CN1739932B - 生成贯穿产品整个厚度的图案纹理的装置和工艺 - Google Patents

Abstract

用于生成贯穿产品整体厚度的所需图案的连续纹理的装置和相应的工艺，该工艺通过由材料分送控制器将材料按所需的质量和位置分送到排列带上来控制材料形成层状图案。当材料流落到垂直材料接收分送器时，材料以层状图案的形式排列。然后，所有的材料被送入用于将图案材料传送到模具以压制成型的水平材料接收分送器。用于生成图案的装置和工艺均能够生成与预定准确一致的图案。另外，该装置和工艺能够容易地调整或改变图案，同时能够生产具有宽度在1毫米或以上的图案纹理。本发明的步骤和产品在说明书完全公开。

Description

生成贯穿产品整个厚度的图案纹理的装置和工艺

技术领域

本发明涉及机械、电气和电子工程。

背景技术

陶瓷瓷砖产品部分的研究目前旨在通过使用许多不同的技术获得接近天然岩石的瓷砖。天然岩石，例如大理石、沙岩和其它种类的岩石，具有受到消费者高度青睐的天然美。生产与天然岩石相似的陶瓷瓷砖不仅在美感方面是个好主意，而且在硬度和耐用性性能方面有优势，技术上比天然岩石好得多。与生产压花陶瓷瓷砖的技术有关的传统技术只涉及到瓷砖表面的薄层，例如式样印刷，在压制之前或之后用湿粉或干粉涂覆技术沉积所需图案。在上述传统技术中，所需图案仅出现在瓷砖表面。然而，源于风化作用和使用过程的磨蚀导致具有所需压花陶瓷瓷砖的表面磨损，不再具有原始图案。这些仅使图案存在于瓷砖表面的技术的局限，促发了发展陶瓷瓷砖生产技术的迫切需要，以使瓷砖具有贯穿其整体厚度的所需图案连续纹理。接下来，所述发展的典型示例将被提到。

System S.p.A.公司，一个意大利机械制造商，开发了一种大尺度瓷砖成型工艺，能够生产长度达3米的陶瓷瓷砖。System S.p.A.公司已经在欧洲专利EP1334811中详细说明了其用于制造贯穿陶瓷瓷砖整体的图案的技术。该技术的特征是包括初步低压致密化的两次压制技术。接下来，用喷墨系统对已致密化的陶瓷瓷砖进行修饰，以根据设计来涂覆能够渗入瓷砖整体的陶瓷颜料。然而，应用该技术，瓷砖整体图案的形貌略有不均匀，而且图案渗入的深度程度不足以使瓷砖整体的最低层具有图案。

意大利的CMF S.r.l公司引入了一种将具有不同特征的粉末材料混合物填充入管中然后通过具有两种尺寸(小和大)的开孔分送粉末材料的技术。该粉末分送技术生成存储在位置与平面垂直的隔间里图案的连续纹理。一旦粉末材料完全地填充并且隔间里以图案的连续纹理的层排列，旋转隔间90度以使其与平面平行。于是将所需图案中的粉末材料转入模型中。根据该技术，将粉末材料转入模型中同样是有问题的。已经发现粉末块掺杂在瓷砖表面，需要在烧制后对陶瓷瓷砖进行抛光以获得图案的可见纹理效果。该技术的另一不利之处在于纹理图案不是连续的并表现为锯齿形。由于用来保持材料使用的管仅有两种尺寸的开孔，所以当纹理图案的尺寸或宽度发生改变时不能够控制材料的量。

意大利的Sacmi公司，在陶瓷瓷砖工业界的世界主要机械公司，致力开发了一种用于生成贯穿瓷砖或磁板整体厚度的图案的连续纹理的技术，如欧洲专利EP 1273408和国际专利No.WO 2004071733所述。然而，同样存在表层材料已被掺杂的可能性，使所需图案产生变形。因此需要在压制前通过抽吸除去那些在表层掺杂的材料，以使在烧制后不必对陶瓷瓷砖的上表面进行抛光就可以获得可见的图案。

发明内容

本发明是关于利用具有连续流动性的粉末材料或粒状粉末来生成图案的一种工艺的开发和一种设备的发明，用来实现生成以所需形式贯穿产品整体厚度的图案的连续纹理并能够在生成过程中容易地调整或改变图案，特别是关于一种生产其宽度在1毫米及以上的图案纹理的方法。本发明可以消除掺杂在表面的材料带来的限制和缺点，如需要在烧制后进行抛光或在压制前抽除产品表面掺杂的材料。

本发明公开了一种利用具有连续流动性的粉末材料或粒状粉末来生成贯穿产品整体厚度的所需图案的连续纹理的工艺。粉末材料或粒状粉末可以是具有均匀流动性的有机或无机物质。产生所需图案的连续纹理的工艺能够生产其宽度在1毫米及以上的纹理图案。可以连续地、平滑地、顺利地改变图案纹理的宽度，而使产品的表层不存在明显的不同颜色的粉末材料的掺杂。因此，通过本工艺得到的产品已符合要求并具有所需的图案，而不需要在生产工艺之前或之后进行进一步地表面修饰的步骤。

因此，本发明提供一种用于生成贯穿产品整体厚度的所需图案的连续纹理的装置，它包括：材料分送控制器，用于根据预设图案安排材料顺序、材料充足的量和释放材料的位置，材料分送控制器包括作为保持材料的容器的管，每个管装备有开关阀门，通过所述开关阀门材料被分送到安装在材料分送控制器下方的排列带上；垂直材料接收分送器，安装在排列带最远端位置的下部，用于从排列带接收材料然后产生材料的叠加以形成图案，其包括材料接收单元，该材料接收单元具有带有第一开关挡板的第一开口和带有第二开关挡板的第二开口，垂直材料接收分送器将转动而形成90度的角以垂直地将材料分送到位于垂直材料接收分送器下方的传送带上；位于传送带上的水平材料接收分送器，其包括盖板，该盖板具有安装了开关构件的第一出口，该盖板还具有第二出口，该第二出口在其开口处安装了开关及多余材料去除挡板，在盖板的顶部安装有压板。

本发明还提供一种通过压制具有连续流动性的粒状粉末以生成贯穿产品整体厚度的所需图案的连续纹理的工艺，包括以下操作步骤：通过在排列带上方往复运动的材料分送器将材料释放到排列带上，从而将材料排列在排列带上，同时排列带向前运动以按照所需图案安排材料的顺序、材料充足的量以及材料被释放到垂直材料接收分送器上的位置；按照预先决定的顺序、量和位置，使材料以形成层状图案的形式落入垂直材料接收分送器的材料接收单元中，从而生成一定量的图案材料；在将材料以所需图案落入材料接收单元直到填满后，用第一开关挡板将材料接收单元关闭以保持图案并防止材料接收单元中保持的材料的泄漏，然后垂直材料接收分送器转动并垂直地将图案材料传送到传送带上，该传送带向前运动以将所述材料传送到水平材料接收分送器；通过开启第二开关挡板将该一定量的图案材料再送入水平材料接收分送器以允许材料流到传送带上；在图案材料运动进入盖板后，开关构件向下关闭；然后图案材料向压机运动以送入模具准备压制；再将图案材料送入模具，在其中图案材料被压板所压制以防止粉末材料发生分散，然后图案材料将进一步移入模具。

上述本发明的特征和显著特点在本发明的详细描述中是显而易见的。

附图说明

图1示出了材料分送控制器1、垂直材料接收分送器2和水平材料接收分送器3的总体图例。

图2示出了材料分送控制器1的透视图。

图3示出了垂直材料接收分送器2的透视图。

图4示出了水平材料接收分送器3的透视图和侧视图。

图5示出了材料分送控制器1和垂直材料接收分送器2的运作。

图6示出了垂直材料接收分送器2的转动方向。

图7示出了图案材料从垂直材料接收分送器2分送入水平材料接收分送器3的过程。

图8示出了在其内部保持材料直到充满为止时的水平材料接收分送器3的运作。

具体实施方式

根据一个代表性实施例，用于生成贯穿产品整体厚度图案的连续纹理的装置和方法包括一个装配在排列带(arrangement belt)11之上可以往复移动的材料分送控制器(cartridge)1，一个装配在排列带11最远端且位于其下但在传送带23之上的垂直材料接收分送器2，和一个装配在传送带23上的水平材料接收分送器3。该装置的详细描述如下：

1.材料分送控制器1

材料分送控制器1包括管12，该管是用于保持不同特征和不同颜色的材料的容器。取决于所使用材料的不同特征和不同颜色，可以使用多于一个的管。所有的管12固定在轴13上但可以相对移动，其可以在垂直排列带11的运动方向的水平方向移动。开关阀门14位于每一根管12的末端。

2.垂直材料接收分送器2

垂直材料接收分送器2包括一个扁平矩形盒状的材料接收单元20。材料接收单元20有两个形成第一开口21和第二开口22的相连的脊。在每个开口处，相应地安置着第一开关挡板24和第二开关挡板25。垂直材料接收分送器2装配在排列带11运动的最远端之下但在传送带23之上而且垂直于这两者，同时垂直于这两者的运动方向。垂直材料接收分送器2可以在往复运动时自由地转动，其支轴装置在材料接收单元20的中点且转动轴垂直于材料接收单元20。

3.水平材料接收分送器3

水平材料接收分送器3包括一个扁平矩形盖板30，其具有在相对侧的两脊，形成第一出口31和第二出口32。在第一出口31处设置着开关构件33；同时在第二出口32处设置着开关及多余材料去除挡板34。在盖板30里面设置着压板35。水平材料接收分送器3俯置在传送带23上。水平材料接收分送器3的材料进出路线方向与传送带23的运动方向一致。

根据本发明，生成贯穿产品整体厚度的所需图案的连续纹理的工艺包括以下三个主要步骤：

第一步 将材料分送到排列带11上。在排列带11上沿轴13前后移动的管12将材料分送到向前移动的排列带11上以控制材料的顺序、材料的量以及根据预设图案材料被释放到材料接收单元20上的位置。在本步骤中控制工作的设备是材料分送控制器1和排列带11。

第二步 容许已经分送到排列带11上的材料流入材料接收单元20中以实现图案。材料将被容许按照一定的方式落入材料接收单元20中，以根据形成所需图案所需要的预定图案、材料的量及其位置来在材料接收单元20中形成层状图案。接下来，材料接收单元20将转动并垂直地将图案材料传送到传送带23上，该传送带将向前运动以传送所述来自材料接收单元20的材料。在本步骤中控制工作的设备是垂直材料接收分送器2、排列带11和传送带23。

第三步 将图案材料从传送带23再传送入具有可在再传送过程中保护图案免遭损害的盖板30的压制设备。在本步骤中控制工作的设备是水平材料接收分送器3和传送带23。

接下来描述该装置的详细程序

工作开始于材料分送控制器1，根据材料预定的图案、数量和材料的通过开关阀门14的操作完成分送材料到排列带11上的工作。管12在轴13上往复运动的同时开关阀门14控制材料的分布和量。排列带11的运动决定着材料将要被分送的位置。

当排列带11上的预设材料已经运动到排列带11的最远端位置后，这些材料通过保持开启的第一开口21落入材料接收单元20。按照图案、材料的量及预设图案的形成位置，材料形成的层叠加在一起。通过这种方式得到的结果与直接将材料从管12分送到材料接收单元20得到的结果是相同的，但在后者中需要对材料进行预处理以明显增加该机械的运行速度。

由于图案的定型和纹理图案的宽度取决于沉积在排列带11上材料的量，使用具有高精度和高准确度的电气和电子仪器，例如伺服马达，来控制开关阀门14的操作可以使阀门开启的阶段和程度更加连续、精确和准确。合适的应用可以使纹理图案的宽度能够连续变化，也可以生产宽度在1毫米及以上的纹理。

在材料以预设的图案流入材料接收单元20后，第一开口21处的第一开关挡板24关闭以保持图案并防止泄漏。然后材料接收单元20沿垂直于其平面的转动轴转动90度以将第二开口22设置在传送带23之上。转动90度并将材料以垂直的形成分送可以保持图案的定型，而且降低材料表面图案的失真。

接下来，在第二开口22处的第二开关挡板25将打开以使层状图案形式的材料流到传送带23上。当材料流出时，传送带23向前运动以将材料从材料接收单元20传送出来。当材料从材料接收单元20中完全流出后，在第二开口22处的第二开关挡板25将关闭。然后材料接收单元20转回开始的位置。第一开关挡板24再次打开，第一开口21准备接收新的批料。

传送带23上的图案材料向前运动，通过第一出口31进入水平材料接收分送器3。当图案材料完全进入盖板30后，开关构件33向下关闭。然后水平材料接收分送器3向前运动将图案材料送入压机。为了防止在水平材料接收分送器3运动进入压机的过程中图案材料的表面和底部的图案纹理发生掺杂，在图案材料向压机运动期间，压板35落下并平盖在图案材料的上表面以防止该区域的粉末材料发生偏移而不损害表面图案。当水平材料接收分送器3运动时，传送带23同时运动以防止对图案的底层造成损害。

另外，水平材料接收分送器3的向前运动使材料在与运动相反的方向上压实。这种情况导致填充入压机模具空间的材料的量的不足。因此，需要在水平材料接收分送器3运动时开关及多余材料去除挡板34保持开启，以压缩位于第二出口32处的多余材料而充分进入水平材料接收分送器3。另外，当水平材料接收分送器3运动时里面的图案材料向后运动，导致在与水平材料接收分送器3运动相反的方向上材料的数量和密度上升。因此，以这种方式进入压机的材料的量是不均匀的，后面的材料比前面的更膨大和更致密。当压缩材料以形成最终产品时，前部比后部要薄一些。为了克服这个问题，本发明中用于压缩材料整体的压板35向下压缩时并不是完全平行于传送带23的平面，而是以0-0.5度之间的提升角度向下压缩以使前部的材料的量相等地得到补偿。然而，无论增大或减小，压板35的提升角度取决于需要补偿的材料的量。

当水平材料接收分送器3运动到压机的模具位置相对应的位置时，伴随着压机的下承板的向下运动，压板35将材料压入模具中，同时开关及多余材料去除挡板34向下关闭。在材料完全进入模具后，开关及多余材料去除挡板34向前运动以移走多余的材料。打开开关挡板33和开关及多余材料去除挡板34的同时水平材料接收分送器3从压机中退出，后退到传送带23的位置。压板35向上运动，水平材料接收分送器3回到初始的位置以开始接收新的材料批料。

在模具的压制和烧结过程完成后，最终产品获得了所需图案而不需要抛光其表面。具有本发明的特征和优点，每一个产品的图案可以调整和改变以达到需求。

Claims (10)

1.一种用于生成贯穿产品整体厚度的所需图案的连续纹理的装置，包括：

材料分送控制器(1)，用于根据预设图案安排材料顺序、材料充足的量和释放材料的位置，材料分送控制器包括作为保持材料的容器的管(12)，每个管(12)装备有开关阀门(14)，通过所述开关阀门材料被分送到安装在材料分送控制器(1)下方的排列带(11)上；

垂直材料接收分送器(2)，安装在排列带(11)最远端位置的下部，用于从排列带(11)接收材料然后产生材料的叠加以形成图案，其包括材料接收单元(20)，该材料接收单元具有带有第一开关挡板(24)的第一开口(21)和带有第二开关挡板(25)的第二开口(22)，垂直材料接收分送器将转动而形成90度的角以垂直地将材料分送到位于垂直材料接收分送器(2)下方的传送带(23)上；

位于传送带(23)上的水平材料接收分送器(3)，其包括盖板(30)，该盖板具有安装了开关构件(33)的第一出口(31)，该盖板还具有第二出口(32)，该第二出口(32)在其开口处安装了开关及多余材料去除挡板(34)，在盖板(30)的顶部安装有压板(35)。

2.根据权利要求1的装置，其中的材料分送控制器(1)包括多个的管(12)，其数量取决于所使用材料的不同特征和不同颜色；所有的管(12)被固定安装但可以沿垂直于排列带(11)的运动方向的水平方向前后运动。

3.根据权利要求1的装置，其中的安装在管(12)末端的开关阀门(14)能够连续且准确地控制阀门开启程度到1毫米以上。

4.根据权利要求1的装置，其中的垂直材料接收分送器(2)能够伴随着往复运动而自由转动，其支轴装置在材料接收单元(20)的中点且其转动轴垂直于材料接收单元(20)的平面。

5.根据权利要求1的装置，其中的水平材料接收分送器(3)安装有压板(35)，在材料运动的相反方向上，压板(35)以与传送带平面成提升角0-0.5度的方式压下。

6.根据权利要求1或权利要求5的装置，其中的压板(35)在材料向模具运动的同时压制材料；当材料运动到模具的位置时，压板将持续压制材料，同时压机的下承板向下运动，以接收材料。

7.根据权利要求1的装置，其中在水平材料接收分送器(3)运动以将材料送入模具过程中水平材料接收分送器(3)的用于接收材料的开关构件(33)向下关闭且开关及多余材料去除挡板(34)保持开启；当水平材料接收分送器(3)运动到与模具位置相对应的位置时，开关及多余材料去除挡板(34)关闭的同时模具的下承板向下运动以接收材料，然后在水平材料接收分送器(3)向后运动和压制过程开始之前开关及多余材料去除挡板(34)去除前部的多余材料。

8.一种通过压制具有连续流动性的粒状粉末以生成贯穿产品整体厚度的所需图案的连续纹理的工艺，包括以下操作步骤：

通过在排列带(11)上方往复运动的材料分送器(1)将材料释放到排列带(11)上，从而将材料排列在排列带(11)上，同时排列带(11)向前运动以按照所需图案安排材料的顺序、材料充足的量以及材料被释放到垂直材料接收分送器(2)上的位置；

按照预先决定的顺序、量和位置，使材料以形成层状图案的形式落入垂直材料接收分送器(2)的材料接收单元(20)中，从而生成一定量的图案材料；在将材料以所需图案落入材料接收单元(20)直到填满后，用第一开关挡板(24)将材料接收单元(20)关闭以保持图案并防止材料接收单元(20)中保持的材料的泄漏，然后垂直材料接收分送器(2)转动并垂直地将图案材料传送到传送带(23)上，该传送带(23)向前运动以将所述材料传送到水平材料接收分送器(3)；

通过开启第二开关挡板(25)将该一定量的图案材料再送入水平材料接收分送器(3)以允许材料流到传送带(23)上；在图案材料运动进入盖板(30)后，开关构件(33)向下关闭；然后图案材料向压机运动以送入模具准备压制；

再将图案材料送入模具，在其中图案材料被压板(35)所压制以防止粉末材料发生分散，然后图案材料将进一步移入模具。

9.根据权利要求8的工艺，其中用于形成图案的材料是具有均一流动性的有机材料。

10.根据权利要求8的工艺，其中用于形成图案的材料是具有均一流动性的无机材料。

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