JPS63501353A - 宝石のような硬質材料から平滑面を有する部品を製造する方法およびこの方法の使用 - Google Patents

宝石のような硬質材料から平滑面を有する部品を製造する方法およびこの方法の使用

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 宝石のような硬質材料から平滑面を有する部品を製造する方法およびこの方法の 使用 本発明は、請求の範囲第1項の前提概念に記載した、宝石のような硬質材料から 平滑面を有する部品を製造する方法、並びにこの方法の使用に関する。
準宝石の代用品として使用するためおよび宝石に似た製品を製造するための準宝 石に似ている硬質材料は、例えば西独国特許出願第3445189号明細書によ って知られている。この出願の教えによれば、結合剤は充填剤と基礎顔料と混合 され、練り粉状の活性度になる。
そして、練り粉状の材料は少なくとも一度細分され、添加顔料で被覆され、圧縮 される。その後、まだ練り粉状のこの材料は硬化され、しかも例えばカレンダ加 工またはその他の成形のような他の処理ステップのときにあるいはこの処理ステ ップの後で硬化される。
その際、練り粉状材料の表面が添加顔料によって完全に覆われるという欠点があ る。なぜなら、練り粉状材料を細分した細片が常に添加顔料によって再被覆され るからである。これは、練り粉状材料が処理可能なか粒の形で使用される場合に も当てはまる。従って、完成した製品の装飾的な構造体は、表面を切除した後で しか見ることができない。成形された完成製品、例えば時計ケースまたはナイフ ハンドルの場合に、装飾的な構造例えば大理石に似た構造とするためには、成形 後、ブランクの見える表面から添加顔料被覆部を取り去り、この表面Jこ所望の 性状(例えば光沢)を付与するために、他のステップ例えば削り取り作用のある 研磨が必要である。
しかし、このような削り取り作用のある研磨は不都合がある。一方では、このよ うなステップは製作を一層コストのかかるものとする。他方では、ある形、例え ば内側に角を有する切り欠きゃ凹部を育する形は、研磨不可能であるかまたは非 常に大きなコストでしか研磨することができない。加えて、削り取りを伴う研磨 は特に時計ケースのような小さな精密部品の場合に非常に不利である。最適な材 料密度がブランクの表面の近くにおいていわゆる圧縮表皮に存在し、ブランクの 表面層が深く削り取られれば取られる程、完成部品が多孔性になるからである。
このような結果の場合には、削り取り作用のある研磨によって処理された表面を 新たにプレスすることによって再び圧縮することが往々にして必要である。
この欠点を回避するために、本発明は、ブランクの装飾的な構造を露出させるた めの表面層の削り取りと、対応する完成品の平滑表面の製出とを、別々の二つの ステップで行うことができるという認識から出発している。この認識の結果、表 面層の除去が部品の平滑な表面を残さないで、つやのないまたは粗い表面を残す ということを甘受する。次のステップにおいて、このつやのないまたは粗い表面 は、削り取りを生じない方法で滑らかにすることができる。
この成果を達成するために、冒頭に述べた種類の方法は、請求の範囲第1項に記 載した方法ステップの組み合わせを特徴としている。方法の好ましい実施形およ びこの方法の使用は、従属の請求項から明らかになる。
すなわち、本発明は、平滑な表面を有する宝石のような硬質材料からなる部品を 、流れ作業で経済的にかつ連続的に製作することができる方法を提供する。
以下、図を参照して本発明の詳細な説明する。
第1図は、本発明による方法で使用される練り粉状材料の準備を説明するための 図および装置を示す図、第2図は、基質上にコーティングを施す元となる方法ス テップを説明するための、装置を示す図、第3図は本発明による方法の他のステ ップを説明するための、装置を示す図、 第4図は超音波を使用する本発明による方法の変形を説明するための、装置を示 す図、 第5図は、コーティングの代わりに押し出し成形物が形成される本発明による方 法の変形を説明するための、装置を示す図である。
第1図には、それ自体公知の方法(西独国特許出願第3445189号明細書参 照)により、例えば切断およびプレスロール3を用いてニーダー2の中で練り粉 状材料lをどのようにして何回も細分化し、かつ再び押しつぶすかを概略的に示 している。この片に分割された練り粉状材料は続いてニーダ−2から出て、コー ティング装置5に入る。このコーティング装置5では、片4は添加顔料6によっ てかく乱およびコーティングされる。これは、添加顔料6の螺旋状に示すことに よって表されている。この方法ステップの終わりには、添加顔料でコーティング された、後述する次の方法ステップのための原料としての片7が得られる。この 方法はか粒でも行うことができる。この場合、片を更に細分化することは不必要 である。
練り粉状材料1としては、例えば西独国特許出願第3445189号明細書に記 載された種類の練り粉状の組成物を使用することができる。この組成物は結合剤 、充填物質および基礎顔料からなっている。例えば図示した異なる練り粉状材料 1a〜ICの一つである。
結合剤は、本方法で使用するために、色濃度の低L1固有色を存する硬化可能な 合成樹脂である。この合成樹脂は更に、粘性があり、脆化傾向が小さい。結合剤 は例えば二成分エポキシ樹脂である。この合成樹脂は更に、その硬化が段階的に または充分にゆっくり行われるように選定される。それによって、材料は、方法 の開始時のその練り粉状の活性度と、方法の終わりのその硬質の性状の間で、あ る時間にわたって、硬化が不完全な中間状態に留どまることができる。硬化が不 完全なこの中間状態において、練り粉状材料はもはやその自重によって流動する ことはできないが、プレス、エンボス加工、切断等による成形にとって充分なや わらかさがある。
充填物質は例えば、完全に硬化した完成部品にその本来の硬さを付与しかつ基礎 色のために寄与する鉱物性の充填物質である。例えば、石英粉末、大理石粉末、 すり潰したシリカゲル、酸化アルミニウム等が使用される。すなわち、一般に5 〜8のモース硬度を存する物質である。これはトルコ玉、めのう、オニキス、紅 玉髄等のような準宝石の硬度と同じである。
基礎顔料は基礎着色を行うか、または充填物質が着色に寄与する場合には主たる 着色を行う働きがある。
実際には、合成樹脂の着色にとって慣用されている、有機または無機のすべての 顔料を使用することができる。この場合、打機顔料は一般には着色作用が大であ る。
第1図に示したいろいろな練り粉状材料1a〜1eは例えば色が互いに異なって いる。この色の一つは例えば黒色で、他の一つは白色で、他はラピス、トルコ玉 、ばら輝石率宝石等の基礎色をまねた色である。
選択された練り粉状材料に依存して、添加顔料も選択される。この添加顔料は、 前記の方法で製作される完成部品の所望の装飾的構造または模様を得るために役 立つ。添加顔料は例えば白色、黒色、または金属色でもよく、これに・応じて例 えば、粉塵、粉末、金属箔またはか粒の形をした、二酸化チタニウム、グラファ イト、アルミニウム、銅、黄銅、青銅等からなっている。必要に応じて、顔料の 混合物を使用することもできる。しかも、顔料の均質な混合物、もしくは特別な 効果を得るために均質でない顔料混合物を使用することができる。
第2図には、いろいろな練り粉状材料またはか粒からなる、添加顔料で被覆した 片7を、どのようにして各ホッパー8に投入するかを概略的に示している。ホッ パーに投入された片はそこから配量装置9に達する。
第2図において、−例として4個のホッパー8とこれに対応する4個の配量装置 9が示しである。配量装置の中では、例えば三つの練り粉状材料1a、Ib、I Cとか粒1gが処理される。配量装置9から出る、添で、公知の方法(西独国特 許出願第3445189号明細書参照)に従い、圧縮およびプレスすることによ って再び一体化されるがしかし混ざり合いはしない。これは片10を、ロール1 1.12を備えたロール対に供給することによって行われる。片IOはロールの 間で連続的にプレスされ、層を形成する。同時に、帯状の基質13が貯蔵ロール 14から引き出され、案内ローラI5を介して前記の練り粉状材料層の下面に供 給される。これにより、添加顔料によって被覆されかつ再び圧縮された片10か らなる練り粉状材料が、連続的に前進する基質13の上にコーティングの形式で 連続的に取り付けられる。基質I3は例えばポリアミド、ポリエチレン、ポリカ ーボナート、ポリイミド等のような合成物質のフィルムからなっている。
すなわち、コーティング17とその基質13からなる複合物は連続的に製造され る。
その都度選択された練り粉状材料またはか粒からなる片の配量すべき量に応じて 、コーティング17の装飾的な構造のための多数の変形例が生じる。この場合、 片IOの表面に前もって設けられた添加顔料は、この表面に発生するコーティン グ17の粒境界部18に存在する。勿論、コーティング17の上側と下側の表面 は、広い意味で、粒境界部からなる平面を形成し、事実、コーティング17の上 側と下側の表面は添加顔料で被覆される。これは当然、所望の装飾構造、すなわ ち構造状態、および一般的には製作すべき完成部品の模様を被覆する。すなわち 、所望の装飾構造を露出させるためには、製作される完成部品の見える表面から 添加顔料を取り去る必要がある。しかし、これはコーティングI7が練り粉状の 粘性である場合には、本発明による他の手段を講じないと、困難である。
所望の装飾構造を露出させるために、コーティング17とその基質13からなる 複合物19は、第3図に概略的に示す次の方法ステップにおいて、処理ステーシ ョン20に連続的に供給される。この処理ステーションにおいて、コーティング 17は不完全な第1の硬化作用を受ける。この硬化作用は次のようにして行われ る。すなわち、完全には硬化していないコーティング17の練り粉材料が、連続 的に前進して後述の第2の処理ステーション23に達するときに、もはやその自 重で流動しないように、行われる。完全には硬化していない練り粉材料が上記の 定義を満たすと、次に説明する方法ステップを受けるのにほぼ適した粘性を有す る。
所望の不完全硬化は例えば、処理ステーション20において複合物19の熱処理 により行われる。第3図においてふく射線21で示すように、処理ステーション 20内では、赤外線ヒータ22は複合物19の上側と下側の表面を加熱すること ができる。これと同じ目的のために、温風または温水を複合物I9の上側と下側 の表面に吹き付けることができる。
第2の処理ステーション23は第1の処理ステーション20から次のような間隔 をおいて設けられている。
すなわち、複合物I9が連続的に前進して第2の処理ステーション23に達する ときに、複合物19の硬化過程の運動学および前進速度に依存して、コーティン グ17の不完全硬化した練り粉状材料がもはやその自重で流動しないよう硬化さ れるような間隔をおいて設けられている。
この第2の処理ステーション23では、添加顔料を含有するコーティング17の 表面層が除去されるように、複合物19の表面24が処理される。
第3図において25の噴霧によって示すように、コーティング17の添加顔料を 含む表面層の除去は、複合物I9の表面24の溶解、洗浄および乾燥の相次ぐ方 法ステップによって行われる。そのために、複合物I9は処理ステーション23 を連続的に通過するときに、先ず最初に溶解個所26を通過する。この溶解個所 で、複合物19の表面24に溶解媒体が噴霧される。
その後、複合物は洗浄個所27を通過する。この洗浄個所においては、洗浄媒体 の噴霧によって溶解媒体が複合物19の表面24から洗い流され、それによって 溶解媒体の作用が終了する。そして最後に、複合物は乾燥個所28を通過する。
この乾燥個所では、複合物19の表面24から洗浄媒体がガス流によって吹き流 される。
その際、コーティング17の表面24の温度と溶解媒体の温度を考慮して溶解媒 体を適当に選定することによって、溶解媒体の作用は次のように調整される。
すなわち、第2の処理ステーション23の出口でコーティングI7の添加顔料を 含む表面層が複合物I9の表面25から取り除かれ、それによって所望の装飾的 な構造、すなわち構造状態および一般的には製作すべき完成部品の模様がコーテ ィング17の表面24に見えるようになるように調整される。すなわち、溶解媒 体は、コーティング17の不完全硬化合成樹脂を溶解することができるように選 択される。溶解媒体としては例えばアセトン、トリクロルエチレン等を使用する ことができる。溶解媒体を低温で使用することが推奨される。なぜなら、コーテ ィング17の添加顔料を含む表面層の冷却が溶解媒体によってその溶解とその硬 表面層の処理を行う時間を長くし、従って方法を実施するための機械の構造を簡 単にする。
洗浄媒体としては、不完全に硬化された合成樹脂のための溶剤ではない液体(ま たは少なくとも良好な溶剤ではない液体)であって、溶解媒体と混合可能な液体 が使用される。すなわち、洗浄媒体による溶解媒体の希釈と洗い流しは、コーテ ィング17の表面層の溶解を終了する。溶解媒体の場合と同じ理由から、低温の 洗浄媒体を使用することが推奨される。溶解媒体としてアセトンを使用するとき には、洗浄媒体として水特に低温の水を使用することができる。溶解媒体として トリクロルエチレンを使用するときには、洗浄媒体として、特に低温の洗浄媒体 として、アルコール、ベンジンまたはペンゾールを使用することができる。
洗浄媒体を吹き流すための乾燥ガスとしては、空気、特に乾燥した空気および必 要な場合には冷たい空気を使用することができる。
第2の処理ステーション23の図示していない幾つかの変形では、コーティング 17の添加顔料を含む表面層を除去するために、複合物19の表面24は機械的 な浸食によって処理される。この変形の一つの場合には、コーティング17の表 面24に分散質の研磨材が吹き付けられる。この研磨材は液体中に浮遊した粉末 、例えば水中のエメリーの浮遊物、あるいはガス中の噴霧される粉末、例えば空 気流中の゛エメリー浮遊物であってもよい。他の変形では、コーティング17の 添加顔料を含む表面層の機械的な浸食は、接着テープ、または平削り、研削もし くはこのような機械的な加工によって行うことができる。
第2の処理ステーション23を通過する際の複合物19の表面24を前記の方法 で加工した後で、所望の装飾的な構造、すなわち構造線および一般的には製作す べき完成品の模様が、表面24に見えるようになる。
しかし、この表面24は鏡のように滑らかではないので装飾的ではなく、表面層 の除去のためにつやがなく粗い。従って、第2の処理ステーション23から出る 複合物19は、第3の処理ステーション29に連続的に供給され、この第3の処 理ステーションで複合物!9の表面24が後述のように滑らかにされ、それによ ってこの表面に、最終の所望の装飾仕上げが行われる。
複合物19の表面24を平滑にするこの方法ステップは基本的には、コーティン グ17の練り粉状材料から所望の成形品を形成するための、必要な成形の方法ス テップと、コーティング17の練り粉状材料またはそれによって形成された成形 品を硬質材料まで硬化するための必要な方法ステップとは無関係である。しかし 、例えば第3図に示すように、平滑、成形および硬化の方法ステップを一度に行 うと好都合である。従って、第3の方法ステーション29は熱間兼成形プレス、 例えば適当なスタンププレスとして形成されている。
連続的に供給される複合物1,9はスタンププレスの加熱された母型30と加熱 されたスタンプ31の間でプレスされる。この場合、スタンプ31は鏡のように 滑らかな面32を備・えている。この面は複合物19から生成される成形品34 の表面に所望の滑らかな外観を付与する。同時に、練り粉状材料が加熱される。
これは、練り粉状材料が硬質材料に変換されるまで結合剤の硬化を再び開始する 。勿論、母型とスタンプの温度は、供給されるプレス材料の温度と既に得られた 硬度、プレス内での成形品の滞在時間、および公知の他のパラメータに依存して 、完成品が場合によっては適切な待機時間または貯蔵時間の後で、所望の硬度を 達成するように、選定される。
特に、この熱間兼成形プレスにおいて、非常に高いプレス圧力を必要としないと いう利点がある。なぜなら、このプレスは、まだかなり柔らかくかつ小さな抵抗 をプレスに加えるまだ完全には硬化していない材料を加工するからである。更に 、プレスくずまたはスタンピングくずがそれほど出ないという利点がある。これ は、製作コストを低減するために寄与する。
成形品には、互いに容易に分離可能であるような形状が付与される。この形状は 例えば弱い個所35を備えることができる。この弱い個所に沿って、成形品は、 硬化された複合物19から切断、打ち抜きまたは破断することができる。これは 第3図においてスタンピング装置36によって概略的に示しである。もし、パリ 取りが必要であるときには、同じ工程で行うことができる。
通常、基質13は、コーティング17の練り粉状材料の不完全な最初の硬化の後 では、この練り粉状材料に切り離し不能に付着している。これは、完成品を使用 する際に、複合物19または成形品34の下面が例えば接着面としての働きをす るかまたはその他の方法で加工される場合に有利である。なぜなら、基質■3の 材料を適当に選択することによって、前記の他の加工を容易にすることができる からである。基質はプレスの母型30によって成形した後で、完成品のほとんど 容認される下面、例えば時計のケースまたは文字盤のような完成品の下面上に滑 らかな合成物質層を形成する。基質I3は一般的に硬化したコーティング17ま たは成形品34よりも柔らかいので、成形品を互いに分離する際に、基質は問題 なく分割され、そして成形品と共に分離される。
このような方法で製作した完成品は宝石のような構造を有する。この構造は装飾 のために多彩な使用を可能にし、しかも小さな部品として、例えば時計のケース や文字盤として、および平らな部品として例えばタイル、ストーブタイルとして 使用することができる。
上記の方法の変形が第4図に概略的に示しである。
この変形の重要な点は、添加顔料を含むコーティングI7の表面層が超音波によ って除去されることにある。
第4図に概略的に示した装置は、第2図に関連して既に説明した装置を備えてい る。この場合、同じ部品には同じ参照符号が使用されている。変形の例として、 ここでは、添加顔料を含むコーティング17の表面層を除去する前に、成形品3 7が対のロールの間で形成される。コーティング】7の練り粉状材料の不完全な 硬化までの加熱は次の場合には不必要である。すなわち、この例において、硬化 が配量装W9で開始され、成形品37がロール対38.39に達するときに、室 温または配量装置9の運転温度で適切な硬化度合いが達成されるという仮定があ る場合には不必要である。
成形品37はまだ分離されていない基質13によって一緒に保持され、浴40に 浸漬され、この浴を通過する。この浴40は液体中に研磨材の浮遊物質、例えば 水の中にエメリーの浮遊物質を含んでいる。この浴40とこの液体には超音波発 生器41が浸漬されている。
この超音波発生器は浮遊している粒子をかく乱し、それによって添加顔料を含む 個々の成形品37の表面層を摩耗させる。その後、第3図のように、成形品37 の表面の平滑化と硬化が続く。ここでは平滑化と硬化は、ロール対42.43を 有する熱間プレスによって行われる。更に、装置44内で打ち抜きと場合によっ てはパリ取りおよび基質13の分離が行われる。
第5図に略示した装置は方法の変形を実施するために役立つ。既に説明した装置 のある部品と均等である、第5図のこの装置の部品には、第2乃至第4図と同じ 参照符号がで使用される。第5図の装置の場合には、成形された押し出し品17 が形成される。第5図において、これは11と12のようなロールによって行わ れる。しかし、押し出し品17の押し出しのために、他の公知の装置、例えばラ ム型プレス等を使用してもよい。添加顔料を被覆していない利用すべき表面は、 成形された押し出し品17の切断によって形成される。
第5図において、これはくさび状の切り開き装置45を用いて、成形された押し 出し品17を送り方向に対して平行に切断することによって行われる。それによ って、成形された押し出し品17は二つの部分24a。
24bに長手方面に分割される。続いて、部分24a。
24bの使用すべき表面46a、46bの平滑化が、第4図、に関連して説明し た原理と同じ方法で行われる。
この平滑化は、少なくとも一つの部分24a、24bかたなる互いに分離可能な 成形品を形成するための成形と同じ処理ステップで行われる。更に、成形品の完 全硬化を、成形と同じ処理ステップで行うことができる。
図示していない変形では、成形された押し出し品の切断をその送り方向に対して 直角に行うことができる。
それによって、押し出し品は連なる片に分離される。
この場合にも、使用すべき表面の平滑化は上記と同様jこ、押し出し品の片から 成形品を形成するための成形と同じ処理ステップで行うことができる。成形品の 完全硬化も、成形と同じ処理ステップで行うことができる。
国際調査報告 Aごご三χ τ0 ′:H三 ?3i::三::λ::S二:A; ミニ声λ: 五 λ三PCRフ Cal

Claims (19)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.か粒または細分した練り粉状材料(1)の片(7)を添加顔料(6)によっ て被覆し、続いて圧縮し(11)、その後硬化させて硬質材料を形成する、宝石 のような硬質材料から平滑面(33)を有する部品(34)を製造するための方 法において、添加顔料で被覆し圧縮した片(10)からなる練り粉状材料をプレ スし、このプレスしたストランド(17)を先ず最初に不完全に硬化(20)さ せ、この場合不完全に硬化したこのストランド(17)の練り粉状材料はもはや その自重で流動することはできず、この最初の不完全硬化の前または後で、添加 顔料によって被覆されていない、ストランド(17)の使用すべき表面(24, 24a,24b)を形成し、その後、使用すべき表面を平滑にし(29,32) 、そして最後にストランドの練り粉状材料を完全に硬化させて(29)硬質材料 を形成することを特徴とする方法。
  2. 2.ストランドをコーティング(17)の形に形成し、かっ基質(13)上に塗 布し、コーティング(17)の表面(24)から添加顔料を含む表面層を除去す ることによって、使用すべき表面(24)を形成することを特徴とする、請求の 範囲第1項記載の方法。
  3. 3.コーティング(17)の表面(24)の平滑化が、コーティングの練り粉状 材料から互いに分離可能な成形品(34)を形成するための成形(29)と同じ 処理ステップで行われることを特徴とする、請求の範囲第2項記載の方法。
  4. 4.成形品(34)の完全な硬化が、成形(29)と同じ処理ステップで行われ ることを特徴とする、請求の範囲第3項記載の方法。
  5. 5.基質(13)が硬化したコーティング(19)から分離不可能であり、それ によって成形品(34)を互いに分離する際に基質が分割されることを特徴とす る、請求の範囲第4項記載の方法。
  6. 6.添加顔料を含むコーティング(17)の表面層が、溶解媒体をコーティング の表面(24)に作用させることによって除去されることを特徴とする、請求の 範囲第2項記載の方法。
  7. 7.添加顔料を含むコーティング(17)の表面層が、流体中に分散させた研磨 材をコーティングの表面(24)に作用させることによって除去されることを特 徴とする、請求の範囲第2項記載の方法。
  8. 8.研磨材が液体中に浮遊していることを特徴とする、請求の範囲第7項記載の 方法。
  9. 9.研磨材が空気流中に飛散していることを特徴とする、請求の範囲第7項記載 の方法。
  10. 10.コーティング(17)の表面(24)からの、添加顔料を含む表面層の除 去が、超音波(40,41)によって行われることを特徴とする、請求の範囲第 6項から第8項までのいずれか一つに記載の方法。
  11. 11.添加顔料を含むコーティング(17)の表面層が、機械的な手段をコーテ ィングの表面(24)に作用させることによって除去されることを特徴とする、 請求の範囲第2項記載の方法。
  12. 12.機械的な手段が接着テープであることを特徴とする、請求の範囲第11項 記載の方法。
  13. 13.成形された押し出し品(17)の形にストランドを形成し、添加顔料を被 覆していない使用すべき押し出し品(46a,46b)の表面を、成形された押 し出し品(17)の切断(45)によって形成することを特徴とする、請求の範 囲第1項記載の方法。
  14. 14.成形された押し出し品(17)の切断(45)が送り方向に対して平行に 行われ、それによって成形された押し出し品が長手方向において少なくとも二つ の部分(24a,24b)に分割されることを特徴とする、請求の範囲第13項 記載の方法。
  15. 15.使用すべき表面(46a,46b)の平滑化が、少なくとも一つの部分( 24a,24b)から互いに分離可能な成形品を形成するための成形と同じ処理 ステップで行われることを特徴とする、請求の範囲第14項記載の方法。
  16. 16.成形された押し出し品の切断がその送り方向に対して直角に行われ、それ によって押し出し品が相次ぐ片に分割されていることを特徴とする、請求の範囲 第13項記載の方法。
  17. 17.使用すべき表面の平滑化が、押し出し品の片から成形品を形成するための 成形と同じ処理ステップで行われることを特徴とする、請求の範囲第16項記載 の方法。
  18. 18.成形品の完全硬化が成形と同じ処理ステップで行われることを特徴とする 、請求の範囲第15項または第17項記載の方法。
  19. 19.宝石のような成形品を製造するための請求の範囲第1項記載の方法の使用 。
JP61505685A 1985-11-18 1986-11-04 宝石のような硬質材料から平滑面を有する部品を製造する方法およびこの方法の使用 Pending JPS63501353A (ja)

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