專利名稱：機械固定的面磚的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總的涉及用于覆蓋表面的面磚，更具體地涉及具有機械地連接在一起的復合要素的復合面磚，和用于制造所述面磚的改進方法。相關(guān)申請本申請要求美國臨時申請61/262628和61/319114的優(yōu)先權(quán)，其內(nèi)容通過引用并入本文。
背景技術(shù)：
面磚長期以來一直用來覆蓋不同的表面，它們被用在不同的環(huán)境中以提供不同的功能，例如作為耐磨表面、裝飾或防水。安裝在鋪磚陣列中的每個面磚的尺寸、形狀、材料和表面精加工都可根據(jù)使用要求而變化。在此定義的鋪磚陣列是裝配在一起以連續(xù)覆蓋表面的各種形狀、尺寸和材料的面磚的陣列。一類安裝是表面被覆蓋在由相同普通類型的面磚構(gòu)成的鋪磚陣列，盡管某些特性如顏色和尺寸可能不同以產(chǎn)生視覺上吸引人的裝飾圖案。為了獲得視覺效果要求面磚準確對齊。另一類安裝是面磚作為裝飾插入物安裝在另外的地板覆蓋陣列中，例如硬木地板或鑲木地板，其中相鄰的地板板條利用互鎖的榫舌和凹槽系統(tǒng)連接在一起。目前難以安裝一些類型的面磚(例如石頭或金屬面磚)作為裝飾性插入物，因為這類面磚沒有耦接區(qū)域。傳統(tǒng)的面磚通常通過勞動密集的方法貼到表面，其中將每個面磚單獨放置在表面上并利用面磚下側(cè)和表面之間的粘合劑將面磚貼到其上。重復該過程直到以面磚陣列覆蓋表面為止。由于這些傳統(tǒng)面磚沒有整體的定位機構(gòu)，所以對齊過程依賴安裝者的技能，安裝者能可選地使用間隔插入物或其他工具。在可以開始任何填縫應用過程之前，需要相當多的時間，通常至少一天，讓粘合劑硬化，所以總的時間是至少2天。這導致安裝成本由于這些小工作而變高。另外的復雜情況出現(xiàn)在安裝過程中，因為傳統(tǒng)的面磚具有相當大的尺寸差異2_并非罕見，并且在某些情況下高達5mm。為了適應該差異，安裝者必須在面磚之間留下間隔。在手工的勞動密集過程中使面磚之間的間隙充滿被通稱為填縫劑的材料，填縫劑在應用之后硬化。最終的外觀依賴施加填縫劑的安裝者的技能，非專業(yè)人員進行的安裝是冗長的并且傾向于產(chǎn)生無吸引力的成品。填縫劑的成分根據(jù)使用要求而變化，例如在潮濕環(huán)境中，填縫劑提供防水功能以防止水滲入到面磚的下側(cè)。填縫劑通常是足夠撓性的以適應任何熱膨脹。如果需要安裝另外的層，例如減震或襯墊層，則必須將每個面磚連接到層，這進一步延長了安裝過程。因而需要制造一種面磚，其能由非專業(yè)人員容易且迅速地安裝并且其克服了上述缺點。為了生產(chǎn)能以少量時間容易地安裝的、對于每個面磚的手動對齊具有最小需求的面磚，已經(jīng)作出了各種嘗試。一個實例是由Snapstone Co. LLC生產(chǎn)的Snapstonew鋪磚系統(tǒng)(在WWW,snapstone. com披露)。其使用了粘貼到基底的瓷質(zhì)磚，基底具有沿著其邊緣布置的將相鄰面磚鎖定在一起的推入配合互鎖機構(gòu)。在以浮動面磚安裝的方式將Snapstone 面磚安裝在地板上之后，手動地使互鎖的面磚之間的間隙充滿填縫劑。雖然對傳統(tǒng)面磚進行了改進，但Snapstoneiii鋪磚系統(tǒng)是部分的解決方案，因為安裝過程仍然需要填縫的步驟。另外，Snapstone 面磚也需要用粘合劑將面磚固定到基底，這是重大的缺點，因為粘附劑在使用中會失效，特別是由于濕害。在公開號為US2008/0184646 Al的美國專利申請11/701，777中披露了面磚和制造方法的另一個部分解決方案，其內(nèi)容在此并入作為參考。美國專利中請11/701,777總的披露了一種位于基底上的面磚，基底具有沿著一個側(cè)邊緣的延伸到面磚之外的耦接元 件，以使得耦接元件能與相鄰面磚的耦接元件互鎖。方法的細節(jié)在該專利申請公開文本的
和
段中，其披露了以注射成型工藝，優(yōu)選反應注射成型(“RM”)，形成基底，并且將基底附貼到預先形成的面磚以形成分層的無填縫劑面磚。附貼的意思是通過基底和面磚之間的粘接，例如利用粘合劑。然后將最后得到的分層面磚的基底的邊緣與面磚邊緣平行地線性研磨以產(chǎn)生耦接元件。利用反應注射成型制造面磚是比較慢的，花10至20分鐘制造單個面磚。另外，由于在硬化過程中尺寸的改變，所以使用RM導致最終產(chǎn)品的尺寸與設(shè)計尺寸存在誤差。這和所使用的材料導致與相鄰基底的任何密封效果不是最佳。在美國專利申請11/701，777中披露的成型之后的研磨過程增加了制造成本和時間，浪費了材料和空間，并且對精度和能采用的耦接元件的類型施加了限制。在使用中，由于粘合劑的失效，美國專利申請11/701,777的面磚遭受了基底-面磚的脫膠。在此要求的發(fā)明克服了上述缺點中的一些或全部并且提供了具有較低生產(chǎn)成本的改進的制造方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目標是提供一種制造機械固定的面磚的改進方法，其中將基底直接機械連接到面磚上的過程發(fā)生在注射過程中。優(yōu)選地，形成與其他面磚接合的互鎖系統(tǒng)的過程也發(fā)生在注射過程中。這樣制造的面磚可以以浮動面磚陣列的方式放置在底層地板上，該浮動面磚陣列可容易地拆卸和重新使用，例如互相連接的面磚陣列。在此公開了制造機械固定的面磚的方法，包括提供具有耐久表面、下側(cè)和錨定區(qū)域的面磚，將面磚定位在模具中，在模具中提供基底，和將第一可流動材料注射到所述模具中，第一可流動材料流入與錨定區(qū)域接觸并與其機械接合，所述第一可流動材料凝固成對面磚和基底施加固定力的保持件。在此將面磚定義為出于審美和/或功能的目的可用于覆蓋表面的具有確定尺寸的一件材料。其可以由任何材料制成，例如陶瓷、瓷、各種天然石材、大理石、花崗巖、石灰石、砂石、板巖、由水泥基材料或樹脂基材料制成的各種人造石材、木料、各種塑料、纖維板、水泥、層壓材料、金屬、玻璃、樹脂、皮革等等。本發(fā)明要求的面磚可以具有任何尺寸和形狀，只要當其以鋪磚陣列與別的面磚布置在一起時能夠形成對表面的連續(xù)覆蓋，包括例如具有相同幾何形狀，正方形、長方形、六邊形，或彼此互補的任何其他形狀的面磚。在基底上的各種耦接區(qū)域可以使用于與其他面磚或表面覆蓋材料的耦接區(qū)域進行連接。優(yōu)選地在基底的至少一個側(cè)邊上提供耦接區(qū)域，耦接區(qū)域也可以被部分地圍在基底的下側(cè)中，便于容易地插入單獨的耦接部件。耦接區(qū)域優(yōu)選地將面磚垂直和水平地連接到相鄰的面磚。在示例性實施方式中，耦接區(qū)域包括合作的陽性和陰性元件，例如鉤和鎖、榫舌和凹槽、互鎖和咬接鈕。任一種或每種類型的元件能以由鋪磚系統(tǒng)確定的分布狀態(tài)沿著基底的所有、某些或僅僅一個邊緣設(shè)置。在頻繁重新使用的例如臨時鋪磚陣列的其他實施方式中，僅僅提供陰性部件，根據(jù)要求的發(fā)明，在制造之后將可拆卸的雙頭陽性元件插入陰性元 件中的一些內(nèi)。上面的例子只是示例性的實施方式，應該懂得，可以使用各種備選實施方式。在其他實施方式中，可以不形成耦合元件生產(chǎn)的復合或自填縫面磚可與其他類似的面磚一起容易地鋪設(shè)。在所有情況下，本發(fā)明的面磚能以浮動陣列的方式鋪設(shè)或貼到底層地板上。在示例性實施方式中，所使用的注射系統(tǒng)是嵌件模制系統(tǒng)，其中將面磚的一個或多個部件在注射之前相對于彼此的定位于模具內(nèi)，這些部件處于它們在機械固定的面磚內(nèi)會采用的位置上。在某些實施方式中，通過注射第一可流動材料來提供基底，該第一可流動材料凝固以與所述保持件整體地形成所述基底，所述基底進一步包括整體的耦接區(qū)域，用于使機械固定的面磚與相鄰的耦接區(qū)域相連。在其他實施方式中，在模具中提供具有耦接區(qū)域的基底，并且注射包括將第一可流動材料注入模具中，該材料既接合在基底上提供的接合區(qū)域又接合錨定區(qū)域，并凝固以形成保持件?；卓梢杂扇魏魏线m的材料制成，包括例如塑料、樹脂、金屬、木材和層壓材料。在又一些實施方式中，通過將第二可流動材料注入模具中來提供基底，該第二可流動材料流入模具中形成基底和整體的耦接區(qū)域，并且該方法進一步包括基本上同時或相繼注入第一可流動材料以接合錨定區(qū)域，從而通過保持件將基底機械地錨定到面磚上。第一可流動材料優(yōu)選地是加熱時熔融的單一的普通熱塑性材料。優(yōu)選地其快速凝固，在凝固過程中其基本上保持其體積從而使收縮最小化。其他材料例如樹脂，其在被稱為反應注射成型的工藝中在化學反應中或通過化學反應凝固，可以替代用作第一可流動材料。該材料將會流入并且充滿模具中剩下的空間。優(yōu)選地，第一可流動材料是相對較軟的材料，其能夠緊密地將面磚和基底機械地固定在一起。更加優(yōu)選的是，當?shù)谝豢闪鲃硬牧闲纬梢渤洚斨車羁p填料的保持件時，其在硬化時是防水且可壓縮的，但是具有彈性，從而當處于面磚陣列中時在相鄰的面磚之間形成防水密封。填縫填料的表面可以在模具中制成圖案。在涉及同時注射的某些實施方式中的第一可流動材料是多于一種的材料，從而使不同的所需組分可以具有不同的性質(zhì)和特性。在使用第二可流動材料的場合，第二可流動材料在硬化時也可以具有不同的材料性質(zhì)，從而使不同的組分具有不同的性質(zhì)和特性。例如，第一可流動材料在其凝固以形成填縫填料之后可以是相對可壓縮的；第二可流動材料在用于形成支撐基底時可以是相對不易壓縮的。支撐基底提供強度并且在某些實施方式中連接其他部件，例如襯墊。優(yōu)選地，在使用單獨的材料制造支撐基底的場合，其由低成本材料制造?？梢允褂闷渌闪鲃硬牧线M行其他基本上同時或相繼的注射以形成具有不同性質(zhì)的功能層或區(qū)域?；椎牟牧峡梢允窍铝袩崴苄圆牧现槐╇娑《┍揭蚁┕簿畚?ABS)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)。硬化后比較剛性并且可支撐面磚的其他塑料可以由本領(lǐng)域技術(shù)人員等同替代地選擇和采用而不必進行任何創(chuàng)造性的活動。填縫填料(grout gasket)的材料可以是熱塑性橡膠(TPR)。硬化后比較柔軟的其他塑料可以由本領(lǐng)域技術(shù)人員等同替代地選擇和采用而不必進行任何創(chuàng)造性的活動。在此公開的是通過表面或臺階提供面磚的錨定區(qū)域，所述表面或臺階從面磚的外、邊緣伸出并且大體上從面磚的外邊緣向內(nèi)定位。從最初的生產(chǎn)過程，許多面磚具有用作錨定區(qū)域的合適表面。大多數(shù)天然或人造石材的面磚當其被制造時在所有邊緣上帶有“倒角”;其最初的目的是為了平滑當石頭被切割時形成的“鋸齒”狀邊緣。如果面磚帶有這種“倒角”，那么該倒角將構(gòu)成錨定區(qū)域，因為材料將流到倒角上，與耐久表面的整個或部分周邊重疊并將基底機械地錨定到面磚上。大多數(shù)陶瓷或瓷材料的面磚是通過燒制壓制的粘土制造的；當在壓模中壓制這種粘土時，面磚的頂部通常小于面磚的底部；這種尺寸上的差別稱為“回縮”，其使壓制的粘土能從壓模中脫模。如果面磚帶有這種“回縮”，什么也不必做，因為材料將流到該回縮上。在面磚最初被制造時沒有倒角或回縮的情況下，可以在面磚的上表面上制造人工表面來代替倒角或回縮形成錨定區(qū)域。在有倒角或回縮但其不夠充分的場合，可對其進行修改以提供合適的錨定區(qū)域。在此還公開了面磚的錨定區(qū)域，其通過機械加工所述面磚的外邊緣或機械加工面磚的下側(cè)的凹入部而提供。在某些實施方式中，通過切割工具在面磚的至少兩個或所有邊上切割出臺階或角度來形成錨定區(qū)域。如果將面磚從更大的面磚或板坯上切割下來，也使用這種方法，因為切割的面磚將自然在某些或所有的邊上缺乏倒角或回縮?？梢圆捎酶鞣N類型的角度和臺階，其從面磚的邊緣向內(nèi)延伸并且為可流動材料提供足夠的表面以便機械抓握。錨定區(qū)域可以具有從面磚邊緣測量的大約1_的水平分量，而填縫填料的總寬度可以是大約2_，從而使大約Imm填縫填料與錨定區(qū)域的Imm范圍重疊?；谟糜谔峁┏浞止潭ǖ牟牧?，并權(quán)衡在平面圖中對填縫填料的可見范圍的審美考慮，來選擇錨定區(qū)域的范圍。優(yōu)選地，錨定區(qū)域圍繞面磚的整個周邊連續(xù)延伸。當耐久表面的周邊不易接近時,例如當不需要填縫填料時，在面磚形成過程中在例如面磚下側(cè)的區(qū)域中機械加工或模制錨定區(qū)域?？梢圆捎酶鞣N類型的凹入部，凹入部通常遠離下側(cè)的平面地延伸并且為可流動材料提供足夠的表面以便機械抓握。這具有將面磚牢固地機械附貼的優(yōu)點，并且可以在需要另外的機械錨定的場合任選地采用。在下側(cè)上的每個錨定區(qū)域的尺寸被最小化以便使對面磚強度的影響最小化。當需要更強的機械錨定時，可以在下側(cè)上提供更多的錨定區(qū)域。在面磚直接布置在基底上的某些實施方式中，基底提供有接合區(qū)域，可流動材料流入接合區(qū)域并與其接合從而在凝固后形成保持件，其將基底和面磚機械地固定在一起。接合區(qū)域可以采取多種形式。在最簡單的形式中，基底的下側(cè)可以構(gòu)成接合區(qū)域。在其他的實施方式中，向面磚下側(cè)延伸并且大體上垂直于基底平面的間隔的突起部分可以構(gòu)成接合區(qū)域。在其他實施方式中，基底中的一個或多個通道提供了通向基底下側(cè)上的接合區(qū)域的通路?？梢栽诮雍蠀^(qū)域上提供表面抓握部件以加強機械接合。優(yōu)選地在基底上提供多個通道從而使可流動材料能夠流入通道并且連接起來以形成位于基底下側(cè)上并且優(yōu)選地與基底下側(cè)齊平的互相連接的結(jié)構(gòu)?；ハ噙B接的結(jié)構(gòu)接觸下側(cè)的區(qū)域可以包括接合區(qū)域。在某些實施方式中的互相連接的結(jié)構(gòu)是襯墊層，其可以是彈性的以提供緩沖?；ハ噙B接的結(jié)構(gòu)可以具有網(wǎng)格布置。優(yōu)選地在基底的周邊區(qū)域中提供通道，并且第一可流動材料圍繞面磚的周邊區(qū)域流動以形成填縫填料。優(yōu)選地，互相連接的結(jié)構(gòu)在形成時橫跨基底下側(cè)的大部分抓握基底。
在某些實施方式中，基底可以設(shè)有圍繞其周邊的唇部，該唇部沿一個或兩個基本上垂直的方向遠離基底的平面基本上垂直地延伸。通道可以在所述唇部中形成。面磚可以直接布置在基底上從而使可流動材料圍繞面磚邊緣的垂直部分流動以形成邊框并且流到面磚的錨定區(qū)域上，但是面磚和基底之間的進入受到限制。優(yōu)選地，在提供突起部分或唇部的場合，該突起部分或唇部在最少數(shù)量的固定點機械地固定面磚以限制側(cè)向移動，例如在面磚的每個角?？梢砸韵嗳莸男问胶喜⑶笆鼋雍蠀^(qū)域的所有布置。還有一個目的是提供一種易于安裝的面磚，其消除了安裝過程中對填縫劑的需要。還有一個目的是制造一種具有很高的尺寸再現(xiàn)性并且減少了對隨后的校準或機械加工的需要的面磚。通過將面磚定位在模具中并且注射圍繞面磚周邊的材料，尺寸偏差相當大地降低。面磚的尺寸偏差可能存在于對應于寬度、長度和厚度的一個、兩個和三個維度上，并且可能在面磚的范圍內(nèi)變化，在面磚之間也可能不同。每種偏差都可以單獨得到補償，這取決于面磚的位置和模具的設(shè)計。例如，通過不安排可流動材料圍繞面磚的周邊流動，可以補償厚度偏差而不補償寬度和長度。厚度被補償?shù)拿娲u將會具有可變厚度的基底，但是所得到的復合面磚將會具有統(tǒng)一的高度，并且可以與其他面磚平面鋪設(shè)，呈現(xiàn)基本上共面的表面。通過補償偏差來生產(chǎn)統(tǒng)一的面磚，面磚可以在表面上快速地對齊和隔開，并且形成齊平面磚的陣列。在此公開了一種由第一或第二可流動材料形成的填縫填料，其從耐久表面的一個或多個邊向外延伸。保持件可以充當填縫填料。在此還公開了一種由第一或第二可流動材料形成的填縫填料，其至少部分地包封面磚的側(cè)邊和錨定區(qū)域。假如可流動材料能夠與錨定區(qū)域機械地接合，則使用填縫填料還消除了面磚在模具中精確定位的需要。在某些實施方式中，提供了從加強筋、緩沖層、通風層、導管層、墊層和隔音層組成的組中選擇的一個或多個另外的組件，并且當面磚在模具中時將其固定到面磚。這些功能層可以放置在需要的地方，例如耐久表面的下側(cè)上或基底上。在面磚用于浮動安裝中時，為了防止面磚聽起來象中空的，優(yōu)選地在耐久表面的下側(cè)上提供隔音層例如硅膠層。功能層可以通過任何方式附貼，但優(yōu)選通過由保持件施加在耐久表面和基底之間的力機械地固定在合適位置中。在此還公開了一種機械固定的復合面磚，其包括具有耐久表面、下側(cè)和錨定區(qū)域的面磚，接近下側(cè)地布置或與其緊密接觸的基底，和作為填縫填料的環(huán)形元件，環(huán)形元件圍繞面磚的周邊延伸并且機械地接合錨定區(qū)域，其中環(huán)形元件的至少一部分延伸至與基底的接合部分接觸以在基底和面磚上施加固定力?；卓梢跃哂姓w的耦接區(qū)域用于將面磚和相鄰的耦接區(qū)域連接。具有這種耦接區(qū)域的面磚在此也被稱為可互相連接的面磚。沒有整體耦接區(qū)域的面磚也將會具有高尺寸精度并且具有填縫填料，由此可以直接放置在一起或通過已知方法如利用粘合劑或者安裝粘合墊而附貼到表面上。隔音層可以直接布置在面磚的下側(cè)。在面磚和基底之間也可以提供其他層。
優(yōu)選地，在注射過程中形成環(huán)形元件，并且環(huán)形元件由可壓縮且彈性的材料制成，其本身能夠?qū)⒚娲u和基底機械地抓握和固定在一起?？扇缟纤鎏峁┟娲u的錨定區(qū)域?？赏ㄟ^由基底中的通道接通的基底的下側(cè)來提供接合區(qū)域。環(huán)形元件可以具有多個部分，該多個部分包括與接合區(qū)域接合的互相連接的襯墊結(jié)構(gòu)，其機械地抓握基底。在此還公開了一種用于自填縫的面磚系統(tǒng)的自填縫面磚，每個自填縫面磚包括具有寬度X、長度I和厚度z的設(shè)計尺寸及寬度X+ S x、長度y+ δ y和厚度z+ δ ζ的實際尺寸的面磚部分，其中K、Sy、和δζ各自分別代表偏離1、7和2的制造偏差，并且δχ的范圍從-O. Olx至O. Olx, δ y的范圍從-O. Oly至O. Oly, δ z的范圍從-O. 05z至O. 05z,自填縫的面磚進一步包括形成于其中的機械錨定區(qū)域；圍繞面磚部分的所有邊緣以產(chǎn)生面磚的自填縫部分的面磚支撐結(jié)構(gòu)，面磚的自填縫部分與面磚基礎(chǔ)支撐部分整體地形成，面磚的自填縫部分具有分別為tx和ty的設(shè)計寬度和長度，從而使得在面磚部分的χ-y水平面中，設(shè)計的自填縫面磚尺寸是x+tx和y+ty，并且由于面磚的制造偏差，在X方向上的實際的自填縫部分的寬度是tx- δ x而在y方向上的實際長度是ty- δ y，面磚支撐結(jié)構(gòu)的面磚基礎(chǔ)支撐部分具有垂直設(shè)計厚度tz和實際厚度tz- δ ζ從而使χ、y、和ζ方向上的自填縫的面磚設(shè)計尺寸基本上與面磚部分的任何制造偏差無關(guān)地實現(xiàn)；并且面磚支撐結(jié)構(gòu)的自填縫部分或面磚基礎(chǔ)支撐部分通過面磚中的機械錨定區(qū)域與面磚機械地接合。自填縫面磚的面磚支撐結(jié)構(gòu)可以進一步包括如上所述的耦接區(qū)域以便于與相鄰的自填縫面磚互相連接。本發(fā)明的其他方面也被公開。因而，本發(fā)明的方法比由現(xiàn)有方法生產(chǎn)的面磚更快地生產(chǎn)了所要求的面磚。其不需要粘合劑將面磚的復合部件貼在一起，它也不需要研磨，減少了后處理步驟的數(shù)量。由于面磚在一個或多個維度上的固有偏差得到補償，所以本發(fā)明的面磚還具有較好的尺寸一致性，因而能快速且精確地鋪設(shè)。


下面參考附圖更詳細地描述本發(fā)明的實施方式，其中圖I表示在美國專利申請11/701，777中的現(xiàn)有技術(shù)的制造步驟；圖2表示根據(jù)本發(fā)明的一實施方式的制造步驟；圖3表示根據(jù)本發(fā)明的另一個實施方式的制造步驟；圖4a_4d表示根據(jù)本發(fā)明制造的可互相連接的面磚的一實施方式的不同視圖；圖5a和5b表不根據(jù)本發(fā)明的面磚的替換實施方式；
圖6表示根據(jù)本發(fā)明形成面磚上的錨定區(qū)域的不同示例性實施方式；圖7a_7e表示本發(fā)明可采用的耦接區(qū)域的不同示例性實施方式；圖8a和8b表示用來制造可互相連接的面磚的方法；圖8c表示根據(jù)本發(fā)明的完成的面磚的例子；圖8(1和Se表示根據(jù)另一個實施方式的用來制造可互相連接的面磚的方法；圖8f表示通過圖8d和Se的方法制造的面磚；這些全部是根據(jù)本發(fā)明。圖9a和9b表示分別作為裝飾嵌件和作為鑲木地板安裝的根據(jù)本發(fā)明的面磚；圖IOa和b分別表示根據(jù)本發(fā)明的在尺寸上得到補償?shù)拿娲u的平面圖和橫截面圖。
具體實施例方式在此披露了利用預先成形的部件在注射過程中制造機械固定的面磚的改進方法。在下面的描述中，作為優(yōu)選實施例闡明了機械固定的面磚等的制造方法，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的是，在不背離本發(fā)明范圍和精神的情況下，可以作出改變，包括增加和/或替換。具體細節(jié)可以粗略性地描述以便不遮掩本發(fā)明的特征；然而，寫下的公開內(nèi)容使本領(lǐng)域技術(shù)人員能實施在此的教導而不必進行過度的實驗。圖I表示制造具有互相連接機構(gòu)的面磚的現(xiàn)有技術(shù)方法的四個步驟。首先，在步驟100將標準面磚定位在模具中，其耐磨表面齊平地抵靠在模具的一個表面上，然后，在步驟105將可流動材料注射到模具中，可流動材料圍繞面磚流動并流入模具內(nèi)在面磚和模具壁之間剩下的空間中以形成基底和過大的包圍的唇部。面磚和基底通過非機械的方法連接。第三，在步驟110將具有基底的面磚從模具中取出，最后，在步驟115在基底中研磨出凸緣，在那里凸緣從面磚側(cè)面突出以形成互相連接機構(gòu)。圖2表示根據(jù)當前發(fā)明的改進方法，其步驟數(shù)量減少。首先在步驟200將具有錨定區(qū)域的面磚定位在模具中，其耐久表面齊平地抵靠在模具的表面上。隨后在步驟205將可流動材料注射到模具中，可流動材料圍繞面磚流動并流入面磚和模具之間的空間以形成基底。模具壁具有與所需耦接區(qū)域的相反輪廓對應的成形表面，從而使可流動材料流入成形表面并緊靠成形表面以在注射過程中形成耦接區(qū)域?？闪鲃硬牧显谧⑸?05過程中圍繞模具壁和面磚之間的間隙流動，進入與面磚錨定區(qū)域接觸的接合狀態(tài)以機械地接合錨定區(qū)域并將基底和面磚自錨定在一起。間隙在耐久面磚周邊周圍是大約1mm。當可流動材料充分硬化形成保持件時，可以在步驟210將面磚從模具中取出。參考圖3，示出了所述方法的替換實施方式，其中不但在步驟300將面磚定位在模具中，而且在步驟305將具有耦接區(qū)域的基底也定位在同一模具中。定位步驟300、305表示為在時間上處于相等位置，因為取決于模具的構(gòu)形，放置在模具中的順序可以不同，或同時進行。一旦布置在模具中從而使錨定區(qū)域是流體可接近的，則在步驟310將可流動材料注射到模具中，可流動材料流入流體可接近的區(qū)域中并進入與面磚上的錨定區(qū)域和基底上的接合區(qū)域接觸的接合狀態(tài)。然后，當可流動材料充分硬化時，可在步驟315將面磚從模具中取出。圖4a表示具有耐久表面400的正方形面磚的平面圖，其具有通過注射流體材料形成的填縫填料405。填縫填料405包圍面磚耐久表面的所有邊緣，一對突出的陽性元件410在每個面磚的兩個相鄰側(cè)面上以隔開的間隔設(shè)置在基底415上(圖4b)，陽性元件410用于與基底上的陰性元件420 (圖4b)合作。圖4b表示圖4a的面磚的下側(cè)，但省略了面磚。在圖4c和4d的剖面圖中，能看到填縫填料405從基底向上延伸以覆蓋面磚的所有側(cè)邊。圖4d是4c的邊緣的放大圖，其中面磚上邊緣上的向內(nèi)傾斜的表面形成錨定區(qū)域 425。圖5a表示根據(jù)本發(fā)明的面磚的替換實施方式的分解分層圖。面磚500設(shè)置成流體密封地接觸在基底505上，基底505具有圍繞其周邊的唇部510。在基底的周邊中提供通道515且所述通道延伸穿過唇部。在所示的實施方式中，通道515在一側(cè)上敞開。填縫填料520形成圍繞面磚500周邊區(qū)域的環(huán)形元件，隔開的突起部分525從填縫填料520的所有側(cè)面向下延伸，進入并穿過通道515。在注射過程期間形成的互相連接的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)530從每個突起部分525開始在基底505下側(cè)所在的平面上延伸。圖5b表示圖5a的完成的面磚的下側(cè)的圖?；ハ噙B接的結(jié)構(gòu)530緊密地設(shè)置在基底的下側(cè)535上，互相連接的結(jié)構(gòu)一般包括網(wǎng)格，其具有均勻地隔開的交線，交線相對于彼此以大約45和90度布置。在線相交的地方提供加強。最接近基底邊緣并與基底邊緣平行的周邊線具有中斷，基底的下側(cè)535在中斷處具有凹入部，例如呈箭頭狀陰性元件的形式的耦接區(qū)域540。能將可更換的雙頭陽性元件(未示出)插入兩個相鄰的可互相連接的面磚上的兩個相對的陰性元件中以連接面磚。交線可以全部或部分地容納在基底下側(cè)上的導槽內(nèi)。遠離導槽的基底下側(cè)的區(qū)域可以相對凹入以將使用的材料減到最少。通過依次在模具中將具有通道的基底505和耦接區(qū)域540與面磚500放置在一起來獲得圖5a、b的實施方式，其中面磚的耐久表面齊平地抵靠在模具的表面上，但其邊緣與模具壁隔開。然后將第一可流動材料塑料注射到閉合的模具中，塑料的流動取決于模具設(shè)計而不同，但它將會在基底的下側(cè)535的一部分上流動，并且經(jīng)由導槽(未示出)聯(lián)合起來以形成互相連接的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)530。互相連接的結(jié)構(gòu)530接觸下側(cè)535的區(qū)域包括接合區(qū)域的全部或一部分?？梢栽谀＞弑谥谢蚧紫聜?cè)上提供導槽。塑料也流過通道流向面磚，并流向面磚的側(cè)面以形成填縫填料520。塑料也流向面磚的耐久表面上的錨定區(qū)域，并且在凝固成單個元件后將所有部分機械地錨定在一起。現(xiàn)在參考圖6的頂部的三個圖，示出了面磚上邊緣上的錨定區(qū)域600的不同例子?？梢允褂迷谶吘壔蛳騼?nèi)的臺階的部分(例如自然的倒角)或整個高度(例如通過切削鋸制造)上延伸的傾斜表面，并且熟練的使用者可實現(xiàn)其他未示出的變型。圖6的第四個圖示出了面磚，其中錨定區(qū)域是在面磚形成過程中鉆或模制到面磚下側(cè)中的回縮605。下側(cè)上的橫向長度、分布和深度可以不同，只要回縮605的形狀和尺寸能達到?；乜s605具有朝著基底下側(cè)定位的窄點，以使得一旦流體材料流入回縮中并凝固，凝固的材料就不能被移出。
圖7a、7b和7d是側(cè)視圖，表示用于充當合作的耦接區(qū)域的不同的示例性陽性耦接元件700和陰性耦接元件705。在圖7d中，還以虛線示出了耦接區(qū)域的內(nèi)部細節(jié)。它們分別表示鉤和鎖、榫舌和凹槽、以及互鎖裝置。圖7c和7e是底視圖。圖7c表示咬接鈕，而圖7e表示耦接元件，其包括兩個陰性元件和作為連接器的雙頭陽性插入件。圖8a表示本發(fā)明的方法的第一步驟將面磚定位在成形模具中。面磚800具有圍繞其周邊的倒角805。也可以使用或替換地使用下側(cè)中的錨定區(qū)域(未示出)。面磚定位在模具810的下半部中，耐久表面齊平地抵靠在模具810的底板上。在面磚800的側(cè)面周圍提供間隔，模具的上半部具有所需基底和整體耦接區(qū)域的凹入輪廓815。在圖Sb中，模具的兩個半部流體密封地連接，并注射可流動材料以形成整體式的基底820和圍繞面磚的填縫填料825。圖8c表示在圖8b的注射過程終止之后的互相連接的面磚。在圖8a-8c的示例性實施方式中，形成了榫舌-和-凹 槽式耦接區(qū)域；然而，應該懂得其他耦接幾何結(jié)構(gòu)(包括但不局限于，圖7a_7e的耦接構(gòu)形)能通過選擇對應的模具構(gòu)形由圖8a_8b的工藝形成。圖8d和8e表不用于形成具有基底部分和進一步I旲制的部分的面磚(例如圖5的面磚)的模制方法。將具有倒角部分805的面磚800置于模具的第一半部中。在面磚800之后放置基底840，其基本上對應于圖5的基底505，或也可以在單獨的模制步驟中將基底840模制到面磚800?；?40包括通道845，聚合材料可流過通道845。將可流動聚合材料820注射到模具中以形成填料/填縫劑部分825和圖5中所示的互相連接的區(qū)域(在圖8d和8e的橫截面圖中看不見)。圖8f的完成的面磚基本上類似于圖5b的面磚。盡管圖5b的面磚構(gòu)形成接收雙頭陽性互相連接元件，但應該懂得，通過選擇合適的模具形狀，圖Sd和Se的工藝可用來形成其他互相連接結(jié)構(gòu)，陽性或陰性的均可。對于不同的應用，可結(jié)合已經(jīng)具有連接系統(tǒng)的其他覆蓋材料(例如實心和工程化的木板、鑲木地板系統(tǒng)等等)安裝可互相連接的面磚。在這種情況下，可互相連接的面磚的耦接區(qū)域應該能與所述其他覆蓋材料的耦接區(qū)域合作以形成配合的耦接。其他覆蓋材料的例子包括具有互相連接的系統(tǒng)(如榫舌和凹槽)的木板和鑲木地板、層壓材料、竹材等等。圖9a表示在榫舌和凹槽木制木板905的地板覆蓋件中的可互相連接的面磚900，圖9b表示處于鑲木地板陣列910中的可互相連接的面磚900。雖然用相同的附圖標記表示面磚，但面磚可以具有各種各樣的構(gòu)形和耦接區(qū)域。圖IOa表示自填縫面磚1000的平面圖，其分別在長度和寬度尺寸上具有χ和y的公稱尺寸并且在X和y尺寸上具有制造偏差S x、Sy。典型地，6!￡的范圍從-0.011至0.0&，δ y的范圍從-O. Oly至O. Oly。填縫劑的公稱設(shè)計厚度分別是tx和ty，從而使在面磚部分的χ-y水平面中，公稱設(shè)計自填縫面磚尺寸是x+tx和y+ty。然而，由于面磚的制造偏差，在χ方向上的實際自填縫部分寬度是tx- δ χ，而在y方向上的實際長度是ty- δ y。因而，實際面磚尺寸由周圍的面磚自填縫部分1005補償從而使寬度是χ+ (tx- δ J，長度是y+ (ty- δ y)，導致不管每個單獨起始面磚的實際尺寸是多少，面磚的長度和寬度加上自填縫部分都基本上等于設(shè)計尺寸。相似地，面磚支撐結(jié)構(gòu)的面磚基礎(chǔ)支撐部分具有垂直設(shè)計厚度tz和實際厚度t~ δ τ,從而使厚度為Z+ (tz- δ ζ)。與面磚基礎(chǔ)支撐部分1010 (圖IOb)整體地形成的面磚自填縫部分1005構(gòu)成面磚支撐結(jié)構(gòu)。圖10中所示的尺寸僅僅是代表性的而非按比例繪制。在典型的面磚中，X和y方向上的偏差是大約3mm(l% )，在ζ方向上它可能達到+/-0. 4mm(5% )。雖然未示出，但偏差在整個面磚上可能不同，因而如此進行補償。因而在特定的例子中，如果面磚的長度、寬度和高度分別為305mmX305mmX8mm，則面磚將具有如下面的表I中所示的制造偏差。在通過面磚支撐結(jié)構(gòu)補償之后，自填縫面磚的尺寸偏差將相當大地減小，如表I中所示，其中數(shù)值被四舍五入到最近的有效位。
尺寸面磚實際尺寸/mm %偏差補償尺寸/mm %偏差 ~305+/-3 307+/-O. I004 305+/-3 307+/-O. I004
~8+/-0.4511+/-O. IOOl表I無論裝飾體具有怎樣的尺寸偏差，注射過程都對其進行了相當大的補償，在該例子中導致在全部三個維度上的尺寸偏差相當大地減小到O. 1mm。圖IOb表示怎樣能通過設(shè)計厚度tz的面磚支撐部分補償ζ維度上的面磚的制造
偏差δ ζ。面磚的錨定區(qū)域和耦接區(qū)域未示出，但和上面參考其他實施方式討論的一樣。本發(fā)明的實施方式的前述描述并非窮舉的，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，它們的任何修改或改變是顯而易見的。參考權(quán)利要求確定目前要求的發(fā)明的范圍。工業(yè)應用性要求的發(fā)明適合于用在面磚制造和安裝行業(yè)中，特別是以單步的熱塑性注塑工藝制造互相連接的面磚中。它也適合于用來提供能與提供表面覆蓋的各種各樣的互鎖材料(例如木制地板系統(tǒng)和作為裝飾嵌件)一起使用的面磚。
權(quán)利要求
1.一種制造機械固定的面磚的方法，包括 提供具有耐久表面、下側(cè)和錨定區(qū)域的面磚； 將面磚定位在|吳具中； 在豐吳具中提供基底；和 將第一可流動材料注射到所述模具中，第一可流動材料流入與錨定區(qū)域接觸并與其機械地接合，第一可流動材料凝固成對面磚和基底施加固定力的保持件。
2.如權(quán)利要求I所述的方法，其中通過注射第一可流動材料來提供基底，所述第一可流動材料凝固以與所述保持件整體地形成所述基底，所述基底進一步包括整體的耦接區(qū)域，用于使機械固定的面磚與相鄰的耦接區(qū)域相連。
3.如權(quán)利要求I所述的方法，其中將基底放在所述模具中，所述基底進一步包括接合區(qū)域和整體的耦接區(qū)域，其中在注射過程中，第一可流動材料流入與所述接合區(qū)域接觸并凝固以形成保持件。
4.如權(quán)利要求I所述的方法，其中通過將第二可流動材料注入模具中來提供基底，所述第二可流動材料凝固以形成帶有整體的耦接區(qū)域的所述基底，并且該方法進一步包括基本上同時或相繼注射所述第一可流動材料以形成保持件。
5.如權(quán)利要求I所述的方法,其中通過從面磚的外邊緣向內(nèi)延伸的表面和面磚下側(cè)中的凹入部中的一個來提供面磚的錨定區(qū)域。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中面磚的錨定區(qū)域通過機械加工形成。
7.如權(quán)利要求3所述的方法，其中面磚直接布置在基底上并且基底具有一個或多個通道，所述第一可流動材料通過所述通道流到基底的下側(cè)上的接合區(qū)域，以將基底和面磚機械地固定在一起。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中第一可流動材料流入通道中并聯(lián)合起來以形成可彎曲的互相連接的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)位于基底的下側(cè)上。
9.如權(quán)利要求7所述的方法，其中所述基底面磚流體密封地布置在基底上，在基底的周邊區(qū)域中提供所述通道并且第一可流動材料圍繞面磚的周邊區(qū)域流動以形成填縫填料。
10.如權(quán)利要求2所述的方法，還包括由第一或第二可流動材料形成填縫填料，所述第一或第二可流動材料從耐久表面的一個或多個側(cè)邊橫向向外延伸。
11.如權(quán)利要求2所述的方法，還包括由第一或第二可流動材料形成填縫填料，所述第一或第二可流動材料至少部分地包封面磚的側(cè)邊和錨定區(qū)域。
12.如權(quán)利要求I所述的方法，還包括當面磚在模具中時在所述耐久面磚的下側(cè)或基底上提供一個或多個另外的組件，所述組件選自加強筋、緩沖層、通風層、導管層、墊層和隔音層組成的組。
13.如權(quán)利要求I所述的方法，其中在選自所述基底的至少一個側(cè)邊和部分地圍在基底的下側(cè)內(nèi)組成的組中的一個上提供耦接區(qū)域。
14.一種機械固定的復合面磚,包括 具有耐久表面、下側(cè)和鋪定區(qū)域的面磚； 布置成接近所述下側(cè)的基底；和 作為填縫填料的環(huán)形元件，其圍繞面磚的周邊延伸并且機械地接合錨定區(qū)域，其中環(huán)形元件的至少一部分延伸至與基底的接合區(qū)域接觸以在基底和面磚上施加固定力。
15.如權(quán)利要求14所述的機械固定的復合面磚，基底具有整體的耦接區(qū)域，用于將復合面磚和相鄰的耦接區(qū)域連接。
16.如權(quán)利要求14所述的機械固定的復合面磚，其中隔音層直接布置在下側(cè)。
17.如權(quán)利要求14所述的機械固定的復合面磚，其中通過從面磚的外邊緣向內(nèi)延伸的表面和面磚下側(cè)中的凹入部中的一個來提供面磚的錨定區(qū)域。
18.如權(quán)利要求14所述的機械固定的復合面磚，其中通過由基底中的通道接通的基底的下側(cè)來提供接合區(qū)域，并且環(huán)形元件的多個部分包括與接合區(qū)域接合的互相連接的襯墊結(jié)構(gòu)。
19.一種用于自填縫面磚系統(tǒng)的自填縫面磚，每個自填縫面磚包括 面磚部分，具有寬度X、長度y和厚度z的設(shè)計尺寸及寬度X+ S x、長度y+ S y和厚度z+Sz的實際尺寸，其中Sx、Sy和Sz各自分別代表1、7和z的制造偏差，并且Sx的范圍從-0. Olx至0. Olx, S y的范圍從-0. Oly至0. Oly, 3 z的范圍從-() 05z至0. 05z,所述自填縫面磚進一步包括形成于其中的機械錨定區(qū)域； 圍繞面磚部分的所有邊緣以產(chǎn)生面磚的自填縫部分的面磚支撐結(jié)構(gòu)，面磚的自填縫部分與面磚基礎(chǔ)支撐部分整體地形成，面磚的自填縫部分具有分別為^和ty的設(shè)計寬度和長度，從而使得在面磚部分的x_y水平面中，自填縫面磚的設(shè)計尺寸是x+tx和y+ty，并且由于面磚的制造偏差，在X方向上的實際的自填縫部分的寬度是tx- 6 x而在y方向上的實際長度是ty- 6 y，面磚支撐結(jié)構(gòu)的面磚基礎(chǔ)支撐部分具有垂直設(shè)計厚度tz和實際厚度tz- 6 z從而使得在x、y、和z方向上的自填縫面磚設(shè)計尺寸基本上與面磚的任何制造偏差無關(guān)地實現(xiàn)；和 面磚支撐結(jié)構(gòu)的自填縫部分或面磚基礎(chǔ)支撐部分通過面磚中的機械錨定區(qū)域與面磚機械地接合。
20.如權(quán)利要求19所述的自填縫面磚，所述面磚支撐結(jié)構(gòu)進一步包括耦接區(qū)域以便于與相鄰的自填縫面磚互相連接。
21.一種制造機械固定的復合面磚的方法，包括 提供具有耐久表面、下側(cè)和錨定區(qū)域的面磚，所述錨定區(qū)域布置在耐久表面的周邊或下側(cè)上； 將面磚定位在模具裝置中，模具裝置具有位于面磚的下側(cè)的在模具中橫向延伸的突出和凹入部，所述突出和凹入部布置成形成基底中的耦接區(qū)域； 將可流動材料注入所述模具以形成所述基底和耦接區(qū)域； 布置所述可流動材料以接觸所述錨定區(qū)域，從而直接將基底機械地錨定在面磚上；和 布置所述可流動材料以圍繞所述耐久表面流動并圍繞所述耐久表面形成填縫填料。
全文摘要
通過提供具有耐久表面、下側(cè)和錨定區(qū)域(825)的面磚(800)而披露了一種制造機械固定的面磚的方法，該方法將面磚定位在模具(810)中，并將聚合物注射入模具中以形成具有整體的耦接區(qū)域的基底(820)。作為選擇，除了面磚之外可以提供基底；注入的材料將基底機械地錨定到面磚。在注射過程中也可以形成周圍的填縫填料。注射可以是相繼的或并發(fā)的以適應基底、填縫填料和其他層或區(qū)域的性質(zhì)。還披露了通過這種工藝制造的由多部分組成的面磚，和固有制造偏差被填縫填料補償?shù)拿娲u。面磚可以通過耦接區(qū)域與其他表面覆蓋材料互相連接。
文檔編號E04F15/02GK102667029SQ201080051714
公開日2012年9月12日 申請日期2010年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月19日
發(fā)明者呂新華 申請人:呂新華