專利名稱：一種應用在蒙氏教育中的兒童教具及制作方法
技術領域：
本發明涉及的是一種教具及制作方法，具體涉及的是一種應用在蒙氏教育中的兒童教具及制作方法。
背景技術：
蒙特梭利(Montessori)教學法即蒙氏教育是由意大利教育家瑪莉亞，蒙特梭利博士傾其畢生經歷所創造的。其教學法的精髓在于培養幼兒自覺主動的學習和探索精神。在蒙氏教室里，有豐富多彩的教具，它們都是根據兒童成長發展敏感期所創立的適宜兒童成長的"玩具"。
教具可以理解為教學用具，也就是說在教學過程需要用具，教具的出現和使用是為了教學內容能更好的展示和理解，使課堂變的生動，使氣氛變得活躍，充分調動學生的視覺和感官，從而達到更完美的教學效果。
熱塑性塑料是家電外殼、玩具等日常用品大部分使用的塑料，其具有加熱軟化、冷卻硬化特性的塑料。加熱時變軟以至流動，冷卻變硬，這種過程是可逆的，可以反復進行。ABS樹脂(丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物，ABS是AcrylonitrileButadiene Styrene的首字母縮寫)、聚丙烯樹脂(PP)、聚乙烯樹脂(PE)、聚氯乙烯樹脂(PVC)均為強度高、韌性好、易于加工成型的熱塑型高分子材料，是目前產量最大，應用最廣泛的聚合物。而且有很好的成型性，加工出的產品表面光潔，易于染色和電鍍。因此，它可以被用于家電外殼、玩具等日常用品，常見的樂高積木就是ABS制品，但在蒙氏教育的教具中尚未的到應用。
而現有蒙氏教育使用的兒童教具是一般通過木質制作而成，這種木制教具中均存在如下缺點
1、 生產效率低；通過木質刻制而成，操作復雜，費時費力。
2、 污染環境；在教具表面往往外涂有油漆，損壞后對環境造成一定的污染。
3、 教具本身重量重，在不小心掉落在地中，容易砸傷小孩的腳；
4、 成本高，價格貴；
45、小孩啃教具時，會把涂在教具表面的油漆吃到嘴里，不衛生，影響孩子的健康。
因此，在蒙氏教育中使用的兒童教具及制作方法中，需要進一步的改進。
發明內容
本發明目的是在于，解決現有木制教具的缺點，而提供一種應用在蒙氏教育中配合教材使用，具有成本低、耐磨性強、生產效率高、環保性能好的兒童教具及制造方法。
為了實現上述目的，本發明是通過如下的技術方案來實現本發明提供一種蒙特梭利或蒙氏教具，其特征在于:它是用熱塑性塑料經注塑成型制成。
進一步的，它是主要由通常的熱塑性塑料通過注塑制成的。其特征在于所述教具含有成分重量百分比組成為熱塑性塑料97%~99%，色母料1%~3% ，
抗氧化劑0.1%~0.5%，復合光穩定劑0.1%~0.3%。
進一步的，所述復合光穩定劑為紫外光吸收劑、猝滅劑或光屏蔽劑中的一種或幾種。
進一步的，所述抗氧化劑為受阻酚類抗氧化劑。
進一步的，所述抗氧化劑為受阻酚類抗氧化劑和亞磷酸酯類抗氧化劑的復配物。
進一步的，所述的熱塑性塑料為聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、聚氯乙烯(PVC)中的一種。
進一步的，所述兒童教具形狀為大小各異的長方體、圓柱體、錐形、球形、菱形，便于配合教材使用。
作為本發明的另一種目的， 一種配合教材使用的兒童教具制備方法，其方法如下(1)將熱塑性塑料在一定溫度下烘干；(2)在高速混合機中，將熱塑性塑料、色母料、抗氧化劑和復合光穩定劑混合均勻；(3)將混合均勻的物料引入注塑機加料筒，設定喂料區溫度為3(TC-6(TC，注射溫度160°C-260°C，料筒溫度220°C，模具溫度20°C-80°C，融料溫度220°C-280°C ，注射壓力80-150MPa，保壓壓力30-90MPa，背壓5-20MPa螺桿轉速0.3-1.3m/s;物料經加料、塑化、注射、保壓、冷卻、脫模得到所需形狀的部件；(4)將注塑所得 部件和密封部件經激光焊接得到中空結構的教具。
進一步的，上述步驟(1)中的熱塑性塑料是通過烘干機在60 8(TC下烘干。
本發明主要應用于蒙氏教育中，它采用了熱塑性塑料制作而成，具有優良 的綜合性能，有極好的沖擊強度、尺寸穩定性好、耐磨性、抗化學藥品性、染 色性、成型加工和機械加工較好；而且教具的重量輕、工藝流程簡單，提高了 生產效率和教具穩定性，降低了教具的生產成本，使其具有使用方便、耐磨性 強、環保和衛生保健的優點，值得推廣使用。
下面結合附圖和具體實施方式
來詳細說明發明；
圖1為本發明的多種形狀的組合示意圖。 圖2為本發明的實施例一； 圖3為本發明的實施例二； 圖4為本發明的實施例三；
具體實施例方式
為使發明實現的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白了解，下 面結合具體實施方式
，進一步闡述發明。
參見圖l，本發明中一種應用在蒙氏教育中的兒童教具，它是由通常的熱 塑性塑料通過注塑制成的；在本實施例中，其是由熱塑性塑料、色母料、抗氧 化劑、復合光穩定劑混合注塑成型而成。其中，該熱塑性塑料為聚丙烯(PP)、 聚乙烯(PE)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、聚氯乙烯(PVC)中的一種。 在教具中，其成分重量百分比組成為熱塑性塑料97%~99%，色母料1%~3% ， 抗氧化劑0.1% 0.5%，復合光穩定劑0.1% 0.3%。
在本發明中，復合光穩定劑為紫外光吸收劑、猝滅劑或光屏蔽劑中的一種 或幾種的混合物。本發明通過引入復合光穩定劑，可有效地提高教具的耐光氧 老化性能和制品耐候性，延長戶外使用壽命。
值得一提的是，教具在成型加工過程、長期使用以及貯存過程中，會因各種外界因素(如光、熱、氧、射線等)的作用而引起降解和交聯，并使其內的 聚合物性能變壞而不能正常使用。為防止或抑制這種破壞作用而加入了抗氧化 劑，該抗氧化劑為受阻酚類抗氧化劑，也可以為受阻酚類抗氧化劑和亞磷酸酯 類抗氧化劑的復配物，提高教具的使用壽命。
為了便于配合教材使用，該教具可制作為大小各異的長方體形狀或圓柱 體，該教具形狀大小按一定比例進行縮小或放大，根據教材的需要，便于教具 的組合搭配使用。
基于上述J L童教具，該配合教材使用的兒童教具制備方法如下
(1) 將熱塑性塑料在一定溫度下進行烘干；烘干時可通過真空烘箱將熱
塑性塑料烘干，也可通過其他烘干箱將其烘干。
(2) 在高速混合機中，將熱塑性塑料、色母料、抗氧化劑和復合光穩定 劑混合均勻；
(3) 將混合均勻的物料引入注塑機加料筒，設定喂料區溫度為30°C-60°C， 注射溫度160°C-260°C，料筒溫度220°C，模具溫度20°C-80°C，融料溫度 220°C-280°C，注射壓力80-150MPa，保壓壓力30-90MPa，背壓5-20MPa螺桿 轉速0.3-1.3m/s;物料經加料、塑化、注射、保壓、冷卻、脫模得到所需形狀 的部件；
(4) 將注塑所得部件和密封部件經激光焊接得到中空結構的教具即本發 明配合教材使用的兒童教具；
為更詳細介紹本發明，現通過具體實施例進一步闡述。 實施例1:
按照下列重量百分比配制原料
ABS (丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物) 98%
色母料 1.6%
抗氧化劑 0.2%
復合光穩定劑 0.2%
首先，將ABS料在烘干箱中于8(TC下烘3小時；然后，將已配制好的ABS、 色母料、抗氧劑、光穩定劑加入高速混合機使之混合均勻，調整混合機轉速為 800轉/分，溫度為8(TC，配混時間10分鐘；最后，將配混料引入注塑機，其
7中，該注塑機內的螺桿長徑比20: 1，壓縮比2.5，注塑成型為長方體的兒童 教具(如圖2)，便于教材的使用，本實施例的工藝參數設置如下喂料區溫度 50°C， 1區180。C， 2區210。C， 3區240。C， 4區240。C， 5區240。C，噴嘴溫 度240°C ，料筒溫度220°C ，模具溫度60°C ，融料溫度225°C ，注射壓力150MPa， 保壓壓力60Mpa，背壓10MPa，螺桿轉速0.4m/s。
本實施例采用了ABS塑料具有優良的綜合性能，有極好的沖擊強度、尺寸 穩定性好、電性能、耐磨性、抗化學藥品性、染色性，成型加工和機械加工較 好。ABS樹脂耐水、無機鹽、堿和酸類，不溶于大部分醇類和烴類溶劑，而容 易溶于醛、酮、酯和某些氯代烴中。
實施例2:
按照實施例1的重量百分比配制原料，將其中ABS改為PP。 實施方法如同實施例l，其中，本實施注塑成型為圓柱體的兒童教具(如 圖3)，便于教材的使用工藝，其工藝參數設置為PP的烘干條件為8(TC下 烘l小時；注塑工藝參數為喂料區溫度50。C， 1區20(TC， 2區220'C, 3區 240°C， 4區240。C， 5區24(TC，噴嘴溫度240。C，料筒溫度22(TC，模具溫度 60°C，融料溫度240。C，注射壓力100MPa，保壓壓力50Mpa，背壓15MPa螺桿 轉速1.2m/s。 實施例3:
按照實施例1的重量百分比配制原料，將其中ABS改為HDPE(高密度聚乙烯)。
實施方法通實施例l，本實施注塑成型為圓柱體的兒童教具(如圖4)，便
于教材的使用工藝，其工藝參數設置為HDPE的烘干條件為8CTC下烘1小時；
注塑工藝參數為喂料區溫度50。C， 1區200。C， 2區210。C， 3區230°C， 4 區240。C， 5區240。C，噴嘴溫度240。C，料筒溫度220。C，模具溫度40。C,融 料溫度230'C，注射壓力lOOMPa，保壓壓力50Mpa，背壓15MPa螺桿轉速1. 2m/s。 基于上述，本發明采用了熱塑性塑料與色母料、抗氧劑、光穩定劑混合制 作而成，具有優良的綜合性能，有極好的沖擊強度、尺寸穩定性好、耐磨性、 抗化學藥品性、染色性、成型加工和機械加工較好。使本發明具有工藝流程簡 單、使用方便、耐磨性強、穩定好和環保的優點，值得推廣使用。以上顯示和描述了發明的基本原理和主要特征和發明的優點。本行業的技 術人員應該了解，發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的 只是說明發明的原理，在不脫離發明精神和范圍的前提下，發明還會有各種變 化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的發明范圍內。發明要求保護范圍 由所附的權利要求書及其等效物界定。
權利要求
1、一種應用在蒙氏教育中的兒童教具，其特征在于它是用熱塑性塑料經注塑成型制成。
2、 根據權利要求1所述的一種應用在蒙氏教育中的兒童教具，其特征在 于它是由熱塑性塑料、色母料、抗氧化劑和復合光穩定劑混合注塑而成， 其重量百分比組成為熱塑性塑料97%-99%，色母料1%-3% ，抗氧化劑 0.1%-0.5%，復合光穩定劑0.1°/。-0.3%。
3、 根據權利2所述的一種應用在蒙氏教育中的兒童教具，其特征在于所述復合光穩定劑為紫外光吸收劑、猝滅劑或光屏蔽劑中的一種或幾種。
4、 根據權利2所述的一種應用在蒙氏教育中的兒童教具，其特征在于所述抗氧化劑為受阻酚類抗氧化劑。
5、 根據權利2所述的一種應用在蒙氏教育中的兒童教具，其特征在于所述抗氧化劑為受阻酚類抗氧化劑和亞磷酸酯類抗氧化劑的復配物。
6、 根據權利1或2所述的一種應用在蒙氏教育中的兒童教具，其特征在于所述熱塑性塑料為聚丙烯、聚乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚氯乙烯中的一種。
7、 根據權利1所述的一種應用在蒙氏教育中的兒童教具，其特征在于 所述一種應用在蒙氏教育中的兒童教具為中空結構。
8、 一種應用在蒙氏教育中的兒童教具的制備方法，其方法如下(1) 將熱塑性塑料在一定溫度下烘干；(2) 在高速混合機中，將熱塑性塑料、色母料、抗氧化劑和復合光穩定 劑混合均勻；G)將混合均勻的物料引入注塑機加料筒，設定喂料區溫度為30°C-60°C， 注射溫度160°C-260°C，料筒溫度220°C，模具溫度20°C-80°C，融料溫度 220°C-280°C，注射壓力80-150MPa，保壓壓力30-90MPa，背壓5-20MPa螺桿 轉速0.3-1.3m/s;物料經加料、塑化、注射、保壓、冷卻、脫模得到所需形狀 的部件；(4)將注塑所得部件和密封部件經激光焊接或用膠粘結得到中空結構的教具。
9、根據權利要求8所述的一種應用在蒙氏教育中的兒童教具的制備方法， 其特征在于，所述步驟(1)中的熱塑性塑料是通過烘干機在60 8(TC下烘干。
全文摘要
本發明公開了一種應用在蒙氏教育中的兒童教具及制作方法。它是由熱塑性塑料經注塑成型制成，其熱塑性塑料中包含色母料、抗氧化劑和復合光穩定劑，其重量百分比組成為熱塑性塑料97％-99％，色母料1％-3％，抗氧化劑0.1％-0.5％，復合光穩定劑0.1％-0.3％。其方法將熱塑性塑料在一定溫度下烘干；在高速混合機中，將熱塑性塑料、色母料、抗氧化劑和復合光穩定劑混合均勻；然后在注塑機中注塑成型，將注塑所得部件和密封部件經激光焊接得到中空結構的一種應用在蒙氏教育中的兒童教具。使本發明具有工藝流程簡單、使用方便、耐磨性強、穩定好和環保優點，值得推廣使用。
文檔編號G09B19/02GK101639996SQ200910034679
公開日2010年2月3日 申請日期2009年9月7日 優先權日2009年9月7日
發明者毅 馮 申請人:江蘇銘揚文化傳播有限公司