Modelliermasse sowie deren Verwendung und damit hergestellte Gegenstände

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine ofenhärtbare Modelliermasse sowie deren Verwendung und damit hergestellte Gegenstände.

Plastische, ofenhärtbare Massen zum Formen und Modellieren von

Gegenständen sind prinzipiell bekannt.

Unter Modelliermassen sind auch sogenannte Clays, bzw. bei polymerhaltigen Massen Polymerclays zu verstehen.

So ist aus DE 25 15 757 C3 eine plastische, von Hand verformbare und durch Erhitzen härtbare Masse bekannt.

Eine derartige Masse besteht im Wesentlichen aus Polyvinylchlorid, Füllstoff und Weichmacher. Der Weichmacher liegt in phthalathaltiger Ausprägung in einem Gehalt von bis zu 30 Gew. % vor.

Weiter ist aus der DE 10 2005 059 143 A1 eine Modelliermasse bekannt, die neben Bindemitteln Weichmacher in phthalatfreier Form aufweist.

Nachteilig bei den vorstehen genannten Massen ist es, dass die Oberflächen der modellierten Produkte glatt ausgebildet sind und in der Regel die

Oberflächenstruktur des Bearbeitungswerkzeuges wiederspiegeln.

Aus der DE 20 2009 002 221 U1 ist eine plastische Masse bekannt, die als Plastisol ein PCL, einen biologisch abbaubaren Kunststoff aufweist. Als Füllstoff sind in der Masse Fasermaterialien und/oder Cellulosefasern enthalten. Diese plastischen Massen werden im Hobbybereich beispielsweise zur

Schmuckherstellung oder als Abformmasse eingesetzt.

DE 10 2005 011 692 A1 beschreibt eine plastisch verformbare Masse, welche neben Bindemittel und Wasser auch Füllstoffe in Form von Fasern aus Cellulose und Kunststoffen aufweist. Diese Masse eignet sich als Modelliermasse zur Herstellung von Gegenständen, als Abformmasse zur Nachbildung von

Gegenständen und als Spachtelmasse zum Füllen und Ausgleichen von

Unebenheiten.

Nachteilig ist bei den derartige Massen gemäß DE 20 2009 002 221 U1 und DE 10 2005 011 692 A1 anzusehen, dass diese Massen beim Modellieren eine glatte Oberfläche ohne Strukturen ausbilden.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Modellier- oder Formmasse zu schaffen, die die eingangs genannten Nachteile nicht aufweist und die

insbesondere nach dem Modelliervorgang automatisch, d.h. ohne Zuhilfenahme von Werkzeugen und/oder anderen Hilfsmitteln, eine Oberflächenstruktur, ausbildet, welche insbesondere optisch und/oder haptisch wahrnehmbar ist.

Weiter ist es Aufgabe der Erfindung, dass mit der erfindungsgemäßen

Modelliermasse sowohl optische als auch haptische, lederähnliche

Effekte/Strukturen nachgebildet werden können.

Diese Aufgabe(n) werden mit den in den Ansprüchen 1 , 9 und 10 umfassten Merkmalen gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Massen sind mit den weiteren Ansprüchen umfasst.

Diese Aufgabe wird durch eine Modelliermasse, mindestens bestehend aus Bindemittel, welches als Plastisol vorliegt und ggf. weiteren Zusatzstoffen, wobei sich das Plastisol sich im Wesentlichen aus PVC und Weichmacher

zusammensetzt. Die Masse beinhaltet mindestens einem Füllstoff aus

Kunststofffasern.

Es hat sich in überraschender Weise gezeigt, dass durch die Zugabe von verzweigten Kunststoffasern als Füllstoffe in Modelliermassengemische bereits vor dem Härtevorgang sich eine optisch und/oder haptisch wahrnehmbare strukturierte Oberflächengestaltung ausbildet.

Die besonderen Vorteile der erfindungsgemäßen Massen liegen in der sich insbesondere beim Modellieren automatisch ausbildenden Oberflächenstruktur. Beispielhaft sei die Oberflächenstruktur von Leder genannt, die mit der Masse gemäß dem Anspruch 1 einfach und ohne Zusatzaufwand, wie einem

zusätzlichem Arbeitsschritt und/oder Strukturwerkzeug, realisiert werden kann. Neben dem optischen Effekt der Oberflächenstruktur wird auch ein haptischer Effekt erzielt, der bei den glatten Oberflächen der Massen nach dem Stand der Technik nicht ausgeprägt ist.

Die erfindungsgemäße Modelliermasse besteht aus Bindemittel, Weichmacher, und mindestens einem Füllstoff, der in Form von Kunststofffasern ausgebildet ist.

Das eingesetzte Bindemittel besteht im Wesentlichen aus Plastisol. Dieses Plastisol setzt sich im Wesentlichen aus PVC und Weichmacher zusammen. Dabei kann der PVC u. a. ein emulgatorhaltiger oder -freier Emulsions-PVC, Suspensions-PVC und Mikroperl-Suspensions-PVC oder eine Mischung der einzelnen PVC-Typen sein.

Der eingesetzte Weichmacher kann in den vorliegenden Massen als ein phthalathaltiger und/oder phthalatfreier Weichmacher vorliegen.

Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist eine Masse, welche frei von phthalathaltigen Weichmachern ist.

Phthalatfreie Weichmacher sind beispielsweise auf Citronensäurebasis, auf Adipinsäurebasis und/oder Benzoat-ester-Basis aufgebaut.

Als phthalatfreie Weichmacher seien beispielhaft Acetyltributylcitrat, Tri-(2- ethylhexyl)-actylcitrat, Trioctylcitrat, Tridecylcitrat, Tributylcitrat, Trihexylcitrat, Triethylcitrat, Dioctyladipat, Diisodecyladipat, Diisononyladipat, Bis (2-ethylhexyl) adipate, 1 ,2-Cyclohexandicarbonsäurediisononylester, Essigsäureester von Monoglyceriden, Benzoaten oder ein Gemisch aus mindestens zweier dieser Substanzen genannt.

Weiter kann der Weichmacher der Gruppe der Benzoate oder Benzoate ester angehören. Beispielhaft seinen 2,2,4-T riethyl-1 ,3-Pentanediyl Dibenzoate und Derivate davon, Triethylenglycol-dibenzoate, Diethylen glycol dibenzoate, Diethylen glycol monobenzoate und/oder Propylenglycoldibenzoate genannt. Beliebige Mischungen aller vorgenannten Weichmacher sind möglich.

Phthalathaltige Weichmacher können beispielhaft Dieethylhexylphthalat, 1 ,2- Benzoldicarbonsäure, Cyclohexandicarbonsäureester,

Phthalsäurediisononylester und Phthalsäurediisodecylester sein.

Die Modelliermasse weist 24 - 38 Gew. % Weichmacheranteil auf.

Bevorzugt sind 28 - 36 Gew. % Weichmacher in der Masse enthalten.

Es hat sich in überraschender Weise gezeigt, dass durch den Einsatz von

Kunststofffasern als Füllstoff in der Zusammensetzung der Modelliermasse eine Oberflächenstruktur ausgebildet ist bzw. wird, die der Struktur von Leder sehr nahe kommt. Diese Struktur bildet sich automatisch aus. Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn die Kunststofffasern verzweigt ausgebildet sind.

Als Kunststofffasern liegen beispielhaft als Polyolefinfasern und/oder

Polyesterfaser vor. Polyolefinfasern können als Polypropylenfasern oder

Polyethylenfasern sowie Mischungen dieser Fasern vorliegen.

Polyesterfasern können als Polyethylentherephthalat-Fasern vorliegen.

Die Masse weist 2 - 10 Gew. %, bevorzugt 3 - 8 % Kunststofffasern auf.

Weiter hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn die Fasern eine Länge von 0,20 - 1 ,05 mm, bevorzugt 0,35 bis 0,95 mm aufweisen. Je nach Länge der Fasern kann der Effekt der sich ausbildenden Strukturen mehr oder weniger stark ausgebildet sein, bzw. feiner oder eher grobe Strukturen/oberflächenstrukturen aufweisen.

Die Faserdicke, bzw. Faserstärke liegt dabei im Bereich von 0,25 bis 0,60 pm.

Neben den als Füllstoff eingesetzten Kunststofffasern finden weitere Füllstoffe in Form von anorganischen und/oder organischen Füllstoffen Verwendung.

Beispielhaft seien Kaolin, Kreide, Talkum, Aluminiumhydroxid und/oder Tonmehl genannt, welche eine Korngröße < 250 pm, bevorzugt kleiner 100 pm aufweisen.

Als weitere Füllstoffe können Metallglitter, Glitter oder Mischungen dieser Stoffe vorliegen, um dadurch beispielsweise besondere optische Effekte zu erzielen.

Als Füllstoffe können auch sogenannte Leichtfüllstoffe eingesetzt bzw. anderen genannten Füllstoffen beigemischt werden, welche in der Form handelsüblicher Mikro-Glashohlkugeln oder Kunststoffhohlkugeln vorliegen.

Ein Stabilisator in derartigen Modelliermasse verbessert die PVC-Stabilität, d. h. er verhindert u. a. die Abspaltung von Chlorwasserstoff. Dazu werden vor allem anorganische und organische Salze der Metalle Calcium, Zink, Zinn, Magnesium, Natrium und Kalium eingesetzt, z. B. Calciumstearat, Natriumstearat,

Kaliumstearat, Zinkstearat, Magnesiumstearat, Zinnstearat und/oder Gemische der Metallsalze.

Als Farbmittel können Pigmente in reiner Form, als Pulverpigmente, als

Pigmentpräparationen, bevorzugt als azofreies Farbpigment, Effektpigment und/oder azofreier verlackter Farbstoff vorliegen. Als Auswahl einer Vielzahl von möglichen Farbpigmenten seien Pigment Yellow 14 (C.l. 21095), Pigment Red 254(C.I. 561 10), Pigment Orange 34 (C.l. 21 1 10) Pigment Red 122 (C.l. 73915) Pigment Green 7 (C.l. 74260), Pigment White 6 (C.l. 77891 ), Pigment Black 7 (C.l 77266), Pigment Red 101 (C.l. 77491 ), Pigment Violet 23 (C.l. 51319), Pigment Blue 29 (C.l. 77007), Pigment Yellow 185 (C.l. 56290), Pigment Yellow 1 (C.1.1 1680), Pigment Red 48:2 (C.l. 15865:2), Pigment Red 53:1 (C.l. 15585:1 ), Pigment Orange 34 (C.l. 21 1 15), Pigment Yellow 83 (C.l. 21 108) und Pigment Blue 15 (C.l. 74160) genannt.

Durch die Zugabe dieser Farbmittel erhält die Modelliermasse bzw. die damit hergestellten Gegenstände wie beispielsweise lederähnliche

Gegenstände/Lederimitate ein brillantes Aussehen.

Als weitere Farbmittel seinen Pearlescent Pigments, Mica Iron Metal Luster Pigments, Polyesterglitter Pigments und Luminescent Pigments angegeben. Hierbei kann festgestellt werden, dass unterschiedlich eingefärbte Modelliermassen zudem beliebig miteinander vermengt, vermischt oder verknetet werden können, wodurch ein Marmorierungseffekt erzielt wird.

Die Erfindung soll anhand eines Rahmenbeispiels sowie einigen

Rezepturbeispielen näher dargestellt werden.

Rahmenbeispiel

45 - 65 Gew. % PVC oder PVC-Coplolymerisat

24 - 38 Gew. % Weichmacher

2 - 10 Gew. % Kunststofffasern

5 - 20 Gew. % Füllstoffe

0 - 5 Gew. % Farbmittel

0 - 5 Gew. % sonstige Zusätze

Stabilisatoren und Co-Stabilisatoren sind Beispiele für ggf. sonstige Zusätze.

Rezepturbeispiel 1 - braune Modelliermasse (phthalatfrei)

57 Gew. % E-PVC oder S-PVC

29 Gew. % Weichmacher auf Citratbasis

4 Gew. % Polyethylen-Fasern

4 Gew. % Zn-Stearat

2 Gew.% Kieselsäure

3 Gew.% Kreide

1 Gew.% Farbmittel (Braunmischung)

Die Braunmischung setzt sich hierbei wie folgt zusammen

0,25 Gew. % Pigment White 6

0,4 Gew. % Pigment Red 254

0,15 Gew. % Pigment Black 7

0,2 Gew. % Pigment Yellow 83 Rezepturbeispiel 2 - rote Masse (phthalathaltig)

51 Gew. % E-PVC oder S-PVC

25 Gew. % Dieethylhexylphthalat

5 Gew. % Polypropylen-Fasern

16 Gew. % Aluminiumsilikat

2 Gew. % Stearate

1 Gew. % Pigment Red 254

Rezepturbeispiel 3 - gelbe Masse (phthalatfrei)

59 Gew. % E-PVC oder S-PVC

30 Gew. % Weichmacher auf Citratbasis

4.5 Gew. % Polyester-Fasern

2.5 Gew. % Stearate

3.5 Gew. % Füllstoff (Kreide, Kieselsäure)

0,5 Gew. % Pigment Yellow 83

Eine gewünschte Konsistenz der Masse kann problemlos durch die Variation von Bindemittelgehalt und/oder Weichmachergehalt eingestellt werden.

Sollte bei der Verarbeitung der erfindungsgemäßen Masse durch hohen Druck oder bei Verwendung eines Ausrollers die Oberflächen der hergestellten

Gegenstände glatt ausgebildet sein, so kann durch kleine

Bewegungen/Verformungen oberflächennaher Schichten/Bereiche oder leichtes Ziehen die lederartige Struktur an der Oberfläche wieder ausgebildet werden.

Die Härtetemperatur derartiger Massen beträgt 110 bis 130°C, bevorzugt 130°C, bei einer Aushärtezeit von bis zu 30 Minuten. Die Herstellung der erfindungsgemäßen Masse erfolgt prinzipiell wie in der DE 25 15 757 C3 beschrieben, wonach das trockene PVC-Pulver mit dem Füllstoff gemischt und danach der Weichmacher und Co-Stabilisator zugegeben wird. Die so hergestellte Masse wird gegebenenfalls unter Kühlhaltung durch Kneten fertig gestellt.

Verwendung findet die erfindungsgemäße Masse bei der Herstellung von plastischen, von Hand verformbaren und durch Erhitzen härtbaren Massen, als Modelliermassen.

Die erfindungsgemäße Modelliermasse eignet sich besonders zur Herstellung von Produkten, welche in haptischer und optischer Ausprägung Leder sehr ähnlich sind, wobei die lederähnlichen Produkte eine strukturierte Oberfläche aufweisen. Derartige Produkte sind in dünnen Schichten - wie für Lederwaren üblich - durch Ausformung über Ausrollen, beispielsweise mit dem Nudelholz oder Teigroller herstellbar.

Durch den Füllstoff - vernetzte Fasern aus Kunststoff - bildet sich automatisch eine Struktur an der Oberfläche aus, die der Struktur von Leder optisch und haptisch sehr nahe kommt.

Die Schichtdicke der Modelliermasse entspricht hierbei der ungefähren Dicke von Leder. Lederdicken liegen größtenteils im Bereich von 0,8 mm bis 2,4 mm.

Aufgrund der vorgegebenen Aushärtezeit und Aushärtetemperatur der

erfindungsgemäßen Masse zeigt sich, dass die dünnen lederähnlichen Schichten in der ausgehärteten Form im Hinblick auf Flexibilität und Biegsamkeit

lederähnlichen Charakter aufweisen.

Zur Bestimmung der Elastizität der gehärteten Masse wurde ein„Textur Analyser“ herangezogen.

Mit dem„Textur Analyser“ konnte bei einer runden Bruchstange mit Radius 5mm, die bei 130°C 30 min gehärtet wurde, bei einer Maximalkraft von 91 N eine maximale Auslenkung von 15,8 mm gemessen/bestimmt werden.

Es hat sich in Überraschender Weise gezeigt, dass sich die erfindungsgemäße Modelliermasse in gehärtetem Zustand durch eine hohe Flexibilität, gute Schneidbarkeit und in dünnen Schichten und in Streifenform eine gute

Flechtbarkeit auszeichnet.

Die Erfindung betrifft des Weiteren Gegenstände und Objekte, hergestellt aus einer Modelliermasse nach Anspruch 1 , wobei die Masse nach der Formgebung zur Gestaltung der Gegenstände und Objekte durch Wärmeeinwirkung ausgehärtet wurde, eine strukturierte, haptisch und optisch lederähnliche Oberfläche aufweist.

Die hergestellten Gegenstände - sind dabei vor und nach der Flärtung, wie von Leder bekannt, biegbar und geschmeidig. Nach der Härtung sind die

Gegenstände, auch in Form von dünnen Schichten gegen Zugkräfte stabil.