[发明专利]用于形成工程复合石板材的真空振动压机

说明书

相关申请

本申请要求保护在2011年8月23日提交的美国临时申请No. 61/526,308 的权益，该临时申请以全文引用的方式合并到本文中用于所有目的。

技术领域

本发明涉及复合石板材，并且更特定而言，涉及用来制造复合石板材的振动压机设备。

背景技术

人造复合石板材和石瓦（其在本文中有时被统称作“石英板材”）自从20世纪80年代中期就开始生产。它们通常包括90-93%石含量，其余7至10%为树脂、色素和添加剂，它们有时被统称作“粘结剂”。最常用的生产人造石板材的方法被统称作“Breton”方法或“Bretonstone”，因为用来制造复合石板材的器械的主供应商为意大利的Breton Spa。特别地，Breton真空振动压机和其复制品在这样的石板材的生产中起到重要作用。

图1示出了使用Breton方法用来制造石板材的基本步骤。首先，制备原材料100。通常，这包括制备混合物102，混合物包含约65%的石颗粒，诸如碎石英、花岗岩、镜子和/或玻璃，颗粒大小为0.2mm直至6mm或甚至15mm。还包括约25%“石英粉末”104，其中术语“石英粉末”通常指一种或多种粉末矿物质，诸如硅石和/或石英，通常为大约小于325目（小于45微米）大小。最后，包括约7%至10%树脂106，通常具有添加剂，诸如催化剂108、色素掺合物110和分散介质。

在对原材料进行称重和测量后，它们被运输到混合器112并且混合在一起114。通常，混合器被充填石颗粒，并且然后添加树脂和色素，并且组合物被混合，直到粒子和颗粒被完全湿润。出于颜色设计目的，可采用两个、三个或更多个混合器，每个混合器具有不同颜色的原材料和色素。这在图2中示出。

然后，在混合继续时添加石英粉末。当与树脂组合时，石英粉末形成糊，糊用作石颗粒之间的粘结剂。然后混合材料形成为单个板材116，在橡胶模具中，在金属模具中，或者在纸片上或可用于将形成的板材运输到真空振动压机内的其它合适载体上。

在其转移到压机后，形成的板材同时被抽空，振动并且压制118以便压实混合的材料，从混合物移除空气使得在成品板材中并不存在空隙，并且使之平坦。压制的模式和时间也有助于在板材中形成各种材料的所希望的掺合和颜色。混合、掺合和振动的程度和强度全都会影响成品板材的颜色和外观。在压制步骤118中使用的参数的示例可以：

·抽真空到1-100托的压力；

·向压板施加0.01至300psi的向下力；

·施加在约1000-5000rpm频率和0.05mm至2mm振幅的振动；以及

·继续上述操作20-280秒之间的时间以产生压制的无空隙的板材。

在压制了板材后，其被运输到炉或某些其它位置用于固化120。取决于用来将粒子粘结在一起成为板材的粘合剂（树脂），固化和硬化过程可在环境温度或高温下发生，并且可需要数分钟直到多个小时。在固化和硬化之后，使板材返回到室温（如果施加了热）。

固化的板材然后被研磨和磨光122到所希望的厚度和光洁度，使用类似于用来研磨、校准和然后磨光常规天然花岗岩石板材的技术。最终结果124为成品石英板材，也被称作工程石板材、复合石板材、人造石板材和其它类似的表达。

虽然Breton压机和Breton过程是有效的，但存在与Breton型压制器械和过程和其它制造商销售的类似器械和过程相关联的若干缺点。参考图3，Breton压机300包括压机覆盖物/真空室302，压机覆盖物/真空室302也为用于安装到振动板306上并且由气囊308或类似振动支架悬挂的振动马达304的外壳。压机覆盖物302安装到气动柱310上使得其可降低到形成的板材312上，形成的板材312通常到在于压机覆盖物与压机基体316之间运行的输送带314上被运送到压机内。Breton压机300采用较大重量和功率来向形成的板材312同时施加真空、振动和向下压力。压机覆盖物302和所包括的机构304、306、308的重量为约15000磅，并且压机基体316的重量为约30000磅。总体而言，Breton压机300通常重50000至75000磅。此外，其必须被锚固到设置于混凝土地板320下方并且由振动隔离材料322包围的混凝土减振块体318上。块体318近似为大约20'长×15'宽×15'深并且重量为另外的100-300吨。

而且，通常被成形为矩形盒的钢真空室/压机覆盖物302被构建为较大以耐受真空力和振动的破坏性长期效果。