塑钢冶金压花轮及其制造方法

专利名称：塑钢冶金压花轮及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种塑钢冶金压花轮及其制造方法。
背景技术：
自然界动、植物皮纹在时尚界相当受到消费者的喜爱。然而多年来生态保育意识抬头，且动物皮革和价格高昂，因此业者逐步倾向以人造皮革再加工的方式，在其表面上制造类似自然界动、植物的花纹图样，以求同时达到动植物保护且满足消费者需求等目的。因此，如何设计并制造出具有高仿真度花纹的产品，即成为相关业者极需解决的问题，以促使其产品在市场上更可获消费者的青睐，而更具竞争力。
参阅图1，一般而言，业者是采用以金属铁材压花轮来进行人造皮革的花纹建立。该铁材压花轮的制造方法1，是先进行花纹拓取作业11，亦即利用硅胶在皮革(如牛皮革)上拓取花纹；随后进行单元设计作业12，也就是以人工拼接，修刻出具有上下左右单元的花纹图样；继而进行电铸花纹平版作业13，即是在一硅胶花纹设计稿上以硫酸铜电铸花纹，而形成一电铸花纹平版；然后，经过复板机作业14，以将上述的电铸花纹平版放在一翻纹平台上，使用翻纹机来回不断地前进后退，以在铁材轮刀拓取花纹，使其上形成花纹，并在拓取进行中，将该电铸花纹平版的表面及该铁材轮的表面上涂抹柏油乳胶，再以翻纹机来回移动，挤开柏油乳胶，使铁材轮上出现花纹；随后执行腐蚀液侵蚀作业15，使用硝酸等腐蚀性液体侵蚀出花纹，而成为花纹轮刀；然后再借由轮刀移模作业16，将上述制备的花纹轮刀换算等份，并分模加压在大轮径的铁轮材上，该铁轮材的表面亦涂抹柏油乳胶而进行拓纹作业；继而进行二次腐蚀液侵蚀作业17，因花纹轮刀旋转而形成压力，因此挤开柏油乳胶，使铁轮材露出花纹后，再使用腐蚀液继续侵蚀，以形成花纹；最后，再执行镀铬作业18，即利用轮刀制压，而完成大轮径铁材压花轮，之后再进行镀铬作业，以增加轮具的硬度。借此，完成了铁材压花轮的制造。
然而，上述的铁材压花轮，不论是在其制造过程方面，或是所制造的产品品质方面，皆有其缺点，现分述如下1、准确性低由于其花纹主要是借由如硝酸等腐蚀性液体对轮刀进行腐蚀，但在花纹成型时，并无法控制该液体的腐蚀方向，因此平板上每一花纹的径度与深浅就会各有不同，使得在压拓时平板受压而延展的程度不一，而降低了准确性；再者，腐蚀性液体的侵蚀方向并无法控制，而会使得所形成的花纹难以达到高仿真度。故金属铁材轮刀在电铸花纹版上来回摩擦拓纹作业，无论采用人工方式或自动传动作业，均会影响金属铁材轮刀翻拓花纹的准确性；2、制作过程中存在危险性铁材压花轮的制作过程中需使用具有剧毒的铬酸及硝酸，其等易在制作过程中侵蚀工作人员的手、眼，以及皮肤等，使得工作人员稍有不慎就有可能会受到极大的伤害。
3、铁材压花轮的制造未全面机械化由上所述，由于花纹效果和精密度难以被撑控，使得所制得的花纹的品质难以一致，因此铁材压花轮的制作过程必须依赖工作人员的技术与熟悉程度来进行，尤其是轮具花纹的品质，更是视其作者的经验而定；4、产品品质未能达到市场需求由于在制程中是以酸液腐蚀而形成花纹，故对于大单元或者是精细的花纹更是无法绝对地控制其品质，使得花纹单元的设计规格受限，而无法满足目前市场上对于大单元或微小花纹的需求；再者，在人造革加工过程中，由于花纹的建立只靠酸蚀，使得品质常有花纹失真、花纹规则性出现、花纹阴阳差等异常状况出现，而其仅能达到一般平淡的花纹；同时，除了花纹易变形、消纹以外，其厚度与光泽更无法达到理想程度，丧失真实感，且无法同时出现底雾面亮的效果，使得其花纹表现难以达到高级感。
除了以上所述的铁材压花轮外，坊间亦有业者发展出其它压花轮的制造方法，以期获得品质更佳且水准平均的花纹，例如硅/橡胶压花轮、陶瓷真空压花轮，以及工程塑胶压花轮等的制造方法。观察以上各种压花轮，皆号称可制得仿真度较高，或是手感较佳的花纹。然而，它们仍具有令业界人士十分困扰的缺点，兹分述如下就硅橡胶压花轮而言，因硅胶易受到溶剂及DOP的侵蚀而腐烂，故其轮具寿命短暂，仅有区区3至5万码，不符合制造商大量压制花纹的需求。
而陶瓷真空压花轮上的花，是以石英砂成型，故在生产过程中纹路容易剥落而变浅，使得仿真度无法提升，纵使可制得手感较佳的花纹，但其图样的品质常难以达到消费者高度要求。
另外，工程塑胶压花轮的原料中含有环氧树脂，因此使得进行生产作业时，无法快速地散热，故生产线速难以提高；同时，轮具在进行生产作业时，易因反覆地冷缩热涨而破裂，无法再行生产，但是报废的轮具与其它的废料，又因其工程塑胶的材质而无法回收，而产生环保及公害的问题。

发明内容
本发明所要解决的主要技术问题在于，克服现有技术存在的上述缺陷，而提供一种塑钢冶金压花轮及其制造方法，其可以制造出高附加价值的制品，降低制作过程中的危险性，提高使用寿命并可被回收再利用。
本发明塑钢冶金压花轮是一种塑钢冶金压花轮，其特征在于，包括一轮轴体；一粉末冶金层，是包覆于该轮轴体外；一塑钢冶金面层，是包覆于该粉末冶金层外，且其外表面具有花纹。
前述的塑钢冶金压花轮，其中塑钢冶金面层是由塑钢树脂与粉末冶金制造。
本发明塑钢冶金压花轮的制造方法是一种塑钢冶金压花轮的制造方法，其特征在于，包括下列步骤G、选取花纹图样；H、制作版稿，并雕刻在一大型圆筒上；I、使用树脂类材料拓取圆筒上的花纹并固定在一用以制造轮具的胎具中；J、使该胎具旋转并喷入塑钢树脂及粉末冶金以形成花纹层；
K、当该花纹层冷却凝固后脱出该圆筒以得到一塑钢冶金面层，并将塑钢冶金面层固定在另一套胎具中，且于前述胎具中心放入一铁轮轴，使该铁轮轴与胎具之间留有一间隙，以供粉末冶金填充；L、将该轮具的前后端分别使用一挡板固定，并进行烧结后，待卸除该胎具后，即可获得该塑钢冶金压花轮。
前述的塑钢冶金压花轮的制造方法，其中在所述步骤(A)中的花纹可以借由照相分版、电脑扫瞄、硅胶拓取等方式进行选取。
前述的塑钢冶金压花轮的制造方法，其中步骤(B)的版稿为肉版与骨版。
前述的塑钢冶金压花轮的制造方法，其中大型圆筒的直径是介于200～500mm之间，且其长度为1800mm。
前述的塑钢冶金压花轮的制造方法，其中在所述步骤(C)中，该树脂类可为硅胶。
前述的塑钢冶金压花轮的制造方法，其中在所述步骤(C)中，该树脂类可为聚胺脂。
前述的塑钢冶金压花轮的制造方法，其中大型圆筒的材质是采用丙烯酸树脂。
前述的塑钢冶金压花轮的制造方法，其中大型圆筒的材质是采用环氧树脂。
前述的塑钢冶金压花轮的制造方法，其中步骤(D)的胎具是以30RPM～1200RPM的速度分段旋转。
前述的塑钢冶金压花轮的制造方法，其中步骤(D)中所喷入的塑钢树脂及粉末冶金厚度是在1～6mm之间，且该胎具旋转时的温度是介于80℃～350℃。
前述的塑钢冶金压花轮的制造方法，其中步骤(E)中的所述间隙的宽度为3～8mm。
前述的塑钢冶金压花轮的制造方法，其中步骤(F)中烧结时的温度范围为42℃～400℃。
本发明的功效在于，可提高花纹制造的准确性，降低制作过程中的危险性、提高花纹品质，且可提升花纹的生产速度，以使花纹产品更具市场竞争力。


下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是现有技术的流程图，说明现有铁材压花轮的制造过程。
图2是本发明流程图，说明本发明塑钢冶金压花轮的制造方法。
图3是本发明一局部剖面图，说明本发明塑钢冶金压花轮的结构。
图中标号说明1铁材压花轮的制造方法4版稿修整作业11花纹拓取作业 41完整单元稿修整步骤12单元设计作业 42单元完成稿输入步骤13电铸花纹平版作业 43电子雕刻机作业14复扳机作业 44骨版效果加强步骤15腐蚀液侵蚀作业16轮刀移模作业 45抛光处理步骤17二次腐蚀液侵蚀作业 5花纹拓取作业18镀铬作业 51大单元圆筒花纹拓取步骤2塑钢冶金压花轮的制造方法52大单元圆筒正纹拓取步骤3版稿制成作业6胎具作业31花纹图案开发步骤 7烧结作业32花纹拓取步骤 8成品修饰作业33单元位置模拟步骤 9塑钢冶金压花轮34花纹上下正纹组合设计步骤 91轮轴体35花纹左右负纹组合设计步骤 92粉末冶金层93塑钢冶金面层具体实施方式
参阅图2，本发明塑钢冶金压花轮的制造方法2的一较佳实施例，是包含有一版稿制成作业3、一版稿修整作业4、一花纹拓取作业5、一胎具作业6、一烧结作业7，以及一成品修饰作业8。
该版稿制成作业3包含有一花纹图案开发步骤31、一花纹拓取步骤32、一单元位置模拟步骤33、一花纹上下正纹组合设计步骤34，以及一花纹左右负纹组合设计步骤35。
该花纹图案开发步骤31是由制造商选取自然界花纹图案或绘画、编织及布纹花样和动物类皮革、或者是经设计师认为具有开发价值的图案，而创作于第二次加工的人造革产品上。
该花纹拓取步骤32是视原有样品及加工的需要，而借由光学及化学特性方法，例如，可利用照相分版、电脑扫瞄，或使用硅胶拓取方法等方法，选择适合的花纹后，以分出肉版与骨版两种负片；当然亦可采用硅胶拓取花纹的组合作业等。
该单元位置模拟步骤33是由该花纹拓取步骤32的肉版与骨版从中择一的负纹翻印正纹，依据设计师所规划的单元进行位置模拟，视花纹效果做取舍，并修饰成合适的浓度域。
该花纹上下正纹组合设计步骤34是依据该单元位置模拟步骤33花纹正纹进行位置的接合，将该花纹拓取步骤32的负纹先做“+”字记号，供两负纹叠合用，并将选择好要采用的纹路做上、下花纹的组合后，进行修饰再翻成正纹。
该花纹左右负纹组合设计步骤35，是由该花纹上下正纹组合设计步骤34之后继续进行左、右花纹组合的拼接设计，并翻转成具有上、下、左、右的单元花纹负版底片稿。
该版稿修整作业4是包含有一完整单元稿修整步骤41、一单元完成稿输入步骤42、一电子雕刻机作业43、一骨版效果加强步骤44、以及一抛光处理步骤45。
该完整单元稿修整步骤41，是由该版稿制成作业3的花纹左右负纹组合设计步骤35，将设计完成的上、下、左、右的负版底片稿接合处的浓度不均的状况修饰成浓度一致，再拷贝为正纹版稿。
该单元完成稿输入步骤42是将该完整单元稿修整步骤41的已修整完成的正版底片稿输入电脑，并将做好“+”字记号的骨版与肉版先进行位置校对的工作，再将骨版跳开。
该电子雕刻机作业43，是依据该单元完成稿输入步骤42中的被输入电脑的肉版，而将花纹雕刻在直径200～500mm，长度1800mm的丙烯酸树脂圆筒，或环氧树脂成型圆筒上。
该骨版效果加强步骤44是由该电子雕刻机作业43的肉版全面性地雕刻完毕后，再由电脑指示校对骨版“+”字记号位置，做最后的骨版加强雕刻，以单独地针对局部进行纹路的加深。
该抛光处理步骤45是由该电子雕刻机作业43与该骨版效果加强步骤44，以肉版及骨版完成圆筒的花纹雕刻之后，再视花纹的需要性而进行花纹表面亮光效果及抛光处理。
该花纹拓取作业5是包含有一大单元圆筒花纹拓取步骤51，以及一大单元圆筒正纹拓取步骤52。
该大单元圆筒花纹拓取步骤51，是使用聚胺脂来拓取经由该抛光处理步骤45(若无进行，则为该骨版效果加强步骤44)之后所完成的大单元负纹圆筒稿。
该大单元圆筒正纹拓取步骤52是使用硅胶来进行该一大单元圆筒花纹拓取步骤51之后的大单元正稿花纹圆筒稿的拓取。
该胎具作业6是将该花纹拓取作业5的大单元圆筒正纹拓取步骤52所制出的硅胶圆筒固定在一旋转台胎具中，再使用特殊设计双口喷枪，分别将塑钢树脂与粉末冶金，借由高气压喷入该硅胶圆筒的花纹面壁上，其中喷料是借由程序软件的电脑自动控制系统执行，所喷入的厚度是在1～6mm之间，其厚度主要视所选取的花纹而定；而转速则为30RPM～1200RPM，并将温度控制在80℃～350℃，之后再回温，形成一花纹层。
该烧结作业7是在该胎具作业6的花纹层冷却凝固后，进行该圆筒与花纹面壳的脱离，而得到一塑钢冶金面层，再将塑钢冶金面层固定在另一套圆形胎具的内周面上，在胎具的中心放入一铁轮轴，并使该铁轮轴与胎具之间留有一宽度为3～8mm的间隙，之后利用振荡功能及高气压进行粉末冶金填充，而在该胎具的下方则用封板封住中心并露出铁轮轴的位置，而上方的封板则开启二视窗作为反应观察之用，继而使用一天车将该胎具吊起，并慢慢地放入深井型的地下烧结炉，其烧结温度为42℃～400℃，之后并回温。
该成品修饰作业8是将该烧结作业7经过烧结而回温完成的轮具，再由该胎具中取出、修饰，即完成其剖面如图3所示的一塑钢冶金压花轮9。该塑钢冶金压花轮9是概呈一圆筒状，包括有一轮轴体91(本实施例则为铁轮轴)、一包覆于该轮轴体91外的粉末冶金层92、以及一包覆于该粉末冶金层92外且其外表面具有花纹的塑钢冶金面层93。
由此可知，本发明塑钢冶金压花轮及其制造方法2具有如下的优点1、准确性高本发明塑钢冶金压花轮及其制造方法2的花纹拓取、雕刻与组合等相关步骤，是可借助电脑技术来进行，因此可提升花纹生产作业的准确性。
2、制作过程中危险性较低本发明塑钢冶金压花轮及其制造方法2中，并不需要如现有技术那样使用如硝酸等腐蚀性溶液来产生花纹，而是以电子雕刻的方式来进行，因此工作环境的安全性大大提高。
3、可提高花纹的品质本发明塑钢冶金压花轮的制造方法2，是以机械化、电子化的方式来制造压花轮，因此，其花纹的制作并不需依赖工作人员技术的熟练程度，而可精确地掌控花纹的品质，同时花纹的形态可被格式化地决定，满足目前市场上对于大单元或微小花纹的需求，并可减少花纹失真、花纹规则性出现、花纹阴阳差等异常状况出现，同时花纹的形态可呈现高级感；此外，亦可较持久地维持并且延长花纹的真实感。
4、生产速度快由于本制造方法2所制得的塑钢冶金压花轮具有粉末冶金层，使得其在花纹的制程作业中可保持良好的散热性，因此制造商可提高花纹的生产速率，降低制造成本。
综上所述，本发明塑钢冶金压花轮的制造方法2，是利用电脑化与机械化的方式，而在一丙烯酸树脂圆筒，或环氧树脂成型圆筒上形成高品质的花纹，而使得由该塑钢冶金压花轮所压制的人造皮革表面的纹路具有高度的仿真度，并几乎乱真，并在市场上具有说服力的产品；同时，其轮具是由塑钢树脂与粉末冶金制成，当该轮具的使用寿命终了时，可将粉末冶金层回收，再提炼为铝合金以进行其它制品的生产，而不会有其它环保或公害的问题。因此，本发明除了改善传统金属铁材压花轮仿真度以外，在制造时效与成本及效能等方面，均是一大创举，而有利于人造皮革的附属价值提高，并增加厂商的竞争力。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
权利要求
1.一种塑钢冶金压花轮，其特征在于，包括一轮轴体；一粉末冶金层，是包覆于该轮轴体外；一塑钢冶金面层，是包覆于该粉末冶金层外，且其外表面具有花纹。
2.根据权利要求1所述的塑钢冶金压花轮，其特征在于所述塑钢冶金面层是由塑钢树脂与粉末冶金制造。
3.一种塑钢冶金压花轮的制造方法，其特征在于，包括下列步骤A、选取花纹图样；B、制作版稿，并雕刻在一大型圆筒上；C、使用树脂类材料拓取圆筒上的花纹并固定在一用以制造轮具的胎具中；D、使该胎具旋转并喷入塑钢树脂及粉末冶金以形成花纹层；E、当该花纹层冷却凝固后脱出该圆筒以得到一塑钢冶金面层，并将塑钢冶金面层固定在另一套胎具中，且于前述胎具中心放入一铁轮轴，使该铁轮轴与胎具之间留有一间隙，以供粉末冶金填充；F、将该轮具的前后端分别使用一挡板固定，并进行烧结后，待卸除该胎具后，即可获得该塑钢冶金压花轮。
4.根据权利要求3所述的塑钢冶金压花轮的制造方法，其特征在于在所述步骤(A)中的花纹可以借由照相分版、电脑扫瞄、硅胶拓取等方式进行选取。
5.根据权利要求3所述的塑钢冶金压花轮的制造方法，其特征在于所述步骤(B)的版稿为肉版与骨版。
6.根据权利要求3所述的塑钢冶金压花轮的制造方法，其特征在于所述大型圆筒的直径是介于200～500mm之间，且其长度为1800mm。
7.根据权利要求3所述的塑钢冶金压花轮的制造方法，其特征在于在所述步骤(C)中，该树脂类可为硅胶。
8.根据权利要求3所述的塑钢冶金压花轮的制造方法，其特征在于在所述步骤(C)中，该树脂类可为聚胺脂。
9.根据权利要求3所述的塑钢冶金压花轮的制造方法，其特征在于所述大型圆筒的材质是采用丙烯酸树脂。
10.根据权利要求3所述的塑钢冶金压花轮的制造方法，其特征在于所述大型圆筒的材质是采用环氧树脂。
11.根据权利要求3所述的塑钢冶金压花轮的制造方法，其特征在于所述步骤(D)的胎具是以30RPM～1200RPM的速度分段旋转。
12.根据权利要求3所述的塑钢冶金压花轮的制造方法，其特征在于所述步骤(D)中所喷入的塑钢树脂及粉末冶金厚度是在1～6mm之间，且该胎具旋转时的温度是介于80℃～350℃。
13.根据权利要求3所述的塑钢冶金压花轮的制造方法，其特征在于所述步骤(E)中的所述间隙的宽度为3～8mm。
14.根据权利要求3所述的塑钢冶金压花轮的制造方法，其特征在于所述步骤(F)中烧结时的温度范围为42℃～400℃。
全文摘要
一种塑钢冶金压花轮及其制造方法，其塑钢冶金压花轮，包括一轮轴体；一粉末冶金层，是包覆于轮轴体外；一塑钢冶金面层，是包覆于粉末冶金层外，外表面具有花纹；制造方法包括选取花纹图样；制作版稿，并雕刻在大型圆筒上；使用树脂类材料拓取圆筒上的花纹；使胎具旋转并喷入塑钢树脂及粉末冶金以形成花纹层；当花纹层冷却凝固后脱出圆筒以得到一塑钢冶金面层，并将塑钢冶金面层固定在另一套胎具中，且于胎具中心放入一铁轮轴，其间留一间隙，以供粉末冶金填充；将轮具前后端分别使用一挡板固定，并进行烧结后，待卸除胎具后，即可获得塑钢冶金压花轮。本发明降低制作过程中的危险性，提高使用寿命。
文档编号D06N3/00GK1935534SQ20051001510
公开日2007年3月28日 申请日期2005年9月19日 优先权日2005年9月19日
发明者蔡庆详 申请人:蔡庆详