由砾岩材料制成的制品，及此类制品的制造方法
1.本发明涉及由砾岩(conglomerate)材料制成的制品的生产，特别是从包含膨胀材料颗粒和粘合剂的混合物生产制品。
2.特别地，这些制品为平板的形式，并且可能具有特殊的装饰效果。
3.本发明还涉及一种用于生产由砾岩材料制成的制品的方法。
4.一段时间以来，已经知道一种制造致密无孔制品(优选为平板的形式)的方法，也称为技术，其中制备了一种初始混合物，该混合物由具有选定粒度的颗粒材料、粉末形式的填料和硬化粘合剂组成。
5.优选地，颗粒材料为石材或无机石质材料，粘合剂选自聚酯、丙烯酸、环氧树脂、聚氨酯和其他树脂。
6.将混合物沉积并分布在临时支持物或模具中，并进行真空压制步骤，同时以预定频率施加振动运动。
7.然后进行粘合剂硬化步骤，最后制品具有期望的机械特性。然后，对所得制品或板材进行连续的精加工步骤(上浆、平滑、抛光等)。
8.可替代地，或者另外，混合物可以包含膨胀颗粒材料，例如膨胀玻璃和/或膨胀粘土，和/或也是由膨胀材料组成的填料。后一种组成有助于降低成品的比重。
9.后一种技术方案的一个缺点在于，膨胀颗粒材料仅允许有限地降低制品的密度，因此其重量在任何情况下都是显著的。例如，由此制造的制品的密度可为0.9至1.1kg/dm3。
10.这一缺点在家具和建筑行业尤为重要，其中制品必须处理以放置在其使用地点。
11.另一个缺点在于，填料的使用在改善制品的机械特性的同时，使制品的生产过程更复杂且成本更高。
12.此外，由此获得的砾岩材料制品可与覆盖板或面板组合，这些覆盖板或面板优选由不同于制品材料的材料制成。
13.在这种配置中，制品和覆盖面板必须具有相似的热膨胀系数，以避免与温度变化相关的变形。
14.为了至少部分地克服这些缺点，已经开发了使用特定粘合剂且可能不含填料的砾岩材料制成的制品的制造工艺。
15.从意大利专利申请102019000010338中已知由砾岩材料制成的制品的生产，该砾岩材料包括骨料(aggregate)，骨料包括膨胀玻璃或膨胀陶瓷/粘土的颗粒，以及由硅酸钠或硅酸钾或胶体二氧化硅的水性分散体组成的粘合剂。
16.成品按照粘合剂和混合硬化工艺获得。硬化可通过加热和随后干燥制品来实现，以使游离水蒸发，或通过水性分散体与弱酸反应来实现。
17.弱酸优选由二氧化碳组成，二氧化碳通过原位吹入引入并溶解在分散体的水中；第二硬化工序之后还要进行干燥以去除水。
18.此外，制造砾岩材料制品的方法包括以合适的加热梯度将制品加热至至少650℃的步骤，以使其不溶于水。
19.由此获得的制品具有较低的密度，并且特别轻且易于处理。
20.这种由砾岩材料制成的制品的热膨胀系数为4至7μm/m℃，这允许制品能够与覆盖面板连接在一起，该覆盖面板由不同于砾岩材料的材料制成并且具有与制品相似的热膨胀系数。
21.具体地，覆盖面板可由天然石材、烧结石材、陶瓷材料或有色玻璃制成。在陶瓷材料制成的覆盖面板的情况下，制造此类面板的方法可能涉及四个步骤，这些步骤(如下所列出)本身也适用于陶瓷材料制成的瓷砖的生产：
[0022]-压制湿润的陶瓷粉末材料的混合物；
[0023]-干燥经压制的陶瓷材料；
[0024]-烧制经压制和干燥的陶瓷材料，以获得面板。
[0025]
从干燥步骤获得中间加工产品，在本行业中通常被称为“素坯”(biscuit)；素坯非常易碎，因此必须经过后续的烧制步骤。
[0026]
此外，陶瓷材料覆盖面板可具有设计用于提供面板的可见衬里层，因此可提供与覆盖面板连接在一起的由砾岩材料制成的制品，其具有特定的美学效果。
[0027]
面板衬里层可包括由滑动件(slip)组成的滑动基底和保护基底，该滑动基底表面上任选地例如通过数字打印或绘图仪打印或喷涂方式打印和装饰有油墨；保护基底优选包括玻璃釉，也称为“玻璃料”(frit)，其通常是透明的。
[0028]
由此制成的覆盖面板的厚度通常为3mm至8mm。
[0029]
然而，这些由砾岩材料结合覆盖面板(优选由陶瓷材料制成)制成的制品并非没有缺点。
[0030]
第一个缺点在于，独立于制品制造覆盖面板导致总的生产时间增加。
[0031]
另一个缺点在于，将砾岩材料的制品与覆盖面板连接在一起进一步增加总的生产时间。
[0032]
另一个缺点在于，砾岩材料的制品与覆盖面板连接在一起必须在制品生产后并且在加工厂的不同工位进行；这导致用于生产和加工制品的工厂更加复杂。
[0033]
另一个缺点在于，这些由砾岩材料制成的且与覆盖面板结合的制品的成本特别高。
[0034]
本发明的一个目的是提供一种由砾岩材料制成的制品及其制造方法，其能够克服上述缺点。
[0035]
具体地，本发明的主要任务是提供一种由砾岩材料制成的制品，其具有特定的装饰效果，且不需要单独的步骤来制造覆盖面板或将覆盖面板与制品连接在一起。
[0036]
本发明的另一个任务是提供一种由砾岩材料制成的制品，其与该行业已知的制品相比，具有较低的比重，并且在任何情况下，其机械强度足以允许其用于建筑、家具和建筑行业。
[0037]
本发明的另一个任务是提供一种用于生产具有较短加工时间的砾岩材料的制品的方法。
[0038]
本发明的另一项任务是提供一种用于生产砾岩材料的制品的方法，其允许在单次操作中完成制品的生产和其上衬里层的形成。
[0039]
本发明的另一个任务是提供一种成本降低的砾岩材料的制品的生产方法。
[0040]
上述目的通过根据权利要求1所述的由砾岩材料制成的制品和根据权利要求16所
述的制品的生产方法实现。
[0041]
本发明的制品由砾岩材料制成，具有多孔和非致密结构，其有助于降低其比重。
[0042]
在本发明的优选实施方案中，制品为平板形式。方便的是，从模具中或临时支持物上沉积的混合物中获得平板形式的制品。模具或临时支持物本身属于现有技术中已知的类型，下文不再进一步描述。随后，优选通过振动压制的方式压实混合物。
[0043]
该制品的砾岩材料包括惰性材料的骨料和粘合剂，骨料包括膨胀材料颗粒，因此其重量轻且具有选定的粒度。
[0044]
颗粒优选由膨胀玻璃、和/或膨胀陶瓷/粘土组成，并通过可能含有增塑添加剂的粘合剂粘合在一起，如下文详细描述的。
[0045]
有利地，在颗粒之间形成间隙空腔，下文称为“颗粒间空腔”，所述空腔仅含有空气且不含填充材料。
[0046]
事实上，根据本发明的制品不涉及使用材料，例如含有粘合剂和填料的糊料，来填充颗粒间空腔，该颗粒间空腔占制品总体积的25-35％。
[0047]
此外，颗粒的颗粒间空气的存在使制品具有有限的热传导能力，并使制品成为有效的热绝缘材料。
[0048]
膨胀玻璃和/或膨胀陶瓷/粘土颗粒具有基本上不透水的表面，并在其内部具有空腔，与本领域已知的制品相比，空腔有助于进一步减轻制品重量，并降低其比重和热导率。
[0049]
优选地，由膨胀材料制成的颗粒的粒度为0.1至8.00mm，并且是不可渗透的海绵状球状颗粒，其平均密度为0.35至0.8kg/dm3。在本说明书中，术语“海绵状”表示具有多孔且非致密的内部结构的元件。
[0050]
颗粒也可以具有与上述不同的粒度和密度，而不偏离本发明的保护范围。
[0051]
粘合剂优选为无机材料，以实现制品的预定线性热膨胀系数，并且制品通过压实(优选通过振动压制)获得，并且通过本说明书继续详细描述的生产方法硬化粘合剂。
[0052]
粘合剂以足以衬起颗粒的受控最小量存在。该最小量使得粘合剂不会填充颗粒间空腔，但优选在颗粒之间的界面处形成层。
[0053]
为了获得这种技术效果，粘合剂的体积量为制品总体积的8体积％至10体积％。
[0054]
如上所述，粘合剂是无机材料；特别地，粘合剂由硅酸钠的水性分散体组成，该水性分散体与膨胀材料颗粒混合以形成混合物。
[0055]
作为硅酸钠的替代品，粘合剂也可以是硅酸钾的水性分散体，也可以是胶体二氧化硅的水性分散体，尽管这些物质形成的粘合剂比用硅酸钠获得的粘合剂的强度低，因此其仍是优选的。
[0056]
粘合剂也可由硅酸钾和/或胶体二氧化硅的水性分散体与硅酸钠的水性分散体的混合物形成。
[0057]
此外，粘合剂可任选地包含粉末形式的增塑剂，例如选自偏高岭土、高岭土和粘土、膨润土或硅胶(胶体二氧化硅)，其任选混合在一起。
[0058]
为了使制品具有必要的稠度，可通过干燥压实制品并随后蒸发游离水的方式，获得粘合剂和混合物的硬化。
[0059]
干燥步骤通常通过使用具有预定义的温度梯度，将制品加热至高达100℃或更高(例如高达250℃-300℃)来加速。
[0060]
加速干燥过程可能需要几十分钟，也可能需要数小时，通常通过将尚未硬化的压实制品放置在坚硬的干燥表面上进行。
[0061]
由于压实但尚未硬化的制品具有较低的机械强度，因此必须小心处理。
[0062]
或者，可以在几秒钟内实现粘合剂和混合物的硬化，而无需通过干燥去除水。
[0063]
另一个硬化过程通过将用作粘合剂的硅酸钠的水性分散体与用作弱酸的物质反应来实现。
[0064]
优选地，粘合剂的硬化通过硅酸钠与优选由二氧化碳形成的弱酸反应获得，该二氧化碳被吹入并溶解在水性分散体中。
[0065]
在这方面，需要指出的是，二氧化碳与硅酸钠反应生成由钠和/或碳酸硅组成的化合物，该化合物发生沉淀并导致粘合剂在颗粒表面上的固结和硬化。
[0066]
因此，粘合剂在膨胀材料颗粒之间的界面处形成层，但基本不会填充颗粒间空腔。
[0067]
具体地，二氧化碳溶解在硅酸钠水性分散体的水中，形成的二氧化碳的水溶液，其在反应中表现为弱酸的形式。
[0068]
事实上，当二氧化碳溶解在水中时，由于h
和hco
3-离子的离解，会形成二氧化碳并降低水溶液的ph。
[0069]
可将二氧化碳吹入颗粒间空腔内，形成流动，以这种方式使二氧化碳溶解在硅酸钠水性分散体的水中。
[0070]
此外，上述指出的其他类型的无机粘合剂与二氧化碳的反应方式与硅酸钠相同，产生相应的化合物，从而导致粘合剂的硬化。
[0071]
此外，事实证明，将放置在其成型支持物上的已经压实的板材插入腔室内，在该腔室内空气已被提取并形成了真空，这是特别有利的。
[0072]
事实上，在腔室内部产生真空后，颗粒间空腔实际上没有空气；此时，只需在腔室内吹入二氧化碳，二氧化碳在颗粒间空腔内扩散，因此溶解在粘合剂的水性分散体的水中，导致加速粘合剂和混合物的硬化。
[0073]
有利地，该过程也可以更有效地进行，例如，通过在真空环境中进行混合物的振动压制，以去除颗粒间空腔中的空气，然后继续将二氧化碳直接吹入振动压缩腔室中，而无需将制品转移到特殊腔室中。
[0074]
以这种方式，制品在压实腔室中被压实，在排出残余二氧化碳后，已经硬化，并具有机械一致性，因此其可被轻松处理。
[0075]
在本实施方案中，还必须随后干燥制品，以去除其中所含的水。
[0076]
即使在去除水后，该制品充分硬化和坚固，即具有良好的机械强度，然而其对大气介质(如湿气和水)的耐性较差。
[0077]
这些大气介质可能导致硬化反应的一种退化，从而导致制品，即硬化板材的剥落。
[0078]
为了使干燥的和硬化的制品固结，并使其具有良好的大气介质的耐性，优选将制品加热到至少等于约650℃且不高于约700℃-750℃的预定温度，以防止膨胀材料颗粒崩塌。
[0079]
制品可以用合适的加热梯度加热，然后用合适的冷却梯度冷却。
[0080]
特别地，制品的加热温度和随后的烧制选择为优选接近650℃。
[0081]
使用该行业已知的炉，平板制品的加热和烧制可用于上述两种硬化过程。
[0082]
具体地，加热步骤可涉及不太快的梯度，优选小于20℃/分钟，至高达约250℃-300℃，以便逐渐消除混合物中仍然存在的化学结合的水，并将其完全提取。
[0083]
该水是在高达100℃的先前加热步骤期间未被去除的残余水，该后一步骤的唯一目的是通过蒸发去除仍然游离的水。
[0084]
如上所指出的，粘合剂可任选地包含粉末形式的增塑剂，例如选自偏高岭土、高岭土和粘土、以及硅胶(胶体二氧化硅)。这些增塑剂可以单独存在于粘合剂中，或者可以混合在一起。
[0085]
此外，这些增塑剂除了改变混合物的流变性和塑性外，还可能引起火山灰类型的反应，其在硬化后增加无机粘合剂的强度。
[0086]
上述制品的结构导致密度降低，其可有利地为0.45至0.7kg/dm3，因此使制品比该行业已知的制品轻。
[0087]
该优点在建筑学、家具和建筑行业特别有用，特别是在制品的运输、处理和使用期间。
[0088]
有利地，粘合剂的组合物可包含其他添加剂，例如本身类型已知的着色剂或抗菌添加剂。
[0089]
迄今为止，说明书中所描述的制品的结构从例如，来自意大利专利申请号102019000010338中已知。
[0090]
根据本发明，制品包括与该制品的骨料集成为一体的衬里层。
[0091]
优选地，衬里层是薄的，即其厚度为约0.2mm至1mm，优选为0.3mm至0.7mm。
[0092]
术语“一体(integral)”被理解为是指在制品制造过程期间，直接在膨胀材料颗粒的骨料上形成衬里层；不同于现有技术的覆盖面板，所述衬里层在制品生产后就与制品结合在一起。
[0093]
与现有技术相比，衬里层及其在制品上形成的方法代表了本技术的技术的优点。
[0094]
特别地，衬里层旨在将制品放置到适当位置后保持可见，因此，除了一种用途之外，衬里层还可具有装饰功能。
[0095]
此外，由于衬里层的存在，不仅可以避免使用覆盖面板，还可以避免使用通常用于将其与制品连接在一起的胶黏剂；没有胶黏剂层有助于进一步减轻制品的重量。
[0096]
优选地，衬里层是玻璃基和/或陶瓷/粘土基搪瓷，并且优选地包括至少一个由滑动件组成的内部基底和至少一个外部保护基底。
[0097]
由于该组成，衬里层除了具有装饰功能外，还为制品提供了对磨损和使用后的侵蚀剂的高抗性。
[0098]
外部保护基底优选由透明或有色的釉形成，因此不透明。
[0099]
釉，也被称为“玻璃料”，由一种特殊类型的无定形玻璃材料组成。
[0100]
内部基底与膨胀材料颗粒的骨料是一体的，而化学结合到内层的外部基底旨在将制品现场铺设后保持可见。
[0101]
如现有技术所知，滑动基底是一种基于粘土的层，其直接应用于膨胀材料颗粒的骨料上；并且可在应用透明釉之前，使用一种或多种合适的油墨，通过使用已知技术，例如数字打印或绘图仪打印或喷涂，打印和装饰在表面上，以实现各种装饰图案。
[0102]
衬里层的装饰效果取决于用于打印的油墨的颜色，也取决于用于保护基底的釉的
类型。
[0103]
滑动件和釉通常由水性分散体中的粉末形成，因此在将它们施加到制品后，必须干燥。
[0104]
衬里层优选地施加到已干燥制品的骨料上；此外，在应用衬里层之前，可预先对制品进行平滑处理，并任选地使用合适的无机灰泥进行抹灰。
[0105]
或者，可以通过上述干燥砾岩材料的制品的步骤来进行滑动件和釉的干燥。
[0106]
选择内部滑动基底、任何油墨和保护基底的釉的组成，以便在足够低的温度下进行其烧制，并且在任何情况下都低于烧制步骤期间由砾岩材料制成的制品的坍塌极限；因此，该温度不得大于约700-750℃。
[0107]
选择组成以便在制品的烧制期间获得具有与制品的热膨胀系数相似的热膨胀系数的衬里层。
[0108]
以这种方式，避免了被称为“裂纹玻璃”的裂纹的形成，且衬里层稳定地固定在膨胀材料颗粒的骨料上。
[0109]
具体地，该釉为低熔点类型，且其熔化温度低于在生产工艺的烧制步骤期间提供的制品的最高加热温度，即约700-750℃。
[0110]
为了获得较低的熔化温度，釉可包括例如较高的铅或钠和/或锌含量。
[0111]
此外，内部滑动层和任何油墨都具有特定的结构和化学组成，这使得它们适合与釉和制品一起烧制，以便化学粘合在一起。
[0112]
以这种方式，可以对由砾岩材料制成的制品和衬里层同时进行烧制。
[0113]
具体地，衬里层的烧制优选地涉及到化学结合到滑动件和/或任何油墨的釉的熔化，以便通过在工厂的单个工位中的单个加热和烧制步骤来创建保护性外部基底，从而减少总的处理时间。
[0114]
具体地，可在用于加热和烧制制品的同一个炉中进行烧制保护基底的步骤以及釉的熔化。
[0115]
或者，在不脱离本发明的保护范围的情况下，也可以单独进行制品和衬里层的烧制步骤。
[0116]
此外，通过将高强度元件应用于制品的与形成衬里层的一侧相对的一侧，即成品现场铺设后不可见的后侧，可以使制品具有更大的机械强度。
[0117]
例如，高强度元件可由通过粘结树脂施加到制品上的网格或织物组成，所述网格或织物例如由玻璃纤维或芳纶纤维或碳纤维制成。
[0118]
因此，在后一种配置中，制品的前部可见侧具有衬里层，后部具有高强度元件。
[0119]
本发明还涉及一种用于生产由砾岩材料制成的制品的方法，该制品为平板形式并包含上述类型的骨料。
[0120]
具体地，制造方法包括以下步骤：
[0121]-制备包含膨胀材料颗粒和粘合剂的初始混合物；
[0122]-将混合物沉积在临时支持物或模具上；
[0123]-压实混合物；
[0124]-硬化粘合剂和混合物，以形成骨料并获得平板形式的制品。
[0125]
粘合剂以足以衬起膨胀材料颗粒的受控最小量存在于混合物中，使颗粒之间形成
自由的颗粒间空腔，且其中仅含空气；因此，这些空腔不包含任何填充材料，例如填料。
[0126]
有利的是，压实步骤通过振动压制混合物来进行，并且模具或临时支持物的尺寸可能与待获得的制品的尺寸相对应。
[0127]
如上所述，混合物中使用的粘合剂包括硅酸钠的水性分散体或硅酸钾的水性分散体或胶体二氧化硅的水性分散体，或其混合物。
[0128]
粘合剂可任选地包含粉末形式的增塑剂，例如选自偏高岭土、高岭土和粘土、膨润土或硅胶(胶体二氧化硅)，其任选地混合在一起。
[0129]
粘合剂和混合硬化步骤可通过水的蒸发来进行，水的蒸发可通过加热来加速，并随后干燥制品。
[0130]
或者，硬化步骤可以通过将二氧化碳吹入膨胀材料颗粒之间的颗粒间空腔来实现，随后进行干燥并去除水，如上文已经描述的。
[0131]
溶解在水性分散体中的二氧化碳充当弱酸，用于与硅酸钠形成化合物，并加速粘合剂和混合物的硬化。
[0132]
该方法还涉及通过加热并随后烧制到预定温度(至少等于约650℃且不高于约700-750℃)并使用适当的热梯度来固结制品的步骤。
[0133]
如上文指出的，加热过程中的梯度可为约20℃/分钟，至250℃-300℃。
[0134]
该步骤在粘合剂硬化和干燥步骤的下游进行，并允许从制品中去除化学结合的残余水，并使其防水和防潮。
[0135]
根据本发明，该方法包括在制品的骨料的至少一个表面上施加薄衬里层的另外步骤。
[0136]
施加步骤优选在压实和干燥由砾岩材料制成的制品的步骤之后进行。
[0137]
在施加衬里层之前，优选对制品进行机械平滑，并任选地使用合适的无机灰泥进行抹灰。
[0138]
在施加步骤之后，衬里层与制品的骨料是一体的，即它保持与骨料的稳定连接。
[0139]
如上所述，关于制品，衬里层可由玻璃基和/或陶瓷/粘土基搪瓷组成。
[0140]
具体地，衬里层包括至少一个由滑动件组成的内部基底(任选其表面上打印并装饰有合适的油墨)和至少一个包括釉的保护性外部基底。
[0141]
在这方面，该方法可包括在滑动基底表面上通过数字打印、绘图仪打印或喷涂施加一种或多种油墨以产生各种装饰效果的步骤。
[0142]
滑动基底、任何油墨和釉通常由液体分散体中的粉末形成，因此它们在烧制之前必须干燥。
[0143]
此外，形成衬里层的材料适合在低于制品骨料的极限烧制温度的温度下烧制。
[0144]
特别地，保护基底的釉为低熔点型，且设计为在低于制品的加热和烧制期间可使用的极限温度的温度下熔化，该极限温度至多等于约700-750℃。
[0145]
为了获得较低的熔化温度，釉在其组成中可含有较高量的铅或钠和/或锌。
[0146]
此外，在单个加热步骤和使用单个炉的情况下，通过烧制衬里层和制品的骨料，可以完成制品的生产。因此，衬里层和制品的骨料的烧制可以在单个加热步骤中同时进行。
[0147]
因此，加热和烧制制品的步骤也用于将制品与预先施加的衬里层固结，并使衬里层与制品的骨料集成为一体。
[0148]
施加衬里层的步骤也可在烧制制品的骨料之后进行；在这种情况下，提供了用于烧制衬里层的第二步骤，所述第二步骤在用于烧制制品的骨料的步骤之后进行。
[0149]
该制品的生产方法可通过与相互不同且为现有技术所知的各种精加工步骤一起来完成，例如研磨衬里层的步骤。
[0150]
从上面的描述可以清楚地看出，由砾岩材料制成的制品及其制造方法如何能够有利地实现预定目的。
[0151]
特别地，很明显，与制品集成一体的薄衬里层的形成如何能够提供美学效果，而无需将制品与另外的覆盖面板结合在一起。
[0152]
因此，该功能能够缩短制造时间，简化生产工厂，避免制品的重量增加。
[0153]
显然，以上对应用本发明的创新原理的实施方案的描述是通过这些创新原理的示例提供的，因此不能将这些示例视为限制本文所要求的保护范围。
1.本发明涉及由砾岩(conglomerate)材料制成的制品的生产，特别是从包含膨胀材料颗粒和粘合剂的混合物生产制品。
2.特别地，这些制品为平板的形式，并且可能具有特殊的装饰效果。
3.本发明还涉及一种用于生产由砾岩材料制成的制品的方法。
4.一段时间以来，已经知道一种制造致密无孔制品(优选为平板的形式)的方法，也称为技术，其中制备了一种初始混合物，该混合物由具有选定粒度的颗粒材料、粉末形式的填料和硬化粘合剂组成。
5.优选地，颗粒材料为石材或无机石质材料，粘合剂选自聚酯、丙烯酸、环氧树脂、聚氨酯和其他树脂。
6.将混合物沉积并分布在临时支持物或模具中，并进行真空压制步骤，同时以预定频率施加振动运动。
7.然后进行粘合剂硬化步骤，最后制品具有期望的机械特性。然后，对所得制品或板材进行连续的精加工步骤(上浆、平滑、抛光等)。
8.可替代地，或者另外，混合物可以包含膨胀颗粒材料，例如膨胀玻璃和/或膨胀粘土，和/或也是由膨胀材料组成的填料。后一种组成有助于降低成品的比重。
9.后一种技术方案的一个缺点在于，膨胀颗粒材料仅允许有限地降低制品的密度，因此其重量在任何情况下都是显著的。例如，由此制造的制品的密度可为0.9至1.1kg/dm3。
10.这一缺点在家具和建筑行业尤为重要，其中制品必须处理以放置在其使用地点。
11.另一个缺点在于，填料的使用在改善制品的机械特性的同时，使制品的生产过程更复杂且成本更高。
12.此外，由此获得的砾岩材料制品可与覆盖板或面板组合，这些覆盖板或面板优选由不同于制品材料的材料制成。
13.在这种配置中，制品和覆盖面板必须具有相似的热膨胀系数，以避免与温度变化相关的变形。
14.为了至少部分地克服这些缺点，已经开发了使用特定粘合剂且可能不含填料的砾岩材料制成的制品的制造工艺。
15.从意大利专利申请102019000010338中已知由砾岩材料制成的制品的生产，该砾岩材料包括骨料(aggregate)，骨料包括膨胀玻璃或膨胀陶瓷/粘土的颗粒，以及由硅酸钠或硅酸钾或胶体二氧化硅的水性分散体组成的粘合剂。
16.成品按照粘合剂和混合硬化工艺获得。硬化可通过加热和随后干燥制品来实现，以使游离水蒸发，或通过水性分散体与弱酸反应来实现。
17.弱酸优选由二氧化碳组成，二氧化碳通过原位吹入引入并溶解在分散体的水中；第二硬化工序之后还要进行干燥以去除水。
18.此外，制造砾岩材料制品的方法包括以合适的加热梯度将制品加热至至少650℃的步骤，以使其不溶于水。
19.由此获得的制品具有较低的密度，并且特别轻且易于处理。
20.这种由砾岩材料制成的制品的热膨胀系数为4至7μm/m℃，这允许制品能够与覆盖面板连接在一起，该覆盖面板由不同于砾岩材料的材料制成并且具有与制品相似的热膨胀系数。
21.具体地，覆盖面板可由天然石材、烧结石材、陶瓷材料或有色玻璃制成。在陶瓷材料制成的覆盖面板的情况下，制造此类面板的方法可能涉及四个步骤，这些步骤(如下所列出)本身也适用于陶瓷材料制成的瓷砖的生产：
[0022]-压制湿润的陶瓷粉末材料的混合物；
[0023]-干燥经压制的陶瓷材料；
[0024]-烧制经压制和干燥的陶瓷材料，以获得面板。
[0025]
从干燥步骤获得中间加工产品，在本行业中通常被称为“素坯”(biscuit)；素坯非常易碎，因此必须经过后续的烧制步骤。
[0026]
此外，陶瓷材料覆盖面板可具有设计用于提供面板的可见衬里层，因此可提供与覆盖面板连接在一起的由砾岩材料制成的制品，其具有特定的美学效果。
[0027]
面板衬里层可包括由滑动件(slip)组成的滑动基底和保护基底，该滑动基底表面上任选地例如通过数字打印或绘图仪打印或喷涂方式打印和装饰有油墨；保护基底优选包括玻璃釉，也称为“玻璃料”(frit)，其通常是透明的。
[0028]
由此制成的覆盖面板的厚度通常为3mm至8mm。
[0029]
然而，这些由砾岩材料结合覆盖面板(优选由陶瓷材料制成)制成的制品并非没有缺点。
[0030]
第一个缺点在于，独立于制品制造覆盖面板导致总的生产时间增加。
[0031]
另一个缺点在于，将砾岩材料的制品与覆盖面板连接在一起进一步增加总的生产时间。
[0032]
另一个缺点在于，砾岩材料的制品与覆盖面板连接在一起必须在制品生产后并且在加工厂的不同工位进行；这导致用于生产和加工制品的工厂更加复杂。
[0033]
另一个缺点在于，这些由砾岩材料制成的且与覆盖面板结合的制品的成本特别高。
[0034]
本发明的一个目的是提供一种由砾岩材料制成的制品及其制造方法，其能够克服上述缺点。
[0035]
具体地，本发明的主要任务是提供一种由砾岩材料制成的制品，其具有特定的装饰效果，且不需要单独的步骤来制造覆盖面板或将覆盖面板与制品连接在一起。
[0036]
本发明的另一个任务是提供一种由砾岩材料制成的制品，其与该行业已知的制品相比，具有较低的比重，并且在任何情况下，其机械强度足以允许其用于建筑、家具和建筑行业。
[0037]
本发明的另一个任务是提供一种用于生产具有较短加工时间的砾岩材料的制品的方法。
[0038]
本发明的另一项任务是提供一种用于生产砾岩材料的制品的方法，其允许在单次操作中完成制品的生产和其上衬里层的形成。
[0039]
本发明的另一个任务是提供一种成本降低的砾岩材料的制品的生产方法。
[0040]
上述目的通过根据权利要求1所述的由砾岩材料制成的制品和根据权利要求16所
述的制品的生产方法实现。
[0041]
本发明的制品由砾岩材料制成，具有多孔和非致密结构，其有助于降低其比重。
[0042]
在本发明的优选实施方案中，制品为平板形式。方便的是，从模具中或临时支持物上沉积的混合物中获得平板形式的制品。模具或临时支持物本身属于现有技术中已知的类型，下文不再进一步描述。随后，优选通过振动压制的方式压实混合物。
[0043]
该制品的砾岩材料包括惰性材料的骨料和粘合剂，骨料包括膨胀材料颗粒，因此其重量轻且具有选定的粒度。
[0044]
颗粒优选由膨胀玻璃、和/或膨胀陶瓷/粘土组成，并通过可能含有增塑添加剂的粘合剂粘合在一起，如下文详细描述的。
[0045]
有利地，在颗粒之间形成间隙空腔，下文称为“颗粒间空腔”，所述空腔仅含有空气且不含填充材料。
[0046]
事实上，根据本发明的制品不涉及使用材料，例如含有粘合剂和填料的糊料，来填充颗粒间空腔，该颗粒间空腔占制品总体积的25-35％。
[0047]
此外，颗粒的颗粒间空气的存在使制品具有有限的热传导能力，并使制品成为有效的热绝缘材料。
[0048]
膨胀玻璃和/或膨胀陶瓷/粘土颗粒具有基本上不透水的表面，并在其内部具有空腔，与本领域已知的制品相比，空腔有助于进一步减轻制品重量，并降低其比重和热导率。
[0049]
优选地，由膨胀材料制成的颗粒的粒度为0.1至8.00mm，并且是不可渗透的海绵状球状颗粒，其平均密度为0.35至0.8kg/dm3。在本说明书中，术语“海绵状”表示具有多孔且非致密的内部结构的元件。
[0050]
颗粒也可以具有与上述不同的粒度和密度，而不偏离本发明的保护范围。
[0051]
粘合剂优选为无机材料，以实现制品的预定线性热膨胀系数，并且制品通过压实(优选通过振动压制)获得，并且通过本说明书继续详细描述的生产方法硬化粘合剂。
[0052]
粘合剂以足以衬起颗粒的受控最小量存在。该最小量使得粘合剂不会填充颗粒间空腔，但优选在颗粒之间的界面处形成层。
[0053]
为了获得这种技术效果，粘合剂的体积量为制品总体积的8体积％至10体积％。
[0054]
如上所述，粘合剂是无机材料；特别地，粘合剂由硅酸钠的水性分散体组成，该水性分散体与膨胀材料颗粒混合以形成混合物。
[0055]
作为硅酸钠的替代品，粘合剂也可以是硅酸钾的水性分散体，也可以是胶体二氧化硅的水性分散体，尽管这些物质形成的粘合剂比用硅酸钠获得的粘合剂的强度低，因此其仍是优选的。
[0056]
粘合剂也可由硅酸钾和/或胶体二氧化硅的水性分散体与硅酸钠的水性分散体的混合物形成。
[0057]
此外，粘合剂可任选地包含粉末形式的增塑剂，例如选自偏高岭土、高岭土和粘土、膨润土或硅胶(胶体二氧化硅)，其任选混合在一起。
[0058]
为了使制品具有必要的稠度，可通过干燥压实制品并随后蒸发游离水的方式，获得粘合剂和混合物的硬化。
[0059]
干燥步骤通常通过使用具有预定义的温度梯度，将制品加热至高达100℃或更高(例如高达250℃-300℃)来加速。
[0060]
加速干燥过程可能需要几十分钟，也可能需要数小时，通常通过将尚未硬化的压实制品放置在坚硬的干燥表面上进行。
[0061]
由于压实但尚未硬化的制品具有较低的机械强度，因此必须小心处理。
[0062]
或者，可以在几秒钟内实现粘合剂和混合物的硬化，而无需通过干燥去除水。
[0063]
另一个硬化过程通过将用作粘合剂的硅酸钠的水性分散体与用作弱酸的物质反应来实现。
[0064]
优选地，粘合剂的硬化通过硅酸钠与优选由二氧化碳形成的弱酸反应获得，该二氧化碳被吹入并溶解在水性分散体中。
[0065]
在这方面，需要指出的是，二氧化碳与硅酸钠反应生成由钠和/或碳酸硅组成的化合物，该化合物发生沉淀并导致粘合剂在颗粒表面上的固结和硬化。
[0066]
因此，粘合剂在膨胀材料颗粒之间的界面处形成层，但基本不会填充颗粒间空腔。
[0067]
具体地，二氧化碳溶解在硅酸钠水性分散体的水中，形成的二氧化碳的水溶液，其在反应中表现为弱酸的形式。
[0068]
事实上，当二氧化碳溶解在水中时，由于h
和hco
3-离子的离解，会形成二氧化碳并降低水溶液的ph。
[0069]
可将二氧化碳吹入颗粒间空腔内，形成流动，以这种方式使二氧化碳溶解在硅酸钠水性分散体的水中。
[0070]
此外，上述指出的其他类型的无机粘合剂与二氧化碳的反应方式与硅酸钠相同，产生相应的化合物，从而导致粘合剂的硬化。
[0071]
此外，事实证明，将放置在其成型支持物上的已经压实的板材插入腔室内，在该腔室内空气已被提取并形成了真空，这是特别有利的。
[0072]
事实上，在腔室内部产生真空后，颗粒间空腔实际上没有空气；此时，只需在腔室内吹入二氧化碳，二氧化碳在颗粒间空腔内扩散，因此溶解在粘合剂的水性分散体的水中，导致加速粘合剂和混合物的硬化。
[0073]
有利地，该过程也可以更有效地进行，例如，通过在真空环境中进行混合物的振动压制，以去除颗粒间空腔中的空气，然后继续将二氧化碳直接吹入振动压缩腔室中，而无需将制品转移到特殊腔室中。
[0074]
以这种方式，制品在压实腔室中被压实，在排出残余二氧化碳后，已经硬化，并具有机械一致性，因此其可被轻松处理。
[0075]
在本实施方案中，还必须随后干燥制品，以去除其中所含的水。
[0076]
即使在去除水后，该制品充分硬化和坚固，即具有良好的机械强度，然而其对大气介质(如湿气和水)的耐性较差。
[0077]
这些大气介质可能导致硬化反应的一种退化，从而导致制品，即硬化板材的剥落。
[0078]
为了使干燥的和硬化的制品固结，并使其具有良好的大气介质的耐性，优选将制品加热到至少等于约650℃且不高于约700℃-750℃的预定温度，以防止膨胀材料颗粒崩塌。
[0079]
制品可以用合适的加热梯度加热，然后用合适的冷却梯度冷却。
[0080]
特别地，制品的加热温度和随后的烧制选择为优选接近650℃。
[0081]
使用该行业已知的炉，平板制品的加热和烧制可用于上述两种硬化过程。
[0082]
具体地，加热步骤可涉及不太快的梯度，优选小于20℃/分钟，至高达约250℃-300℃，以便逐渐消除混合物中仍然存在的化学结合的水，并将其完全提取。
[0083]
该水是在高达100℃的先前加热步骤期间未被去除的残余水，该后一步骤的唯一目的是通过蒸发去除仍然游离的水。
[0084]
如上所指出的，粘合剂可任选地包含粉末形式的增塑剂，例如选自偏高岭土、高岭土和粘土、以及硅胶(胶体二氧化硅)。这些增塑剂可以单独存在于粘合剂中，或者可以混合在一起。
[0085]
此外，这些增塑剂除了改变混合物的流变性和塑性外，还可能引起火山灰类型的反应，其在硬化后增加无机粘合剂的强度。
[0086]
上述制品的结构导致密度降低，其可有利地为0.45至0.7kg/dm3，因此使制品比该行业已知的制品轻。
[0087]
该优点在建筑学、家具和建筑行业特别有用，特别是在制品的运输、处理和使用期间。
[0088]
有利地，粘合剂的组合物可包含其他添加剂，例如本身类型已知的着色剂或抗菌添加剂。
[0089]
迄今为止，说明书中所描述的制品的结构从例如，来自意大利专利申请号102019000010338中已知。
[0090]
根据本发明，制品包括与该制品的骨料集成为一体的衬里层。
[0091]
优选地，衬里层是薄的，即其厚度为约0.2mm至1mm，优选为0.3mm至0.7mm。
[0092]
术语“一体(integral)”被理解为是指在制品制造过程期间，直接在膨胀材料颗粒的骨料上形成衬里层；不同于现有技术的覆盖面板，所述衬里层在制品生产后就与制品结合在一起。
[0093]
与现有技术相比，衬里层及其在制品上形成的方法代表了本技术的技术的优点。
[0094]
特别地，衬里层旨在将制品放置到适当位置后保持可见，因此，除了一种用途之外，衬里层还可具有装饰功能。
[0095]
此外，由于衬里层的存在，不仅可以避免使用覆盖面板，还可以避免使用通常用于将其与制品连接在一起的胶黏剂；没有胶黏剂层有助于进一步减轻制品的重量。
[0096]
优选地，衬里层是玻璃基和/或陶瓷/粘土基搪瓷，并且优选地包括至少一个由滑动件组成的内部基底和至少一个外部保护基底。
[0097]
由于该组成，衬里层除了具有装饰功能外，还为制品提供了对磨损和使用后的侵蚀剂的高抗性。
[0098]
外部保护基底优选由透明或有色的釉形成，因此不透明。
[0099]
釉，也被称为“玻璃料”，由一种特殊类型的无定形玻璃材料组成。
[0100]
内部基底与膨胀材料颗粒的骨料是一体的，而化学结合到内层的外部基底旨在将制品现场铺设后保持可见。
[0101]
如现有技术所知，滑动基底是一种基于粘土的层，其直接应用于膨胀材料颗粒的骨料上；并且可在应用透明釉之前，使用一种或多种合适的油墨，通过使用已知技术，例如数字打印或绘图仪打印或喷涂，打印和装饰在表面上，以实现各种装饰图案。
[0102]
衬里层的装饰效果取决于用于打印的油墨的颜色，也取决于用于保护基底的釉的
类型。
[0103]
滑动件和釉通常由水性分散体中的粉末形成，因此在将它们施加到制品后，必须干燥。
[0104]
衬里层优选地施加到已干燥制品的骨料上；此外，在应用衬里层之前，可预先对制品进行平滑处理，并任选地使用合适的无机灰泥进行抹灰。
[0105]
或者，可以通过上述干燥砾岩材料的制品的步骤来进行滑动件和釉的干燥。
[0106]
选择内部滑动基底、任何油墨和保护基底的釉的组成，以便在足够低的温度下进行其烧制，并且在任何情况下都低于烧制步骤期间由砾岩材料制成的制品的坍塌极限；因此，该温度不得大于约700-750℃。
[0107]
选择组成以便在制品的烧制期间获得具有与制品的热膨胀系数相似的热膨胀系数的衬里层。
[0108]
以这种方式，避免了被称为“裂纹玻璃”的裂纹的形成，且衬里层稳定地固定在膨胀材料颗粒的骨料上。
[0109]
具体地，该釉为低熔点类型，且其熔化温度低于在生产工艺的烧制步骤期间提供的制品的最高加热温度，即约700-750℃。
[0110]
为了获得较低的熔化温度，釉可包括例如较高的铅或钠和/或锌含量。
[0111]
此外，内部滑动层和任何油墨都具有特定的结构和化学组成，这使得它们适合与釉和制品一起烧制，以便化学粘合在一起。
[0112]
以这种方式，可以对由砾岩材料制成的制品和衬里层同时进行烧制。
[0113]
具体地，衬里层的烧制优选地涉及到化学结合到滑动件和/或任何油墨的釉的熔化，以便通过在工厂的单个工位中的单个加热和烧制步骤来创建保护性外部基底，从而减少总的处理时间。
[0114]
具体地，可在用于加热和烧制制品的同一个炉中进行烧制保护基底的步骤以及釉的熔化。
[0115]
或者，在不脱离本发明的保护范围的情况下，也可以单独进行制品和衬里层的烧制步骤。
[0116]
此外，通过将高强度元件应用于制品的与形成衬里层的一侧相对的一侧，即成品现场铺设后不可见的后侧，可以使制品具有更大的机械强度。
[0117]
例如，高强度元件可由通过粘结树脂施加到制品上的网格或织物组成，所述网格或织物例如由玻璃纤维或芳纶纤维或碳纤维制成。
[0118]
因此，在后一种配置中，制品的前部可见侧具有衬里层，后部具有高强度元件。
[0119]
本发明还涉及一种用于生产由砾岩材料制成的制品的方法，该制品为平板形式并包含上述类型的骨料。
[0120]
具体地，制造方法包括以下步骤：
[0121]-制备包含膨胀材料颗粒和粘合剂的初始混合物；
[0122]-将混合物沉积在临时支持物或模具上；
[0123]-压实混合物；
[0124]-硬化粘合剂和混合物，以形成骨料并获得平板形式的制品。
[0125]
粘合剂以足以衬起膨胀材料颗粒的受控最小量存在于混合物中，使颗粒之间形成
自由的颗粒间空腔，且其中仅含空气；因此，这些空腔不包含任何填充材料，例如填料。
[0126]
有利的是，压实步骤通过振动压制混合物来进行，并且模具或临时支持物的尺寸可能与待获得的制品的尺寸相对应。
[0127]
如上所述，混合物中使用的粘合剂包括硅酸钠的水性分散体或硅酸钾的水性分散体或胶体二氧化硅的水性分散体，或其混合物。
[0128]
粘合剂可任选地包含粉末形式的增塑剂，例如选自偏高岭土、高岭土和粘土、膨润土或硅胶(胶体二氧化硅)，其任选地混合在一起。
[0129]
粘合剂和混合硬化步骤可通过水的蒸发来进行，水的蒸发可通过加热来加速，并随后干燥制品。
[0130]
或者，硬化步骤可以通过将二氧化碳吹入膨胀材料颗粒之间的颗粒间空腔来实现，随后进行干燥并去除水，如上文已经描述的。
[0131]
溶解在水性分散体中的二氧化碳充当弱酸，用于与硅酸钠形成化合物，并加速粘合剂和混合物的硬化。
[0132]
该方法还涉及通过加热并随后烧制到预定温度(至少等于约650℃且不高于约700-750℃)并使用适当的热梯度来固结制品的步骤。
[0133]
如上文指出的，加热过程中的梯度可为约20℃/分钟，至250℃-300℃。
[0134]
该步骤在粘合剂硬化和干燥步骤的下游进行，并允许从制品中去除化学结合的残余水，并使其防水和防潮。
[0135]
根据本发明，该方法包括在制品的骨料的至少一个表面上施加薄衬里层的另外步骤。
[0136]
施加步骤优选在压实和干燥由砾岩材料制成的制品的步骤之后进行。
[0137]
在施加衬里层之前，优选对制品进行机械平滑，并任选地使用合适的无机灰泥进行抹灰。
[0138]
在施加步骤之后，衬里层与制品的骨料是一体的，即它保持与骨料的稳定连接。
[0139]
如上所述，关于制品，衬里层可由玻璃基和/或陶瓷/粘土基搪瓷组成。
[0140]
具体地，衬里层包括至少一个由滑动件组成的内部基底(任选其表面上打印并装饰有合适的油墨)和至少一个包括釉的保护性外部基底。
[0141]
在这方面，该方法可包括在滑动基底表面上通过数字打印、绘图仪打印或喷涂施加一种或多种油墨以产生各种装饰效果的步骤。
[0142]
滑动基底、任何油墨和釉通常由液体分散体中的粉末形成，因此它们在烧制之前必须干燥。
[0143]
此外，形成衬里层的材料适合在低于制品骨料的极限烧制温度的温度下烧制。
[0144]
特别地，保护基底的釉为低熔点型，且设计为在低于制品的加热和烧制期间可使用的极限温度的温度下熔化，该极限温度至多等于约700-750℃。
[0145]
为了获得较低的熔化温度，釉在其组成中可含有较高量的铅或钠和/或锌。
[0146]
此外，在单个加热步骤和使用单个炉的情况下，通过烧制衬里层和制品的骨料，可以完成制品的生产。因此，衬里层和制品的骨料的烧制可以在单个加热步骤中同时进行。
[0147]
因此，加热和烧制制品的步骤也用于将制品与预先施加的衬里层固结，并使衬里层与制品的骨料集成为一体。
[0148]
施加衬里层的步骤也可在烧制制品的骨料之后进行；在这种情况下，提供了用于烧制衬里层的第二步骤，所述第二步骤在用于烧制制品的骨料的步骤之后进行。
[0149]
该制品的生产方法可通过与相互不同且为现有技术所知的各种精加工步骤一起来完成，例如研磨衬里层的步骤。
[0150]
从上面的描述可以清楚地看出，由砾岩材料制成的制品及其制造方法如何能够有利地实现预定目的。
[0151]
特别地，很明显，与制品集成一体的薄衬里层的形成如何能够提供美学效果，而无需将制品与另外的覆盖面板结合在一起。
[0152]
因此，该功能能够缩短制造时间，简化生产工厂，避免制品的重量增加。
[0153]
显然，以上对应用本发明的创新原理的实施方案的描述是通过这些创新原理的示例提供的，因此不能将这些示例视为限制本文所要求的保护范围。
再多了解一些
本文用于企业家、创业者技术爱好者查询，结果仅供参考。
