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Title:
INDUSTRIAL PLASTILINA WITH BINDING AGENTS, FILLERS AND PREFERABLE COLORANTS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1999/025663
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to an industrial plastilina with binding agents, fillers and preferable colorants which is characterized in that a filler is a light filler having a density of less than 0.8 g/cm?3¿ which is preferably less than 0.7 g/cm?3¿. As a result, the industrial plastilina has an especially easy and good workability. The filler is preferably comprised of hollow spherical particles which permit a high packing density with a low density.

Inventors:
KOECK ANDREAS KARL (DE)
Application Number:
PCT/DE1998/003391
Publication Date:
May 27, 1999
Filing Date:
November 17, 1998
Export Citation:
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Assignee:
FRANZ KOLB NACHFOLGER (DE)
KOECK ANDREAS KARL (DE)
International Classes:
C08K7/22; (IPC1-7): C04B20/00; C08K7/22
Foreign References:
DE19537723A11996-04-18
US5364892A1994-11-15
Other References:
DATABASE WPI Section Ch Week 8229, Derwent World Patents Index; Class A86, AN 82-60024E, XP002100341
DATABASE WPI Section Ch Week 9345, Derwent World Patents Index; Class A84, AN 93-358154, XP002100342
DATABASE WPI Section Ch Week 8342, Derwent World Patents Index; Class A18, AN 83-791356, XP002100343
Attorney, Agent or Firm:
Castell, Klaus (Gutenbergstrasse 12 Düren, DE)
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Claims:
Patentansprüche :
1. IndustriePlastilin mit Bindemitteln, Füllstoffen und vorzugsweise Farbgebern, dadurch gekennzeichnet, dafi ein Füllstoff ein Leichtfüllstoff mit einer Dichte unter 0,8 g/cm3, vorzugsweise unter 0,7 g/cm3 ist.
2. IndustriePlastilin nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dafl der Füllstoff eine Dichte von unter 0,5 g/cm3, vorzugsweise unter 0,3 g/cm3 hat.
3. IndustriePlastilin nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllstoff eine Dichte von mehr als 0,1 g/cm3 aufweist.
4. IndustriePlastilin nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Leichtfüllstoff poröse Partikel aufweist.
5. IndustriePlastilin nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Leichtfüllstoff hohle Partikel aufweist.
6. IndustriePlastilin nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Leichtfüllstoff kugelförmige Partikel aufweist.
7. IndustriePlastilin nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, da,/. der Leichtfüllstoff Partikel mit verschiedenen Größen aufweist.
8. IndustriePlastilin nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dafl der Leichtfüllstoff Partikel mit einem durchschnittlichen Durchmesser von weniger als 500 ym aufweist.
9. IndustriePlastilin nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dafl der Leichtfüllstoff Partikel mit einem durchschnittlichen Durchmesser von mehr als 5, um aufweist.
10. IndustriePlastilin nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dafl der durchschnittliche Durchmesser der Partikel des Leichtfüllstoffs weniger als 180 ym aufweist.
11. IndustriePlastilin nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der durchschnittliche Durchmesser der Partikel des Leichtfüllstoffs mehr als 20, us aufweist.
12. IndustriePlastilin nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dafl das IndustriePlastilin weniger als 30 % Schwefel, vorzugsweise weniger als 10% Schwefel enthält.
Description:
Industrie-Plastilin mit Bindemitteln, Füllstoffen und vorzugsweise Farbgebern Die Erfindung betrifft ein Industrie-Plastilin mit Bindemitteln, Füllstoffen und vorzugsweise Farbgebern.

Industrie-Plastiline, die auch als"Styling-Clays"bezeichnet werden, werden im Modellbau verwendet. Vor allem im Automobildesign- Modellbau werden große Mengen an Industrie-Plastilin eingesetzt, um Oberflächen zu modellieren. Die verwendeten Industrie-Plastiline sind ein physikalisches Gemisch aus mineralischen und keramischen Füllstoffen, wie beispielsweise Mahlschwefel, Zinkseife, Feinkaolin, Talk und Bindemitteln. Als Bindemittel werden beispielsweise Vaseline, Mikrowachs, Paraffin und hochraffiniertes Weißöl eingesetzt. Die Zusammensetzung der Bindemittel wird so gewählt, daß bei Temperaturen von etwa 30-60° C das Industrie-Plastilin weich und formbar ist und bei Temperaturen von etwa 20-25° C hart. Industrie-Plastiline werden vorzugsweise so hart, daß eine Bearbeitung durch Fräsen möglich ist. Als Farbgeber wird meistens Eisenoxyd verwendet.

Der Maßstab der üblichen Modelle liegt im Bereich von 1 : 5 bis 1 : 1. Bei der Verwendung des Industrie-Plastilins wird das Plastilin zunächst auf etwa 60° C erwärmt und auf einen Hartschaum-Grundkörper in mehreren Lagen aufgebracht. Die Anzahl der Lagen richtet sich nach der gewünschten Dicke der Industrie-Plastilinschicht. Beim Auftragen der

Schichten sind Lufteinschlüsse möglichst zu vermeiden. Nach Erkalten der Schicht wird bei Raumtemperatur eine wachsähnliche Endhärte erzielt. Die Industrie-Plastilinoberfläche wird in der Folge CNC gefräst und/oder manuell mit entsprechenden Schablonen, Ziehklingen oder Kratzwerkzeugen bearbeitet. Das Modell kann später jederzeit wiederbearbeitet werden, indem das Industrie-Plastilin wieder erwärmt wird, oder es werden zusätzliche warme Industrie-Plastilinschichten aufgebracht.

Im Gegensatz zu den im Modellbau üblicherweise verwendeten Kunst- stoffen kennt das Industrie-Plastilin keinen entgültigen Aggregatzustand. Es ähnelt somit dem klassischen Plastilin.

Die Nachteile der bekannten Industrie-Plastiline sind das relativ hohe Gewicht, die Temperaturempfindlichkeit und die oft geringe Homogenität und Dichtheit des Industrie-Plastilins. Unzureichende Dichtheit sind an einer schlechten Oberflächenqualität und mangelnder Plastizität erkennbar.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Industrie-Plastilin zu finden, das diese Nachteile nicht mehr aufweist.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Füllstoff ein Leichtfüllstoff mit einer Dichte unter 0,8 g/cm3, vorzugsweise unter 0,7 g/cm3 ist.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß die bekannten Industrie- Plastiline einen großen Anteil an Schwefel aufweisen. Dieser hohe

Schwefelgehalt ist in der Technik üblich. Da dieser Schwefelgehalt jedoch nach neuesten Erkenntnissen nicht unbedingt notwendig ist, ist es möglich anstelle von Schwefel oder zusätzlich zum Schwefel einen Leichtfüllstoff zu verwenden, der je nach Ausbildung zusätzliche Vorteile bringt.

Als Füllstoffe können unterschiedlichste Stoffe verwendet werden, sofern sie die angegebene Dichte von 0,8 g/cm3 und vorzugsweise eine Dichte von unter 0,7 g/cm3 aufweisen. Je nach Art der verwendeten Füllsstoffe können sogar Dichten von unter 0,5 g/cm3 und vorzugsweise sogar unter 0,3 g/cm3 erreicht werden. Eine Untergrenze von etwa 0,1 g/cm3 sollte bei der Auswahl des Füllstoffes nicht unterschritten werden.

Als Leichtfüllstoff mit geringer Dichte eignet sich vor allem ein Stoff, der poröse Partikel aufweist. Vorzugsweise werden sogar hohle Partikel verwendet.

Hervorragende Oberflächeneigenschaften und beste Plastizitätswerte werden mit einem Leichtfüllstoff erreicht, der kugelförmige Partikel aufweist. Die kugelförmigen Partikel sind leichter gegeneinander verschiebbar und rutschen derart ineinander, daß eine hohe Packungsdichte entsteht.

Die erzielbare Packungsdichte kann dadurch gesteigert werden, daß Partikeln mit verschiedenen Größen verwendet werden. Dies erlaubt, daß kleinere Partikeln in die Zwischenräume zwischen den größeren Partikeln rutschen, wodurch die Packungsdichte weiter gesteigert wird.

Gute Ergebnisse wurden mit einem Leichtfüllstoff erzielt, dessen Partikel einen durchschnittlichen Druchmesser von weniger als 500 ym aufweisen.

Ein durchschnittlicher Durchmesser von unter 5 ym ist weniger vorteilhaft.

Besonders gute Ergebnisse wurden mit Füllstoffen erzielt, bei denen der durchschnittliche Durchmesser der Partikel des Leichtfüllstoffs zwischen 20, um und 180/mi liegt.

Durch die Verwendung des Leichtfüllstoffes ist es möglich, mit weniger als 30% Schwefel und vorzugsweise sogar mit weniger als 10% Schwefel auszukommen, wobei sogar ganz auf einen Schwefelanteil verzichtet werden kann.

Ein Ausführungsbeispiel sieht vor, daß Mikrohohlkugeln aus Borsilikatglas, Aluminiumsilikatglas, multizellulärem Glas oder Kunststoff verwendet werden. Diese Hohlkugeln sind mit Silanen, Wachsen oder Carbonaten oberflächenbeschichtet. Es können jedoch auch unbeschichtete oder nur teilweise unbeschichtete Partikel verwendet werden. Das erfindungsgemäße Industrie-Plastilin weist mehr als 50 Vol% Hohlkugeln auf, wodurch sich gegenüber herkömmlichen Industrie-Plastilintypen eine Gewichtsredu- zierung von mindestens 30 % ergibt. Dies ist für die Anwendung im Design-Modellbau von großem Vorteil, da der darunterliegende Grundkörper weniger massiv und somit leichter ausfallen kann. Die Mobilität des Modells wird dadurch erhöht und die Transportkosten sinken.

Dies ist im Industriemodellbau von Vorteil, da die Modelle häufig zu verschiedenen Design-Studios transportiert werden müssen.

Es hat sich herausgestellt, daß das erfindungsgemäße Industrie-Plastilin weit temperaturstabiler ist als bekannte Industrie-Plastiline. Bei Temperaturen über 65° C beginnt der Schwefel in den bekannnten Plastilinarten auszukristallisieren, was zu Verfärbungen führt. Daher kommt es bei zu hohen Temperaturen auf dem fertigen Modell zu sogenannten Camoulflage-Effekten. Darüber hinaus ist es häufig nicht zu vermeiden, daß der Schwefel an die Oberfläche tritt und den typisch unangenehmen und gesundheitsgefährdenden Geruch ausströmt. Das erfindungsgemäße Industrie-Plastilin ist im Gegensatz hierzu bis 90° C temperaturbeständig.

Die Temperaturbeständigkeit ist jedoch nicht nur beim Modell selber von Vorteil, sondern schon während der Extrusion vorteilhaft, da schon während der Extrusion des Industrie-Plastilins leicht Temperaturen über 70° C entstehen können. Bei Versuchen mit dem erfindungsgemäßen Industrie-Plastilin wurde ein Extruder ClayStar der Firma Dekumed verwendet.

Insbesondere die Verwendung von Mikrohohlkugeln führt zu einer hochhomogenen Struktur und Konsistenz des Industrie-Plastilins. Die Kugelform des Füllstoffs verbessert die Konsistenz des Industrie-Plastilins und somit dessen Verarbeitbarkeit und außerdem führt sie zu hochhomogenen Oberflächen, die beispielsweise mit Hilfe eines einfachen Baumwolltuchs auf Glanz poliert werden können. Dies ermöglicht es, die Oberfläche des Design-Modells mit Hilfe von Lichtreflektion auf eventuelle Unebenheiten zu überprüfen. Bei bekannten Industrie-Plastilinen werden die

Oberflächeneigenschaften mittels Kunststofffolien oder durch kurzzeitiges Aufbringen von Flüssigkeiten, wie beispielsweise Spiritus, geprüft.

Bei den erfidnungsgemäß verwendeten Mikrohohlkugeln reicht die Größe der einzelnen Kugeln von mindestens 20/au bis maximal 180 ym. Im Durchschnitt liegt die Größe je nach Anteilsverhältnis der einzelnen Kugelgrößen bei 25, um bis 90 µm. Hierdurch wird eine deutlich höhere Materialdichtheit erzielt, ohne daß die plastischen Eigenschaften negativ beeinflußt werden, da eine hohe Packungsdichte zu einem homogenen Material fiihrt.