DE10234829A1

DE10234829A1 - Gießfähige Masse sowie deren Verwendung

Info

Publication number: DE10234829A1
Application number: DE2002134829
Authority: DE
Inventors: Heidi Dr. Hummel; Marion Baumann; Karin Röder
Original assignee: JS Staedtler GmbH and Co KG
Current assignee: JS Staedtler GmbH and Co KG
Priority date: 2002-07-31
Filing date: 2002-07-31
Publication date: 2004-02-19
Anticipated expiration: 2022-08-01
Also published as: DE10234829B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Gießmasse, bestehend aus Gipspulver, Wasser sowie mindestens einem weiteren Zusatzstoff, wobei die Masse mindestens einen Leichtfüllstoff aufweist. DOLLAR A Verwendung findet die Gießmasse in der Herstellung von Formen und Objekten, deren Gestalt durch Gießformen wie beispielsweise Tiefziehformen vorgegeben ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine gießfähige Masse, bezeichnet als Gießmasse, sowie deren Verwendung zum Herstellen von Formen, Modellen, oder Gegenständen mittels Tiefziehformen oder dergleichen.

Gießmassen, bestehend aus einer Pulverkomponente und einer flüssigen Komponente, nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs sind prinzipiell bekannt.

So sind beispielsweise Gießmassen auf der Basis von Gipspulver mit Wasser als flüssige Komponente bekannt. Eingesetzt werden häufig sehr feinpulvrige Gipstypen. Eine damit zubereitet Gießmasse ergibt sich, indem beispielsweise 100g Wasser mit etwa 400g synthetischem Gips vermengt werden. Formen und Objekte, welche mit diesen Gießmassen hergestellt werden, können nach ca. 30 bis 60 Minuten entformt werden. Bis mit derartigen Gießmassen hergestellte Formen oder Objekte entformbar sind, muss die Masse nachdem Vergießen abbinden und danach durchhärten sprich trocknen. Das Abbinden sollte bei Raumtemperatur erfolgen, während das Trocknen bei Raumtemperatur oder bei erhöhter Temperatur im Backofen erfolgen kann.

Nachteilig bei einer derartigen Gießmasse ist es, dass aufgrund der hohen Dichte des Gipspulvers auch nach dem Trocknen die Endprodukte sehr schwer sind und beispielsweise daraus hergestellter Wandschmuck schlecht bzw. schwer aufgehängt werden kann, vor allem wenn große Formen und Objekte hergestellt werden. Das hohe Gewicht der Objekte resultiert aus einer bei ca. 2,0g/cm³ liegenden Dichte. Ähnlich verhält es sich bei Christbaumschmuck, welcher aufgrund seiner hohen Dichte zu schwer für kleine Äste ist. Als weiteres Beispiel sei das Beispiel eines mit einer Gießmasse nach dem Stand der Technik gegossenen Kopfes für eine Handpuppe oder Fingerpuppe angeführt. Solche Puppenköpfe sind sehr schwer und damit für den Puppenspieler schwer handhabbar, was schnell zur Verkrampfung der Hände führt.

Aufgabe der Erfindung ist es daher eine Gießmasse zu schaffen, die es ermöglicht Formen und Objekte zu schaffen, die eine Dichte unter 1,3g/cm³ aufweisen und damit die eingangs beschriebenen Nachteile nicht aufweist und als eine leichte Gießmasse zu bezeichnen ist.

Weiter ist es Aufgabe der Erfindung, dass die mit der Gießmasse hergestellten Formen oder Objekte nach dem Trocknen glatte Oberflächen, hohen Weißheitsgrad bei nicht eingefärbten Massen, gute Entformbarkeit, gute Bemalbarkeit, gute mechanische Bearbeitbarkeit aufweisen und zudem scharfe Konturen gestaltet werden können. Allerdings ist die Bruchfestigkeit etwas niedriger als bei herkömmlichen Gießmassen, was den Vorteil bietet, dass die erfindungsgemäße Masse zum Schnitzen, ähnlich YTONG, vorzüglich geeignet ist.

Diese Aufgaben werden mit den in den Ansprüchen 1 und umfassten Merkmalen gelöst.

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

Des weiteren ist die Gießmasse aufgrund ihrer toxikologischen Unbedenklichkeit auch für die Verwendung durch Kinder geeignet.

Vorteile der erfindungsgemäßen Gießmasse ist die Leichtigkeit der mit ihr hergestellten Formen und Objekte aufgrund einer Dichte unter 1,3 g/cm³, vorzugsweise unter 1,0 g/cm³. Diese niedrigere Dichte wird durch den Zusatz von leichtem Füllstoffen erreicht.

Damit ist die Dichte der mit der erfindungsgemäßen Gießmasse hergestellten Formen oder Objekte geringer als die Dichte von Wasser. Sind die Oberflächen der Formen imprägniert oder mit Lack versiegelt, dann sind die gestalteten Formen auch langzeitig in Wasser schwimmfähig.

Bei den erfindungsgemäßen Gießmassen verlängert sich die Abbinde- und Trockenzeit, da erfindungsgemäße Gießmasse, welche leichten Füllstoff enthält, mit etwas mehr Wasser angesetzt wird, als Gießmassen ohne Füllstoffe. So werden bei Massen nach dem Stand der Technik 1 Teil Wasser mit 4 Teilen Pulver vermengt, während bei der erfindungsgemäßen Gießmasse 1 Teil Wasser mit 2,5 Teilen Pulver vermengt werden.

Die Konsistenz der erfindungsgemäßen Gießmasse ist bei Raumtemperatur flüssig bis zähflüssig, je nach Wunsch und bevorzugter Anwendung oder Art und Gestalt der verwendeten Gießformen.

Um den Gegenstand der Erfindung näher zu beschreiben sind im nachfolgenden ein Rahmenbeispiel sowie einige Rezepturbeispiele angeführt.

Rahmenrezeptur (Trockenmasse)

80 – 90 Gew.% Gipspulver
10 – 15 Gew.% leichter Füllstoff
0 – 5 Gew.% Cellulosepulver
0 – 5 Gew.% Farbmittel
0 – 5 Gew.% konventionelle Füllstoffe
0 – 2 Gew.% Netzmittel

Um die Trockenmasse in den gebrauchsfähig Zustand zu versetzen, wird Wasser zugesetzt und eingemischt bis die gewünschte Viskosität erreicht ist, indem beispielsweise 1 Teil Wasser und 2,5 Teile Gießpulver angemischt werden.

Rezepturbeispiel 1;

90 Gew.-% synthetisches Gipspulver
10 Gew.-% Mikrohohlkugeln
gießfähig angemengt mit Wasser

Rezepturbeispiel 2;

85 Gew.-% Gipspulver
15 Gew.-% Mikrohohlkugeln
gießfähig angemengt mit Wasser

Rezepturbeispiel 3

83 Gew.-% Gipspulver
13 Gew.-% Gemisch aus Mikrohohlkugeln und Perlit
4 Gew.-% Cellulosepulver
gießfähig angemengt mit Wasser

Rezepturbeispiel 4

83 Gew.-% Gipspulver
13 Gew.-% Gemisch aus Mikrohohlkugeln und Perlit
4 Gew.-% Farbmittel
gießfähig angemengt mit Wasser

Rezepturbeispiel 5

86 Gew.-% Gipspulver
13 Gew.-% Gemisch aus Mikrohohlkugeln
1 Gew.-% Glycerin
gießfähig angemengt mit Wasser

Sei den in den Beispielen eingesetzten leichten Füllstoffen handelt es sich um Mikrohohlkugeln oder weiteren Leichtfüllstoffen, wie Perlit in Form von Ergussgesteinen, wie beispielsweise Bimsstein, einem gasreich und schaumig erstarrten Gesteinsglas oder einem Gemisch dieser Substanzen. Bei den Mikrohohlkugeln kann es sich um hohle Glas-, Quarz-, Keramik- und/oder um hohle Polymerkügelchen handeln, wobei die Polymerkügelchen auch in expandierter Form vorliegen können. Die Polymerhohlkugeln können beispielsweise mit Silan oder CaCos beschichtet sein. Der Durchmesser handelsüblicher Mikrohohlkugeln liegt üblicherweise in einem Bereich von 10 bis 50 μm. Die Dichte von Polymerhohlkugeln liegt im Bereich von 0,02 bis 0,13 g/cm³. Die Dichte von Hohlkugeln aus Glas, Quarz und Keramik in einem Bereich von 0,15 bis 0,8 g/cm³ Durch den Einsatz derartiger Leichtfüllstoffe liegt die Dichte der mit der Gießmasse hergestellten Formen und Objekte in einem Bereich von 0,8 bis 1,3 g/cm³.

Als Gips kann sowohl natürlich vorkommender aber auch synthetischer Gips eingesetzt werden. Gut geeignet ist beispielsweise synthetischer Gips, welcher bei der Herstellung von Flusssäure anfällt.

Es besteht die Möglichkeit, durch den Zusatz von Cellulosepulver den mit der Gießmasse gefertigten Formen und Objekten einen papierartigen Charakter zu verleihen.

Ist der Gießmasse zuviel an leichten Füllstoffen zugesetzt, so leidet die Bruchfestigkeit der mit ihr hergestellten Gegenstände, da der feste Verbund der Gipspartikel als Gerüst nicht mehr gegeben oder gewährleistet ist.

Die mit einem Gehalt von 10 bis 15 Gew.% leichtem Füllstoff in der Gießmasse hergestellten Formen und Objekte können dann manuell oder maschinell mechanisch bearbeitet werden.

Weiter kann die Gesamtmischung neben den erwähnten Leichtfüllstoffen auch geringe Mengen konventionelle Füllstoffe, wie z.B. Kaolin, Kreide, Talkum, Metallglitter, Glitzerpulver und Glitzerplättchen oder Mischungen dieser Stoffe aufweisen um dadurch beispielsweise besondere optische Effekte zu erzielen.

Zum Abtönen der Gießmasse können als Farbmittel Pigmente und Farbstoffe eingesetzt werden. Als ein Beispiel unter vielen, seien Pigmente genannt, die in reiner Form, als Pulverpigmente eingesetzt werden können. Beispielhaft aus 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.

Unterschiedlich eingefärbte Gießmassen können zudem beliebig miteinander vermengt oder vermischt werden, wodurch Marmorierungseffekte erzielt werden können.

Natürlich geht beim Einsatz von Farbmitteln in den Gießmassen der Weisheitsgrad oder besser die Farbbrillanz verloren.

Als Netzmittel können Polyethylenglycol oder Glycerin eingesetzt werden.

Anwendungsbeispiel zur Herstellung von Formen und Objekten in Tiefziehformen.

Hierzu wird das Gießpulver, bestehend aus Gipspulver und leichtem Füllstoff gut gemischt bzw. homogenisiert. In 100 ml vorgelegtes Wasser werden 250g Gießpulver eingestreut und nach ca. 1 Minute Wartezeit eingemischt. Die damit erhaltene Gießmasse kann dann in auf einem Backblech oder dergleichen bereitgestellten Tiefziehformen eingefüllt werden. Es empfiehlt sich durch leichtes Aufklopfen der Tiefziehformen die vergossene Masse zu entlüften, d.h. eingeschlossene Luftblasen zu eliminieren. Danach ist es von Vorteil die Formen nicht mehr zu bewegen. Nach ca. 45 bis 60 Minuten Abbindezeit bei Zimmertemperatur werden die Tiefziehformen in einen auf 50°C vorgeheizten Backofen eingebracht. Nach weiteren 45–60 Minuten im Backofen hat sich die Gießmasse verbunden. Die noch warmen Formen sind noch nicht durchgehärtet. Sie können nun aus den Tiefziehformen entnommen werden.

Die endgültige Festigkeit der Formen, Gestalten oder Kunstwerke ist nach ca. 24 Stunden bei Raumtemperatur erreicht.

Die Verarbeitungszeit einer mit Wasser angemischten Gießpulvers liegt zwischen 15 und 20 Minuten.

Vergleicht man das im Stand der Technik beschriebene Gießpulver mit dem erfindungsgemäßen Gießpulver mit Leichtfüllstoff hinsichtlich der Ergiebigkeit, so stellt man fest, dass die Ergiebigkeit des erfindungsgemäßen Pulvers um fast 100% höher ist.

Verwendung findet die Gießmasse bei der Herstellung von Formen und Objekten deren Gestalt durch Gießformen wie beispielsweise Tiefziehformen vorgegeben ist, die die Masse aufgrund der Schwerkraft ausfüllt. Verwendet wird eine derartige Gießmasse zur Herstellung von Formen und Objekten deren Dichte kleiner 1,3 g/cm³ sein soll, damit beispielsweise auch größere Formen noch leicht an Wänden aufgehängt werden können.

Eine weitere Verwendung der Gießmasse liegt in der Herstellung von Formen und Objekten, die nach dem Durchhärten als Basis für Schnitzarbeiten dienen.

Claims

Gießmasse bestehend aus Gipspulver, Wasser sowie mindestens einem weiteren Zusatzstoff, dadurch gekennzeichnet, dass die Masse mindestens einen Leichtfüllstoff aufweist.
Gießmasse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehalt an Leichtfüllstoff in der Masse zwischen 10 und 15 Gew.-% liegt.
Gießmasse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Leichtfüllstoff Mikrohohlkugeln, Perlit, Bimsstein oder ein Gemisch dieser Substanzen ist.
Gießmasse nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die als Leichtfüllstoff eingesetzten Mikrohohlkugeln hohle Glas-, Quarz-, Keramik- oder hohle Polymerkügelchen sind.
Gießmasse nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass die hohlen Polymerkügelchen mit Silan oder CaCo3 beschichtet sind.
Gießmasse nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Masse aus 80 – 90 Gew.% Gipspulver, 10 – 15 Gew.% leichtem Füllstoff, 0 – 5 Gew.% Cellulosepulver, 0 – 5 Gew.% Farbmittel, 0 – 5 Gew.% konventionellem Füllstoff, 0 – 2 Gew.% Netzmittel mit Wasser angemengt zusammensetzt.
Gießmasse nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Masse als weiteren Zusatzstoff ein Farbmittel aufweist.
Gießmasse nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Masse als weiteren Zusatzstoff Cellulosepulver aufweist.
Verwendung einer Gießmasse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, zum Herstellen von Formen und Objekten deren Gestalt durch Gießformen wie beispielsweise Tiefziehformen vorgegeben ist.
Verwendung einer Gießmasse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, zum Herstellen von Formen und Objekten, die nach dem Durchhärten Basis für Schnitzarbeiten darstellen.
Verwendung einer Gießmasse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, zum Herstellen von Formen und Objekten deren Dichte kleiner 1,3 g/cm³ ist.