BRPI0715881A2

BRPI0715881A2 - composiÇço de material, e, mÉtodo para a produÇço de uma composiÇço de material

Info

Publication number: BRPI0715881A2
Application number: BRPI0715881-5A2A
Authority: BR
Inventors: Jonas Modell; Staffan Thuresson
Original assignee: Delta Of Sweden Ab
Priority date: 2006-08-17
Filing date: 2007-08-15
Publication date: 2013-08-13
Also published as: AU2007285100B2; AU2007285100A1; EP2054128A1; CN101553292A; US7862894B2; CA2660823C; JP5121831B2; BRPI0715881B1; EP2054128B1; PL2054128T3; WO2008020800A1; CN101553292B; EP2054128A4; CA2660823A1; KR20090056993A; US20100210785A1; MX2009001568A; JP2010501084A; ES2794939T3; KR101443402B1

Abstract

COMPOSIÇçO DE MATERIAL, E, MÉTODO PARA A PRODUÇçO DE UMA COMPOSIÇçO DE MATERIAL Uma composição de material para brincar ou fins de modelagem compreende um material particulado (2) e um aglutinante (3), que é disposto como camadas finas sobre as partículas. O aglutinante inclui um polímero terminado em hidróxi reticulado por um composto de boro, em particular um óleo de silício. De acordo com a presente invenção, a concentração de partículas (2) é de 90 - 98% em volume da composição acabada. Um método para produzir a composição de material compreende as etapas de as partículas (2) serem colocadas em um misturador, o polímero terminado em hidroxila, em particular óleo de silício, ser adicionado e distribuído como camadas finas sobre as superfícies e, em seguida, um agente de reticulação contendo boro ser adicionado em solução e misturado, de modo que uma reticulação do polímero ocorra e a viscosidade aumente.

Description

"COMPOSICAO DE MATERIAL, Ε, MDETODO PARA A PRODUgAO DE UMA COMPOSICAO DE MATERIAL" CAMPO TECNICO

A presente inven9ao refere-se a uma composigao de material compreendendo, por um lado’ um material particulado ou granular e, por outro lado, um aglutinante que e disposto como um revestimento sobre as particulas ou os graos, ο aglutinante compreendendo um polimero terminado em hidroxila reticulado por um composto de boro.

A presente inven?So tambem refere-se a um metodo de produzir uma composi9ao de material, compreendendo as etapas de uma quantidade de particulas ou graos ser colocada em um misturador; pelo menos um primeiro ingrediente incluido no aglutinante compreendendo um polimero terminado em hidroxi, de baixa viscosidade, ser suprido ao misturador; e um segundo ingrediente, na forma de um agente reticulante contendo boro, ser suprido ao misturador. FUNDAMENTOS DA ARTE

Numerosas argilas moldadas ou materials amassaveis similares sao anteriormente conhecidos na arte e sao empregados tanto para fins artisticos como tambem por criangas em brincadeira. E um fato conhecido que muitos destes materials requerem um certo trabalho e aquecimento suave a fim de obterem-se as desejadas plasticidade e moldabilidade.

A fim de ser-se capaz de utilizar a matriz moldavel ou formavel, a fim de fazerem-se figuras em moldes, e necessario que a matriz libere ou solte prontamente dos materials de que os moldes sao feitos. A capacidade adesiva da matriz ou composi^o a seus arredores deve, portanto, ser limitada, ο que tambem requer ο efeito de que a matriz seja, ao mesmo tempo, percebida como menos pegajosa e de facil manejo.

Outro problema que e relevante quando a argila ou a composigao e manuseada por crianpas, em particular no evento de repetido uso, e que bacterias e outros contaminantes podem se desenvolver na composigSo manuseada, ο que e inadequado quando a composi^ao e manuseada em grandes grupos de crianfas, tais como nos servigos de cuidados de crianga. Ao mesmo tempo, a consistencia da argila de modelagem ou da composiySo e reduzida pelo fato de ο liquid。, por exemplo, na forma de suor ou saliva, ser absorvido pela composipSo.

Um exemplo de um material conhecido na arte e chamado massa de brincar, que consiste em sua maior parte de farinha, agua e sal. Outro material similar que inclui outros aditivos e comercializado sob ο nome comercial Play-Doh®. Estes materials secam completamente quando a agua evapora durante ο uso. Alem disso, ο material nao solta ou libera-se de moldes fiindos de plastico ou materials similares.

A fim de obter-se uma estrutura interessante que seja prontamente moldavel, e possivel fazer com que uma propor9ao relativamente grande de particulas seja incluida no material, que entao tera uma estrutura granular que, por exemplo, pode ser comparada com areia iimida. Alem disso, ο volume total do material amassavel aumenta ao mesmo tempo, pelo menos pelo volume das particulas inclui das.

Um exemplo de um material da arte anterior que satisfaz os criterios acima resumidos, pelo menos com respeito a trabalhabilidade, pegajosidade razoavelmente baixa e a desejada estrutura granular, como resultado das particulas incluidas, e ο proprio Pedido do Requerente sob ο niimero de serie SE 0500663-0. Entretanto, este material tern, alem disso, propriedades especificas pelo fato de poder ser cozinhado em um forno, a fim de produzir figuras duras que sao alem disso resistentes a agua. Se um material macio for uma vez desejado, as figuras duras sao aquecidas completamente, apos ο que a composi^So deve ser amassada durante ο esfriamento, a fim de tornar-se macia em temperatura ambiente. Este iiltimo

trabalho absorve uma quantidade nao inconsideravel de tempo e esforpo, ο que poderia ser uma desvantagem em certas circunstancias, por exemplo, nos servigos de cuidados da crianpa，em que ha ocasionalmente uma escassez de pessoal. Uma certa adesao do aglutinante do material ocorre em plasticos normais, que sao incluidos em moldes e equipamento, que pode tambem ser percebida como um inconveniente.

Outro material da arte anterior e descrito em USPS 5.607.993, que descreve uma chamada "argila ricocheteante". No trabalho, este material ressente-se de uma estrutura particulada manifesta, nem e ele imediatamente pretendido para moldagem de figuras, mas, sem diivida, para uso onde suas propriedades de ricochete sao apreciadas. A argila ricocheteante contem uma pequena proporfao de particulas que simplesmente funcionam como uma carga, com vistas a conceder mais baixa densidade a argila ricocheteante. As particulas sao extremamente pequenas e sao completamente circundadas pelo material silicioso e sua estrutura granular nao pode, portanto, ser sentida no manuseio da composigao. A "argila ricocheteante" e disponivel em muitas diferentes variagSes e as composigoes quimicas sao bem conhecidas, bem como seus efeitos sobre as propriedades do material. ESTRUTURA PROBLEMA

Ha em consequencia uma necessidade na arte de realizar uma composi9ao principalmente para fins de brincadeira e educacionais, em que a propriedade de a composigao ser prontamente moldavel e conformavel e combinada com um baixo nivel de adesao em suas adjacencias e uma estrutura atrativa e agradavel, porem que e diferente dos materials ja existentes na arte. SOLU^AO

Os objetivos formando a base da presente inverts。serao alcan^ados se a composifao de material insinuada como introdu?ao for caracterizada pelo fato de a concentra9ao do material particulado ou granular

ser de cerca de 90 - 98 % em volume da composi^So acabada. Com referência ao método para produzir a composição de material, o objetivo da presente invenção será alcançado se o primeiro ingrediente incluído no aglutinante for distribuído como camadas finas nas superfícies das partículas ou grãos e em seguida o agente de reticulação em forma dissolvida for suprido ao misturador para reticular as camadas finas do primeiro ingrediente.

Outras vantagens serão obtidas se a presente invenção, além disso, receber um ou mais dos traços caracterizantes como expostos nas Reivindicações anexas 2a6e8all. BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS ANEXOS

A presente invenção será agora descrita mais detalhadamente abaixo, com referência aos Desenhos anexos. Nos Desenhos anexos:

A Fig. 1 é uma ampliação de uma pequena quantidade da composição de material, consistindo de partículas de aglutinante, de acordo com a presente invenção; e

A Fig. 2 é um diagrama em bloco relativo à manufatura e uso, incluindo limpeza da composição de material de acordo com a presente invenção.

DESCRIÇÃO DA FORMA DE REALIZAÇÃO PREFERIDA

A Fig. 1 mostra, em ampliação considerável, uma pequena quantidade de uma composição de material 1 de acordo com a presente invenção. A composição de material 1 é composta de uma grande quantidade de partículas 2, que são circundadas por uma camada de aglutinante 3. Deve ser observado que a relação de tamanho entre a camada de aglutinante e as partículas não é verdadeiramente em escala, para fins de clareza. As partículas 2, que são circundadas pelo aglutinante 3, aderem entre si, porém em muitos locais deixam pequenas bolsas de ar 4 entre elas. Assim, o aglutinante 3 não constitui uma massa homogênea, completamente inquebrada. A composição de material resultante 1, onde as partículas 2 absorvem uma proporção relativamente grande do volume total, tem uma estrutura levemente granular e é de moldagem e manuseio simples e agradáveis.

As partículas ou grãos 2 constituem a fração principal da composição de material 1. Tipicamente, a proporção de partículas situa-se aproximadamente entre 80 e 99,5 % vol. da composição final. Preferivelmente, a proporção de partículas é de cerca de 90 a 98 % em volume. A grande proporção de partículas na composição de material 1 implica em uma considerável economia de custo em relação aos materiais homogêneos, pelo menos se as partículas 2 não forem excessivamente caras. A grande proporção de partículas 2 na composição também requer que o aglutinante 3 apresente boa ou muito boa adesão na superfície das partículas 2.

O tamanho médio de partícula das partículas ou grãos 2 situa- se, na forma de realização preferida, entre 0,01 e 1,0 mm, preferivelmente entre 0,05 e 0,5 mm e, mesmo mais preferivelmente, na faixa entre 0,07 e 0,15 mm. Em experimentos práticos, este tamanho de partícula provou ser adequado a fim de a área de superfície total das partículas ou grãos 2 poder ser completamente coberta pelo aglutinante 3, sem que isto forme um todo completamente homogêneo, que suprima ou eroda a estrutura levemente granular da composição de material 1. Um material típico das partículas 2 incluídas é areia com o acima mencionado tamanho médio de partícula. Entretanto, numerosos outros materiais particulados são concebíveis, tais como mármore moído, grãos ou bolas de polímero, cenosferas (de cinza muito fina), microesferas de plástico, cerâmica ou vidro, bem como misturas de qualquer um destes materiais. Entretanto, o critério básico é que o tamanho da partícula seja adequado para obter-se a camada aglutinante 3 acima mencionada.

As partículas empregadas na forma de realização preferida consiste de areia natural que contém silício e é vendida sob a designação GA39. Outra partícula utilizável é SL 150, que consiste das chamadas cenosferas, que são produzidas junto com a cinza muito fina na combustão de carvão. Elas são de cor branca ou cinza e são ocas.

Ainda um outro material particulado que foi usado nos experimentos práticos é Mikroperl AF, que consiste de esferas de vidro sólidas, completamente redondas. Um tamanho preferido é 75 a 150 μιη. Elas são transparentes e podem ser utilizadas para obterem-se interessantes e atrativos efeitos estéticos na composição de material acabado. O aglutinante 3, que é preferivelmente empregado de acordo com a presente invenção, exibe adesão extremamente boa em tais partículas, por cuja razão não é necessária modificação de superfície ou revestimento base.

No teste de diferentes tipos de partículas, observou-se que partículas completamente redondas aumenta a propriedade pastosa da composição, o que implica em que o aglutinante pode ser produzido mais seco e a necessidade de um plastificante é reduzida.

Partículas que criam efeitos puramente estéticos, tais como partículas de mica, podem ser adicionadas. Possivelmente, uma modificação de superfície pode ser necessária a fim de o aglutinante 3 aderir nelas.

O aglutinante 3, que difere consideravelmente daquele descrito na arte anterior, é de modo a poder formar as camadas acima mencionadas sobre as partículas 2 com uma espessura de camada que se situa na ordem de grandeza de 0,1 a 10 μιη, preferivelmente 0,5 a 5 μπι e, mesmo mais preferivelmente, 1 a 2 μηι. Esta espessura de camada é suficiente para permitir uma aderência entre as partículas 2, porém ainda não tão grande que os interstícios entre as partículas revestidas 2 corram o risco de serem completamente enchidos pelo aglutinante 3, de modo que a estrutura granular da composição de material 1 seja perdida. Quando as partículas 2 tiverem sido finalmente cobertas pelo aglutinante 3, ele deve, como foi mencionado acima, ter tais propriedades químicas ou físicas que permaneçam nas partículas 2 em um alto grau. Caso contrário, um tratamento de superfície das partículas pode ser necessário.

A Fig. 1 mostra duas partículas revestidas 13, 14, que estão no processo de serem separadas entre si. Com exceção de um filamento fino 15 de aglutinante 3, as partículas 13, 14 serão grandemente circundadas pelo aglutinante 3, isto é, os envoltórios de aglutinante permanecem substancialmente intactos. Entre duas outras partículas 16, 17 da Fig. 1, um filamento 18 de aglutinante foi estendido, de modo a quebrar. O filamento 18 migrará de volta para os envoltórios das duas partículas 16, 16. Quanto mais comprido o filamento possa tornar-se, o que depende da viscosidade do aglutinante, mais semelhante a borracha a composição de material tornar-se-á como um todo, e menos partículas serão separadas. Como resultado, a composição de material 1 é percebida como provocando menos palha.

Outra importante propriedade do inibidor 3, que, afinal de contas, tem o consideravelmente maior efeito sobre a pegajosidade da composição de material acabado 1, é que a adesão às adjacências deve ser baixa, porém, entretanto, com exceção das partículas. Por tais meios, os resíduos aglutinantes não permanecerão nas mãos, roupas, moldes, superfícies de trabalho ou similares, quando a composição de material 1 for manuseada. A fim de a composição de material 1 manter sua integridade e não ser demasiadamente esfarelante, é importante que o aglutinante 3 exiba um bom nível de adesão interna e seja suficientemente macio e flexível, a fim de que mantenha sua coesão como um todo facilmente manuseado, não formador de palha.

A composição de material acabado 1, que inclui um

aglutinante 3, manufaturado de, inter al, um polímero terminado em hidróxi, exibe uma série de propriedades vantajosas. Ela apresenta baixa adesão à maioria de outras superfícies que possam ocorrer em suas adjacências, com exceção de silício e borracha de silício, que, apesar disto, são muito incomuns nas adjacências normais, por exemplo, em um meio-ambiente doméstico ou dentro dos serviços de cuidados da criança. Isto implica em que a composição de material 1 não adere e suja, por exemplo, mesas e mãos quando sendo usada.

Por outro lado, a adesão interna no material apropriado é boa, o que contribui para sua integridade interna e sua propriedade não-esfarelante. A estrutura particulada da composição de material 1 torna agradável manusear e permite o trabalho e conformação ou moldagem de figuras que não foram possíveis com uma composição ou matriz consistindo exclusivamente do aglutinante. Em particular, a composição de material 1 libera-se ou desliza prontamente dos moldes que são empregados na moldagem de figuras, mesmo se os moldes forem fundos.

Na forma de realização preferida, os dois ingredientes principais consistem de um polímero terminado em hidróxi e um agente de reticulação, com a resultado de as cadeias poliméricas serem interconectadas, a fim de que um aglutinante 3, de mais elevada viscosidade do que aquela dos ingredientes incluídos, seja obtido.

O polímero terminado em hidróxi é um polímero cujas terminações são providas com grupos OH. O agente de reticulação, que preferivelmente contém íons H+, reage com eles sob hidrólise, isto é, separação de água. Em experimentos práticos que são apresentados na Tabela 1, numerosos polímeros terminados em hidróxi foram empregados. CDS 750 é um óleo de silício terminado em hidróxi de uma viscosidade 750 cP. H48V750 é outra designação de fornecedor da mesma substância. CDS 100 e H48V100, respectivamente, constituem um óleo de silício terminado em hidróxi, cuja viscosidade é 100 cP. Suas cadeias poliméricas incluídas são mais curtas e os filamentos ou fios 15, 18 que são formados são mais curtos antes de romperem, em comparação com CDS 750 e H48V750, respectivamente. Muitas das propriedades de CDS 100 e H48V100, respectivamente, podem ser consideradas como superiores àquelas de CDS 750 e H48V750, respectivamente, para as aplicações práticas sob consideração aqui, porém uma desvantagem é que CDS 100/H48V100 é consideravalmente mais caro.

Mesmo se muitos polímeros terminados em hidroxila puderem ser empregados, foi provado que o óleo de silício terminado em hidroxila oferece maiores vantagens. Por um lado, um aglutinante 3 será obtido que tem uma adesão interna extremamente boa e, por outro lado, exibe uma muito boa adesão ao silício e borracha de silício, que podem ser vantajosamente empregados para tratamento de superfície das partículas 2.

Um outro ingrediente que é vantajosamente empregado no aglutinante, embora não sendo absolutamente necessário, é um polímero contendo hidróxi. Como o polímero terminado em hidróxi, ele contém grupos OH que podem reagir com o agente de reticulação, porém estes grupos não necessitam ser colocados e nas terminações das moléculas. Um tal polímero que foi empregado em experimentos práticos é óleo de rícino hidrogenado, comercializado sob a designação Luvotix HT. Este polímero é um ácido graxo que tem um grupo OH no 12o. átomo de carbono. Algumas de suas propriedades favoráveis são que ele liga-se com pigmento que possivelmente é adicionado, é configuracionalmente estável e é muito econômico. Em uma combinação com CDS 750 como polímero terminado em hidróxi, as propriedades positivas de CDS 100 serão obtidas ao mesmo tempo que suas desvantagens são reduzidas ou inteiramente evitadas.

Em experimentos práticos que são apresentados na tabela 1, foi feito uso de ácido bórico, H3BO3, como agente de reticulação. Em tal exemplo, particular atenção foi dada à capacidade do átomo bórico ligar-se a três átomos ou grupos de átomos. Outros compostos bóricos, tais como anidrido de ácido bórico B2O3, poderiam servir como agente de reticulação, bem como também outros produtos químicos possuindo propriedades correspondentes.

Correspondentemente, a maioria dos polímeros capazes de serem reticulados podem ser empregados no aglutinante 3, se o agente de reticulação for adequado.

Em razão de a composição química do aglutinante 3 ser, em algum grau, absorvente de água em uso prolongado, as figuras manufaturadas não são adequadas para colocar em água, tais como em um aquário. Em troca, entretanto, a composição de material 1 desprende água no aquecimento, quando a água parte na forma de vapor d'água ou fumaça, o que também reforça o efeito germicida da operação de aquecimento. A água é desprendida no aquecimento também por causa de uma hidrólise do aglutinante 3, de acordo com a forma de realização preferida. Consequentemente, a composição de material é em princípio livre de água.

A consistência da composição de material 1 é dependente da temperatura mas em um grau limitado, o que implica em que nenhum amaciamento ou aquecimento é necessário antes de a composição de material 1 poder ser usada para conformação ou moldagem de figura. Nem a composição de material 1 solidificar-se-á se for deixada sem utilização por um tempo, uma vez que nenhuma água se evapora.

Como foi mencionado anteriormente, a composição de material 1 pode vantajosamente ser aquecida, preferivelmente a cerca de 120 0C em um forno doméstico padrão. Em tal exemplo, qualquer umidade possivelmente absorvida que pudesse afetar a consistência da composição de material será removida, pelo menos em quantidades maiores da composição. Ao mesmo tempo, o aquecimento acarreta a destruição das bactérias e outros contaminantes, que poderiam ter sido passados adiante para a composição de material durante uso. Isto é particularmente importante dado que a composição de material é com freqüência usada em grandes grupos de crianças e pode ser afetada por vários contaminantes, que então correm o risco de serem espalhados no grupo de crianças. Entretanto, por um simples processo de aquecimento, a composição de material está pronta para ser usada mais uma vez e rejeições dispendiosas são evitadas.

Diferente da composição de material descrita em SE 0500663- 0, a composição de material de acordo com a presente invenção não endurecerá se for deixada não trabalhada após o processo de aquecimento. Esta é uma clara vantagem do aquecimento de quantidades maiores da composição de material como, por exemplo, pode ser o caso dentro dos serviços de cuidados de criança, onde não há tempo disponível para empregar pessoal no amassamento da composição, enquanto a composição de material aquecida esfria.

Vários aditivos podem também opcionalmente ser adicionados ao aglutinante 3, a fim de melhorar ou variar suas propriedades em algum aspecto. Um plastificante atua como um lubrificante entre as cadeias poliméricas incluídas no aglutinante e concede à composição de material um consistência mais pastosa. Em experimentos práticos, tem sido feito uso de ácido esteárico e ácido oleico, respectivamente, como plastificante. Além disso, o ácido oleico é em forma líquida em temperatura ambiente, o que torna possível a adição deste ácido na composição de material 1 esfriada. Pode ser feito uso vantajosamente, quando necessário, de

Vaselina como um agente de redução de pega, que é um óleo de parafina altamente viscoso na fase semi-sólida. Tensídeos bem como glicóis podem também ser empregados para esta finalidade.

Vários pigmentos podem ser adicionados a fim de modificar a cor da composição de material 1. Em experimentos práticos que são apresentados na Tabela 1, partículas de pigmento foram empregadas em numerosos casos, que são pré-dispersas em um aglutinante ceroso (Microlene).

Uma vez que a composição de material 1 inclui uma proporção muito elevada de material em forma particulada ou granular, isto implica em que seria difícil, para não dizer impossível, utilizar um método em que as partículas 2 são amassadas dentro do aglutinante 3, que exibe uma viscosidade muito elevada. Seria muito simplesmente demasiado difícil obter- se o revestimento homogêneo das partículas 2 que é procurado se for feita uma tentativa, começando do aglutinante 3 de uma alta viscosidade, de amassar partículas dentro do aglutinante. Em vez disso, um novo método para realizar uma composição de material 1 foi inventada e é mostrado esquematicamente na Fig. 2.

O método começa com a etapa 5, em que as partículas 2, que são para ser revestidas com o aglutinante 3, são colocadas em um misturador simples padrão. Um polímero terminado em hidróxi, preferivelmente um óleo de silício terminado em hidroxila, que é o primeiro de dois ingredientes principais do aglutinante 3 de acordo com a forma de realização preferida, é adicionado na etapa seguinte 6 às partículas 2 do misturador. Ao mesmo tempo, outros aditivos opcionais, que podem melhorar o produto final em algum aspecto, tal como, por exemplo, pigmento colorido, plastificante e redutor de pega, podem possivelmente ser adicionados à composição. Entretanto, deve ser enfatizado que tais substâncias não são absolutamente necessárias para obter-se uma composição de material 1 funcional.

É dada partida ao misturador e a mistura ocorre na etapa 7 a seguir, de modo que o polímero terminado em hidróxi e possíveis outros aditivos opcionais são distribuídos homogeneamente às camadas finas sobre as partículas 2. Ao mesmo tempo, calor pode ser suprido, de modo que a temperatura eleve-se apropriadamente a cerca de 120 0C, o que implica em que qualquer água possível da composição poder ser vaporizada e expulsada. Entretanto, a precondição para isto é que a troca de ar seja suficiente. Se, por outro lado, o misturador for (como na forma de realização preferida) do tipo fechado, a água permanecerá no misturador em forma de vapor e um equilíbrio ocorrerá com a passagem do tempo, em que a proporção de água permanece na composição de material 1, enquanto o ar fechado é saturado com vapor.

Um agente de reticulação, preferivelmente ácido bórico, que na forma de realização preferida é dissolvido em água, é adicionado na etapa 8 no misturador que está ainda fechado. O ácido bórico é o segundo ingrediente vital da composição de material 1, uma vez que serve como um agente de reticulação para o polímero terminado em hidróxi e é destinado a reagir com ele a fim de formar o aglutinante viscoso 3, acabado. Entretanto, é crucial que o ácido bórico seja distribuído uniformemente na composição antes de a reação ocorrer, de modo que o aglutinante resultante 3 seja também homogeneamente distribuído nas partículas 2. Assim, o misturador fica fechado enquanto o ácido bórico, que é adicionado na etapa 8, é distribuído uniformemente dentro do misturador. Em tal exemplo, deve também ser observado que a solubilidade do ácido bórico em água aumenta com a temperatura, o que implica que esteja presente em solução aquosa durante a distribuição dentro do misturador.

A reação entre o agente de reticulação na forma de ácido bórico e o polímero terminado em hidróxi é uma hidrólise, o que implica em que a água afaste-se como um produto de reação. As moléculas de água são formadas pelos íons hidrogênio incluídos no ácido bórico e os grupos OH do polímero terminado em hidróxi.

Quando uma distribuição homogênea do ácido bórico da composição de material 1 tiver sido conseguida, esta é transferida para um misturador lento para uma operação de amassamento simultaneamente com a desaeração da etapa 9. Em tal exemplo, o vapor afasta-se, uma vez que o misturador é agora aberto, bem como o calor, de modo que o esfriamento ocorre. À medida que o vapor parte e a temperatura cai, o ácido bórico é liberado e uma reação com o polímero terminado em hidróxi ocorre gradualmente com a hidrólise e homogeneamente na composição de material. Em tal exemplo, a viscosidade gradualmente aumentará e uma camada uniforme da ordem de magnitude de 0,1 a 10 μηι do aglutinante 3 ocorre nas partículas 2. Ao mesmo tempo, como resultado do processo de amassamento, o aglutinante 3 não será excessivamente compacto, porém as bolsas de ar desejadas 4 ocorrerão entre as partículas revestidas 2.

Quando a composição ou matriz for suficientemente esfriada, ela será embalada e distribuída e está imediatamente pronta para uso quando, em uma etapa posterior (etapa 10) for desembalada. O uso da composição é tipicamente na forma de brincadeira e/ou terapia.

Como foi mencionado anteriormente, a composição de material 1 pode possivelmente absorver uma quantidade menor de líquido durante o uso, tal como, por exemplo, saliva ou suor. Em tal exemplo, a consistência da composição de material pode ser afetada, de modo a tornar-se mais solta, o que, em certos contextos, pode ser percebido como negativo. A fim de remediar este defeito e a fim de destruir quaisquer possíveis bactérias ou outros contaminantes que tenham penetrado dentro da composição de material 1, esta pode, após um período de uso, ser aquecida completamente na etapa 11. A própria operação de aquecimento acarreta a destruição dos contaminantes, ao mesmo tempo que a água absorvida na composição de material vai embora na forma de vapor d'água ou fumaça. Quando a composição de material tiver sido aquecida enquanto uma temperatura de cerca de 120 0C foi alcançada por toda a inteira matriz de composição, a composição de material é permitida esfriar em uma etapa adicional 12, o calor sendo dissipado. Não é necessário trabalhar a composição durante o processo de esfriamento, porém, em vez disso, quando ela alcançou mais uma vez a temperatura ambiente, a composição está pronta para reutilização de acordo com a etapa 10.

DESCRIÇÃO DE FORMAS DE REALIZAÇÃO ALTERNATIVAS Na aplicação prática de acordo com a forma de realização preferida, a areia é o material que funciona bem como a base particulada. Isto é, com toda probabilidade, por causa de sua estrutura de superfície, que não é absolutamente lisa, vista em uma escala microscópica. O aglutinante 3 no polímero terminado em hidróxi, que reage com o agente de reticulação, adere muito bem a este substrato, apesar da força adesiva limitada do aglutinante 3. Se as partículas 2 de uma estrutura de superfície mais lisa, tal como, por exemplo, materiais cerâmicos, forem empregadas, as partículas ou grãos 2 incluídos devem ser modificados na superfície. Isto é adequadamente realizado com um revestimento de borracha de silício introdutória, que atinge cerca de 0,02 μπι. Esta modificação de superfície também goza da vantagem de acarretar uma redução da necessidade de aglutinante adicionado, a fim de produzir uma composição de material 1 possuindo as desejadas propriedades.

A modificação de superfície foi realizada em experimentos práticos em diferentes tipos de partículas com o auxílio do fluido Wacker L655, que é um óleo de silício de baixo peso molecular contendo amina, que endurece no contato com o oxigênio (ar). A modificação de superfície é adequadamente realizada via a fase aquosa, a fim de obter-se a desejada distribuição em uma camada fina sobre todas as partículas, que são para ser tratadas antes do endurecimento começar.

Outras substâncias que podem ser empregadas para modificação de superfície são borracha de silício ou organo-halossilanos de dois ou três componentes, tais como dimetildiclorossilano, (CH3)2SiCl2.

Ainda outro método de modificar a presente invenção é que o ácido bórico não precisa ser necessariamente dissolvido em água na etapa 8 no método de produção. Em vez disso, é concebível que o ácido bórico seja dissolvido em etanol, que é mais fugidio, e o que provavelmente resulte em uma mais rápida reação entre o agente de reticulação e o polímero terminado em hidróxi da etapa 9. Entretanto, o uso de etanol envolve um risco de incêndio e pode ter indesejáveis conseqüências ambientais.

O agente de reticulação (o ácido bórico) e o polímero terminado em hidróxi podem ser adicionados nas partículas na seqüência inversa, em comparação com aquela descrita na forma de realização preferida. Contudo, o princípio maior permanece de que as substâncias sejam distribuídas uniformemente sobre as partículas 2, enquanto elas estão no estado de baixa viscosidade. A modificação que precisa ser feita do método é que o aquecimento ocorra somente após a adição do polímero terminado em hidróxi, isto é, somente após ambos os ingredientes principais terem sido adicionados e uniformemente espalhados sobre as partículas 2.

Finalmente, outros aglutinantes 3, possuindo correspondentes propriedades de viscosidade e adesivas, podem ser empregados na presente invenção e o método de produção é, em tal exemplo, substancialmente o mesmo. Para informação completa sobre tais aglutinantes 3 que foram testados em experimentos práticos, é feita referência à Tabela 1. A presente invenção pode ainda ser modificada sem desvio do escopo das reivindicações anexas. 3 ω ■§ 8.

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Claims

1. Composição de material compreendendo por um lado um material particulado ou granular (2) e, por outro lado, um aglutinante (3) que é disposto como um revestimento sobre as partículas ou grãos (2), o aglutinante compreendendo um polímero terminado em hidroxila reticulado por um composto de boro, caracterizada pelo fato de que a concentração do material particulado ou granular (2) é de cerca de 90 - 98 % em volume da composição acabada.

2. Composição de material de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o polímero terminado em hidróxi é um óleo de silício.

3. Composição de material de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato das partículas ou grãos (2) serem revestidos com um agente modificador de superfície sob o revestimento do aglutinante (3).

4. Composição de material de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelo fato do agente modificador de superfície realizar uma camada de silício sólido.

5. Composição de material de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizada pelo fato do tamanho médio de partícula do material particulado ou granular ser de cerca de 0,05 - 0,5 mm.

6. Composição de material de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato do tamanho médio de partícula do material particulado ou granular ser de cerca de 0,07 -0,15 mm.

7. Método para a produção de uma composição de material, compreendendo as etapas de: uma quantidade de partículas ou grãos (2) ser colocada em um misturador; pelo menos um primeiro ingrediente incluído no aglutinante (3) compreendendo um polímero terminado em hidróxi de baixa viscosidade ser suprido ao misturador; e um segundo ingrediente na forma de um agente de reticulação contendo boro ser suprido ao misturador, caracterizado pelo fato de o primeiro ingrediente incluído no aglutinante ser distribuído como camadas finas sobre as superfícies das partículas ou grãos; e, em seguida, o agente de reticulação, em forma dissolvida, ser suprido ao misturador para reticular as camadas finas do primeiro ingrediente.

8. Método de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de compreender a etapa de que a temperatura da composição é elevada.

9. Método de acordo com a reivindicação 7 ou 8, caracterizado pelo fato das partículas (2) serem primeiro modificadas na superfície, a fim de melhorar sua adesão ao aglutinante (3).

10. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 a 9, caracterizado pelo fato de um amassamento e desaeração ocorrer após o segundo ingrediente ter sido suprido.

11. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 a 10, caracterizado pelo fato do primeiro ingrediente ser um óleo de silício terminado em hidróxi.