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Die Erfindung betrifft eine gießfähige Masse, bezeichnet
als Gießmasse
zur Herstellung von Formen, Modellen, oder Gegenständen mittels
Tiefziehformen oder dergleichen.
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Gießmassen, bestehend aus einer
Pulverkomponente und einer flüssigen
Komponente, nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs sind prinzipiell bekannt.
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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 nach dem 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.
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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.
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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.
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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.
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Diese Aufgaben werden mit den in
den Ansprüchen
1 und umfassten Merkmalen gelöst.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen und
Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Massen sind in den weiteren
Ansprüchen
umfasst.
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Des weiteren ist die Gießmasse aufgrund
ihrer toxikologischen Unbedenklichkeit auch für die Verwendung durch Kinder
geeignet.
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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.
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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.
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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.
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Die Konsistenz der erfindungsgemäßen Gießmasse ist
bei Raumtemperatur flüssig
bis zähflüssig, je
nach Wunsch und bevorzugter Anwendung oder Art und Gestalt der verwendeten
Gießformen.
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Um den Gegenstand der Erfindung näher zu beschreiben
sind im nachfolgenden ein Rahmenbeispiel sowie einige Rezepturbeispiele
angeführt.
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Rahmenrezeptur (Trockenmasse)
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- 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
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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.
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Rezepturbeispiel 1;
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- 90 Gew.- % synthetisches Gipspulver
- 10 Gew.- % Mikrohohlkugel
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gießfähig angemengt mit Wasser
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Rezepturbeispiel 2;
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- 85 Gew.- % Gipspulver
- 15 Gew.- % Mikrohohlkugeln
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gießfähig angemengt mit Wasser
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Rezepturbeispiel 3
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- 83 Gew.- % Gipspulver
- 13 Gew.- % Gemisch aus Mikrohohlkugeln und Perlit
- 4 Gew.- % Cellulosepulver
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gießfähig angemengt mit Wasser
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Rezepturbeispiel 4
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- 83 Gew.- % Gipspulver
- 13 Gew.- % Gemisch aus Mikrohohlkugeln und Perlit
- 4 Gew.- % Farbmittel
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gießfähig angemengt mit Wasser
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Rezepturbeispiel 5
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- 86 Gew.- % Gipspulver
- 13 Gew.- % Gemisch aus Mikrohohlkugeln
- 1 Gew.- % Glycerin
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gießfähig angemengt mit Wasser
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Bei 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 CaCO3 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.
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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.
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Es besteht die Möglichkeit, durch den Zusatz von
Cellulosepulver den mit der Gießmasse
gefertigten Formen und Objekten einen papierartigen Charakter zu
verleihen.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Unterschiedlich eingefärbte Gießmassen können zudem
beliebig miteinander vermengt oder vermischt werden, wodurch Marmorierungseffekte erzielt
werden können.
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Natürlich geht beim Einsatz von
Farbmitteln in den Gießmassen
der Weisheitsgrad oder besser die Farbbrillanz verloren.
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Als Netzmittel können Polyethylenglycol oder
Glycerin eingesetzt werden.
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Anwendungsbeispiel zur Herstellung
von Formen und Objekten in Tiefziehformen.
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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.
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Die endgültige Festigkeit der Formen,
Gestalten oder Kunstwerke ist nach ca. 24 Stunden bei Raumtemperatur
erreicht.
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Die Verarbeitungszeit einer mit Wasser
angemischten Gießpulvers
liegt zwischen 15 und 20 Minuten.
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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.
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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.
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Eine weitere Verwendung der Gießmasse liegt
in der Herstellung von Formen und Objekten, die nach dem Durchhärten als
Basis für
Schnitzarbeiten dienen.