[发明专利]混合砂料及其制造方法

说明书

本发明涉及特别适用于作为造型粘土的代用品并可按塑造粘土制品的方法成形的混合砂料。但是，上述混合砂料还可有利地用于其他目的，例如用于制造园林景物，用于建造艺术馆和水族馆中的景物以及其他的用途。本发明还涉及制造上述类型的混合砂料的方法。

多年来，造型粘土一直被用作玩具和教具的材料，这种造型粘土的一个重要的优点是它可以模压成各种各样的形状，但它也存在一些缺点，其中一个缺点是它的粘性大，很容易弄脏与它接触的表面，另一个缺点是其尺寸稳定性较差，也就是说，用造型粘土做成的物体，即使受到很小的压力也要变形。确切地说，上述不利的性能阻碍了造型粘土更广泛地用于十分需要这种材料的可塑性的那些用途，例如在园林景物中建造外观按设计变化的景物，在艺术馆中建造各类展品，以及作为水族馆中筑造景物的材料。确切说来，在这类领域中遇到的问题就是当造型粘土与水接触时就变得越来越发粘。

因此，本发明的一个目的是提供一种可代替造型粘土的材料，这种材料在室温下容易成形而做出各种尺寸稳定的造型体，并在随后可容易将它们弄碎成颗粒材料，然后直接模压成新的物体或者说新的形状。本发明的另一目的是提供由对环境或者说对健康无害的原材料制成的材料。本发明的再一个目的是提供既可用作制作教具，又可大量地用作建造具有形象化外观的园林建筑结构以及水族馆中的景点结构和景点结构中的模型轨道的材料。

本发明的又一个目的是提供一种制造上述混合砂料(造型用的混合砂料)的方法，所述混合砂料适合于作为造型粘土的代用品，并且还可用于其他的用途，例如用作制作水族馆中的景物和设计各种仿真景物等的材料。

本发明的上述目的以及其他目的一方面通过分别在独立的权利要求1和14中规定的混合砂料和制造这样砂料的方法来实现，另一方面又通过采用由独立的权利要求15规定的那种混合砂料来实现。其他相关的权利要求则具体规定了本发明的最佳实施例。

总而言之，本发明涉及含有砂或砂状材料和粘结剂的混合砂料，所述的粘结剂是一种蜂蜡、一种类似于蜂蜡的材料或一种类似于蜂蜡的混合料，它在室温下是固态的，但仍具有所需的粘性。将组成混合砂料的各组分互相混合，使得砂或砂状材料的颗粒包上一层粘结剂的包覆层，最好是，上述各组分的混合使得分散的砂料颗粒单个地包上包覆层，而不会在压实之前要用时明显地形成小砂团。

虽然在铸造工业上早有使用砂和粘结剂来制造铸型和型芯，但是，在该工业部门内使用的那种混合砂料通常含有树脂、热固性塑料、亚麻油或类似物质之类的粘结剂，以便使制成品即铸型或型芯可以耐受铸造过程中的高温。而且，通常所用的那些粘结剂并不能用于实现本发明的目的。另外，从人类健康和环境卫生的观点来看，用于铸型和型芯的粘结剂相当不适用于制作玩具和类似物品例如游戏用品等。

日本专利申请公开JP 57-1427142(参看JP出版物1982-12-04，M类，No.176节；vol.6，No.246，P.55)公开过制造铸型的材料的一个实例。该出版物公开了一种含有粘结剂并在使用时加热到高于粘结剂熔点温度的铸造型砂，使用时，将混合料装入砂箱或芯盒，然后强制冷却到低于粘结剂熔点的温度，以便使铸型和型芯稳定和硬化。作为粘结剂，使用一种在固态下具有高粘结性能的材料，以便使铸型/型芯在通常的处理温度下保持结构上的整体性，但仍具有可使铸造型砂重复使用的特性。上述型砂中使用的粘结剂是乙二醇和以石蜡为主体的蜡料。该出版物仅仅关注到有关制造铸型和型芯所带来的问题，因此，未能考虑到有关制造、教具、建造模型火车结构的景物以及建筑结构或水族馆的景物结构方面出现的问题。

谈到制造铸型的型芯的类似出版物有WPI/德温特文摘No.75-58260 W，7535周，苏联专利文摘SU 456674(Kashirate sentrolit)(1976年2月5日)。该出版物公开了一种可用于制造复杂型芯的材料，该材料主要是下列成分的混合料：至少约70％的石英粉、5～10％的氧化铝、1.5～3％的硼酸、1～2％的硬脂酸和16～20％的由石蜡、人造纯地蜡、石蜡族的热裂残余物和褐煤蜡添加剂组成的造型化合物。这种材料在使用时加热到65～70℃压制成所需的造型体。由于上述出版物涉及复杂型芯(插入件)的制造，故使用了石粉，也就是颗粒尺寸很小的颗粒材料。所以上述混合砂料与本发明提出的造型砂料是根本不同的。