到6mm的顆粒。含有石英的砂可以包括 粒度為大約0. 05mm到5. 5mm的顆粒。含有石英的砂可以包括粒度為大約0. 05mm到5mm的 顆粒。該無機石英材料可以進一步包括具有不同粒徑和不同組合的研磨過/磨碎的砂。例 如該研磨過/磨碎的含有石英的砂可以包括粒度為大約1到65微米的研磨過的顆粒。該 研磨過/磨碎的含有石英的砂可以包括粒度為大約10到60微米的顆粒。該研磨過/磨碎 的含有石英的砂可以包括粒度為大約20到55微米的顆粒。該研磨過/磨碎的含有石英的 砂可以包括粒度為大約30到50微米的顆粒。該研磨過/磨碎的含有石英的砂可以包括粒 度為大約38到45微米的顆粒。該無機石英材料可以進一步包括這樣的材料如玄武巖、玻 璃、金鋼石、巖石、卵石、殼、硅、和可包含無機石英的任何其他材料。根據(jù)進一步的實施方式，該復(fù)合材料塊可以進一步包括可與該石英顆?；旌弦栽?許形成塊結(jié)構(gòu)的樹脂。該樹脂可以由聚合物和粘合劑組成。該聚合物可以包括，例如，諸如 這樣的材料如聚酯、不飽和聚酯等等，它們可以用例如苯乙烯稀釋。例如，該聚合物可以由 用35%苯乙烯稀釋的65%不飽和聚酯組成。該粘合劑可以包括不同組分的混合物，如引發(fā) 齊U、固化劑、催化劑、粘合分子和橋鍵劑，如瑟蘭(Silan)橋鍵劑，和任何本領(lǐng)域已知的和可 用來制備復(fù)合石材的其他成分。根據(jù)一些實施方式，該復(fù)合材料塊可進一步包括著色劑，其可以包括不同的染料、 顏料、著色劑或它們的任何組合。該著色劑可以是液體、粉末、糊劑、等等、或它們的任何組 合的形式。該著色劑可以包括任何有機或非有機的著色劑。該著色劑可以進一步用不同的 材料如聚酯、苯乙烯、苯甲酸丁酯、丙酸甲氧基乙酯等稀釋。該著色劑可以在該復(fù)合材料塊 的制造過程期間的不同階段來添加。該著色劑在制造過程的不同階段期間以不同的濃度和 不同的用量來添加。此外，一種或多種著色劑和/或著色劑的組合可以在該復(fù)合材料塊制 造過程的不同階段期間來添加。根據(jù)一些實施方式，該復(fù)合材料塊的制備可以在一個或多個混合裝置中進行。該 混合裝置可以包括任何已知的混合裝置，如，例如，混合器、立軸混合器、鼓式混合機、造粒 機等等、或它們的任何組合。另外，還可以改進該混合裝置，其中所述的改進能夠有助于復(fù) 合材料塊的制備過程。根據(jù)一些示范性的具體實施方式
，復(fù)合材料塊的制備可以使用混合器來進行。該混合器可以包括任何種類的混合器，如立軸混合器。例如，該混合器可以包括如在出版物 No. WO 2006/084792中描述的立式混合器，在此將該文獻通過引用加入。該混合器可以具 有一或多個可附著于普通臂(可與旋轉(zhuǎn)軸排成直線)上并且因此可圍繞普通軸旋轉(zhuǎn)的攪拌 臂。這些攪拌臂可以被設(shè)置成彼此具有不同的距離并且它們可以被設(shè)置成相對于該普通軸 的任何角度。該攪拌臂可以彼此獨立地轉(zhuǎn)動，攪拌臂可以彼此同步旋轉(zhuǎn)、或以它們的任何組 合轉(zhuǎn)動。該混合器可以進一步包括容器(如攪拌缸)，該塊組合物的不同組分可以以合適 的預(yù)定順序、以合適的工作時間表；和合適的混合條件添加到該容器內(nèi)。混合條件可以包 括諸如這樣的條件如可以使用的混合速度、混合溫度和攪拌葉片。例如，混合速度可以按轉(zhuǎn) 速的單位(轉(zhuǎn)/分(rpm))和/或按圓周速度的單位(米/秒)來測量。例如，在該復(fù)合材 料塊制造過程的不同階段之間可以改變混合速度，并且其可以在例如1到15米/秒的范圍 內(nèi)。該混合速度可以包括低速度的攪拌，如例如在大約1到2米/秒的范圍內(nèi)。例如，混合 溫度可以按環(huán)境溫度或混合工序正在進行的容器溫度來測量。例如，混合溫度可以在4到 40攝氏溫度的范圍內(nèi)。例如，混合溫度可以在室溫下進行，如例如在大約25°C的溫度。另 夕卜，在該混合器內(nèi)使用的一個或多個攪拌葉片(攪拌臂)可適合于用于形成該復(fù)合材料塊。 根據(jù)一些實施方式，可以改進和改裝一個或多個攪拌葉片(臂)以便可以在該葉片的末端、在與即將混合的材料接觸的區(qū)域形成延伸表面。該延伸表面區(qū)域可以是例如通過在該攪拌 葉片的末端附著不同形式的延伸部分來獲得的。該延伸部分可以采取不同的形式，如，但是 不局限于扁平的四邊形板；可由至少兩個平面組成的板；勺形板、曲面板等等。與該攪拌 葉片的垂直軸相比，該延伸部分可以進一步以不同的角度來設(shè)置?，F(xiàn)在參考圖1，其用示意 圖舉例說明了根據(jù)一些實施方式的改進攪拌葉片。如圖IA所說明的，其說明了一些實施方 式的改進攪拌葉片的正視圖，延伸部分(如在圖IA中的延伸部分4)可以附著于攪拌葉片 (如攪拌葉片8)的攪拌末端(如末端6)。延伸部分4可以具有扁平的四邊形板狀，其中攪 拌葉片附著于該板周圍的上部肋條(10)上的任一點?？梢栽谙鄬τ谠摂嚢枞~片的垂直軸 (如在圖IA中的軸y)的不同角度連接該延伸板?，F(xiàn)在參考圖IB和1C，其舉例說明了帶有 延伸板的攪拌葉片的側(cè)視圖。如圖IB所示，延長板4可以垂直于攪拌葉片(12)的垂直軸 (y)(以0度)來附著到攪拌葉片8上。如圖IC所示，延長板4可以以一角度(α )附著到 攪拌葉片8上，該角度可以是在延伸板(4)周圍的上部肋條(10)與該攪拌葉片(12)垂直 軸(y)之間的角度。角度α可以是在0-180度范圍內(nèi)的任何角度。根據(jù)其他的實施方式， 該攪拌葉片的延伸部分可以包括具有至少兩個二維扁平的四邊形表面的板，這兩個四邊形 表面相互之間可以以任何角度設(shè)置。如在圖ID中的示范方式所說明的，其說明了根據(jù)一些 實施方式帶有延伸部分的攪拌葉片的側(cè)視圖，這些表面如上表面22和下表面24可以相互 之間以一角度β來設(shè)置以形成延伸部分20。角度β可以是在0到90度范圍內(nèi)的任何角 度。延伸部分20可以設(shè)置在相對于該攪拌葉片(26)的垂直軸(y2)的任何角度(Y)，其中 角度Y可以是在0到180度范圍內(nèi)的任何角度并且其可以是在延伸板(20)的上表面(22) 周圍的上肋條(沒有顯示)與該攪拌葉片(26)的垂直軸(y2)之間的角度。角度Y可以是 在0到180度范圍內(nèi)的任何角度。根據(jù)其他的實施方式，該攪拌葉片的延伸部分可以包括 任何凹形，如例如，勺狀。如例如圖IE所示，其是根據(jù)一些實施方式的混合延伸部分的側(cè)視 圖，延伸部分40可以具有凹形的類似于勺的形狀，其附著于攪拌葉片(42)上。延伸部分40 可以以一角度(S)附著在攪拌葉片42上，該角度可以是在延伸部分如延伸部分40的中央垂直軸(y3)與該攪拌葉片(42)的垂直軸(y3)之間形成的角度。角度δ可以是在0-180度范圍內(nèi)的任何角度。如圖IF所說明的，其說明了根據(jù)一些實施方式的改進攪拌葉片的正 視圖，延伸部分(如圖IF中的延伸部分54)可以附著在攪拌葉片(如攪拌葉片58)的攪拌 末端(如末端56)上。延伸部分54可以具有曲線形狀，并且該攪拌葉片可以附著在該延伸 板圓周的上肋條(50)上的任一點。該延伸板可以以相對于該攪拌葉片垂直軸(如在圖IF 中的軸y)的不同角度被連接。在攪拌葉片與延伸部分之間的連接可以通過不同的方法來 進行，如，粘附、焊接、機械安裝、使用螺釘和螺母等等。在攪拌葉片與延伸部分之間的連接 可以是可逆的或固定的。在攪拌葉片與延伸部分之間的連接可以這樣進行以便以攪拌葉片 不可分割的部分和/或以攪拌葉片的整體延伸部分的形式形成該延伸部分。在攪拌葉片與 延伸部分之間的連接可以是可逆的并且能夠允許改變可連接在攪拌葉片上的延伸部分。通過使用如上文中所例示的攪拌葉片的延伸部分，能夠有助于形成具有所需形式 的復(fù)合材料塊。例如，帶有不同延伸部分的混合過程會導(dǎo)致挖取作用，該挖取作用可以在形 成所得塊的形狀的同時進行攪拌。例如，由于該改進攪拌葉片的挖取作用，可以形成基本上 像圓球狀的塊。而且，該挖取作用可以生產(chǎn)越來越大的塊，其中由于連續(xù)的攪拌作用，該圓 球形塊的直徑會增加。因為它與雪球形成的概念相似，因此此處將越來越大的塊效果亦可 稱為“雪球效果”，其中該球轉(zhuǎn)動的次數(shù)越多，在球表面上聚集的材料(“雪”)就越多，而因 此使該球的直徑增加。根據(jù)另外的實施方式，該混合器可以包括鼓式混合機。鼓式混合機可以包括一轉(zhuǎn) 鼓，其能用來混合容納在該鼓內(nèi)部的材料。由于該鼓沿中心軸的轉(zhuǎn)動運動，因此能夠攪拌該 鼓內(nèi)部的材料。另外，該鼓式混合機可以包括改進的鼓，其中該鼓的內(nèi)壁可以包括能起攪拌 葉片作用的隆起部和/或穿孔，其能夠增加混合效率并能夠進一步有助于期望的復(fù)合材料 塊的形成。該鼓的內(nèi)腔可以包括攪拌葉片，其可位于該鼓內(nèi)部的任何位置。該攪拌葉片可 以獨立于該混合鼓轉(zhuǎn)動，而因此能夠增加攪拌的效率和進一步有利于復(fù)合材料塊的形成。 現(xiàn)在參考圖2，其用示意解說明了根據(jù)一些實施方式的鼓式混合機的正視圖。如在圖 2中所說明的，該鼓式混合機可以包括混合鼓，如可繞軸82順時針方向轉(zhuǎn)動的鼓80。鼓如 鼓80可以包括內(nèi)部的內(nèi)腔如內(nèi)腔84，可以將要混合的不同材料添加到該內(nèi)腔中。鼓如鼓 80的內(nèi)壁可以包括穿孔和隆起部，如隆起部86A-F，可沿著鼓80內(nèi)壁以不同距離設(shè)置這些 穿孔和隆起部。隆起部，如86A-F可以包括從該鼓內(nèi)壁朝著該鼓內(nèi)腔伸出的扁平拉長隆起 部。在該鼓內(nèi)壁上的隆起部可以包括任意數(shù)目的沿著鼓內(nèi)壁彼此以變化的間距設(shè)置的隆起 部。在該鼓80內(nèi)壁上的隆起部可以以該鼓內(nèi)壁的整體部分的形式形成，或可以通過不同的 方法附著到該鼓的內(nèi)壁上。根據(jù)某些實施方式，沿著該混合鼓內(nèi)壁的隆起部能夠有助于形 成所期望的復(fù)合材料塊形式，該復(fù)合材料塊可以在該鼓內(nèi)腔混合。通過該鼓的轉(zhuǎn)動運動與 該混合鼓內(nèi)壁的隆起部的結(jié)合，可以產(chǎn)生挖取作用，其可混合，同時形成所得塊的形式。例 如，由于在其內(nèi)壁上帶有隆起部的轉(zhuǎn)鼓的挖取作用，能夠形成基本上是圓球狀的塊。而且， 該挖取作用可以以雪球效果生產(chǎn)越來越大的塊，其中由于連續(xù)混合作用該圓球狀塊的直徑 增加。根據(jù)一些實施方式，本發(fā)明提供了一種制造復(fù)合材料塊的方法。該方法可以包括， 例如混合具有不同粒徑的含各種石英的組成物，如砂；以不同濃度和用量添加不同的著 色劑；添加不同的樹脂，如上文描述的樹脂；在不同的添加步驟之間以任何預(yù)定的添加順序和任何預(yù)定時間間隔的時間?；旌峡梢栽诎ǜ倪M的攪拌葉片的混合器內(nèi)、在包括改進 的鼓內(nèi)部或另外的攪拌葉片的鼓式混合機內(nèi)、在造粒機及它們的任何組合內(nèi)進行。該方法 可以進一步導(dǎo)致塊的產(chǎn)生，其中至少60%的混合物在該方法結(jié)束時轉(zhuǎn)變成塊，并且其中由 此生產(chǎn)的塊保持穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。根據(jù)一些實施方式，該方法可以進一步導(dǎo)致塊的產(chǎn)生，其中至 少85%的混合物在該方法結(jié)束時轉(zhuǎn)變成塊，并且其中由此生產(chǎn)的塊保持穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。如此 制造的復(fù)合材料塊可以獲得例如基本上圓球的形狀，其具有基本上光滑的表面。所制造的 復(fù)合材料塊可以進一步用于制備人造大理石板。為了這個目的，可以將復(fù)合材料塊灌注到 平板形式的模具內(nèi)，然后可通過特定的真空和振動方法在大約100噸的壓力下將其壓實。 然后將該板放入固化爐內(nèi)直到它們硬化。如此形成的硬化板可以顯示出顯示圖案，該圖案 是由在壓實的人造大理石板內(nèi)部的復(fù)合材料塊排列組成的。根據(jù)一些實施方式，該復(fù)合材料塊的性質(zhì)，如形狀、尺寸、顏色、紋理、強度等等可 以由各種因素來決定。這些因素可以包括化學(xué)因素(如混合物組成)、物理因素(如混合物 內(nèi)顆粒的尺寸和形式)、機械因素(攪拌的速度、使用的混合器和攪拌葉片的類型)等等。 例如這些因素包括諸如以下因素塊的各種組分添加到混合物內(nèi)的順序；各種組分添加到 混合物內(nèi)的時間間隔；添加到混合物中的各種組分的性質(zhì)和外觀(粒徑、粉末、液體等等)； 在混合物各種組分(如著色劑、樹脂、等等)添加步驟之間的時間間隔；在各種混合物組分 添加之后和添加期間的混合速度；攪拌葉片延伸部分的類型和尺寸；所得塊的尺寸；所得 塊在板內(nèi)的分布，等等。根據(jù)進一步的實施方式，復(fù)合材料塊的制備方法可以包括連續(xù)法和/或間歇法。在間歇方法中，根據(jù)制造過程混合各種材料的混合物，和可以在制造過程結(jié)束時收集形成 的該塊，當這些材料全部被用完/轉(zhuǎn)變成塊時，可以終止該方法。在連續(xù)法中，在整個制造 過程中將連續(xù)供應(yīng)的材料添加到該混合物內(nèi)，和連續(xù)地形成和收集塊。根據(jù)一些示范性的實施方式，制造復(fù)合材料塊的方法可以包括諸如以下步驟將 石英顆粒如以粒度為大約0. Olmm到8mm的砂的形式卸載到混合缸內(nèi)。例如，該石英顆粒的 粒度可以在例如0. 065mm到2mm的范圍內(nèi)。該混合器可以配備有改進的攪拌葉片，該攪拌葉 片可以包括如勺形式的延伸部分。該混合器可以在例如6到14rpm的速度下進行混合。在 混合物內(nèi)可以加入著色劑。該著色劑可以是粉末或液體形式。該石英顆粒和著色劑可以在 1到IOrpm的速度下混合大約1到10秒，然后速度可以例如增加到12到24rpm以另外混合 30到90秒。在石英顆粒和著色劑的混合物內(nèi)可以添加樹脂。在混合器以例如4到12rpm 的速度混合的同時添加該樹脂。在添加樹脂時，該樹脂可以以例如1到IOrpm的速度與石 英顆粒和著色劑的混合物混合，然后將速度增加到例如8到24rpm的速度。接著可以將另 外的石英顆粒添加到該混合物內(nèi)，同時以大約2-12rpm的速度攪拌該混合物。石英顆?？?以以研磨過/磨碎的含石英砂的形式添加，該砂可以包括粒度為大約1到60微米的顆粒。 例如，添加的研磨過/磨碎的砂?？梢园６葹榇蠹s1到38微米的顆粒。例如，添加的 研磨過/磨碎的砂?？梢园６葹榇蠹s38到45微米的顆粒。在該混合物內(nèi)添加研磨過 的砂粒顆粒時，該混合器可以以2到12rpm的速度攪拌1到20秒，在這之后可以將混合器 的速度增加到12到26rpm的速度并混合20到80秒的時間。接著，可以在該混合物內(nèi)添加 另外的樹脂成分，同時該混合器以大約2到14rpm的速度攪拌。接著，可以一起或順序地添 加一種或多種另外的著色劑，并且在如上的條件下攪拌。所得混合物的下一個混合步驟可以包括以8到22rpm的速度混合10到80秒。所得的混合物的最終混合步驟可以包括以2 到14rpm的速度混合大約500到1500秒?？梢栽谥珓┑拇嬖谙逻M行最終的混合步驟，這 可以導(dǎo)致在其外表面形成包括顏色覆蓋層的塊。此外，在最終的混合步驟之后，將著色劑加 入到該混合物內(nèi)，并將該混合器以2-12rpm的速度另外混合10-120秒。這個步驟可以進一 步導(dǎo)致在其外表面形成包括顏色覆蓋層的塊。根據(jù)一些實施方式，制造復(fù)合材料塊的方法可以導(dǎo)致形成基本上平滑的圓形塊，其可以顯示出各種的顏色和各種的尺寸。向復(fù)合材料塊混合物內(nèi)添加著色劑的時機、向混 合物內(nèi)添加著色劑的用量、和/或添加到混合物內(nèi)的著色劑的類型可以決定最終合成塊的 外觀。例如，該塊可以顯示出一種以上分布在該塊內(nèi)部和/或表面上的顏色。例如，顏色可 以均勻地分布在該塊內(nèi)部；顏色可以均勻地分布在該塊的表面上；顏色可以不均勻地分布 在該塊內(nèi)部；顏色可以不均勻地分布在該塊的表面上；和/或它們的任何組合。根據(jù)一些示 范性的實施方式，該塊的內(nèi)層(芯層)可以包括一種或多種著色劑，而該塊的外層(表面) 可以涂有另外的著色劑。根據(jù)一些實施方式，如上文所述制造的復(fù)合材料塊可用來制備帶有圖案的人造大 理石和帶有圖案的人造大理石板。例如，具有所期望形式(例如圓形塊)的塊；和具有所期 望尺寸的塊(例如0. Ol-IOcm的直徑、0. 5-2cm的直徑等等)；和具有所期望紋理(例如平 滑的)的塊；具有所期望顏色和顏色組合的塊；和具有所期望顏色分布(例如，塊內(nèi)部、在 塊的外表面等等)的塊可用來制備人造大理石板。該塊可以與一或多種另外的材料混合， 如有機聚合物(像樹脂)；無機石英基體；連接劑(如硅烷分子)；另外的著色劑(如染料、 顏料等等)；化學(xué)試劑；抗菌試劑；和可用于形成人造大理石板的類似物?？梢詫⑺玫幕?合物澆注到平板形式(例如306cmX 144cm的尺寸)的模具內(nèi)。然后通過特定的真空和振 動方法，將該平板在大約100噸的壓力下壓實。然后將該平板放入例如80°C到115°C的固 化爐中固化30到45分鐘直到它們硬化并且呈現(xiàn)天然石材性質(zhì)，并具有可由用來制備人造 大理石的復(fù)合材料塊形成的圖案?，F(xiàn)在參考圖3A-B，其說明了根據(jù)一些實施方式使用復(fù)合材料塊制造的人造大理石 板的示意圖。如上文所陳述的，用于制備人造大理石板的塊的特性如塊的形式、塊的尺寸、 塊的紋理、塊的顏色、塊的顏色分布等等可以決定人造大理石板的圖案。例如，圖3A用示 意圖舉例說明了通過使用如上文詳述的塊和另外的材料制備的人造大理石板。如圖3A所 示，人造大理石板如平板100可以顯示出可由塊如塊102A-F形成的圖案。塊如102A-F可 以是小直徑的圓形塊，并且這些塊之間的間隙(基體104)可以包括另外的材料，如有機聚 合物無機石英基體；連接劑如硅烷分子、和可用作填料的類似物。在圖3B中說明了另外的 實施例，其用示意圖舉例說明了通過使用如上文詳述的塊和另外的材料制備的人造大理石 板。如圖3B所示，人造大理石板如板110可以顯示出可由塊如塊112A-F形成的圖案。塊 如112A-F可以是大直徑的圓形塊。可在這些塊之間形成的狹小間隙(基體114)可以包括 另外的材料，如有機聚合物無機石英基體；連接劑如硅烷分子等等?，F(xiàn)在參考圖3C-J，其顯示了通過使用如上文詳述的塊和另外的材料制備的人造大 理石板的示范性圖片。如圖3C所示，人造大理石板如板120可以顯示出可由塊如例如塊 122A-D形成的圖案。塊如122A-D可以是基本上圓形的(環(huán)狀的)塊，該塊能夠基本上構(gòu) 成該人造大理石板的大部分區(qū)域。該塊可以包括一種或多種著色劑，其中該塊的內(nèi)層(芯層)具有與該塊外層(表面)不同的顏色。如圖3D所示，人造大理石板如板130可以顯示 出可由塊如塊132A-D形成的圖案。塊如例如132A-D可以是基本上環(huán)狀的塊，該塊能夠基 本上構(gòu)成該人造大理石板的大部分區(qū)域。該塊可以包括一種或多種分散在該塊不同層的著 色劑。如圖3E所示，人造大理石板如板140可以顯示出可由塊如例如塊142A-D形成的圖案。塊如142A-D可以是基本上環(huán)狀的塊，該塊能夠基本上構(gòu)成該人造大理石板的大部分區(qū) 域。該塊可以包括一種或多種在該塊組成不同層中的著色劑。例如，塊如塊142E可以在內(nèi) 層(芯層)包括第一著色劑(144A)和第二著色劑(144B)；而在該塊的外層(界面/表面) 涂有另外的著色劑(144C)。如圖3F所示，人造大理石板如150可以顯示出可由塊如例如塊 152A-D形成的圖案。塊如152A-D可以是基本上環(huán)狀的塊，該塊能夠基本上構(gòu)成該人造大理 石板的大部分區(qū)域。該塊可以包括一種或多種分散在該塊不同層的著色劑。如圖3G所示， 人造大理石板如板160可以顯示出可由塊如例如塊162A-D形成的圖案。塊如162A-D可以 是基本上圓形的塊，該塊可以構(gòu)成該人造大理石板的至少部分區(qū)域。以明亮背景顯示的、在 該塊之間的空隙是該板的基體(164)。該塊可以包括一種或多種分散在該塊不同層的著色 齊U。如圖3H所示，人造大理石板如板170可以顯示出可由塊如例如塊172A-D形成的圖案。 塊如172A-D可以是基本上無定形的塊，該塊可以構(gòu)成該人造大理石板的至少部分區(qū)域。以 黑暗背景顯示的、在該塊之間的空隙是該板的基體(174)。該塊可以包括一種或多種在該塊 組成不同層的著色劑。例如，塊如塊172E可以在內(nèi)層(芯層)包括第一著色劑(174A)，而 在該塊的外層包括另外的著色劑(174B)。如圖31所示，人造大理石板如板180可以顯示 出可由塊如例如塊182A-D形成的圖案。塊如182A-D可以是基本上環(huán)釘狀的塊，該塊可以 構(gòu)成該人造大理石板的至少部分區(qū)域。以明亮背景顯示的、在該塊之間的空隙是該板的基 體(184)。如圖3J所示，人造大理石板如190可以顯示出可由塊如例如塊192A-D形成的圖 案。塊如192A-D可以是基本上環(huán)狀的(圓狀的)塊，該塊能夠基本上構(gòu)成該人造大理石板 的大部分區(qū)域。該塊可以進一步包括一種或多種可分散在該塊不同層的著色劑。
雖然在上文中已經(jīng)討論了許多示范性的形態(tài)和實施方式，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員會 考慮到某些的改進、取代、增加和其子_組合。因此，下列附上的權(quán)利要求和此后引入的權(quán) 利要求意欲解釋為包括如在它們的真實精神和范圍內(nèi)的所有改進、取代、增加和其子-組
I=I O
權(quán)利要求
一種具有復(fù)合石材包裹塊的工程石板的制備方法，該方法包括挖取第一無機顆粒材料和聚合物材料以生產(chǎn)復(fù)合石材塊；和將第二無機顆粒材料與所述復(fù)合石材塊混合以生產(chǎn)包裹塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述挖取、混合或兩者均是在具有混合鉤的混合器內(nèi) 進行的，該混合鉤包括一延伸部分。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述延伸部分包括扁平表面、兩個內(nèi)連表面、勺形的表 面或它們的任何組合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述第一無機顆粒材料、所述第二無機顆粒材料、或兩 者均包括石英。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述方法進一步包括將一種或多種著色劑添加到第一 無機顆粒材料、第二無機顆粒材料或二者之中。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述包裹塊包括具有第一性質(zhì)的內(nèi)芯和具有第二性質(zhì) 的外層。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中所述性質(zhì)包括顏色、紋理、密度、化學(xué)組成、硬度、多孔 性或它們的任何組合。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述第一無機顆粒材料包括具有粒度范圍為大約 0. 05mm到大約5mm的顆粒。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述第二無機顆粒材料包括具有粒度范圍為大約35微 米到大約50微米的顆粒。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述聚合物包括粘合劑、固化劑、引發(fā)齊U、或它們的任 何組合。
11.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述塊的形狀是基本上圓狀、基本上環(huán)狀、釘狀、或它 們的任何組合。
12.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中在改變的混合速度下進行所述挖取。
13.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中在改變的混合速度下進行所述混合。
14.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，進一步包括將第三無機顆粒材料與包裹塊混合以生產(chǎn)多 層的包裹塊。
15.一種具有復(fù)合石材包裹塊的工程石板，其中至少一部分包裹塊包括具有第一性質(zhì) 的內(nèi)芯和具有第二性質(zhì)的外層。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的板，其中所述性質(zhì)包括顏色、紋理、密度、化學(xué)組成、硬度、多孔 性或它們的任何組合。
17.根據(jù)權(quán)利要求15的板，其中所述塊包括復(fù)合石材。
18.根據(jù)權(quán)利要求15的板，其中所述塊在所述板內(nèi)的分布是均勻的、不均勻的或二者皆有。
19.根據(jù)權(quán)利要求15的板，其中所述塊的尺寸是均勻、不均勻的、或二者皆有。
20.根據(jù)權(quán)利要求15的板，其中所述塊的形狀是基本上圓狀、基本上環(huán)狀、釘狀、或它 們的任何組合。
全文摘要
本發(fā)明提供一種具有復(fù)合石材包裹塊的工程石板的制備方法，該方法包括挖取第一無機顆粒材料和聚合物材料以生產(chǎn)復(fù)合石材塊，和將第二無機顆粒材料與復(fù)合石材塊塊混合以生產(chǎn)包裹塊。
文檔編號C04B20/10GK101874003SQ200880117589
公開日2010年10月27日 申請日期2008年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月25日
發(fā)明者L·E·布斯基拉, Y·賈勒 申請人:凱撒斯通斯道特任有限公司