连续生产装饰镶面板的方法和实施该方法的设备以及装饰覆面材料

申请号 CN01812269.8 申请日 2001-03-19 公开(公告)号 CN100413796C 公开(公告)日 2008-08-27
申请人 瓦伦丁·尤里耶维奇·列兹尼克; 康斯坦丁·维克托洛维奇·阿哈普金; 谢尔盖·叶夫根尼耶维奇·格里施恩科; 维克托·米哈伊洛维奇·梅列什科; 伊琳娜·弗拉迪米洛瓦娜·希图艾瓦; 发明人 瓦伦丁·尤里耶维奇·列兹尼克; 康斯坦丁·维克托洛维奇·阿哈普金; 谢尔盖·叶夫根尼耶维奇·格里施恩科; 维克托·米哈伊洛维奇·梅列什科; 伊琳娜·弗拉迪米洛瓦娜·希图艾瓦;
摘要 本 发明 涉及利用玻璃颗粒和耐火填料生产装饰覆面材料。本发明的连续生产装饰镶面板的方法包括将原料加载在铸模内,该铸模放置在开放的热绝缘托台上,然后在熔炉内以900-950℃的 温度 进行 热处理 。热处理之后,将带有模具的托台取出熔炉并在外界温度下冷却80到90秒使镶面板表面冷却到600-634℃。然后,将镶面板放置在封闭的热绝缘的空间内,该空间具有耐热性热阻壁,可以以0.016到0.020度/秒的平均冷却速度将镶面板表面冷却到100到140℃。
权利要求

1. 一种基于彩色玻璃颗粒和耐火填料连续生产装饰镶面板的方 法,所述方法包括:将原料加载在铸模内,然后在熔炉内以900-950℃ 的温度进行热处理以将原料熔化烘焙和结晶,并且在烧结之前降温 并随后烧结,其特征在于,将所述铸模放置在开放的热绝缘托台内, 其中在最高温度下热处理之后将托台推出所述熔炉并在外界温度下冷 却80到90秒使所述镶面板表面冷却到600-634℃,从而形成表面不规 则层,然后将所述镶面板放置在封闭的热绝缘的空间内,该空间具有 耐热性热阻壁,保证以0.016到0.020度/秒的平均冷却速度将所述镶面 板表面冷却到100到140℃,然后将镶面板进一步冷却到环境温度,最 后从铸模中取出镶面板。
2. 一种基于彩色玻璃颗粒和耐火填料连续生产装饰镶面板的设 备,所述设备包括:钟形熔炉;放置在热绝缘托台内的铸模,其中托 台设置有热绝缘盖子并成型为相互接触;紧密接头;用于步进地传送 托台的装置;以及用于将所述托台推靠在所述钟形熔炉上的机构,其 特征在于,所述设备进一步设置有操纵器用于将所述盖子从其中的所 述镶面板已经热处理过的所述托台上取开并且将所述盖子放置在离开 所述钟形熔炉的开放的托台上,以及设定将所述盖子放置在所述开放 的托台上的时间间隔的设定点控制装置,所述用于步进地传送所述托 台的装置的形式为封闭环的开放式平传送带。
3. 如权利要求2所述的设备,其特征在于,所述操纵器包括配备 有驱动器并且可以水平往复运动的滑车,具有限制轨道并且可以在竖 直方向往复运动的机架,以及竖直运动驱动器。
4. 如权利要求2或3所述的设备,其特征在于,所述操纵器包括 具有把手的枢转地连接于所述机架和所述竖直运动驱动器的弯曲拉 杆。
5. 如权利要求2所述的设备,其特征在于,所述用于对原料进行 热处理的铸模用石英陶瓷制作。
6. 如权利要求2或5所述的设备,其特征在于,所述热绝缘托台 周围的热绝缘材料的宽度至少是所述镶面板厚度的5倍。
7. 如权利要求2或5所述的设备,其特征在于,所述热绝缘托台 周围的和其中心的热绝缘材料的耐热性热阻比例为2.8到3.0。
8. 如权利要求6所述的设备,其特征在于,所述热绝缘托台周围 的和其中心的热绝缘材料的耐热性热阻比例为2.8到3.0。
9. 一种基于彩色玻璃颗粒和耐火填料的装饰覆面材料,根据颗粒 粉末技术利用烘焙然后结晶和烧结的如权利要求1所述的方法生产, 其形式为具有不规则内表面的镶面板,其特征在于,所述镶面板的表 面制成为不规则,具有直接从热处理过程获得的27到1560微米的最 大微观粗糙度高度。
10. 如权利要求9所述的材料,其特征在于,相同的镶面板的表 面可以同时包含具有不同粗糙度的部分。
11. 如权利要求9或10所述的材料,其特征在于,所述材料的表 面层包含重量百分含量为15到100%的耐火填料。
12. 如权利要求9到10中任一项所述的材料,其特征在于,所述 表面层的厚度为1毫米到20毫米。
13. 如权利要求11所述的材料,其特征在于,所述表面层的厚度 为1毫米到20毫米。
14. 如权利要求9到10中任一项所述的材料,其特征在于,对于 所述耐火填料来说,使用颗粒大小为0.15毫米到1毫米的石英砂、花岗岩聚合物
15. 如权利要求11所述的材料,其特征在于,对于所述耐火填料 来说,使用颗粒大小为0.15毫米到1毫米的石英砂、铝、花岗岩聚合 物。
16. 如权利要求12所述的材料,其特征在于,对于所述耐火填料 来说,使用颗粒大小为0.15毫米到1毫米的石英砂、铝、花岗岩聚合 物。
17. 如权利要求13所述的材料,其特征在于,对于所述耐火填料 来说,使用颗粒大小为0.15毫米到1毫米的石英砂、铝、花岗岩聚合 物。

说明书全文

技术领域

发明涉及基于玻璃颗粒和耐火填料生产装饰覆面材料,并且 特别地涉及一种用于连续生产装饰镶面板的方法和实施所述方法的设 备以及装饰覆面材料。

背景技术

已经公知一种用于基于彩色玻璃颗粒和诸如石英砂的耐火填料连 续生产装饰镶面板的方法,该方法包括将原料一层一层地放置在铸模 内,然后在隧道式烘炉内进行热处理以将原料熔化烘焙烧结(USSR 发明人证书No.1546442,C1.C03B 31/00,1990年公布)。
已知方法的一个不足在于所得到的镶面板的质量差,也就是说: 由隧道式烘炉内的镶面板的深度和表面上的显著温差以及吸入的冷空 气导致的翘曲和破裂。
就技术实质和所能获得的结果而言,与本发明的方法最接近的在 先技术是一种用于基于彩色玻璃颗粒和诸如石英砂的耐火填料生产装 饰镶面板的方法,该方法包括将原料加载在铸模内,然后在熔炉内以 900-950℃的温度进行热处理以将原料熔化、烘焙和结晶,在烧结之前 在2到8分钟之内温度下降到700-650℃,即平均速度为0.85度/秒, 随后从650℃烧结到450℃,该过程需要30到40分钟,即平均速度 为0.097度/秒,然后在450℃到50℃的温度范围内持续10到15分钟, 即平均速度为0.555度/秒(USSR发明人证书No.925883,C1.C03B 31/00,1982年公布)。
该用于生产装饰镶面板的已知方法的不足在于烧结镶面板的质量 差,因为高冷却速度导致在烧结过程中(产生残余应)以及进一步 冷却过程中(其中产生暂时应力)在镶面板的深度和表面上的较大温 差。还有,初始阶段(烧结之前)的低冷却速度导致高温在铸模上的 额外影响,这样导致它们的变形并因为它们的较大的可变厚度差和平 整度误差影响镶面板的质量。
已经公知一种用于基于彩色玻璃颗粒和诸如石英砂的耐火填料连 续生产装饰镶面板的设备,该设备包括具有加热区、烧结区和冷却区 的隧道式烘炉,该烘炉设置有辊式传送机用于传送带有原料的铸模 (USSR发明人证书No.1546442,C1.C03B 31/00,1990年公布)。 该已知设备的不足在于,因为冷空气吸入其中并且由长时间置于高温 中导致的铸模和辊式传送机的变形,所带来的相当大的功率密度和显 著的原料消耗率以及产品的低质量。
就技术实质和所能获得的结果而言,与本发明的设备最接近的在 先技术是一种用于基于彩色玻璃颗粒和诸如石英砂的耐火填料连续生 产装饰镶面板的设备,该设备包括钟形熔炉;放置在热绝缘托台内的 铸模,其中托台设置有热绝缘盖子并成型为相互接触;紧密接头;用 于步进地传送托台的装置;以及用于将托台推靠在钟形熔炉上的机构 (俄罗斯专利No.2004507,C1.C03B 31/00,1993年公布)。
该用于生产装饰镶面板的已知设备的不足在于:
因为在烧结镶面板时和烧结后的高冷却速度引起的在镶面板的深 度和表面上的较大温差以及因为冷空气吸入其中(如果盖子发生变 形)引起的不可控制的温差,托台相互之间的边缘效应和热效应,从 而削弱烧结并且降低产品使用率;以及
由机械作用和长时间置于高温中导致的托台和盖子的变形,因而 降低设备的使用寿命并且影响镶面板的质量(增大它们的可变厚度差 和平整度误差)。
已经公知一种基于彩色玻璃颗粒和耐火填料所生产的多层装饰覆 面材料,该材料包含光学玻璃废料作为玻璃颗粒,并且作为耐火填料 的石英砂在结构底层中的重量百分含量为26到34%(USSR发明人证 书No.1806107,C1.C03C 14/00,1993年公布)。
已知材料具有下降的机械属性,特别是高磨损性。
就技术实质和所能获得的结果而言,与本发明的材料最接近的在 先技术是一种基于彩色玻璃颗粒和耐火填料根据颗粒粉末技术利用烘 焙然后结晶和烧结的方法所生产的多层装饰覆面材料,该材料包括玻 璃颗粒和耐火填料混合物的结构层,其中耐火填料的重量百分含量为 0到14.7%,以及由彩色玻璃颗粒组成的3毫米到7毫米厚的装饰层 (美国专利No.5,649,987,C1.65/17,5,1997年公布)。
已知装饰覆面材料的缺点在于包括两个不同的层,不连续的玻璃 颗粒顶面层和烧结的镜面,导致物理化学属性和热学属性的下降。还 有,表面层的单一镜面当光照时发亮,这样影响装饰覆面材料的美感, 并且当将其用于铺设地板时,导致滑动使得这种地板不安全。

发明内容

本发明解决了以上技术问题,提供一种用于连续生产装饰镶面板 的方法和实施所述方法的设备,通过降低在烧结过程中和烧结后在镶 面板的深度和表面上的温差可以消除目前已知的方法和设备的上述缺 点,并且还提供一种具有提高的物理化学属性、热学属性和美感的装 饰覆面材料,从而扩大了它的应用领域并且提高了装饰覆面材料的设 计能力。
利用该基于彩色玻璃颗粒和耐火填料连续生产装饰镶面板的方法 可以获得上述技术效果,该方法包括:将原料加载在铸模内,然后在 熔炉内以900-950℃的温度进行热处理以将原料熔化、烘焙和结晶, 并且在烧结之前降温并随后烧结,将铸模放置在开放的热绝缘托台 内,其中在最高温度下热处理之后将托台推出熔炉并在外界温度下冷 却80到90秒使镶面板表面冷却到600-634℃,然后将托台放置在封 闭的热绝缘的空间内,该空间具有耐热性热阻壁,保证以0.016到0.020 度/秒的平均冷却速度冷却到100到140℃。
利用该基于彩色玻璃颗粒和耐火填料连续生产装饰镶面板的设备 也可以获得上述技术效果,该设备包括:钟形熔炉;放置在热绝缘托 台内的铸模,其中托台设置有热绝缘盖子并成型为相互接触;紧密接 头;用于步进地传送托台的装置;以及用于将托台推靠在钟形熔炉上 的机构,该设备进一步设置有操纵器用于将盖子从其中的镶面板已经 热处理过的托台上取开并且将盖子放置在离开钟形熔炉的开放的托台 上,以及设定将盖子放置在开放的托台上的时间间隔的设定点控制装 置,用于步进地传送托台的装置的形式为封闭环的开放式平传送 带。
本发明的可选实施例之一中操纵器包括配备有驱动器并且可以水 平往复运动的滑车,具有限制轨道并且可以在竖直方向往复运动的机 架,以及竖直运动驱动器。
本发明的另一个可选实施例中操纵器包括具有把手的枢转地连接 于机架和竖直运动驱动器的杆。
建议用石英陶瓷制作用于对原料进行热处理的铸模。
本发明的一个可能的可选实施例中,托台周围的热绝缘材料的厚 度至少是镶面板厚度的5倍。
还建议托台周围的和其中心的热绝缘材料的耐热性热阻比例为 2.8到3.0。
利用第三个主题可以获得上述技术效果,基于彩色玻璃颗粒和耐 火填料的装饰覆面材料,根据颗粒粉末技术利用烘焙然后结晶和烧结 的方法生产,其形式为具有不规则内表面的镶面板,具有直接从热处 理过程获得的27到1560微米的最大微观粗糙度高度。并且,材料的 表面层可以包含重量百分含量为15到100%厚度为1毫米到20毫米 的耐火填料,而该镶面板的表面可以同时包含具有不同粗糙度的部 分。
对于耐火填料来说,可以使用颗粒大小为0.15毫米到1毫米的 石英砂、花岗岩聚合物
在所要求保护的用于基于彩色玻璃颗粒和耐火填料连续生产装饰 镶面板的方法中,相比于已知方法平均冷却速度在主要冷却区域内的 降低5倍以上并且在进一步冷却过程中降低30倍以上,导致在产品 厚度上的温差减小并且提高烧结质量,从而提高产品使用率。
这是可能实现的,因为在烧结过程中带有材料的铸模是放置在封 闭的热绝缘空间内,而不是在隧道式烘炉内进行产品烧结处理,托台 壁和盖子的热绝缘性选择为不需要另外的热量供给,即没有额外的能 量消耗。
在所要求保护的方法中,烧结之前以3倍于在先技术的速度将坯 料表面温度下降到600-634℃(在最相关的技术中,下降到650-700℃), 使得设备包括托台和盖子上的热效应降低,以防止它们变形并从而消 除冷空气不规律地到达烧结处理中的热坯料并且降低在产品厚度和表 面区域上的温差。托台和盖子变形的防止减小了坯料的可变厚度差和 平整度误差,从而提高镶面板的质量并且增大产品可用率。这也增加 了设备的使用寿命。
所要求保护的用于连续生产装饰镶面板的设备使得烧结过程中以 及随后在产品厚度和表面区域上的温差降低,导致烧结的改善和产品 可用率的增大。
而且,所要求保护的设备还使得托台和盖子的变形减小,从而提 高烧结质量和改善镶面板的几何形状,并且延长了设备的使用寿命。
在所要求保护的设备中使用操纵器,用于将盖子从其中的镶面板 已经热处理过的托台上取开并且将盖子放置在离开钟形熔炉的开放的 托台上,以及用于设定时间间隔的设定点控制装置,使得能够将产品 快速冷却到希望的温度并且在封闭空间内从较底的可控制温度开始冷 却产品,从而通过选择最佳的冷却时间可以显著地降低产品在烧结过 程及之后冷却的平均速度,因此提高烧结质量。
而且,操纵器以及用于设定时间间隔的设定点控制装置的使用避 免设备,尤其是盖子的金属炉盖长时间置于高温下,这样防止它们变 形并从而消除冷空气不规律地到达烧结处理中的热坯料,并且因此通 过降低在产品厚度和表面区域上的温差改善烧结。
形式为封闭环的开放式水平传送带的用于步进地传送托台的装置 能够避免热效应和减小因托台相互之间的热学效应和机械影响而导致 的变形,从而提高烧结质量和改善产品的几何参数,并且从而增大产 品可用率并延长了设备的使用寿命。
用石英陶瓷制作用于对原料进行热处理的铸模能够减小对产品边 缘的额外冷却,并避免当铸模离开加热的钟形熔炉并进入车间环境中 时在周期性温度急增期间的铸模变形和破裂的影响,因此延长了设备 的使用寿命。
而且,用石英陶瓷制作的铸模具有最小的线性热膨胀系数,当它 随坯料一起冷却时,其线性尺寸不会显著地减小-允许坯料容易地从 铸模中取出的因素。
托台周围的热绝缘材料的宽度是镶面板厚度的5倍使得能够减小 边缘效应镶面板端面的递减冷却,从而改善烧结。如果托台周围的和 其中心的热绝缘材料的耐热性热阻比例为2.8到3.0的话,这种效果 将更加显著。
附图说明
以下将参照示意一个特定实施例的附图详细说明本发明,其中:
图1是一个图表,示出在热处理期间镶面板表面温度如何变化;
图2是一个示意平面图,示出用于连续生产装饰镶面板的设备;
图3是沿图2中的III-III线的设备的截面图;
图4是沿图2中的IV-IV线的设备的截面图;
图5示出利用本发明的装饰覆面材料制作的镶面板;以及
图6和7图7示出研究根据本发明生产的样品1号和2号后所得 到的表面粗糙度轮廓曲线。
优选实施例
连续生产装饰镶面板的方法如下实施。
预先将混合并润湿好的组分:具有1.6毫米到5毫米的颗粒大小 的彩色玻璃颗粒和耐火填料,填充到预先清洁过的铸模中放置在石英 砂薄层上。
如上准备好的四个铸模放置在热绝缘的托台的凹槽内,该托台沿 其底部周边紧靠在预加热到900-950℃的钟形熔炉上。在该位置,托 台被保持40到45分钟。
图1是实验结果的图表,示出在热处理期间镶面板表面温度如何 变化。
经过43分钟,原料在石英铸模中被强烈加热。在这一位置,原 料被熔化、烘焙和结晶。此后,将带有铸模的加热的托台推出熔炉, 在外界中冷却80到90秒。此后,镶面板表面被冷却降温到600-634 ℃。在此温度,托台被热绝缘盖子覆盖,这样将镶面板放置在封闭的 热绝缘的空间内。封闭的热绝缘的托台的壁的耐热性热阻应当选择 为,镶面板表面以0.016到0.020度/秒的平均冷却速度冷却到100到 140℃,同时封闭的热绝缘的空间内的冷却时间范围为7.5到7.8小时。
一旦镶面板表面冷却到100到140℃,盖子从热绝托台上取开, 并且将托台在环境温度中保持1到1.2小时。总的冷却时间是9小时。
当镶面板被冷却后,利用金刚石刀具对其端面进行机加工以获得 具有精确几何尺寸的镶面板。机加工之后,在质量控制部对镶面板 进行检查并送入贮藏室。
图2示出用于连续生产装饰镶面板的设备,包括钟形熔炉1,放 置在热绝缘托台3内的模具2,其中一些托台3具有热绝缘盖子4。 该设备设置有一种用于将托台3逐步传送到钟形熔炉1的装置,传送 装置的形式为封闭环的开放式水平传送带5并且包括前移轨道6、转 换轨道7、反向轨道8和装载轨道9。
如图3所示,该设备设置有用于将带有模具2的热绝缘托台3从 底部推动到钟形熔炉1的机构10。该设备进一步设置有操纵器11和 设定点控制装置(未示出),用于当将热绝缘盖子4放置在热绝缘托 台3上时设定时间间隔。
托台3周围的热绝缘材料12的耐热性热阻是其中心部分的热绝 缘材料的耐热性热阻的2.8到3.0倍。
滑架14放置在固定于机架13的传送带5的轨道上。在每个滑架 14上(图2、3和4),放置有带有石英陶瓷模具2的托台3,其中原 料——彩色玻璃颗粒和耐火填料——放置在模具内。在每个托台3的 周围,设置有凹槽16(图3),该凹槽内填充有密封材料。
前移轨道6、转换轨道7、反向轨道8和装载轨道9(图2)形成 封闭环的开放式水平传送带5,具有十六个位置“A”到“P”,在位 置“D”到“G”和位置“J”到“N”托台3被热绝缘盖子4封闭(图 3和4)。
在其周围,每个盖子4设置有薄边密封17(图4),并且在每个 盖子4的顶部是紧固夹18(图4)。
在位置“B”(图2),带有电加热器19的钟形熔炉1安装在前 移轨道6之上。钟形熔炉1在其周围的底部设置有薄边密封20。
在位置“B”的托台3下面(图3),底座21上安装有用于将托 台3推动到钟形熔炉1底部的机构10。用于推动托台3的机构10包 括一个(未示出)、导轨22、一个液压起重油缸23、以及带有一 个密封套筒25和一个压板26的杆24。为了向熔炉推动托台3,可以 使用设置有电驱动装置的机械设备。
轨道27(图2和3)位于连接位置“C”和“N”(图2)的直 线之上,其上安装有操纵器11用于当镶面板经过热处理后从托台3 取下盖子4(图2,位置“N”)以及将盖子放在离开钟形熔炉1的打 开的托台3上(图2,位置“C”)。
操纵器11包括一个用于在轨道27上水平往复运动的滑车28(图 3),安装在轮子29上并且设置有一个由电机30、连接于滑车28的 链条31和传动链轮32组成的链传动装置。在滑车28上,在其顶部 固定有一个带有杆34的液压传动装置的油缸33,滑车28设置有用于 杆34的开口。可以不用液压传动装置,取而代之的是电传动装置。 限制导轨35连接于滑车28的底面,其上设置有机架36用于沿竖直 方向往复移动,其中枢轴37固定在其侧面。机架36设置有用于杆34 的开口,在其底端固定有具有枢轴的套筒38。套筒38的枢轴通过设 置有把手40的弯曲拉杆39运动上连接于机架36的枢轴37。
每个轨道——前移轨道6、反向轨道8、装载轨道9和转换轨道7 (图2)——设置有一个链传动装置41(图3),其中板42连接于每 个滑架14的前壁,板43连接于链传动装置41。在装载轨道9(图2) 上安装有用于往复移动的具有上轨道45的装载滑车44(图3),在 转换轨道7(图2和4)上安装有用于往复移动的具有上轨道47的转 换滑车46(图4)。该设备设置有和轨道转换装置48(图2)设定点 控制装置(未示出)用于设定时间间隔。
用于连续生产装饰镶面板的设备的运行如下。
滑架14(图3和4)上的所有位置“A”到“G”和“J”到“O” (图2)(总共13个)装有热绝缘托台3(总共13个)。在位置“D” 到“G”(图2)和“J”到“N”,托台3(图3和4)被热绝缘盖子 4封闭(总共9个)。
在位置“A”(图2),在热绝缘托台3的凹槽内(图3和4)安 装有石英陶瓷模具2,其中填充有原料15:彩色玻璃颗粒和耐火填料。 随后,模具2放置在所有托台3的凹槽内。
利用自动控制系统(未示出)或者手工地开启链传动装置41(图 3),并且利用连接于其的板43和连接于每个滑架14的前壁的板42, 位于前移轨道6(图2、3和4)上的所有的滑架14和热绝缘托台3 一起移动一步。位于位置“A”(图2)的带有热绝缘托台3的滑架14
(图3和4)移动到位置“B”,放置在带有电加热器19的预加热的 钟形熔炉1下面(图3)。
链传动装置41当移动一步时,被轨道转换装置48’(图2)停 止。此后,转换轨道7(图2)、反向轨道8和装载轨道9上的链传 动装置顺序运行,并且整个封闭环水平传送带周围的带有托台3的每 个滑架14向前移动一步。转换轨道7和装载轨道9(图2)上的链传 动装置是可逆的。
不同于滑架14分别在前移轨道6和反向轨道8上的移动(图2), 滑架14分别在转换轨道7和装载轨道9上的移动分别由转换滑车46
(图4)和装载滑车44(图3)控制,一旦当转换滑车46的上轨道47
(图4)对齐反向轨道8(图2),以及上轨道45(图3)对齐前移轨 道6(图2、3和4)时,移动过程结束。
在位置“O”或“P”(图2),镶面板从模具2取出(图3), 并且新制备的带有原料的模具2放置在托台3内。这些操作也可以在 位置“A”进行。
在将带有热绝缘托台3和填充有原料15的模具2的滑架14(图 3和4)放置在加热的钟形熔炉1下面(图3)的同时,轨道转换装置 48’(图2)启动转换轨道7和装载轨道9上的链传动装置将滑车46 (图4)从位置“I”返回到位置“H”(图2)以及将滑车44(图3) 从位置“A”返回到位置“P”。此时,轨道转换装置48’(图2)启 动推动机构10的液压起重机的泵(未示出),并且利用带有固定于 其端部的压板26的杆24(图3),热绝缘托台3和填充有原料15的 模具2被提升起来,并且热绝缘托台3的顶部围绕其周边压靠于钟形 熔炉1。这时,钟形熔炉1的沿其下周边布置的薄边密封20进入沿托 台3的上周边布置并填充有密封材料的凹槽16内。
在将托台3密封在钟形熔炉1下面的同时,启动接触开关(未示 出)以开启定时继电器(未示出),该定时继电器每43±1分钟发送 一个指令以启动泵(未示出)以使得推动机构10下降到其初始位置 (可以使用电子传动装置)。当带有模具2的热绝缘托台3降低到安 装在前移轨道6(图2、3和4)上的滑架14上时,操作接触开关(未 示出)以开启链传动装置41(图3),并且利用板43和42,滑架14 和热绝缘托台3以及模具2一起移动一步。托台3从位置“B”(图2) 移动到位置“C”。链传动装置41(图3),当移动一步时(到达位 置“C”(图2)),被轨道转换装置48”(图2)停止。
滑架14和热绝缘托台3以及模具2(图3)一起位于位置“C” (图2)时,操作轨道转换装置48”以开启用于设定时间间隔的设定 点控制装置(未示出)以及操纵器11的可逆电机30(图3)。操纵 器11的链条31移动操纵器11的滑车28,其轮子29安装在轨道27 上位于位置“N”(图2)之上,其中链条31刚性地连接于操纵器11 的滑车28的上平面,由操纵器11的链轮32带动并由可逆电机30驱 动。
当滑车28(图3)接近位置“N”(图2)时,操作轨道转换装 置48”’开启操纵器11的液压起重机的泵(未示出),并且利用向 上移动的杆34(图3)以及运动学上地连接于套筒38和机架36的枢 轴37的弯曲拉杆39,收缩位于紧固夹18(图4)下面的固定在热绝 缘盖子4(图4)上的操纵器11的把手40。当杆34(图3)进一步向 上移动时,操纵器11的机架36被套筒38套紧向上移动到操纵器11 的滑车28的底面。一旦当机架36接触滑车28的底面时,接触开关 (未示出)被启动以开启操纵器11的可逆电机30。操纵器11的链条 31通过链轮32沿轨道27向着位置“C”(图2)移动操纵器11的滑 车28,并且通过轨道转换装置48IV将操纵器11和盖子4(图3)一起 停止在位置“C”(图2)之上。
用于设定时间间隔的设定点控制装置(未示出),计数一个预定 时间间隔(80到90秒)后,发送信号以启动操纵器11的液压起重机 的泵(未示出),并且操纵器11的杆34(图3)下降。随着杆34一 起,操纵器11的安装于其上的套筒38和机架36也向下移动。操纵 器11的机架36下降到导轨35的止档。
此时,热绝缘盖子4(图3和4)下降到热绝缘托台3的顶部上, 并且盖子4的薄边密封17进入托台3的填充有密封材料的凹槽16内。
杆34(图3)和具有枢轴38的套筒一起继续下降,并且弯曲拉 杆37和操纵器11的运动学上地连接于机架36的枢轴37以及套筒的 枢轴38的把手40一起侧向移动,从而把手40从紧固夹18(图4) 下面移动到热绝缘盖子4上面。
将带有模具2的热绝缘托台3传送到电钟形熔炉1下面的过程以 及托台3在位于从“A”到“P”的所有位置(图2)上的滑架14上进 一步的逐步移动连续重复,类似地,通过操纵器11将盖子4从位于 位置“N”(图2)的托台3(图3和4)移动,期间将其放下一段由 用于设定时间间隔的设定点控制装置预先确定的时间延迟,然后到达 位于位置“C”(图2)的托台3上的机械化移动也连续重复。
由于在镶面板的厚度和表面区域上的温差降低两倍多,烧结质量 得以提高,因此通过降低它们的可变厚度差和平整误差提高了镶面板 的质量,从而将产品可用率提高了1.5倍以上。
由于它们经受到较底的热暴露和机械作用而使得设备尤其是托台 和盖子变形降低,这使得设备的使用寿命延长了两倍多。
示例
尺寸为330×430毫米的由石英陶瓷制成的模具首先清除掉灰尘、 污物和粘接的颗粒,然后在里面涂上陶土并干燥。
一层2毫米厚的石英砂和一层20毫米厚并湿润成4%水分含量的 彩色玻璃颗粒和耐火填料的混合物填充到模具内,这样在底部干燥并 填充混合物。
为了生产淡蓝色的装饰镶面板,使用了大小为1.6毫米到5毫米 的彩色玻璃颗粒并且包含以下化学组分(重量百分比):SiO2-60.0; Na2O-16.8;CaO-5.6;Al2O5-5.8;P2O5-9.1;NaNO3-1.5;CuSO4-0.8; CuO-0.4。
四个填充有均匀混合物的模具放置在热绝缘托台的凹槽内,然后 该托台放置在预加热到930℃的电钟形熔炉下面并且沿其底部周边紧 靠在其上。
在该位置,托台被保持43±1分钟。在加热过程中,混合物熔化、 烘焙和结晶。
混合物在最大温度下热处理之后,将托台沿水平方向推出熔炉到 温度为20到30℃的生产车间环境中。将加热的托台沿水平方向推出 熔炉防止熔炉对镶面板的额外的热效应,这样确保最大的冷却速度, 当将镶面板冷却降温到600-634℃时。另外,这也消除了托台相互之 间的不可控制的热效应(如果托台不是沿水平方向推出的话就会发生 这种效应)以及它们相互之间的机械影响。
在环境温度下托台被保持80到90秒,镶面板表面被冷却降温到 600-634℃。如果带有镶面板的托台在环境温度下保持超过90秒,镶 面板将被冷却到600℃以下,但是这对于镶面板是有危险的,因为会 在镶面板内出现残余应力。在环境温度下的冷却时间减小到小于80 秒导致镶面板表面温度增大,而这将转而增大镶面板在烧结过程中冷 却的冷却速度以及托台的热绝缘盖子的金属网屏上的热量(当托台用 盖子覆盖住的时候),因为镶面板的高温和暴露时间长。盖子网屏的 过热导致其变形和不可控制的将冷空气吸到被加热的镶面板,导致烧 结的较差质量和设备的较短使用寿命。
托台在环境温度下保持80到90秒之后,带有被加热的镶面板的 托台被热绝缘盖子覆盖,这样将镶面板放置在封闭的热绝缘的空间 内。该封闭的热绝缘的空间的壁的耐热性热阻为,当从600-634℃冷 却到100到140℃时,确保镶面板的0.016到0.020度/秒的平均冷却 速度(镶面板的冷却时间则为7.5到7.8小时)。一旦镶面板冷却到100 到140℃,热绝缘盖子从热绝托台上取开,并且将托台在环境温度中 保持1到1.2小时。镶面板的总冷却时间是8.5到9小时。
实验表明在镶面板的该平均冷却速度下,产品的可用率增加了1.5 倍。设备尤其是托台和盖子暴露于高温的较短时间以及托台相互之间 的机械影响的消除使得设备的使用寿命延长了两倍多。
装饰覆面材料的生产如下。
预先混合并湿润的组分-彩色玻璃颗粒和耐火填料,例如石英 砂,它们在混合器中形成均匀分布颗粒的均匀混合物-填充到预先清 洁过的铸模中放置在作为均质层的石英砂薄层上。
装饰覆面材料的表面层的耐火填料,例如石英砂的量的范围可以 是重量百分比15到100,表面层的厚度为1毫米到20毫米。
在可选实施例之一中,彩色玻璃颗粒和石英砂的均匀混合物的所 有表面区域另外涂敷有一层均匀的耐火填料,例如石英砂。
在其他实施例中,仅在均质层的表面的某些区域用孔版另外涂敷 有一层均匀的石英砂。
对于耐火填料来说,可以使用颗粒大小为0.15毫米到1毫米的 石英砂、铝、花岗岩聚合物。
将模具放置在热绝缘托台的凹槽内,该托台接触预加热到900-950 ℃的电钟形熔炉的底部并沿其周边压靠该钟形熔炉上。
原料被熔化、烘焙和结晶之后,当保持在钟形熔炉下面40到45 分钟时,将带有模具的托台离开钟形熔炉下面,并由热绝缘盖子覆盖。 在如此封闭的空间内,坯料被烧结并冷却到室温。
当装饰覆面材料的镶面板冷却之后,它们被从模具中取出,并且 对镶面板的端面进行机加工以获得镶面板的精确的总体尺寸。
示例1(图5,标号2和4,黑色区域)
将预先准备好的具有1.6毫米到5.0毫米的颗粒大小的彩色玻璃 颗粒(表1给出其化学成分和线性热膨胀系数)和具有0.15毫米到0.4 毫米的颗粒大小的石英砂(表1示出其在混合物中的百分比含量)加 载在配衡容器;用于玻璃颗粒的漏斗式料箱(容量150公斤)和用于 石英砂的料箱(容量40公斤)内。装饰覆面材料中石英砂的重量为22.5 公斤。
首先,向混合器,这里使用SBR-200混凝土混合器,提供一定量 的玻璃颗粒,该玻璃颗粒润湿到具有4%的水分含量,然后混合5分 钟(在启动之前,混凝土混合器窗口紧密关闭)。
然后,使用称重容器在其中加载石英砂,随后另外混合10分钟, 直到获得具有均匀分布的玻璃颗粒和石英砂的均匀混合物。
在将均匀混合物填充到模具内之前,模具被彻底清除掉灰尘、污 物和沾接的颗粒,并且在模具内壁涂上瓷土。
干燥后,一层2毫米厚的石英砂放置在模具底部。此后,一层20 毫米厚的均匀分布的玻璃颗粒和石英砂的均匀混合物的均匀层填充到 模具内(以得到12毫米厚的成品镶面板)。
四个如上所述准备并填充有原料的模具放置在热绝缘托台内之 后,该托台接触预加热的电钟形熔炉的底部并压靠该钟形熔炉上。钟 形熔炉内的温度设定为等于930℃,并且暴露时间为43±1分钟。热 处理之后,其中在该处理过程中混合物熔化、烘焙和结晶,将带有模 具的托台离开钟形熔炉下面,并由热绝缘盖子覆盖。
在此状态下,托台与模具和盖子一起被保持7.5到7.8小时,在 此期间发生烧结和冷却。此后,取开热绝缘盖子,装饰覆面材料的镶 面板冷却到室温。冷却之后,镶面板被从模具中取出,并且对镶面板 的端面进行机加工以获得具有300×400×12毫米的精确尺寸的镶面板。
示例2(图5,标号1)
所有的操作如示例1中一样,但是在将模具放置在热绝缘托台的 凹槽内之前,玻璃颗粒和石英砂的混合物的均匀层的整个表面另外涂 敷有1毫米到3毫米厚的石英砂均匀层。烘焙之后,多余的石英砂可 以容易地从顶层用硬刷去除。从而,形成一个粗糙表面层,它含有重 量百分比100%的石英砂并熔化为玻璃颗粒。
示例3(图5,标号2、3和4,灰色区域)
所有的操作如示例1中一样,但是在将模具放置在热绝缘托台的 凹槽内之前,玻璃颗粒和石英砂的混合物的均匀层的某些区域利用孔 版另外涂敷有石英砂均匀层。从而,在表面的不同区域石英砂量的范 围为重量百分比15到100%。
表1给出绿玻璃颗粒的成分,其中原料中石英砂的含量为重量百 分比15%。
由表1可以看出,在该示例中所生产的单层装饰覆面材料具有 102.5·10-71/℃的线性热膨胀系数,和混凝土的线性热膨胀系数相差 不超过±2.5%,因此保证了装饰覆面材料和混凝土的整体结构,这转 而也提高了混凝土上的装饰覆面材料的性能(使用寿命)。
已经确定了表面粗糙度如何取决于镶面板表面上的石英砂层的初 始厚度以及玻璃颗粒的颗粒尺寸。所提供的石英砂层越厚并且玻璃颗 粒越大,装饰覆面材料的表面越粗糙。
我们目前可以提供的装饰覆面材料的最粗糙的表面具有Rmax1560 的粗糙度(GOST 2789-73),即利用万能测量显微镜观察镶面板表面, 样品表面的粗糙度轮廓的高度“H”或者最高点和最底点之间的距离 等于1560微米。
其中一层由玻璃颗粒制成并且具有镜面发亮表面的已知的两层装 饰覆面材料(“玻璃膨胀石”)(样品1号),即最相关的在先技 术材料,的表面最大粗糙度已经利用252型表面粗糙度记录-指示器进 行过研究。
由对样品1号的研究所得到的表面粗糙度轮廓曲线表示在图6 中,其中垂直放大率为5000,水平放大率为50。
镜面的最大粗糙度高度为6.4微米。
表1
  彩色玻璃颗粒合成物-成分   绿玻璃颗粒合成物(重量百分比%)   SiO2   66.3   B2O3   1.5   K2O   5.4   Na2O   18.5   MgO   2.0   CaO   0.7   Cr2O3   1.0   F2   4.6   彩色玻璃颗粒的线性热膨胀   系数×10-71/℃   101   混合物中石英砂的含量(重   量百分比%)   15   装饰覆面材料的线性热膨胀   系数×10-71/℃   102.5
图7示出样品2号(示例1)(图5中黑色区域,标号2)的表 面粗糙度轮廓曲线。镜面的最大粗糙度高度为27微米。在该例中, 镶面板具有手感稍微粗糙的无光面(光线散射)。实际上没有镜面光 泽。就其产品而言,由黑玻璃颗粒和石英砂(重量百分比为15%)混 合而成的均匀混合物所生产的镶面板接近于天然花岗岩“辉长岩”。
由白玻璃颗粒和石英砂(重量百分比为15%)混合而成的均匀混 合物所生产的装饰覆面材料,就其产品而言,接近于天然汉白玉。
图5(标号2、3和4)示出示例3,其中在烘焙和结晶之前仅在 所形成的镶面板的某些表面区域利用孔版涂敷有石英砂的均匀层(重 量百分比为100%)。烘焙之后,多余的石英砂可以容易地从顶层(刻 模层)用硬刷去除。从而,在表面上形成结合于具有不同粗糙度的区 域的图案。
图5还示出宝石面板(标号3)和宝石图案(标号4)。
以类似的方式,可以生产具有粗糙线条的踏板以及墙壁和地板设 计件。
表2给出所要求保护的单层装饰覆面材料和已知的两层装饰覆面 材料(“玻璃膨胀硅石”)的相对照的物理化学属性、热学属性和性 能属性。
表2
  编号   特征   计量单位   最相关的在先技术的   两层装饰覆面材料   (“玻璃膨胀硅石”)   所要求保护   的单层装饰   覆面材料   1   密度   克/立方厘米   2.4(4)   2.42   2   吸水率   %   0.24(3)   0.13   3   压缩强度   公斤/平方厘米   260(3)   320   4   线性热膨胀系数   ×10-71/℃   116-124(4)   97.5-102.5   5   耐热性   ℃   300(4)   450   6   磨损性   克/平方厘米   0.81(1)   0.06
*(1)(USSR发明人证书No.1806107,C1.C03C 14/00,1993 年公布)
(3)(USSR发明人证书No.546569,C1.C03B 5/00,1974年公 布)
(4)(Bykov,A.S.,“Glass Expanded-Silica.Technology of Application  in Civil Engineering”(玻璃膨胀硅石,民用工程中的应用 技术)M.,1994年,第76页和81页)
从表2可以看出,本发明所公开的装饰覆面材料,其中该材料在 其整个厚度为单层材料并且具有均匀分布的组分-彩色玻璃颗粒和耐 火填料-并且其中耐火填料的含量范围为重量百分比15到100%,并 且具有不同的表面粗糙度,表示了这样一种材料,即不会分层,扩散 地反射光线,不滑动,并且其特性优于已知的两层装饰覆面材料(“玻 璃膨胀硅石”):压缩强度为1.23倍;耐热性为2.1倍;吸水率为1.85 倍;以及磨损性为13.5倍。
工业应用性
本发明可以用于民用和工业工程,并且特别是用于覆面建筑物的 外壁和内壁,例如地板,并且还可以用在家具业,特别是用于生产桌 面,制作耐久的艺术物品等等。
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