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Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen Patentanmeldung mit Eingangsnummer 61/613,208, die am 20. März 2012 eingereicht wurde und die hiermit durch Verweis in die Beschreibung dieser Patentanmeldung aufgenommen ist.
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Diese Patentanmeldung betrifft die Fertigungstechnik von Holzimitatprodukten und insbesondere ein neuartiges Holzimitatprodukt, wobei Holzfüllmittel, wie beispielsweise Holzsägemehl, durch mineralische Füllmittel ersetzt werden. Insbesondere werden die Holzfüllmittel durch mineralische Füllmittel ersetzt, die harte Füllmittel wie beispielsweise feldspathaltige Füllmittel umfassen, die insbesondere Nephelinsyenit-Pulver und Feldspat-Pulver umfassen.
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HINTERGRUND MINERALISCHER FÜLLMITTEL
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Gemahlene feldspathaltige Füllmittel, wie beispielsweise Nephelinsyenit und Feldspat, sind seit vielen Jahren ein gewerbliches Produkt. Tatsächlich werden Nephelinsyenit-Pulver in Partikelform weithin verwendet, um industrielle Mischungen anzufertigen und um in flüssigen Beschichtungen, Keramiken, Glas usw. verbesserte Eigenschaften zu instillieren.
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Zur Darstellung repräsentativer Produkte oder Mischungen, die normal verarbeiteten partikelförmigen Nephelinsyenit einsetzen, werden die folgenden US-Patente durch Verweis aufgenommen. Folglich müssen die allgemeinen Eigenschaften und Verfahrensweisen der Verwendung vorhandener Nephelinsyenit-Partikel nicht wiederholt werden.
- Koenig 2,261,884 Verwendung als Fließmittel in Keramik
- Lyle 2,262,951 Farbbestandteil in Glas
- Thiess 2,478,645 Porzellanglasur
- Hummel 2,871,132 Glasurmischung
- Huffeut 3,389,002 Hitze- und korrosionsbeständige Beschichtung
- Weyand 3,486,706 Bindemittel für Schleifmittel
- Waters 3,917,489 Keramikfließmittel
- Harris 3,998,624 Quelle von Metall-Aluminiumsilikat
- Brown 4,028,289 Anorganisches Füllmittel
- Chastant 4,130,423 Natürliche Silikate zur Schlackenbildung
- Funk 4,183,760 Aluminakeramik
- Aishima 4,242,251 Aluminasilikat-Füllmittel
- Seeny 4,396,431 Anorganisches Bindemittel
- Drolet 4,468,473 SiO2-Quelle
- Shoemaker 4,639,576 Elektrodenbeschichtung
- Goquen 4,640,797 Polymer-Füllmittel
- Vajs 4,743,625 Verglasungsmaterial
- Holcombe 5,066,330 Feuerfest-Füllmittel
- Kohut 5,153,155 Magerungsfüllmittel
- Slagter 6,569,923 Polymer-Zement
- White 6,790,904 Flüssigbeschichtung
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Die in den oben aufgeführten Patenten enthaltenen Offenbarungen werden durch Verweis als Hintergrundtechnik aufgenommen. Partikelförmiges Nephelinsyenit wird in diversen Produkten und für viele Anwendungen verwendet.
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Andere Verwendungen von normalem gemahlenen Nephelinsyenit wurden kürzlich vorgeschlagen. Repräsentative Beispiele derartiger neuer Anwendungen von gemahlenem Nephelinsyenit sind in den folgenden US-Patentschriften offenbart:
- Schneider 2002/0137872 Kratzfeste Beschichtung
- Zarnoch 2002/0173597 Füllmittel in Harzpulver
- Fenske 2003/0056696 Füllmittel für Polymer-Zement
- Burnell 2003/0085383 Suspensionsfüllmittel
- Burnell 2003/0085384 Warmhärtendes Harz
- White 2003/0224174 Füllmittel in Flüssigbeschichtung
- Scheider 2003/0229157 Kratzfeste Pulverbeschichtung
- Giles 2004/0068048 Füllmittel für Gummi
- Finch 2005/0059765 Füllmittel für Kunststoffbeschichtung
- Adomo 2005/0214534 Streckmittel für härtende Zusammensetzung
- Duenckel 2006/0081371 Sinterhilfe
- Schneider 2006/0160930 Korrosionsfeste Beschichtung
- Dorgan 2006/0235113 Füllmittel für Polymer
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Diese Beschreibungen des Stands der Technik illustrieren Verwendungen oder vorgeschlagene Verwendungen von gemahlenem Nephelinsyenit. Derartige Zusatzstoffe wurden für viele industrielle Komponenten und als ein Füllmittel, ein Streckmittel oder eine andere Komponente von Verbrauchermaterialien verwendet, wie beispielsweise Beschichtungen. Wie jedoch nachfolgend ausführlicher diskutiert wird, hat die Gesamtheit dieser früheren und umfassenden Hintergrundtechnik nicht dazu geführt, dass die Holzimitatprodukt-Industrie das Konzept eines harten mineralischen Füllmittels zum Ersetzen der weicheren Holzfüllmittel entdeckt hat. Beim Anfertigen synthetischer Holzprodukte, wie beispielsweise synthetischer Holzterrassenbelag und andere Gegenstände, die typischerweise für eine Außenanwendung ausgelegt sind, ist es normale Praxis, Holzfasern oder -Pulver als das Füllmittel zu verwenden. Die vorliegende Erfindung bildet eine neuartige Verbesserung in diesen synthetischen Holzprodukten oder Holzimitatprodukten.
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HINTERGRUND VON HOLZ-KUNSTSTOFF-VERBUNDSTOFFEN
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Holz-Kunststoff-Verbundstoffe sind Verbundstoffmaterialien, die aus Holzfaser/-mehl und Kunststoff(en) angefertigt sind. Zusätzlich zu Holzfasern und Kunststoff können Holz-Kunststoff-Verbundstoffe auch andere Füllmittelmaterialien enthalten. Holz-Kunststoff-Verbundstoffe sind eine Teilmenge einer größeren Kategorie von Materialien, die Naturfaser-Kunststoff-Verbundstoffe genannt wird, welche Faserfüllmittel enthalten, wie beispielsweise Zellstoff-Fasern, Erdnussschalen, Bambus, Stroh, Gärrest und dergleichen. Diese natürlichen Zellulose-Materialien weisen die allgemeinen Eigenschaften von natürlichen „Holz”-Füllmitteln auf. Während ermittelt wurde, dass die Erfindung dieser Patentanmeldung besonders gut funktioniert, wenn Holzfüllmittel in Kunststoff-Verbundstoffen ersetzt werden, darf sie nicht darauf beschränkt werden und kann als ein Ersatz für diese anderen Faserfüllmittel beim Anfertigen derartiger Produkte verwendet werden. Folglich kann das Füllmittel im Allgemeinen als „Holz”-Füllmittel vor dem Hintergrund der Erfindung oder im Allgemeinen als Zellulose-Füllmittel bezeichnet werden.
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Die am meisten verbreitete Verwendung von Holz-Kunststoff-Verbundstoffen in Nordamerika ist für Außenterrassenböden, aber es wird auch für Geländer, Zäune, Gartenbauholz, Beplankungen und Verkleidungen, Parkbänke, Leisten und Borten, Fenster- und Türrahmen sowie Innenmöbel verwendet. Holz-Kunststoff-Verbundstoffe wurden in den frühen 1990ern zuerst in den Markt für Terrassenbeläge eingeführt. Holz-Kunststoff-Verbundstoffe können weniger Pflege erfordern als die Alternativen aus massivem Holz, das mit Schutzmitteln behandelt ist, oder massivem Holz von verrottungsfesten Arten. Diese Materialien können mit oder ohne Holzmaserungsimitat geformt werden.
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Holz-Kunststoff-Verbundstoffe werden hergestellt, indem gemahlene Holzpartikel oder Holzfüllmittel und erwärmtes thermoplastisches Harz gründlich gemischt werden. Das üblichste Produktionsverfahren ist es, das Material in die erwünschte Form zu extrudieren, obwohl auch Spritzguss verwendet wird. Holz-Kunststoff-Verbundstoffe können aus entweder primären oder wiederverwerteten Thermoplasten hergestellt werden, die HDPE, LDPE, PVC, PP, ABS, PS und PLA umfassen. Polyethylen-basierte Holz-Kunststoff-Verbundstoffe sind bei weitem die üblichsten. Zusatzstoffe wie beispielsweise Farbmittel, Haftvermittler, UV-Stabilisatoren, Treibmittel, Schaumbildner und Schmierstoffe helfen, das Endprodukt für seinen Zielbereich aufzubauen. Extrudierte Holz-Kunststoff-Verbundstoffe werden sowohl mit massiven als auch mit hohlen Profilen ausgebildet.
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Bei manchen Herstellungseinrichtungen werden die Bestandteile kombiniert und in einem Pelletextruder verarbeitet, der Pellets des neuen Materials herstellt. Die Pellets werden dann erneut geschmolzen und zu der Endform ausgebildet. Andere Hersteller beenden das fertiggestellte Teil in einer Stufe durch Mischen und Extrusion.
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Holz-Kunststoff-Verbundstoffe korrodieren nicht und sind widerstandsfähiger gegenüber Verrottung und Zerfall als natürliche oder massive Hölzer. Holz-Kunststoff-Verbundstoffe weisen eine gute Bearbeitbarkeit auf und können unter Verwendung herkömmlicher Holzbearbeitungswerkzeuge geformt werden. Ein Vorteil gegenüber tatsächlichem Holz ist die Fähigkeit des synthetischen Materials, das geformt werden soll, fast jede erwünschte Form anzunehmen. Ein Bauteil aus Holz-Kunststoff-Verbundstoff kann gebogen und befestigt werden, um stark gebogene Kurven auszubilden. Ein anderes Hauptverkaufsargument dieser Materialien ist ihr fehlender Bedarf für Anstriche. Sie werden in verschiedenen Farben hergestellt, sind jedoch breit verfügbar in Grau- und Erdtönen.
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Trotz bis zu 70 Prozent Zellulose-Gehalt ist das mechanische Verhalten der Holz-Kunststoff-Verbundstoffe ganz ähnlich dem reiner Polymere. Dies bedeutet, dass sie eine geringere Festigkeit und Steifigkeit als tatsächliches Holz aufweisen und dass sie ein Zeit- und Temperatur-abhängiges Verhalten zeigen. Weiterhin sind die Holzpartikel, die als Füllmittel verwendet werden, empfänglich für den Angriff von Pilzen, obwohl nicht so stark wie tatsächliches Holz, und die Polymer-Komponente ist anfällig gegenüber UV-Zersetzung. Es wird auch angenommen, dass die Festigkeit und Steifigkeit dieser strukturellen Materialien reduziert werden kann durch Feuchtigkeitsabsorption und Gefrier-Tau-Zyklen. Einige Formulierungen von Holz-Kunststoff-Verbundstoffen sind auch empfindlich für Verfärbungen durch verschiedene Agenzien.
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Die Holzimitatprodukt-Industrie hat für Jahre Säge- oder Holzmehl als ein Füllmittel verwendet. Dieses ist das normale „Holz”-Füllmittel der Holzimitatprodukte. In dieser Hinsicht wurde Holz- oder Sägemehl verwendet, um Verbundstoffe mit Polyolefinen oder PVC-Kunststoffen für Wohnhaus-Baumaterialien, insbesondere aber nicht darauf beschränkt für Außenterrassen von Wohnhäusern auszubilden, da die Holzfüllmittel preiswert oder kostenlos waren. Jedoch sind preiswerte Holzfüllmittel nicht mehr länger so breit verfügbar und erzielen nun höhere Preise.
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Holzfüllmittel absorbieren auch Feuchtigkeit, welche die strukturelle Integrität von Terrassenbohlen aus Holz-Kunststoff-Verbundstoff verschlechtert. Feuchtigkeit kann sogar von den Holzfasern absorbiert werden, die in dem Verbundstoff oder in dem „Kunststoff”-Material eingebettet sind. Im Ergebnis müssen diese Holzfüllmittel vor einer Verwendung zu beträchtlichen Kosten getrocknet werden. Ferner, wegen der hohen Absorptionskapazität von Holzfüllmitteln, sogar obwohl sie vor der Mischungszubereitung getrocknet werden, absorbieren sie Feuchtigkeit während der Herstellung und Verwendung, wodurch die Dauerhaftigkeit eines Terrassenbelags aus Holz-Kunststoff-Verbundstoff reduziert wird.
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Andere Aufgaben, denen man bei Holzfüllmitteln begegnet, sind, dass diese Füllmittel entflammbar sind, was beim Verarbeiten berücksichtigt werden muss, und dass sie die Entflammbarkeit des Terrassenbelags aus Holzimitat erhöhen. Wieder eine andere Aufgabe, welche die Verwendung von Holzfüllmitteln betrifft, ist, dass sie Extraktivstoffe und Verunreinigungen enthalten, welche die UV-Stabilisatoren nachteilig beeinflussen können, die benötigt werden, um eine Verfärbung der Holzimitatprodukte zu vermeiden. Außerdem hat die Konsistenz von Lieferung und Produkt über die Jahre abgenommen, was zur Erhöhung der Kosten und einer reduzierten Qualität beigetragen hat.
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Die Verwitterungseigenschaften von Holzfüllmitteln sind auch schlechter als wünschenswert. In dieser Hinsicht erhöhen Holzfüllmittel ein Ausbleichen und Bersten der Holzimitatprodukte. Dadurch, dass Holzfüllmittel viel Feuchtigkeit und Lignin aufweisen, können diese Füllmittel zu Insektennahrung werden und sind ihre Wärmeausdehnungseigenschaften schlecht.
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Im Ergebnis gibt es einen Bedarf in der Industrie, diese Holzfüllmittel durch Füllmittel zu ersetzen, die nicht diese vielen Nachteile aufweisen und die beim Preis konkurrenzfähig sind. Es ist eine primäre Aufgabe der Erfindung, ein neuartiges Füllmittel für Verbundstoffe bereitzustellen, welche Holzkomponenten imitieren.
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KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
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Eine Verbesserung wurde erzielt bei Terrassenbelag, Einfriedungen und Strukturborten aus Holzimitat von dem Typ, der vordem aus einem Kunststoff mit einem natürlichen Holzpulver als Füllmittel angefertigt wurde. Gemäß der Erfindung wird mindestens das meiste des Holzpulvers durch ein „hartes mineralisches Pulver” ersetzt. Bei der bevorzugten Ausführungsform gibt es im Wesentlichen kein Holzpulver. Das „harte mineralische Pulver”, das als ein Ersatz für das normale Holzpulver entwickelt wurde, wird allgemein als ein Pulver definiert, das aus einem primär natürlich auftretenden abgebauten Mineral mit einer Mohs-Härte von mindestens 5 ausgebildet ist. Der Rest des „harten mineralischen Pulvers”, wenn vorhanden, wird aus einer kleinen Menge eines sekundären harten Minerals ausgebildet.
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„Mineral” ist entweder eine Verbindung, die aus Mineralien ausgebildet ist, wie Nephelinsyenit, oder ein abgebautes Mineral, wie Feldspat. Diese Definition trifft sowohl auf das primäre als auch auf sekundäre Mineralien zu, wenn vorhanden. Ein „hartes mineralisches Pulver” ist ein „Mineral”, wie oben stehend definiert. „Mineralien”, die bei der Erfindung verwendet werden, umfassen feldspathaltige Mineralien, die Feldspat und Nephelinsyenit umfassen, und umfassen Mineralien wie beispielsweise Natriumkaliumalumosilikat. Feldspathaltige Mineralien, Nephelinsyenit, Feldspat, Natriumkaliumalumosilikat sind Mineralien, die eine Mohs-Härte von mindestens 5 aufweisen und „hart” sind.
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Vorzugsweise ist im Wesentlichen das gesamte Mineral, welches das „mineralische Pulver” begründet, das primär natürlich auftretende abgebaute harte Mineral, das vorzugsweise Nephelinsyenit ist. Während andere Mineralien, wenn sie als ein mineralisches Füllmittel des „mineralischen Pulvers” verwendet werden, ein weicheres Mineral sein können, wie beispielsweise Glimmer oder Talk. Diese fügen mineralischen Gehalt zu der Füllmittelmasse hinzu, sind jedoch nicht das „harte” Mineral, das von der Erfindung in Betracht gezogen wird.
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Folglich ist ein primärer Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung die Bereitstellung eines harten mineralischen Füllmittels, das verwendet wird, um Holzfüllmittel in Holzimitatprodukten zu ersetzen. Geringfügige Mengen anderer Mineralien oder sogar etwas Zellulose-Füllmittel können verwendet werden, ohne von den Gedanken dieser Erfindung abzuweichen.
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Es wurde ermittelt, dass die oben stehend beschriebenen harten mineralischen Füllmittel besonders gut funktionieren, wenn sie im Zusammenhang mit Terrassenbelag und Strukturborten aus Kunststoffverbundstoff verwendet werden, und bevorzugt sind; diese Patentanmeldung darf jedoch nicht auf die Verwendung „nur” dieser besonders harten Materialien beschränkt werden.
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Ausführlicher gesagt, wurde ermittelt, dass die Verwendung harter mineralischer Füllmittel in Holzimitatprodukten sogar viele der Nachteile von Holzfüllmitteln überwindet, obwohl ursprünglich angenommen wurde, dass die Verwendung der mineralischen Füllmittel nicht die benötigten Ergebnisse produzieren würde. Derartige Vorteile werden nicht erhalten durch bloße Verwendung von Mineralien, ohne dass sie einen Hauptanteil, tatsächlich fast das gesamte mineralische Pulver ausmachen, das aus harten Mineralien ausgebildet ist.
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Gemäß einem anderen Gesichtspunkt der Erfindung dieser Patentanmeldung wird ein Material als Terrassenbelag aus Kunststoffverbundstoff bereitgestellt, das ein mineralisches Füllmittel umfasst, das als Ersatz für ein Holzfüllmittel verwendet wird, und der überwiegende Anteil der mineralischen Füllmittel ist ein „hartes” Mineral mit einer Mohs-Härte von mindestens 5. Überwiegender Anteil bedeutet, dass das primäre „harte” Mineral einen Prozentsatz von über 50% des mineralischen Ersatzfüllmittels aufweist. Bei anderen Ausführungsformen wird über 75% hartes mineralisches Füllmittel in dem gesamten Füllmittel verwendet. Gemäß bevorzugten Ausführungsformen umfasst das harte mineralische Füllmittel über 90% des Ersatzfüllmittels, und vorzugsweise ist das gesamte Ersatzfüllmittel ein hartes mineralisches Pulver.
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Gemäß bestimmten Ausführungsformen dieser Patentanmeldung ist das mineralische Füllmittel ein feldspathaltiges Material, welches insbesondere Nephelinsyenit und Feldspat umfasst.
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Es wurde ermittelt, dass Holzfüllmittel Feuchtigkeit absorbieren, welche die strukturelle Integrität des Holz-Kunststoff-Verbundstoffmaterials verschlechtert. Holzfüllmittel müssen deshalb vor einer Verwendung unter signifikanten Kosten getrocknet werden. Mineralische Füllmittel, wie beispielsweise Nephelinsyenit und Feldspat, weisen von Natur aus einen sehr geringen Feuchtigkeitsgehalt auf, und benötigen keinen zusätzlichen Trockenschritt vor der Mischungszubereitung. Im Ergebnis sind dem Verarbeiten des Kunststoff-Verbundstoffmaterials reduzierte Verarbeitungskosten zugeordnet.
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Holzfüllmittel sind entflammbar, was das Brandrisiko, das ein der Lagerung und Verwendung des Holzfüllmittels zugeordnetes Brandrisiko umfasst, für diese Kunststoff-Verbundstoffe insgesamt erhöht. Mineralische Füllmittel sind auf der anderen Seite vollständig oxidiert und unbrennbar, wodurch das Brandrisiko insgesamt für Kunststoff-Verbundstoffe gesenkt wird.
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Wegen der hohen Absorptionskapazität von Holzfüllmitteln, sogar obwohl sie vor der Mischungszubereitung getrocknet werden, absorbiert das Holzfüllmittel Feuchtigkeit während der Verwendung und reduziert die Dauerhaftigkeit von Terrassenbohlen aus Holz-Kunststoff-Verbundstoff. Wie oben stehend diskutiert, umfasst dies sogar eine Feuchtigkeitsabsorption durch die in dem Kunststoff eingebettete Holzfaser. Deshalb zeigt ein Holz-Kunststoff-Verbundstoff, der mit nicht absorbierenden mineralischen Füllmitteln angefertigt wurde, wie von dieser Erfindung in Betracht gezogen wird, eine größere Dauerhaftigkeit als Holz-Kunststoff-Verbundstoffglieder, die mit Holzfüllmitteln angefertigt wurden.
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Holz-Kunststoff-Verbundstoffe erfordern UV-Stabilisatoren, um eine Verfärbung während der Verwendung zu verhindern. Holzfüllmittel enthalten Extraktivstoffe und Verunreinigungen, die diese Stabilisatoren nachteilig beeinflussen können. Aufgrund der chemischen Reinheit und des sehr geringen Eisen-Gehalts sowie der UV-Stabilität von Mineralien, wie beispielsweise Nephelinsyenit, sind diese mineralischen Füllmittel bei Verwendung in einem Kunststoff-Verbundstoff effizienter hinsichtlich der Verwendung von UV-Stabilisatoren.
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Aufgrund der hohen Wärmeleitfähigkeit mineralischer Füllmittel, wie beispielsweise Nephelinsyenit-Füllmittel, im Vergleich mit Holzmehl, weist ein Kunststoff-Verbundstoff, der mit mineralischen Füllmitteln angefertigt wurde, wie von dieser Erfindung in Betracht gezogen wird, einen Vorteil für den Hersteller durch die bessere Verarbeitbarkeit während der Mischungszubereitung und die geringere Wärmeentwicklung bei Einstrahlung von Tageslicht auf. Dies reduziert die Wärmeausdehnung, was die Lebensdauer des Kunststoff-Verbundstoffs weiter erhöht.
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Im Vergleich mit Holzfüllmitteln wurde ermittelt, dass harte mineralische Füllmittel, wie beispielsweise Nephelinsyenit-Füllmittel, eine glatte nicht poröse Oberfläche aufweisen, um die Widerstandsfähigkeit gegenüber Verfärbung zu verbessern und beim leichteren Reinigen von Terrassenbelag, Strukturborten und Zusatzprodukten zu helfen.
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Bei einer Ausführungsform wird das Holzfüllmittel durch MINEX 3 ersetzt, das von der Unimin Corporation hergestellt wird. MINEX 3 ist ein Nephelinsyenit mit einem Partikelgrößenbereich, bei dem das D99,9 ungefähr 75 Mikron beträgt. Ferner ist MINEX im Allgemeinen ein anhydrisches mineralisches Füllmittel, wobei es einen Feuchtigkeitsgehalt von < 0,2% aufweist und photochemisch stabil ist mit einer feinen Korngröße für verbesserte Verwitterungseigenschaften und ermittelt wurde, dass es allen Füllmitteln bei Außentests überlegen ist. Bei anderen Ausführungsformen wurden andere MINEX-Produkte verwendet, wie beispielsweise MINEX 2 mit einer maximalen Partikelgröße von ungefähr 100 Mikron. Ferner kann sogar die Partikelgröße des mineralischen Pulvers, wie beispielsweise die Partikelgröße von MINEX, auf der Grundlage der Materialdicke des Verbundstoffmaterials basieren. In dieser Hinsicht können für dickere Verbundstoff-Bretter oder -Produkte Mineralien mit gröberer Körnung eingesetzt werden, während für ein dünneres Verbundstoff-Brett Mineralien mit feinerer Körnung eingesetzt werden können, wie beispielsweise MINEX 4, 7, 10 und/oder 12. Es wurde ermittelt, dass MINEX die Ausbleichfestigkeit verbessert, wenn es als ein Füllmittel in diesen technischen Materialien verwendet wird. Weiterhin wurde ermittelt, dass Füllmittel, wie beispielsweise MINEX, eine viel geringere Wärmeausdehnung als Polyolefin-Harze aufweisen, wobei für MINEX ermittelt wurde, dass es die Wärmeausdehnung des Verbundstoff-Kunststoffmaterials, wie beispielsweise Terrassenbelag aus Verbundstoff-Kunststoff, senkt. Während ermittelt wurde, dass MINEX 3 besonders gut funktioniert, wurde wiederum herausgefunden, dass andere MINEX-Produkte die Erwartungen übertrafen, die Verwendung eines harten mineralischen Füllmittels zum Ersetzen weicher Holzfüllmittel zu ermöglichen, wobei diese Patentanmeldung nicht auf die Verwendung von MINEX 3 beschränkt ist. Weiterhin können die mineralischen Füllmittel dieser Patentanmeldung durch ein Sieb mit Maschenzahl 200 bemessen werden. Dies führt zu einem Pulver mit einer maximalen Partikelgröße von ungefähr 80 Mikron.
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Gemäß anderen Gesichtspunkten der Erfindung dieser Patentanmeldung kann das mineralische Füllmittel einen oder mehrere mineralische Bestandteile aufweisen, wobei ein hartes Mineral und ein sekundäres zusätzliches Mineral kombiniert werden, um Gesamteigenschaften des Endprodukts zu verbessern. Die sekundären Mineralien können Mineralien vom tafeligen oder faserigen Typ umfassen, wie beispielsweise Talk oder Glimmer.
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Gemäß noch anderen Gesichtspunkten, können variierende Anteile des Holz-Zellstoffs durch harte abgebaute Füllmittel dieser Patentanmeldung ersetzt werden, sogar obwohl es bevorzugt ist, dass es eine 100%ige Substitution durch ein hartes mineralisches Füllmittel gibt. Das harte mineralische Pulver kann ein Pulver verschieden harter Mineralien sein. Als eine Alternative kann das harte mineralische Füllmittel mit einer geringfügigen Menge weicher Mineralien oder sogar Zellulose-Partikeln kombiniert werden.
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BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Normale Holzimitatprodukte aus Kunststoff werden gewöhnlich durch Extrudieren einer Mischung aus einem Kunststoff, wie beispielsweise Polyethylen hoher Dichte, mit einem Füllmittel hergestellt. Das normale Füllmittel war vordem gemahlenes wiederverwertetes Holz mit ziemlich kleinen Pulverkörnungen. Die Nachteile einer Verwendung von Holzpulver wurden erklärt. Die vorliegende Erfindung betrifft einen Ersatz des Holzpulvers durch ein spezifisches mineralisches Pulver mit bestimmten distinkten physikalischen Eigenschaften. Das neuartige mineralische Pulver ist ein Silikat-Pulver mit einer Mohs-Zahl größer als 5. Folglich wird das Silikat-Pulver der Erfindung als „hart” angesehen. Bei der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Silikat-Pulver NINEX 3, ein Nephelinsyenit-Pulver mit feinem Korn, das von der Unimin Corporation vertrieben wird. Dieses Pulver wird abgebaut und weist eine maximale Partikelgröße D99,9 von ungefähr 75 bis 80 Mikron auf. Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das gesamte Holzpulver durch das mineralische Pulver ersetzt. Die resultierende Mischung wird dann zu Strukturkomplementen aus Holzimitat extrudiert. Der Kunststoff bei der bevorzugten Ausführungsform ist der normale Kunststoff, der in einem derartigen Holzimitat-Verbundstoff verwendet wird, der zu Strukturkomplementen ausgebildet wird,. Das Endprodukt, das durch Verwendung der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung hergestellt wird, weist eine ausgezeichnete Farbechtheit, Ausbleichfestigkeit und eine ausgedehnte Lebensdauer gegenüber Holzimitatprodukten des Stands der Technik unter Verwendung von Holzpulver als ein Füllmittel auf. Das Nephelinsyenit-Pulver der bevorzugten Ausführungsform wurde durch ein Sieb mit einer Maschenzahl von 200 bemessen. Dies definiert die Größe des bevorzugten Nephelinsyenit-Pulvers. Nach Produzieren von Strukturelementen unter Verwendung der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wurde die Erfindung erneut ausgeführt durch Ersetzen von nur 90% des Holzpulvers durch MINEX 3 Nephelinsyenit-Pulver. Dann wurde eine dritte Probe der Erfindung durch Ersetzen von nur 50% des Holzpulvers durch das neuartige mineralische Nephelinsyenit-Pulver angefertigt. Es wurde ermittelt, dass die Vorteile, die durch die erste bevorzugte Ausführungsform erzeugt wurden, mit abnehmendem Prozentsatz der Substitution in einem geringeren Maße erhalten wurden. Folglich ist die bevorzugte Ausführungsform die Substitution von im Wesentlichen dem gesamten Holzpulver durch das neuartige Nephelinsyenit-Pulver oder ein anderes Pulver, das aus hartem mineralischen Material angefertigt ist. Die Erfindung ist die Verwendung eines stark überwiegenden Anteils, tatsächlich im Wesentlichen des gesamten, mineralischen Füllmittels, das aus hartem Mineral angefertigt ist, um eine verbesserte physikalische Integrität, ein verbessertes Aussehen und eine verbesserte Bearbeitbarkeit zu erhalten.
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MINEX 3 ist das bevorzugte Nephelinsyenit-Pulver, das bei der Umsetzung der Erfindung in die Praxis verwendet wird; jedoch wurden Proben unter Verwendung von MINEX 2 mit einer maximalen Partikelgröße hergestellt, die 100 Mikron erreicht. Dieses MINEX-2-Beispiel der Erfindung setzt eine maximale Partikelgröße D99,9 ein, die ungefähr 100 Mikron beträgt. Die Verwendung von MINEX 2 dupliziert im Wesentlichen die bevorzugte Ausführungsform unter Verwendung von MINEX 3. Folglich wurde festgestellt, dass Nephelinsyenit-Pulver mit einer maximalen Partikelgröße von weniger als ungefähr 100 Mikron beim Praktizieren der Erfindung durch Ersetzen des Holzfüllmittels verwendet werden kann. Dieses Beispiel erzielte die Vorteile, die mit der Verwendung des MINEX-3-Pulvers realisiert werden. Weitere Ausführungsformen der Erfindung wurden verwendet, wobei 100% des Holzpulvers durch MINEX 7 und MINEX 10 an Stelle von MINEX 3 ersetzt wurden. Diese letzteren beiden Nephelinsyenit-Pulver weisen im Wesentlichen kleinere maximale Partikelgrößen auf, jedoch verändert die Partikelgröße des Nephelinsyenit-Pulvers die Eigenschaften, die durch die vorliegende Erfindung erhalten werden, nicht. Wenn jedoch das strukturelle Element, das aus dem neuartigen Holzimitatprodukt ausgebildet wird, dünn sein soll oder eine äußerst glatte Oberfläche aufweisen soll, weisen die feineren Nephelinsyenit-Pulver einen bestimmten strukturellen und physikalischen Vorteil auf. Mischen des Nephelin-Pulvers in die Kunststoff-Zusammensetzung verwendet verschiedene normale Verarbeitungsverfahren.
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Eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung war ein Ersetzen im Wesentlichen des gesamten Holzpulvers durch ein zweites Silikat-Mineral, d. h. Feldspat. Die Beispiele wiesen die gleichen Partikelgröße-Eigenschaften auf wie die bevorzugten Nephelinsyenit-Pulver. Bei dem bevorzugten Beispiel dieser Alternative wurde der Feldspat gemahlen und durch ein Sieb mit einer Maschenzahl von 200 bemessen, so dass die Partikelgröße des Feldspat-Pulvers ungefähr 80 bis 90 Mikron betrug. Folglich war die Partikelgröße des Feldspat-Pulvers geringer als 100 Mikron. Das Holzimitatprodukt, das unter Verwendung des Feldspat-Pulvers hergestellt wurde, wies die gleichen Vorteile auf, die durch das Nephelinsyenit-Pulver bei den ersten bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung realisiert wurden. Die Prozentanteile des Holzpulvers, das durch Nephelinsyenit-Pulver ersetzt wurde, wurden in den Ausführungsformen verwendet, bei denen das neuartige mineralische Füllmittel Feldspat-Pulver war. Zusammengefasst setzt die vorliegende Erfindung vorzugsweise einen Ersatz des Holzpulvers durch Nephelinsyenit-Pulver ein; jedoch bezieht eine weitere bevorzugte Ausführungsform eine Verwendung von Feldspat-Pulver mit einer Partikelgröße von weniger als 100 Mikron ein. Diese beiden Pulver werden manchmal vermischt und/oder mit anderen mineralischen Pulvern, sowohl harten als auch nicht harten, verwendet. Eine geringfügige Menge anderer Füllmittel lenkt nicht von dem Fortschritt der vorliegenden Erfindung ab.
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DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Verbesserung eines Holzimitatprodukts bereitgestellt. Das Holzimitatprodukt umfasst einen normalen Kunststoff mit einem partikelförmigen Füllmittel. In der Vergangenheit war das Füllmittel Holzpulver mit wesentlichen Nachteilen. Die vorliegende Erfindung ist eine Verbesserung des Holzimitatprodukts, wie es routinemäßig hergestellt und überall auf der Welt für strukturelle Komponenten, wie Terrassenbelag, verwendet wird. Die Verbesserung umfasst ein Ersetzen von 50% bis 100% des normalen Holzpulvers durch ein Pulver, welches aus natürlich auftretendem mineralischen Material ausgebildet ist. Das natürlich auftretende Pulver aus mineralischem Material wird aus einem harten mineralischen Material mit einer Mohs-Zahl von mindestens 5 ausgebildet. Das Pulver aus hartem mineralischem Material, das verwendet wird, um die Erfindung in die Praxis umsetzen, ist vorzugsweise Nephelinsyenit oder Feldspat.
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Gemäß einem anderen Gesichtspunkt der Erfindung wird mindestens 90% des Holzpulver-Füllmittels durch ein mineralisches Pulver ersetzt, wobei das mineralische Pulver primär ein hartes mineralisches Pulver ist, wie beispielsweise Nephelinsyenit oder Feldspat.
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Als ein anderer Gesichtspunkt der Erfindung wird im Wesentlichen das gesamte Holzfüllmittel durch ein Füllmittel aus mineralischem Pulver ersetzt, welches primär aus einem natürlich auftretenden harten mineralischen Material ausgebildet ist. Bei der bevorzugten Ausführungsform ist das mineralische Pulver im Wesentlichen insgesamt hartes mineralisches Pulver. Das mineralische Pulver, welches das Holzpulver ersetzt, kann jedoch eine Mischung aus harten mineralischen Pulvern oder einem harten mineralischen Pulver und einer geringfügigen Menge weicherem mineralischen Material sein. Ungeachtet dieser Alternativen ist gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, ein überwiegender Anteil des ersetzenden Pulverfüllmittels aus hartem Mineral angefertigt. Tatsächlich ist vorzugsweise das gesamte mineralische Ersatzpulver ein Pulver, das aus einem harten natürlich auftretenden mineralischen Material ausgebildet ist. Zusammenfassend betrifft die Darstellung der Erfindung ein neuartiges Konzept des Ersetzens des Holzfüllmittels in einem Holzimitatprodukt durch ein Pulver, das aus einem harten natürlich auftretenden mineralischen Material ausgebildet ist, wie beispielsweise Nephelinsyenit und Feldspat. Doch die Erfindung ist breiter und kann Einbeziehen einer kleinen Menge anderer Mineralien umfassen. Weiterhin kann ein kleiner Anteil des Holzfüllmittels beibehalten werden, sogar obwohl eine derartige Beibehaltung nicht vorteilhaft ist.
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Gemäß einem anderen Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung weist das harte mineralische Pulver eine maximale Partikelgröße D99,9 von weniger als 100 Mikron auf. Dies liegt ungefähr in dem Bereich einer Partikelgröße, die durch einen Sieb mit einer Maschenzahl von 200 passiert.
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Gemäß noch einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung wird ein Holzimitatprodukt mit einem partikelförmigen Füllmittel hergestellt, bei dem das partikelförmige Füllmittel ein Pulver aus einem harten mineralischen Material mit einer Mohs-Zahl von mindestens 5 ist. Wieder ist ein derartiges eindeutig bestimmtes mineralisches Material Nephelinsyenit-Pulver, Feldspat-Pulver und Pulver, die aus einem anderen natürlich auftretenden harten mineralischen Material ausgebildet sind. „Mineralisches Material” bedeutet entweder ein eindeutig bestimmtes Mineral oder ein abgebautes Material, das aus verschiedenen Mineralien ausgebildet ist.
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Gemäß noch einem breiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird ein Holzimitatprodukt von dem Typ, der normalerweise ein Holzpulver-Füllmittel aufweist, durch Ersetzen des meisten, wenn nicht des gesamten, pulverisierten Holzfüllmittels durch ein Pulver verbessert, das aus einem mineralischen Silikat ausgebildet ist. Dieses mineralische Silikat-Material weist eine maximale Partikelgröße von weniger als 100 Mikron auf und kann aus verschiedenen Zusammensetzungen sein, wie beispielsweise Nephelinsyenit, Feldspat und Natriumkaliumalumosilikat-Pulver.
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Andere Implementierungen und Gesichtspunkte der vorliegenden Erfindung werden Durchschnittsfachleuten auf dem Gebiet der Herstellung von Holzimitatprodukten durch diese Beschreibung gelehrt.
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IMPLEMENTIERUNG UND VORTEILE
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Die Erfindung dieser Patentanmeldung ist die Verwendung eines neuartigen Füllmittels in einem Holzimitatprodukt, wie beispielsweise Terrassenbelag, Einfriedungen und Strukturborten aus Holzimitat von dem Typ, der vordem aus verschiedenen Kunststoffen mit einem natürlichen Holzpulver als das Füllmittel angefertigt wurde. Wie oben stehend erklärt, ist der primäre Gesichtspunkt der Erfindung die Verwendung von vorzugsweise einem harten Mineral, möglicherweise jedoch zwei oder mehr harten Mineralien, für das Pulver als ein Füllmittel in Holzimitatprodukten. Vorzugsweise ist das Pulver, das bei der Erfindung verwendet wird, Nephelinsyenit-Pulver mit einer maximalen Partikelgröße von weniger als 100 Mikron. Bei den beiden Hauptimplementierungen der Erfindung ist das Nephelinsyenit-Pulver MINEX 3 und MINEX 2, das von der Unimin Corporation hergestellt und vertrieben wird. Obwohl etwas Holzpulver in dem Holzimitatprodukt verbleiben kann, ohne von der Erfindung abzuweichen, wird vorzugsweise das gesamte Holzfüllmittel durch das neuartige Füllmittelpulver ersetzt, das aus einem harten mineralischen Material ausgebildet ist. Das „harte mineralische Pulver”, das als ein Ersatz für das normale Holzpulver verwendet wird, ist allgemein als ein Pulver aus einem primär natürlich auftretenden abgebauten Mineral mit einer Mohs-Härte von mindestens 5 definiert. Etwas von dem harten mineralischen Pulver kann aus einer kleinen Menge eines sekundären harten mineralischen Materials ausgebildet sein. Mit anderen Worten, das harte mineralische Material, das als das Füllmittel verwendet wird, kann insgesamt von einem Typ sein, oder es kann eine Mischung aus mindestens zwei Typen Pulver sein, die aus harten Mineralien ausgebildet sind. Vorzugsweise wird nur ein hartes mineralisches Pulver verwendet, und es ersetzt im Wesentlichen das gesamte vorherige Füllmittel, das aus Holzpulver ausgebildet war.
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Das harte mineralische Material ist entweder eine Verbindung, die aus Mineralien ausgebildet ist, wie Nephelinsyenit, oder selbst ein Mineral, wie Feldspat.
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Zusammenfassend ist die primäre Aufgabe der vorliegenden Erfindung die Bereitstellung eines Füllstoffpulvers zum Ersetzen des Holzfüllmittels in einem Holzimitatprodukt, wobei das Pulver aus einem harten mineralischen Material ausgebildet ist, wie beispielsweise Nephelinsyenit oder Feldspat.
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Es wurde ermittelt, dass die neuartige Verwendung harter Mineralien als das Füllmittelpulver in einem Holzimitatprodukt viele Nachteile von Holzfüllmitteln überwindet, sogar obwohl es keinen Hinweis darauf gab, dass die Verwendung mineralischer Füllmittel die benötigten Ergebnisse zeigen würde und/oder diese in dieser bestimmten Umgebung verwendet werden könnten. Die vorliegende Erfindung, die den Ersatz des gesamten Holzfüllmittels aus Holzimitatprodukten vorsieht, überwindet die Nachteile, die der Verwendung von Holzpulver als ein Füllmittel zugeordnet sind. Beispielsweise absorbieren Holzpulver-Füllmittel Feuchtigkeit, welche die strukturelle Integrität des Holz-Kunststoff-Verbundstoffmaterials verschlechtert. Holzfüllmittel müssen deshalb vor einer Verwendung unter signifikanten Kosten getrocknet werden. Harte mineralische Füllmittel, wie beispielsweise Nephelinsyenit und Feldspat, weisen von Natur aus einen sehr geringen Feuchtigkeitsgehalt auf, und benötigen keinen zusätzlichen Trockenschritt vor der Mischungszubereitung mit dem Kunststoff. Im Ergebnis sind dem Verarbeiten des Kunststoff-Verbundstoffmaterials unter Verwendung der vorliegenden Erfindung reduzierte Verarbeitungskosten zugeordnet. Ein derartiges hartes mineralisches Füllmittel verleiht den Holzimitatprodukten zusätzliche Festigkeit, Integrität, Steifigkeit, Glätte und Herstellbarkeit.
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Holzfüllmittel sind entflammbar, was das Gesamtrisiko dieser Kunststoff-Verbundstoffe unter Verwendung eines Holzpulver-Füllmittels erhöht. Der Lagerung und der Verwendung des Holzfüllmittelprodukts ist ein Brandrisiko zugeordnet. Die harten mineralischen Füllmittel der vorliegenden Erfindung auf der anderen Seite sind vollständig oxidiert und unbrennbar, wodurch das gesamte Brandrisiko für die Kunststoff-Zusammensetzung gesenkt wird, die gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist.
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Wegen einer hohen Absorptionskapazität von Holzpulver-Füllmitteln, sogar obwohl sie vor der Mischungszubereitung getrocknet werden, absorbiert das Holzpulver-Füllmittel Feuchtigkeit während der Verwendung und reduziert die Dauerhaftigkeit eines Holz-Kunststoff-Verbundstoffs, der als ein Holzimitatprodukt, wie Terrassenbohlen, verwendet wird. Wie oben stehend diskutiert, umfasst dies sogar eine Feuchtigkeitsabsorption durch das in dem Kunststoff eingebettete Holzfüllmittel. Deshalb zeigt eine Holz-Kunststoff-Zusammensetzung, die mit nicht absorbierenden harten mineralischen Füllmitteln angefertigt ist, wie von der vorliegenden Erfindung vorgesehen, eine größere Dauerhaftigkeit als die Materialien der Kunststoff-Zusammensetzung unter Verwendung von Holzpulver als das Füllmittel.
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Wie bekannt ist, erfordern Holzimitatprodukte unter Verwendung von Holzpulver als das Füllmittel UV-Stabilisatoren, um eine Verfärbung während längerer Verwendung zu verhindern. Die Holzfüllmittel nach dem Stand der Technik enthalten Verunreinigungen, welche die Stabilisierung während langfristiger Verwendung nachteilig beeinflussen können. Wegen der chemischen Reinheit, des sehr geringen Eisen-Gehalts und der UV-Stabilität harter Mineralien, wie beispielsweise Nephelinsyenit, sind Füllmittel, die aus diesen harten Mineralien angefertigt sind und in einer Kunststoff-Zusammensetzung verwendet werden, effizienter hinsichtlich der Verwendung von UV-Stabilisatoren.
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Aufgrund der hohen Wärmeleitfähigkeit der harten mineralischen Füllmittel der vorliegenden Erfindung weist eine Kunststoff-Zusammensetzung, die mit den neuartigen harten mineralischen Füllmitteln angefertigt ist, einen äußerst großen Vorteil beim Herstellen aufgrund einer besseren Verarbeitbarkeit während der Mischungszubereitung und einer geringeren Wärmeentwicklung bei Einstrahlung von Tageslicht auf das Produkt auf. Weiterhin gibt es eine reduzierte Wärmeausdehnung bei dem Produkt unter Verwendung der vorliegenden Erfindung, wobei diese Eigenschaft die Lebensdauer des Holzimitatprodukts der vorliegenden Erfindung weiter erhöht.
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Ein Verwenden eines harten Minerals, wie beispielsweise Nephelinsyenit, als das Pulverfüllmittel in dem Holzimitatprodukt erzeugt eine glatte nicht poröse Oberfläche des Produkts. Dies verbessert die Widerstandsfähigkeit gegenüber Verfärbung und erleichtert eine weitere Reinigung bei dem Holzimitatprodukt, das als Terrassenbelag, Strukturborten und Zusatzprodukte verwendet werden kann.
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Bei der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird das Holzpulver-Füllmittel vollständig durch MINEX 3 ersetzt, das von Unimin Corporation hergestellt wird. MINEX 3 ist ein Nephelinsyenit-Pulver mit einer maximalen Partikelgröße D99,9 von ungefähr 75 bis 80 Mikron. Dieses bestimmte Produkt weist einen Feuchtigkeitsgehalt von weniger als 0,2% und eine photochemische Stabilität mit einer feinen Korngröße für verbesserte Verwitterungseigenschaften auf, und es wurde bei Außentests allen mineralischen Füllmitteln als überlegen ermittelt. Aus diesem Grund ist MINEX-3-Pulver das bevorzugte Füllmittel, das verwendet wird, um das Holzpulver-Füllmittel in dem Holzimitatprodukt zu ersetzen. Wie oben stehend offenbart, wurde die Erfindung auch unter Verwendung von MINEX 2 implementiert. MINEX 2 ist ein Nephelinsyenit-Pulver mit einer maximalen Partikelgröße von weniger als 100 Mikron. Es wurde ermittelt, dass MINEX-Pulver die Ausbleichfestigkeit verbessert, wenn es als ein Füllmittel bei der vorliegenden Erfindung verwendet wird. Weiterhin wurde herausgefunden, dass Füllmittel aus Nephelinsyenit-Pulver, wie beispielsweise MINEX-Füllmittel, eine viel geringere Wärmeausdehnung als der Kunststoff aufweisen, der als die primäre Komponente in dem Holzimitatprodukt selbst verwendet wird. Folglich wurde herausgefunden, dass MINEX-Pulver die Wärmeausdehnung des Verbundstoff-Kunststoffes vermindert, auf den sich die vorliegende Erfindung bezieht. Obwohl ermittelt wurde, dass MINEX 3 besonders gut funktioniert, wurde auch ermittelt, dass andere MINEX-Pulver die Vorteile produzieren, die in dieser Patentanmeldung beschrieben sind. Folglich ist der Ersatz des Holzfüllmittels nicht begrenzt auf irgendein bestimmtes Nephelinsyenit oder irgendein bestimmtes hartes mineralisches Material. Die MINEX-Pulver können durch einen Sieb mit einer Maschenzahl von 200 bemessen werden, da sie im Allgemeinen eine maximale Partikelgröße von weniger als 100 Mikron aufweisen.
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Die Erfindung betrifft den Ersatz des Holzfüllmittels durch ein Pulver, welches aus einem harten mineralischen Material ausgebildet ist. Während hartes mineralisches Material das primäre Pulver ausbildet, um das Holzpulver in einem Holzimitatprodukt zu ersetzen, können andere mineralische Materialien verwendet werden. Jedoch vermindern sie im Allgemeinen die Vorteile, die durch eine vollständige Verwendung des neuartigen harten mineralischen Materials erhalten werden, das von der vorliegenden Erfindung vorgesehen ist. Die Erfindung ist so beschrieben, dass sie gestattet, dass eine bestimmte Menge anderer Füllmittelpulver, mineralisch oder nicht mineralisch, verwendet wird, ohne von den Vorteilen abzulenken, die durch Praktizieren der vorliegenden Erfindung erhalten werden.
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Bei Verwendung eines harten mineralischen Füllmittels der Erfindung kann die Dicke des Produkts reduziert werden, ohne Festigkeit und strukturelle Integrität zu opfern.
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KONZEPTE AUS VORLÄUFIGEN ANSPRÜCHEN
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In der vorläufigen Patentanmeldung, welche die Stammanmeldung der vorliegenden Patentanmeldung bildet, werden bestimmte Konzepte der Erfindung in den Ansprüchen offenbart. Die primäre Aufgabe der Erfindung ist eine Kunststoff-Zusammensetzung für Terrassenbelagmaterial, wobei mindestens das meiste des natürlichen Holzpulver-Füllmittels durch ein hartes mineralisches Füllmittel ersetzt wird. Das harte mineralische Füllmittel ist ein Pulver, das aus einem Mineral mit einer Mohs-Härte von mindestens 5 ausgebildet ist. Vorzugsweise ist das harte mineralische Pulver ein feldspathaltiges Mineral, wie beispielsweise Nephelinsyenit oder Feldspat. Das harte mineralische Pulver weist eine Partikelgröße mit einer Partikelgröße D99,9 von weniger als 100 Mikron auf. Tatsächlich kann die Partikelgröße D99,9 weniger als 75 Mikron oder weniger als 45 Mikron betragen. Es gibt keine abgestimmte gesteuerte minimale Partikelgröße des Pulvers, das beim Praktizieren der Erfindung verwendet wird.
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Im Wesentlichen wird das gesamte natürliche Holzpulver gemäß dem bevorzugten Produkt durch das harte mineralische Pulver ersetzt. Weiterhin ist das gesamte neue Pulverfüllmittel ein einziges hartes Mineral, wie beispielsweise Nephelinsyenit.
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Gemäß einem Gesichtspunkt der Erfindung ist das harte mineralische Pulver ein primäres Pulver, und die Kunststoff-Zusammensetzung weist mindestens ein sekundäres mineralisches Pulver auf. Bei dieser Offenbarung ist das sekundäre mineralische Pulver ein weiches Mineral mit einer Mohs-Zahl kleiner als 5. Das sekundäre mineralische Pulver ist definiert als mindestens ein Mineral vom tafeligen und vom faserigen Typ umfassend. Derartige sekundäre Mineralien sind Glimmer oder Talk. Das primäre harte mineralische Pulver bei dieser Modifikation der Erfindung beträgt drei Mal das sekundäre mineralische Pulver. Das primäre harte Mineral bildet mindestens 50% des mineralischen Pulvers aus, das als ein Füllmittel verwendet wird. Dieser Prozentsatz kann auf 75% des mineralischen Pulvers angehoben werden; vorzugsweise ist es jedoch 100% des mineralischen Pulverfüllmittels. Das harte mineralische Pulver der Erfindung umfasst verschiedene Typen von Mineralien, welche die definierten Eigenschaften der Erfindung erfüllen. Im Grunde werden die harten mineralischen Pulver aus feldspathaltigem Mineral, Feldspat, Nephelinsyenit und Natriumkaliumalumosilikat ausgebildet. Diese allgemeinen Modifikationen der vorliegenden Erfindung sind in der Stammanmeldung offenbart und werden durch Nennung als hierin aufgenommen betrachtet.
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REKAPITULATION
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Die Erfindung ist die Entdeckung der Verwendung harter mineralischer Materialien als das Füllstoffpulver in Holzimitatprodukten. Die angefügten Ansprüche drücken die offenbarte Erfindung mit bestimmten Beschränkungen und Alternativen allgemein aus.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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