专利名称：制备带图案成型制品的方法
技术领域：
本发明涉及一种制备包括带图案的混凝土成形制品，带图案的人造石成形制品的带图案成形制品的方法，用于带图案的陶瓷成形制品的原材料，带图案的陶瓷成形制品，厚涂成形制品，塑料成形制品，成形食品等等。
在日本专利公开NO4-140104和4-345803，日本专利申请NO3-273587，NO3-273588，NO4-73022和NO4-73023以及美国申请流水号07/767，815和流水号07/886，842中，发明人提出了制备带图案成形制品的方法在某一给定表面例如用于制备成形制品的主模型的底板上安置材料固定装置，如一种带有许多以相邻方式排列，具有相同高度的筒形网眼的栅格模型，或一种含有一个支撑部件和许多从支撑部件向上垂直延伸的突起的密立模型;向材料固定装置提供多种干燥粒状或细粒状图案层材料;使这些材料保留在材料固定装置中;并允许这些材料固化成整块。在日本专利公开NO.4-105903，NO，5-38707和NO5-38708以及美国申请流水号07/750，618中，他们提出了制备带图案成形制品的方法;在某一给定表面，例如用于制备成形制品的一主模型的底板上安置一种辅助模型，该辅助模型相当于待制的图案;在该辅助模型内外供入多种干燥粒状或碎粒状图案层材料，并允许该材料固化成整块。
往栅格模型中，或密立模型的突起之间，或指定位置的辅助模型内外添加图案层材料时，有必要准备与所用图案层材料各类数目相同，与主模型尺寸大小一致和在指定位置带有用来供入图案层材料的开孔的障板，通过使用障板而供入图案层材料有可能得到一种十分标准的图案。然而，大量障板的准备和保存是麻烦的。使用障板的缺点在于当供入一种图案层材料后移去障板时，该材料溢入未填充图案层材料的近邻部分，而且该材料和/或保留在障板上的材料会溢入已经填满图案层材料的近邻部分。
本发明排除了这些缺点，并以提供一种制备带图案成形制品的方法，使图案层材料方便而又准确地供入指定部位及提供一种轮廓清晰的图案作为其目的。
为达到以上目的，本发明提供了一种制备带图案成形制品的方法，包括以下步骤在某一给定表面上安置隔板，暂时将许多切割图案片固定于该隔板的上表面，以便这些切割图案片相邻排列而构成将要形成的图案，再将要被供入图案层材料的该隔板上表面的某部分图案片拆下来将图案层材料供入该部分，重复该拆下及供入步骤直到该隔板填满指定量的图案层材料;移去隔板，将图案层材料固化形成在给定表面带图案的成形制品。
参照附图，从以下所给出的本发明的说明中本技术领域的熟练人员将能清楚本发明的以上目的和其它目的，本发明的特征及优点。
图1是按本发明方法制备的一个带图案成形制品的透视图。
图2a是显示用来实施本发明方法的主模型隔板和切割图案片的透视图，带有一个显示隔板局部放大透视图的插图。
图2b是显示用来实施本发明方法的主模型，另一隔板和切割图案片的透视图，带有一个显示隔板的局部放大透视图的插图。
图3是显示一个切割图案片已经拆下而一种图案层材料已经供入状态的平面图。
图4是沿图3中的直线ⅠⅤ-ⅠⅤ取得的截面图。
图5是显示用来实施本发明方法的主模型，另一个隔板和切割图案片的透视图。
图6是显示一个切割图案片已经拆下而一种图案层材料已经供入状态的截面图。
图7是显示切割图案片的另一个例子的透视图。
图8a是显示形成一个非连续辅助模型的各种直立片的透视图。
图8b是显示由直立片在主模型的底板上形成的非连续辅助模型的透视图。
参照附图现将本发明详述如下如图1所示，由本发明的方法制备的一个带图案成形制品包括一个图案层1和背层2。背层2可以被省略，图案层1包括一种干燥的白色图案层材料3，它代表一个被雪覆盖的山峰;一种干燥的棕色图案层材料4，它代表山的侧面;和一种干燥的天兰色图案层材料5，它代表天空。
图1所示的带图案成形制品通过使用以下构件而制成;栅格模型11或密立模型12，它们用作隔板10;主模型20，它带有边框20′和用作给定表面21的底板22，在该表面上安置着可被分开拆下的隔板10;切割图案片23，24和25，以供入图案层材料3，4和5;以及支承位于其上的切割图案片23，24和25的网眼部件26。这些组成部件示于图2a，和图2b中。正如以后将要解释的，网眼部件26的使用可以省掉，栅格模型11和密立模型12可以单独地使用，也可以互相结合使用。拆下3个图案片23，24和25以供入代表被雪覆盖的山峰的白色图案层材料3，代表山的侧面的棕色图案层材料4和代表天空的天兰色图案层材料5，它们被暂时固定于网眼部件26的上表面，以使彼此相邻排列构成所要形成的图案。网眼部件26容许干燥的粒状或细粒状图案层材料3，4和5通过。暂时的固定是为了将图案片置于隔板10或网眼部件26之上而不发生移动，这是通过赋予图案片粘合性和磁性而达到这个目的的。另外，暂时的固定也可依赖于机械方法如凸块和弹簧。
图1所示的带图案成形制品按以下制备。将隔板10置于主模型20的底板22之上。带有暂时固定的图案片23，24和25的网眼部件26被暂时固定于隔板10的上表面。例如，如图3和图4所示，图案片23首先从网眼部件26上拆下，将代表被雪覆盖的山峰的白色图案材料3通过网眼部件26的敞开部分供入隔板10的网眼中或突起间。此时所提供的白色图案层材料3不会流到网眼部件26的敞开部分以外的其它部分。供入图案层材料3以后，拆下的图案片23再一次按先前位置暂时固定于网眼部件26的上表面，然后例如将图案片25从网眼部件上拆下，将代表天空的天兰色图案层材料5供入隔板10的网眼中或突起间。材料5供入后，将拆下的图案片25再次按先前位置暂时固定于网眼部件26的上表面。然后从网眼部件26上拆下图案片24，将代表山的侧面的棕色图案层材料4供入隔板的网眼中或突起间。材料4供入后，移去网眼部件26及图案片23和25。将形成背层2的材料供入已供入隔板10中的图案层材料3，4和5之上，并将所有材料润湿，必要时挤压，然后固化成整块。在此处背层2不在已供入的图案层材料上形成，润湿已供入的图案层材料，必要时挤压，然后固化成整块。这样就制得了带图案的成形制品。
在上述程序中，拆下的图案片再次暂时固定于网眼部件26上决不是受限制的。这些图案片可以除去。在这种情况下，当待制图案成形制品的已完成表面位于主模型20的底板22一侧时，必须注意不要让供入的图案层材料溢入未填充图案层材料的部份，然而当已完成的表面位于网眼部件26一侧时，优选的是暂时将已拆下的图案片按其各自的起始位置再一次固定于网眼部件。
如上所述网眼部件26可以省略，在这种情况下，图案片23，24和25暂时直接固定于隔板10上。以后的程序与上述相同。
当隔板10由一种可溶于水的材料制成时，可以不必移去，因为它可溶解于用来润湿图案层材料的水分，溶剂等。如果隔板10由一种不溶于水的材料制成，必须在图案层材料完全固化前将其从图案层1除去。当要求移走隔板10或使图案层1和背层2相互结合为整体时，优选的是主模型20的底板22和边框20′能够相互分开。
图案层1可以完整地形成于一种现有的混凝土制品的表面上。在这种情况下，因混凝土表面就是给定表面21，所以隔板10就放在混凝土表面上。然后，将网眼部件叠加在隔板10之上，接着将图案片23，24和25暂时固定于网眼部件26上或不使用网眼部件26而直接将图案片暂时固定于隔板10上。其后，在图案片23，24和25一个接一个拆下后将每种图案层材料3，4和5分别供入隔板10。在保持供入材料原封不动的同时或在隔板10倒过来之后将供入材料固化成整块。
如图5所示，使用一个连续辅助模型30作隔板10能制得图1的带图案成形制品，该辅助模型30置于主模型20的底板22上。将带有暂时固定于其上的图案片23，24和25的网眼部件26暂时固定于主模型20的上表面。如图6所示，例如，首先将图案片23从网眼部件26拆下，以便把代表被雪覆盖的山峰的白色图案层材料3通过网眼部件26的敞开部分供入辅助模型30的空隙31中。供入材料3后，已拆下的图案片23再次按先前位置暂时固定于网眼部件26的上表面，然后例如，将图案片25从网眼部件拆下，以便将代表天空的天蓝色图案层材料5供入辅助模型30之外，主模型20之内的空隙33中，供入材料5后，将拆下的图案片25再次按先前位置暂时固定于网眼部件26的上表面。然后，将图案片24从网眼部件26拆下以便将代表山的侧面的棕色图案层材料4供入辅助模型30的空隙32中。材料4供入后，将网眼部件26连同图案片23和25一起移走。将用来形成背层2的材料置于已被供入辅助模型30内外的图案层材料3，4和5之上，并将所有材料润湿，必要时加压，再固化成整块。当在已供入的图案层材料上还未形成背层2时，将供入的图案层材料润湿，必要时加压，再固化成整块。这样就制得了带图案成形制品。
在以上程序中，拆下的图案片再一次暂时固定于网眼部件26并不是受限制的。这些图案片可以除去。在这种情况下，当待制带图案成形制品的已完成表面位于主模型20的底板22一侧时，必须注意不要让供入的图案材料溢入未填充图案层材料的部分。然而当已完成表面位于网眼部件26一侧时，优选的是暂时将已拆下的图案片按其各自的起始位置再一次固定于网眼部件上。
代替图5所示的连续辅助模型30，直立件34可用来形成一个如表8b所示的非连续辅助模型。直立件可以是如图8a所示的针、纤维板，小零片，管或其他部件，该辅助模型在支撑部件上以规定间隔提供直立件34。支撑部件用作待制图案的给定表面21。
在把图案片23，24和25暂时固定于连续辅助模型30时，如果将一个图7所示的带状隔离图案片27置于待制图案的边界部分，即使图案片和辅助模型间的相对位置在隔离图案片27的宽度范围内改变也不会引起任何问题。
如上所述，网眼部件26可以省略。在这种情况下，图案片23，24和25被暂时直接固定于隔板10。以后的程序与上述相同。
当辅助模型30由水溶性材料制成时，不需将其涂去，因为它可溶解于用来润湿图案层材料的水份，溶剂等。如果辅助模型30由不溶于水的材料构成，必须在图案层材料完全固化前将其从图案层1除去。当要求移走辅助模型30或使图案层1和背层2互相结合为整体时，优选的是主模型20的底板22边框20′能够相互分开。
图案层1可以完整地形成于一种现有的混凝土制品的表面上。在这种情况下，因混凝土表面就是给定表面21，所以边框20′和辅助模型30的结合体置于混凝土表面上。然后，将网眼部件26在图案片23，24和25暂时固定于网眼部件26之前叠加于结合体之上，或不使用网眼部件26而直接将图案片暂时固定于结合体上。然后，在图案片23，24和25一个接一个拆下后将图案层材料3，4和5分别供入空隙31，32和33。在保持供入材料原封不动的同时或结合体倒过来之后将供入材料固化成整块。
每种干燥的图案层材料3，4和5均可以在干燥后吸收部分水分，但不能与水、油，润滑剂-粘接剂、溶剂、固化剂或增塑剂混合，且在加料前处于易适合于粉化的状态。用来形成背层2的材料可以是此种干燥材料，或是一种至少与水、油、润滑剂-粘接剂、溶剂、固化剂和增塑剂中的一种相混合的潮湿材料。例如一金属板、木材、水泥、玻璃或陶瓷或一片纸、无纺织物、纺织品或塑料可以用作背层2。在这种情况下，板或片的表面用作给定表面21。现有混凝土制品的表面也可用作给定表面21。
对于已制作完成的状态，图案层1和背层2要求在颜色、光泽、质地等方面相互不同。
用于制备一种混凝土成形制品的干燥图案层材料的实例包括粉状水泥、树脂、粉状水泥和树脂的混合物，而且该种混合物进一步还包含至少一种颜料或一种细聚集体。背层材料的实例包括粉状水泥，树脂，粉状水泥和树脂的混合物，该种混合物进一步含有细聚集体及必要时额外含有一种颜料和至少一种粗聚集体和几种纤维。背层材料可以是与图案层材料相同的材料，也可以是通过与水等混合得到的一种混凝土淤浆。木屑可以用作聚集体或细的聚集体。纤维的实例包括金属纤维、碳纤维、合成纤维和玻璃纤维。
图案层材料和背层材料必要时还可与粉化的花岗石、大理石等的颗粒、炉渣、反光粒料、无机中空微球包括(shirasu球)，粉化的陶瓷颗粒、现成陶瓷颗粒、金属和矿石混合。它们还包含冻凝和固化剂、防水剂以及膨胀剂等各种添加剂。
通过把所有材料供入主模型，并把它们保持在其中或供入指定量的水等促使所有材料在主模型内固化。然而当背层材料潮湿时，加入的水量得减少。例如，金属板、木材、水泥、玻璃或陶瓷或纸片、无纺织物、纺织品可用作背层材料。使用一种热熔材料如沥青可制备一种沥青混凝土成形制品。
用来制备一种人造石成形制品的干燥图案层材料和背层材料包括木屑及岩石、陶瓷、现代陶瓷、玻璃、塑料和金属颗粒，必要时它们可以含有一种含颜料的聚集体和一种固化剂。固化剂是粉状水泥和水的一种混合物，粉状水泥、水和树脂的混合物、或粉状水泥、水和溶剂的混合物，可额外含有至少一种岩石、陶瓷、现代陶瓷、玻璃和塑料的粉未。必要时还可与一种颜料或色料混合，必要时还可与各种颗粒，各种纤维和各种添加剂混合。颗粒的实例包括炉渣、粉煤灰和反光颗粒。纤维的实例包括金属纤维、碳纤维、合成纤维和玻璃纤维、添加剂的实例包括防缩剂、冻凝和固化剂、抑制剂、防水剂、膨胀剂、减水剂和流化剂。
为了增强固化剂和含颜料聚集体之间的粘合力，聚集体用水、溶剂，表面处理剂等分散或浸入其中。
通过使用例如真空抽吸的方法将固化剂在聚集体间分散，使所有已供入主模型的材料固化形成整块。聚集体和固化剂的混合物可以用作背层材料。一金属板、木材、水泥、玻璃、陶瓷等，或纸片、无纺织物、纺织品、塑料等可用作背层，所有材料都可在背层上固定并与背层成为一个整体。
制备陶瓷成形制品的干燥图案层材料或用作陶瓷成型制品的原材料可以由例如粘土、釉料、以及岩石、玻璃、现代陶瓷和细陶瓷的粒料中的一种或多种组成，此外可以加入或不加入颜料或色料。干燥的图案层材料可以是吸收了部分水或在干燥后加入了润滑粘结剂的材料，但它不能与水或润滑粘结剂混合，并应处于一种易粉化状态。背层材料可以例如，由粘土与岩石、玻璃、现代陶瓷和细陶瓷的粒料中的一种或多种组成，此外可以加入或不加入颜料或色料。处于已制作完成的状态，背层材料要求与图案层材料在颜色、光泽、质地等方面不同，可和图案层材料同样干燥，也可以与水、润滑粘结剂等混合。必要时图案层材料或背层材料均可含无机中空微球(包括ghiaasu球)，粉化的陶瓷粒子、金属、矿石等粒料。还可含有起泡剂、流化抑制剂、漂浮剂、润滑剂、粘结剂，接触促进剂等各种添加剂。陶瓷烧结制品的粗产品可按如下步骤得到将所有材料供入主模型;然后在不加指定量的水或润滑粘结剂情况下或在加入以后加压于这些材料;以使这些材料塑化成一个整块，将该整块从主模型中移走。然后将这一粗产品烧结得到陶瓷成形制品，另外，陶瓷成形制品可以按以下方式得到将所有材料加入耐熔固化器中，加热固化器中材料到熔化或把它们熔成一个整块，将整块从固化器中移走。另外，陶瓷成形制品还可按如下方式得到将所有材料加到金属片、玻璃、陶瓷等的上面，形成材料层，加热熔化或融化该层使其与片材成为整体。这样就制得了带图案的釉质制品，带图案的染色玻璃制品、带图案的透明玻璃制品等。
制备厚涂成形制品的干燥图案层材料由各种粉未涂料组成，板或其他形状的金属、木材、水泥、陶瓷等可用作背层。涂料的实例包括加入颜料或色料的丙烯酸树脂、聚酯树脂、丙烯酸聚酯杂化树脂、氟树脂等。厚涂成形制品按下法得到将粉未涂料加到板上形成涂层，加热熔化或融化该涂层并烘烤使涂层与板结为整体。必要时可在与板结为整体的同时加压于涂层。
用于制备塑料成形制品的干燥图案层材料的实例包括加有或不加颜料或色料的塑料颗粒，可含有增塑剂、溶剂等、然而干燥的图案层材料不能与增塑剂，溶剂等混合，并应处于易粉化状态。用于该种情况下的背层材料可以是一种干燥材料，也可以是一种与增塑剂、溶剂等混合等到的湿材料。塑料的实例包括聚乙烯、尼龙、聚丙烯、聚碳酸酯、聚甲醛、聚苯乙烯、环氧、氯乙烯、天然橡胶、合成橡胶、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)，聚苯醚、乙烯-醋酸乙烯共聚物、氟树脂或其它热塑性和热固性树脂。必要时图案层材料和背层材料均可含有各种添加剂如发泡剂、抗氧剂、热稳定剂、交联剂等。加热熔化或融化这些材料，必要时在加热过程中施加压力，从而得到一个整块。用这种方法可以制备带图案的泡沫苯乙烯成形制品，带图案的塑料浴缸，地板砖等。该整块可与背层如金属板、木材、水泥，陶瓷等或纸片、无纺织品、纺织品，塑料等结为整体。
用于制备蜜饯或其它成形食品的干燥图案层材料的实例包括小麦、大米、土豆、大豆、玉米和食糖中的一种或多种颗粒。这些材料还可包括调味品和香料，另外还可含有油或水，但不与油或水混合，并处于易粉化状态。背层材料可以是干燥的，与图案层材料相似，也可以通过与油或水混合而被润湿。图案层材料和背层材料必要时可进一步包含一种膨胀剂或其它添加剂。所有供入主模型的材料容许固化或通过加入指定量的水或用作塑化的油而固化成整块。必要时施压于整块，然后从主模型移走，从而得到一种原材料。然后烘烤原材料。另外，在主模型内烘烤所有材料。用这种方法可以制备带图案的烘烤蜜饯。还可以通过使用加热熔化的粒状材料如巧克力等及加热熔融粒料制备带图案的巧克力成形制品。
在本发明中有用的材料并不局限于以上所述的那些。所用材料根据待制备的成形制品适当加以选择。处于已制作完成状态的，在颜色、光泽、质地等方面不同的材料可以互相结合起来使用。当使用型砂和粉未金属时，有可能以较大速度得到铸件或烧结金属。
在制备以上带图案成形制品中的任一种时，材料的移动可以通过在添加过程中施加振荡而得到促进。用刷子或梳子摩擦或把气流或水流喷到图案层的不同种类材料的边界部分，都会使图案变得模糊。
将一层无纺织物或任何其它的吸水或吸油材料置于给定表面或图案层上，这些材料中一部分所含有的任何过量的水、油、润滑粘结剂、增塑剂或溶剂可以被吸收掉或供入这些材料的另一部分，从而使整个成形制品中的水、油、润滑粘结剂、增塑剂或溶剂的量均一。在这种情况下，因为成形制品以水(辅助试剂)和水泥(树脂)比变小，因此成形制品的强度可被增加。在模压供入的材料时使用一种空气可透层是有利的，因为脱气过程被加速，从而能得到稠密的成形制品。当图案层材料和背层材料被允许固化成整块时对它们中的一个或两个施以振荡或压力使得图案层和背层稠密，这样就增大了成形制品的强度。可以把长纤维、短纤维、金属丝网或其它强化件置于图案层和背层中或它们中间使成形制品增强。当通过成片法或挤压成型法得到的任何制品，将板或片用作背层时，得到的成形制品可用作建筑片材或板材、壁板、砖瓦等。例如当现有混凝土制品的表面被用作给定表面时，图案层材料层可以与现有混凝土制品的表面结为整体。
在本发明的方法中，当一易变形层被用作给定表面或当使用一个部分或全部易变形的主模型时，有可能得到一种带有曲面带图案成形制品。图案片的暂时固定可以通过赋予它们具有粘合性或磁性或使用机械方法而达到。例如当切割图案片由一粘合剂片得到时，因为该粘合剂片薄而便宜，这些涂片件易于处理和除去。当磁性橡胶片被用作切割图案片材料时，曾被拆下的图案片易于再一次固定到它的先前位置上。作为利用机械装置的方法，采用利用弹簧力的插入配合法是有利的。
如前所述，本发明提供了一种制备带图案成形制品的方法，它包括以下各步将许多切割图案片暂时固定于隔板的上表面以使它们彼此相邻排列而构成将要形成的图案;在图案片一个接一个拆下后把图案层材料分别加入隔板中。由于彼此相邻排列的所有图案片的尺寸与成形制品的图案层的尺寸基本相同，因此小的空间就足以满足其累积，并能使制备步骤简化和合理化。另外，因为图案片一个接一个地拆下，然后把图案层材料加入图案片被拆下的部分。加入的图案层材料就不会进入剩余部分，因此可能得到具有高度重复性，图案轮廓清晰的成形制品。
权利要求
1.一种制备带图案成形制品的方法，包括以下步骤在某一给定表面上安置隔板；暂时将许多切割图案片固定于所说隔板的上表面，以使该切割图案片彼此相邻排列构成待制的图案；将所述切割图案片中的一个从所说隔板上表面的某一部分拆下，图案层材料将从该部分供入；加图案层材料到所说部分重复拆下和加入步骤直到所说隔板填满指定量的图案层材料；将上述隔板从图案层材料移走；以及允许图案层材料在给定表面固化成带图案的成形制品。
2.根据权利要求1的一种方法，其中所说隔板是一个带有许多栅格的栅格模型。
3.根据权利要求1的一种方法，其中所述隔板是一个密立模型，该模型包括一个支撑部件和许多从所说支撑部件延伸的凸起。
4.根据权利要求1的一种方法，其中所说隔板是一个具有与待制图案相应形状的辅助模型。
5.根据权利要求4的一种方法，其中所说辅助模型是一个连续的隔板。
6.根据权利要求4的一种方法，其中所说辅助模型是一个由许多直立片形成的非连续的隔板。
7.根据权利要求1的一种方法，其中所说切割图案片通过一个网眼部件暂时固定于上述隔板的上表面。
全文摘要
通过一种包括以下各步的方法在给定表面制备带图案的成型制品在某一给定表面上安置隔板；暂时将许多切割图案片固定于隔板的上表面或置于隔板上的网眼部分的上表面，以使切割图案片彼此相邻排列构成待制的图案；从上表面的某部分拆下切割图案片之一，其中图案层材料将被加入该部分；将图案层材料加入该部分；重复拆下和加入步骤直到隔板被填满指定量的图案层材料；把隔板单独或连同网眼部件一起从图案层材料拆除；允许图案层材料在给定表面固化成带图案成型制品。
文档编号B44C1/26GK1092010SQ9310720
公开日1994年9月14日 申请日期1993年5月22日 优先权日1992年5月22日
发明者内田宏之, 大贯光洋, 渡边秀男 申请人:Cca株式会社