利用刮具生产带图案定型制品的方法

专利名称：利用刮具生产带图案定型制品的方法
技术领域：
本发明涉及一种使用刮具生产下列制品的方法，这些制品包括带图案的水泥定形制品，带图案的人造石料定形制品，用于烧结成陶瓷定形制品的带图案的生坯，带图案的陶瓷定形制品，带图案的金属定形制品，带图案的原涂定形制品，带图案的塑料定形制品，带图案的定形食品以及其它这类带图案的定形制品。
到目前为止，只有用提供部分表面的方法来获得，诸如带有一图案表明行人穿马路，停步标记或其它此类交通标记的铺面砖表面或用提供全部表面的方法来获得，诸如用涂层材料诸如漆印到表面的带图案的铺面砖或镶嵌所要图案的铺面砖。
因为印在部分表面或全部表面上图案的铺面砖暴露在外而被来自行人走路时的鞋以及汽车驶过砖面的输胎所磨损，图案很快磨平且须在频繁时间间隔内加以修补，此工作牵涉的工时相当可观，若图案用镶嵌成形则此加工十分麻烦而且成本昂贵。
本发明人以前建议的方法可容易地生产各种形式的带图案定形制品，该带图案定形制品不会失去其表面图案，也不会变得模糊不清即使当它暴露在外而表面磨损时也是如此。该方法包括采用至少一个从对应于所表达图案的辅助模中选取的材料的固定装置(在日本专利申请No4-105903，No5-38707，No5-38708和No5-238767)，一由设定高度圆柱体构成的盒体(在日本专利申请No4-140104，No4-139083，No5-847157和No5-847147)以及一直立体(在日本专利申请No4-345803，No5-324068，No5-237816和No5-237821)。
本发明的目的是提供一种生产可表达各种图案，诸如各种粗细的残条图案的定形制品的方法。
为了达到上述目的，本发明提供了一种生产带图案的定形制品的方法，此方法包括以下步骤在一基面上形成一干颗粒层;根据所要显示的图案，运动一个位于所述基面上方预定位置的刮具;用另一种不同的干颗粒填充由此成形出的型腔;和随着所述颗粒被铺设一个基背或在所述颗粒被铺设一个基背层以后，让所述颗粒固结定形成一个整体块。
本发明还提供了这样一种生产带图案的定形制品的方法，此方法包括以下步骤在一基面上形成一干颗粒层;根据所要显示的图案，运动一个位于所述基面上方预定位置的刮具，与此同时，利用吸力移除颗粒;用另一种不同的干颗粒填充由此成形出的型腔;和随着所述颗粒被铺设一个基背层或在所述颗粒被铺设一个基背层以后，让所述颗粒固定形成一个整体块。
根据本发明的方法，耙开一在基面上形成的干颗粒层，将所形成的型腔内充满不同类型的干颗粒，通过使用一合适形状的刮具就能形成所要粗细的线条图案。
通过下文并参照附图，本发明的上述特点和其它特点将会变得愈加明显。


图1表示一根据本发明所生产的定形制品的第一实例的透视图;
图2(a)至图2(c)表示本发明方法中所用刮具的三个实例的透视图;
图3说明刮具如何移动以形成图1的成形制品;
图4(a)至图4(b)是说明形成型腔和充入不同颗粒的图3中沿X-X剖面线所取的剖视图;
图5是用本发明方法制成的一个第二定形制品的平面图;
图6(a)至图6(b)是本发明方法所用刮具的二个实例的透视图;
图7(a)至图7(b)是图6(a)中刮具所形成的型腔以及型腔内充满所用不同颗粒的剖视图;
图8是用本发明方法制成的一个第三定形制品的透视图;
图9(a)至图9(b)是本发明方法所用刮具的二个实例的透视图;
图10是用本发明方法制成的一个第四定形制品的透视图;
图11是本发明方法所用一刮具的透视图;
图12说明刮具如何移动以制成图10的定形制品;
图13(a)至图13(b)表示带有一端挡的导板的透视图，以及说明采用导板的刮具如何移动以制成图10的定形制品;
图14是用本发明方法制成的一个第五定形制品的透视图;
图15是用本发明方法制成的一第六定形制品的透视图;
图16是一制成图14和图15的定形制品所用刮具的透视图;
图17是用本发明方法制成的一个第七定形制品的透视图;
图18(a)至图18(b)表示一制成图17的定形制品所用刮具的透视图，以及说明如何移动刮具以制成该定形制品的平面图;
图19(a)至图19(d)表示本发明方法所用四个刮具的透视图;
图20是一本发明方法所用刮具的透视图;
图21(a)至图21(d)说明本发明方法所用刮具的四个实例的操作;
图22(a)至图22(c)是本发明方法所用三个刮具的透视图;
图23(a)至图23(d)是本发明方法所用四个端档板的透视图;
图24是一本发明方法所用刮具的透视图;
图25(a)至图25(b)是本发明方法所用二个刮具的透视图;
图26(a)至图26(d)分别是一本发明方法所用刮具的透视图;
一用刮具制成型腔的平面图，一沿图26(b)Y-Y剖面线所取的剖面图以及一表示型腔充满不同类型颗粒的平面图;
图27是一根据本发明方法连续地、制成带图案定形制品的装置的剖视图;
图28是一图27所示装置的主要部件的透视图;
图29是一带有本发明方法所用吸口的刮具的透视图;
图30(a)至图30(b)是一用图29所示刮具制成的型腔的剖视图，以及一表示型腔充满不同类型颗粒的剖视图;
图31是一用本发明方法制成的一个第八定形制品的透视图;
图32是带有一吸口的刮具用来制成图31的定形制品的透视图;
图33(a)至图33(b)是一采用图32所示刮具制成型腔的剖视图，以及一表示型腔充满不同类型颗粒的剖视图;
图34是一本发明方法所用另一个带有一吸口的刮具的透视图;
图35(a)至图35(c)分别是一用图32所示刮具制成型腔的剖视图，一型腔的剖视图;一表示型腔充满不同类型颗粒的剖视图;
图36表示用图34的刮具制成的一定形制品的透视图。
为了方便，下文说明限制在图1至图36所示的实例，通过变化刮具的形状和移动，本发明能生产各种其它形式。图1示出一具有箭形图案的定形制品的实例，图5到图31示出一具有一笔划图案的定形制品的实例，图8示出一带有以点表示的字母B图案的定形制品实例，图10示出一带有一圆图案的定形制品实例，图14和图15示出一带有椭圆形图案的定形制品实例，图17示出一带有闪电图案的定形制品实例，而图36示出一带有字母图案的定形制品实例。
虽然用于在基面上产生一颗粒层的颗粒和用于充填型腔的不同的颗粒在干燥后已吸收了一种或多种水、油、润滑-结合剂、溶剂、凝固剂或增塑剂，但这些颗粒并不与水、油、润滑-结合剂、溶剂、凝固剂或增塑剂揉和，而且处在为了供料而容易被破碎的干的状态下。
图1示出在基背层11上形成箭头图案的定形制品10，箭头的一侧用不变宽度的粗线16a来表示，而箭头另一侧用一从细到粗改变的线16b来表示。该定形制品可用本发明的第一方法制成，该方法包括根据所要图案在一已成形的颗粒层内移动刮具，和用不同类型的颗粒充填由此成形的型腔。要做到这点，首先在基面12诸如一模子底板上形成一干颗粒层13。如图2所示，然后由一薄板21构成的刮具20在图3中的点A处向下推入颗粒层直到刮具下缘到达基面12。然后把刮具20沿成45°角的直线向上移向B1，在此移动时，刮具20相对于其前进方向保持同一角度(在此实例中呈45°)。如图4(a)所示，刮具20的移动在刮具一侧垂直切割颗粒层，而在另一侧，则把颗粒向上推成一脊形，同时刮具在其移动尾迹中形成一型腔14。然后将该型腔充满不同颗粒15，让颗粒直落到基面，如图4(b)所示，从而形成一带图案的定形制品。然后把刮具20重新插入图3中的点A处，以45°角曲线运动向下移到B2。在移动期间，刮具相对于前进方向的角度从平行逐渐增大。这就形成接近A处变窄而接近B2处加宽的型腔。然后将该型腔内充满不同类型颗粒就产生了图1的定形制品。然后，随着颗粒被平整或平整后和/或被铺设一个基背层(如果需要的话)，让颗粒固结定形成一个整块。
在此实例中，采用了薄板21形式的刮具，而刮具相对于前进方向的角度改变了，以此改变了线的粗细。然而，线宽度的表达并不局限于此实例，通过变化刮具的形状和/或材料以及通过变化刮具和基面之间的接触角，都能表达各种线的宽度。虽然为了简化，说明指的是刮具再插入点A并移向B2，相反，例如，刮具能从B1移到A再移到B2。能利用这样的事实，当一薄板用作一刮具，如果刮具没有设定一相对于前进方向的角度而移动，那么就没有东西显示出来。因刮具是一薄板，若不给刮具设定一相对于前进方向的角度，那么刮具从点A移到点B3就不会产生出型腔。尽管刮具的高度既能等于也能大于颗粒层的厚度，但为了易于操纵，最好刮具比颗粒层稍高些。应该理解为当使用术语“刮具”时，刮具的意思是具有由刮具移动和操作所做的一切含意，它包括耙、耕、掘以及类似动作。
由刮具成形的型腔能用手工或其它方法填满。在图2(b)所示的刮具情况下，通过一连结颗粒料槽和供料口22的管)，颗粒能从颗粒料槽输到一附在刮具上的供料口22，或采用图2(c)所示的装置，其中，颗粒从直接安置在供料口上的颗粒贮存料斗23输送，该料斗可通过闸门23′打开或关闭。
图5示出一其上图案16由均匀宽度的单一笔划所构成的定形制品，该定形制品是根据本发明方法制成的，使用了图6(a)的刮具20，该刮具有一可转动地附到一轴25上的U形件24。首先在基面12上诸如模子的底板上形成一干颗粒层13，然而把U形件24在图5点A处插入颗粒层一直到刮具下缘接触基面12，然后以螺旋运动移向B以成形该图案。在移动期间，U形件24的U形部分仍然面向前进方向，从而产生一恒定宽度的线。如图7(a)所示，颗粒层13通过刮具20的移动，在刮具两侧的颗粒被犁成脊形，并在刮具的运动尾迹上产生一型腔14。然后将该型腔14充填不同的颗粒15，如图7(b)所示，从而制成一带有干颗粒层图案的定形制品。然后，随着颗粒被平整和/或被铺设一个基背层(如果需要的话)，让颗粒固结成一整块。在此实例中，图案是由一不变宽度的线表示出来的，然而线宽并不局限在此实例，还能包括通过变化刮具的形状和/或材料以及通过变化刮具和基面之间的接触角所产生的各种线宽。例如，当所用的刮具为诸如在刮侧对着的相反侧上有一开口27′的圆柱体刮具27，如图6(b)所示，所产生的型腔能用穿过圆柱体而输入的颗粒来填充;通过转动圆柱体27来改变刮面的位置以及颗粒输入的方向或通过使刮具的反向侧做到面向前方前进并且做到颗粒不输入都能用来控制所产生的线宽，而且线宽也能通过改变基面和刮具之间的接触角来改变。因此就能产生如图5所示的相同图案或者也能产生线宽可变的一线(笔)划图案。如果开口27′的高度同于或高于干颗粒层13的厚度，通过圆柱体27输送不同类型的颗粒15′就能同时执行制出和充填图7(a)与图7(b)所示型腔的双重职能。如果所用开口27′的高度小于干颗粒层13的厚度，该型腔的同时充填会造成所充填的图案部分低于颗粒层13的厚度，而产生图案沉陷入颗粒层料内的现象。
在图8所示的定形制品情况下，图案成形面被认为分割成一各相当于图案一点的阵区。在此情况下，图案是由均匀线宽的斜线所表达的字母B，各斜线都由单个点构成。此定形制品由本发明方法，采用图9(a)中包含细杆26的刮具制成。在一作为基面12的模子底板上形成一干颗粒层13。然后刮具20在图8点A1处插入颗粒层直到刮具下缘接触基面12，移动刮具以形成一向着B1的直线，此过程从A2至B2直到A14至B14重复进行，就产生了字母B。如图7(a)所示，通过刮具前进在颗粒层中推出通路，且在刮具两侧形成脊背，而在刮具移动尾迹处形成一随后充填不同颗粒15的型腔14(如图7(b)所示)，从而产生出带图案的定形制品。然后，随着颗粒被平整或平整后和/或被铺设一基背层(如果需要的话)，让颗粒固结成一整块。能采用一种包含有若干附在板或类似物上的杆的刮具。例如可采用图9(b)所示形状的刮具类型，其中刮具26为在支座上安设成一排的七个杆，使得杆在不用时能向上缩回到支座内，结果进一步提高了劳动生产率。在此情况下，刮具上的杆一次移动一条线和一次充填一条线。另外也能用多杆刮具26，如图9(b)所示，它与一管道相连，不同的颗粒通过该管道输入以充填已成形的型腔。该刮具的移动并不局限在图8所示实例中以直线运动表达的图案，刮具也能以其它方式移动，诸如以大范围摆动，或走圆形或从中心开始呈螺旋形移动。在此类情况下，图案要素的大小(诸如各个点)由移动的程度来决定。
图10示出一具有面包圈形的环状图案16的定形制品10，该定形制品是根据本发明的第一方法采用含有曲线板21′的图11示出的刮具20制成的。一干颗粒层13形成在作为基面12的模子底板上，且采用图1的定形制品情况下相同类型的刮具程序形成一型腔。为了使图案的起点和终点整齐地对准，图23所示的端档板28可事先插入干颗粒层13内。参照图12，通过把刮具20在点A处插入以与端档板28接触，于是图案开始，沿着端挡板28移动刮具到点A′。然后刮具20一路移到点B′，再沿着端档板28移到点B，然后将这样所形成的型腔内充填不同的颗粒。或者，在先把设有图13(a)所示的端档板28的圆辅助导板29放置就位以后，再形成颗粒层，或者在颗粒层已成形后再插入辅助导板29，图11示出的刮具20所用曲线板21′具有与辅助导板29相同的曲率。在此情况下参照图13(b)，刮具20沿着辅助导板29插入且刮具一端与端档板28接触，另一端则与导板29接触，刮具首端沿着端挡板28移到点A′。然后刮具20在不改变刮具20和导板之间的接触角的条件下，沿着导板29移到点B′，再沿着端挡板28移到点B。然后将这样所形成的型腔内充填不同颗粒。通过从干颗粒层13取出刮具20和导板29，具有环形图案的定形制品就完成了。然后，随着颗粒被平整或被平整后和或被铺设一基背层(如果需要的话)，让颗粒固结成一整块。辅助导板29使得即使用手工或其它装置也能够容易地产生一整齐的圆圈，而且也能容易地产生其它的图案。
图14和图15各示出一带有椭圆形图案16的定形制品10，该椭圆形图案16通过采用同一刮具以形成要充填不同类型颗粒的型腔。该定形制品根据本发明的第一方法采用了图16中含有弯成椭面的带料的刮具20而制成。一干颗粒层形成在作为基面12的模子底板上。为了形成图14的图案，插入刮具20且沿着椭圆的长轴移动，而图15的图案则通过刮具绕着椭圆中心轴线转约5°而形成。然后对这样在各种情况下选出的型腔充填不同类型的干颗粒15，用上述实例相同方式完成其它图案。
图10表示一带有闪电图案16的定形制品16，该闪电图案用包含有一对各为相同闪电形状的板组成的刮具所产生。为了根据本发明第一方法制成这种定形制品，图18所示的刮具20包含二个弯成闪电状工字形的带料，把刮具插入干颗粒层13，使刮具停靠在基面12上。如图18(b)所示，刮具20的二部分移开以形成一以后要充填不同类型颗粒15的型腔14。随后的步骤同于上述实例的步骤。
带图1所示箭头图案的定形制品可根据本发明的第二方法制成，该方法包括采用刮和吸来除掉颗粒并形成一对应于所要显示的图案的型腔。如图29所示，所用刮具包含一与抽吸器30的吸口31成一整体的薄板21。一干颗粒层13形成在一作为基面12的模子底板上。薄板21在图3点A处插入干颗粒层13直到薄板边缘接触基面12，并且以45°角向着点B1以直线方式向上移动，而同时使薄板21相对于前进方向保持同一角度。如图30(a)所示，在板的一侧，板21的移动垂直切割颗粒层13，而板的另一侧，多余颗粒则被吸去，这就选出了切角状的顶缘而不是本发明第一方法所产生的脊状形状，这样给在刮具20移动尾迹所形成的型腔充填不同类型的颗粒15，产生出图30(b)的结构。然后薄板21再插入图3中的点A，并以45°角曲线移动到点B2而形成另一个要充填不同类型颗粒15的型腔，从而完成了带图案的定形制品。然后，随着颗粒被平整或平整后和/或被铺设一基背层(如果需要的话)，让颗粒固结成一整块。虽然刮具的高度既可等于也可大于颗粒层的厚度，但为了易于操纵，最好刮具高度比颗粒层厚度稍高些。应理解为当使用术语“刮具”时，刮具的意思适用于由刮具移动和操作所做的一切，它包括耙、耕、掘以及类似的动作。
向刮出的型腔充填不同类型的颗粒15可由手工或其它任何方法完成，通过一连到料槽的管和供料口，颗粒从颗粒料槽输到一整体附在刮具上的供料口，或采用一种颗粒从一直接安置在供料口上方的槽斗输出的布置。吸去多余的颗粒使型腔上部的休止角呈斜坡边缘，这在型腔不能立即被填充时是有好处的，如果型腔被立即填充，那么也能根据去掉的多余颗粒量对它进行调节。
图31所示的定形制品10有同于图5的定形制品10的均匀宽度的一笔划图案，但是图案起始在不同的点。该定形制品是根据本发明的第二方法制成的，采用图20中由-U形件24可转动地附在一轴25上构成的刮具20。一干颗粒层13形成在一底板的基面12上，U形件24在图31的点A插入直到U形件下缘接触基面12。然后U形件24以螺旋运动移向点B而同时在此位置的颗粒通过吸口31用吸力去掉。在此移动期间，U形件24的U形部分保持面向前进方向，从而产生了一恒定宽度的线槽。如图33(a)所示，借助刮具20的前进，刮具20各侧的颗粒层13被犁起成脊状，在其移动尾迹产生一型腔。如图33(b)所示，将该型腔充满不同的颗粒15，就产生了一带有干颗粒层图案的定形制品。然后，随着这些颗粒被平整或平整之后和/或被铺上一基背层(如需要的话)，让这些颗粒固结成一整块。继续从点A到点B通过吸口用吸力保证彻底去掉未被刮具推动的颗粒，即使在极不平坦的基面上，也能产生棱边分明的图案而使起点A和终点B具有图31所示相同整齐圆边的成品。这是区别于用本发明的第一方法生产生图5中带图案的定形制品的一个不同点。在本实例中，图案是用一不变宽度线表达，但是线宽的表达并不局限于此实例，通过变化刮具的形状和/或材料以及通过变化刮具和基面之间的接触角，此实例能包括所产生的各种线宽。
在图8所示的定形制品10的情况下，图案表面认为被分割成各相当于图案中一点的一阵区，在本实例中图案是一字母B。用本发明的第二方法制成的定形制品，如图34所示，采用一个含有一杆26与抽吸器30的吸口31整体相连的刮具20。一干颗粒层13形成在作为基面12的底板上。杆26在图8点A1处插入颗粒层直到杆26的下缘接触基面12，然后移到B1形成一直线，此过程从A2至B2直到A14至B14重复进行，就产生了字母B图案。本方法区别于第一方法是杆26前进时每侧所推出的多余颗粒立即用吸力去掉，而同时在侧壁顶部形成休止角17′(如图35(a)和(b)所示)，并在刮具移动尾迹中产生一型腔14。在刮动操作之后的适当时间内，如图35(b)所示，将型腔14充填不同的颗粒15，从而完成了带图案的定形制品。然后，随着颗粒被平整或平整后和/或被铺设一基背层(若需要的话)，可让颗粒固结成一整块。也可采用一包含有若干个附在板上的杆或具有一整体相连的颗粒供料口组成的刮组20。与辅助件或定位件相结合使用，这就允许采用各种的图案表示和充填方法。刮具的移动不局限于图8所示本实例中由直线移动表达的图案，而且还包括其它移动，诸如宽幅跳动、圆、从中心起始的螺旋线。在此种情况下，图案要素(点)的大小是由移动的程度所决定。用此方法，能使画出的线条轮廓鲜明，使它能容易地形成图36所示的字母型图案16。
刮具移动时可杆26在前方和吸口31在后方，也可吸口31在前方和杆26在后方，然而最好是吸口在前方而杆在后方，因为这可将吸力集中在刮具杆和未移走的颗粒之间小空间内，这样刮具20的作用象一平整器，结果形成整齐切割的垂直壁而提供轮廓鲜明的线条。通过调节吸力的强度和/或吸口的形状就能控制休止角的形成。可根据充填颗料的定时来决定是否能有利地成形休止角。
在所有情况下，使用的刮具的类型以及如何使用它，都是可以选择的。图案和定形制品并不限于上述的那些，可以通过使用其它的基面而扩展到其它品种，也可与其它辅助模进行组合。应该理解，这里虽然使用了刮具这个术语，但这个术语的含义是根据刮具的运动和操作方式来定义的，这种运动和操作方式包括耙平，耕犁、挖掘及类似操作。可以通过组合这些操作来进一步扩展所能展现的图案。刮具可由任何材料制成，如金属、陶瓷、塑料、橡胶、纸、木材、无纺织物、纺织物或类似的具有能犁过颗粒的足够硬度的材料。最好使用那些能确保基面和刮具之间实现紧密接触的材料，这将有助于获得清晰的图案。
虽然刮具的高度可以等于或大于颗粒层的厚度，但为了便于操纵，刮具最好稍高于颗粒层。刮具可具有简单的形状，如图2所示的板形和图9所示的杆形;也可以是图19或图22(c)所示的方形、曲线形、V形、U形，或裙形，或拱形;或者，除了图6(b)所示的圆柱形以外，还可以是方或椭圆柱形。当然，图22(a)和(b)还示出了其它形状，其中包括三角形和星形结构。另外图6(b)还示出了具有开口27′的结构。刮具可制成多杆件的形式，这些杆件排成一列或排成矩阵，它们能被折叠，或者采取图9(b)所示的结构形式，它们在不用时可缩回到支座中。刮具也可被安置成能被变换，以便例如选取具有不同宽度的刮具(如图24所示)，或选取具有不同后开口形状的刮具(如图25所示);或者刮具布置成图20和21所示的形式，其中刮具为一对板件，两板件可合起来或分开，而且它们的方位也可改变。利用图26(a)所示的刮具，它可在A处插入干颗粒层13，并可移到B处(如图26(b)和(c)所示)，使得在A处进入刮具的颗粒能被传送到B处，从而形成一个型腔14，该型腔14然后由另一种不同的颗粒15填充，以形成图26(d)所示的图形。不过，刮具不限于上述的那些，可以具有其它形状和结构。
单个使用或以杆形或圆柱件排或矩阵形式使用的刮具，可由计算机直接控制来形成图案，从而可以提高生产能力。最好使用这样一种结构其中，能对刮具的角度和速度以及颗粒的供给加以控制，以便能自由地改变或修改图案，这就可以制做出复杂的、精致的图案。利用图23所示的端挡来引导刮具运动的起点和终点，就可以制做出具有整洁的起始和终止点的图案。
对基面来说，可以使用薄板、带、垫板等类型的底板，也可使用具有双作用或其它型式的压力机、置于一输送机或一皮带输送机或其它类似的环形连续表面上的底板。随着基面处于原位或倒转，将颗粒层铺置于由垫板、薄板等构成的基面上。虽然基面可由任何材料制成，但最好使用便于滑动的材料，如玻璃、陶瓷、塑料和金属等，这类材料能使刮具更为彻底地移走颗粒。作为基面材料，还可优选使用橡胶、泡沫材料、纸、无纺织物或其它有些疏松或弹性的材料。这是因为，当刮具压到由这类材料构成的基面上时，这类材料的疏松或弹性能吸收基面和刮板间的游隙，因此能使刮具更好地起作用并获得更鲜明的图线。与此类似的效果也可用下述方式得到利用弹簧或由橡胶等制成的弹性体压紧刮具，或将丝线、绳索或其它弹性材料连到刮具所接触的基面部分。在这种情况下，也最好用滑的基面材料，因这种材料能使刮具更彻底地移走颗粒。用作基面材料的无纺织物、纺织物、纸等最好是透气、透液和吸液的，这样有助于脱泡，从而除去过多的液体，并确保成形出的制品具有均一的强度。
在任何结构中，刮铲操作都能由手工或由机器人这样的机械装置来完成。如果需要，可在刮具上安装一振动器。例如，可给图6(b)所示的刮具施加振动，这可促使颗粒塌陷和形成图案。在任何结构中，干颗粒层可由各种方法形成，如利用刮板型料层形成法，或用滑动供料槽，或用带开缝喷嘴或旋转供料器的供料槽，或用致密蜂窝体、刚毛体皮带等。由刮具成形的型腔可由任何方法，包括用手，进行填充。在使用图2(b)所示的刮具时，颗粒可由储槽供到装在刮具上的供料口，其间通过一连接储槽和供料口的管道。或者可以采用图2(c)所示的结构，其中，颗粒是从直接设置于供料口上方的料斗中供给的，供料口可由一闸门打开或关闭。也可以利用管道输送机等定量供给颗粒，或利用压缩空气或其它类似的方法实现这一目的。通过从型腔上方向型腔内填充不同的颗粒来形成的图案，这种不同的颗粒供到处于型腔中的基面上。
在任何结构中，可以使用位于双作用压力机下面的压板作为基面，在图案形成在压板上以后，颗粒可由压力机压成实块。此外，还可以先将多个带图案的定形制品制成一个大的整体，以后再将它分割成多个单个制品。
另外，可按下述方式在一连续的基面上成形这种带图案的定形制品利用刮具在一连续形成在环形输送机上的干颗粒层中成形出型腔，然后用不同的颗粒填充型腔，从而制成图案。图27和28示出了用于此目的的设备。用于构成干颗粒层的颗粒从料斗40经流料槽41供到构成基面的环形输送机42的上表面。用于在干颗粒层13中成形出图案型腔的刮具20，设置在流料槽41的下端。用于填充型腔的不同颗粒15从另一料斗43经流料槽44供给，流料槽44将这种颗粒供入位于刮具后面的型腔。为此，流料槽41和44错开对置。这样，以连续带式成形出的带图案的定形制品被切成适当的长度，并让它们凝固(固结或定形)在它们凝固后，再将它们切分成所需的尺寸。
本发明的第二种方法最适用于这种情况由于刮具前进而从每侧推出的多余颗粒由抽吸力移除，与此同时，在侧壁的顶部形成一休止角，使得即使基面极不平整时，那些没能由刮具移走的颗粒也能被彻底地清除，其结果是可制做出鲜明清晰的图案。如图31所示，图案的起点和终点都是善始善终的。这种方法最好结合不同形状的端挡一同使用，这可使起点和终点在各种形状中都能整洁地收尾。可以让刮具前进，使刮具杆在前面吸口随后，或者让吸口在前面刮具杆在后。然后，最好是让吸口在前，刮具杆在后，因为这可以将吸力集中在刮具杆和未被移除的颗粒之间的小空间内。因此，刮具的作用象是一个整平工具，产生出轮廓清楚的垂直壁和清晰的图案线。休止角的形成可通过调节吸力的强度和/或吸口的形状来控制，最好根据填充颗粒的定时来决定是否要形成这个休止角。形成休止角是有益的，因为型腔的抗塌陷稳定性可为选择填充颗粒的方法和时间提供较大的自由度。
在本发明的方法中，干颗粒物料用于在其面上形成料层。尽管说这种物料是干的，但它也可是吸收了水、油、润滑-结合剂、溶剂、凝固剂(或定形剂)和增塑剂中的一种或多种，只要它没有与水、油、润滑-粘合剂、溶剂、凝固剂或增塑剂揉合并且处于适于以粉化形式提供给基面的干态即可。另一方面，形成基背层的材料可以是干的，或者是带有水、油润滑-结合剂、溶剂、凝固剂和增塑剂中的一种或多种的湿的。另外，金属板、木反、混凝土板、玻璃板或陶瓷板或纸片、无纺织物片、纺织物片、针织物片、塑料片，等等，也可用作为基背层。在这种情况下，板或薄片用作基面。此外，其它任何现有的定形物品都可用作为基面，以便在其上形成要与之固结起来的料层。
所供给的颗粒物料可以彼此不同，这取决于所要生产的定形制品。另一种方案是，在定形制品处于成品状态时，要求它们在颜色、光泽、纹理等方面不同。
在生产混凝土定形制品时，料层材料是干的，并且主要由水泥粉，树脂或它们的混合物构成，还可附加地包括颜料和细骨料中的至少一种。用于基背层的材料主要包括水泥粉、树脂或水泥粉和树脂的混合物，含有细骨料的水泥粉和树脂的混合物，以及，如果必要的话，还可附加含有颜料以及骨料和各种纤维中的至少一种。基背层材料可以象料层材料一样是干的，或是通过与水等混合而得到的混凝土泥浆的形式。
用于料层和基背层的材料可附加地含有木屑作为骨料，或含有细骨料。还可进一步搅拌进粉碎或粉化的花岗石、大理石，熔渣，反光颗粒，无机空心体(如Shirasu中空球)，陶瓷颗粒，新型陶瓷颗粒、金属颗粒、矿石颗粒或其它物质。作为添加物质，它们也可含有促凝和促熟剂，防水剂，膨胀剂，等等。
所有供入模子中的物料都要凝固(或定形)成一个整体结块或整块。在将物料供入后，将预定量的水加到模子内部的所有部分，从而使这些物料在模子中凝固成一个整块。如果基背层采用了湿料，则要根据湿料中所含的水分来降低供水量。当构成基背层的材料为金属板、木反、水泥板、玻璃板或陶瓷板，或纸片、无纺织物片、织物片或针织物片时，这种基背层可与料层凝固成一体。如果使用沥青这样的热熔材料，就可制出沥青混凝土定形制品。
在生产人造石定形制品时，用于料层的干料例如可以由下列至少一种物料构成岩石颗粒、塑料颗粒、新型陶瓷颗粒、玻璃颗粒、木屑和金属颗粒，如果需要的话，还可混入颜料等。另外，用于基背层的材料例如可由下列至少一种物料构成岩石颗粒、陶瓷颗粒、新型陶瓷颗粒、玻璃颗粒、塑料颗粒、木屑和金属颗粒，而且如果需要的话，还可混入颜料等。用于基背层的材料可以是干的或是湿的。用于基背层的湿料含有凝固剂(或定形剂)。基背层湿料中的凝固剂或料层干料和/或基背层干料中的凝固剂的主要成分是水泥粉和水的混合物，水泥粉、树脂和水的混合物，树脂和水的混合物，树脂和溶剂的混合物，或树脂、水和溶剂的混合物;还可包括岩石颗粒、陶瓷颗粒、新型陶瓷颗粒、玻璃颗粒和塑料颗粒中的至少一种;如果需要，还可混入颜料或染色剂以及混入各种颗粒、各种纤维、各种混合剂和各种添加剂。所说的各种颗粒包括熔渣颗粒、飞灰和细小的反光物质。所说的各种纤维包括金属纤维、碳纤维、合成纤维和玻璃纤维。所说的各种混合剂和添加剂包括防缩剂、促凝和促定形剂、延寿剂、防水剂、膨胀剂、减水剂、流化剂，等等。
为了增加凝固剂(定形剂)与上述干料的附着力，可给干料喷洒或浸入水、溶剂或表面处理剂，但不与它们揉合，使干料处于适于粉化的状态。
利用空吸处理、离心处理或其它的用于使凝固剂分散到相邻颗粒间的方法，或者利用骨料与凝固剂的混合物作基背层材料，就可使所有物料在模子中凝固成一整块。当构成基背层的材料为金属板、木反、水泥板、玻璃板或陶瓷板，或纸片、无纺织物片、针织物片、纺织物片或塑料片时，可让料层与之固结成整体。
为了生产陶瓷定形制品或其生坯，用于层料的干料主要是加有或不加有颜料或染色剂的粘土颗粒、岩石颗粒、玻璃颗粒、新型陶瓷颗粒、细陶瓷和瓷釉颗粒中的一种或多种。虽然这种材料是干的，但也可是吸收了一些水或加入了一些润滑-结合剂，只要这种材料不与它们揉合并处于适于粉化的状态即可。用于基背层的材料主要由下列一种或多处颗粒构成粘土颗粒、岩颗粒、玻璃颗粒、新型陶瓷颗粒和细陶瓷;还可附加地含有颜料或染色剂。在成品状态，要求基背层与料层在颜色、光泽、纹理等方面不同，而且基背层或者类似于料层是干的，或是通过与水或润滑-结合剂混合而成湿的。此外，构成料层或基背层的材料可进一步混有无机空心体(如Shirasu空心球)、陶瓷颗粒、金属颗粒或矿石颗粒，并可以作为添加物加入各种发泡剂、防流化剂、清液剂、润滑剂、结合剂和促粘剂。
供到模子中的材料，在加入或不加预定量的水或润滑结合剂以使材料塑化并向最终的混合物施加压力后，被凝固成一个整块。然后将这个整块从模子中取出，并作为生坯。对生坯进行烧结，即可获得陶瓷定形制品。另一种方法是，对供入耐火定形模或类似模子中的材料通过加热进行熔化，以得到一个整块，然后将此整块从模子中取出。或者，将料层铺设到一金属板、玻璃板或陶瓷板上，然后将部分料层颗粒移走以形成型腔，用另一种不同的干料填充型腔，然后对之加热熔化或熔合，使其与板形成一体。利用上述任一种方法可以生产出瓷釉、彩色玻璃或水晶玻璃的有图案的定形制品或类似的有图案的定形制品。
在生产用于烧结成金属定形制品的生坯时，构成料层的干料主要是金属和合金颗粒中的一种或多种，如果需要，也可混入润滑剂。虽然这种材料是干的，但也可以让它吸收一些润滑剂并处于适于粉化的状态。构成基背层的材料主要由金属和合金颗粒中的一种和多种构成，它既可以是干的，也可以通过混合润滑剂而成湿的。
这里所用的润滑剂的例子包括硬脂酸锌或其它润滑剂。用于料层和基背层的材料还可含有结合剂和其它添加剂。
所有材料被供入主模中，在模中被压实，然后从它模中取出，即得到用于生产金属定形制品的生坯。然后，将生坯烧结成金属定形制品。也可以这样生产金属定形制品;将所有材料供到金属板、玻璃板、陶瓷板等类似板上，向最终混合物加压，从而得到整块生坯，然后烧结此生坯。
在生产具有厚涂彩饰层的定形制品时，用于料层的干料是各种粉状涂料，而构成基背层的材料是金属、木才、水泥或陶瓷制的板或薄片。所说的各种粉状涂料包括加有颜料或染色剂的丙烯酸树脂、聚酯树脂、丙烯酸-聚酯混合树脂、氟树脂或类似的树脂构成料层的材料铺设在用作基背层的板或片上，用另一种填充型腔，然后对其加热和烧焙，使其熔化和熔合，以将各层结合成一体。在使各层结合起来的过程中，可对各层施加压力。其结果是，可以获得具有厚涂彩饰层的板或薄片等。
在生产塑料定形制品时，用于料层的干料主要由各种塑料颗粒构成，并且可附加地含有颜料或染色剂。这种材料还可含有增塑剂或溶剂，但并不与它们揉合，仍处于适于粉化的状态。用于基背层的材料既可以是干的，也可以通过与增塑剂或溶剂混合而成为湿的。所说的各种塑料包括聚乙烯、尼龙、聚丙烯、聚碳酸酯、乙缩醛、聚苯乙烯、环氧树脂、乙烯树脂、氯化物、天然橡胶、合成橡胶、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、聚苯醚(PPO)、EVO、氟树脂和其它热塑塑料和热定形树脂。如果需要的话，用于料层和基背层的材料都可含有发泡剂、防氧化剂、热稳定剂、搭接剂、其它添加剂和无机物颗粒等。利用加热使所有材料熔化或熔合成一整块，此时若需要的话可向材料施加压力。利用这种方法，可以生产出发泡苯乙烯的带图案的定形制品、塑料的带图案的定形浴盒或地板贴砖，等等。在这种情况下，各层可与下列材料结合金属板、木反、水泥板、陶瓷板，或纸片、无纺织物片、针织物片、纺织物片或塑料片。
在生产糖果或其它定形食品时，用于料层的干料主要由麦粒、米粒、土豆颗粒、豆粒、谷粒和糖粒中的一种或多种构成，还可附加地含有调质和调味品，也可含有油、水等，但并不与油、水等揉合，而仍处于适于粉化的状态。用于基背层的材料既可以象料层的干料一样为干的，也可以通过与油、水等混合而成为湿的。如需要的话，用于料层和基背层的材料都还可含有膨胀剂和其它添加剂。将所有材料供入模子，通过加入或不加用于塑化的水、油等，让或使这些材料凝固定形为一整块。对此整块加压，然后将它从模子中取出，即得到生坯，然后对生坯进行烘焙。另一种方法是，在模子中对所有材料进行烘焙。利用这种方法，就可以生产出带各种图案的烘制的糖果等。也可生产出受热熔化的带图案的定形制品，例如带图案的巧克力定形制品，它是利用受热熔化的材料如巧克力颗粒制成的，通过加热来熔化和熔合这种颗粒。
可用于本发明的材料并不限于上面做为分子提出的那些，其它各种材料都可被使用，这完全取决于所要生产的定形制品。另外，所能生产出的带图案的定形制品的品种范围，可以通过组合各种材料而得以扩增，使它们在成品状态时的性质、颜色、光泽、纹理等方面有所区别。当上述方法具有彼此相同的步骤时，可将不同种类的材料相互组合。例如，由于用于生产金属定形制品的方法和用于生产陶瓷定形制品的方法都要有一个烧结步骤，所以金属颗粒可与陶瓷颗粒一同使用来形成一个图案，由此可生产出景泰兰制品。在生产混凝土定形制品的方法中所用的材料，和那些在生产人造石料定形制品的方法中所用的材料，也可以合起来使用。
在用于生产任何带图案的定形制品的方法中，在向基面供料时，希望提供振动，以确保材料平稳运动。另外，利用刷子或梳子摩擦料层中的不同种类材料间的分界部分，或向这部分提供气流或水流，可以使图案变得模糊。
此外，通过在基面或料层上设置一层无纺织物、纸或其它吸水或吸油材料，就可以将多余的水、油、润滑-结合剂、增塑剂或溶剂供给到缺乏这些物质的部位上，从而使这些物质均匀地分散在整个定形制品中。其结果是，表面层中的水(辅助剂)与水泥(树脂)的比率变小了，这意味着定形制品的整体强度提高了。如果在某一制品的加压成形过程中使用了透气型，则增强了脱气作用，从而可获得密实的制品。在让料层和基背层固结成一整体制品时，通过振动或施压于料层和基背层之一或两者，就可使所获得的整体制品变得密实、强度更高。这种制品还可借助长纤维、短纤维、丝网或加强筋来加强，只要将这些材料插入上述两层或两层之间即可。如果把由薄板制造法或挤出模制法生产出的产品或其它任何种类的板或片用作基背层的话，就可以生产出各种包括有建筑镶板和木板、墙板和贴面砖的制品。现有的混凝土制品的表面可被作用为基面。在这种情况下，将构成料层的材料铺设在该混凝土表面上，使之与现有的混凝土制品固结定形为一体。
在根据本发明的生产定形制品的方法中，可以生产出具有曲面的定形制品，这时需采用可变形垫作为基面，或采用可部分或整体变形的变形模。
利用本发明，可以自由地显示出各种宽度的图案线，从极细的图线到醒目的粗线。例如，如果要呈现出个人签名的图案，用现有技术的方法很难显示出极细的线条，只能得到形象生硬的图案，而用本发明的方法就能自然地呈现出一个精细的图案。因此，签名及类似物可作为所要呈现的图案。此外，象用画笔一笔绘成的图画也能整洁地表达出来。另外，象那种具有逐渐变细的线条的脉络性图形也能被表示出来。从技术角度讲，本发明的方法有可能做到使显示出的线条的最小宽度基本等于所用颗粒的直径。因此，本发明能生产出抗磨损和引人注目的产品，例如当这种产品用于人行道或带有地图、路标等的铺面砖时就会产生这种效果。
本发明的另一效果是，由于首先形成颗粒层，所以生产率得以提高，这是因为通过刮制图案型腔的一气呵成的操作就可制做出图案，而不必进行专门的图案装填，因此大大减少了通常所需的装填工作量。作为另一种效果，本发明使得能够在不规则混合的颗粒料层中成形出图案型腔，从而能够在复杂的环境或背景中制做出图案。另外，在采用离心混凝土时，由于先形成颗粒层，然后再成形出型腔并将其填充而制出图案，所以，即使是采用高速转动，也能容易地制出图案。可对制做图案直接采用计算机控制，以实现高生产率和自由修改图案。通过控制刮具的角度和速度以及颗粒的供给，就能生产出具有复杂和精致图案的定形制品。
本发明的这些生产方法可以简单地生产出混凝土定形制品、人造石料定形制品用于烧结成陶瓷定形制品的生坯、金属定形制品、厚涂彩饰定形制品、塑料定形制品和包括糖果在内的定形食品，每个定形制品的部分或整个表面上带有图案。即使是当这些带图案的定形制品经受表面磨损时，也能保持它们的图案处于良好状态。由于图案层是由各种干材料的组合物构成的，所以，由于这些材料的塌陷作用，它们可密实地装填而不留空隙，并且相邻材料间的分界线可被精细地呈现出来，从而构成清晰的图案。
权利要求
1.一种生产带图案的定形制品(10)的方法，它包括以下步骤在一个基面(12)上形成一干颗粒层(13)；根据所要显示出的图案(16)，运动一个位于所述基面上方预定位置的刮具(20)；用另一种不同的干颗粒(15)填充由此成形出的型腔(14)；和随着所述颗粒被铺设一个基背层(11)或在所述颗粒被铺设一个基背层(11)以后，让所述颗粒固结定形成一个整体块。
2.一种生产带图案的定形制品(10)的方法，它包括以下步骤在一个基面(12)上形成一个干颗粒(13)的料层;根据所要显示出的图案(16)，运动一个位于所述基面上方预定位置的刮具(20)，与此同时，利用吸力移除颗粒;用另一种不同的干颗粒(15)填充由此成形出的型腔(14);随着所述颗粒被铺设一个基背层(11)或在所述颗粒被铺设一个基背层(11)以后，让所述颗粒固结定形成一个整块。
全文摘要
一种生产人造石、陶瓷、金属和塑料等定型制品(10)的方法，制品的部分或整个表面上带有精细的、引入注目的图案，图案成形在预定厚度的图案层中。制品是这样生产的在一基面(12)上形成一干颗粒层(13)，将刮具(20)设置在基面的预定位置，根据要显示的图案(16)移动刮具，并用另一种不同的颗粒(15)填充由刮具所成型出的型腔(14)，随着颗粒被铺设一基背层(11)或在铺设基背层以后，让所述颗粒固结成一整块。
文档编号B28B1/00GK1113651SQ9419062
公开日1995年12月20日 申请日期1994年8月24日 优先权日1993年8月24日
发明者内田宏之, 大贯光洋, 渡边秀男 申请人:Cca株式会社