墙壁和/或地板瓷砖及其制造方法和设备 本发明涉及一种适于覆盖墙壁和/或地板的瓷砖，其包括一个容纳元件和一种设置在容纳元件内的填充材料。
特别是，本发明涉及一种瓷砖，其包括一个可见的容纳元件和一种设置在容纳元件内的填充材料。
本发明还涉及一种制造该瓷砖的方法和设备。
特别是，本发明还涉及一种包括用于制造该瓷砖的注射系统的注射方法和设备。
但是，适于填充本发明的瓷砖的填充材料应同时具有以下所有特征：
a)其应易于注射，即，应具有在整个注射期间均能够保持液体状态、并仅在完全填充了瓷砖后才凝固的凝固时间，以便能够避免因瓷砖内材料的过早凝固而堵塞注射系统，
b)一旦在瓷砖的容纳元件内形成后，其应具有较高的硬度，从而能够使瓷砖承受由外界载荷(如行走所传递的载荷)引起的应力，
c)其应由易于注射的组分制造，这些组分一旦彼此接触便能迅速反应，并且能够形成具有a)和b)特征的填充材料，
d)其应是无毒的，以避免出现环境问题，
e)其对于瓷砖的容纳元件而言，应具有最佳的附着性，即，其应在无需借助粘结剂、并且无需为了防止填充材料露出而使容纳元件的壁弯曲的情况下，便能够保持牢固地固定至容纳元件上，
f)其应比较轻以易于运输，并且
g)其应比较便宜。
因此，本发明所涉及的问题在于提供一种能够同时具有上述化学-物理特性的填充材料。
该问题是通过这样一种墙壁瓷砖和/或地板瓷砖解决地，其包括一个容纳元件和一种设置在容纳元件内的填充材料，其特征在于：所述填充材料为一种聚合材料，其具有大于50的肖氏D硬度，且其在室温下的凝固时间大于3分钟。
所述填充材料优选具有55～85的肖氏D硬度，其在室温下的凝固时间为5～15分钟，更为理想的是，所述填充材料具有75的肖氏D硬度，其在室温下的凝固时间为10分钟。凝固时间是针对注入1g材料的量计算出的。材料的量实际上会影响凝固时间；通常，越大的材料量对应于越短的凝固时间。
聚合填充材料的一个最佳例子为其是通过几种组分的反应制成的，后文称为多组分材料。
更为理想的是，聚合填充材料为通过两种组分的反应制成的，后文称为双组分材料。
这些双组分材料的最佳例子为聚氨酯或聚脲。
所述聚氨酯优选通过一种多元醇与一种异氰酸盐反应制成，所述多元醇具有80～500mgKOH/g的多个羟基且其粘度为200～200,000cps，所述异氰酸盐具有5～31％的NCO含量。
更为理想的是，所述聚氨酯通过一种多元醇与一种异氰酸盐反应制成，所述多元醇具有100～400mgKOH/g，更优选为120～250mgKOH/g的多个羟基，且其粘度为2,000～10,000cps，所述异氰酸盐具有10～25％的NCO含量。
作为通常的原则，本领域技术人员应认识到：以确保两种组分能够以理想配比关系反应的方式调节多元醇中OH基的数量以及异氰酸盐中的NCO含量。
适于本发明的多元醇的优选例子为聚酯和聚醚型多元醇。更为理想的是，所述多元醇为聚醚多元醇。
这些聚醚多元醇的例子可采用由The Dow Chemical Company销售的名为VoramerMB 3102(化学类型：从甘油制备的聚醚多元醇)、VoranolCP 450(化学类型：平均分子量为450的甘油丙氧基化聚醚三醇)以及SpecfilFC 252(化学类型：苯乙烯-丙烯腈在聚醚多元醇中的分散物)的产品。
适于本发明异氰酸盐的优选例子为基于二苯甲烷-4，4′-二异氰酸酯(MDI)以及甲苯-2，4(2，6)二异氰酸酯(TDI)的芳族异氰酸盐，以及如异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)以及1，6己二异氰酸酯(HDI)这样的脂族异氰酸盐。
这些异氰酸盐的例子为由The Dow Chemical Company销售的名为VoramerMB 3503(化学类型： 二苯甲烷-4，4′-二异氰酸酯(4，4′MDI))的异氰酸盐。
如果本发明的填充材料为双组分聚脲材料，则可通过一种胺与一种异氰酸盐反应制成，所述胺具有500～1000mgKOH/g的多个羟基，所述异氰酸盐具有5～15％的NCO含量。
更为理想的是，所述聚脲可通过一种胺与一种异氰酸盐反应制成，所述胺具有600～800mgKOH/g的多个NH2基，所述异氰酸盐具有7～10％的NCO含量。
作为通常的原则，本领域技术人员应认识到：可以以理想配比关系使两种组分反应的方式调节所述胺中的OH基数量和异氰酸盐中的NCO含量。
适于制备聚脲的异氰酸盐的优选例子为上述制备聚氨酯那样的异氰酸盐。
适于制备聚脲的胺的优选例子为如DETA(二氨基二乙基甲苯)和MOCA那样的伯胺。
上述多元醇、异氰酸盐和胺可用作为或可包括添加剂，如颜料、阻燃剂、惰性填料、催化剂以及脱水剂。
适于在本发明的填充材料中使用的颜料的一个最佳例子为具有国际C.I.分类RED48/4的颜料。
这些颜料的例子可以是采用Icap Sira Chemicals和Polymers S.p.A销售的名为Plastotint LB Rosso 312的产品以及名为Rosso Repi Fiat47549的产品。
适于在本发明的填充材料中使用的阻燃剂的优选例子可以从以下材料中选择：硅酮，磷衍生物，如酯类和卤代烷基磷酸盐/磷酸酯，磷酸盐和磷酸酯衍生物，如磷酸三乙酯，二乙基磷酸乙酯，三一氯磷酸盐，三聚氰胺(2，4，6-三氨基-1，3，5三嗪)，氢氧化铝，卤素衍生物(如芳族卤代多元醇，环卤代烃，卤代芳酯和卤代二元醇)。
可以在本发明的填充材料中使用的硅型阻燃剂的一个例子是由Dow Corning销售的名为Antifoam 1500的产品。
可以在本发明的填充材料中使用的磷酸三乙酯阻燃剂的一个例子是由Eastman Chemical BV销售的名为Eastman的产品。
可以在本发明的填充材料中使用的催化剂的一个例子可以是一种胺，如由Air Product Chemical Eurpoe B.V.销售的名为DABCO33-LV(化学类型：叔胺)这样的产品或二乙醇胺。
可以在本发明的填充材料中使用的惰性填料的例子为如硫酸盐、碳酸盐、硅酸盐、石英粉末和玻璃微球这样的合成物。更为理想的是，惰性填充材料为硫酸钡。
可以在本发明的填充材料中使用的脱水剂的一个例子是在如由The Dow Chemical Company销售的名为VoratronEG的蓖麻油中分散50％的沸石。
最好通过一种用于将所述组分注入容纳元件内的系统将本发明的填充材料浇注在容纳元件内。
详细地说，本发明的注入方法包括以下步骤：
a)将用以形成填充材料的组分分别引入一个喷射装置内，
b)仅在与喷射装置相连的一个混合器的区域中，使步骤a)的组分反应，
c)将在步骤b)中获得的混合物完全填充在容纳元件中，以及
d)使填充材料在容纳元件内就位凝固。
步骤b)中的混合器最好为一种静态混合喷嘴，其由一根设有有助于组分接触的内部障碍物的管形成。
最好通过在炉子中进行常规加热来加速进行凝固步骤d)。更为理想的是，在炉子中的加热是在100～150℃之间进行的。
通过使玻璃纤维织物附着在填充材料上，能够移动由此制成的瓷砖。
上述方法是通过本发明的设备实施的，该设备包括至少一个供给头，所述供给头适于在瓷砖的容纳元件中浇注多组分聚合填充材料，一旦在室温下混合所述多个组分，这种多组分聚合填充材料便能在预定时间之后凝固，所述供给头包括注射装置，该注射装置设有用于多种组分中每一组分的独立供给管路，所述独立供给管路会聚在用于混合多个组分的单一喷嘴中，以控制方式，从所述喷嘴将该填充材料供给至容纳元件内，以形成墙壁瓷砖和/或地板瓷砖。
通过对下面参照附图、以非限定性实施例给出的一些最佳实施例的说明，将能更清楚地理解根据本发明的墙壁瓷砖和/或地板瓷砖以及用于填充瓷砖的方法和设备的其它特征和优点，其中：
图1为本发明的瓷砖的轴测图，其中，填充材料是可见的。
图2为图1中瓷砖的反向局部剖视轴测图，其中，容纳元件是可见的。
图3为总体示意图，其显示了本发明的设备中的独立供给管路。
图4为示意图，其以剖视形式显示了本发明的设备的供给头。
图5为示意图，其以沿图4中线5-5的剖视图形式显示了图4中供给头的细节。
图6为与图4中注射腔室相结合的混合喷嘴及其防护管的透视图。
图7为本发明中设备的输出侧的视图。
图8为本发明中设备的输入侧的视图。
图9为本发明中设备的特定泵装置和贮存器组件的视图。
图10为沿图8中箭头X所示的图8的细节的视图。
图11为从上方显示本发明的设备细节的透视图，以及
图12为示意图，其以剖视形式显示了本发明设备的供给头的另一个实施例。
如图1和2所示，根据本发明的墙壁瓷砖和/或地板瓷砖10包括一个容纳元件1和一种设置在容纳元件1内的填充材料2。
容纳元件1可具有各种形状和尺寸，例如，可以是尺寸为2×2cm的方形。
容纳元件1可以由不同的材料形成；优选由金属制成，最好由不锈钢制成。
容纳元件1具有一个外部可见面1a和一个与填充材料2接触的内表面1b。
外部可见面1a可以是光滑的表面或可以经印刷工艺或雕刻工艺处理。
内表面1b可保持光滑或可以被处理以提高对填充材料2的附着性。
这些处理的典型例子为半光泽抛光，例如，为80-颗粒(grain)的半光泽抛光，以及利用溶剂(例如三氯乙烯或硝基溶剂)进行的刻蚀。
容纳元件1最好由常规的加压技术制得。
如图1和2中的最佳实施例所示，容纳元件1具有倒角1c以及一种填充材料2，这种填充材料能够完全填充容纳元件以形成一个平坦的表面2a。
通过在相邻设置的多块瓷砖10的填充材料2的平坦表面2a上附着一种织物(例如玻璃纤维织物)，从而可以容易地在被覆盖的表面上移动和安置本发明的瓷砖10。
作为可选择的方案，如果通过一层填充材料2将本发明的多块瓷砖10结合在一起，则可以容易地进行上述在被覆盖的表面上的移动和安置操作。
通过之前的描述可以清楚地了解本发明的墙壁瓷砖和/或地板瓷砖的优点。
一个优点在于：本发明的墙壁瓷砖和/或地板瓷砖包括一种具有至少50的肖氏D硬度的填充材料。其能够使瓷砖在容纳元件不发生变形的情况下，承受外界载荷，从而能够保持后者的美观形状。
另一个优点在于：本发明的墙壁瓷砖和/或地板瓷砖包括一种在室温环境下凝固时间大于3分钟的填充材料。其允许所述填充材料在完全填充容纳元件所必需的整个时间内均保持液态，并且仅当其就位(即处于容纳元件内侧)时便处于固态。另外，其允许可以由注入系统对容纳元件进行填充，同时不会因其内部的材料的过早凝固而堵塞注入系统。
第三个优点在于：本发明的墙壁瓷砖和/或地板瓷砖包括一种填充材料，这种填充材料由一旦接触便可以彼此迅速反应(大约3～10秒)的易于注入的成分形成。另外，所述成分和由其形成的填充材料应均对环境无毒并且由于它们的活性而无需溶剂。
一个优点在于：本发明的瓷砖由一种无需加入一层粘胶材料便能牢固粘着在容纳元件上的填充材料形成。
另一个优点在于：本发明的瓷砖重量较轻并由廉价的填充材料制成。
一个优点在于：本发明的瓷砖易于制造。
显然，虽然仅对本发明的墙壁瓷砖和/或地板瓷砖、其方法和设备的一些实施例进行了说明，但是，在不脱离本发明所要保护的范围的情况下，本领域技术人员可以对其作出改进以使它们适用于特定的用途。
以下的例子用于说明本发明，但无论如何这些例子不应对本发明构成限制。
实施例1
填充材料的制备
成分A：由The Dow Chemical Company销售的名为VoramerMe3053的60p/w的二苯甲烷-4，4′-二异氰酸酯，其具有21％的NCO含量，由Cannon Fenske方法测得的在25℃时小于500cSt的粘度，以及在25℃时1.19g/ml的比重。
成分B：由The Dow Chemical Company销售的名为VoramerMe3102的100p/w的甘油丙氧基化聚醚三醇型的多元醇，其具有许多169mg KOH/g的羟基，以及在25℃时3000cps的粘度。
在搅拌后，通过一台容积泵将成分A和成分B装入一台已知类型的喷射器内并使这些成分保持分离直至到达一静态混合器的混合喷嘴的入口，该静态混合器由一管状塑料体形成，所述管状塑料体设有有助于组分混合的内部障碍物。
因此，以与通过混合器的整个管状体并到达被填充的瓷砖所需的时间(大约3～10秒)相等的一段时间、在室温下并且仅在混合喷嘴的区域中将成分A和B混合在一起。
通过在常规的炉子中加热至120℃，在3分钟后使所得的混合物凝固。
由此所得的聚氨酯显示出以下特征：
肖氏D硬度：75-80(由ASTM D 2240法测得)，以及
密度：1.4g/l(由DIN 53420法测得)。
如图3～12所示，用于制造本发明的墙壁瓷砖和/或地板瓷砖的设备20包括：至少一个适于在瓷砖10的容纳元件1中浇注的供给头22，一种多组分聚合物填充材料2，其中，一旦混合了所述多个组分后，这种材料便能够在室温下、在预定的时间之后凝固。所述供给头包括喷射装置24，所述喷射装置对于多个组分中的每一种组分而言，均设有独立的供给管路26和28。为了混合多种成分，独立的供给管路26和28会聚在一单个喷嘴30处，从该处以控制方式，将填充材料供给至容纳元件1内，以形成墙壁瓷砖和/或地板瓷砖10。
设备20适于通过一个安装在一根防护管32内的混合喷嘴30，将填充材料供给至一容纳元件1内，所述防护管32在一端32a包括一个与喷嘴的供给孔30a配合的孔，在相对端处包括一个固定至喷射装置24的主体24a上的环形螺母32b。
混合喷嘴30包括一个管状体，其在一端设有一个供给孔30a，在相对端设有一个用于收集由喷射装置24排出的多个组分并将它们输送至一混合腔34内的接收器30b。
混合腔34包括在图4和6中示意性显示出的障碍物36，以便有助于形成填充材料的多个组分的接触和混合。
根据一种可能的实施例，所述设备提供了由阀装置38关闭的喷射装置24的独立供给管路26和28，所述阀装置能够控制所述管路的打开和/或关闭。
根据一种可能的实施例，阀装置38包括关闭件40，迫使这些关闭件抵靠在阀座42上，以使关闭用于管路中多个组分的流动孔44。通过气动装置45，能够以控制方式依靠压缩空气打开关闭件40。
根据一种可能的实施例，喷射装置24包括一个适于与单一混合喷嘴30相连的注射腔室46，并且所述独立供给管路26和28会聚在该腔室中。最好，在注射腔室46中设置至少一个隔壁48，并且所述隔壁以仅在到达喷嘴30之后，才以填充材料的每一组分与另一组分接触的方式位于独立供给管路26和28的出口之间。
根据所述设备的一个更有可能的实施例，设置防滴漏装置50，并且防滴漏装置50包括分离装置，其用于从注射腔室抽取尚未混合的预定量的每一种组分，以防止液滴从喷嘴的自由开口落下。
每一防滴漏装置50最好包括一个膜片52，该膜片以不泄漏的方式，通过一个通孔54与注射腔室46相配合，并且在另一侧，与一适于形成局部真空的抽吸管56相配合，所述局部真空通过使膜片52变形，从注射腔室46抽出未混合的预定量的组分形成。
在所述设备的一个优选实施例中，设置多个供给头22(图3)。所述多个供给头22最好与供给歧管58和60相连，所述歧管58和60适于使形成填充材料的每一种组分独立地流至每一供给头22。
根据另一实施例，设置两组多个供给头22(图3)并且使这两组供给头彼此平行并以相距适于在两列容纳元件1中浇注填充材料的预定间隔设置。
根据另一种可能的实施例，可操纵地使至少一个供给头22与用于形成填充材料的每一组分的多根独立供给管相连。
另外，可以加热每一供给管，并且可以将每一供给管加热至20℃～40℃的温度(最好为30℃)。
根据一种可能的实施例，可操纵地使每一独立的供给管路26和28与一泵62相连，控制该泵的方式应确保在预定压力下，能够将用以形成填充材料的组分供给至每一组分供给头。
最好，以独立于其它压力的预定压力提供每一独立的供给管路。例如，以20～70大气压(最好为30～50大气压)的压力提供供给管路。
根据一种可能的实施例，以30个大气压提供一种组分，并且以50个大气压提供第二组分。
另外，可以有利地布置独立的供给管路26和28以向其提供相应的压力，以便如果以相同的时间提供各种组分，那么在混合时，这些组分则会形成大于50的肖氏D硬度的填充材料，并且在室温下，在大于3分钟的时间内凝固。
根据一种可能的实施例，可操纵地使一个适于容纳每一填充材料组分的贮存器64与每一泵62相连。最好，可以使一个搅拌装置66与每一贮存器相结合。
另外，例如可以加热所述贮存器至20℃～40℃(最好为30℃)的温度。
根据一种可能的实施例，可以设置另一个用于适于形成填充材料的每一组分的贮藏室68，使其可操作地与每一独立的供给管路26和28相连。
最好使该至少一个供给头22与一个使其形成可控制移动的移动支架70(图8)相结合。例如，以控制方式使支架70相对于容纳元件1的输送线72作纵向运动，所述容纳元件1以在填充材料2从喷嘴30排出时适于接收填充材料2的方式布置。另外，例如，以控制方式使支架70相对于容纳元件1的输送线72作横向运动。
根据一种可能的实施例，支架70与滑动导引件74(最好为球体或滚轮导引件)相结合。
另外，可以以操纵方式使支架70与致动器相连，所述致动器以控制方式(最好利用位置和/或速度反馈)被操纵。
根据上述设备的一种可能的实施例，每一供给头22均可操纵地与一个用于完成阀装置38的打开控制的控制单元76相连。例如，以0.3～150毫秒的时间打开阀装置38。
另外，在一种可能的实施例中，除了以控制方式完成的工作操作以外，支架70还采用了至少一个静止位置(图8)。可以在支架的静止位置处提供与一用于以预定时间间隔起动材料排放的装置相连的可操纵连接，以便能够防止在混合喷嘴30中存在的材料的凝固。
在所述设备的另一实施例中，支架70具有相关的传感装置78，所述传感装置用于识别支架相对于用于支承和输送至少一个容纳元件1的栅网80的位置，所述栅网设置在输送线72上，其设置方式应确保喷嘴的定位能够使填充材料2浇注在所述至少一个容纳元件1内。
可以优选设置一条用于至少一个容纳元件1的输送线72，该输送线通过适于加速填充材料凝固的炉子82，并且该输送线和与所述至少一个供给头22相配合的多个位置串联。
更为理想的是，可以设置一条用于至少一个容纳元件1的输送线72，该输送线通过含有填充材料2的至少一个容纳元件1与一个用于在每个瓷砖10的背面附着粘合和加强织物的装置84相配合的多个位置。
作为可选择的方案，设置一条用于至少一个容纳元件1的输送线72，该输送线通过其与用于使填充材料2凝固的第二炉子相配合的位置。
图12显示了供给头22的另一个例子，其中，已参照图4的实施例进行了描述的元件采用相同的参考标号表示。特别是，喷射装置24的独立供给管路26和28布置为由阀装置38来关闭，阀装置38完成控制管路的打开和/或关闭。
根据图12所示的可能的实施例，阀装置38包括多个关闭件40，这些关闭件由直径沿其纵向轴线改变的活塞形成。
实际上，每一活塞的一个端部40a均具有大于每一活塞的中间部分40b的直径。端部40a构成了实际的关闭件，其倾向于抵靠相应的阀座42以关闭管路中多个组分的液流孔44。
阀座42包括密封环88，这些密封环的内径允许较大直径的端部40a进行不泄漏滑动并相对于较小直径的中间部分40b留出排出孔。
和图4所示一样，使注射腔室46彼此分离，并且当两种组分排入混合腔室34时，仅在隔壁48的端部处使这两种组分结合。
通过气动装置45，在打开和关闭期间，以控制方式依靠压缩空气操纵阀装置38。根据图12的实施例，气动装置45包括一个以滑动方式安装在壳体92中的活塞90，所述壳体设有一根第一气管94和一根第二气管96，这些气管设置在活塞90的相对侧上，并且这些气管根据供给头22的操作阶段，能够在压力作用下导入和排出空气。
根据一种可能的实施例，通过螺纹连接件98使活塞90与活塞40的杆相连。
根据一种可能的实施例，壳体92还包括用于调节活塞90行程的装置100，所述装置100例如可由设置在壳体92底部的调节螺钉构成。
在图12的实施例中，防滴漏装置可以由适于从注射腔室46抽出预定量的尚未混合的每一种组分的装置形成，以便防止液滴从喷嘴的自由开口落下。
这些装置包括调节装置100和活塞的端部40a的结构，如下文所述。
图12所示的位置对应于组分从相应的供给管路26和28至注射腔室46的流动。实际上，每一组分均在阀座42和活塞的中间部分40b之间流动。为了关闭阀装置38，在压力作用下，从第一导管94导入空气，并且向上推动活塞90，从而提升两个活塞40。
活塞的端部40a抵靠相应的密封环88，从而关闭组分流动的孔。
活塞90以及活塞40的动作行程持续进行，从而使端部40a的侧壁紧贴密封环88的内壁滑动。端部40a的进一步向上运动能够从注射腔室46抽出材料，从而防止滴漏。
根据一种可能的实施例，供给头22可还包括装置102，其用于检测沿活塞40的杆的滑动座安装的密封环104的磨损。
这些检测装置102例如包括一个元件106，该元件106插入供给头22主体内并设有限定了活塞40的一部分滑动座的通孔。每一活塞滑动座均包括两个密封环104，其中一个设置在供给头22的有效部分上，另一个设置在元件106上。
元件106还具有两根导管108，这些导管均与外界连通并且通向在两个密封环104之间的相应活塞滑动座。如果靠近组分流动孔44设置的密封环104磨损，则组分沿相应活塞的滑动座返回并沿相应的导管108排至外部。