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Die Erfindung betrifft einen Verbundwerkstoff, umfassend mindestens ein Bindemittel, ein Härtemittel und/oder einen Beschleuniger, eine Füllstofffraktion A, wobei die Füllstofffraktion A Silikate, Carbonate, Sulfate, Oxide oder Mischungen davon umfasst, und eine Füllstofffraktion B, wobei die Füllstofffraktion A 20–80% Füllstoffe einer Härte nach Mohs von < 5,5 und einem mittleren Korndurchmesser < 100 μm umfasst und die Füllstofffraktion B 20–80% Füllstoffe einer Härte nach Mohs von > 5,5 und einem mittleren Korndurchmesser von 100–1000 μm umfasst, und der sich insbesondere dadurch auszeichnet, dass er einen Konzentrationsgradienten für das Härtemittel und/oder den Beschleuniger aufweist, wobei der Konzentrationsgradient für das Härtemittel und/oder den Beschleuniger einen kontinuierlichen Verlauf der Konzentrationsänderung des Härtemittels und/oder Beschleunigers im Verbundwerkstoff in Abhängigkeit von der Tiefe aufweist.
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Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Verbundwerkstoffs gemäß Anspruch 10 sowie eine Verwendung gemäß Anspruch 15.
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Aus dem Stand der Technik ist bekannt, dass Mineralien (z. B. in Form von Granulaten oder auch speziellen Effektpigmenten) in einer organischen Matrix (z. B. Epoxidharz) oder einer anorganischen Matrix (z. B. hydraulische Systeme) eingebettet werden. Nach dem Aushärten der Matrix wird ein Werkstoff erhalten, der in vielen Bereichen Anwendung finden kann. Beispielsweise können solche Werkstoffe aus Mineralguss zur Beschichtung von Fußboden- oder Wandflächen eingesetzt werden. Von besonderem Interesse ist die Verwendung solcher Verbundwerkstoffe im Sanitärbereich oder z. B. bei Küchenspülen. Eine solche Anwendung stellt besonders hohe Ansprüche an einen polymeren Verbundwerkstoff, da sie hohen mechanischen und thermischen Belastungen nach DIN 13310 oder DIN 14688 ausgesetzt sind und dauerhaft ein ansprechendes Erscheinungsbild liefern sollen.
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Bei der Herstellung qualitativ hochwertiger Küchenspülen oder Waschbecken auf Basis acrylat- oder polyestergebundener Polymere werden zunehmend spezielle Granulate als Effektpigmente verwendet. Die hierfür eingesetzten Granulate sind üblicherweise farbig und werden in das Polymer eingebettet. Beispiele hierfür sind Granucol, DURA und FFB. Die Granulate können je nach Anwendung und Kundenwunsch gefärbt sein.
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Küchenspülen und Waschbecken aus Mineralguss sind sich sehr ähnlich, unterscheiden sich jedoch auch in vielen Bereichen, so dass auch die Anforderungen an den Füllstoff bzw. das Füllstoffgemisch deutlich verschieden sind. Küchenspülen unterliegen gegenüber Produkten im Sanitärbereich (beispielsweise Waschbecken) z. B. deutlich höheren mechanischen Beanspruchungen und Temperaturänderungen. Während Küchenspülen üblicherweise für eine Temperaturdifferenz von 90°C (ΔT = 90 K) ausgelegt sind, sind Sanitärprodukte in der Regel für eine Temperaturdifferenz von lediglich 70°C (ΔT = 70 K) nach DIN 13310) ausgelegt (nach DIN 14688). Als Sanitärprodukte werden auch im Folgenden jegliche Produkte verstanden, die im Sanitärbereich eingesetzt werden. Insbesondere umfassen Sanitärprodukte Waschbecken, Duschwannen, Badewannen, Tuschtassen und Toilettenschüsseln.
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Gemeinsam haben Sanitärprodukte und Küchenspülen, dass hohe Anforderungen an das Erscheinungsbild der Oberfläche gestellt werden. Bei Küchenspülen oder auch Küchenarbeitsflächen, die alle im Gussverfahren hergestellt werden, ist es gegenüber Sanitärprodukten jedoch erwünscht, dass auf der Sichtseite die Füllstoffpartikel etwas über die Harzoberfläche hinausragen und so feine Noppen bilden. Dadurch wird die Verschleißfestigkeit der Oberfläche erhöht. Erreicht werden kann dies beispielsweise im Herstellungsprozess durch eine verstärkte Sedimentation von gröberem Material auf die spätere Sichtfläche des Bauteils. Die Kratzhärte und Abriebfestigkeit der Sichtseite soll so erhöht werden. Weiterhin ist erwünscht, dass die Farbe inhomogen ist (Vergleichbar mit Granit oder Sandstein). Daher werden für Küchenspülen bevorzugt Farbsandmischungen unterschiedlicher Farben genutzt, oder aber bei dunklen Farben die Eigenfarbe des Sandes in einer eingefärbten Matrix. Die Farbgebung kann auch durch Pigmentierung des Bindemittels erfolgen.
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Demgegenüber wird im Sanitärbereich eine farblich möglichst homogene, meist weiße, oder schwarze Oberfläche ähnlich einer Keramikglasur gewünscht. Wichtig für das homogene Erscheinungsbild ist dabei auch, dass die einzelnen Füllstoffpartikel nicht mehr mit bloßem Auge zu erkennen sind. Ebenso ist bei diesen Anwendungen im Gegensatz zu Küchenspülen eine möglichst geringe Oberflächenrauhigkeit und ein besonders hoher Glanz erwünscht.
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Zur Herstellung von Sanitärprodukten aus Mineralguss werden unterschiedliche Verfahren verwendet. Bei einem aus dem Stand der Technik bekannten einstufigen Verfahren wird eine Mischung aus anorganischen Füllstoffen mit einem organischen Bindemittel gemischt und direkt in eine Gussform gefüllt in der die Masse aushärtet. Dieses Verfahren wird als Solid Surface bezeichnet, da so hergestellten Werkstücke in der Masse durchgefärbt sind. Gängige Mischungen für dieses Verfahren sind aus Aluminiumtrihydroxid (ATH) und Acryl oder Polyesterharz und Quaryl (eine Mischung u. a. aus Cristobalit und Acrylharz). Auch Küchenspülen werden in der Regel nach diesem Verfahren hergestellt, da üblicherweise eingefärbter Quarzsand in einer Acrylmatrix/Polyestermatrix eingebettet wird.
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Vorteil dieser, in der Masse eingefärbten, Produkte ist die Tatsache, dass bei Abplatzungen (Chipping) keine gravierenden Farbunterschiede zu erkennen sind. Außerdem lassen sich zumindest „klassische” nach diesem (Solid-Surface-)Verfahren hergestellte Werkstoffe mit ATH Füllstoff mit gängigem Schreinerwerkzeug nachbearbeiten und auch ein Verbinden durch Kleben ohne sichtbare Klebefuge ist möglich. Nachteilig bei diesen (vergleichsweise weichen) Materialien ist jedoch, dass diese aufgrund eines niedrigen E-Modul leicht zu verkratzen sind und wenig beständig gegen Abrieb sind. Außerdem sind ATH-gefüllte Verbundwerkstoffe grundsätzlich nicht hochglänzend herzustellen, auch wenn sie nach dem Guss nachträglich mechanisch poliert werden. Aufgrund des Brechungsindex von ATH, der im Bereich des Bindemittels, in das es eingegossen wird, liegt, sinkt der Streulichtanteil stark ab. Bei einem nach diesem Verfahren hergestellten (Solid-Surface-)Werkstoff mit ATH dringt das Licht daher auch bei einer sehr gut polierten Oberfläche (z. B. Rautiefe (Rz) nahe 1 μm) über die an der Oberfläche liegenden ATH Partikel in das Material ein und wird dabei gestreut. Opak wird ein ATH enthaltender Verbund lediglich durch die Zugabe von hochbrechenden Pigmenten. Ohne Zugabe von Hochbrechenden Pigmenten sind sogar transluzente ATH-Bindemittel Werkstoffe möglich.
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Bei Solid-Surface Materialien aus harten mineralischen Füllstoffen werden opake Füllstoffe ausgewählt. Dadurch ist sichergestellt, dass das oben beschriebene Phänomen nicht (oder zumindest nicht in starkem Maße) auftritt und die physikalische (mechanische) Oberfläche identisch zur optischen Oberfläche ist. In Abhängigkeit von der Oberflächenrauigkeit kann somit ein höherer Glanz erreicht werden.
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Weiterhin sind Mineralgussprodukte bekannt, die in einem zweistufigen Prozess hergestellt werden. Dabei wird in der Gussform auf der später sichtbaren Seite des Werkstoffs zunächst eine ca. 0,6–1 mm dicke Schicht eines thixotropen Lacks (z. B. auf Polyesterbasis) aufgebracht. Diese Lackschicht wird trocknen gelassen oder angeliert (polymerisiert) und anschließend mit einer Mischung aus mineralischem Füllstoff und Bindemittel (meist ebenfalls auf Polyesterbasis) hinterfüllt. In Abhängigkeit von den verwendeten Füllstoffen und Bindemitteln in diesem Fertigungsverfahren können unterschiedliche Eigenschaften des Formteils eingestellt werden. Unabhängig von der Auswahl der Füllstoffe und Bindemittel ist bei diesem Verfahren jedoch nachteilig, dass die Oberfläche leicht zu verkratzen und ein hoher Abrieb zu erwarten ist. Außerdem ist eine Nachbearbeitung nur eingeschränkt möglich. Nachbearbeitete Flächen weisen keine oder nur eine stark verdünnte Lackschicht auf.
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Relevanten Stand der Technik stellen die Dokumente
DE 69219349 T2 , die ein Halbfertigprodukt für Produkte mit Dekorwirkung beschreibt, und die Druckschrift
EP 0 928 302 B1 , die thermoplastische Massen mit Vernetzergradienten offenbart, dar.
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Darüber hinaus sind aus dem Bereich der Holzwerkstoffe mehrschichtige Lacke bekannt, die durch Vermischung von flüssigen und unterschiedliche Vernetzerkonzentration aufweisenden Lackschichten einen Gradienten der Vernetzerkonzentration aufweisen. Ein solcher Lack für Holzwerkstoffe ist beispielsweise aus der
EP 2 094 396 B1 bekannt.
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Es besteht jedoch der Bedarf, ein Verbundwerkstoffsystem bereitzustellen, das in einem einstufigen Prozess und in einfachen kostengünstigen GFK (Glasfaserverstärkter Kunststoff) Formen zu fertigen ist und sowohl nachzubearbeiten und kratz- und abriebbeständig ist, als auch Hochglanz aufweist.
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Gelöst wird diese Aufgabe durch einen Verbundwerkstoff gemäß Anspruch 1.
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Bevorzugt weist ein solcher Verbundwerkstoff keinen Konzentrationsgradienten der Partikel der Füllstofffraktionen entlang eines Verbundwerkstoffdurchschnitts auf. Die Partikel der Füllstofffraktion A und die Partikel der Füllstofffraktion B liegen somit in dem Verbundwerkstoff gleichmäßig verteilt vor.
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Beispielsweise kann die Bestimmung durch das im Folgenden beschriebene Verfahren ermittelt werden. Dazu wird eine Mischung aus 60 g Bindemittel Polylite und 140 g Füllstoff hergestellt und in einen Zylinder überführt. Die Menge an Härter und Beschleuniger wurde so gewählt, dass das die Gelzeit der Mischung 45 min betrug. Somit konnte man davon ausgehen, dass der Füllstoff ca. 30 Minuten hatte um zu sedimentieren, bevor die zunehmende Viskosität der Mischung dieses verhinderte. Nachdem diese Mischung hinreichend ausgehärtet war, wurde der Zylinder von unten nach oben in Scheiben eine Stärke von 1 mm geschnitten und nachfolgend verascht. Nach dem Veraschen wurde der Füllstoffanteil insgesamt und der Anteil der Kornfraktion > 0,1 mm in jeder der Scheiben bestimmt. Vorab hatte eine Korngrößenanalyse des Füllstoffs einen Grobanteil > 0,1 mm von 31% ergeben. Die Ergebnisse dieser Messungen sind in der folgenden Tabelle dargestellt.
| Schichtdicke [mm] | Feststoffanteil [%] | Siebmenge [g] | Siebrückstand [g] | Grobanteil [%] |
| 0–1 | 70,72 | 5,1762 | 1,5879 | 30,68 |
| 2–3 | 71,16 | 4,3802 | 1,4496 | 33,09 |
| 4–5 | 70,18 | 6,7619 | 2,1112 | 31,22 |
| 6–7 | 71,00 | 3,7431 | 1,2342 | 32,97 |
| 8–9 | 70,10 | 7.4078 | 2,2297 | 30,10 |
| 9–10 | 70,38 | 6,4744 | 2,0762 | 32,07 |
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Die Ergebnisse zeigen deutlich, dass es bei diesem Füllstoff auch bei ungewöhnlich langen Gelzeiten nicht zu einer Anreicherung der groben Fraktion des Füllstoffes an der Sichtfläche kommt. Die Gröberen Partikel bleiben „unbeweglich” in der flüssigen Mischung verteilt. Damit ist auch sicher gestellt, dass beim Gießen von Bauteilen, z. B. Aufsetzwaschbecken, alleinstehenden Badewannen Vorder- und Rückseite des Bauteils die gleichen Eigenschaften haben, auch wenn dies z. B. bei Spülen nicht zwingend notwendig sein könnte.
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Als Konzentrationsgradient für das Härtemittel und/oder den Beschleuniger im Sinn dieser Erfindung soll ein kontinuierlicher Verlauf der Konzentrationsänderung des Härtemittels und/oder Beschleunigers im Verbundwerkstoff in Abhängigkeit von der Tiefe (dem Abstand von der Oberfläche des Verbundwerkstoffs) verstanden werden. Als kontinuierlich soll dabei jeder Verlauf verstanden werden, der keine sprunghafte Veränderung der Härtemittel- und/oder Beschleuniger-konzentration aufweist. Dabei sind lineare und nichtlineare Verläufe möglich. Diese können evtl. in Abhängigkeit von der vorgesehenen Anwendung des Verbundwerkstoffs angepasste Steigungen oder Kurvenverläufe (Krümmungsradien) aufweisen.
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Bevorzugt ist ein Verbundwerkstoff, bei dem der Konzentrationsgradient für das Härtemittel und/oder den Beschleuniger von einer Außenseite des Verbundwerkstoffs in Richtung einer Innenseite des Verbundwerkstoffs abnehmend verläuft. Dadurch kann die Oberfläche durch einen höheren Vernetzungsgrad härter ausgebildet sein als das im inneren weniger vernetzte Bulkmaterial. Die Oberfläche ist somit besonders hart ausgebildet und bietet so hervorragenden Schutz gegen Abrieb, Ritzen oder sonstige Beschädigung. Darüber hinaus bietet der innenliegende Anteil des Verbundwerkstoffs aufgrund des geringeren Vernetzungsgrades und des geringeren E-Moduls ausreichend Flexibilität, um besonderen Belastungen nachgeben zu können. Dadurch kann im Gegensatz zu auch im Inneren sehr harten und/oder steifen Werkstoffen das Reißen, Brechen und insbesondere das Abplatzen (Chipping) durch starke lokale Beanspruchung verhindert, weitgehend verhindert oder zumindest reduziert werden.
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Bevorzugt weist der Verbundwerkstoff eine die Füllstofffraktion A auf, die Dolomit, Schiefermehl, Talkum, Bariumsulfat, Calzit, Magnesit, ATH oder Mischungen davon umfasst. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform umfasst die Füllstofffraktion A Dolomit. Derartige Mineralien kommen weltweit in großen Mengen vor und stehen vergleichsweise günstig zur Verfügung. Bei den Polymeren könnte es sich beispielsweise auch um Recyclingmaterialien handeln.
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Bevorzugt weist der Verbundwerkstoff eine die Füllstofffraktion B auf, die Silikate, Carbonate, Sulfate, Oxide oder Mischungen davon umfasst. Besonders bevorzugt sind dabei Quarzsand, Farbquarz, Feldspat, Mullit, Korrund, Keramik, Glas u. ä. oder Mischungen davon. Gegenüber der Füllstofffraktion A weisen die Materialien der Füllstofffraktion B eine größere Härte (nach Mohs) auf. Bevorzugt handelt es sich auch bei den Materialien der Füllstofffraktion B um gut verfügbare und günstige Substanzen. Insbesondere bei Glas und Keramik kann es sich um Recyclingmaterialien handeln.
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Der Füllstoffanteil bestimmt, aufgrund des gegenüber dem Bindemittel (Harz, Polymer) deutlich günstigeren Preis, den Preis des Verbundwerkstoffs maßgeblich mit. Daher ist ein hoher Füllstoffanteil bevorzugt. Besonders bevorzugt sind daher Verbundwerkstoffe, die einen Füllstoffanteil von 40–85% (Gew.-%) aufweisen. Bevorzugt sind Füllstoffanteile von 60–80% (Gew.-%). Besonders bevorzugt sind Verbundwerkstoffe, die Füllstoffe in einem Anteil von 70–80% (Gew.-%) umfassen. Sofern keine anderen Angaben gemacht werden, beziehen sich im Folgenden Prozentangaben immer auf Gewichtsprozent (bzw. Masseprozent).
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst der Verbundwerkstoff ein organisches Bindemittel. Organische Bindemittel basieren üblicherweise auf polymeren Systemen. Deren Eigenschaften lassen sich z. B. durch den Polymerisationsgrad und/oder den Vernetzungsgrad und/oder andere Polymerisationsbedingungen in einem weiten Rahmen einstellen. Dadurch sind wiederum auch die Eigenschaften des Verbundwerkstoffs veränderbar. Insbesondere die Härte, der E-Modul, Viskosität der (monomeren, oligomeren, vorpolymerisierten oder vorvernetzten) Vorprodukte und andere physikalische Eigenschaften lassen sich verändern. Insbesondere ist durch die Einstellung einer geeigneten Viskosität oder auch eines Viskositätsgradienten auch der Gradient des Härtemittels und/oder Beschleunigers durch Diffusion (und/oder andere Austauschprozesse) beeinflussbar. Theoretisch ist die Einstellung der oben genannten Eigenschaften auch mit anorganischen Bindemitteln möglich, jedoch haben Untersuchungen gezeigt, dass eine Anpassung der Eigenschaften bei organischen Bindemitteln einfacher ist.
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Weiterhin zeichnet sich ein Verbundwerkstoff in einer bevorzugten Ausführungsform dadurch aus, dass mindestens eine Oberfläche des Verbundwerkstoffs einen Glanz gemessen bei 85° von 10–98% aufweist. Weiter bevorzugt ist der bei 85° gemessene Glanz der Oberfläche zwischen 40–98%. Besonders bevorzugt ist, dass eine Oberfläche des Verbundwerkstoffs einen Glanz gemessen bei 85° von 70–98% aufweist (z. B. gemessen mit einer Ulbricht Kugel oder Micro-TRI-Gloss).
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Bevorzugt sind die oben genannten Glanzwerte bei dem Verbundwerkstoff erreichbar, ohne dass die Oberfläche, die diesen hohen Glanz aufweist, eine zusätzliche Beschichtung aufweist. Insbesondere ist bevorzugt, dass die Oberfläche diesen Glanz ohne weitere Behandlung direkt nach dem Herstellen des Verbundwerkstoffs aufweist. So ist dieser Glanz direkt nach dem Entnehmen des Verbundwerkstoffs aus einer Gießform messbar.
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Alternativ könnte der Glanz in dem oben genannten Bereich auch nach einer Aufarbeitung eines Verbundwerkstoffs erhalten werden. Eine mögliche Aufarbeitung könnte eine Oberflächenpolitur umfassen. Insbesondere ist jedoch vorgesehen, dass nach der Entnahme des Verbundwerkstoffs aus der Gießform keine zusätzliche Oberflächenbeschichtung aufgebracht werden muss, um die Oberfläche derart zu modifizieren, dass ein Glanz in dem oben genannten Bereich messbar wird.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Verbundwerkstoff in einem vorgegebenen Bereich temperaturbeständig. Insbesondere ist der Verbundwerkstoff in einem Temperaturbereich durch einen mehrfachen Temperaturwechsel mit einer Temperaturdifferenz von 70 K nicht beschädigbar. Weiter bevorzugt ist der Verbundwerkstoff in einem Temperaturbereich durch einen mehrfachen Temperaturwechsel mit einer Temperaturdifferenz von 90 K nicht beschädigbar. Durch diese Eigenschaften wird ein solcher Verbundwerkstoff zur Verwendung in Sanitärprodukten (ΔT >= 70 K) (nach DIN 14688) oder sogar für Küchenspülen (ΔT >= 90 K) (nach DIN 13310) geeignet.
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Weiterhin ist eine Ausführungsform des Verbundwerkstoffs bevorzugt, der eine Oberflächenrauigkeit Rz nach DIN EN ISO 4288 < 10 μm aufweist. Bevorzugt ist ein Verbundwerkstoff, bei dem die Oberflächenrauigkeit < 5 μm aufweist. Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform des Verbundwerkstoffs, bei dem die Oberflächenrauigkeit < 1 μm beträgt. Dabei ist bevorzugt die Konzentration der Füllstoffmischung über den gesamten Querschnitt des Verbundwerkstoffs gleichbleibend.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verbundwerkstoffs weist dieser eine Abriebbeständigkeit auf, die nach Taber Abrasortest < 80 mg/100 Zyklen beträgt. Bevorzugt ist eine Ausführungsform bei der die Abriebbeständigkeit nach Taber Abrasortest (nach Iso 9352) < 70 μg/100 Zyklen, bevorzugt 50 mg/100 Zyklen liegt. Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform bei der die Abriebbeständigkeit nach Taber Abrasortest < 40 mg/100 Zyklen beträgt. Bei Polyesterbindemittel mit Acrylzusätzen und/oder reinem Acrylbindemittel sind noch bessere Abriebbeständigkeiten möglich.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Verbundwerkstoff leicht (nach-)bearbeitbar. Leicht bearbeitbar heißt in diesem Zusammenhang, dass die Bearbeitung mit konventionellen Werkzeugen und ohne den Einsatz von Diamant- oder Hartmetallwerkzeugen durch Sägen Bohren, Fräsen, Drehen usw. möglich ist. Dadurch ist es möglich, dass das Verbundmaterial vor Ort, also dort, wo es angewendet und z. B. verbaut werden soll, an die spezielle Einbausituation anpassbar ist.
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Bevorzugt sind Bindemittel, und Füllstoffe sowie evtl. Pigmentzusätze so gewählt dass zumindest nach dem Aushärten ein homogener Gesamteindruck der Oberfläche entsteht. Bevorzugt sind mit bloßem Auge keine einzelnen Füllstoffpartikel und/oder sonstige Verunreinigungen an der Oberfläche des Verbundwerkstoffs zu erkennen. In einer bevorzugten Ausführungsform sind auch bei 3-facher Vergrößerung keine einzelnen Füllstoffpartikel und/oder sonstige Verunreinigungen an der Oberfläche des Verbundwerkstoffs zu erkennen. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind auch bei 10-facher Vergrößerung keine einzelnen Füllstoffpartikel und/oder sonstige Verunreinigungen an der Oberfläche des Verbundwerkstoffs zu erkennen.
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Weiterhin ist eine Ausführungsform des Verbundwerkstoffs bevorzugt, bei dem zum Zeitpunkt der Entnahme aus der Gießform die bereits ausgehärtete Oberflächenschicht eine Stärke von < 3000 μm aufweist. Bevorzugt beträgt zu diesem Zeitpunkt die Stärke der Oberflächenschicht < 1000 μm und besonders bevorzugt < 500 μm.
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Ein weiterer wesentlicher Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren gemäß Anspruch 10.
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Durch dieses Verfahren ist es sehr einfach möglich, einen gewünschten Konzentrationsgradienten für das Härtemittel und/oder den Beschleuniger in dem Verbundwerkstoff auszubilden. Vor der vollständigen Aushärtung des Bindemittels ist es möglich, dass das Härtemittel und/oder der Beschleuniger in den Verbundwerkstoff bzw. dessen nicht ausgehärtetes Vorprodukt, eindringen kann/können und so auch in tieferen Schichten einen gewünschten Härtegrad des Bindemittels einstellt/einstellen. Bevorzugt erfolgt das Eindringen des Härtemittels und/oder Beschleunigers in das nicht ausgehärtete Vorprodukt durch Diffusion.
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Im erfindungsgemäßen Verfahren wird die Viskosität und/oder der Polymerisationsgrad und/oder der Vernetzungsgrad des Bindemittels vor dem Einbringen des Härtemittels und/oder Beschleunigers so eingestellt, dass das Härtemittel und/oder der Beschleuniger unter Ausbildung des gewünschten Konzentrationsgradienten in den Verbundwerkstoff eindringt/eindringen. Durch die Einstellung einer oder mehrerer der oben genannten Eigenschaften des Bindemittels ist es möglich, die Diffusion des Härtemittels und/oder Beschleunigers zu steuern und so eine graduelle Abnahme der Konzentration des Härtemittels und/oder Beschleunigers in Abhängigkeit von der Entfernung des Ortes des Einbringens in den Verbundwerkstoff zu steuern. So ist es möglich, in Abhängigkeit der geplanten späteren Verwendung des Verbundwerkstoffs verschiedene Konzentrationsgradienten des Härtemittels und/oder Beschleunigers auszubilden. So ist es auch möglich, lineare oder nichtlineare Verläufe des Konzentrationsgradienten des Härtemittels und/oder Beschleunigers einzustellen.
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Weiterhin lässt sich der Verlauf des Konzentrationsgradienten des Härtemittels und/oder Beschleunigers und/oder die Eindringtiefe des Härtemittels und/oder Beschleunigers durch die Menge des Härtemittels und/oder Beschleunigers (und evtl. die Konzentration des aufgebrachten Härtemittels und/oder Beschleunigers in einer Härtemittel- und/oder Beschleunigerlösung oder -suspension oder -emulsion) verändern.
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Weiterhin bevorzugt ist eine Variante des Verfahrens, bei dem die Dichte und/oder die Viskosität und/oder der Polymerisationsgrad und/oder der Vernetzungsgrad des Bindemittels in Abhängigkeit von der Dichte der Partikel der Füllstofffraktion B so eingestellt werden, dass sich die Partikel der Füllstofffraktion nur zu einem geringen Anteil absetzten und sich 50–90% der Partikel der Füllstofffraktion mindestens bis zum Aushärten des Bindemittels nicht absetzen. Bevorzugt werden die Dichte und/oder die Viskosität und/oder der Polymerisationsgrad und/oder der Vernetzungsgrad des Bindemittels in Abhängigkeit von der Dichte der Partikel der Füllstofffraktion B so eingestellt, dass sich 60–80% der Partikel der Füllstofffraktion B bis zum Aushärten des Bindemittels nicht absetzen. In einer weiteren, besonders bevorzugten Variante des Verfahrens ist vorgesehen, dass die Dichte und/oder die Viskosität und/oder der Polymerisationsgrad und/oder der Vernetzungsgrad des Bindemittels in Abhängigkeit von der Dichte der Partikel der Füllstofffraktion B so eingestellt werden, dass die Partikel der Füllstofffraktion B zu einem Anteil von 70–80% mindestens bis zum Aushärten des Bindemittels nicht sedimentieren. Dadurch kann gewährleistet werden, dass keine (oder keine signifikante) Sedimentation der Füllstoffe eintritt. Der ausgehärtete Verbundwerkstoff weist somit bevorzugt auf allen Oberflächen gleiche oder zumindest äußerst ähnliche physikalische Eigenschaften (Haptik, Optik, Festigkeit, Kratzbeständigkeit u. a.) auf.
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Wie weiter unten beschrieben ist, ist es möglich, die unterschiedliche Aushärtegeschwindigkeit durch einen Temperaturgradienten zu erreichen und/oder zu unterstützen. In einer bevorzugten Variante des Verfahrens ist daher vorgesehen, dass zumindest eine Oberfläche des Verbundwerkstoffs an der Grenzfläche zwischen Gießform und Verbundwerkstoff durch mit Energie beaufschlagt wird. Bevorzugt entsteht dadurch ein Energiegradient in Richtung des Verbundwerkstoffkerns, der in einen Gradienten in der Aushärtegeschwindigkeit bzw. Polymerisationsgeschwindigkeit des Bindemittels in Richtung des Kerns des Verbundwerkstoffs bewirkt. Bei der Energie, mit der der Verbundwerkstoff beaufschlagt wird kann es sich beispielsweise um Wärmeenergie bzw. thermische Energie, UV-Licht, andere energiereiche Wellen, energiereiche Teilchen wie z. B. beschleunigte Elektronen oder andere handeln.
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Die Herstellung kann beispielsweise in einem Batchprozess derart erfolgen, indem zunächst eine Gießmasse mit höherer Konzentration an Härter und/oder Beschleuniger erzeugt wird, die je nach Viskosität durch Sprühen, Walzen, Streichen, Tauchen, Schleudern, Gießen auf die Fläche der Form aufgebracht wird. Nachfolgend kann diese Schicht mit der restlichen Gießmasse mit anderer Konzentration von Härter und/oder Beschleuniger oder Verzögerer eingebracht werden und das System aushärten. Nach der Entnahme des Verbundwerkstoffs erfolgt im gesamten Verbundwerkstoff eine Polymerisation bis zur Aushärtung (Glasphase), so dass die äußere Schicht bezüglich der Zusammensetzung der Füllstoffe und des Binders identisch wie das Innere des Verbundwerkstoffs ist.
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Alternativ kann beim maschinellen Gießen die Konzentration von Härter und/oder Beschleuniger während des Gießprozesses über Dosierpumpen stufenlos verstellt werden.
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Die Ausbildung eines Gradienten von Härter und/oder Beschleuniger kann dann diffusionsgesteuert erfolgen.
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Ein weiterer wesentlicher Aspekt der Erfindung ist die Verwendung eines wie oben beschriebenen Verbundwerkstoffs für ein Formteil gemäß Anspruch 15. Bei einem diesen Verbundwerkstoff umfassenden Formteil kann es sich beispielsweise um Produkte zur Verwendung im Sanitärbereich (Sanitärprodukte), Küchenspülen, Kacheln, Fliesen, Bauelemente und ähnliche handeln.
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Weiter ist bevorzugt, dass es sich bei dem Formteil um ein Sanitärprodukt handelt. Besonders bevorzugt ist, dass es sich bei dem Formteil um einen Waschtisch, eine Duschtasse oder eine Badewanne handelt.
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Bei dem zur Herstellung eines wie oben beschriebenen Verbundwerkstoffs können verschiedene Bindemittel eingesetzt werden. Eines der möglichen und besonders geeigneten Bindemittel sind ungesättigte Polyesterharze (UP). Dabei handelt es sich um Gemische aus einem sogenannten Polyester-Prepolymer (polymerisationsfähige Oligomere) und einem vinylischem Monomer. Das Polyester-Prepolymer kann beispielsweise ein Kondensationsprodukt von mehrwertigen Alkoholen mit Polycarbonsäuren in Form linearer Polyesterketten sein. Als Monomer wird bevorzugt Styrol eingesetzt (so dass sogenannte Orthoharze entstehen) oder beispielsweise auch α-Methylstyrol, Acryl-, Methacrylsäureester (MMA), Di-allyl-phthalat verwendet werden. Insbesondere die unter Verwendung von MMA hergestellten Polyesterharze (sogenannte ISO NPG Harze) finden bei der Fertigung von Formteilen mit GFK Formen Anwendung.
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Wie bereits erwähnt, können durch die Auswahl der geeigneten Ausgangskomponenten die Eigenschaften eines jeweiligen ungesättigten Polyestersystems den gewünschten Spezifikationen in großer Variationsbreite angepasst werden. Dabei weisen Polymere mit längeren und weniger verzweigten Molekülteilen zwischen den funktionellen Gruppen üblicherweise eine höhere Elastizität auf. Das resultierende Endprodukt wird weicher und damit resistenter gegen Bruch. Demgegenüber bewirkt eine erhöhte Härterkonzentration in (dem Bereich) der Oberfläche des Formteils eine stärkere Vernetzung des Polymers und damit eine erhöhte Abriebfestigkeit. Die Kombination aus einer harten Oberfläche auf einen Substrat geringeren E-Moduls bewirkt insgesamt ein geringeres Ausmaß an Chipping.
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Demgegenüber werden Arcrylharze vorwiegend bei der Fertigung von Formteilen mit temperierbaren Metallformen eingesetzt. Ein Vorteil von Acrylharzen gegenüber Polyesterbindemitteln kann in Abhängigkeit von den gewünschten Anwendungen in verbesserten mechanischen Eigenschaften liegen.
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Gemeinsam haben beide Bindemittelsysteme, dass sie über eine radikalische Polymerisation vernetzt werden und aushärten. Die radikalische Polymerisation kann durch Zugabe von Härtemitteln (und evtl. zusätzlich einem Katalysator), erhöhter Temperatur und/oder einem Initiator (Radikalstarter) ausgelöst werden. Radikalstarter können wiederum durch bestimmte äußere Einflüsse wie z. B. bei Photoinitiatoren durch (UV-)Licht in die als Radikalstarter fungierende Radikalform überführt werden. Diese chemischen Hintergründe der Initiierung, des Verlaufs und des Abbruchs der radikalischen Polymerisation sind gut bekannt und in der Literatur beschrieben.
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Zur Aushärtung/Polymerisation von Polyesterharzen werden oft organische Peroxide bzw. Hydroperoxide (Dibenzoylperoxid, Cyclohexanonperoxid, Methylethylketonperoxid u. a.) verwendet, die photochemisch unter UV-Licht mittels Verwendung eines Photoinitiators (z. B. Derivate des Benzoins sowie des Aceto- und Benzophenons) aktiviert werden. Soll wie bei UP-Harzen oft üblich die Härtung bei Raumtemperatur erfolgen, kann es notwendig sein, sogenannte Beschleuniger zum ungesättigten Polyestersystem zuzusetzen, da ansonsten entweder keine Härtung erfolgt oder die Aushärtezeit Tage bis Wochen in Anspruch nehmen kann. Als Beschleuniger in UP-Harzsystemen können beispielsweise Dibenzoylperoxid und ein tertiäres Amin oder Cyclohexanonperoxid und Cobaltoctoat verwendet werden. Üblicherweise werden bei der Herstellung von Formteilen aus Polyesterharzen Systeme aus organischen Peroxiden und cobalthaltigen Beschleunigern verwendet, da mittels dieser eine längere Gelzeit und verlangsamte Aushärtung eingestellt werden kann.
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Acrylharze können im Gegensatz zu Polyesterharzen meist durch eine radikalische Polymerisation der Monomere im Beisein von organischen Peroxiden erfolgen, die alleine durch die temperaturgesteuerte Zersetzung der Peroxide gesteuert wird. Dazu werden thermisch labile Peroxide eingesetzt, die oberhalb einer deutlich über der Umgebungstemperatur liegenden Temperatur zerfallen und die Polymerisation initiieren. Durch die exotherme Polymerisation wird der thermische Zerfall der Peroxide kontinuierlich (bis zur vollständigen Zersetzung) aufrecht gehalten. Um die Polymerisationsgeschwindigkeit konstant zu halten, ist eine genaue Temperaturkontrolle und evtl. sogar eine Kühlung der Gussform notwendig. Daher sind bei der Polymerisation von Arcrylharzen thermisch leitende (z. B. Metall-)Formen erforderlich, die sowohl Beheizbar als auch kühlbar sind.
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Zur Herstellung eines Verbundwerkstoffs mit organischem Bindemittel, beispielsweise Polyester-Harz wird die fließfähige Rohmasse, die Füllstoffe und Bindemittel umfasst, in die Gussform überführt und bis zum Erreichen des Gelpunktes polymerisieren gelassen. Ist der Polymerisationsgrad bis zu dem Gelpunkt oder einem Grad oberhalb des Gelpunktes fortgeschritten, ist die zuvor fließfähige Mischung nicht mehr fließfähig und gießbar und eine Sedimentation von (Füllstoff-)Partikeln wird unterbunden. Anschließend erfolgt das sogenannte Ansteifen. Dazu wird der Verbundwerkstoff so lange in der Gießform belassen, bis er ohne Rissbildung aus der Form entfernt werden kann. Die Aushärtung ist zu diesem Zeitpunkt noch nicht vollständig abgeschlossen, so dass der Verbundwerkstoff noch in sich elastisch verformbar ist. Erst anschließend erfolgt (bevorzugt außerhalb der Gießform) das finale Aushärten. Dazu wird der Verbundwerkstoff üblicherweise für mehrere Stunden (z. B. 4–5 h) bei erhöhten Temperaturen (z. B. ca. 80°C) gehalten.
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Der oben geschilderte Aushärtungsprozess wird bei der Fertigung von Verbundwerkstoffen bzw. Formteilen aus Füllstoff und Polyester vorrangig über die Zugabe von Härter und Beschleuniger gesteuert. Durch eine genau gesteuerte Zugabe von Beschleuniger und Härter ist es bei gegebener Temperatur möglich, einen Zeitrahmen zu bilden, der so bemessen ist, dass die Mischung der Komponenten im fließfähigen Stadium in die Form gefüllt werden kann, aber der Gelpunkt nach dem Einfüllen in die Gießform schnell erreicht wird. Dies ist gewünscht, um eine Sedimentation der Füllstoffe in der Gießform zu vermeiden und außerdem die Gießform nur eine möglichst kurze Zeit zur Herstellung eines Verbundwerkstoffs zu nutzen. So kann die Gießform nach einer relativ kurzen Aushärtephase wieder in den Produktionszyklus zurückgeführt werden. Die sogenannte Topfzeit kann so möglichst kurz gehalten werden, was zur Effizienzsteigerung genutzt werden kann. Außerdem ist eine kurze Aushärtephase auch vor dem Hintergrund vorteilhaft, dass bei der abschließenden Polymerisierung eine Volumenreduzierung (ca. 0,5–2% (Vol.-%)) stattfindet, die dazu führen kann, dass im Verbundwerkstoff starke Spannungen entstehen können. Insbesondere beim Entnehmen eines vollständig ausgehärteten Verbundwerkstoffs aus der Gießform besteht daher die Gefahr von Rissen, Brüchen oder anderen Beschädigungen. Da der Verbundwerkstoff in der Gelphase und vor der Glasphase zwar formstabil, aber noch elastisch verformbar ist, ist in diesem Zustand die Entnahme aus der Gießform besonders einfach und bei minimierter Gefahr von Beschädigungen des Verbundwerkstoffs möglich.
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Das Entnehmen des Verbundwerkstoffs aus der Gießform kann durch den Kontakt mit Luftsauerstoff eine Unterbrechung des Polymerisationsprozesses hervorrufen. Um dies zu vermeiden ist bekannt, dass durch Seitenketten am Polymer der Zugang von Sauerstoff verhindert werden kann. Auch die Zugabe bestimmter Additive, z. B. Fettsäuren, die einen Oberflächenfilm bilden, ist bekannt. Außerdem ist das Aushärten unter Schutzgas bekannt. Dies hat allerdings den Nachteil, dass sich ein Zwischenraum zwischen Gießformoberfläche und Verbundwerkstoffoberfläche ausbilden kann und die noch nicht vollständig ausgehärteten Bindemittelkomponenten nicht mehr durch die Oberflächenspannung an der Gießformoberfläche gehalten werden. Dem zu Folge können sich die noch weichen Bindemittelanteile in das Innere des Verbundwerkstoffs (die Zwischenräume zwischen den Füllstoffpartikeln) zurückziehen, so dass die Rautiefe der Oberfläche erhöht und damit der Glanz des Verbundwerkstoffs reduziert wird. Aus dem Stand der Technik ist bekannt, das dieser Nachteil kostenaufwändig durch den Einsatz von Schutzgas vermieden oder reduziert werden kann.
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Überraschend wurde festgestellt, dass dieser Effekt dadurch behoben werden kann, indem durch eine gezielte Härtemittelzugabe die Aushärtung in verschiedenen Verbundwerkstofftiefen unterschiedlich schnell abläuft. Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, dass eine dünne Schicht an der Grenzfläche Gießform/Gießmasse bereits in der Gießform vollkommen aushärtet (d. h. bis zur Glasphase, in der > 60% des Monomers bereits polymerisiert sind). Bevorzugt wird dazu das Härtemittel mit einem Konzentrationsgradienten in den Verbundwerkstoff eingebracht, der durch eine hohe Härterkonzentration an der Oberfläche eine rasche und eine geringere Härterkonzentration in tieferen Schichten eine langsamere Polymerisation hervorruft. So kann gewährleistet werden, dass der Verbundwerkstoffkern elastisch bleibt und dennoch eine glänzende Oberfläche mit geringer Rauheit aufweist.
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Folgendes Beispiel zeigt an Hand einer Parameteranalyse die Auswirkungen verschiedener Härterkonzentrationen auf die bis zum Aushärten notwendige Zeit. Diese wurde als die Zeit ermittelt, nach der es nicht mehr möglich ist mit einem Holzstäbchen in das polymerisierte Material einzudringen. Im vergleichbaren technischen Prozess entspricht dies dem Zustand der Gießmasse, in dem sie üblicherweise aus der Gießform entnommen wird.
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Verwendet wurde eine wie oben beschriebene Füllstoffmischung. Diese machte 70 Gew.-% der Gießmasse aus. 30 Gew.-% bestanden aus Polylite ISO NPG Harz. Es wurden ein Cobaltbeschleuniger und ein flüssiger Härter auf Basis eines Peroxids verwendet. Das Mischen erfolgte durch Rühren. Die Proben, die bei höheren Temperaturen ausgehärtet wurden, kamen ca. eine Minute nach Einrühren des Härters in einen vorgeheizten Wärmeschrank.
| Nr. | Härter [g] | Beschleuniger [g] | Temperatur [°C] | Aushärtezeit [min] |
| 1 | 0,30 | 0,6 | 20 | 10 |
| 2 | 0,60 | 0,6 | 20 | 8,5 |
| 3 | 1,20 | 0,6 | 20 | 7 |
| | | | | |
| 4 | 0,30 | 0,15 | 20 | 18 |
| 5 | 0,30 | 0,3 | 20 | 14 |
| 6 | 0,30 | 0,6 | 20 | 10 |
| | | | | |
| 7 | 0,30 | 0,6 | 20 | 10 |
| 8 | 0,30 | 0,6 | 40 | 8 |
| 9 | 0,30 | 0,6 | 60 | 6 |
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Wie aus den in obiger Tabelle gezeigten Beispielen ersichtlich ist, ist es möglich, dass durch Veränderung der Temperatur und/oder der Konzentration des Härtemittels (Härter) und/oder des Beschleunigers die Reaktionszeit um einen Faktor von 3 oder mehr variiert werden kann.
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Diese Eigenschaft kann dazu genutzt werden, durch wenigstens 2 unterschiedliche Konzentrationen an Härtemittel und/oder Beschleuniger, erfindungsgemäß allerdings einem Gradienten, dieser Komponente(n) über die Materialstärke des Verbundwerkstoffs die Polymerisation so zu steuern, dass die Gießmasse an der Grenzfläche Gießform/Gießmasse schneller polymerisiert als im Kern der Gießmasse. Dadurch erreicht man, dass die Verbundwerkstoffoberfläche an der Grenzfläche Gießform/Gießmasse schneller aushärtet (bzw. in die Glasphase eintritt) als das im Inneren des Verbundwerkstoffs befindliches Material, da dort die Konzentration an Härter und/oder Beschleuniger geringer ist als an der Oberfläche.
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Es ist weiterhin möglich den Konzentrationsgradienten auf die Temperatur des Prozesses anzupassen. Außerdem ist es auch möglich die Temperatur als Gradienten einzustellen und zu nutzen. Dies könnte z. B. durch einseitige Erwärmung der Gießform durch Strahlung, Konvektion, Mikrowellenstrahlung, Beheizung oder eine vorgewärmte Gießform erfolgen. Außerdem ist es möglich einen derartigen Gradienten nicht nur ausgehend von einer Oberfläche z. B. der Sichtseite des Verbundwerkstoffs auszubilden, sondern ausgehend von Sichtseite und Rückseite auszubilden. Ebenfalls ist es möglich, die Polymerisation im Inneren des Formteils gegenüber den Grenzflächen Gießform/Gießmasse durch die Zugabe eines Verzögerers zu verlangsamen. Derartige Verzögerer sind aus dem Stand der Technik bekannt und werden z. B. dann eingesetzt, wenn die Temperatur an der Produktionsstätte zu hoch wird und somit bereits schnell ein Übergang in die Gelphase zu erwarten ist und dadurch nicht mehr genügend Zeit für das Füllen der Form bleibt. Außerdem könnte die unterschiedlich schnelle Polymerisation durch die Wahl eines anderen Härters oder Beschleunigers erfolgen, der gegenüber dem Kern des Formteils eine beschleunigte Polymerisation hervorruft. Diese Komponenten können auch additiv zu der Konzentration von Härter und Beschleuniger in der Gießmasse im Bereich der Oberfläche zugefügt werden. Einige mögliche Beispiele sind in den folgenden Schemata dargestellt.
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Schema 1a zeigt einen Aufbau eines Verbundwerkstoffs, bei dem die Beschleunigerkonzentration immer gleich ist, aber die Härterkonzentration in den Oberflächenschichten höher als im Zentrum ist. Schema 1a
| Form |
| Konz 1 Härter (> Konz 2 Härter)
Konz 1 Beschleuniger (= Konz 2 Beschleuniger) |
| Konz 2 Härter (< Konz 1 Härter)
Konz 2 Beschleuniger (= Konz 1 Beschleuniger) |
| Konz 1 Härter > Konz 2 Härter
Konz 1 Beschleuniger (= Konz 2 Beschleuniger) |
| Form |
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Schema 1b zeigt einen Aufbau eines Verbundwerkstoffs, bei dem die Beschleunigerkonzentration immer gleich ist, aber die Härterkonzentration in einer Oberflächenschicht höher als in übrigen Bereichen ist. Dadurch entsteht ein Verbundwerkstoff, der lediglich auf einer (beispielsweise der späteren Sichtseite) die oben beschriebenen vorteilhaften Oberflächeneigenschaften aufweist. Schema 1b
| Form |
| Konz 1 Härter (> Konz 2 Härter)
Konz 1 Beschleuniger (= Konz 2 Beschleuniger) |
| Konz 2 Härter (< Konz 1 Härter)
Konz 2 Beschleuniger (= Konz 1 Beschleuniger) |
| Form |
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Schema 2 zeigt einen Aufbau eines Verbundwerkstoffs, bei dem die Härterkonzentration immer gleich ist, aber die Beschleunigerkonzentration in den Oberflächenschichten höher als im Zentrum ist. Schema 2
| Form |
| Konz 1 Härter (= Konz 2 Härter)
Konz 1 Beschleuniger (> Konz 2 Beschleuniger) |
| Konz 2 Härter (= Konz 1 Härter)
Konz 2 Beschleuniger (< Konz 1 Beschleuniger) |
| Konz 1 Härter (= Konz 2 Härter)
Konz 1 Beschleuniger (> Konz 2 Beschleuniger) |
| Form |
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Analog zu der in Schema 1b dargestellten Ausführungsform ist es auch bei der in Schema 2 dargestellten Variante möglich, dass lediglich einseitig die Oberflächenmodifizierung durch eine erhöhte Beschleunigerkonzentration gegenüber dem Zentrum vorgenommen wird.
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Schema 3 zeigt einen Aufbau eines Verbundwerkstoffs, bei dem sowohl die Härterkonzentration als auch die Beschleunigerkonzentration in den Oberflächenschichten immer gleich ist, der im Zentrum jedoch zusätzlich einen Verzögerer enthält. Auch hier ist es möglich, den Aufbau analog Schema 1b nicht spiegelsymmetrisch zum Zentrum aufzubauen, sondern lediglich eine Oberfläche entsprechend den obigen Ausführungen auszubilden. Diese Ausführungsform ist wie auch die in 1b gezeigte besonders einfach zu realisieren, da lediglich der Verzögerer einseitig eingebracht werden muss. Schema 3
| Form |
| Konz 1 Härter (= Konz 2 Härter)
Konz 1 Beschleuniger (= Konz 2 Beschleuniger) |
| Konz 2 Härter (= Konz 1 Härter)
Konz 2 Beschleuniger (= Konz 1 Beschleuniger)
Konz 2 Verzögerer (> Konz 1 Verzögerer) |
| Konz 1 Härter (= Konz 2 Härter)
Konz 1 Beschleuniger (= Konz 2 Beschleuniger) |
| Form |
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Die schnellere Polymerisation der Oberfläche des Verbundwerkstoffs an der Grenzfläche Gießform/Gießmasse gegenüber dem Kern des Verbundwerkstoffs führt zu einer sehr dünnen, ausgehärteten, harten und glänzenden Schicht, wohingegen der innenliegende Kern des Verbundwerkstoffs sich noch in der Gel-Phase befindet und damit verformbar bleibt. Das Schrumpfen des Verbundwerkstoffs aufgrund fortschreitender Polymerisation führt aufgrund des insgesamt geringen Polymerisationsgrades zum Zeitpunkt der Entnahme aus der Gießform noch nicht zu signifikanten Spannungen, die dazu führen würden, dass der Verbundwerkstoff bei der Entnahme beschädigt werden würde. Außerdem bleibt es möglich den Kontakt zwischen der Gießmasse und der Gießformoberfläche lange aufrecht zu erhalten und so unerwünschte Rauheit durch zurückziehen von nicht polymerisiertem Bindemittel zu verhindern.