本发明涉及一种制造带纹理的人造石英石板材的方法和设备。
背景技术：
石英是地壳中第二丰富的矿物，也是最坚硬的天然材料之一。它的许多用途之一是用于“人造石”。人造石，包括人造石英石板材，已经成为世界各国许多国家常见的表面和台面选择。其应用包括厨房和浴室台面，桌子和桌面，地砖，食品服务区，墙面，以及其他各种水平和垂直应用。
人造石的生产通常涉及与聚合物，粘合剂，树脂，着色剂，染料等组合的颗粒材料，例如石英碎石，碎玻璃，岩石，卵石，沙子，贝壳，硅和其它无机材料。颗粒材料可以是不同的尺寸，从四百目到四目的颗粒尺寸，不同尺寸多种材料可以同时使用。聚合物可以包括诸如粘合剂，硬化剂，引发剂或这些物质组合的试剂。然后将粒状材料和聚合物，粘合剂，树脂，着色剂，染料等混合，产生稍微潮湿的混合物。该初始混合物可以通过粉碎机加工以减小组合颗粒的尺寸。所得到的更细的混合物可以倒入支撑模具，托盘或其他支撑结构中。然后将含有潮湿混合物的模具或托盘移动到带有背板的传送带上，然后将经过处理的微湿的板坯移入真空压机中压制。然后将压制后的材料移入固化炉中加热固化成硬化的石英石板。固化后，硬化的板材通常移动到研磨机中研磨到所需的厚度，然后切割，抛光而成制品。
人造石英石材料与普通天然石材例如大理石和花岗岩等相比有许多优点。与这些天然石材相比，人造石英石材料更硬，更坚固，吸水性更低，更耐沾污、更抗刮擦、更抗破损，更耐化学物质的腐蚀和更耐热。人造石英石材料的缺点之一是，与天然石材相比，其缺乏自然，随机的纹路和颜色。
技术实现要素：
针对现有技术所存在的问题，本发明提出了一种生产具有单色或多色纹理或图案的人造石英石板材的方法和设备。
本发明的技术解决方案是这样实现的：
一种设备，其包括第一移动装置，其用于移动板坯的第一部分相对于所述板坯的其他部分产生错位，从而在所述板坯上形成第一裂纹；以及第一喷射装置，其用于将第一色料喷射到所述板坯的第一裂纹中。当所述板坯的第一部分相对板坯的其他部分移动而产生错位时，所述板坯通常是处于微湿及柔软的状态。
具体的，所述第一移动装置包括第一提升杆或提升柱系，所述提升柱系包括一个以上可上下移动的顶柱；进一步的，所述提升柱系还包括支撑板，其位于所述顶柱上方，其上设置有与所述顶柱相对应的顶柱孔，所述顶柱可以穿过相应的顶柱孔上下移动。
所述第一喷射装置可以包括第一喷色杆，所述第一喷色杆上固定有多个喷嘴，所述多个喷嘴基本呈直线分布。
进一步的，所述设备可以包括第二移动装置，其可以在所述第一移动装置移动所述板坯的第一部分相对所述板坯的其他部分产生错位的同时，用于移动所述板坯的一个第二部分相对所述板坯的其他部分产生错位，从而在所述板坯上形成第二裂纹。所述设备可以包括第二喷射装置，其用于将第二色料喷射到所述板坯的第二裂纹中，所述第二喷射装置与所述第一喷射装置是不同的两个装置，以使得所述第一色料被喷射进入所述板坯的第一裂纹，而第二色料被喷射入所述板坯的第二裂纹。
也即，所述第二移动装置和第二喷射装置是分别相对于第一移动装置和第一喷射装置而言的另外的移动装置和喷射装置，分别用于形成不同于所述第一裂纹的另外的裂纹及将相应的色料喷射入所述另外的裂纹之中；换言之，所述设备的移动装置和相应的喷射装置分别可以包括两个以上并分别用于形成两个以上的裂纹及对所述裂纹喷射相应的色料。
进一步的，所述设备还可以包括输送装置；所述输送装置构造成用于移动所述板坯至所述第一移动装置的至少一部分的上方。
所述输送装置可以构造成用于移动所述板坯至所述第二移动装置的至少一部分的上方。
具体的，所述第一喷射装置可以包括第一喷色杆，所述第一喷色杆上固定有基本呈直线分布的多个喷嘴；所述第二喷射装置可以包括第二喷色杆，所述第二喷色杆上固定有基本呈直线分布的多个喷嘴。
进一步的，所述第一移动装置包括第一提升杆或提升柱系；所述第二移动装置包括第二提升杆或提升柱系；所述提升柱系包括一个以上可上下移动的顶柱，还可以包括支撑板，所述支撑板位于所述顶柱上方，其上设置有与所述顶柱相对应的顶柱孔，所述顶柱可以穿过相应的顶柱孔上下移动；所述第一移动装置和第二移动装置分别用以移动所述板坯的第一部分和第二部分相对板坯的其他部分产生错位。
进一步的，所述设备可以包括计算机处理器；和计算机存储器；所述计算机处理器通过所述计算机存储器中的软件来编程，用以控制所述第一移动装置移动所述板坯的第一部分相对板坯的其他部分产生错位并由此在所述板中形成所述第一裂纹；及用以控制所述第一喷射装置将第一色料喷射到所述第一裂纹中。
本发明同时提供了一种方法，该方法可以包括如下步骤：
移动板坯的第一部分相对板坯的其他部分产生错位，从而在所述板坯中形成第一裂纹；及
将第一色料喷射到所述板坯的第一裂纹中。
进一步的，该方法还可以包括：
移动所述板坯的第二部分相对板坯的其他部分产生错位，从而在所述板坯中形成第二裂纹；以及
将第二色料喷射到所述板坯的第二裂纹中；
并且所述移动板坯的第二部分相对板坯的其他部分产生错位的步骤，可以是在所述移动板坯的第一部分相对板坯的其他部分产生错位的同时进行。
该方法可以包括进一步的方法步骤，还可以采用如前所述的和在本申请中进一步指出的结构或设备实施。
本发明克服了人造石英石材料缺乏自然、随机的纹路和颜色的缺点，利用简便有效的方法及设备生产出具有单色或多色纹理或图案的人造石英石材料，其外观堪与天然石材相媲美，大大满足了市场的需要，从而也必然带来可观的经济效益。
附图说明
图1示出了本发明实施例的设备的顶部视图，左侧图和前视图，其中，图1中的设备处于第一状态；
图2示出了图1的设备的一部分的顶部，左侧和前部的局部放大视图，图1的设备的一部分在图2中可见，在图1中不可见，其中，图1中的设备处于第一状态；
图3示出了图1的设备的局部放大侧视图，其中，图1中的设备处于第一状态；
图4示出了图1的设备的透视图，其中，图1的设备处于第二状态；
图5示出了脚轮提升杆，其可用于代替图1的设备中的提升杆；
图6示出了根据本发明实施例形成的具有裂纹的板坯的图像；
图7示出了图1所示设备一些部件被更换后的侧视图；
图8示出了图1的设备中移动设备替换为提升柱系的结构示意图；
图9示出了图8中提升柱系的结构示意图；
图10示出了本发明实施例的计算机处理器及与其通信连接和/或为其所控制的组件的简化框图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明做进一步的具体说明。
如图1所示，本发明实施例的设备1，图中显示其处于第一状态。所述设备1包括第一伺服电机2，第二伺服电机4，第三伺服电机6，轨道8和10，提升杆12和14，喷色杆20和22，多个喷嘴24，多个喷嘴25，喷色杆结构41，用于驱动喷色杆旋转的第四伺服电机40，传送带26，辊子28，成型石英石板30和背衬片材料32。图1中所示的成型的石英石板30处于柔软微湿的状态下。
所述设备1还包括u形构件3，柱体5，构件7，构件9，构件11，齿轮13和齿轮15。u形构件3可以具有开口孔3a和3b，通过该开口孔3a和3b，插入轨道8和10。
在操作中，u形构件3可以通过第一伺服电机2移动以使u形构件3在轨道8和10上沿方向p1或p2滑动，而轨道8和10保持静止不动。
另外，提升杆12和14以及喷色杆20和22可以一起旋转，以相对于传送带26，相对于u形构件3，以及相对于传送带长度方向改变方向。例如，在图1中，传送带26显示为垂直于或基本垂直于轨道8和10，并且相对于如图所示箭头方向或p1和p2所示方向，但是提升杆12和14以及喷色杆20和22可以旋转（在传送带26保持静止的同时）以相对于轨道8和10，相对于如图所示箭头方向或p1和p2方向，以及相对于传送带26的方向呈不同的角度，或者旋转以平行于轨道8和10，并平行于如图所示的箭头方向或p1和p2方向。
而且，第三伺服电机6能够通过驱动构件7，11和17上下以使构件19和21上升和下降，进而使得与其相连的提升杆12和14沿u1和d1方向上升和下降，如图3所示。
第二伺服电机4可以驱动提升杆12和14，并且第四伺服电机40可以驱动喷色杆20和22相对于传送带26从零到一百八十度旋转。例如，在图1中，提升杆12和14以及喷色杆20和22相对于传送带26的长度方向呈90度。第二伺服电机4可以驱动提升杆12和14，第四伺服电机40可以驱动喷色杆20和22，以确定提升杆12，14，喷色杆20，22的方向，使其平行于传送带26（从图1所示位置旋转90度），或者以一些其它角度或180度旋转，以使得其端部交换位置。
在至少一个实施例中，色料通过喷嘴24，25中的一个或多个被喷射到板坯30的表面和/或表面的裂纹中，例如图1中所示的裂纹16和18。
传送带26和辊子28可以是整个输送装置的一部分，并且传送带26和辊子28可以由图1中未示出的电机驱动。
图1的设备1的一部分的顶部，左侧和前侧近距离透视图，如图2所示，图1中的设备1的一部分在图2中可见，在图1中不可见，图1的设备1处于第一状态。
图3示出了图1的装置1的局部放大视图，其中图1的装置1处于第一状态。
图4示出了图1的设备1的透视图，其中图1的设备1处于第二状态，其中提升杆12和14与喷色杆20和22一起被第二伺服电机4和第四伺服电机40驱动，相对于传送带26处于相当大的纵向角度。
图5示出了可用于代替图1的设备中的提升杆的脚轮提升杆；
图6示出了本发明的一个或多个实施例形成的具有裂纹130a的微湿柔软的板坯130（其可以与图1的板坯30相似或相同）的图像。
图7是侧视图，其中，构件2，3，4，6，7，8，9，10，11，12，13，14，15，17，19和21已经被替换成被设备100，所述设备100包括可沿u2方向向上或沿d2方向向下调节以相对于传送带26的表面设置在不同高度的构件114。这还可导致通过的石英石板表面30a'在不同高度上裂开，但是裂纹线条通常只产生在与传送带移动方向相垂直的方向上。在图7中，板坯被标识为板坯30’，板坯表面为30a’，裂纹为16'和18'，由于裂纹16'和18'与裂纹16和18略有不同，因此板坯30’和板坯表面30a'也将与图1中所示的微湿柔软板坯30及其表面30a略有不同。
在至少一个实施例中，提升杆12和14可以被第三伺服电机6驱动沿u方向向上推动传送带26，同时一个成型的微湿柔软的石英石板坯30在传送带26上通过，使得所述石英石板坯表面在对应提升杆12和14上方的点位16和18处的沿着提升杆12和14的长度方向上分别裂开。
每个喷色杆20和22分别包含一系列喷嘴24和25，由计算机处理器202控制，分别位于传送带26上正在通过的石英石板坯30的上方，并将色料27和29喷射到石英石板坯30的裂纹16和18上，如图3所示。
在至少一个实施例中，由计算机处理器202控制，由第二伺服电机4和第四伺服电机40驱动，喷色杆20和22总是相对于提升杆12和14处于固定的方位，即使得喷色杆20总是位于提升杆12的正上方，喷色杆22总是位于提升杆14的正上方。
通常，在至少一个实施例中，如果提升杆12和14由第二伺服电机4驱动旋转到一定角度，则第四伺服电机40被编程为驱动喷色杆20和22旋转到恰好完全相同的程度，以便将提升杆12，14和喷色杆20，22排成一排，如图4中所示，如此当喷嘴发生喷涂时，色料可以喷入相应的裂纹16和18中，如图3所示。一般来讲，在至少一个实施例中，至关重要的是，提升杆12，14和喷色杆20，22由计算机处理器202控制处于相同的方位，如图4所示，以便将喷色杆20直接定位于提升杆12的上方并与之对齐，喷色杆22位于提升杆14的正上方并与之对齐，从而使得在提升杆12正上方的一系列喷嘴24以及提升杆14正上方的一系列喷嘴25可以将色料分别喷射到由提升杆12和14产生的裂纹中。如果喷色杆20不与提升杆12对齐，并且喷色杆22不与提升杆14对齐，则大部分色料将被喷射到所述裂纹的外面。
另外，如图3所示，一般来讲，在至少一个实施例中，当板坯30的一部分通过不同的高度，例如从齿轮13测量时得到的结果，裂纹16和18往往会发生。提升杆12使板坯30的第一部分向上移动而与板坯30的其他部分产生错位。与此同时，提升杆14使板坯30的第二部分向上移动而与板坯30的其他部分产生错位。在板坯30的该部分经过所述不同的高度之后，例如在板坯30的所述第一部分通过提升杆12后，裂纹16将闭合。类似地，在板坯30的所述第二部分通过提升杆14之后，裂纹18将闭合。向裂纹16和18中喷涂色料的操作通常被编程为当裂纹16和18产生的同时而不是在此之后。
在本发明的至少一个实施例中，不同高度水平面导致成型的石英石板坯表面30a的一部分在不同高度水平点处裂开，当裂纹存在时，色料被喷射到所述裂纹中，例如裂纹16和18。色料的喷涂可以由人工用喷枪，或者通过一个或多个喷色杆例如本发明中所描述的喷色杆20和22来完成，或者通过机器人以某种方式来自动检测出裂纹区域并将色料自动喷射到裂纹中。
另外，裂纹线条的方向，例如在本发明的一个或多个实施例中，裂纹16和18，可以由可旋转的提升杆12和14来控制。
提升杆12和14位于与齿轮13相连接的构件19和21的顶部，所述构件19，21其由第二伺服电机4驱动并由计算机202控制，可使提升杆12和14在零到一百八十度范围内按照需要旋转到一定的方向。当需要在一个位于传送带上正在通过的石英石板坯表面特定区域产生裂纹时，所述提升杆12和14会被升起，并且裂纹产生的同时，色料被喷射到所述裂纹中，如图3所示，在计算机处理器202控制下色料27和29被喷射到裂纹16和18中的。
通常，提升杆12和14提升得越高，正在通过的石英石板坯30的表面30a上的裂纹16和18就会裂开的越宽，则当喷色时，色料27和29在裂纹内壁中就会越深，例如裂纹16和18的内壁16a和18a，将渗透更浓更厚的色料27，29，即通常更多的渗透意味着颜色更重深度更大的裂纹的纹理。
当石英石板坯需要形成大体纵向（沿着板坯30的长度方向）的裂纹时，提升杆12和14旋转到如图4所示的方向，并且提升杆结构包括提升杆12和14可以在轨道8和10上移动，因此它可以在传送带26的下面移入和移出以定位在所需的区域。如果在纵向上需要更多的裂纹线条，则传送带26可以响应于计算机处理器202的控制指令而停止或减速移动，而包括提升杆12和14的提升杆结构可以继续在轨道8和10上移动到所需区域，且色料可以前面所述的方式喷射到提升杆上方的板坯的裂纹中。
提升杆12和14表面可以配备有轴承，以使得当其抬起时，能相对于移动的传送带26具有较小的阻力。另外如需进一步减少传送带26移动时同提升杆之间产生的摩擦阻力，也可用如图5所示的脚轮提升杆52来取代提升杆12，可达到同样的效果。
图7示出替换图3中所示的各种构件的装置100，其可以包括连接板114，含有传送带104和辊子102、106的第一传送带结构，含有传送带110和辊子108、112的第二传送带结构。通过调整连接板114的高度，即在相对于移动的传送带26的表面位于不同高度平面内的两个相互独立的传送带结构之间沿u2和d2方向上下，可导致在至少一个实施例中，位于所述连接板114所在区域上方的正在通过的石英石板坯表面30a开裂，但裂纹线条基本上仅位于所述移动的传送带104和110或移动的石英石板30的横向上。任何高度差都可能导致通过的板坯30的表面在不同的高度位置裂开，于此同时色料可以喷射到相应的裂纹16'和18'中。
图4示出了位于相对于传送带26的长度倾斜方向的提升杆12、14和喷色杆20、22，其中传送带26的宽度明显小于其长度。
一旦整个的成形石英石板坯通过提升杆区域并且在所需要的区域产生裂纹线条并将色料喷射到该裂纹区域（所述喷色杆20和22上的所有喷嘴的开关可以根据需要由计算机处理器分别单独控制），所述石英石板坯30就被移送至真空压机。当压机压头下降压至所述石英石板坯30上时，喷洒过色料的裂纹16和18（或16'和18'）将成为石英石板坯中着色线条，并被固化在其中，经研磨和抛光之后在所述板坯表面留下类似天然大理石纹路的线条。
图8和图9示出了包括提升杆12和14在内的移动装置的另一种替代方式，即采用提升柱系使得所述板坯的一部分相对其他部分移动而产生错位进而形成裂纹，进而由喷射装置将相应的色料喷射到所述裂纹中。所述提升柱系包括一个以上可上下移动的顶柱12a，支撑板12c，所述支撑板可以采用铁板制作，其上设置有与所述顶柱12a相对应的顶柱孔12b。非工作状态下，所述支撑板12c位于所述顶柱12a上方；工作状态下，所述顶柱12a可以穿过相应的顶柱孔12b上下移动；即所述顶柱12a根据电脑编程的控制或者根据人工机械控制上下移动，穿过相应的顶柱孔12b，以单点独立或多点协同的方式顶起传送带26，同时顶起传送带26上的板坯30，使得相应位置的部分板坯相对其他部分移动产生错位并形成裂纹，进而其上部对应的喷色杆20及喷嘴24将相应的色料喷射至所述裂纹中。
图10示出了包括计算机处理器202和与计算机处理器202通信和/或由计算机处理器202控制的组件的简化框图。
参考图10，其示出了计算机处理器202，还有计算机存储器204，计算机显示器206，计算机交互设备208（诸如计算机鼠标，触摸屏或计算机键盘），还包括驱动传送带26的输送装置电机，第一伺服电机2，第二伺服电机4，第三伺服电机6，第四伺服电机40，喷嘴24和喷嘴25。计算机处理器202分别连接并控制着上述的装置及构件。
在操作中，计算机处理器202由存储在计算机存储器204中的计算机软件编程，和/或由计算机交互设备208控制，进而控制传送带26的传送装置电机，第一伺服电机2，第二伺服电机4，第三伺服电机6，第四伺服电机40，喷嘴24、25及24a和25a。
在一个或更多实施例中，喷色杆20和22也可以用人工手动喷枪来替换，以便可以根据需要或随机的少喷或不喷某些裂纹区域。在其他一些实施例中，配备有光学或红外检测器的机器人喷色系统也可用以代替喷色杆20和22，其中光学或红外检测器用于根据需要来发现或检测出裂纹区域并由计算机控制向所述裂纹中喷色。另外也可有其他的方法将色料喷入裂纹内。
尽管在一个或多个实施例中示出了提升杆12和14可以由第二伺服电机4驱动并由计算机处理器202控制其旋转，但是在其他一些可供选择的实施例中，升降杆12和14的旋转也可以通过手动操作。
尽管在一个或多个实施例中，图2构件7在图1中的上下运动由第三伺服电机6驱动并且由计算机处理器202控制，但是在其他一些可供选择的实施例中，构件7的上下运动可以手动实施，例如通过手动液压千斤顶来实现构件7的上下运动。
尽管在至少一个实施例中，包括构件3的装置沿p1和p2方向移动，如图1所示，其由第一伺服电机2驱动并由计算机处理器202控制，构件3和其上所固定的构件也可以在另外的可拱选择的实施例中沿图1所示的p1和p2方向由人工手动实现相应的动作。
尽管已经参考本发明的特定说明性实施例描述了本发明，但是在不脱离本发明构思范围的情况下，本发明的许多变化和修改对于本领域技术人员而言将是显而易见的。因此，这些变化和修改可以合理地并适当地包括在本发明对本技术领域所作贡献的保护范围内。