石材表面覆盖物的制作方法

1.本发明涉及一种多层材料及其制造方法，该多层材料包括层压到增强元件层上的石材层。


背景技术：

2.石材通常用于在应用于建筑、交通工具或日常生活中使用的设备(如装饰板和地板)、商务飞机和船舶的内部(如桌子、地板和嵌板)、智能手机外壳、移动电源外壳或甚至家具中时带来华贵的气质。不幸的是，通过使用沉重的石砖、使用水泥用于铺设地板的应用或者当石材用于设备或运输工具时，使用这种石材非常耗时，并且对用户十分不友好。当石材在建筑中使用时必须移动或放置时，它需要许多预防措施和步骤。为了便于使用石材，减少石材的厚度是必要的，当涉及到日常生活设备时更是如此，但是石材的易碎性由于其重量和石板的薄厚度而增加。必须在脆性和厚度之间找到折中。
3.为此，多层材料已被开发。
4.由文件wo2009142365 a1已知多层材料的一个实例。该文件记载了一种板材产品，该产品使用了层压到用于地板和墙壁饰面的增强元件层上的石材。
5.除了层压到增强层上的石材层之外，所公开的多层材料还必须使用第一增强材料层和第二增强材料层(增强层和背衬层)。所述背衬层用于增强石材并增加所述多层材料的厚度。这种多层材料包括这样的增强层，该增强层由两个铝亚层之间的塑料亚层制成。增强层被记载为强度不足以单独支撑石材，因此需要背衬层。该背衬层是由蜂窝结构制成的层。这种多层材料在减小石材厚度的同时，必须依赖于多种增强材料，并且仍然存在阻碍在日常生活设备中使用的问题。
6.此外，文件wo2009142365 a1中记载的多层材料具有有限的应用，因为这种多层材料必须夹在另一种材料上。事实上，背衬层使用了互锁系统，这限制了对地板和墙壁装饰的应用。
7.需要一种简单的多层材料，其可以用于具有不同厚度的多种应用。


技术实现要素：

8.本发明通过提供一种多层材料来解决现有技术的问题，该多层材料包括层压到增强元件层上的石材层，其中每个层包括第一面和与第一面相对的第二面，并且其中所述增强元件层包括云母板或云母层，所述石材层的第二面和所述增强元件层的第一面至少通过粘合剂层层压在一起，所述石材的厚度为1mm至10mm，更优选为2mm至6mm。
9.云母通常用作绝缘体，尤其是在室温和高温下用作电绝缘体。云母是一种具有层状结构的矿物质，以其耐热性而闻名。它的主要已知的应用是电容器中的电绝缘体、电动机和发电机的换向器部件中的电绝缘体、烤箱中的绝缘体和支撑带电加热元件的绝缘体、微波炉中微波发射器的保护物、高压电动机、交流发电机和发电机中绝缘铜条的胶带以及火灾时绝缘电缆的耐火胶带。
10.令人惊讶的是，使用云母板或云母层作为增强元件提高了石材层的机械抗性，同时呈现出耐火特征。与其他增强元件相比，根据本发明的多层材料的抗冲击性非常高。令人惊讶的是，对于相同的抗冲击性，云母板或云母层比具有相同抗冲击性的普通增强元件层(例如蜂窝结构板)的厚度小四倍。此外，根据本发明的材料显示出波渗透特性、轻质、低厚度、突出的防火性能和低热膨胀性，这不同于传统的增强层和背衬层，传统的增强层和背衬层由于它们的性能而限制了应用，原因在于它们的易碎性、高重量、耐低温性、阻波性(waves barrier)或高厚度。
11.对于许多应用，多层材料的厚度将是达到消费者的认可的关键因素。对于一些日常生活设备，厚度应该非常低，在2mm至3mm的数量级，而在其他应用(如地板或墙壁应用)中，最终厚度应该达到8mm至18mm的标准值。与传统背衬材料相结合的较薄石材的使用限制了它们的功能性和抗冲击性，而这是使用这种多层材料所需要的。
12.石材层的厚度优选在1mm至10mm之间，更优选在2mm至6mm之间。石材层的厚度保持足够的厚度，以保护多层材料不容易破裂，并根据预期的应用确保多层材料的多价性。
13.云母板或云母层的厚度为0.5mm至20mm，优选0.75mm至10mm，更优选1mm至3mm。
14.有利的是，在相同厚度的情况下，根据本发明所述的多层材料呈现出比单独的石材高至少5倍的抗冲击性。
15.更有利的是，根据本发明的云母板或云母层包含优选70％至95％的云母薄片，所述云母薄片为白云母型、金云母型、合成云母型或其组合，以及5％至30％的黏合剂，更优选90％的云母薄片和10％的黏合剂。
16.优选地，根据本发明所述的多层材料的所述粘合剂层为选自环氧基粘合剂、硅酮基粘合剂、聚氨酯、氰基丙烯酸酯、聚醋酸乙烯酯、热熔胶或聚合物胶的粘合剂的层。该胶将通过辊涂机、喷涂、刷涂、辊涂或挤出方法来涂覆。粘合剂层的厚度在0.10mm和0.25mm之间。
17.更优选地，在根据本发明所述的云母板或云母层组合物中使用的黏合剂为环氧黏合剂、聚酯黏合剂、硼硅酸盐或硅酮黏合剂或其组合。
18.更有利的是，根据本发明的这种多层材料的特征在于，其还包括具有第一面和第二面的背衬层，所述背衬层的第一面面向增强元件层的第二面，并且优选层压到所述增强元件层的第二面上。
19.优选地，根据本发明的这种多层材料的特征在于，所述背衬层的厚度优选为2mm至15mm。
20.根据本发明的优选实施方案，背衬层为包括高密度纤维板、中密度纤维板、纤维水泥、木材、矿物纤维或其组合的层。
21.根据本发明的另一个优选实施方案，将根据本发明的这种多层材料成形为具有至少一个联结装置的标准化覆盖元件，所述联结装置被设置为接合相互联结装置，用于与另一个覆盖元件连接。
22.有利的是，根据本发明所述的联结装置选自槽口、u形互锁元件、直形互锁元件、凸形互锁元件、凹形互锁元件。所述槽口优选包括在5mm和16mm之间的长度和2mm和6mm之间的宽度。槽口系统可以在没有背衬层的情况下使用。互锁元件可以是u形或直形或任何其他方便的形状。使用互锁系统能够组装多种多层材料，从而构成多层材料地板或墙面。
23.更有利的是，所述石材层的石材至少是选自大理石、陶瓷、石灰华、蓝石、石灰石、
玄武岩、缟玛瑙、砂岩、花岗岩、石英岩、板岩、再造石(agglomerated stone)、复合石或其组合的石材。优选地，该石材的厚度公差窄，公差为
±
0.1mm。
24.更有利的是，根据本发明所述的石材层的第一面可以涂覆有保护涂层。涂层优选是透明的，并可在室温或高温或紫外线下固化，以保护多层材料免受蒸汽、水、着色剂、侵蚀性化学物质、磨损或划痕的侵蚀。
25.根据本发明的其他实施方案在所附权利要求中提及。
26.本发明还涉及一种方法，包括以下步骤：
27.a)提供具有第一面和与所述第一面相对的第二面的石材元件；
28.b)提供云母板或云母层形式的增强元件，其具有第一面和与所述第一面相对的第二面；
29.c)将增强元件的所述第一面胶合到石材元件的第二面；
30.d)调整石材元件的厚度或表面均匀性。
31.优选地，所述石材层的所述石材至少为选自大理石、陶瓷、石灰华、蓝石、石灰石、玄武岩、缟玛瑙、砂岩、花岗岩、石英岩、板岩、再造石、复合石或其组合的石材。
32.有利的是，本发明还包括具有第一面和第二面的额外增强元件，所述额外增强元件与在石材元件的第一面上的所述增强元件的第二面相对，任选与步骤c)同时地，还包括在步骤d)之前的锯切步骤，该锯切步骤将所述石材元件锯成两片石材元件以形成第一石材层和第二石材层。
33.通常，石材被回收、切割并成型为块状。稍后，根据应用的需要，石材将被切割成不同的平板。当石材被切割时，它是通过锯切过程实现的。在该锯切过程中，温度会升高，并可能变得非常高。因此，建议采用湿法锯切工艺，并且可以持续许多小时。
34.石材密度高且重，因此它的易碎性随着层的厚度变薄而增加。该石材必须被锯成一层很薄的石材而不破碎。因此，在锯切石材以及放置石材时，必须采取许多预防措施。事实上，如果一个物体掉落或投射在石材上，它不应该被轻易打碎。
35.为了解决这些问题，需要在锯切过程之前加固石材，所述锯切过程是制造多层材料过程的一个步骤。
36.基于石材的多层材料通常难以制造。由于石材的易碎性，如前所述，必须将其层压到增强元件或背衬层上进行锯切。通常的增强或背衬元件为铝蜂窝、pvc(聚氯乙烯)板、铝
‑
pvc
‑
铝板、瓷砖或用环氧树脂增强的玻璃纤维。
37.首先，即使有几份文件将一些背衬材料称为hdf标准或用矿物纤维增强的hdf，但技术可行性在很大程度上是折中的，因为这些材料不能承受这种湿锯切步骤所需的或不合适的长时间的水接触。因此，当使用这种类型的增强或背衬材料时，它在锯切过程之后被胶合。
38.此外，优选地，在地板和墙壁装饰应用中，建筑物的墙壁不限制在那里的人们的工作是非常重要的。我们生活在一个高度互联的社会，我们非常依赖无线网络和电话连接来进行我们的工作，这些工作往往是国际性的。因此，铝
‑
pvc
‑
铝板和铝蜂窝板等增强或背衬元件(baking element)在层压到石材上时功效不高。它们不透波或透波很少，例如，当进行电话会议或国际呼叫时，将会导致非常困难。
39.除此之外，建筑的安全性是需要考虑的最重要的方面之一，安全性也意味着通过
墙壁和地板来抵抗火灾，并且没有烟雾毒性。组合物中使用的材料必须具有抵抗非常高的温度的功效。例如，pvc板或铝蜂窝板或用环氧树脂增强的玻璃纤维之类的增强元件不能承受某些耐火法规要求的长期耐火性能。
40.此外，增强材料必须具有高抗冲击性，以确保石材不会由于其作为薄层的易碎性而破裂。增强元件(如陶瓷材料或用环氧树脂增强的玻璃纤维)的特点是抗冲击性低，因此不能使用。
41.不幸的是，这种增强层或背衬层很难在工业生产中使用。
42.为了解决这些问题，根据前述提及的制造工艺的特征在于增强元件为云母板或云母层。
43.如上所述，云母板或云母层通常用作电绝缘体。令人惊讶的是，云母板或云母层具有作为良好增强材料所必需的所有特性，其可以在锯切过程之后直接层压到石材层上，或者可以在锯切过程之前层压到石材层上，因此适用于所有应用。
44.当根据本发明的实施方案执行锯切步骤时，所述云母板或云母层将抵抗暴露于水中数小时并且不会因暴露而损坏。
45.此外，它的抗冲击性能够使得无论需要大块还是小块石材，都可以对石材层进行锯切，而不会打碎石材，并且与锯的类型无关。根据本发明的多层材料能够进行锋利的边缘切割(edge cutting)。
46.云母板或云母层改善了石材层的机械抗性，同时呈现出耐火特性和低热膨胀特性。与其他增强元件相比，根据本发明的多层材料的抗冲击性非常高。
47.此外，根据本发明制造的多层材料显示出高的透波特性和轻质的高抗冲击性。
48.优选地，以薄板的形式切割石材，然后在石材层的第一面上进行研磨和可选地抛光，以提供厚度上窄的公差，优选地公差为
±
0.1mm。边缘可以被研磨以产生1mm至2mm的斜面，或者为了美学效果在侧面将其磨圆。
49.打磨是指用非常耐磨的圆盘打磨石材，以减少石材的厚度。
50.有利的是，根据本发明的制造方法包括将背衬层朝着增强元件胶合到所获得的多层材料上的另外的步骤。
51.其他背衬材料的使用不允许实现方便插入互锁元件的坚固且稳定的槽口，该互锁元件将连接根据本发明的至少两片多层材料。
52.此外，在保护涂层被涂覆到石材层上并且需要在高温下固化的情况下，增强元件(例如hdf或pvc)的耐温性将阻止许多保护涂层所需的在200℃下进行几秒钟到几分钟的固化。pvc在60℃暴露时会出现一些变形，从而限制了固化温度和暴露时间。
53.更具体地说，当多层材料用于墙壁和地板装饰应用或自由浮动地板应用时，增强元件(如铝)的使用并非有效，因为它像屏障一样起着阻挡波的作用，并衰减了诸如无线网络或无线电波的信号。此外，在火灾情况下，铝在达到660℃的温度时也会熔化，蜂窝结构被破坏，当附着在墙壁上时有掉落的风险。pvc将在约120℃的温度下开始熔化，且一种已知有毒的卤素烟雾将在火灾下逸出。
54.根据本发明的其他实施方案在所附权利要求中提及。
附图说明
55.本发明的其他特征和优点将通过参考附图和实施例从以下非限制性描述中得到。
56.在附图中，图1为根据本发明的多层材料的截面图。
57.图2为根据本发明的多层材料的第二实施方案的截面图。
58.图3为根据本发明的多层材料的第三实施方案的截面图。
59.图4为根据本发明的多层材料的一个优选实施方案的截面图。
60.图5为根据本发明的多层材料的一个优选实施方案的截面图。
61.图6为根据本发明的多层材料的一个优选实施方案的截面图。
62.图7为根据本发明的多层材料的另一个优选实施方案的截面图。
63.图8为根据本发明的2种多层材料的组合的截面图。
64.图9为根据本发明的2种多层材料的组合的另一个实施方案的截面图。
65.图10为根据本发明的2种多层材料的组合的一个优选实施方案的截面图。
66.在附图中，相同的附图标记被分配给相同或类似的元件。
具体实施方式
67.制造了一种多层材料，其包括层压到具有直的第三面4和直的第四面5的薄云母板层2上的薄石材层1，所述薄石材层1的第二面和所述薄云母板层2的第一面通过粘合剂层3层压在一起。
68.优选地，根据本发明制造的多层材料包括层压到云母板2上的薄石材层1，所述云母板2上具有包括两个槽口8的第三面6和第四面7，所述薄石材层1的第二面9和所述云母板2的第一面10通过粘合剂层3层压在一起。
69.优选地，根据本发明制造的多层材料包括层压到云母层2上的薄石材层1，所述云母板2上具有包括两个槽口8的第二面11，所述薄石材层1的第二面9和所述云母层2的第一面10通过粘合剂层3层压在一起。
70.更优选地，根据本发明制造的多层材料包括层压到云母层2上的薄石材层1，所述薄石材层1的第二面9和所述云母层2的第一面10通过粘合剂层3层压在一起。所述背衬层12通过另外的粘合剂层3层压到所述云母层2的第二面11上，并且所述背衬层12包括凸
‑
凹互锁系统13。
71.有利地，根据本发明制造的多层材料包括层压到云母板2上的薄石材层1，所述云母板2上具有包括两个槽口8的第三面6和第四面7，所述薄石材层1的第二面9和所述云母板2的第一面10通过粘合剂层3层压在一起。所述背衬层12通过另外的粘合剂层3层压到所述云母板2的第二面11上。
72.在一个优选实施方案中，根据本发明制造的多层材料包括层压到云母板2上的薄石材层1，所述薄石材层1的第二面9和所述云母板2的第一面10通过粘合剂层3层压在一起。所述背衬层12通过另外的粘合剂层3层压到所述云母板2的第二面11上，并且所述背衬层12在其第二面15上包括两个槽口8。
73.在另一个优选实施方案中，根据本发明制造的多层材料包括保护涂层14、层压到云母层2上的薄石材层1，所述云母层2包括在其第三面6上的一个槽口8和在其第四面7上的一个槽口8，所述薄石材层1的第二面9和所述云母层2的第一面10通过粘合剂层3层压在一
起。所述背衬层12通过另外的粘合剂层3层压到所述云母层2的第二面11上。
74.在有利的实施方案中，根据本发明制造的多层材料也与根据本发明制造的另一种多层材料相关联，其中两种多层材料都包括层压到云母层2上的薄石材层1，所述薄石材层1的第二面9和所述云母层2的第一面10通过粘合剂层3层压在一起。所述背衬层12通过另外的粘合剂层3层压到所述云母层2的第二面11上，所述背衬层12包括凸
‑
凹互锁系统13以结合两种多层材料。
75.在另一个实施方案中，根据本发明制造的多层材料也与根据本发明制造的另一种多层材料相关联，其中两种多层材料都包括层压到云母板2上的薄石材层1，云母板2包括在其第三面6上的一个槽口8和在其第四面7上的一个槽口8，所述薄石材层1的第二面9和所述云母板2的第一面10通过粘合剂层3层压在一起。所述背衬层12通过另外的粘合剂层3层压到所述云母板2的第二面11上。使用直线形状的互锁元件16通过将第一多层材料的云母板2的一个槽口8连接到第二多层材料的云母板2的一个槽口8来组合两种多层材料。
76.在另一个实施方案中，根据本发明制造的多层材料也与根据本发明制造的另一种多层材料相关联，其中两种多层材料都包括层压到云母板2上的薄石材层1，所述薄石材层1的第二面9和所述云母板2的第一面10通过粘合剂层3层压在一起。所述背衬层12通过另外的粘合剂层3层压到所述云母板2的第二面11上，所述背衬层12在其第二面15上包括两个槽口8。使用u形互锁元件17通过将第一多层材料的背衬层12的一个槽口8连接到第二多层材料的背衬层12的一个槽口8来组合两种多层材料。
77.实施例
78.本发明涉及一种多层材料，还涉及该多层材料的制造方法。
79.实施例1:
80.我们生产了如图1所述的多层材料，以获得一块100cm
×
115cm大、8.25mm厚的材料，该材料由6mm厚的灰色大理石1、0.25mm厚的双组分环氧胶层3和2mm厚的白云母层2组成。我们首先将一块18mm厚、100cm
×
120cm大的大理石1在其两个较大的表面上胶合两块分开的100cm
×
120cm大、2mm厚的云母层2，每块都由10％环氧黏合剂和白云母型的云母薄片组成。然后我们以400n/m2压制胶，并在室温下固化6小时。我们使用的胶为双组分胶，粘度为10,000cps至14,000cps，固含量为95％。然后，我们通过用金刚石石锯以0.5m/min的速度从其边缘对大理石进行切割来锯切多层材料，以提供2块100cm
×
120cm的大理石
‑
云母层多层材料1。然后，我们研磨石材层1，并对其进行抛光，为每个多层材料提供平滑且调整过的表面厚度。
81.实施例2:
82.我们生产了如图3所述的多层材料，以获得一块20cm
×
115cm大、16.15mm厚的材料，该材料由6mm厚的灰色大理石1、0.15mm厚的双组分环氧胶层3和10mm厚的白云母层2组成。我们将一块18mm厚、100cm
×
120cm大的大理石1在其两个较大的表面上胶合两块10mm厚的云母层2，该云母层2由12％的环氧黏合剂和白云母云母薄片组成。然后我们以400n/m2压制胶，并在20℃下固化24小时。我们使用的胶为双组分胶，粘度为10,000cps至14,000cps，固含量为95％。然后，我们通过用金刚石石锯以1m/h的速度从其边缘对大理石1进行切割来锯切多层材料，以提供2块100cm
×
120cm的大理石
‑
云母层多层材料。我们研磨并抛光石材层1，以提供平滑且调整过的表面厚度。然后，我们用石锯将获得的多层材料切割成20cm
×
115cm的碎片。我们打磨了大理石1的锋利边缘，在每个边缘都提供1mm的斜面。我们用金刚石锯在云母层2的第二面上距离较长的边缘5cm处制作了两个平行的8mm深、3mm宽的槽口8，以便通过u形互锁元件16将其固定到另一块相同的多层材料上。
83.我们通过用与实施例1类似的方法生产了如图4所示的多层材料，以获得一块100cm
×
115cm的多层材料石材
‑
云母。然后，我们将该块锯成5个20cm
×
1.15cm的块，并通过涂覆0.25mm厚度的聚合物胶3将其胶合到具有凸
‑
凹互锁元件13的hdf背衬层12上，并在50n/m2的压力下固化24小时。
84.实施例3:
85.我们对几个样品进行了冲击试验，以评估本发明一些实施方案的抗破裂性，从而将其性能与市场上常见的石材厚度样品和石材
‑
蜂窝铝和石材
‑
pvc多层材料结构样品进行比较。
86.我们通过将球形钢球从逐渐升高的高度逐步掉落在样品的石材表面上，观察石材瓷砖层是否发生破裂来评估样品的抗破裂性。除了为增加测试结果与本发明材料的相关性而进行的2处修改之外，我们按照en 14617
‑
9:2005标准(由再造石材制成的扁平产品的抗冲击性能)中描述的条件进行了试验方法。en 14617
‑
9:2005测试方法中的这两个修改是:
87.1.en 14617
‑
9:2005中描述的试验方法考虑在同一点多次准确撞击样品中心，同时将钢球高度递增5cm，以测量破裂时的最大高度。我们自愿调整了已实现的测试方法，以避免之前的冲击对石材的影响，因此每次球落在样品的石材表面时，我们都用新的样品替换已测试过的样品，同时遵循en 14617
‑
9:2005的所有其他测试条件。
88.2.en 14617
‑
9:2005中描述的试验方法考虑了1.20米的最大撞击钢珠高度。我们在已实现的方法中考虑了直至破裂的高度，无论该高度是否超过1.20米。
89.为了进行冲击试验，我们使用了4块尺寸为20cm
×
20cm的石材作为试验样品，每块石材都由来自于塞尔维亚(serbian)的抛光灰色大理石制成，通常称为plavi tok灰色大理石。测试样品由以下组成：
90.样品1：16mm厚的大理石。破裂时的能量是通过1公斤钢球从21cm的高度下落来测量的。
91.样品2：通过0.20mm厚的双组分环氧胶，将6mm厚的大理石层压到10mm厚的含有10％环氧粘合剂的白云母层上。破裂时的能量是通过1公斤钢球从131cm的高度下落来测量的。
92.样品3：通过0.20mm厚的双组分环氧胶，将6mm厚的大理石层压到2mm厚的含有10％环氧粘合剂的白云母层上。破裂时的能量是通过1公斤钢球从51cm的高度下落来测量的。
93.样品4：通过0.20mm厚的双组分环氧胶，将6mm厚的大理石层压到3mm厚的pvc上。破裂时的能量是通过1公斤钢球从61cm的高度下落来测量的。
94.样品5：通过0.20mm厚的双组分环氧胶，将厚度为6mm的大理石用热塑性粘合剂粘合层压到10mm厚的蜂窝铝板上，该蜂窝铝板的六边形晶胞直径为3/8，铝箔厚度为50至0μm，具有2层490g/m2的双向玻璃纤维织物。破裂时的能量通过1公斤钢球从51cm的高度下落来测量。
95.表1:石砖与本发明一些实施方案的破裂能量比较(j)
[0096] 破裂能量(j)破裂能量(j)破裂能量(j)破裂能量(j)破裂能量(j)/平均值
样品12.062.552.552.552.43样品214.8113.8313.3413.3413.83样品38.437.455.497.457.21样本46.475.005.005.985.61样品58.435.497.946.967.21
[0097]
从表1中我们可以观察到，根据本发明的优选实施方案的样品2显示出平均破裂能量比样品1(单独的石材)高至少5倍。这种性能有利于例如地板表面覆盖等应用。
[0098]
我们还可以从表1中观察到，根据本发明的另一个实施方案的样品3显示出平均破裂能量比样品1(单独为石材)的破裂能量高略小于3倍。
[0099]
我们还可以从表1中观察到，代表本发明的两个不同实施方案的样品2和样品3显示出比代表已知和使用的常见实施方案的样品4和样品5的破裂能量更高的平均破裂能量。
[0100]
此外，当我们比较样品3和样品5时，根据本发明的优选实施方案显示出增强元件层的厚度减少了4倍。
[0101]
备注：样品5像其他样品一样没有在石材上显示出任何裂纹，但是即使样品5的增强元件阻止了石材上裂纹的发展，样品也是损坏的和无用的。
[0102]
应当理解，本发明不限于所描述的实施方案，并且可以在不超出所附权利要求的范围的情况下应用变化。