硬质饰面工程用贴面砖及方法.pdf

一种模块砖组件，其具有一大体硬的基材、至少一层密封层和至少一石头、陶瓷或瓷砖。第一密封层的底面粘合到基材的上表面上，第二密封层的顶面粘合到基材的下表面上。砖粘合在该第一密封层的顶面的至少一部分上。在一个实施例中，可根据需要在基材的相应侧边缘中的任何一条、几条或每一条上设置雄榫或槽。

1.  一种工程用砖，包括：
一选定尺寸和构造的、整体平坦的底，所述底包括上表面、下表面、包含联锁件的第一协同操作元件的第一边缘以及包含联锁件的第二协同操作元件的第二边缘，
贴合到所述底的所述上表面上的一饰面层，该饰面层的莫氏硬度大于3且厚度为2到8mm之间，所述饰面层的尺寸被设计为未覆盖在所述第一协同操作元件上。

2.  根据权利要求1的工程用砖，其特征在于该饰面层由选自包含可切片的天然石头、大理石、花岗岩、板岩、玻璃和陶瓷的组中的材料组成。

3.  根据权利要求2的工程用砖，其特征在于该饰面层为选自包含单次烧制陶瓷、单次烧制壁砖生产工艺陶瓷、瓷质陶或多次浇铸成型陶瓷的组中的一类陶瓷。

4.  根据权利要求1的工程用砖，其特征在于该饰面层具有大于10N/mm²的断裂模量。

5.  根据权利要求4的工程用砖，其特征在于该饰面层具有大于30N/mm²的断裂模量。

6.  根据权利要求2的工程用砖，其特征在于该饰面层是厚度在4到6mm之间的切片和磨光的天然大理石。

7.  一种可配合的板，包括：
一较硬且整体平坦的芯，该芯厚度为4到12mm之间，所述芯限定了上和下表面以及至少一第一和第二边缘，所述第一边缘包括联锁件的第一协同操作元件，所述第二边缘包括联锁件的第二协同操作元件，接合所述第一和第二协同操作元件建立所述联锁件；
一上饰面层，该饰面层具有适应于芯的上表面的构造的整体平坦的构造，并由莫氏硬度大于3和厚度在2到8mm之间的材料构成，所述饰面层由粘合剂贴合到所述芯的所述上表面上。

8.  根据权利要求7的板，其特征在于该饰面层由选自包含可切片的天然石头、大理石、花岗岩、板岩、玻璃和陶瓷的组中的材料组成。

9.  根据权利要求8的板，其特征在于该饰面层由多个置于芯上的不连续段组成，以便提供均匀间隔的缝隙，该缝隙具有与粘合剂结合的饰面的厚度相应的深度，并具有在相邻段之间的预选宽度，用于接收和保留灌浆。

10.  根据权利要求8的板，其特征在于该芯由高密度纤维板构成，并包括在压力作用下迫使联锁的邻接板彼此相向的构型。

11.  一种铺地砖，包括：
一稳定的、大体硬的、总体平坦的基材片，该基材片厚度为4到10mm之间，并且限定了选定几何构造的上和下表面，所述片限定了至少第一和第二边缘，第一边缘以在总体平行于上芯平面的一平面中由其突出的异型雄榫结构为特征，所述第二边缘包括形状和尺寸与该第一边缘的异型雄榫相适应的槽凹口，所述第一边缘的所述雄榫结构在此插入所述第二边缘的槽结构使得邻接的工程用砖相互连接；
一贴合在所述片的所述上表面上的饰面层，所述饰面层由选自包含可切片的天然石头、大理石、花岗岩、板岩、玻璃和陶瓷的组中的材料组成，所述饰面具有3到10mm的厚度，并拥有至少为3的莫氏硬度。

12.  根据权利要求11的铺地砖，其特征在于所述饰面层从芯的边缘凹入，并且包括多个置于芯上的不连续段，以便提供均匀间隔的缝隙，该缝隙具有与粘合剂结合的饰面的厚度相应的深度，并具有在相邻段之间的预定宽度，用于接收和保留灌浆。

13.  根据权利要求11的铺地砖，其特征在于该饰面层具有大于30N/mm²的断裂模量。

14.  根据权利要求12的铺地砖，其特征在于该雄榫和槽构型在压力作用下迫使联锁的邻接板彼此相向以进行非粘结安装。

15.  根据权利要求11的铺地砖，其特征在于所述饰面层由选自包含可切片的天然石头、大理石、花岗岩、板岩、玻璃和陶瓷的组中的材料组成。

16.  一种制造工程用砖的方法，包括步骤：
构成一较硬并且总体平坦的芯，该芯带有至少第一和第二边缘以及一上表面；
形成沿着其中一条所述边缘设置联锁件的第一协同操作元件，以及沿着另一条所述边缘设置联锁件的第二协同操作元件，接合所述第一和第二协同操作元件建立所述联锁件；
施用粘合剂复合物到该上表面；并且
将莫氏硬度大于3且厚度在2到8mm之间的硬质贴面元件贴合到芯表面的上表面。

17.  一种生产层压地砖的方法，包括步骤：
对较硬且坚固的平坦基材定尺寸；
施用粘合剂复合物到该平坦基材；并且
将莫氏硬度大于3且厚度在2到8mm之间的硬质贴面元件贴合到所述基材上。

18.  根据权利要求17的生产层压地砖的方法，其特征在于该基材为厚度为6到8mm之间的高密度纤维板。

19.  根据权利要求14的生产层压地砖的方法，还包括在压力作用下联锁两个相邻的砖的步骤。

20.  一种模块砖组件，包括：
一大体硬的基材，其具有一上表面、一相对的下表面和多个外围侧边缘，该基材基本平坦；
至少一层密封层，其具有一顶面和一相对的底面，该至少一层密封层的一第一密封层的底面粘合到基材的上表面上；以及
至少一块砖，其具有一顶面、一相对的底面和侧边缘，该至少一块砖粘合到该第一密封层的顶面的至少一部分上。

21.  权利要求20的砖组件，其特征在于基材的外围侧边缘中的至少一条的一部分构成一细长的雄榫，其中基材的外围侧边缘中至少一条的一部分在其上限定一互补的细长槽。

22.  权利要求20的砖组件，其特征在于该至少一密封层包括一第二密封层，第二密封层的顶面粘合到基材的下表面。

23.  权利要求22的砖组件，还包括一粘结至基材的侧边缘的至少一部分上的边缘密封层。

24.  权利要求23的砖组件，其特征在于第一和第二密封层和边缘密封层基本上都防止湿气渗透。

25.  权利要求24的砖组件，其特征在于基材由硬木构成。

26.  权利要求24的砖组件，其特征在于基材由纤维板构成。

27.  权利要求26的砖组件，其特征在于纤维板具有一小于约20％的成品厚度膨胀。

28.  权利要求20的砖组件，其特征在于砖通过粘合剂与第一密封层粘合。

29.  权利要求20的砖组件，其特征在于所述至少一块砖包括多块与第一密封层粘合的砖，多块砖中的每块砖与相邻的砖间隔开一预定距离。

30.  权利要求20的砖组件，其特征在于所述至少一层密封层选自包含三聚氰胺片膜和酚醛衬膜的组。

31.  权利要求20的砖组件，其特征在于所述至少一块砖选自包含石头砖、板岩砖和陶瓷砖的组。

32.  权利要求20的砖组件，其特征在于所述至少一块砖具有多个外围上边缘，该外围上边缘为圆角形截面形状。

33.  权利要求20的砖组件，其特征在于所述至少一块砖具有在其对应的侧边缘之间延伸的长度和宽度尺寸，其中基材具有在其对应的外围侧边缘之间延伸的长度和宽度尺寸，其中砖的长度和宽度尺寸与基材的长度和宽度尺寸基本相等。

34.  权利要求20的砖组件，其特征在于所述至少一块砖具有在其对应的侧边缘之间延伸的长度和宽度尺寸，其中基材具有在其对应的外围侧边缘之间延伸的长度和宽度尺寸，其中砖的长度和宽度尺寸小于基材的长度和宽度尺寸。

35.  一种模块砖组件装置，包括：
a)一安装表面；和
b)置于安装表面上的多个模块组件，包括：
i)一大体硬的基材，其具有一上表面、一相对的下表面和多个外围侧边缘，基材的至少一外围侧边缘的一部分形成一细长的雄榫，基材的至少一外围侧边缘的一部分在其上限定了互补的细长槽；
ii)至少一层密封层，其具有一顶面和一相对的底面，该至少一层密封层包括一第一密封层和一第二密封层，其中所述至少一个密封层的第一密封层的底面粘合到基材的上表面上，第二密封层的顶面粘合到基材的下表面上；以及
iii)至少一块砖，其具有一顶面、一相对的底面和侧边缘，该至少一块砖粘合到该第一密封层的顶面的至少一部分上；
其中多个砖组件中的其中一个砖组件的雄榫被构造和设置为适于在多个砖组件的相邻的砖组件的槽中互补地装配和连接。

36.  权利要求35的砖组件装置，还包括一粘合在基材的侧边缘的至少一部分上的边缘密封层。

37.  权利要求36的砖组件装置，其特征在于第一和第二密封层以及边缘密封层基本上都防止湿气渗透。

38.  权利要求35的砖组件装置，其特征在于基材由纤维板构成。

39.  权利要求35的砖组件装置，其特征在于砖通过粘合剂被粘合在第一密封层上。

40.  权利要求35的砖组件装置，还包括将砖组件粘合到安装表面的薄层涂覆的粘合剂。

41.  权利要求35的砖组件装置，其特征在于至少一块砖具有在其对应的侧边缘之间延伸的长度和宽度尺寸，其中基材具有在其对应的外围侧边缘之间延伸的长度和宽度尺寸，其中砖的长度和宽度尺寸与基材的长度和宽度尺寸基本相等。

42.  权利要求35的砖组件装置，其特征在于至少一块砖具有在其对应的侧边缘之间延伸的长度和宽度尺寸，其中基材具有在其对应的外围侧边缘之间延伸的长度和宽度尺寸，其中砖的长度和宽度尺寸小于基材的长度和宽度尺寸，使得在邻接的砖组件的砖之间构成预定宽度的缝隙。

43.  权利要求35的砖组件装置，其特征在于安装表面为墙壁。

44.  权利要求35的砖组件装置，其特征在于安装表面为地面。

45.  多个置于安装表面上的模块砖组件，每个模块砖组件都包括：
一大体硬的基材，其具有一上表面、一相对的下表面和多个外围侧边缘；
至少一层密封层，其具有一顶面和一相对的底面，该至少一层密封层包括一第一密封层和一第二密封层，其中该至少一层密封层的第一密封层的底面粘合到基材的上表面上，第二密封层的顶面粘合到基材的下表面上；
至少一块砖，其具有一顶面、一相对的底面和侧边缘，该至少一块砖粘合在该第一密封层的顶面的至少一部分上；以及
基材的至少一条外围边缘上附带的、用于将一模块砖组件连接到另一模块砖组件的连接装置。

硬质饰面工程用贴面砖及方法
相关申请交互引用
本申请要求2003年4月28日提交的、序列号为10/423881的美国申请的优先权和利益，为了多种目的，在此通过引用方式将其所有公开内容整体纳入本申请。
发明领域
本发明总体涉及使用于建筑应用、包括铺地或墙壁覆盖应用的砖。更具体而言，本发明涉及工程用的、饰面硬质贴面砖(engineered，veneer，hard surface tile)组件，其具有连接到底层基材的石头或陶瓷砖。一方面，本发明涉及预定尺寸的砖组件，其包括一陶瓷、瓷、大理石、花岗岩或石头的硬表面层。
背景技术
因在建筑物和住宅改进贸易中使用的用于结构和装饰的层压构造应用范围很广，所以其现在在整个工业界都被广泛接受。值得注意地是，由于其改善了的均匀性、耐用性、外观以及方便安装和维修，层压工程用木地板现在正在替代常规的、天然木地板。这些地板一般的特征在于其上层压有装饰性的/木材纹理上层的基材/芯(底)。正如工程和设计改进这种层压地板一样，由于改进的芯/底结构和木质或形成图案的饰面板表面的发展，工程用地板已经变得更加普遍。然而，这些层压木结构在使用中表现出局限性，尤其是其限制了在家中干燥区域的内部设施的使用。换言之，浴室或厨房的湿气会通过例如促使层压上层从其底芯分离的方式对这些地板造成损坏。
即使是具有最耐久光洁度(Janka标度最高)的最硬的硬木/木质层压地板产品也远远不会与陶瓷、玻璃和例如象大理石和花岗岩的天然石头的强度和性能相近似。而且，不象砖和抛光的石头，硬木必须通过其它天然地有吸收性的木质表面周期性地被密封以提供防止湿气渗透的表面光洁度。因为没有在每块木板、厚板或方形板之间施用胶水或其它抗湿气填充物，所以即使一般更耐用的工程用木质层压地板也会遭受水/湿气损害。因此，湿气能够渗入并被接缝区域和/或底层地板并被吸收。
常见层压物的湿气隔离出现在例如Formica^工作台面中，在该工作台面处，热和湿气循环促使塑料层从底部支撑底分离。此外，尽管某些仿制硬材料如大理石、花岗岩、陶瓷的设计者和艺术家费劲苦心，但仿制的陶瓷、大理石、花岗岩和/或石头仍不能真正复制真实产品的外表和感觉或者耐用性。因此，这种层压物不但易受损害和磨损，这种损害和磨损使得在比象砖、陶瓷或天然石头一样的其它建筑材料更短的生命周期中的整修和/或替换成为必要，简单的说，明显是人造的。
优选陶瓷、大理石、花岗岩和石头是因其耐用性和美观。陶瓷砖和天然石头提供从小马赛克砖(例如1cm.×1cm.)到1米×1米薄板的各种尺寸的耐用表面。从光滑的高度光泽到粗糙的防滑石板类型光洁度等的天然着色、独特纹理提供给设计者/建筑师无止境的外观选择。还可以很好认知的是，天然石头和陶瓷砖还对例如气候和湿气的环境变化非常有抵抗力。它们可以经得住从零度以下到象人们体验的温泉一样的非常高的室温的温度变化。相应地，这种材料通常不受湿气变化影响，并能很容易地在最干旱的条件到最湿润的条件存活，更能在从例如20％到100％的一般环境湿度变化中存活。
使用陶瓷和天然石头砖的一个众所周知且成本高的缺点就是为了成功完成安装程序需要复杂程度的安装、安装专门知识、安装室内装修材料和表面准备。在进行现代住宅建造和改造的情况下，地板一般被安装在木质底层地板之上(wood sub floors)。为了限制基层地板(base floor)将发生的变形量或移动量，这种底层地板定期需要加固。必须首先将加固夹板或水泥粘合板(cementitious sheet)的附加层胶合并固定。如果没有托梁和/或桁架加固以稳定地支撑新地板，那么底层地板的变形程度将危及上层地板的整体性。
砖的常规安装预期进行单独的定尺寸(individual sizing)、复杂的磨削/切割并要在准备的地板上进行仔细布局。实现正确安装的历史悠久的方法就是在整个安装进程中产生一个可视的参考网格并在以后地整个安装进程中按照网格线保持砖对齐。接下来的步骤需要混合大量水泥料，每平方英尺待安装的砖大约设置1～4磅，之后一般用手铺开该水泥料以在底层地板的上表面上获得所需厚度/比例。然后根据参考网格将每片砖手动定位并对齐。就这样，安装进程中的劳动和时间强度大且成本高。现代实践中，一位富有经验的工匠每小时最多安装平均大约10-20平方英尺。
通过使用湿式锯取得与安装条件一致的特定砖的尺寸，该湿式锯在该切割过程中需要用于刀片冷却和清洁的水，例如，砖必须被成形或减少尺寸以适应障碍物(管道)或固定装置。湿式锯的使用者都知道，它们无法提供用很少的技巧就能发现的灵活性和更传统地适用于建筑材料工业中的动力锯中发现的灵活性。。一旦将砖放在水泥上，就必须使它们不受干扰以固化/干燥12到14小时，在此过程中，温度必须保持在大约52°F(11℃)以上。砖被放一段合适的时间后，就要除去过量水泥，除去所有隔离物/间隔附件并清理掉碎片。如果布局恰当，相邻的砖之间的间隔会具有均匀度，其可用所喜爱颜色的灌浆(grout)填充，一般是染色的水泥组合物。在灌浆干燥之后，从砖表面清理掉所有残留物。通常，要使灌浆至少有一整天的凝结/干燥时间(不许通车)。众人所知，常规的水泥浆是砖地面部分最不牢固且耐久性最小的部分，这是由于其因下部结构和/或砖的运动或沉陷而易于发生例如破裂以及由于正常使用和交通而易于产生染污和褪色等破坏。同样地，由于其多孔性和粗糙的纹理，常规的灌浆难于保持和清洁是众人皆知的。前述的问题和争议清楚地显示了常规砖/天然石头地板承受结构破损和/或安装困难，其最终可导致砖和/或灌浆破裂或松散。而且，安装需要相当多的时间和技能。
此外，与天然石头和水泥产品有关的重大问题涉及运输、存储和处理。在所有情况下，由于它们的固有重量和包装需求的原因，常规的砖/地板石头，例如大理石或花岗岩以运输、和存储昂贵而为众人所知。由于较大的砖重且脆，所以处理这种材料也昂贵。另外一个与运输例如预定尺寸的大理石砖有关的重大问题是用于包装和保护其不破裂成小碎片和破损的成本。在切割/处理/制造这些砖产品的地方，例如在意大利，砖必须被小心地固定在设计用于通过陆地车辆和集装箱运输的包装中。
因此出现了对模块砖组件的需求，该模块砖组件带有陶瓷或石头砖，易于使用和安装层压板，并且这样一种砖组件可使用于地板和墙壁覆盖应用中。
发明内容
本发明提供一种模块砖组件，其分别克服了已知类型的木制饰面板或层压板以及已知陶瓷砖的一些缺陷。这一点通过提供一种模块砖组件来实现，其分别具有陶瓷砖或石头砖、和一陶瓷或石头砖贴面设置。
一方面，本发明的模块砖组件由陶瓷或石头贴面砖、密封层和基材组成。在一个实施例中，该基材可具有在其相应的外围侧边缘中的至少一条、多条或全部上限定的雄榫或互补的槽。密封层固定在基材的上表面上。其可通过任何已知方式将密封膜粘合到基材上来完成，该方式可包括例如使用粘合剂以将常规薄膜形式的密封层粘合到基材的上表面、或者将常规的可固化材料溅射并粘合到基材的上表面以形成密封层。通过任何已知的将石头或陶瓷材料粘合到其它材料上的方法，例如通过常规粘合剂方法将陶瓷或石头贴面砖固定到密封层的上表面。
如所示范的，另一方面，本发明的工程用贴面砖包括选定尺寸和构造的总体平坦的底。该底具有上表面、下表面、可包含联锁件(interlocking member)的第一协同操作元件(first cooperatingelement)的第一边缘以及包含联锁件的第二协同操作元件的第二边缘。该砖也可包括贴合到所述底的上表面上的一饰面层，该饰面层莫氏硬度大于4且厚度在2到8mm之间，所述饰面层的尺寸被设计为未覆盖在所述第一协同操作元件上。
还一方面，提供了一种可配合的工程用砖，其中每块砖都包括一个4到12mm厚、较硬且整体平坦的芯、至少一层密封层和一饰面层。该芯具有上和下表面以及至少一第一和第二边缘，所述第一边缘包括联锁件的第一协同操作元件，且该第二边缘包括所述联锁件的第二协同操作元件。在使用中，接合该第一和第二协同操作元件就生成该联锁件。上饰面层具有整体平坦的构造，并由莫氏硬度大于3且厚度在2到10mm之间的材料构成。
另一方面，提供的工程用砖包括一稳定的、很硬的、总体平坦的基材片，该基材片厚度为4到10mm之间，并且限定了选择几何构造的上和下表面。该片至少具有一第一和第二边缘，所述第一边缘的特征在于在总体平行于上芯平面的一平面中由其突出的异型雄榫结构，并且该第二边缘包括形状和尺寸与插入该第一边缘的类雄榫结构中相适应的槽凹口。使用中，该第一边缘的雄榫结构进入邻接片的第二边缘的槽结构中以互相连接邻接的工程用砖。一饰面层与该片的上表面连接，并且由选自包含可切片的天然石头、大理石、花岗岩、板岩、和陶瓷的组中的材料组成，所述饰面厚度为3到10mm，并且莫氏硬度至少为3。
陶瓷或石头贴面砖由已知的陶瓷或瓷材料或天然或人工石头材料组成，例如天然大理石、板岩、花岗岩。该砖具有与底层基材的长度与宽度尺寸相应的长度和宽度尺寸，或者可具有比底层基材稍小的长度和宽度尺寸。
砖组件可单独形成，或者另一种结构是，许多块砖固定在一公共基材上。在这个实施例中，该基材还可以根据需要具有一个在基材的至少一条相应外围侧边缘上限定的雄榫或槽。如果单独构成，则可象例如层压木质地板一样，该砖组件以常规模式沿着它们的边缘互相结合。一旦互相结合，在邻接的砖组件之间就会存在接缝线、缝隙或接缝，且可通过例如常规灌浆或接缝方式对其进行灌浆或填缝以完成砖地面的成型表面的接缝。
如上所述，单独的砖组件可以是任何期望大小(长度和宽度)，也可以是单个砖组件或包含一系列粘合到公共载体或基材上的砖。优选地，本发明还提供使用标准切割锯易于确定大小的砖结构以符合安装条件。
在一个实施方案中，本发明的模块砖组件由陶瓷或石头砖、密封层和基材组成。在一个实施例中，该基材可具有在其至少一条、多条或全部相应外围侧边缘上限定的一雄榫或互补的槽。密封层固定于基材的上表面。这一点可通过将密封膜接合到基材层上的任何已知方法来实现，其可包括，例如使用粘合剂将常规膜形式的密封层与基材的上表面结合、或者将常规的可固化材料喷溅和粘合到基材的上表面以形成密封层。通过将石头或陶瓷材料粘合到其它材料上的任何已知方法，例如通过常规粘合剂的方法将陶瓷或石头贴面砖固定到密封层的上表面。
本发明提供了用于以最少时间、最小花费的工程用砖无胶表面安装的结构和方法，抛光的表面覆盖物既牢固又耐用，并且还提供专业的安装外观。简言之，本发明提供了取代常规的瓷砖/石头/大理石/板岩板的新颖的工程用砖板(tile panel)结构和方法。本发明克服了已知系统和结构的缺陷，并适于结构应用，包括地面和/或墙壁覆盖应用。

附图简述
本发明的实施方案的这些和其它特征在下面详细的说明书中将变得更明显，该说明书中参考了附图，其中：
图1是根据本发明的一个实施方案的工程用砖板的一横截面图。
图2是根据本发明的一个可替换示范实施方案的工程用砖板的一横截面图。
图3是根据本发明的八个、方形的工程用砖的组件的一俯视图。
图4是根据本发明的包含一对方形、工程用贴面板的板组件的一俯视图。
图5是根据本发明的另一个包含六个工程用砖饰面板的板组件的一俯视图，其中砖饰面板尺寸不同。
图6是使用异型雄榫和槽锁定系统联锁两个工程用砖的示例性侧视图。
图7是根据示出了非联锁边缘的本发明的细长砖的一立体图。
图8是根据图6中描述的本发明的实施方案的雄榫锁定轮廓的一放大图。
图9是本发明的还一个实施方案的交错的砖阵列的一俯视装配图。
图10是本发明的模块砖组件的一个实施方案的一横截面侧视图，显示了与下部密封层粘合的石头或陶瓷贴面砖，该密封层粘合在下部基材上。
图11是图10的砖组件的一俯视图。
图12是固定在公共基材上的六个石头或陶瓷砖的一俯视图。
图13是本发明的模块砖组件的一横截面侧视图，显示了与下部密封层粘合的石头和陶瓷贴面砖，该下部密封层又粘合到下部基材上，并显示了基材的外围侧边缘上的“扣合”雄榫和槽的侧轮廓。
图14是相连接的图13所示第一和第二模块砖组件的一局部横截面侧视图。
具体实施方式
本发明将在以下实施例中得到更具体地描述，这些实施例仅是说明性的，因为其中的许多改体和变型对本领域的技术人员来说将是明显的。因此，这里所描述和示例的本发明的实施方案不是穷举的或将本发明限制为公开的准确形式。选择它们来描述或最好地解释本发明的原理及其应用与实际用途，以由此使得本领域的技术人员可以最好地利用本发明。当将“一”、“一个”、或“该”使用于说明书和权利要求书中时，它们可以指一个或多个，根据其所处的上下文而定。现在参照图来描述优选实施方案，在图中相同符号表示所有图中的相同部分。
如在此使用的“连接”包括物理的、无论是直接的还是间接的、永久性地粘贴或可调整地固定。因此，除非指定，否则“连接”就旨在包含所有可操作地功能性连接。
如在此所使用的“基本上”、“通常”和其它程度的词旨在指由修饰的特征可允许进行的变形。目的不是为了将其限制为绝对值或修饰特征，而是为了拥有比其对等物更多的物理的或功能性的特征，优选地是近似或接近这样一种物理或功能性的特征。
如在此所使用的“石头”指的是大理石、花岗岩、石灰石、板岩或者其它可切割的/可切片的天然石头材料。
如在此所使用的“陶瓷”指的是单次烧制(monocuttura)陶瓷、瓷质陶(porcelain ceramic)或多次浇铸成型(multi-casted)陶瓷加工材料。陶瓷包括由粘土和其它天然原材料压成外形并随后在窑中烧制至硬的天然材料。可通过象Monocuttura(指单次烧制)、Monoporosa(单次烧制壁砖生产工艺)、瓷(可以上釉或不上釉以得到期望的美学或结构效果的低孔隙率体)或者浇铸(多次浇铸成型和其它湿泥浆片类生产工艺的类似方法)的已知工业生产工艺制造这些材料。陶瓷产品压制方法主要用于“瓷”和单次烧制的“Monocottura”(一次烧成)地面砖的生产。这些方法在全世界的陶瓷砖生产中占有首要地位。
如在此所使用的“瓷”指的是一类属于低或无孔材料的通用分类和组中的带釉或不带釉的陶瓷。一般，孔隙率从体内3％的吸收率到接近零或完全玻璃化(吸水率＜0.1％，其将产品限定为防液体渗漏和抗霜)。瓷陶的表面硬度一般超过5级莫氏矿物硬度级别，该材料一般表现出大于10N/mm²并优选大于30N/mm²的断裂模量。现有的瓷砖分类类别包括纯色、各种颜色的小粒度混合物，其由至少两种尺寸相等或不同直径的变化粒度组成。瓷可包括通过在压制阶段施用精心加工而获得的具有各种颜色和形状的粉末灰尘压制混合物(powder dust-pressing mixture)，施用盐和/或氧化物丝网印花而获得的各种颜色和形状的表面装饰。
如在此所使用的莫氏硬度具有其常规意思。莫氏级别通过以标准矿物的硬度为基础用数字识别材料，下面是从1(最软)到10(最硬)的材料：滑石、石膏、方解石、萤石、磷灰石、正长石、石英、黄玉、刚玉和金刚石。
如在此所使用的Janka硬度指的是以磅对每平方英寸的木头进行的测量。木头的Janka硬度的实施例，从莫氏级别小于1的最硬的巴西乌木(Janka硬度为3692)、分别为1360和1260的橡木(白色和红色的)，到如690级松木的软木。
在一个实施方案中，本发明包括比通过常规粘结结合方法层压在芯下部结构或板上的常规表面传统使用(厚度为3mm到8mm之间)厚度减小(尺寸更薄)的玻璃砖/陶瓷砖/大理石/花岗岩/石头贴面材料。为方形或长方形构造的该下部结构或芯优选地沿着两条相对边包括一预期用于将相邻和相对的砖边缘联锁在一起的外形结构，饰面层由已限定宽度的灌浆缝隙在该处隔离。该轮廓构形可以是传统雄榫或槽的形式，或者可包括更复杂的联锁构形，例如在美国专利6,006,486和6,490,836(Moriau等人/Unilin Beeher BV)中披露和描述的联锁结构，这里通过引用那些公开文本而将其纳入。优选地，沿着非联锁板边缘的饰面边缘包括一预定义缝隙以使得在板之间的固定尺寸的间距与联锁边缘的灌浆缝隙间距相对应。如预期的，应使非联锁边缘一致，以便沿着其接缝可选择地和视环境而使用胶水或粘合剂。例如，沿着浴室地面装置中的接缝使用防水粘合剂是可取的。
现在参照图1和2，示出了本发明的一工程用砖板的两个优选的实施方案。硬表面、饰面砖板10是不需要二次加固材料衬底的整体的、层压的、平面构件。砖板10具有纤维板芯或底12，其包括沿着芯板12的边缘18在纤维板的上平坦表面14和下平坦表面16之间居中伸出的类雄榫构型20。该雄榫构型可以是不连续的，但优选地与边缘18共同扩延。槽22沿着对边24布置并且尺寸适于接收并与雄榫外形20联锁。纤维板厚度范围从4mm到12mm，以便层压板砖10与常规陶瓷和石头砖在厚度上保持一致。
在一个实施例中，芯板12可由已加工的木头或纸材组成。优选的芯板材料是6.8mm HDF(高密度纤维板)，其表现出适于大多数地板应用的合适的抗挠曲和弯曲能力。很显而易见的是，如果成本不是问题，本发明的层压硬质贴面砖可由具有与HDF的刚度、强度和弹性特性等同或较高的材料组成，例如表现出用于已安置的工程用板的预期服务环境的尺寸较稳定的片基的那些特定金属或人工合成材料。
芯板12的上表面14具有置于其上的一适合的常规防渗水粘合剂薄层26，该薄层厚度从0.05mm到0.75mm，但优选地是约0.2mm。粘合剂层26将饰面28固定到上芯板表面上，并因此固定到芯板12上。然而，该粘合剂优选地具有一些弹性以减小损失的风险，尤其是在运输和/或处理成品饰面和/或成品饰面与芯的粘合损坏的过程中。还优选一些移动补偿以最小化正常移动和下部结构移动引起的损坏或固存于大多数建筑材料和设计结构中的偏差。
饰面28由较薄的天然石头、已加工石头、陶瓷或者玻璃层构成，视构成饰面的具体材料而定，该层具有从3到8的莫氏硬度和从2到8mm的厚度。图1中，示出了3mm厚度的饰面，而在图2中，该饰面厚度为8mm。该饰面可延伸横跨整个上芯板表面，但优选地使其凹入预定的间隔以优选地在相邻的瓷砖上的饰面28之间的灌浆缝隙30周围形成预先确立的、均匀的0.125英寸(3.17mm)。饰面可以沿着上周缘倾斜，优选为大约1mm，以提供一大体光滑、均匀的光洁度。
图3到图5示出了由两块或多块砖组成的饰面砖和板的俯视图。图3图示了以常规的四方形布置使用示例性6×6英寸(15.2cm²)的砖组装的饰面砖。该砖板每一块都以沿着两条对边布置的异型(雄榫和槽)特征为特点，并包括两条非异型的抵接端边25。灌浆缝隙边界由粘贴于芯板12上的饰面28的具体尺寸和布置确定。在一个实施例中，饰面28的尺寸从芯板12的边缘凹进大约1/16英寸(1.5mm)并以一种方式设置在芯板上以提供预先设计的灌浆缝隙。如从该布置中观察到的，砖使用基本均致的1/8英寸的灌浆缝隙边界30(图中的比例经夸大)。可以很容易地领会的是，例如乡村式/仿古式外观的设计预期具有非均致效果，灌浆缝隙30可被设计为有意地提供非均致外形。
饰面的加工必须复制用于砖的预期构形，以便其或几个这种砖的预期结合与下层底12相符。单独饰面层可以是任何想要的形状和大小。然而，优选的多边形状是四边形，即方形或矩形。为了保存成品地板的统一外形和保持结构的整体性，本发明预期的硬质贴面板允许有一些变形，但这些变形必须落入小范围公差的范围内。因此，长度和宽度的公差应该绝不超过约2/100英寸(0.5mm)。饰面厚度变化应该小于2％。
将优选为防水复合材料的粘合剂层以常规的均匀珠体的沉积物或快速干燥/活性粘合剂、热粘胶剂和类似物的修饰层的方式置于板的上表面14上并接收饰面28。在一个实施例中，PUR(聚氨酯树脂)可用作粘合剂。在一个实施例中，使用喷雾嘴类型应用方法以珠体间距(beads pacing)不大于1英寸的方式可将粘合剂层26施用到板的顶上，因此，在芯12和饰面28之间产生至少60％覆盖率的表面粘合。除了具有防水性能，PUR胶粘剂或粘合剂应该表现出一些弹性/柔韧性，以允许基材板(substrate panel)独立地改变尺寸或每直线英尺可扭曲或弯曲大于约2mm而不使得饰面和板之间的粘合产生或发生失效。
图4描述了矩形板(单个芯板)，其具有安装在其上的一对饰面28。如在这个实施例中，饰面28包括1/16英寸周缘边界灌浆缝隙30和两个砖饰面28之间延伸、整体形成的1/8英寸的灌浆缝隙32。可以很容易领会的是，灌浆缝隙的深度与饰面的厚度和芯板12上底层粘合剂26所起的任意作用相对应。本发明中用于连接的灌浆材料是常规的，并优选是弹性的，其具有永久性的弹性并在固化之后基本防水/液体渗透。
灌浆材料应该达到或超过ASTMC-920、类别25、类别A的弹性体接缝料(elastomeric joint filler)的要求。因此，材料可以是固化的单组分或多组分冷贴合的弹性体接缝密封剂，该密封剂用于密封住宅和商业应用的粘土和石头基础产物。虽然在固化后密封剂/灌浆应该是防水的，但为了达到这个标准，其可以是基于乳胶(水溶的)的材料，该材料在应用中容易流动并且固化前在水中是可清洗/可溶解的。优选地，灌浆以填缝管(caulking tube)的形式供应以简化安装。而且，预成形“塑性灌浆”可以包括一定范围的预混合着色剂以提供协调的外形，同时表现出永久的柔韧性、无孔性、充分粘合和抗大气腐蚀性能和防霉性，其产生一方便维修的相对无孔表面。
图5示出了根据本发明的单一的、矩形板34的变形，其总共具有以预置模式排布的两种不同尺寸的六个饰面砖。同上，板34包括周缘边界灌浆缝隙30和“内部”1/8的灌浆缝隙32。板34的矩形周缘包括沿着其相对长边形成的一雄榫20和一槽22(压型)以及一对适于直接与邻接板的芯板抵接的非异型边25。
图6-8描绘了根据本发明的砖板10与相邻砖板10的示范安装。这里，雄榫和槽外形与在美国专利6,006、美国专利6,490,836中公开的、尤其是与用于无胶地板安装的那些专利中的图22描述的结构相关的讨论中的雄榫和槽外形一致。异型雄榫和槽设置有锁定元件，其在公共平面内与板结合，互相施加一张力，结果使得相结合的瓷砖板10在压缩中彼此受迫相向。可以理解，这个行为可以通过向联接的各部分提供具有弹性可屈服的或可弯曲的部分来实现，这种情况下，在结合状态的槽22的下唇(下凸缘)36至少部分地弯曲并以这种方式产生使得相邻的瓷砖板10彼此受迫相向的张力。图9交错对准地显示了图4所示类型的多个板的装配图，例如，安装时使四块板的角不产生交叉。
如果安装需要切割一个或多个砖板10，在对所需切割尺寸和/或形状进行常规测量和标记后，用常规技能或台式锯切割，其优选地配备有电镀金刚石镶刃刀片，进行所期望的切割以生成应用中所需尺寸的片。这个方法比传统的陶瓷和石头切割和切割方法容易得多，传统切割需要一很大的湿式锯。这种设备的使用不但不够方便，而且成本、技术更高，而湿式锯不具有运用台式锯/技能锯(skill saws)的运动/方向改变的范围。因此，切割本发明的砖本身的行为就被视为是对传统固定湿式锯方法的简化。
由例如花岗岩、大理石、石灰石和板岩的石头材料制成的较薄的饰面层28的产品通常需要对块或毛坯进行切割、打磨或切片。为了这些目的，例如，从Pedrini(一家意大利石头加工设备制造商)购买的石头制作设备提供将大块天然石头加工而得的大理石、花岗岩和/或石头切片。可以使用L′Arco di Trionfo M595组合切削中心将花岗岩锯成适于本发明中使用的条。使用GS131相对新型的4柱框式锯快速锯切大理石块，该锯带有一固定高度的锯条架框和一竖直运动块规夹持器框。GS131型装置朝着锯条架框提升目标块，并由此使用较短的锯条以非常长的切割行程(800mm)提供高切割频率操作(每分钟90个循环)。因此，即使以最高的下降速度工作时，也可完成执行接近完美的直线切割。对于花岗岩加工，可以有效地使用已知的磨床和方法以得到本发明中使用的饰面。也可用多盘式横切机连续循环切割花岗岩(就象切割较软的材料一样)。
由于以上原因，可以很容易领会的是，本发明的砖板比石头片和或普通砖更坚硬和轻。而且，由于层压产品总体上更硬，所以减小了损坏的风险。实际上，本发明的砖比常规砖在运输、进行存储时破裂减少了50％以上(56.9％)。本发明提供的比常规硬质表面(石头、玻璃、陶瓷)材料在运输和因此所需的能量成本方面有更大的成本节约。有人估计，本发明节约平均超过40％(46％)的运输成本。
现在参照图10到14，显示了本发明的一个可替换实施方案。在这个实施方案中，模块砖组件110由基材120、至少一层密封层130和至少一块陶瓷或石头砖140组成。每个砖组件110的基材120也可设有所定义的一雄榫124或互补槽126，其根据需要设在基材的一个、一些或所有相应外围侧边缘122上。
在一个优选的实施方案中，基材120可由例如硬木、加工过的木头或例如常规高密度纤维板的纸质材料以及类似材料构成。在一个实施例中，如果基材120由高密度纤维板构成，则根据EN 13329测试时，该纤维板可具有一小于约20％的成品厚度膨胀。在另一个实施例中，根据EN 13329测试时，该纤维板具有一小于约15％的成品厚度膨胀。可替换地，人们可以领会的是，根据模块砖组件待安装或使用的环境的期望或需要，该基材120可由一种金属材料、一种聚合材料或一种复合材料等构成。
因为这样被设置、限定在基材的任一条相应外围侧边缘122上的雄榫124或槽126可以方便地成型，因此雄榫124或槽126可以包括任何一种已知类型的雄榫和槽构型，无论是如图13和14中所示的“锁定”成型还是扣合式雄榫和槽构型成型，或者是如图10和11所示的雄榫在槽中滑动配合或接合的简单构型。美国专利第6,006,486号描述了显示这样一种示范性锁定雄榫和槽构形的实施方案的例子，该专利通过引用将其整体纳入本申请文本。
至少一层密封层130中的第一密封层130′固定在基材120的上表面121上，并被构造和布置为适于防止湿气侵入基材的上表面。这可通过将密封膜132粘合到基材层上的任何已知方式来实现，以形成密封层130′。密封膜132可包括：例如，三聚氰胺片膜、酚醛衬膜及其类似膜。在一个实施例中，可用常规粘合剂将密封膜132粘合到基材120的上表面。在一个可替换的实施例中，可将常规的凝结材料(setting material)喷溅并粘合到基材120的上表面121上以形成第一密封层130′。在另一个实施例中，第一密封层的底面133被粘合到基材的上表面上。
在一个可替换的实施例中，模块砖组件也可包括一第二密封层130″。在这个实施例中，第二密封层的顶面131被粘合到基材的下表面123上，以使得第二密封层位于基材之下。也可如上所言地将该第二密封层粘合到基材上。该第二密封层130″被构造和布置为适于防止湿气侵入基材的下表面，并旨在提供平衡的湿气障碍(即，第一密封层在基材的上表面上，而第二密封层在基材的下表面上)。
此外，模块砖组件也可包括置于基材的外围侧边缘的至少一部分上的边缘密封层138。在一个实施例中，外围侧边缘的至少一部分涂有常规密封剂，例如，常规的真空覆层。在一个实施例中，该常规的密封剂可以是油/蜡材料、聚合物覆层及类似密封材料。可以领会的是，该第一和第二密封层以及边缘密封层都基本可以防止湿气渗透。
每块陶瓷或石头贴面砖140都具有一顶面141和一相对的底面143。采用将石头或瓷砖材料与另一种例如常规粘合剂的材料接合的任何已知方式将该至少一块砖40的底面粘合在第一密封层130′的顶面31上。在一个实施例中，可使用适合的单组分热凝结尿烷粘合剂系统，例如3M Jet Weld^TMTS-230。在一个可替换的实施例中，可使用适合的单组分湿气固化尿烷粘合剂系统，例如3M Scotch多功能粘合剂3481。在还一个实施例中，可使用适合的单组分的基于合成橡胶的粘合剂系统，例如3M Scotch-Grip^TM工业粘合剂4408-NF。可以领会的是，如同由用于具体花式、制造方法和成品最终用途应用的常规粘合剂系统的适应性确定的一样，可利用其它等同或相似的粘合剂。粘合剂应用方法是常规的，并将根据前面提及的决定因素而变化，其可包括使用温式和冷式施用粘合剂系统进行例如挤压、喷溅施用的、泡沫敷抹器或辊涂施用系统等等。
可以领会的是，在另一个实施例中，砖的底面143可直接粘合到基材120的上表面121上。在这个实施例中，将砖粘合到基材的粘合剂充当第一密封层130′。
每块陶瓷或石头砖140都可根据需要由任何已知的陶瓷或瓷材料和任何天然或合成石头材料组成。例如，但不是限制的方式，石头材料可包括大理石或花岗岩。通过实施例的方式，砖140也可由塑料材料或其它为看起来象陶瓷或石头材料而构成、成形、织构或染色的合成人造材料来构成。而且，陶瓷或石头砖143的外围上边缘可成形为具有斜的或其它圆角形的边缘。
陶瓷或石头砖140具有与底部基材120互补的长度和宽度尺寸。换言之，在一个实施例中，砖的长度和宽度尺寸可以使得砖的横向侧边缘142基本与底部基材的侧边缘122共面。在一个可替换的实施例中，砖的长度和宽度尺寸可以使得砖的横向侧边缘142与底部基材的外围侧边缘122间隔一预定距离。如图14所示，通过这种方式，相邻接的模块砖组件的砖140的横向侧边缘142被间隔开一预定距离，该距离可以是例如用于工业标准灌浆接缝的常规宽度。
可以预测的是，各个模块砖组件110将沿着它们各自的雄榫和槽侧边缘以常规方式被互相固定，例如，可以成为层压地板。如果没设置雄榫和槽侧边缘，模块砖组件可以常规方式互相抵接，例如，象目前对已知类型的陶瓷和石头砖那样。
可以预期的是，所完成的独立模块砖组件110可以具有任意期望的大小(长度和宽度)，并可例如但不限于：根据需要如图3所示的大小为8″×48″、或12″×24″。因此，模块砖组件可以形成为单独固定在基材上的砖，或者如图12所示，可包括在一公共基材120上彼此接合的多块砖140，期望的灌浆或填缝150位于公共基材上负载的相邻的砖40之间的接合线上。如图12所示，所有象以上本发明的单个模块砖组件实施方案中描述的，基材120可在基材120的任一条、一些和全部外围侧边缘122上设有雄榫和槽(未示出)。
在一般的安装中，可将模块砖组件110预备在远离安装场所的位置并传送至安装场所。在安装场所，砖组件110置于安装表面(例如象地板、工作台面或墙以及类似物)之上，并且另一个砖组件110与第一砖组件110连接。重复该过程直至所需安装表面被所连接的模块砖组件110或其部分覆盖。装设砖组件110之后，以正常且公知的方式在相邻的模块砖组件之间设置灌浆或填缝150。常规灌浆可以是所使用的例如Q-Set Purecolor(纯色)填缝。
在一个实施例中，在本发明的模块砖组件110的安装过程中，将模块砖组件放置在安装表面上，而无需用水泥、螺纹连接或其它形式的粘合剂将砖组件110粘合在安装表面上。通过这种方式，当由于房屋沉陷或其它原因致使安装表面移动时，由互相连接的模块砖组件110制成的成形表面会抵制由于能独立于底部安装表面更大程度地移动而引起的破裂。可替换地，可单独地或组合地通过水泥、紧固件、粘合剂，例如薄层涂覆的(thin-set)粘合剂等，将模块砖组件固定在安装表面上。
虽然本发明的几个实施方案已经在前述说明书中得到公开，但本领域的普通技术人员可以理解的是，本发明在前述说明书和附图中描述的教导下，可以得到本发明的许多其它改型和实施方案。可以预期，本领域的普通技术人员可以领会的是，本发明的示范实施方案中描述的特征可以任何所需结合方式进行结合。因此，可以理解的是，本发明并不限于这里所披露的具体实施方案，并且旨在将本发明的许多改型和实施方案包括进本发明的范围内。此外，虽然这里使用了具体的术语，但是仅以普通和描述的方式使用它们，并不是为了限制描述本发明。