JP2729029B2 - タイルの成形型及びその成形型の製造方法 - Google Patents

タイルの成形型及びその成形型の製造方法

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JP2729029B2 JP6245726A JP24572694A JP2729029B2 JP 2729029 B2 JP2729029 B2 JP 2729029B2 JP 6245726 A JP6245726 A JP 6245726A JP 24572694 A JP24572694 A JP 24572694A JP 2729029 B2 JP2729029 B2 JP 2729029B2
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    • B28WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28BSHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B3/00Producing shaped articles from the material by using presses; Presses specially adapted therefor
    • B28B3/003Pressing by means acting upon the material via flexible mould wall parts, e.g. by means of inflatable cores, isostatic presses

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は粉体からなるタイル原料
を金型に充填して圧縮成形するタイルの乾式成形におけ
るタイル成形型及びその成形型の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、粉体からなるタイル原料を金型に
充填してタイルを圧縮成形するタイルの乾式成形におい
て、タイル裏面に接着効果を高める裏足を形成するため
に、図14に示すように、表面に厚肉の凸状部101と
凹状部102を形成したウレタンゴムからなる裏足形成
板103をタイル裏型104の無穴状の表面に設けたも
の(第1の従来の技術)や、図15に示すように、タイ
ル裏型105の表面105にウレタンゴムからなる裏足
形成用ブロック106を、その上部106aを突出させ
て埋設したもの(第2の従来の技術)がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】タイルの乾式成形にお
いて、タイル原料を成形型内に充填するときに、タイル
原料の粉体の特性や充填装置の構造によって均一な充填
密度を得ることはかなり難しく、密度むらのある状態で
加圧した成形体を焼成すると、焼成収縮によってそのタ
イルが変形し、満足し得る正確な形状を得ることが困難
になる。
【0004】特に、タイルの裏足を形成するために、裏
型に凹凸部を設けたものにおいては、加圧成形するとき
に、その凸部の部分が凹部の場合よりも圧縮比が大きく
なり、成形密度のむらが発生する。
【0005】上記従来の成形型のように、厚肉の凹凸状
型面101,102や裏足形成用ブロック106により
裏足を形成するものにおいては、上記のような原料の充
填密度のむらを、弾性によりわずかに吸収する効力はあ
るが、満足できる程には吸収することはできない。
【0006】近年、壁面に施工されたタイルの剥離事故
が問題となり、タイルの裏足である凹凸形状、すなわち
一般的には筋状断面の溝の深さはタイルの剥離防止対策
上から一段と深くなってきている。このような深い溝の
裏足を上記従来の成形型で成形すると、その成形密度の
むらが一層大きくなり、このために焼成後のタイル形状
が悪くなる傾向があった。
【0007】そこで本発明は、上記従来の問題点を解決
し、深い裏足筋のタイルで、焼成収縮によって変形する
ことの少ないタイルを成形することができるタイルの成
形型及びその成形型を容易に製造できる製造方法を提供
することを目的とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の課題を解
決するために、請求項1記載の発明は、金属製の裏型
(2)の表面に複数の溝(2a)を形成するとともに該
裏型(2)には上記各溝(2a)に部分的に開口する連
接穴(2d)を形成し、裏型(2)の表面には、上記各
溝(2a)の部分が凸状で他の部分が凹状の弾性材から
なる裏足成形板(3)を水密的に固着し、上記各溝(2
a)で形成される全ての空洞部(10)を上記連接穴
(2d)を通じて相互に連通し、該空洞部(10)と連
接穴(2d)に液体を密封状態で充填したことを特徴と
するタイルの成形型である。
【0009】請求項2記載の発明は、裏足成形板(3)
における凸部(3a)が、その裏側にくぼみ(3c)を
設けて薄肉に形成したことを特徴とするタイルの成形型
である。
【0010】請求項3記載の発明は、金属製の裏型
(2)の表面に複数の溝(2a)を形成するとともに該
裏型(2)には上記各溝(2a)に部分的に開口する連
接穴(2d)を形成し、上記各溝(2a)には詰物(2
0)を装着しておき、裏型(2)の表面を、弾性材によ
り、上記詰物(20)の上部が凸状になるようにコーデ
ィングした後、上記の詰物(20)を溶解排出して上記
溝部(2a)を空洞化させることを特徴とするタイルの
成形型の製造方法である。
【0011】請求項4記載の発明は、請求項3記載の詰
物(20)の上部が溝(2a)から突出していることを
特徴とするタイルの成形型の製造方法である。
【0012】
【作用】請求項1記載の発明においては、裏足成形板
(3)上にタイル原料(9)を充填し、上型(8)でタ
イル原料(9)を加圧すると、タイル原料(9)内に作
用した圧力が裏足成形板(3)における凸部(3a)と
凹部(3b)に、その表面側から作用しつつタイル原料
(9)は所定の厚みに圧縮成形される。
【0013】このとき、同じ凸部(3a)であっても原
料充填密度の高いところ、例えば図7のA部での凸部
(3a1 )では成形体内に高い圧力が発生して該凸部
(3a1)が強く押し下げられる。一方原料充填密度の
低いところ、例えば図7のB部での凸部(3a2 )では
成形体内に発生する圧力は低く、その部分の凸部(3a
2)は弱くしか押し下げられない。
【0014】したがって、上記のように高い圧力が発生
した部分における凸部(3a1 )における空洞部(10
1 )内の液体(12a)が押し下げられ、その押し出さ
れた液体は、連接穴(2d)を通じて低い圧力が発生し
た部分における凸部(3a2)の空洞部(102 )に送
りこまれてその液体(12a)が上昇し、該凸部(3
a)の裏足成形板(3)を押し上げて下部から反作用的
に成形板を圧縮する。
【0015】これにより、各凸部分(3a1 )(3
2 )における原料は均一に圧縮され、ほぼ均一な密度
の成形体を得ることが出来る。また、連接穴(2d)
は、溝(2a)の全長に亘って裏型(2)の表裏方向に
貫通して形成するのではなくて、溝(2a)の一部分に
形成したので、全長に亘って形成するものに比べて裏型
(2)の強度低下を少なくすることができる。また、連
接穴(2d)を裏型(2)の側端から遠い位置に設け、
溝(2a)を裏型(2)の側端に可及的に近ずけること
ができるので、成形体の全範囲における密度の均一化を
より高めることができる。更に、連接穴(2d)の穴明
け加工も少なくなり、作業の容易化によるコスト低減を
図ることができる。
【0016】請求項2記載の発明においては、裏足成形
板(3)における凸部(3a)が、その裏側にくぼみ
(3c)を設けて薄肉に形成されているので、その凸部
(3a)の屈曲性が良くなり、成形体の密度の均一化を
より高めることができる。
【0017】請求項3記載の発明においては、詰物(2
0)の存在により裏足成形板(3)の凸部(3a)が容
易に成形でき、かつ成形後の詰物(20)の除去が容易
に行え、凹凸面を有する裏足成形板(3)を固着した成
形型を容易に製造できる。
【0018】請求項4記載の発明によれば、薄肉の凸部
(3a)を容易に製造できる。
【0019】
【実施例】以下に本発明を図を参照して詳細に説明す
る。図1は請求項1記載の発明に係るタイル成形型の第
1実施例を示す縦断面図である。
【0020】図1において、1は固定の型枠で、原料充
填空間1aを形成している。2は金属製の裏型(下型)
で、その表面部が上記原料充填空間1a内に位置して固
定されている。3は弾性材からなる裏足成形板で、上記
裏型2の上面にコーティングにより固設されている。4
は金属製の型台で、これに上記裏型2がパッキン5を介
して載置され、これら型台4と裏型2がボルト6で結合
されている。7は金属製の成形機定盤で、これに上記型
台4が載置固定されている。8は昇降可能に備えられた
金属製の上型で、図示しない昇降駆動装置によって下降
することにより、上記原料充填空間1a内に充填された
タイル成形用の粉体原料9を加圧するようになってい
る。
【0021】次に図1乃至図6において上記裏型2、裏
足成形板3、型台4について詳述する。裏型2は金属材
料で形成され、図の実施例では図1に示すように所定の
厚みを有し、図2に示すように平面形状が正方形に形成
されている。
【0022】2aは裏型2の表面に形成した溝で、その
横断面形状が図5及び図6に示すような凹状に形成され
ている(以下この溝を凹型溝2aという)。またその平
面形状は図2の破線で示すような長尺に形成された長溝
状に形成されている。更に該凹形溝2aは、成形すべき
タイルの裏足を形成するためのタイル裏面凹部に位置し
て形成されており、例えば図2に示すように、裏型2の
一方の方向(図2の前後方向)に2個、中間で分断され
て直列的に配置され、裏型2の他方の方向(図の左右方
向)に9個、適宜間隔を存して並列的に配置されてい
る。また、各凹形溝2aの長手方向における外側端2b
は、裏型2の側端2cに可及的に近ずけられている。
尚、この凹形溝2aの個数と配置状態は上記実施例に限
定されるものではなく、成形するタイルの大きさ及び裏
足形状によって所望に選定するものである。
【0023】2dは裏型2に上下方向に貫通形成された
連接穴で、図2の破線で示すように、各凹形溝2aの長
手方向の両側部に位置して設けられているとともに、図
5に示すようにその連接穴2dの直径L1 は凹形溝2a
の溝幅L2 よりも若干小径に設定されている。また、裏
型2の側端2c側に位置する連接穴2d1 は、図2に示
すように側端2cから遠ざけて配置されている。尚、該
連接穴2dは各凹形溝2aの長手方向の中間部にも設け
てもよい。
【0024】裏足成形板3は上記裏型2の表面の全面を
覆う一枚板で形成されて裏型2の表面に固着されてい
る。そして該裏足成形板3はウレタンゴム等の弾性材料
からなる薄板状(膜状)に形成され、裏型2の上記凹形
溝2aが位置する部分には、凹形溝2aの長手方向に沿
った凸部3aが形成され、該凸部3a以外の部分は凹部
3bに形成され、該凹部3bの裏面がコーティングによ
り裏型2の表面に水密的に固着されている。そして、上
記凸部3aの裏面と上記裏型2の凹形溝2aとで長尺な
空洞部10が形成され、該空洞部10内の圧力により、
裏足成形板3の弾性限界内で凸部3aが上下動するよう
になっている。尚、本実施例においては、凸部3aの裏
面には、肉抜きされたくぼみ3dが形成され、該凸部3
aの肉厚を薄くして該凸部3aの内外方向への撓み変形
を良くしている。
【0025】型台4には、上記裏型2の各連接穴2dの
形成位置において、連接穴4aが形成されており、その
上端開口部4bが上記連接穴2dの下端開口部と連通し
ている。更に該型台4には、一端が外部へ開口する液体
導入路4cが形成されており、これに上記全ての連接穴
4aの下端が連通している。
【0026】図1において、11は液空圧変換器で、そ
の体内の下半部に液体12が貯溜され、上半部が気相部
13となって、その気相部13の空気が液体12の液面
に接している。
【0027】14は空圧源で、圧力制御弁15を通じて
上記液空圧変換器11の気相部13に連通しており、所
定の空気圧を上記液体12に作用させるようになってい
る。16は圧力計である。
【0028】17は接続配管で、その一端が上記液空圧
変換器11の底部に開口連通し、他端が上記液体導入路
4cに連通している。18は接続配管17に設けた逆止
弁で、液体導入路4c方向への流通を許容し、これとは
逆方向への流通を阻止するもので、上記空洞部10内の
液体に発生した高い液圧を受け止めるようになってい
る。19は止め弁である。
【0029】12aは上記流体導入路4cと、連接穴4
a,2d及び各空洞部10に充満させた液体を示し、こ
れらの液体は上記接続配管17を通じて液空圧変換器1
1内の液体12と接している。
【0030】次に本実施例の作用について説明する。上
記のように流体導入路4cと連接穴4a,2d及び各空
洞部10内に液体12aを充満させた状態で、空圧源1
4から供給された空気圧を圧力調整弁15により所定の
空気圧、例えば0〜2kg/cm2 の範囲内で適切に調
圧して液空圧変換器11の気相部13に負荷させ、液体
12を所定圧に加圧する。すると、その液体12に作用
した圧力は、接続配管17、液体導入路4c、連接穴4
a,2dに充満された液体12aに伝播し、全空洞部1
0内に充満した液体12aを同圧に昇圧する。この液体
12aの昇圧によって弾性材料で形成された裏足成形板
3における凸部3aは、その圧力を内側面で受圧し、や
や上膨らみの凸状になる。このように予圧をかけておく
のは、後の成形時の加圧により凸部3aがへこみすぎな
いようにするためである。
【0031】次で、上記の液体の予圧状態下において、
原料充填空間1a内にタイル原料9を所定量充填し、そ
の後、上型8を下降して充填されたタイル原料9を、そ
の上面から所定圧で加圧する。
【0032】このタイル原料9が加圧圧縮されると、図
7の矢印で示すように、タイル原料9内に作用した圧力
が裏足成形板3における凸部3aと凹部3bに、その表
面側から作用しつつタイル原料9は所定の厚みに圧縮成
形される。
【0033】このとき、同じ凸部3aであっても原料充
填密度の高いところ、例えば図7のA部での凸部3a1
では原料9内に強い圧力が発生して該凸部3a1 が強く
押し下げられる。一方原料充填密度の低いところ、例え
ば図7のBでの凸部3a2 では原料9内に発生する圧力
は弱く、その部分の凸部3a2 は弱くしか押し下げられ
ない。
【0034】しかし、上記凸部3a1 と凸部3a2 にお
ける空洞部101 と102 は液体導入路4cで相互に連
通され、しかも逆止弁18により液体が液空圧変換器1
1側へ逃げないようにしているため、その空洞部101
と102 の液体12aに発生する圧力はパスカルの原理
で示されるように同一圧力となる。したがって、上記の
ように高い圧力が発生した部分における凸部3a1 の液
体は押し下げられてその凸部3a1 の裏足成形板は下方
へ押し下げられ、その押し出された液体は、低い圧力が
発生した部分における凸部3a2 の空洞部102 に送り
こまれてその液体12aが上昇し、該凸部3a2 の裏足
成形板を押し上げて下部から原料9を圧縮する。
【0035】次に、上記本発明による加圧状態と、上記
図14及び図15に示す従来の技術の加圧状態とを、図
8を用いて比較説明する。図8に示すように、タイル原
料9は250〜350kg/cm2 程度の圧力で圧縮さ
れると、原料充填深さのほぼ半分くらいの厚さの成形体
9aとなる。
【0036】今、仮に原料充填深さd=20mm、成形
体厚さt=10mm、凸部高さh=2mmとしたとき下
型Cの表面の凹形部分Dにおける成形体9aの圧縮比は
20/10=2となる。また凸形部分Eにおける成形体
9aの圧縮比は(20−2)/(10−2)=18/8
=2.25となり凸形部分Eの箇所の方が強く圧縮され
る。
【0037】タイル原料は粉体であるので、液体のよう
にパスカルの原理は適用されないが、上下方向ばかりで
なく図8に矢印で示すように横方向にも若干の力が作用
して凸形部分Eの上にある部分から凹形部分Dの上部に
ある原料に圧力を及ぼすので、圧力比の低い凹形部分D
でも若干成形体9aの密度の向上がみられる。
【0038】ところが、図14及び図15に示す従来の
成形型においては、原料の充填密度にむらがあるとき、
充填密度の低いところは密度の高いところに比べて、成
形体の圧縮密度は凸形部分E及び凹形部分D共に低いま
まである。したがって、凸形部分Eから凹形部分Dに横
方向に作用する力は密度の低いところの方が弱く、凹形
部分Dの圧縮比が低いところを横方向の力が作用して密
度の高いところに近ずくように補正することは出来な
い。
【0039】これに対し、本発明においては、上記のよ
うに凸形部分Eの上部の圧縮密度はほぼ均一になるの
で、凸形部分Eの上部から凹形部分Dの上部に対し横方
向に作用する圧力は一様になる。したがって、原料の充
填密度が低いところでも凹形部分Dの上部の原料に密度
が高いところと同様に横方向の圧力を及ぼすのでほぼ均
一な密度の成形体9aを得ることが出来る。
【0040】尚、上記の裏足形成体3における凸部3a
に作用させる液体を加圧する手段は、上記図1に示す装
置に限定されるものではない。次に上記裏型2の表面に
裏足成形板3を備えた成形型の製造方法について説明す
る。
【0041】先ず、図9に示すように、型台4と連結す
る以前の状態における金属製の裏型2の表面に上記で説
明した凹形溝2aを上記の配列状態で形成するとともに
上記の連接穴2dを表裏方向に貫通形成する。
【0042】次で、上記全ての凹形溝2aに図9に示す
ように詰物20を、その上部が裏型2の凹形溝2a以外
の表面2eより突出するように装着する。この詰物20
は各凹形溝2aの長手方向全長に亘って装着される。こ
の詰物20は、後述するように裏足成形板3を金属製の
裏型2に100℃〜120℃の温度でコーティングする
ことから、この温度に耐え得る耐熱性を有し、かつ熱変
形の少ない材料である必要がある。また、コーティング
後は、空洞部10から容易に排出できるものであること
が必要である。
【0043】そのため、この詰物としては、種々実験を
行った結果、1実施例として、長石微粉と粘土をCMC
(水溶性の糊材)と水で練ったペーストを乾燥固化した
ものが良いことが判明した。このような材料を用いた場
合に、この詰物20の成形性、裏足成形板3のコーティ
ング時に必要な強度、耐熱性、寸法変化、溶解性の点に
おいてほぼ満足出来る結果が得られた。
【0044】尚、上記詰物20の長石微粉の代りに、非
水溶性の微粉体であれば他の物質を使用してもよく、ま
た、固型化するためのバインダーや糊材は水溶性のもの
であれば他の物質に置き換えてもよい。
【0045】また、上記の詰物20の成形方法として
は、裏型2の凹形溝2aの上部に詰物成形用上型を配置
し、この上型と凹形溝2aとに詰物成形材料を充填して
乾燥固化させ、裏型2上で直接詰物20を成形してもよ
く、また、他の成形型を用いて成形して乾燥固化させた
後に、これを凹形溝2aに嵌め込んで装着してもよい。
【0046】尚、詰物20には、裏足成形板3の成形時
に、詰物20が裏足形成板3と接着しないように表面に
離型剤を塗布しておく。次に、上記のように詰物20を
装着した後、図10に示すように裏足形成板3の成形用
上型21をセットする。そして、該成形用上型21と裏
型2の表面及び詰物20とで形成された型穴22内にウ
レタンゴム等のモノマーを流し込んで充填し、金属製の
裏型2を100℃〜120℃に加熱して上記モノマーを
硬化すると同時に裏型2の詰物20以外の表面2eに接
着させる。これにより、図1乃至図6及び図11に示す
ような薄肉で弾性を有する凹凸状の裏足形成板3が裏型
2の表面に水密的に固着した状態で成形される。
【0047】次で、裏型2の各凹形溝2aにおける一方
の連接穴2dの下端開口部から水を注入し、その水を詰
物20に含浸させる。すると、その水によって詰物20
のバインダーが溶解され、詰物20が軟化し、更に注水
することにより他方の連接穴2dから詰物20を形成し
ていた物質が排出される。そして、詰物20の物質を排
出した後その水を抜くことにより図に示すような空洞部
10が形成される。
【0048】以上のような製造方法によれば、裏型2の
表面に、裏面にくぼみ3cを形成した凸部を有する裏足
形成板3を容易に成形固着できるとともに、その成形に
使用した詰物20を使用後に容易に抜き取ることができ
る。
【0049】図12は本発明の第2実施例を示す。本第
2実施例は、上記第1実施例における裏足形成板3のく
ぼみ3cの横幅寸法L3 よりも裏型2における凹型溝2
aの横幅寸法L4 を大きく設定したものである。
【0050】図13は本発明の第3実施例を示す。本第
3実施例は、上記第1実施例における裏足形成板3の凸
部3aのくぼみ3cをなくし、凸部3aを、その下面が
他の下面と面一になるようにして厚肉に形成したもので
ある。
【0051】上記第2及び第3実施例の凸部3aの断面
形状は、上記の詰物20の断面形状を変えることにより
容易に設定でき、また、このような断面形状以外の形状
も詰物20の断面形状を所望に設定することにより容易
に形成できる。そして、凸部3aの断面形状、すなわち
空洞部10の形状を、粉体原料の充填密度の状態やタイ
ル裏足形状等に対して最適な形状にすることにより、加
圧された後においての密度のばらつきの少ない成形体を
得ることができる。
【0052】尚、上記第2及び第3実施例において、そ
の他の構造は上記第1実施例と同様な構造であり、ま
た、その裏足形成板3の製造方法も上記と同様である。
【0053】
【発明の効果】以上のようであるから、請求項1記載の
発明によれば、裏足タイルの成形において、成形型内に
充填されたタイル原料に密度むらがあっても、密度のほ
ぼ均一な成形体を成形でき、その成形体の焼成時におい
て、そのタイルの変形が極めて少なくなり、良品のタイ
ルを得ることができる。更に、その連接穴(2d)を部
分的に設けたことにより、裏型(2)の弱体化を抑制
し、凹形溝(2a)を裏型(2)の側端近くまで設けて
成形体の全範囲における密度の均一化をより高めること
ができる上に、穴明け加工を少なくして作業の容易化に
よるコスト低減を図ることができる。
【0054】請求項2記載の発明によれば、裏足成形板
の凸部の屈曲性を良くして成形体の密度の均一化をより
高めることができる。請求項3記載の発明によれば、凹
凸面を有する裏足成形板を表面に備えた成形型を容易に
製造できる。
【0055】請求項4記載の発明によれば、薄肉の凸部
を有する裏足成形板を表面に備えた成形型を容易に製造
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の成形型を備えた成形装置の実施例を
示す断面図。
【図2】 裏足成形板を備えた裏型の平面図。
【図3】 図2におけるA−A線断面図。
【図4】 図2におけるB−B線断面図。
【図5】 図2におけるC−C線拡大断面図。
【図6】 図2におけるD−D線拡大断面図。
【図7】 図5において加圧力を説明する断面図。
【図8】 加圧力を説明する図。
【図9】 成形型の製造方法における裏型に詰物を充填
した断面図で図2のD−D線に該当する断面図。
【図10】 裏足成形板を成形する上型を配置した断面
図。
【図11】 裏型に裏足成形板をコーティングした状態
であって、詰物がまだ内蔵されている断面図。
【図12】 本発明の他の実施例を示すもので、図2の
D−D線に該当する断面図。
【図13】 本発明の更に他の実施例を示すもので、図
2のD−D線に該当する断面図。
【図14】 従来の成形型を示す一部断面図。
【図15】 従来の他の成形型を示す一部断面図。
【符号の説明】
2…裏型 2a…凹形溝 2d…連接穴 3…裏足成形
板 3a…凸部 3c…くぼみ 10…空洞部 20…
詰物

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 金属製の裏型の表面に複数の溝を形成す
    るとともに該裏型には上記各溝に部分的に開口する連接
    穴を形成し、裏型の表面には、上記各溝の部分が凸状で
    他の部分が凹状の弾性材からなる裏足成形板を水密的に
    固着し、上記各溝で形成される全ての空洞部を上記連接
    穴を通じて相互に連通し、該空洞部と連接穴に液体を密
    封状態で充填したことを特徴とするタイルの成形型。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の裏足成形板における凸部
    が、その裏側にくぼみを設けて薄肉に形成されているこ
    とを特徴とするタイルの成形型。
  3. 【請求項3】 金属製の裏型の表面に複数の溝を形成す
    るとともに該裏型には上記各溝に部分的に開口する連接
    穴を形成し、上記各溝には詰物を装着しておき、裏型の
    表面を、弾性材により、上記詰物の上部が凸状になるよ
    うにコーティングした後、上記の詰物を溶解排出して上
    記溝部を空洞化させることを特徴とするタイルの成形型
    の製造方法。
  4. 【請求項4】 請求項3記載の詰物の上部が溝から突出
    していることを特徴とするタイルの成形型の製造方法。
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