专利名称:用增强塑料复制木质浮雕的工艺方法
本发明涉及的是增强塑料制品的成形方法，以及用于成形的软质聚氯乙烯模具的制备技术。
增强塑料制品具有强度高、重量轻、材料价格较低廉，色彩可以任意选配，色泽鲜艳，耐老化，加工时的浇注性好等特点。本技术为用增强塑料制作高浮雕制品提供了一种简单的工艺方法。由于，高浮雕的型面极其复杂，且有许多反向的斜度。这给制品的脱模工作带来了困难。所以，其模具必须是软质的。另一个问题是如何用木质浮雕原作翻制出软质的阴模来。
从现有的增强塑料成形技术来看，有关软质模具的应用及制备方法不多。1966年由国防工业出版社出版的日本增强塑料协会编写的《增强塑料》一书中，尚未提到用软质模具制作增强塑料制品的论述，也没有关于制作高浮雕制品的报导。由化学工业出版社出版的1981年6月北京第二版的《橡胶工业手册》第一分册(统一书号15063、3302)中，曾作过用室温硫化硅橡胶模具浇注聚酯树脂，环氧树脂制品的报道。但它又称这种模具材料的价格是较昂贵的。民间流传的，用于复制石膏雕像的软模，是一种以聚氯乙烯为主要材料，采用蘸塑方法制备的软质模具，但未见用于增强塑料制品的生产中。
本发明的目的是为制作增强塑料高浮雕制品，提供一个工艺可靠，制品形象逼真，制作费用低廉的工艺方法。
本发明是这样实现的，首先是要找到合适的软质模具材料。经过多次试验，终于发现软质聚氯乙烯是较为理想的模具材料。具有很好的弹性和足够的强度。它和聚酯树脂有很好的脱模性能，毒性小、材料成本低，可以回收再熔炼。本发明中所用的软质聚氯乙烯配方为一般现有配方，其成份如下聚氯乙烯树脂邻苯二甲酸二辛脂邻苯二甲酸二丁脂硬脂酸锌硬脂酸钡填充剂石蜡既然有了较理想的模具材料，那么，如何将木雕的艺术造型变成软质阴模的型腔呢？开始，是采用直接将熔融的聚氯乙烯热熔胶浇复在木雕型面上的方法。但冷却后，软质的聚氯乙烯模料和木雕的型面发生了粘结。当用力将两者撕开后，得到的模具型面则是很粗糙的。无法用于成形工作。这是因为木质材料受到热熔胶的热力后，木质中的空气不断地产生膨胀，形成了许多的气泡进入了聚氯乙烯热熔胶的表层中，当温度下降时，木质中原为空气占居的空间中的气压也随之下降了。这时，尚具有一定流动性的聚氯乙烯热熔胶，则被木质表层所吸收，热熔胶进入了木质表层的细微空隙。这就是发生粘结的原因，并且在软模的型面上留下了许多的气泡。那么，如何能提高软模表面的光洁度呢？看来，首先要有效地制止木雕木质中的空气侵入热熔胶才行。开始，我采用涂料复盖木质表面的办法，制止空气外溢。结果是软模型面上的气泡个数减少了，但气泡却大多了。这是因为木质中的空气受热后，仍然要产生膨胀，但一时却不能冲破涂层的阻挡。当气压继续增大时，涂层上的薄弱部分则被冲穿。所以在软模的型面上会留下较大的气泡，但软模和木雕之间的粘结现象基本上消除了。为了提高涂料膜层的强度，先后采用酚醛清漆，醇酸清漆、玻璃钢漆。但型面上的气泡问题未能根本解决，后来我想，既然木质中的空气占居了一定的空间，如果设法将这些空间让一些固体材料占居，那么就可以大大地减少产生气泡的可能性。用什么方法可以将固体材料填进去呢？哪些固体材料比较合适呢？经选择，我使用了石蜡作木质的填补材料。石蜡在室温条件下，为固体状态。在60℃左右的温度下则变成了液体状态。而这两种物态的膨胀系数都要比空气小得多。于是，我把木质材料浸在160～170℃的石蜡熔液中进行煎煮。木质受热后不断地向外冒着气泡。木质的厚度越大，气泡消除的时间也越长。当木质中的气泡消失时，可以认为木质所有部分的温度均达到了石蜡熔液的温度。木质内部的气压和外界是相等的。在这以后，让木质留在石蜡熔液的槽内一起缓慢地冷却下来。这时从外部看去，木质表面似乎毫无动静。但是可以推想，由于石蜡熔液和木质内部的温度不断下降，木质内部的气压必然逐渐降低。石蜡熔液将通过外界对木质内部的气压差，不断进入木质的内部，占居原来为空气所占居的空间，木质中心的温度以冷却到80℃为宜。这需要有一段较长的保温时间，使石蜡熔液能充分地渗入木质的内部。经验证明，这一段时间至少要比气泡消除的时间长一些。这是因为石蜡熔液渗入木质的速度要比空气外溢的速度低得多的缘故，木质经过充分的吸蜡过程之后，就可以移至空气中冷却。以上所称的木质可以是作艺术原型的木雕作品，也可以是指用于雕刻艺术原型的木质材料。因为未经蜡煮处理的大型木雕作品，一旦蜡煮处理后，会产生明显的变形。所以，大型雕品在雕刻前，坯料需经蜡煮，目的是为了避免木雕作品成型后，蜡煮引起的变形。经过以上蜡煮处理过的木雕作品，就可以用于翻制软质聚氯乙烯阴模了。在翻制阴模前，先将在烘干箱内加温到70～80℃的含蜡木雕作品，在聚氯乙烯热熔胶中浸浴一遍。目的是让热熔胶能充满造型上的各个细部。但时间不宜过长，一般不超过3～5分钟，然后将遍涂热熔胶的雕品提出槽外，迅速将其置入框架内，花纹型面朝上，待热熔胶层的温度降至近室温时，再浇注热熔胶，直至浇铸层达到所需的厚度。冷却后热熔胶就成了软质聚氯乙烯阴模了。它和木雕之间再不会有粘结现象。软模型面的光洁度也提高了。这样的软模基本上可以用于增强塑料成形或用于浇铸合成粘结剂了。例如聚酯树脂粘结剂，环氧树酯粘结剂等。
为了合理地减少制品的用料，制品常宜加工成薄壳型的。但由于各种艺术原作的型面是各不相同的，所以作为阳模的端头的形状也是随之不同的。本技术中将这种制作薄壳用的阳模称作盖芯。那么，如何制得相应形状的盖芯呢？具体的制备方法是这样的，先将用石蜡熔液浸渍过的呢绒或布料，趁着蜡液未凝固的时候，迅速将其敷设到软质阴模的型面上，待蜡质凝固后，再用热风器，熨铁之类的整形工具，将含蜡的呢绒、布料熨光滑。石蜡凝固后，含蜡呢布就成了一个蜡壳就可以在其型腔内浇铸石膏，早硬水泥或合成粘结剂等材料，它们是一些在室温条件即能固化的材料。盖芯在蜡壳内固化后，不容易与蜡壳分开，但蜡壳与软模很容易分开，这是因为软质聚氯乙烯与石蜡有很好的脱模性能。蜡壳和盖芯从软模中取出后，接着放到100℃左右的石蜡熔液中去，将蜡壳熔脱，抹去浮蜡，盖芯就制成了。在制作增强塑料制品的施工中，盖芯应高出软模的平面5～8毫米。为了使塑料制品的缘口平整，需要事先在盖芯安放一个平滑的，具有一定强度的圈形板。当制作美术镜框、油画框的时候，需用两个圈形板。圈形板可以用夹布胶木板，硬质聚氯乙烯板或聚乙烯板等材料制成。当软模、盖芯备齐后，就可以制作浮雕制品了。先盖芯上轻抹一层地板蜡，稍后，再抹一遍甲基硅油，以作脱模剂。在软模的型腔内，先浇入一些已调入固化剂的合成粘结剂(一般指聚酯树脂粘结剂)。由于阴模的型面是很复杂的，粘结剂浇入后，容易在模具的内角形成气泡。开始注入粘结剂不宜过多，气泡清晰可辩。这时，只需要用一个小棍儿将气泡一一拨去即可。然后，再浇入足够数量的，配有填充剂、颜料糊等助剂的合成粘结剂。并用木片将上下两层合成粘结剂刮拌均匀。接着将剪短的玻璃纤维布按入型腔内，使其浸透粘结剂。在盖芯上也涂复一层同样的粘结剂，然后将盖芯慢慢压入软模的型腔，速度不宜快，否则容易在制品上留下气泡。这时，盖芯上的圈形板将压在软模的台阶上，挤去了两者之间的粘结剂。固化后，制品的缘口将是平整的，并且制品和边料很容易分开的。制品固化后，先将软模脱去，这一过程是很容易实现的。接着把制品和盖芯一起放入烘干箱内，温度为80℃保温3小时后取出，并趁热将制品和盖芯分开。待制品冷却后，经过修饰，就成了所需的增强塑料浮雕制品了。在成形施工中，若不按入玻璃纤维布(毡)，制品则为合成粘结剂的浇铸品。
本发明与现有技术相比较所具有的优点及积极效果，据本人所知，目前增强塑料制品的成形模具，大多属木模，石膏模及金属模等硬质模具。无法制得具有高浮雕水平的增强塑料浮雕制品。在本文前面，曾提到过现有技术中已有用室温硫化硅橡胶模具制作聚酯树脂，环氧树脂浇铸品的技术。本发明与其相比，则有模具材料费用低，废旧模具可以回收再熔炼使用的特点。与目前民间手艺人的石膏塑像的软模相比，本发明具有模具的整体性好，模具的厚度大，有利于直接用于生产的特点。民间方法属于蘸塑成形，模具的厚度薄，不宜直接用于浇铸工作。废旧的模具材料无法通过蘸塑的办法回收再利用。
采用本发明可以制作具有高浮雕特点的增强塑料美术镜框，油画框及挂屏、条屏等工艺美术品。
现对图1(木质的蜡煮处理过程)作以下的说明图表中的t1为木质芯部的温度从室温上升到170℃时所需的时间。这与木质的密度、厚度有关。t2为木质芯部温度达170℃后的保温时间。从木质材料开始在蜡液中煎煮一直到气泡基本消除。这一段时间就是t1与t2之和。t2的过程是较短的。t3为木质芯部温度从170℃随同蜡液一起冷却到80℃时所需的时间。t2为木质芯部温度达80℃后，所需的保温时间，应当相应地长一些。一般需3～5小时。t3为木质移至蜡槽外自由冷却的状态。图2中的蜡壳(含蜡呢布)1是由浸透石蜡熔液的呢绒、布料趁热敷在软质聚氯乙烯阴模5的型面上面而制成的。并设法将其熨至光滑。蜡壳1的缘口应高出阴模5～8毫米。这将有利于操作时，容易刮去剩余的制品材料。盖芯3可用早硬水泥、石膏、聚酯树脂等材料制备。事先安放在盖芯中间的圈形板2应平直，光洁。型面4是指软质阴模上用于制品成形的型面。它不一定需要与蜡壳全面贴附。参见1、2。
权利要求
1.用于排除木雕作品或木质材料内部空气的蜡煮方法。其特征是通过对木质作品或木质材料的加温、冷却的处理过程，促使木质材料内部的气压下降，导致石蜡或其他低熔点材料渗入木质内部的填补方法。
2.使用经过权利要求
1所述方法处理的含蜡木质制品翻制的软质聚氯乙烯模具。其特征为这类模具是以含蜡木质制品为阳模，用软质聚氯乙烯热熔胶浇铸而成。
3.使用权利要求
2所述的模具，生产的增强塑料浮雕制品及其他材料的浮雕制品，其特征为(1)浮雕制品的材料仅需接触压力，在室温条件下即能实现成形、固化。(2)由于软质模具有弹性，所以有利于高浮雕型面的成形及脱模。
4.为了能够使得权利要求
3所述的浮雕制品薄壳化而采用的盖芯制作方法。其特征为盖芯是用贴附在软模型面上的蜡壳(图2〔1〕)成形的。蜡壳是由含蜡的呢绒、布料等粘贴而成。
专利摘要
本发明是以聚酯材料复制木质浮雕品的成型方法。聚酯材料成型的模具是用软质聚氯乙烯材料制得的。方法是将其热熔胶对经蜡煮处理过的木雕原型进行浇铸，冷却后，即得软质聚氯乙烯阴模。本技术的特点是木雕原型经蜡煮之后，木质中的空气，绝大部分被石蜡置换出来。加之这种热熔胶流动性好，所以模具型腔清晰，富有弹性，很适宜生产聚酯高浮雕制品。例如，人造大理石的浮雕建材，玻璃钢浮雕吊顶，美术镜框等。这类软模与橡胶软模相比具有成本低，可回收，成型快，脱模性好的特点。
文档编号B29C41/00GK86102698SQ86102698
公开日1988年3月9日 申请日期1986年4月18日
发明者李宏强 申请人:李宏强导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan