Latex-Formmassen
Die Erfindung betrifft Formmassen aus synthetischen oder natürlichen Kautschuklatex und Zusätzen.
Der Ausdruck Formmassen ist in weitem Sinne zu verstehen und soll Kitte, Vergussmassen, Fugendichtungsmittel, Modelliermassen und ähnliche Materialien zum Füllen, Spachteln, Glätten und Formen, insbesondere Abformen, einschliessen.
Abformmassen, auch Abdruckmassen genannt, werden zur naturgetreuen plastischen Nachbildung von Gegenständen benutzt. Besonders wichtig sind sie schon immer in der Zahntechnik gewesen. Heute sind sie jedoch nicht mehr auf dieses Gebiet beschränkt, sondern finden weite Verwendung für die verschiedensten wissenschaftlichen, technischen und künstlerischen Aufgaben ebenso wie für Unterscheidungszwecke.
Es sind bereits die verschiedensten Abformmassen bekannt, beispielsweise thermoplastische Stoffe (u. a.
solche auf Schellackbasis), die bei Erwärmung erweichen und beim Abkühlen erstarren; Mischungen auf der Basis von Alginaten, die bei Zusatz von Wasser unter Gelieren des Kolloids erhärten; Polysulfid-Kautschuk, der sich durch Kondensationsreaktionen verfestigt, und Silikon-Kautschuk.
Alle diese bekannten Abformmassen haben jedoch entscheidende Nachteile. Zum Teil sind sie - wie Polysulfid-Kautschuk und Silikon-Kautschuk - wegen ihrer hohen Kosten unwirtschaftlich, oder sie sind nicht massbeständig - wie Alginatmassen, die sich mit der Zeit zusammenziehen, weil die in dem Gel enthaltene Feuchtigkeit nach dem Erhärten allmählich abgegeben wird.
Bei Verwendung schwindender Abformmassen muss man also sofort nach dem Abnehmen der Abformung einen Gipsabguss anfertigen. Auch ist das Arbeiten kompliziert, was nicht zuletzt ein Grund dafür ist, dass diese Abdruckmassen keine weitere Verwendung gefunden haben.
Hier schafft die Erfindung Abhilfe. Sie löst die Aufgabe, Formmassen zu entwickeln, die sich leicht aus billigen Ausgangsmaterialien herstellen und einfach verarbeiten lassen und zu festen, wasserbeständigen, nicht schwinden den Produkten, insbesondere exakten Abdrucken von Gegenständen, führen.
Es wurde gefunden, dass bei Vermischung eines Latex von natürlichem oder künstlichem Kautschuk mit einem schwer wasserlöslichen Salz aus einem mehrwertigen Metall und einer starken Säure in kurzer Zeit, gewöhnlich in wenigen Minuten, eine Verfestigung der Mischung eintritt, die sich zur Gewinnung sehr genauer Abformungen eignet und ein hartes, nicht deformierbares Produkt ergibt.
Die erfindungsgemässe Formmasse ist demzufolge dadurch gekennzeichnet, dass sie wenigstens ein schwer wasserlösliches Salz eines mehrwertigen Metalls mit einer starken Säure enthält.
Geeignet sind beispielsweise Bleisulfat, Calciumsulfat, Bariumsulfat; sie können einzeln oder in Form von Mischungen miteinander eingesetzt werden.
Für dentale Abformmassen benutzt man vorzugsweiseBariumsulfat, Calciumsulfat, insbesondere in Form von gebranntem Gips, und Bleisulfat.
Das Salz wird vorzugsweise in einer Menge von 5 bis 25, insbesondere 15, Gew.-O/o, bezogen auf den Latex, verwendet.
Als Latex-Grundmaterial kommen natürliche und synthetische Kautschuklatices, z. B. von Chloropren Kautschuk, Butadien-Styrol-Kautschuk, Isopren-Kautschuk und Acrylnitril-Butadien-Kautschuk in Betracht.
Vermutlich ist der Erstarrungsvorgang auf eine sehr kleine Menge Metallionen zurückzuführen, welche von dem Metallsalz dissoziiert und von dem Latex adsorbiert werden.
Beispielsweise verläuft bei Bleisulfat die Dissoziation nach der Gleichung
EMI1.1
Es wird angenommen, dass die so gebildeten Pb - Ionen durch die Latexteilchen adsorbiert werden und das Latex-Sol instabil machen, während die S04---Io- nen eine Abnahme des pH-Wertes bewirken und die Gelbildung einleiten.
Die Zugabe von Alkalifluorid beschleunigt die Verfestigung des Latex durch Herabsetzen des pH-Wertes.
Es ist ferner möglich, vor allem bei technischen Abformmassen, durch Zugabe eines Vulkanisiermittels, wie Schwefel, und eines Aktivators, wie Zinkoxid, beim Ansetzen der Latex-Mischung eine molekulare Vernetzung des Kautschuks hervorzurufen, so dass ein Produkt von noch grösserer Festigkeit und hoher Elastizität erhalten wird.
Vorzugsweise werden als Grundmaterial für die Formmassen konzentrierte Latices benutzt, und der pH Wert des Latex wird zweckmässig auf 9 bis 12, vorzugsweise etwa 10, eingestellt. Chloropren-Kautschuk Butadien-Styrol-Kautschuk und Isopren-Kautschnk oder ähnliche synthetische Kautschuktypen sind gewöhnlich als Latices mit relativ hoher Konzentration von 60 bis 70 /o erhältlich; sei eignen sich erfindungsgemäss z. B.
für Abformmassen mit hoher Elastizität. Acrylnitril-Butadien-Kautschuklatex liegt meist in einer Konzentration von 40 bis 50 O/o vor und kommt als Grundmaterial vor allem dann in Frage, wenn keine hche Elastizität gefordert wird. Naturkautschuklatex ist ebenfalls in einer Konzentration von etwa 60 lo verfügbar; er eignet sich sehr gut für allgemeine technische Zwecke, jedoch weniger als Dental-Abformmasse, da die Oberflächen von Gipsabgüssen durch organische Substanzen, welche in dem Latexserum enthalten sind, rauh gemacht werden.
Zu der Mischung können Verdickungsmittel, wie Agar-Agar, wasserlösliche Celluloseäther und Polyacrylsäure-Natriumsalz, Füllstoffe, wie Diatomeenerde, Talkum, Calciumcarbonat und Tonerde, Färbemittel, wie Pigmente, Farbstoffe und Indikatoren, Mittel zur Einstellung der Verfestigungsgeschwindigkeit, wie Natriumphosphat und Natriumsilikat, Duftstoffe, wie Menthol, u. a. zugesetzt werden.
Die Bestandteile werden gründlich, beispielsweise etwa 1 Minute lang, miteinander vermischt.
Tabelle 1 gibt einen praktischen Vergleich einer er flndungsgemässen Abformmasse auf Basis Latex + gebrannter Gips, einer Polysulfid-Abformmasse und einer Alginat-Abformmasse.
Tabelle 1
Latex mit Gips Polysulfid Alginat Erstarrungszeit variierbar durch Einstellung schlecht variierbar variierbar, aber Aushärtung der Gipsmenge nicht gleichförmig Exaktheit der erhal- sehr genau, keine Defcrmierung wie bei Latex schlecht, Deformierung durch tenen Abformungen durch Kontraktion Kontraktion Festigkeit und sehr hoch (Shore-Härte 80) gering zerbrechlich, leicht ver Hirse der erhal- änderlich tenen Abformungen Geruch gut schlecht gut Schwierigkeit des sehr leicht, da es nur notwendig ist, Vermischung muss unter be- leicht Abformverfahrens den gebrannten Gips dem Latex stimmten Bedingungen durch einzuverleiben geführt werden Kosten billig teuer billig
Wie in der Tabelle gezeigt ist,
hat die Abformmasse wesentliche Vorteile gegenüber den herkömmlichen Pro edukten. Auch den Siliconkautschuk-Abformmassen ist sie in ihren Eigenschaften überlegen; ausserdem lassen sich mit ihrer Hilfe die Abformungen leichter gewinnen als mit jenen, und die Kosten sind nur etwa ein Viertel so hoch wie dort.
Die Formmassen sind jedoch nicht auf die Gewinnung von Abdrücken oder Abgüssen beschränkt, sondern eignen sich, wie eingangs angedeutet, auch beispielsweise als Kitt, als Fugendichtungsmittel für Betonbauten, als Fensterkitt u. dgl.
Ferner können, insbesondere wenn Calciumsulfat als Verfestigungsmittel eingemischt ist, sehr feste Bauteile hergestellt werden, wie sich die Formmassen auch für Beton eignen. In jedem Fall haben sie neben ihren hervorragenden physikalischen und chemischen Eigenschaften den Vorteil, dass sie sich durch einfaches Vermischen der Bestandteile gewinnen lassen.
Es folgen einige Ausführungsbeispiele zur Veranschaulichung der Erfindung:
Beispiel 1 Zusammensetzung des Grundmaterials
Butadien-Styrol-Kautschuklatex 30,0 g (Konzentration etwa 60 /o, pH-Wert etwa 9,5)
Agar-Agar 0,3 g
Trinatriumphosphat 0,5 g
Duftstoff und Färbemittel kleine Menge Zusammensetzung des Verfestigungsmittels:
Natriumfluorid 2,0 g
Bleisulfat 2,0 g
Calciumcarbonat 4,0 g
Beispiel 2 Zusammensetzung des Grundmaterials:
Chloropren-Kautschuklatex 30,0 g (Konzentration etwa 60 O/o, pH-Wert 12)
Polyacrylsäure-Natriumsalz 0,3 g
Trinatriumphosphat 0,55 g
Duftstoff und Färbemittel kleine Menge Zusammensetzung des Verfestigungsmittels:
Bleisulfat 4,0 g
Tonerde 4,0 g
Beispiel 3 Zusammensetzung des Grundmaterials:
:
Isopren-Kautschuklatex 30,0 g (Konzentration etwa 60 o/o, pH-Wert 10,5)
Bentonit 0,3 g
Trinatriumphosphat 0,5 g
Duftstoff und Färbemittel kleine Menge Zusammensetzung des Verfestigungsmittels:
Calciumsulfat 2,0 g
Bleisulfat 2,0 g
Diatomeenerde 4,0 g
Beispiel 4 Zusammensetzung des Orundmaterials:
Chloropren-Kautschuklatex 30,0 g (Konzentraticn etwa 60 O/o, pH-Wert 12)
Polyacrylsäure-Natriumsalz 0,3 g
Trinatriumphosphat 1,0 g
Duftstoff und Färbemittel kleine Menge Zusammensetzung des Verfestigungsmittels:
Aluminiumsulfat, wasserfrei 3,0 g
Talkum 3,0 g
Man vermischt das Grundmaterial und das Verfestigungsmittel (gemäss Beispiel 1 bis 4) gleichmässig etwa 1 Minute. Die Mischung erstarrt innerhalb 3 bis 5 Minuten zu dem gewünschten Produkt.
Beispiel 5 Zusammensetzung des Grundmaterials:
Butadien-Styrol-Kautschuklatex 167,0 g
N-Diäthyl-dithiocarbaminsäure-Zinksalz 1,0 g
Schwefel 2,0 g mit Styrol aralkyliertes Phenol 1,0 g
Zinkoxid 2,0 g
Cellulosemethyläther 1,5 g
Trinatriumphosphat 2,5 g
Duftstoff und Färbemittel kleine Menge Zusammensetzung des Verfestigungsmittels: Natriumfluorsilikat 20,0 g
Bleisulfat 22,0g
Calciumcarbonat 40,0 g
Wie in den vorhergehenden Beispielen vermischt man das Grundmaterial und das Verfestigungsmittel, knetet das Ganze gründlich durch und lässt es erstarren.
Das Produkt unterwirft man 20 bis 30 Minuten einer Wärmebehandlung unter einem Wasserdampfdruck von 2 kg/cm2, wobei es ausvulkanisiert.