DE10201946B4

DE10201946B4 - Modelliermasse sowie deren Verwendung

Info

Publication number: DE10201946B4
Application number: DE10201946A
Authority: DE
Inventors: Heidi Dr. Hummel; Johann Breindl; Heinrich Schnorrer; Josef Eichhammer; Josef Schuster
Original assignee: JS Staedtler GmbH and Co KG
Current assignee: JS Staedtler GmbH and Co KG
Priority date: 2002-01-15
Filing date: 2002-01-15
Publication date: 2006-07-20
Anticipated expiration: 2022-01-16
Also published as: ATE389546T1; US20030131758A1; US6837924B2; EP1327533B1; DE50211916D1; EP1327533A3; DE10201946A1; EP1327533A2

Abstract

Schwimmfähige Modelliermasse für Kinder bestehend aus Bindemittel (BM), Füllstoff (FS), Farbmittel (FM) sowie ggf. weiteren Zusatzstoffen (ZS), wobei das Bindemittel (BM) auf Wachs- und Ölbasis aufgebaut ist
und wobei der Füllstoff (FS) im Wesentlichen ein Leichtfüllstoff (FSL) aus Mikrohohlkugeln ist
dadurch gekennzeichnet,
dass sich das Bindemittel (BM) aus festem Wachs (BM1), pastösem Wachs (BM2) und flüssigem Anteil (BM3) auf Wachs- und/oder Ölbasis zusammensetzt,
dass der Gehalt an Bindemittel (BM) in der Knetmasse zwischen 45 und 90 Gew.-% liegt,
dass die Masse einen Gehalt an Mikrohohlkugeln (FSL) von mindestens 15 Gew.-% aufweist
und dass ein Gehalt an weiteren Füllstoffen (FS2) von 10 Gew.-% nicht überschritten wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine schwimmfähige Modelliermasse für Kinder zur Herstellung von Formen, Modellen, oder Gegenständen.
Plastische Massen zum Formen und Modellieren sind prinzipiell bekannt.
So sind aus DE 297 20 344 U1 und US-PS 3,607,332 Industrieplastiline auf Wachsbasis bekannt, die für den Design-Modellbau in der Autoindustrie eingesetzt werden. Die dort beschriebenen leichten Modelliermassen bestehen aus Mineralien, Bindemitteln, Leichtfüllstoffen und Farbgebern und können bei Temperaturen über 50°C verarbeitet, beispielsweise extrudiert und anderweitig verformt werden und erzielen nach Abkühlung auf Raumtemperatur eine kerzenwachsähnliche Endhärte. Je weiter die Temperatur absinkt, desto starrer bzw. härter wird das aus der Masse gebildete Modell. Die so hergestellten formstabilen Modelle oder Vorformen können dann maschinell CNC gefräst oder manuell mit Kratzwerkzeugen weiter bearbeitet werden. Nachteilig ist, dass diese in der Industrie eingesetzten Massen keinen endgültigen Aggregatzustand besitzen und bei üblicher Raumtemperatur nicht knet- und/oder modellierbar sind und sich damit als Knetmasse für Kinder nicht eignen.
Weiterhin sind aus DE 40 08 980 C2 plastische Massen zum Kneten, Modellieren, Basteln und Dekorieren bekannt, die neben organischen Weichmachern und sonstigen Füllstoffen auch Bindemittel, Füllstoffe und/oder als weiteren Zusatz Polyalkylmethacrylat (PAMA), insbesondere Polymethylmethacrylat (PMMA), Polyethylmethacrylat (PEMA), Polypropylmethacrylat (PPMA) oder Polybutylmethacrylat (PBMA), enthalten sollen.
Nachteilig bei derartigen Knetmassen ist, dass diese organische Weichmacher beinhalten, deren Verwendung bei Knetmassen für Kinder und empfindlichen Personen vermieden werden sollen. Weiter ist es hierbei nachteilig, dass derartige Massen zwar bei Raumtemperatur knetbar sind, aber auch bei Raumtemperatur irreversibel aushärten und damit von Kinderhänden nicht mehr weiter bearbeitet werden können.
Aus der DE 24 24 451 A1 ist eine wachshaltige plastische Modelliermasse bekannt, welche keine Leichtfüllstoffe aufweist und aufgrund ihrer hohen Dichte nicht schwimmfähig ist.
JP 44007179B beschreibt eine Modelliermasse, welche eine hohe Beständigkeit und große Lagerstabilität aufweisen soll. Diese Masse weist neben Füllstoff und Kunststoffanteilen Petroleum-Produkte wie Paraffine, Vaseline und Leichtöl auf. Als nachteilig ist es anzusehen, dass die Masse nicht schwimmfähig ist und damit ein Spielen im Wasser nicht gegeben ist. Die Masse weist zudem Bestandteile wie Spindelöl auf, welches in der Regel starkt riecht und in Massen für Kinder keine Verwendung finden sollte.
Die SU 77 30 55 B beschreibt eine Gieß-, Form- oder Modelliermasse, welche mehrere Wachse aufweist. Als Nachteilig ist es bei dieser Schrift anzusehen, dass diese Masse nicht schwimmfähig ist.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Masse zum Basteln, Modellieren und Gestalten von Objekten zu schaffen, die die genannten Nachteile nicht aufweist und die insbesondere bei Raumtemperatur gut und leicht knetbar und bearbeitbar ist und bei normalen Bedingungen dauerelastisch bleibt und nicht aushärtet.
Weiter ist es Aufgabe der Erfindung, dass die erfindungsgemäße Knetmasse, welche bevorzugt für die Verwendung durch Kinder vorgesehen ist und daher auch frei von für Menschen bedenklichen Inhaltsstoffen ist. Zudem soll sie sich in Wasser nicht auflösen und schwimmfähig sein.
Diese Aufgaben werden mit den in den Ansprüchen 1 und 6 umfassten Merkmalen gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Massen sind in den weiteren Ansprüchen umfasst.
Die besonderen Vorteile der erfindungsgemäßen Massen liegen in der leichten Bearbeitbarkeit der Knetmasse mit bloßen Händen. Die Konsistenz der Knetmasse ist bei normaler Umgebungstemperatur annähernd konstant und härtet bei offener Lagerung auch über längere Zeiträume nicht aus. Erreicht wird diese Eigenschaft der Knetmasse durch den Einsatz von ausgewählten Arten und Mengen von Bindemitteln auf Wachs- und Ölbasis und mit unterschiedlicher Konsistenz.
Um der Knetmasse die gewünschte Weichheit zu erhalten, werden der festen Wachskomponente (BM1) eine pastöse Wachskomponente (BM2) und flüssige Wachs- und/oder Ölkomponenten (BM3) zugesetzt. Vorzugsweise enthält somit das Bindemittel in der erfindungsgemäßen Knetmasse mindestens zwei Gruppen von Wachsen unterschiedlicher Konsistenz.
Beispiele für feste Wachse (BM1) sind Mikrokristallines Wachs, Bienenwachs, Carnaubawachs, Paraffinwachs, Polyethylenwachs, Polypropylenwachs.
Ein Beispiel für ein halbfestes Wachs (BM2) bzw. Mineralfett ist Vaseline, ein halbfestes Paraffinwachs (Weichparaffin). Ein dickflüssiges Wachs (BM3) ist beispielsweise dickflüssiges Paraffin.
Alternativ zum dickflüssigen Wachs kann Weißöl (BM3) und/oder auch ein pflanzliches Öl (BM3) wie beispielsweise Olivenöl eingesetzt werden.
Den Bindemitteln (BM) können ggf. auch als weitere Zusätze (ZS) geringe Mengen Tenside, Glykole, Lösungsmittel, Konservierungsmittel und sonstige Substanzen enthalten.
Als Füllstoffe (FS) werden im Wesentlichen sogenannte Leichtfüllstoffe (FSL) eingesetzt. Hierbei handelt es sich um Mikrohohlkugeln aus Glas oder wasserbeständigen Kunststoffen. Um besondere Effekte oder Wirkungen zu erzielen können derartige Hohlkugeln mit Oberflächenbeschichtungen oder auch mit besonderen Füllungen versehen sein.
Je nach Gehalt derartiger Hohlkugeln kann eine gewünschte Dichte eingestellt werden. Diese kann vorteilhaft im Bereich von 0,3 bis 1,1 g/ml liegen. Auch die Größe von Handelsüblichen Hohlkugeln kann frei gewählt werden. Die Größe der Hohlkugeln liegt vorzugsweise im Bereich von 10 bis 400μm.
Weiter kann die Gesamtmischung neben den erwähnten Leichtfüllstoffen (FSL) auch Füllstoffe (FS2) wie z.B. Kaolin, Kreide, Talkum, Metallglitter, Glitzerpulver und Glitzerplättchen oder Mischungen dieser Stoffe aufweisen um dadurch beispielsweise besondere optische Effekte zu erzielen.
Der Anteil dieser anderen Füllstoffe (FS2) sollte jedoch 10 Gew.-% an der Gesamtmasse nicht überschreiten, damit die „Leichtigkeit" aufgrund geringer Dichte des Produktes nicht verloren geht und die gestalteten Objekte beispielsweise im Badewasser schwimmfähig bleiben. Damit können Modelliermasse geschaffen werden, die keine Kaoline, Talk und/oder Zinkstearate als sonstige Füllstoffe (FS2) aufweisen.
Als Farbmittel (FM) können Pigmente in reiner Form, als Pulverpigmente oder wässrige Pigmentpräparationen vorliegen. Als Auswahl einer Vielzahl von möglichen Farbpigmenten seien Pigment Yellow 1 (C.I. 11680), Pigment Red 112 (C.I. 12370) und Pigment Blue 15 (C.I. 74160) genannt.
Durch die Zugabe dieser Farbmittel erhält die Knete ein brillantes Aussehen.
Alternativ zu den Pigmenten ist es möglich, dass verlackte Lebensmittelfarbstoffe eingesetzt werden. Beispiele für verlackte Lebensmittelfarbstoffe sind Chinolingelb Lack E104, Indigotin Lack E 132 und Ponceau 4R Lack E 124. Es ist zu beachten, dass der Gehalt an Farbmitteln vorzugsweise einen Gehalt von 10 Gew.-% an der Gesamtmischung nicht überschreiten sollte. In diesem Bereich wird die Konsistenz durch die Zugabe von Farbmitteln (FM) nicht bzw. nicht maßgeblich verändert.
Unterschiedlich eingefärbte Knetmassen können zudem beliebig miteinander vermengt oder vermischt werden, wodurch Marmorierungseffekte erzielt werden.
Zweckmäßiger Weise sollten die verwendeten Farbmittel (FM) in der Knetmasse selbst nicht mehr wasserlöslich sein.

Die Erfindung soll anhand eines Rahmenbeispiel sowie einigen Rezepturbeispielen näher dargestellt werden. Rahmenbeispiel 1; Gesamtmischung der Knete

45–90 Gew.-%	Bindemittel (BM)
0–10 Gew.-%	Farbmittel (FM)
15–40 Gew.-%	Leichtfüllstoff (FSL)
0–20 Gew.-%	sonstige Füllstoffe (FS2)
0–5 Gew.-%	sonstige Zusätze (ZS)

Rahmenbeispiel 2; Mischung von Bindemittelkomponenten (BM)

25–85 Gew.-%	festes Wachs (BM1)
10–25 Gew.-%	pastöses Wachs (BM2)
4–15 Gew.-%	flüssiges Wachs und/oder Öl (BM3)

Rahmenbeispiel 3; Mischung des Bindemittels (BM)

20–60 Gew.-%	Mikrokristallines Wachs (BM1)
5–25 Gew.-%	Paraffinwachs (BM1)
10–25 Gew.-%	Vaseline (BM2)
4–15 Gew.-%	Weißöl (BM3)

Rezepturbeispiel 1 – gelbe Knete

Mikrokristallines Wachs (BM1)	39 Gew.-%
Paraffinwachs (BM1)	14 Gew.-%
Vaseline (BM2)	15 Gew.-%
Weißöl (BM3)	7 Gew.-%
Mikrohohlkugeln (FSL)	24 Gew.-%
Pigment Yellow 1(FM)	1 Gew.-%

Rezepturbeispiel 2 – rote Knete

Mikrokristallines Wachs (BM1)	28 Gew.-%
Paraffinwachs (BM1)	18 Gew.-%
Vaseline(BM2)	18 Gew.-%
Weißöl (BM3)	9 Gew.-%
Mikrohohlkugeln (FSL)	26 Gew.-%
Pigment Red 112 (FM)	1 Gew.-%

Rezepturbeispiel 3 – blaue Knete

Mikrokristallines Wachs (BM1)	52 Gew.-%
Paraffinwachs (BM1)	9 Gew.-%
Vaseline (BM2)	11 Gew.-%
Weißöl (BM3)	5 Gew.-%
Mikrohohlkugeln (FSL)	22 Gew.-%
Pigment Blue 15(FM)	1 Gew.-%

Rezepturbeispiel 4 – weiße Knete

Mikrokristallines Wachs (BM1)	39 Gew.-%
Paraffinwachs (BM1)	14 Gew.-%
Vaseline (BM2)	15 Gew.-%
Weißöl (BM3)	7 Gew.-%
Mikrohohlkugeln (FSL)	24 Gew.-%

Rezepturbeispiel 5 – Kombi Knete

Mikrokristallines Wachs (BM1)	36 Gew.-%
Paraffinwachs (BM1)	14 Gew.-%
Vaseline (BM2)	15 Gew.-%
Weißöl (BM3)	7 Gew.-%
Mikrohohlkugeln (FSL)	19 Gew.-%
Kaolin (FS2)	8 Gew.-%
Pigment Yellow 1(FM)	1 Gew.-%

Rezepturbeispiel 6 – gelbe Knete

Mikrokristallines Wachs (BM1)	55 Gew.-%
Bienenwachs (BM1)	11 Gew.-%
Vaseline (BM2)	14 Gew.-%
Paraffinöl (BM3)	4 Gew.-%
Mikrohohlkugeln (FSL)	16 Gew.-%
Chinolingelb Lack E104 (FM)	1 Gew.-%

Der Gehalt an leichtem Füllmaterial wie beispielsweise Mikrohohlkugeln (FSL) sollte vorzugsweise einen Gehalt von 15% Gew.-% nicht unterschreiten, damit sich die Knetmasse trocken anfühlt und eine geschmeidige Konsistenz bekommt, sowie eine ausreichende Formstabilität behält. Die geformten Objekte sind weich aber stabil und sind ggf. auch über Wochen in flüssigen Medien, wie kalten und warmen Wasser schwimmfähig.
Eine gewünschte Konsistenz der Knetmasse kann problemlos durch die Variation der verschiedenen Bindemittel zueinander und deren Anteile eingestellt werden.
Je nach Mischungsverhältnis der Bindemittelkomponenten, von flüssigen und pastösen Anteilen, unterscheiden sich die Eigenschaften der Knetmasse.
Ist der Anteil an flüssigen Bindemitteln (BM3), wie Weißöl hoch, so bildet sich während des Knetens ein Ölfilm auf den Händen. Ist hingegen der Anteil an pastösen Anteilen (BM2) hoch, und wird im Extremfall nur Vaseline eingesetzt, wirkt die Knetmasse sehr fettig und verliert zudem an Formstabilität.
Die Bestandteile Wachs, Vaseline und Öl sollen daher in einem ausgewogenen Verhältnis, auch zueinander vorliegen.
Die erfindungsgemäße Knetmasse eignet sich aufgrund geringer Dichte bestehender Leichtigkeit, eines warmen Gefühles beim Greifen und einer Umformbarkeit mit geringem Kraftaufwand, besonders auch zu therapeutischen Zwecken im medizinischen Bereich, speziell für Kinder aber auch für Erwachsene, um habtische Fähigkeiten zu trainieren bzw. nach Verletzungen, wie Frakturen, zum Rehabilitieren.
Die Modelliermasse wird von Kindern gerne als Spielknete zum Umformen und/oder Herstellen von Gegenständen verwendet.

Claims

Schwimmfähige Modelliermasse für Kinder bestehend aus Bindemittel (BM), Füllstoff (FS), Farbmittel (FM) sowie ggf. weiteren Zusatzstoffen (ZS), wobei das Bindemittel (BM) auf Wachs- und Ölbasis aufgebaut ist und wobei der Füllstoff (FS) im Wesentlichen ein Leichtfüllstoff (FSL) aus Mikrohohlkugeln ist dadurch gekennzeichnet, dass sich das Bindemittel (BM) aus festem Wachs (BM1), pastösem Wachs (BM2) und flüssigem Anteil (BM3) auf Wachs- und/oder Ölbasis zusammensetzt, dass der Gehalt an Bindemittel (BM) in der Knetmasse zwischen 45 und 90 Gew.-% liegt, dass die Masse einen Gehalt an Mikrohohlkugeln (FSL) von mindestens 15 Gew.-% aufweist und dass ein Gehalt an weiteren Füllstoffen (FS2) von 10 Gew.-% nicht überschritten wird.
Modelliermasse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Bindemittel aus 25–85 Gew.-% festem Wachs (BM1) 10–25 Gew.-% pastösem Wachs (BM2) 4–15 Gew.-% flüssigem Wachs und/oder Öl (BM3)

zusammensetzt.
Modelliermasse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Bindemittel aus 20–60 Gew.-% Mikrokristallines Wachs (BM1) 5–25 Gew.-% Paraffinwachs (BM1) 10–25 Gew.-% Vaseline (BM2) 4–15 Gew.-% Weißöl (BM3)

zusammensetzt.
Modelliermasse nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Masse aus 55–90 Gew.-% Bindemittel (BM1, BM2, BM3) 0–10 Gew.-% Farbmittel (FM) 15–40 Gew.-% Leichtfüllstoff (FSL) 0–20 Gew.-% sonstige Füllstoffe (FS2) 0–5 Gew.-% sonstige Zusätze (Z) zusammensetzt.
Modelliermasse nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie keine Kaoline, Talk und/oder Zinkstearate als sonstige Füllstoffe (FS2) aufweist
Verwendung einer Modelliermasse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, zu therapeutischen Zwecken im medizinischen Bereich, um habtische Fähigkeiten zum trainieren und zum rehabilitieren.