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TECHNISCHER HINTERGRUND DER
ERFINDUNG
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TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
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Die
Erfindung betrifft hitzehärtbare
Zusammensetzungen, die zu dekorativen Materialien verarbeitet werden,
wie z. B. zu Materialien mit massiver Oberfläche, die außergewöhnliche dekorative Muster aufweisen.
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BESCHREIBUNG DER VERWANDTEN
TECHNIK
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Materialien
mit massiver Oberfläche
sind im wesentlichen nichtporöse
Verbundstoffe mit fein verteilten mineralischen Füllstoffen,
die in einer organischen Polymermatrix dispergiert sind. Beispiele
von gewöhnlich
verwendeten Füllstoffen
sind unter anderem Aluminiumoxidhydrat, Calciumcarbonat, Siliciumdioxid
und Aluminiumoxid. Beispiele von gewöhnlich verwendeten hitzehärtbaren
Polymermaterialien sind unter anderem Acryl-, Polyester-, Melamin-,
Urethan-, Acrylurethan-, Epoxidharze und Kombinationen davon. Die
meisten Materialien mit massiver Oberfläche werden durch Duroplastverarbeitung
hergestellt, wie z. B. durch Foliengießen, Zellengießen, Spritzgießen oder
Feuchtpressen. Die dekorativen Eigenschaften derartiger Produkte
werden durch Einlagern von Pigmenten und farbigen Teilchen stark verbessert,
so daß der
Verbundstoff Naturstein ähnelt.
Die Auswahl an im Handel erhältlichen
Mustern ist durch die Zwischenprodukte und Verfahren beschränkt, die
gegenwärtig
bei der Herstellung solcher Materialien eingesetzt werden.
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Materialien
mit massiver Oberfläche
in ihren verschiedenen Anwendungen dienen sowohl funktionalen als
auch dekorativen Zwecken. Da das Einarbeiten verschiedener attraktiver
und/oder außergewöhnlicher
dekorativer Muster ihren Nutzen erhöht, bilden solche Muster an
sich nützliche
Eigenschaften, die ein Produkt vom anderen unterscheiden. Das gleiche
Prinzip gilt für
natürlich
vorkommende Materialien, wie z. B. Holz oder Stein, deren Gebrauchswert,
zum Beispiel bei der Möbelgestaltung,
durch gewisse natürlich
vorkommende Muster erhöht
wird, zum Beispiel durch Maserung, Farbvariationen, Adern, Schichten,
Einschlüsse
und andere. Kommerziell hergestellte Materialien mit massiver Oberfläche enthalten
oft dekorative Muster, die natürlich
vorkommende Muster in Granit oder Marmor imitieren oder ihnen ähneln sollen.
Wegen Beschränkungen
der Durchführbarkeit
und/oder Anwendbarkeit sind jedoch bestimmte dekorative Muster und/oder
Kategorien von dekorativen Mustern bisher nicht in Materialien mit
massiver Oberfläche
eingearbeitet worden.
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Dekorative
Muster sind bisher bei der traditionellen Duroplastverarbeitung
in erster Linie durch die folgenden drei Verfahren erzielt worden:
- (i) Einfarbige oder mehrfarbige Stücke eines
bereits vorhandenen Produkts mit massiver Oberfläche werden mechanisch zerkleinert,
um unregelmäßig geformte
farbige Teilchen herzustellen, die dann mit anderen Bestandteilen
in einer neuen hitzehärtbaren
Formulierung kombiniert werden. Durch Härten des Reaktionsgemischs
beim Gießen
oder Formen entsteht ein Material mit massiver Oberfläche, in
dem farbige Einschlüsse
von unregelmäßigen Formen
und Größen von
einer zusammenhängenden
Matrix von anderer Farbe umgeben und darin eingebettet sind.
- (ii) Beim Gießen
eines hitzehärtbaren
Reaktionsgemischs wird ein zweites Reaktionsgemisch von anderer
Farbe so hinzugefügt,
daß sich
die beiden Bestandteile nur in begrenztem Grade vermischen. In dem
entstehenden Material mit massiver Oberfläche haben die verschiedenen
farbigen Bereiche glatte Formen und sind durch Bereiche mit kontinuierlicher
Farbänderung
getrennt.
- (iii) Verschiedenfarbige Produkte mit massiver Oberfläche werden
in verschiedene Formen geschnitten oder spanend bearbeitet, die
dann mittels Klebstoff miteinander verbunden werden, um mehrfarbige
eingelegte Muster oder Figuren zu erzeugen.
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Mit
diesen traditionellen Duroplastmethoden können bestimmte Kategorien von
dekorativen Muster nicht erzeugt werden.
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EP-A-0988967 offenbart
ein dekoratives Element, das zwei oder mehrere Schichten mit dekorativen
Muster aufweist. Transparenz und Orientierung der Schichten ermöglichen,
daß zumindest
ein Teil jedes dekorativen Musters durch die obere Schicht sichtbar
ist, um dem Laminat ein Aussehen von Tiefe zu geben. Das Dokument
offenbart außerdem
ein Verfahren zur Herstellung des dekorativen Elements, das aufweist:
Formen eines harzgetränkten
Verstärkungsmaterials,
das einen Stapel von mindestens zwei harzgetränkten Schichten mit einem dekorativen
Muster aufweist. Transparenz und Orientierung der dekorativen Schichten
des Stapels sind so beschaffen, daß nach dem Verfestigen mit
Hitze und Druck zumindest ein Teil jedes dekorativen Musters jeder
Schicht durch die obere dekorative Schicht sichtbar ist, um dem
Laminat ein Aussehen von Tiefe zu geben. Das Verfahren beinhaltet
ferner das Laminieren des harzgetränkten Verstärkungsmaterials durch Hitze-
und Druckanwendung und das Harten der Harze und Verfestigen des
harzgetränkten
Verstärkungsmaterials
zu einem dekorativen Laminat.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein dekoratives Material mit geometrischen
Mustern auf einer Oberfläche
des Materials, wobei die geometrischen Muster aus mindestens zwei
kontrastierenden hitzehärtbaren
Zusammensetzungen gebildet werden:
- (a) wobei
die geometrischen Muster dreidimensional sind und sich von einer
Oberfläche
des Materials nach innen erstrecken, und
- (b) wobei das Aussehen der geometrischen Muster aufgrund unterschiedlicher
Querschnitte einer an der Oberfläche
des Materials freigelegten geometrischen Form variiert.
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Ferner
ist die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren zum Formen des dekorativen
Materials gerichtet, das die folgenden Schritte aufweist:
- (i) Herstellen von mindestens zwei fließfähigen kontrastierenden
hitzehärtbaren
Formmassezusammensetzungen,
- (ii) Vereinigen der hitzehärtbaren
Formmassezusammensetzungen auf kontrollierbare Weise, so daß die einzelnen
Formmassezusammensetzungen unterscheidbar sind und eine dreidimensionale
geometrische Form erzeugen,
- (iii) Teilen der vereinigten Formmassezusammensetzungen in einzelne
diskrete Abschnitte auf eine Weise, die Querschnitte der geometrischen
Form freilegt,
- (iv) Vereinigen der einzelnen diskreten Abschnitte, die Querschnitte
der geometrischen Form enthalten, und
- (v) Verschmelzen benachbarter Oberflächen einzelner diskreter Abschnitte,
um dekoratives Material mit geometrischen Muster zu formen.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Bei
der vorliegenden Erfindung verwendbare hitzehärtbare Materialien unterliegen
keiner besonderen Beschränkung,
solange sie zu getrennten Abschnitten geformt werden können, unter
Formgebungsbedingungen fließfähig sind
und zu einem Material mit massiver Oberfläche geformt werden können. Verwendbare
hitzehärtbare
Materialien sind unter anderem Acryl, Polyester, Epoxid, Urethan,
Acrylurethan, Melamin und Kombinationen davon.
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Ein
bevorzugtes hitzehärtbares
Material ist Acryl und schließt
verschiedene Arten herkömmlicher
Acrylgruppen-Monomere, Acrylgruppen-Teilpolymere, Vinylmonomer zur
Copolymerisation mit anderen als Acrylgruppen-Monomeren oder Oligomer ein.
Als Acrylgruppen-Monomer ist (Meth)acrylester zu bevorzugen. Außerdem bedeutet
in der vorliegenden Patentbeschreibung "(Meth)acryl" "Acryl und/oder
Methacryl". Ein
besonders gutes und besonders bevorzugtes Monomer ist Methylmethacrylat (MMA),
während
ein besonders gutes und besonders bevorzugtes Polymer Poly(methylmethacrylat),
PMMA, ist.
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Andere
als polymerisierbare Bestandteile verwendbare Monomere sind Alkylacrylate
und -methacrylate, in denen die Alkylgruppen 1-18 Kohlenstoffatome
enthalten können,
vorzugsweise aber 1-4 Kohlenstoffatome. Geeignete Acrylmonomere
sind Methylacrylat; Ethylacrylat und -methacrylat; n-Propyl- und i-Propylacrylate
und -methacrylate; n-Butyl-, 2-Butyl-, i-Butyl- und t-Butylacrylate
und -methacrylate; 2-Ethylhexylacrylat und -methacrylat; Cyclohexylacrylat
und -methacrylat; Omega-hydroxyalkylacrylate und -methacrylate;
N,N-Dialkylaminoalkylacrylate und -methacrylate; N-[t-Butyl]aminoethylacrylat
und -methacrylat.
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Andere
ungesättigte
Monomere sind unter anderem Verbindungen wie z. B. Styrol; Bis-[β-chlorethyl]vinylphosphonat;
Vinylacetat; α-Methylenbutyrolacton
(MBL); Acrylnitril; Methacrylnitryl; Acryl- und Methacrylsäuren; 2-Vinyl-
und 4-Vinylpyridine; Maleinsäure;
Maleinsäureanhydrid
und Ester von Maleinsäureanhydrid;
Acrylamid und Methacrylamid; Itaconsäure; Itaconsäureanhydrid
und Ester von Itaconsäureanhydrid
sowie multifunktionelle Monomere für Vernetzungszwecke, wie z.
B. ungesättigte
Polyester: Alkylendiacrylate und -dimethacrylate; Allylacrylat und
-methacrylat; N-Hydroxymethylacrylamid und
N-Hydroxymethylmethacrylamid; N,N'-Methyldiacrylamid und -dimethacrylamid;
Glycidylacrylat und -methacrylat; Diallylphthalat; Divinylbenzol;
Divinyltoluol; Trimethylolpropan; Triacrylat und Trimethacrylat; Pentaerythritoltetraacrylat
und -tetramethacrylat; Triallylcitrat und Triallylcyanurat.
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Materialien,
die sich in Opazität,
Dichte und Reflexionsvermögen
unterscheiden, wie z. B. Glimmer, Aluminiumoxid, Siliciumdioxid,
Glaser, Keramiken, Metalle, Polymere oder andere natürliche oder synthetische
Substrate, die mit verschiedenen Materialien beschichtet sind (Mineralien,
Farbstoffen usw.), können
in der Formmasse enthalten sein, um Reflexionsvermögen, Interferenzmuster
oder selektive Farbabsorption zu erzielen. Fasern, die Polymerfasern,
Naturfasern (Holz, Baumwolle usw.), Keramik-Glas- oder Metallfasern sein können, bieten gleichfalls
in Abhängigkeit
vom Betrachtungswinkel ein unterschiedliches Aussehen.
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Die
Formmassen können
teilchenförmige oder
faserförmige
Füllstoffe
enthalten. Im allgemeinen erhöhen
Füllstoffe
die Härte,
Steifigkeit oder Festigkeit des fertigen Artikels gegenüber dem
reinen Polymer oder einer Kombination reiner Polymere. Man wird
erkennen, daß der
Füllstoff
zusätzlich
dem fertigen Artikel andere Attribute verleihen kann. Zum Beispiel
kann er andere funktionelle Eigenschaften bereitstellen, wie z.
B. Flammverzögerungsvermögen, oder
er kann zu einem dekorativen Zweck dienen und die Ästhetik
modifizieren. Einige repräsentative
Füllstoffe
sind unter anderem Aluminiumoxid, Aluminiumoxidtrihydrat (ATH),
Aluminiumoxidmonohydrat, Aluminiumhydroxid, Aluminiumoxid, Aluminiumsulfat,
Aluminiumphosphat, Aluminiumsilicat, Tonerdehydrat (Bayerhydrat),
Borsilicat, Calciumsulfat, Calciumsilicat, Calciumphosphat, Calciumcarbonat,
Calciumhydroxid, Calciumoxid, Apatit, Glasblasen, Glasmikrokugeln,
Glasfaser, Glasperlen, Glasflocken, Glaspulver, Glaskugeln, Bariumcarbonat, Bariumhydroxid,
Bariumoxid, Bariumsulfat, Bariumphosphat, Bariumsilicat, Magnesiumsulfat,
Magnesiumsilicat, Magnesiumphosphat, Magnesiumhydroxid, Magnesiumoxid,
Kaolin, Montmorillonit, Bentonit, Pyrophyllit, Glimmer, Gips, Siliciumdioxid
(einschließlich
Sand), Keramik-Mikrokugeln,
Keramikteilchen, Keramik-Nadelkristalle, Talkumpulver, Titandioxid,
Diatomeenerde, Holzmehl, Borax oder Kombinationen davon.
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Ferner
können
die Füllstoffe
wahlweise mit Schlichtemitteln beschichtet werden, wie z. B. Silan(meth)acrylat,
das im Handel von OSI Specialties (Friendly, VN) als Silane 8 Methacrylate
A-174 beziehbar ist. Der Füllstoff
ist in Form von kleinen Teilchen mit einer mittleren Teilchengröße im Bereich von
etwa 5-500 μm
(Mikrometer) vorhanden und kann in Anteilen bis zu 65 Gew.-% der
Formmassen enthalten sein.
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Die
Natur der Füllstoffteilchen,
besonders der Brechungsindex, hat eine ausgeprägte Wirkung auf die Ästhetik
des fertigen Artikels. Wenn der Brechungsindex des Füllstoffs
eng an den der Polymerkomponente angepaßt ist, hat der entstehende
fertige Artikel ein durchscheinendes Aussehen. Wenn der Brechungsindex
von dem der Polymerkomponente abweicht, ist das resultierende Aussehen
stärker
opak. Da der Brechungsindex von ATH nahe bei dem von PMMA liegt,
ist ATH oft der bevorzugte Füllstoff
für PMMA-Systeme.
Von besonderem Interesse sind Füllstoffe
mit einer Teilchengröße zwischen
10 μm und
100 μm (Mikrometer).
Aluminiumoxid (Al2O3) verbessert
die Kratzfestigkeit. Fasern (z. B. Glas-, Nylon-, Aramid- und Kohlefasern)
verbessern mechanische Eigenschaften. Beispiele einiger funktioneller
Füllstoffe
sind Antioxidationsmittel (wie z. B. ternäre oder aromatische Amine,
Irganox® (Octadecyl-3,5-di-(tert)-butyl-4-hydroxyhydrocinnamat),
geliefert von Ciba Specialties Chemicals Corp., und Natriumhypophosphit,
Flammschutzmittel (wie z. B. halogenierter Kohlenwasserstoff, Mineralcarbonat,
Mineralhydrat und Antimonoxid), UV-Stabilisatoren (wie z. B. Tinuvin®,
geliefert von Ciba Geigy), fleckenbeständige Mittel, wie zum Beispiel
Poly(tetrafluorethylen) (z. B. Teflon® von
DuPont), Stearinsäure
und Zinkstearat, oder Kombinationen davon.
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Die
Zusammensetzung kann wahlweise dekorative Füllstoffe enthalten. Solche
dekorativen Füllstoffe
sind hauptsächlich
aus ästhetischen
Gründen enthalten,
obwohl sie manchmal eine geringfügige Auswirkung
auf physikalische Eigenschaften haben. Beispiele geeigneter dekorativer
Füllstoffe
sind unter anderem Pigment und andere wasserunlösliche Farbstoffe, reflektierende
Flocken, Metallteilchen, Steine, farbiges Glas, farbiger Sand von
verschiedenen Größen, Holzprodukte,
wie z. B. Fasern, Pellets und Pulver, und andere. Die Teilchengröße variiert mit
der Art des dekorativen Füllstoffs
und kann im Submikrometerbereich liegen oder mehrere Zentimeter
groß sein.
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Bei
der Ausführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens
können
Feststoffe, wie z. B. Füllstoff,
Färbemittel
und dekorativer Füllstoff,
vor der Zugabe hitzehärtbarer
Bestandteile vorgemischt werden. Das Mischen wird beendet, wenn
sich das entstehende Gemisch verdickt und beispielsweise teigähnlich wird und
eine hitzehärtbare
Formmasse bildet, die unter den gewählten Formgebungsbedingungen
fließfähig ist.
Als Beispiel können
Ausgangsmaterialien für
das erfindungsgemäße Verfahren
mehrere Ausführungsformen
der Formmassen sein, die nach dem in Weberg et al.,
US-Patent 6203911 B1 , beschriebenen Verfahren
hergestellt werden.
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Die
mehreren Formmassen werden so kombiniert, daß sie unvollständig vermischt
werden und die einzelnen Massen eine geometrische Form bilden. Es
versteht sich, daß "geometrisch" in seiner normalen
Bedeutung verwendet wird und auf geradlinige oder einfache krummlinige
Motive oder Konturen im Muster abzielt. Bei der vorliegenden Erfindung ist
jedoch die geometrische Form dreidimensional. Beispiele des Aussehens
von Oberflächen,
die aus einer geometrischen Form resultieren, haben wegen der visuell
kontrastierenden Formmassen die Form von Streifen und Wirbeln. Einige
Beispiele von Verfahren zur Kombination von Zusammensetzungen zu geometrischen
Formen sind unter anderem: Laminieren von extrudierten oder kalandrierten
Bändern
von verschiedenen Zusammensetzungen und verschiedene Mischverfahren.
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Es
gehört
zum Umfang der vorliegenden Erfindung, daß eine einfache lineare Extrusion
von mindestens 2 Formmassen verwendet wird. In einem solchen Fall
hat das fertige dekorative Material das Aussehen von Streifen. Da
jedoch die geometrische Form dreidimensional ist, werden auf einer
Oberfläche
des fertigen dekorativen Materials unterschiedliche Streifenorientierungen
vorhanden sein.
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Außerdem gehört es zum
Umfang der vorliegenden Erfindung, daß die geometrische Form kein streifenförmiges Aussehen
der Oberfläche
aufweist. So kann die geometrische Form an der Oberfläche wie
ein Wirbel oder ein verwandtes krummliniges Motiv mit der geometrischen
Form aussehen, die durch das Verfahren zur Kombination einzelner
hitzehärtbarer
Formmassen festgelegt wird.
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Zur
Veranschaulichung können
die einzelnen hitzehärtbaren
Formmassen nichtlinear extrudiert werden, um ein krummliniges, dreidimensionales
Muster zu formen. Alternativ kann die einzelne hitzehärtbare Formmasse
durch unvollständiges
Mischen kombiniert werden. Es versteht sich, daß ein Kombinationsschritt durchgeführt werden
kann, bei dem ein Teil einer kombinierten Formmasse eine geometrische
Form bildet, während
ein anderer Teil keine geometrische Form bildet.
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Danach
werden die kombinierten Formmassen, die eine geometrische Form enthalten,
in einzelne diskrete Abschnitte unterteilt, wodurch Querschnitte
der geometrischen Form mit unterschiedlichem Aussehen an der Oberfläche entstehen.
Es versteht sich, daß der
Begriff "Querschnitt" einen Teilquerschnitt
einschließt.
Die Art der Unterteilung der kombinierten Formmassen kann zufällig (beispielsweise
durch Schleifen) oder einheitlich sein (beispielsweise durch Schneiden).
Eine zufällige
Unterteilung kann dazu führen,
daß einzelne
diskrete Abschnitte zumindest einen Teil des Aussehens der geometrischen
Form behalten, während
andere Abschnitte dies nicht tun. Im fertigen dekorativen Material
können
jedoch geometrische Muster vorhanden sein, die sich aus den Querschnitten
der geometrischen Form ergeben. Daher führt vorzugsweise die Unterteilung
der kombinierten Formmassen dazu, daß ein wesentlicher Teil der
einzelnen Abschnitte ein geometrisches Aussehen aufweist.
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Der
Teilungsschritt kann auf mehrere Arten durchgeführt werden, wie z. B. Schneiden,
Zerhacken, Zerreißen,
Extrudieren oder Schleifen. Je nach dem Teilungsverfahren kann ein
unterschiedliches Aussehen der Oberfläche erzielt werden. Außerdem können die
Größen der
einzelnen diskreten Abschnitte variieren.
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Zur
Veranschaulichung kann die größte Abmessung
des einzelnen diskreten Abschnitts 2 mm bis 100 cm betragen.
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Nach
der Bildung einzelner diskreter Abschnitte, die mindestens einen
Teil des geometrischen Musters beibehalten, werden diese einzelnen getrennten
Abschnitte vor einem Verschmelzungsschritt zusammengesetzt. Typischerweise
erfolgt das Verschmelzen dieser zuvor getrennten Abschnitte unter
Druck und erhöhter
Temperatur, wie z. B. in einer Form, wobei die hitzehärtbare Zusammensetzung
hitzegehärtet
wird. Im Verschmelzungsschritt kommen benachbarte Oberflächen in
Kontakt miteinander und lassen zu, daß die Querschnitte der geometrischen
Form beibehalten werden. Außerdem werden
die einzelnen getrennten Abschnitte typischerweise zufällig miteinander
kombiniert und bieten nach dem Verschmelzen wegen der dreidimensionalen
Natur dieser Abschnitte ein unterschiedliches Aussehen der Oberflächen.
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Die
Bedingungen des Verschmelzungsschritts sind von den verwendeten
hitzehärtbaren
Zusammensetzungen abhängig
und können über einen breiten
Bereich variieren, z. B. in Verbindung mit erhöhter Temperatur und Druck.
Im allgemeinen wird durch den Verschmelzungsschritt auch das hitzehärtbare Material
in einen fertigen dekorativen Duroplast umgewandelt.
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Wie
weiter oben diskutiert, weist die Oberfläche des fertigen dekorativen
Materials sich wiederholende geometrischen Oberflächenmuster
auf. Da dieses dekorative Material aus Querschnitten einer geometrischen
Form gebildet wird, die dreidimensional ist, unterscheiden sich
wegen unterschiedlicher Querschnitte die Oberflächenmuster im Aussehen. Typischerweise
erstrecken sich die geometrischen Muster durch das gesamte oder
im wesentlichen durch das gesamte dekorative Material einschließlich innerer
Abschnitte.
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Außerdem gehört es zum
Umfang der vorliegenden Erfindung, daß sich nicht nur die Größe und Form
der geometrischen Muster unterscheiden können, sondern auch ihre Konzentration.
In dem Schritt zur Kombination einzelner getrennter Abschnitte der hitzehärtbaren
Zusammensetzungen können
zusätzliche
nichtgeometrische (oder andere geometrische) verschmelzbare Abschnitte
hinzugefügt
werden. Außerdem
brauchen diese hinzugefügten
Abschnitte nicht verschmelzbar zu sein, wenn sie ausreichend klein
sind. Ferner gehört
es zum Umfang der vorliegenden Erfindung, daß mehr als eine geometrische Form
verwendet wird, was zu unterschiedlichen geometrischen Muster im
fertigen Artikel fährt.
Außerdem
ist Farbe ein wichtiges Merkmal, das ein unterschiedliches Aussehen
von Oberflächen
ermöglicht.
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Die
Erfindung wird durch Bezugnahme auf die nachstehenden Beispiele
umfassender verständlich,
in denen Teile und Prozentangaben gewichtsbezogen sind und die Temperatur
in °C angegeben wird,
wenn nicht anders angegeben.
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BEISPIELE
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BEISPIEL 1
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Verfahren
zum Erzeugen einer geschichteten Mischung von zwei oder mehr Farben.
Die Grenzfläche
zwischen den Farben ist wegen der mangelnden Vermischung sehr scharf
Für die
erste Farbe (schwarz-gold) sind die folgenden Bestandteile abzuwiegen.
- 1120 g ATH (Alcan)
- 401 g Paraloid® Latex K120ND [Poly(methylmethacrylat/Ethylacrylat)]-Polymerteilchenhärter (Robin & Haas Company)
- 6 g Zinkstearat
- 40 g Afflair® 305 Solar Gold Mica (=
etwa: Sonnengold-Glimmer)
- 362 g Methylmethacrylat (MMA)
- 58 g Ethylenglycoldimethacrylat (EGDMA)
- 6,94 g Luperox® 575 (t-Amlyperoxy-2-ethylhexanoat)-Thermoinitiator
von Atofina
- 1,14 g Vazo® 67
[2,2'-Azobis(methylbutyronitril)-Thermoinitiator]
von DuPont
- 1,68 g Zelec® MO
- 2,86 g Rußpigment-Dispersion
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MMA,
EGDMA und Zelec® MO
in einen kleinen Behälter
geben. Mit einem Rührwerkzeug,
das durch einen Druckluftmotor angetrieben wird, 2 Minuten gleichmäßig vermischen.
Das Luperox® 575
zugeben, dann das Vazo® 67 zugeben. 10 Minuten
lang mischen, um die Bestandteile vollständig zu vermischen und sicherzustellen,
daß das
Vazo® 67
vollständig
aufgelöst
wird. Trockenes Gemisch der ersten drei Bestandteile (ATH, Paraloid® und
Zinkstearat) in den Mischer geben. (Ross-Doppelplanetenmischer (DPM) LDM-2, ausgestattet
mit Rührflügeln für hohe Viskosität). 5 Minuten
mischen, um die trockenen Bestandteile zu vermischen. Glimmer zu
den trockenen Bestandteilen hinzufügen. Rußpigment-Dispersion in dem
DPM zu den trockenen Bestandteilen hinzufügen. Flüssige Bestandteile vom Vormischungsschritt
hinzufügen.
Das Mischen ist sechs Minuten über
den Punkt hinaus fortzuführen,
wo die Bestandteile zu einer zähen
Masse zusammenfließen.
Die Masse ist aus dem Mischer zu entfernen und in einem für MMA undurchlässigen Behälter zu versiegeln.
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ZWEITE ZUSAMMENSETZUNG
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Die
obigen Schritte sind mit den folgenden Gehalten der Bestandteile
für die
zweite Farbe (gold) zu wiederholen. In diesem Fall wird keine Pigmentdispersion
zugesetzt.
- 1120 g ATH (Alcan)
- 401 g Paraloid® Latex K120ND (Rotem & Haas Company)
- 6 g Zinkstearat
- 40 g Afflair® 305 Solar Gold Mica
- 365 g Methylmethacrylat (MMA)
- 58,4 g Ethylenglycoldimethacrylat (EGDMA)
- 6,98 g Luperox® 575
- 1,14 g Vazo® 67
- 1,68 g Zelec® MO
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Zur
Herstellung der Formfüllung:
Formmasse aus dem vorhergehenden Schritt mindestens eine Stunde
lang ruhen lassen, um eine zusätzliche
Absorption des MMA in die Latexteilchen zu ermöglichen. Jede Farbe im gewünschten
Verhältnis
abwiegen. In diesem Fall 1:1, also 2000 Gramm jeder Farbe. Kalanderwalze
benutzen, um eine abgeflachte Scheibe oder ein Band aus jeder Farbe
herzustellen. Die beiden Farben sind zu schichten. Durch die Kalanderwalze
laufen lassen, um die Dicke zu reduzieren.
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Material
auf doppelte Dicke falten und mehr Schichten erzeugen. Walz- und
Faltschritte wiederholen, um die gewünschte Schichtenzahl zu erzeugen.
In diesen Proben war die Zahl der Schichten gleich 8 und 16. Das
Material kann jetzt zu Chargenbruchstücken (Würfeln von etwa 2 cm Größe) zum Formen
geschnitten werden. Bruchstücke
in einem für
MMA undurchlässigen
Behälter
verschließen,
bis sie zum Formen fertig sind.
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Alternativ
kann die Masse in den Doppelplanetenmischer (DPM) eingebracht werden.
Mischen mit der Mischergeschwindigkeit 2. Die Flügel werden beginnen, die Formmasse
zu zerkleinern. Für
das vorliegende Beispiel ist das Mischen fortzuführen, bis alle Bruchstücke einen
Durchmesser von 1,5 cm oder weniger aufweisen. Bruchstücke in einem
für MMA undurchlässigen Behälter verschließen, bis
sie zum Formen fertig sind.
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900
Gramm der Bruchstücke
aus dem vorhergehenden Schritt abwiegen. Eine Tafelform von 20,32
cm × 20,32
cm (8'' × 8'')
ist auf 122°C
vorzuwärmen.
Das zuvor abgewogene Material in die heiße Form gießen, die Füllung so ausbreiten, daß sie gleichmäßig verteilt
ist. Form schließen
und 8 Minuten einen Druck von 102 bar (1480 psig) anlegen, um das
Teil zu härten.
Aus der Form entnehmen. Das Teil im geformten Zustand weist eine
sehr dünne
Oberflächenschicht
auf, in welcher der Glimmer im hohen Grade parallel zur Oberfläche des
Teils ausgerichtet ist. Die einzelnen Zusammensetzungen sind in
einem erkennbaren geometrischen Muster vorhanden. Dieses ist attraktiv
und könnte
als solches verwendet werden, wäre
aber mit Verfahren, die in der Massivoberflächen-Industrie üblich sind,
nicht reparierbar. Um eine Oberfläche freizulegen, die repräsentativ
für das
Volumen des Materials ist, ist ein leichtes Schleifen erforderlich.
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BEISPIEL 2
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Verfahren
zur Erzeugung einer strukturierten Mischung von zwei oder mehr Farben
unter Verwendung eines Kolbenextruders. Es wurden zwei ähnliche
Formmassen wie in Beispiel 1 hergestellt, eine schwarze und eine
weiße.
Diese Massen wurden in den Einfüllschacht
eines Kolbenextruders mit einem kreisförmigen Mundstück eingebracht.
In einem ersten Versuch wurden Profile hergestellt, indem der Kolben
abwechselnd mit Scheiben aus schwarzer und weißer Formmasse von etwa 2,54
cm (1 Zoll) Länge,
3,8 cm (1,5 Zoll) Durchmesser beschickt wurde. Die Querschnitte
des Extrudats zeigen ein stark gestrecktes parabolisches Geschwindigkeitsprofil.
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In
einem zweiten Versuch wurde der Kolbenextruder mit einem Gemisch
von extrudierten Nudeln von etwa 0,33 cm (0,13 Zoll) Durchmesser
aus den schwarzen und weißen
Zusammensetzungen beschickt. Das Extrudat zeigte eine parabolische
Verzerrung des zufällig
gemischten Musters. Die oben beschriebenen profilierten Materialien
wurden in Chargenbruchstücke
unterschiedlicher Größen zerhackt
und zum Formen reserviert.
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Die
Chargenbruchstücke
wurden in einer erhitzten Stahlform von 20,32 × 20,32 cm (8'' × 8'') bei 120°C unter einem Druck von 62,05
bar (900 psig) 6 Minuten geformt. Die entstandenen Formtafeln aus dem
ersten Versuch zeigen dominierende Bereiche der zwei farbigen Zusammensetzungen.
Formtafeln aus dem zweiten Versuch zeigen ein deutliches Punkt-
und Linienmuster.
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BEISPIEL 3
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Verfahren
zur Erzeugung einer strukturierten Mischung von zwei oder mehr Farben
unter Verwendung eines Doppelschneckenextruders. Zwei ähnliche
Formmassen wie in Beispiel 1 wurden hergestellt; eine schwarze und
eine weiße.
Diese Massen wurden verarbeitet, wie nachstehend in groben Zügen dargestellt,
und in den Zulauf eines Einschneckenextruders eingebracht, der mit
einem kreisförmigen
Mundstück
ausgestattet war.
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Sie
wurden zunächst
zu Stücken
von 3,81 cm Durchmesser und 7,62 cm Länge (1,5'' × 3'') extrudiert. Diese Stücke waren
das Ausgangsmaterial für
anschließende
Mischversuche. Die Stücke
wurden in einem Taumelmischer im Verhältnis von 1:1 vermischt und
in einen Einschneckenextruder eingefüllt, der mit einem kreisförmigen Mundstück von 3,81 cm
(1,5'') ausgestattet war.
Das entstehende extrudierte Profilmaterial wies in Längsrichtung
eine regelmäßige verwirbelte
Zimtrollenstruktur auf. Das Extrudat wurde längsgeschnitten und ebenso wie
in Beispiel 2 geformt und ergab in der fertigen Formtafel eine holzmaserungsähnliche
Struktur.
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Das
Extrudat wurde außerdem
in Querrichtung in kleine Scheiben geschnitten, von Hand im Formhohlraum
angeordnet und ebenso wie in Beispiel 2 geformt und ergab eine Struktur
mit regelmäßigen verwirbelten
Bereichen in der fertigen Formtafel.
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Eine
Mischung des zerhackten Extrudats wurde zufällig verteilt in die Form eingebracht
und ebenso wie in Beispiel 2 geformt. Die entstehende Formtafel
hatte das Aussehen einer knotigen Holzmaserung in der fertigen Formtafel.