FI79129C - Presskomposition och daerav framstaelld formad produkt. - Google Patents

Description

1 79129

Puristettava koostumus ja siitä valmistettu muovattu tuote Tämän keksinnön kohteena on puristettava koostumus ja koostumuksesta valmistettu muotoiltu tuote, erikoisesti 5 muotoiltu tuote, jolla on suuri taivutuslujuus.

Keksinnön kohteena on puristettava koostumus, jolla on taikinamainen rakenne, jota voidaan muotoilla suulake-puristamalla tai ruiskupuristamalla tai kalanteroimalla, joka sisältää homogeenisen seoksen 10 a) vähintään yhtä hienojakoista ainetta, joka on veteen liukenematonta ja oleellisesti veden kanssa reagoimatonta, b) vähintään yhtä veteen liukenevaa orgaanista po-lymeeriainetta, ja 15 c) vettä.

Keksinnön mukaiselle puristettavalle koostumukselle on tunnusomaista, että seos sisältää myös apuainetta, joka pystyy reagoimaan polymeeriaineen kanssa tehden aineen liukenemattomaksi veden suhteen ja siitä, että aineosia 20 (a), (b)ja(c) on seoksessa läsnä seoksen tilavuusosuuk- sina laskettuna 40-90 %, 2-25 % ja vastaavasti korkeintaan 30 %.

Keksintö koskee myös muotoiltua tuotetta, joka on valmistettu muotoilemalla ja kovettamalla näin muotoiltu 25 keksinnön mukainen seos. Keksinnön mukaisen muotoillun seoksen kovettaminen saadaan aikaan saattamalla apuaine seoksessa reagoimaan tai antamalla sen reagoida polymeeri-aineen kanssa tehden polymeeriaineen liukenemattomaksi veden suhteen ja poistamalla vesi muotoillusta seoksesta. 30 Seosta valmistettaessa sen aineosien tulisi olla huolellisesti sekoitetut, jotta ne muodostavat homogeenisen seoksen.

Esimerkiksi seoksen aineosat sekoitetaan edullisesti suuren leikkauksen olosuhteissa, esimerkiksi suurileik-35 kauksisessa siipisekoittimessa. Haluttaessa ja mikäli seos on rakenteeltaan sopiva, näin muodostettua seosta voidaan 2 79129 edelleen sekoittaa suurileikkauksisissa olosuhteissa johtamalla seos toistuvasti telojen välisen kosketusalueen kautta, jotka voivat pyöriä samalla tai eri kehänopeuksil-la.

5 Sekoittaminen voidaan suorittaa korotetussa lämpö tilassa esimerkiksi seoksen viskositeetin pienentämiseksi ja täten sekoituksen parantamiseksi. Kuitenkaan ei korotetun lämpötilan eikä ajan korotetussa lämpötilassa pitäisi olla sellaisen, että se aiheuttaa seokselle ennenaikaisen 10 kovettumisen eikä sellaisen, että se aiheuttaa liiallisen veden häviön seoksesta haihtumalla.

Keksinnön mukainen seos voi sisältää vettä 30 tila-vuus-%:iin saakka, jolloin seoksen rakenne on taikinamai-nen ja seosta voidaan muotoilla suulakepuristamalla, esim. 15 sauvan tai putken muotoon tai ruiskupuristamalla haluttuun muotoon tai se voidaan kalanteroida levymäiseen muotoon. Seos voidaan myös muotoilla muottipuristamalla seos sopivan muotoisessa muotissa. Rakenteeltaan taikinamaiset seokset ovat edullisia, koska on yleensä mahdollista käyt-20 tää muovin tai kumin työstölaitteita sellaisten seosten käsittelyssä seosten yleensä sisältäessä suhteellisen pienen määrän vettä ja siten seoksesta on kovetettaessa poistettava pienempi vesimäärä ja tällaisista seoksista valmistetuilla tuotteilla on yleensä suurempi taivutuslujuus. 25 Lämpötila, jossa seoksen muotoilu voidaan suorit taa, voi riippua seoksen komponenttien luonteesta ja niiden suhteellisista osuuksista. Mikäli seos on muotoiltava suhteellisen suuressa paineessa, seos voidaan muotoilla ympäröivässä lämpötilassa tai lähellä sitä. Kuitenkin on 30 todettu, että erikoisesti mikäli seoksella on termoplastiset ominaisuudet, voi olla toivottavaa tai vieläpä tarpeellista muotoiluprosessin helpottamiseksi käyttää korotettua lämpötilaa seoksen muotoilemiseksi tehokkaasti. Sopiva korotettu lämpötila voidaan valita yksinkertaisen 35 kokeen avulla.

Kovettamisvaiheessa polymeeriaine saatetaan liuke-

II

3 79129 nemattomaksi reaktiossa apuaineen kanssa ja vesi poistetaan.

Olosuhteet, joissa seoksen kovettaminen voidaan saada tapahtumaan, vaihtelevat seoksen komponenttien luon-5 teen mukaan ja erikoisesti polymeeriäineen luonteen mukaan ja sen kanssa reaktiivisen apuaineen luonteen mukaan. Sopivia olosuhteita käytettäväksi kovettumisreaktion aikaansaamisessa on esitetty myöhemmin tiettyjä orgaanisia polymeeriaineita ja niiden kanssa reaktiivisia apuaineita 10 sisältäviin seoksiin nähden. Muotoillun seoksen kovettaminen voidaan saada aikaan ympäröivässä lämpötilassa tai sen läheisyydessä tai se voidaan saada aikaan korotetussa lämpötilassa, esimerkiksi 50°C ylittävässä lämpötilassa. Voidaan käyttää lämpötiloja 100°C:seen saakka tai vielä kor-15 keampia. Korotetut lämpötilat voivat olla toivottavia apuaineen ja polymeeriaineen välisen reaktion initioimiseksi tai ainakin tämän reaktion nopeuttamiseksi. Korotetun lämpötilan ja reaktioajan tällaisessa korotetussa lämpötilassa ei pitäisi olla sellainen, että se johtaa tuotteen lu-20 juuden oleelliseen pienenemiseen, joka voi tapahtua esimerkiksi polymeeriaineen hajoamisen seurauksena korotetussa lämpötilassa.

Tuotteella, joka on valmistettu kovettamalla keksinnön mukainen muotoiltu seos, voi olla suuri taivutus-25 lujuus, esimerkiksi yli 40 MPa taivutuslujuus. Tuotteen taivutuslujuus voi olla jopa yli 100 MPa.

Mikäli on valmistettava taivutuslujuudeltaan erityisen hyviä tuotteita, on edullista, että keksinnön mukaisen seoksen komponentit valitaan niin, että koeseoksel-30 le, joka sisältää 63 tilavuus-% hienojakoista ainetta, 7 tilavuus-% vesiliukoista orgaanista polymeeriainetta ja 30 tilavuus-% tilavuudesta vettä, suulakepuristettuna kapillaarireometrissä puristuspaineella korkeintaan 50 MPa tapahtuu leikkausjännityksessä vähintään 25 % lisäys ja 35 edullisesti vähintään 50 % lisäys, kun koeseoksen leikkausnopeudessa saadaan aikaan kymmenkertainen lisäys, kun 4 79129 mitatut leikkausnopeudet ovat alueella 0,1-5 sekunti"1. Koekriteerit tyydyttävistä seoksista saadaan tuotteita, joiden hiukkasten pakkautuminen seoksessa on hyvä.

Kapillaarireometrin, jossa koeseos suulakepuriste-5 taan, muodostaa mäntä lieriömäisessä sylinterissä ja ka-pillaariaukko, jonka läpi koeseos voidaan puristaa.

Leikkausjännityksen kN cm"2 määrittelee F d ja L D2 leikkausnopeuden sekunti"1 :ssa 2_ v_ Dj jossa D on reo-10 15 d3 metrin sylinterin halkaisija (cm), v on männän matkanopeus reometrin sylinterissä (cm min"1 ), d on reometrin kapillaarin halkaisija (cm), L on reometrin kapillaarin pituus (cm) ja F on reometrin mäntään käytetty voima (kN). Ylei-15 sesti D on alueella 1-3 cm, d alueella 0,2 - 0,5 cm ja L alueella 5d-20d.

Hienojakoisen aineen koeseoksessa ei tulisi olla hiukkaskooltaan niin suurta, eikä muodoltaan sellaista, että hienojakoinen aine itsessään estäisi seoksen kulun 20 reometrin kapillaarin läpi. Kapillaarireometrikokeessa käytettäväksi valitaan hienojakoinen koeaine, jonka hiuk-kaskoko tai hiukkaskokoyhdistelmä on sellainen, että se johtaa helposti suulakepuristettavaan seokseen, jolla on helposti määritettävä leikkausjännitys, ja hiukkaskoko 25 alueella 100 pm:iin saakka on yleensä sopiva. Voi olla tarpeen valita tietty hiukkaskoko tai hiukkaskokoyhdistelmä hienojakoiselle aineelle tällä alueella sellaisen koe-seoksen valmistamiseksi, joka tyydyttää kapillaarireomet-rikokeen kriteerit. Keksinnön mukainen seos ja tuote eivät 30 rajoitu tällä hiukkaskokoalueella oleviin hienojakoisiin aineisiin.

Keksinnön mukaisesta seoksesta kovettamalla saadun tuotteen taivutuslujuus on suurempi, mikäli hienojakoinen aine ja orgaaninen polymeeriaine on yhdessä valittu niin, 35 että koeseos tyydyttää yllä mainitut kapillaarireometri- li 5 79129 kokeen kriteerit kuin olisi asia, mikäli valittu hienojakoinen aine ja orgaaninen polymeeriaine ovat sellaiset, ettei koeseos tyydytä edellä mainittuja kriteereitä. Esimerkiksi, mikäli orgaaninen polymeeriaine ja hienojakoinen 5 aine on valittu niin, että koeseos tyydyttää edellä mainitut kriteerit, näitä aineita sisältävästä seoksesta valmistetun tuotteen taivutuslujuus on suurempi kuin (1) tuotteen, joka on valmistettu seoksesta, joka sisältää saman orgaanisen polymeeriaineen ja eri hienoja- 10 koisen aineen, jotka yhdistelmänä eivät tyydytä kapillaa-rireometrikokeen kriteereitä, ja (2) tuotteen, joka on valmistettu seoksesta, joka sisältää saman hienojakoisen aineen ja eri orgaanisen polymeeriaineen, jotka yhdistelmänä eivät tyydytä kapillaa- 15 rireometrikokeen kriteereitä, vaikkakin tuotteen lopullinen lujuus riippuu orgaanisen polymeeriaineen ominaislu-juudesta ja sitoutumisesta hienojakoiseen aineeseen.

Sopivia hienojakoisen aineen ja orgaanisen polymeeriaineen yhdistelmiä, jotka koeseoksessa tyydyttävät edel-20 lä mainitun kapillaarireometrikokeen, on esitetty myöhemmin.

Yleensä, mitä suurempi on muutos huomioidussa leikkausjännityksessä lisättäessä leikkausnopeus kymmenkertaiseksi, sitä suurempi on taivutuslujuus keksinnön mukaises-25 ta seoksesta valmistetussa tuotteessa ja tästä syystä on edullista, että koeseoksen leikkausjännityksessä tapahtuu vähintään 75 %:n lisäys, kun koeseoksessa saadaan aikaan kymmenkertainen leikkausnopeuden lisäys.

Kapillaarireometrikokeessa käytettäväksi tarkoite-30 tun koeseoksen tulisi olla tietenkin huolellisesti sekoitettu ja riittävän nestemäinen, jotta seos itsessään pystytään suulakepuristamaan kapillaarireometriin. Jotta koeseos olisi riittävän nestemäinen, jotta saadaan leikkaus-nopeudet alueella 0,1-5 sekunti-1, voi olla tarpeen suo-35 rittaa kapillaarireometrikoe korotetussa lämpötilassa, esimerkiksi lämpötilassa suurempi kuin 50°C, esim. noin 6 79129 80°C:ssa. Toisaalta voi olla tarpeen, etenkin mikäli koe-seos on hyvin juoksevaa, suorittaa kapillaarireometrikoe ympäröivää lämpötilaa alemmassa lämpötilassa. Suulakepu-ristusta suoritettaessa seoksen ei tulisi erottua kompo-5 nenteikseen, esimerkiksi veden tai polymeerin ei tulisi pyrkiä erottumaan seoksesta.

Suulakepuristetun seoksen valmistamiseksi voi olla tarpeen valita molekyylipainoltaan sopiva orgaaninen polymeeri aine käytettäväksi koeseoksessa. Keksinnön mukainen 10 seos ei tietenkään ole rajoitettu vain tietyn molekyyli-painon omaavaan aineeseen. Molekyylipaino valitaan vain koetarkoituksiin.

Taivutuslujuudeltaan erittäin kestäviä tuotteita silmällä pitäen on edullista, että korkeintaan 2 % ja 15 edullisemmin korkeintaan kuin 0,5 % tuotteen kokonaistilavuudesta käsittää huokosia, joiden suurin dimensio ylittää 100 pm, edullisesti 50 pm ja vielä edullisemmin 15 pm, mitattuna kvantitatiivisen mikroskopian menetelmällä. Nämä huokoskokokriteerit eivät sisällä huokosia, jotka voi-20 vat olla läsnä hienojakoisessa aineessa, esimerkiksi mikäli hienojakoinen aine sisältää onttoja hiukkasia.

Tällaisen edullisen tuotteen valmistusta edistää suuren leikkauksen käyttö seoksen sekoituksen aikana, joka voidaan suorittaa ilman olennaisesti puuttuessa, esimer-25 kiksi tyhjössä ja/tai käyttämällä vähintään kohtuullista painetta, esim. 1-5 MPa:n painetta muotoiluvaiheessa.

Kvantitatiivinen mikroskopia on alalla hyvin tunnettu tekniikka. Tuotenäytteen pinta kiillotetaan, jotta näytteeseen saadaan tasopinta, näyte pestään kiillotus-30 karstan poistamiseksi pinnalta ja pinta valaistaan, jotta reiät pinnassa erottuvat vastakohtina pinnan tasomaisiin osiin nähden ja pintaa katsellaan optisen mikroskoopin avulla, tyypillisesti 100 x suurennuksella, ja yli 100 pm:n tai 50 pm:n tai 15 pm:n kokoiset reiät määritetään 35 julkaisussa "Quantitative Microscopy", De Hoff ja Rhines, McGraw Hill 1958 kuvatulla tavalla. Riittävä pinta-ala li 7 79129 näytettä pitäisi tarkastella tilastollisen virheen pienentämiseksi ja tavallisesti lasketaan 1 000 reikää. Sitten näytteelle suoritetaan lisäkiillotus toisen pinnan paljastamiseksi ja optinen tutkimus toistetaan. Yleensä tutki-5 taan 10 tällaista pintaa.

Taivutuslujuuden edelleen parantamiseksi on myös edullista, ettei tuotteen huokosten kokonaistilavuus, ilmaistuna osuutena tuotteen näennäistilavuudesta, huokoset mukaan lukien, ylitä arvoa 20 %. Huokoisuudet, jotka eivät 10 ylitä arvoa 15 % ja vieläpä huokoisuudet, jotka eivät ylitä arvoa 10 % ovat edullisempia. Huokoisuus voi olla jopa alle 2 %. Nämä huokoisuuskriteerit sulkevat pois huokoset, jotka voivat esiintyä hienojakoisessa aineessa, esimerkiksi mikäli hienojakoinen aine sisältää onttoja hiukkasia.

15 Pieni huokoisuus on olennaista niille tuotteille, jotka on valmistettu seoksesta, joissa orgaaninen polymee-riaine ja hienojakoinen aine on valittu tyydyttämään ka-pillaarireometrikokeen kriteerit.

Keksinnön mukaisessa seoksessa hienojakoinen aine 20 on veteen liukenematonta ja olennaisesti veden kanssa reagoimatonta. Vaikka ei suljeta pois sellaisen hienojakoisen aineen käyttöä, joka hyvin heikosti reagoisi veden kanssa, keksinnön piiriin ei sisällytetä hydraulista ainetta, kuten hydraulisia sementtejä, jotka reagoivat veden kanssa 25 ja jotka kovettuvat veden läsnäollessa.

Hienojakoisen aineen hiukkasten dimensiot voivat vaihdella laajalla alueella. Mikäli hienojakoinen aine on hiukkaskooltaan pientä, voidaan kuitenkin tarvita haitallisen suuria vesimääriä sellaisen seoksen tuottamiseksi, 30 joka on helposti muovattavaa ja tästä syystä on edullista, vaikkakaan ei välttämätöntä, että hiukkasten mediaanikoko on edullisesti suurempi kuin 0,3 pm, edullisemmin suurempi kuin 3 pm. Hiukkasten mediaanikoko voi olla niinkin suuri kuin 2-3 cm tai vieläkin suurempi.

35 Hienojakoinen aine voi sisältää suuren määrän eri laisia hiukkaskokoja. Hienojakoinen aine voi esimerkiksi e 79129 sisältää ensimmäisen kokojakeen ja toisen kokojakeen, jonka hiukkaskoko on pienempi kuin ensimmäisen jakeen. Tällainen eri hiukkaskokojen käyttö johtaa hiukkasten hyvään pakkautumiseen tuotteessa ja voi myös johtaa orgaanisen 5 polymeeriaineen osuuden pienenemiseen.

Seos voi sisältää kuitumaista ainetta. Vaikka kuitumainen aine voi olla satunnaisten leikattujen kuitujen muodossa, tällaisen kuitumaisen aineen sisällyttäminen seokseen voi tuottaa vaikeuksia. Tästä syystä kuitumainen 10 aine on edullisesti maton muodossa, joka voi olla kudottu tai kutomaton. Matto voidaan puristaa keksinnön mukaiseen seokseen tai se voidaan muodostaa paikalla, esim. vyyhti-mällä kuitu.

Hienojakoinen aine voi olla epäorgaanista ainetta. 15 Erilaisten hienojakoisten aineiden seoksia voidaan käyttää.

Hienojakoinen aine voi esimerkiksi olla metalliok-sidi, metallinitridi tai metallikarbidi tai se voi olla epämetallinen aine tai epämetallisen aineen yhdiste, esi-20 merkiksi epämetallioksidi, -karbidi tai -nitridi. Hienojakoinen aine voi olla esimerkiksi kvartsipitoinen aine.

Hienojakoisen aineen valinta päätetään ainakin osaksi keksinnön mukaiseen tuotteeseen haluttujen ominaisuuksien mukaan.

25 Esimerkiksi, mikäli halutaan suurimoduulinen aine, jolla on kulutuskestävyyttä, silloin hienojakoinen aine voi olla piikarbidi tai alumiinioksidi.

Mikäli halutaan tuottaa suhteellisen halpa tuote, hienojakoinen aine voi olla esimerkiksi kvartsipitoinen 30 aine, esim. hiekka.

Titaanidioksidi on erikoisen käyttökelpoinen aine, mikäli tarvitaan valkoista tuotetta. Titaanidioksidia voidaan käyttää yhdessä muiden hienojakoisten aineiden kanssa värin naamioimiseksi, jonka muut tällaiset hienojakoiset 35 aineet voivat aiheuttaa.

Hienojakoinen aine voi olla värillinen pigmenttiä!- 9 79129 ne, joka voi olla orgaaninen ja jota voidaan käyttää suhteellisen pienenä osana yhdessä muun hienojakoisen aineen kanssa keksinnön mukaisen tuotteen saamiseksi sopivan väriseksi.

5 Mikäli tuotteelta halutaan lämmön ja/tai sähkön johtavuutta, hienojakoinen aine voi olla metalli, esimerkiksi rauta, alumiini tai kupari. Rauta on sopiva hienojakoinen aine, mikäli tuotteelta halutaan magneettisia ominaisuuksia.

10 Mikäli halutaan pienitiheyksisiä tuotteita ja tuot teita, joilla on lämmön ja äänen eristysominaisuuksia, hienojakoinen aine itsessään voi olla onttojen pallojen muodossa, esimerkiksi onttoina lasipalloina.

Mikäli keksinnön mukainen seos sisältää kuitumaista 15 ainetta, aine voi olla esimerkiksi lasikuitua, hiilikuitua, metallikuitua tai se voi olla orgaanista polymeeri-kuitua, esimerkiksi polyolefiinia, esim. polypropyleeniä tai polyamidia, esim, nailonia tai polyesteriä, esim. po-lyetyleenitereftalaattia. Kuitumaisen aineen käyttö johtaa 20 sitkeyden ja iskulujuuden lisääntymiseen keksinnön mukaisissa tuotteissa.

Hienojakoinen aine voi rakentua kokonaan tai osittain lamelleista, se voi olla esimerkiksi kvartsimineraali lamellien muodossa, esim. talkki tai bentoniitti. Tällai-25 siä hienojakoisia aineita lamellien muodossa voidaan käyttää seoksen käsittelyominaisuuksien, erikoisesti suulake-puristusominaisuuksien parantamiseen.

Hienojakoista ainetta voi olla keksinnön mukaisessa seoksessa mukana 40-90 tilavuus-%. On edullista käyttää 30 suhteellisen suurta hienojakoisen aineen osuutta, esimerkiksi osuutta alueella 60-90 tilavuus-%. Tällaiset seokset voivat sisältää suhteellisen pienen osuuden orgaanista polymeeriainetta, joka on yleensä kalliimpaa kuin hienojakoinen aine. Orgaaninen polymeeriänne on yleensä palavaa 35 ja on edullista, että keksinnön mukainen tuote sisältää suhteellisen pienen osuuden tällaista ainetta. Myöskin io 79129 seokset, jotka sisältävät suuren osuuden hienojakoista ainetta, sisältävät yleensä suhteellisen pienen vesiosuu-den. Tämä on edullista, koska silloin vettä on pienempi osuus poistettavaksi seoksesta sitä kovetettaessa. Suuret 5 hienojakoisen aineen osuudet voivat olla toivottavia, mikäli tarvitaan erityisvaikutusta, esim. lämmönjohtavuutta.

Orgaanisen polymeeriaineen mukaisessa muovattavassa seoksessa pitäisi olla vesiliukoinen. Orgaanisen polymeeriaineen tehtävä on auttaa seoksen käsittelemistä, esim.

10 auttaa helposti muovattavan seoksen (rakenteeltaan taiki-namaisen seoksen), valmistamista ja antaa keksinnön mukaiselle tuotteelle muotonsa säilyttävät ominaisuudet. On edullista, että orgaaninen polymeeriaine on veteen liukeneva, ja että polymeeriaine on kalvon muodostava ja sisäl-15 tää ryhmiä, esimerkiksi hydroksyyli- tai karboksyylihap-poryhmiä, joilla on affiniteettia hienojakoiseen aineeseen.

Esimerkkeihin orgaanisista polymeeriaineista kuuluvat hydroksipropyylimetyyliselluloosa, polyetyleenioksi-20 di, polyetyleeniglykoli, polyakryyliamidi ja polyakryyli-happo. Erikoisen edullinen orgaaninen polymeeriaine, joka yhdessä erilaisten hienojakoisten aineiden kanssa koeseok-sen muodossa tyydyttää edellä esitetyn kapillaarireometri-kokeen kriteerit, on hydrolysoitu vinyyliesterin polymeeri 25 tai kopolymeeri, esim. hydrolysoitu vinyyliasetaattipoly-meeri tai -kopolymeeri. Polymeeri voi olla vinyyliasetaa-tin ja sen kanssa kopolymeroituvan monomeerin kopolymeeri, mutta se on edullisesti hydrolysoitu polyvinyyliasetaat-ti.

30 Vinyyliasetaatti(ko)polymeerin hydrolysoitumisas- teella on merkitystä siihen, tyydyttääkö (ko)polymeeri yhdessä hienojakoisen aineen kanssa koeseoksessa edellä mainitut kapillaarireometrikokeen kriteerit. Jotta kapillaa-rireometrikokeessa tuotettaisiin vähintään 25 %:n lisäys 35 leikkausjännityksessä kymmenkertaisella leikkausnopeuden lisäyksellä, on edullista, että vinyyliasetaatti(ko)poly- 11 79129 meerin hydrolyysiaste olisi vähintään 50 %, mutta ei enempää kuin 97 % ja edullisemmin alueella 70-90 %, ts. on edullista, että vähintään 50 %, mutta ei enempää kuin 97 %, ja edullisemmin 70-90 % vinyyliasetaattiyksiköistä 5 polymeerissä tai kopolymeerissä on hydrolysoitunut alkoho-limuotoon.

Tiettyä hydrolysoidun vinyyliasetaatti(ko)polymee-rin osuutta kohti keksinnön mukaisessa muovattavassa seoksessa siitä tuotetun tuotteen ominaisuudet ovat suhteella-10 sen stabiilit hydrolysoidun vinyyliasetaatti(kopolymeerin molekyylipainon vaihdellessa. Yleensä kuitenkin hydrolysoidun vinyyliasetaatti(ko)polymeerin molekyylipaino on vähintään 3 000, esim. alueella 5 000 - 125 000. Tällaisia (ko)polymeerejä on helposti saatavissa. (Ko)polymeerin 15 molekyylipaino voi olla suurempi.

Keksinnön mukaisessa muovattavassa seoksessa on läsnä 2-25 % orgaanista polymeeriainetta seoksen tilavuudesta. Seoksen muovaushelppous paranee yleensä lisättäessä polymeeriaineen osuutta seoksessa ja vähintään 7 tila-20 vuus-%:n osuus on edullinen. Toisaalta polymeeriaine on yleensä kalliimpaa kuin hienojakoinen aine ja se voi olla myös palavaa ja näistä syistä ei suurempi kuin 20 tila-vuus-% osuus polymeeriainetta ole edullinen.

Veden osuudella muovattavassa seoksessa on vaikutus 25 seoksesta tuotetun tuotteen ominaisuuksiin. Jotta tuotettaisiin tuote, joka on taivutuslujuudeltaan erikoisen hyvä, seoksen ei pitäisi sisältää enempää kuin 30 tila-vuus-% vettä. On edullista käyttää mahdollisimman pientä vesimäärää, jonka mukaan vielä tuotetaan muotoiltava seos. 30 On edullista käyttää alle 20 tilavuus-% vettä. Yleensä on todettu tarpeelliseksi käyttää vähintään 5 tilavuus-% vettä. Kuitenkin seoksessa voidaan käyttää vesimäärää, joka on suurempi kuin mikä johtaisi lujuudeltaan erittäin hyvän tuotteen valmistamiseen ja hiukan tuotteen lujuudesta voi-35 daan uhrata sellaisen seoksen tuottamiseen, joka on helpommin muovattava.

___..- I

12 79129

Mikäli keksinnön mukaisessa muovattavassa seoksessa tarvitaan suurta raakalujuutta (lujuus ennen seoksen kovettamista), seos voi sopivasti sisältää geeliyttämisai-netta orgaaniselle polymeeriaineelle, ts. yhdistettä, joka 5 muodostaa orgaanisen polymeeriaineen kanssa labiileja sidoksia. Vaihtoehtoinen tie suuren raakalujuuden saavuttamiseksi seoksessa on sisällyttää seokseen osuus orgaanista polymeeriainetta, joka on seoksen veteen liukeneva korotetussa lämpötilassa, mutta joka muodostaa geelin alhaisessa 10 lämpötilassa, esim. ympäröivässä lämpötilassa tai lähellä sitä. Seos voi esimerkiksi myös sisältää osuuden olennaisesti täysin hydrolysoitua vinyyliasetaatti(ko)polymeeriä, erikoisesti olennaisesti täysin hydrolysoitua polyvinyyli-asetaattia, joka on seoksen veteen liukeneva korotetussa 15 lämpötilassa, mutta joka muodostaa geelin ympäröivässä lämpötilassa.

Oleellinen piirre esillä olevan keksinnön muovattavassa seoksessa on lisäaine, joka pystyy reagoimaan orgaanisen polymeeriaineen kanssa tehden aineen liukenematto-20 maksi veden suhteen.

Tämän apuaineen luonne riippuu seoksen käytetystä orgaanisesta polymeeriaineesta.

Mikäli orgaaninen polymeeriaine sisältää suuren joukon reaktiivisia funktionaalisia ryhmiä, apuaine voi 25 olla aine, joka on funktionaalisten ryhmien kanssa reaktiivinen muodostettaessa keksinnön tuotetta muovattavasta seoksesta käytetyissä olosuhteissa. Tässä tapauksessa orgaaninen polymeeriaine voidaan saada liukenemattomaksi veden suhteen verkkouttamalla aine. Esimerkiksi mikäli 30 polymeeriaine sisältää suuren joukon hydroksyyliryhmiä, esim. kuten hydrolysoidussa vinyyliesteripolymeerissa tai -kopolymeerissa, kuten hydrolysoitu polyvinyyliasetaatti, apuaine voi olla polyvalenttinen metalliyhdiste, joka pystyy reagoimaan hydroksyyliryhmien kanssa. Erityisiin esi-35 merkkeihin sopivista polyvalenttisista metalliyhdisteis-tä kuuluvat alumiiniyhdisteet A12(0H)5N03 ja A12(0H)5, halogenidiyhdisteet, esimerkiksi A12(0H)5C1. Muihin esi- 13 79129 merkkeihin polyvalenttisista metalliyhdisteistä kuuluvat Zr( OH )2 Cl2 , (NH4)2Cr207 ja Cr (OH )1 8 ( N03 )1 2 .

Sopivien vesiliukoisten tai veteen dispergoituvien orgaanisten polymeeriaineitten ja liukenemattomaksi teke-5 vien apuaineitten yhdistelmien valinta voidaan tehdä saattamalla tällaisten aineitten ja apuaineitten seokset reagoimaan keskenään ja tutkimalla reaktiotuotteen veteen 1iukenemattomuus.

Saatettaessa seos kovettumaan keksinnön mukaisen 10 muotoillun tuotteen tuottamiseksi apuaine seoksessa saatetaan reagoimaan polymeeriaineen kanssa aineen tekemiseksi liukenemattomaksi ja vesi poistetaan seoksesta. Mikäli apuaine on polyvalenttinen metalliyhdiste, reaktio saatetaan sopivasti tapahtumaan korotetussa lämpötilassa. Esi-15 merkiksi lämpötila voi olla yli 100°C, joka lämpötila toimii veden poistamiseksi seoksesta. Voidaan käyttää lämpötilaa esimerkiksi 250°C:seen saakka.

Mikäli polymeeriänne sisältää suuren joukon hydrok-syyliryhmiä, polymeeriaineen kanssa reagoimaan pystyvä 20 apuaine aineen tekemiseksi veden suhteen liukenemattomaksi voi itsessään olla orgaaninen yhdiste, joka on hydroksyy-liryhmien kanssa reaktiivinen, esimerkiksi dialdehydi, esim. glyoksaali.

Tässä tapauksessa sopiva reaktiolämpötila on ympä-25 röivä lämpötila. Kuitenkin korotettuja lämpötiloja käytetään sopivasti, esim. 100°C:seen saakka veden poistamiseksi seoksesta ja reaktion kiihdyttämiseksi.

Keksinnön mukaisessa seoksessa polymeeriaineen kanssa reagoimaan pystyvän apuaineen osuus riippuu seok-30 sessa käytetystä orgaanisesta polymeeriaineesta ja apuaineesta seoksessa.

Yleensä seos sisältää apuainetta 5-100 tilavuus-% orgaanisen polymeeriaineen määrästä seoksessa, esim. 10-50 tilavuus-%.

35 On edullista valita apuaineen osuus, joka on riit tävä ei pelkästään tekemään orgaaninen polymeeriänne liukenemattomaksi veden suhteen, vaan joka reagoi polymeeri- i4 791 29 aineen kanssa tuottaen tuotteen, joka paisuu enimmillään vain rajoitettuun määrään saakka vedessä, esimerkiksi, joka ei pidätä enempää kuin 50 paino-% vettä, kun orgaanisen polymeeriaineen ja liukenemattomaksi tekevän aineen 5 reaktiotuote on liotettu veteen. Sopivat osuudet voidaan valita orgaanisen polymeeriaineen ja liukenemattomaksi tekevän apuaineen seoksia tutkimalla.

Erikoisen edullisessa keksinnön suoritustavassa keksinnön mukainen seos sisältää myös apuaineen, joka pys-10 tyy aikaansaamaan kytkeytymisen seoksen polymeeriaineen ja hienojakoisen aineen pinnan välillä.

Vaikkakin tuotteita, joilla on suuri taivutuslujuus, voidaan tuottaa sellaisista keksinnön mukaisista seoksista, jotka eivät sisällä kytkeytymistä aikaansaavaa 15 apuainetta, on todettu, että tällaisten tuotteiden taivutuslujuus voi oleellisesti heikentyä veden kanssa kosketuksiin joutuessaan. Mikäli seos, josta tuote valmistetaan, sisältää kytkeytymistä aikaansaavaa apuainetta, taivutuslujuuden heikentyminen tuotteen joutuessa kosketuk-20 siin veden kanssa, mikäli sitä esiintyy lainkaan, on hyvin paljon pienempi.

Kytkeytymisapuaine, jota voidaan sopivasti käyttää muovattavassa seoksessa, riippuu seoksen hienojakoisen aineen ja orgaanisen polymeeriaineen luonteesta.

25 Esimerkiksi tunnettuja kytkeytymisaineita voidaan käyttää kytkeytymisapuaineina, esimerkiksi silaanikytkey-tymisapuaineita, esim. epoksisilaaneita siinä tapauksessa, jossa hienojakoinen aine on kvartsipitoinen ja polymeeri-aine saatetaan reagoimaan glyoksaalin kanssa.

30 Mikäli hienojakoinen aine ei ole kvartsipitoinen, se voidaan pinnoittaa kvartsipitoisella aineella, jotta se voi auttaa kytkeytyrnisapuaineeseen kytkeytymistä.

Hienojakoinen aine voi olla esikäsitelty kytkeytymisen aikaansaavalla apuaineella tai apuaine voi pelkäs-35 tään olla sekoitettuna keksinnön mukaiseen seokseen.

On edullista, että apuaine, joka tekee orgaanisen polymeeriaineen liukenemattomaksi, on sama kuin apuaine,

II

15 791 29 joka pystyy aikaansaamaan kytkeytymisen polymeeriaineen ja hienojakoisen aineen välillä.

Esimerkiksi, mikäli hienojakoinen aine on kvartsi-pitoinen, esim. hiekka tai se on alumiinioksidi ja orgaa-5 nisen polymeeriaineen kanssa reagoimaan kykenevä apuaine on polyvalenttinen metalliyhdiste, on todettu, että tietyt jälkimmäisistä yhdisteistä pystyvät myös aikaansaamaan kytkeytymisen hienojakoisen aineen ja orgaanisen polymeeriaineen välillä. Sopiviin apuaineisiin näiden molempien 10 tehtävien täyttämiseksi kuuluvat A12(0H)5C1, (NH4 )2Cr2 07 ,

Cr(0H)a 8 (N03 ), 2 ja Al2 (0H)5N03 .

Yleensä kytkeytymisen aikaansaavaa apuainetta, kun se on eri aine kuin apuaine, joka kykenee reagoimaan orgaanisen polymeeriaineen kanssa jälkimmäisen aineen teke-15 miseksi liukenemattomaksi tekemiseksi veden suhteen, on seoksessa läsnä suhteellisen pieni osuus, vaikkakin tarvittava osuus voi riippua hienojakoisen aineen hiukkas-koosta. Esimerkiksi apuainetta voi olla läsnä osuudessa 0,01 - 3 tilavuus-% seoksen hienojakoisen aineen määrästä. 20 Keksintöä kuvaa seuraava esimerkki, jossa kaikki osat ovat tilavuusosia, ellei toisin ole mainittu.

Esimerkki 1 96 osaa mediaanihalkaisijaltaan 60 pm:n jauhettua hiekkaa (BIS HGP5), 32 osaa mediaanihalkaisijaltaan 3 pm:n 25 jauhettua hiekkaa (BIS M500) ja 22 osaa hydrolysoitua po-lyvinyyliasetaattia (hydrolyysiaste 88 %, polymeraatioaste 2000, Gohsenol GH 17S Nippon Gohsei) sekoitettiin huolellisesti siipisekoittimessa. Neljä osaa resorsinolia liuotettuna 15 osaan vettä sekoitettiin 40 osaan vesiliuosta, 30 joka sisälsi 30 osaa vettä ja 10 osaa alumiinihydroksik- loridia liuoksen sisältäessä 12,1 % paino/paino AI ja 8,75 paino/paino Cl, jolloin jälkimmäisen liuoksen viskositeetti oli 18 cps ja saatu liuos lisättiin jauhettuun seokseen sekoittaen murusten muodostamiseksi.

35 Muruset panostettiin sitten kaksivalssiin, jonka telat oli lämmitetty 60°C lämpötilaan ja muruset muodostettiin muovimatoksi valssissa ohjaten matto toistuvasti 16 791 29 telojen välisen raon läpi. Valssaamista jatkettiin viiden minuutin ajan, jona aikana jonkin verran vettä haihtui ja saatu matto poistettiin valssista. Matto sisälsi 128 osaa hiekkaa, 22 osaa hydrolysoitua polyvinyyliasetaattia, 4 5 osaa resorsinolia, 10 osaa alumiinihydroksikloridia ja 26,6 osaa vettä.

Sitten matto sijoitettiin kahden polyetyleenitere-ftalaattimaton väliin, joiden otsapinnat oli pinnoitettu muotin irrottamisaineella ja mattoa puristettiin hydrauli-10 sessa puristimessa lämpötilassa 80°C ja 4 MPa paineessa, kunnes maton paksuus oli 2 mm.

Sitten puristimen pöydät jäähdytettiin johtamalla valuvaa kylmää vettä pöytien läpi, matto poistettiin puristimesta ja polyetyleenitereftalaattimatot poistettiin 15 matosta.

Maton kovettaminen vietiin loppuun sijoittamalla matto kahden litteän puupalan väliin, maton annettiin seistä kahden päivän ajan 20°C:ssa, sitten se lämmitettiin 80°C:seen yhdeksi päiväksi ja lopuksi sitä lämmitettiin 20 180°C:ssa yhden tunnin ajan.

Maton taivutuslujuus oli 130 MPa ja taivutuskerroin 37 GPa.

Kun mattoa oli liotettu vedessä yhden vuorokauden ajan, sen taivutuslujuus oli 102 MPa ja taivutuskerroin 29 25 GPa.

Maton kokonaishuokoisuus oli 3,6 % laskettuna elohopeaan upotettuna (tuotteen kokonaistilavuus huokoset mukaan lukien) ja heliumpyknometrisesti (tuotteen tilavuus huokoset pois sulkien).

30 Esimerkit 2-8

Seitsemässä eri esimerkissä sekoitettiin hienojakoisen aineen, vesiliukoisen orgaanisen polymeeriaineen, liukenemattomaksi tekevän apuaineen ja veden seokset sii-pisekoittimessa, muodostettiin matoksi kaksivalssissa, 35 puristettiin ja lämmitettiin, annettiin seistä 20°C:ssa ja lopuksi lämmitettiin seuraten esimerkissä 1 kuvattua menetelmää.

i7 791 29

Taulukko 1 esittää aineosat ja aineosien suhteelliset tilavuusosat seoksissa niiden ollessa mattomuodossa ja myös liukenemattomaksi tekevän apuaineen tilavuus-%:n osuutena orgaanisesta polymeeriaineesta , ja 5 Taulukko 2 esittää liukenemattomaksi tekevän apuai neen määrän (orgaanisesta polymeeriaineesta tilavuus-%:ssa laskettuna) muutoksen vaikutuksen seoksista valmistettuihin tuotteisiin.

Taulukko 1 10 ____—_

Esimerkk i

' " ' 1 ' ' I ' " ' 1 ' ' ΓΓ I I

__2 I 3 I 4 I 5___6 I 7 1 8

Hienojakoinen aine1 2__125 125 125 125 125 125 125 15 Orgaaninen polymeeriäine^ __26 26 26 26 26 26 16

Liukenemattomaksi tekevä apu- aine__6,48 8,33 10,2 12,0 13,9 15,7 20 20 Vesi__30,1 28,0 26,9 29,7 35,6 42,2 41,7

Liukenemattomaksi tekevän apuaineen tilavuus % osuutena or- i i gaanisesta polymeeriaineesta 25 ___24,9 32,0 3 9,2 46,2 53,5 60,4j 125 96 osaa mediaanihalkaisijaltaan 53 pm:n jauhettua hiekkaa (BIS laatu HPF5), 23 osaa mediaanihalkaisi- 30 jaltaan 3 pm:n jauhettua hiekkaa (BIS laatu M500) ja 6 osaa alle 1 pm:n titaanidioksidia (BTP Tiokside laatu R-CR2).

2 (Esimerkit 2-7) 22 osaa Gohsenol GH17S, kuten esimerkissä 1 ja 4 osaa Polyviol V03/140, hydrolysoitu po- · lyvinyyliasetaatti, hydrolyysiaste 86-89 % polymeraatioaste 35 300 (Wacker Chemie GMBH). (Esimerkki 8) 16 osaa Gohsenol 18 791 29 GH23, hydrolysoitu polyvinyyliasetaatti, hydrolyysiaste 88 %, polymeraatioaste 2600.

3. Alumiinihydroksikloridi, kuten esimerkissä 1, käytettynä 25 tilavuus-%:isena liuoksena vedessä.

5 Taulukko 2

Es imerkki — _____2 3__4 I 5 | 6__7 8 j q Taivutus- Kuiva 116 125 129 125 111 112 13 iujuus Märkä4 31 69 86 100 69 66 MPa_________

Taivutus- Kuiva 35 37 36 36 29 31 17 kerroin Märkä4 13 25 27 29 19 21 - 15 -^---- 4. Yhden vuorokauden vedessä liottamisen jälkeen.

Esimerkit 9-14

Kuudessa eri esimerkissä sekoitettiin hienojakoisen 20 aineen, veteen liukenevan orgaanisen polymeeriaineen, liukenemattomaksi tekevän apuaineen ja veden seokset siipisekoit-timessa, muodostettiin matoksi kaksivalssissa, puristettiin ja lämmitettiin, annettiin seistä 20°C:ssa ja lämmitettiin lopuksi seuraten esimerkissä 1 esitettyä menetelmää, paitsi 25 että lopullinen lämmitys oli 210°C:ssa yhden tunnin ajan.

Taulukko 3 esittää aineosat ja aineosien vastaavat tilavuusosat seoksissa ja myös orgaanisen polymeeriaineen ynnä liukenemattomaksi tekevän apuaineen tilavuus-%:n seoksissa .

30 Taulukko 4 esittää seoksen orgaanisen polymeeriai neen ynnä liukenemattomaksi tekevän apuaineen osuuden muutoksen vaikutuksen seoksista valmistettujen tuotteiden ominaisuuksiin.

15 791 29

Taulukko 3

Esimerkki __9 10 I 11 j 12 I 13 14 5 Hienojakoinen aine_ 125 125 125 125 125 _125

Orgaaninen poly-

O

meeriaine"__öjJ»__13 19,5__26 39 58,5 - q Liukenemattomak si tekevä apuaine__1,16 2f 33 3 f49 4,66 6,98 10,47

Vesi__23,2 25,7 28 f 9 30,2 37,5 48,2

Orgaaninen poly-meeriaineen ynnä liukenemattomak-^5 si tekevän apu aineen tilavuus % _4,9 9,2 13,0 16,5 22fl 28,5 1. Jauhetun hiekan ja titaanidioksidin seos, kuten 20 esimerkeissä 2-8.

2. Hydrolysoitu polyvinyyliasetaatti. Gohsenolin GH17S ja Polyviolin V03/140 seos suhteellisessa osuudessa 5,5:1 tilavuusosia, kuten esimerkeissä 2-7.

3. Ammoniuradikromaatti 25 Taulukko 4

Esimerkki ___9 10__11__12 | 13 I 14 30 Taivutus- Kuiva 16 26 54 75 92 109 lujuus 4 Märkä 10 17 53 87 91 98 _^_Märkä" 12__17__36__80__85 106

Taivutus- Kurva 17 23 31 30 26 25 kerroin Märkä^ 13 17 25 29 26 25 35 GPa Märkä"| 13 16 24 27 23 23 20 791 29 4. Yhden vuorokauden vedessä liotuksen jälkeen.

5. Seitsemän vuorokauden vedessä liotuksen jälkeen. Esimerkit 15-19

Viidessä eri esimerkissä toistettiin esimerkkien 9-14 5 menettely, paitsi että käytetty liukenemattomaksi tekevä apuaine oli alumiinihydroksikloridi (käytettynä 25 tilavuus-%:isena liuoksena vedessä) ja lopullinen lämmitys oli 180°C:ssa yhden tunnin ajan.

Taulukko 5 esittää aineosat ja aineosien suhteelliset 10 tilavuusosat seoksessa ja myös orgaanisen polymeeriaineen ynnä liukenemattomaksi tekevän apuaineen tilavuus-%:n seoksissa, ja

Taulukko 6 esittää orgaanisen polymeeriaineen ynnä liukenemattomaksi tekevän apuaineen seoksen osuuden muutok-15 sen vaikutuksen seoksista valmistettujen tuotteiden ominaisuuksiin .

Taulukko 5

Esimerkki 20 15 16 17 18 j 19

Hienojakoinen aine__125 125 125 125_125

Orgaaninen poly- meer laine__13 19,5 26 39 58,5 25 Liukenemattomaksi tekevä apuaine ___5 7,5 10 15 2 2,5

Vesi__22,6 24,8 26 rl 1 31 y 4 I 38,3

Orgaanisen poly-rneeriaineen ynnä 30 liukenemattomaksi tekevän apuaineen tilavuus % ______10,9 15,3 19,2 25,7 33,2 I! 35

Taulukko 6 21 79129 _Esimerkki_ __15__16 I 17__18 19 5 Taivutus- Kuiva 80 101 137 113 98 lujuus Märkä1 37 80 10 2 88 65 Λ MPa yiärkä^ 23__29__38 29__13

Taivutus- Kuiva 34 33 37 27 25 kerroin Märkä1 20 26 29 23 16 10 GPa_Vtärkä2 13__9__9__4__1 1. Yhden vuorokauden vedessä liotuksen jälkeen.

2. Seitsemän vuorokauden vedessä liotuksen jälkeen.

Esimerkki 20 15 Esimerkissä 17 käytetty seos sekoitettiin siipise- koittimessa, muodostettiin matoksi kaksivalssissa, puristettiin ja lämmitettiin 80°C:ssa ja sen annettiin seistä 20°C:ssa ja se kuivattiin 80°C:ssa seuraten esimerkissä 1 kuvattua menettelyä. Sitten matto leikattiin 13 suikaleeksi 20 ja kahdeksaa suikaletta lämmitettiin puolen tunnin ajan lämpötiloissa alueilla 250-210°C ja viittä suikaletta lämmitettiin kolmen tunnin ajan lämpötiloissa alueella 150-190°C.

Kuviot 1 ja 2 esittävät taivutuslujuuden ja taivu-tuskertoimen vaihtelun lämpötilan suhteen puoli tuntia läm-25 mitettäessä.

Kuviot 3 ja 4 esittävät taivutuslujuuden ja taivutus-kertoimen vaihtelun lämpötilan suhteen kolme tuntia lämmitettäessä .

Esimerkit 21-25 30 Viidessä eri esimerkissä esimerkin 1 menettely tois- . . tettiin seoksilla, jotka kukin sisälsivät 22 osaa Gohsenol GH17S ja 4 osaa Polyviol V03/40 orgaanisena polymeeriainee-na, alumiinihydroksikloridia liukenemattomaksi tekevänä apuaineena (käytettynä 25 tilavuus-%:sena liuoksena vedessä), 35 ja kuusi osaa alle jim:n titaanidioksidia (esimerkeissä 2-8 käytettyä) hienojakoisena aineena.

22 791 29

Kukin seos sisälsi myös 119 osaa jauhettua hiekkaa vaihtelevasti eri esimerkeissä.

Taulukko 7 esittää aineosat ja aineosien vastaavat tilavuusosat seoksissa ja myös jauhetun hiekan mediaanihal-5 kaisijan (pmreina) seoksissa, ja

Taulukko 8 esittää jauhetun hiekan mediaanihalkai-sijan vaihtelun vaikutuksen seoksista valmistettujen tuot-teitten ominaisuuksiin.

Taulukko 7 10 ________

Esimerkki __21 I 22__23__24__25

Hienojakoinen aine__125 125 125 125 125 15

Hienonnetun hiekan mediaanihaIkäisija __3__11 17 28 53

Orgaaninen poly- meeriaine_ I 26 1 26 26 1 26 26 20 Liukenemattomaksi tekevä aouaine __10__10 10 10 10 : Vesi Ui,9 | 3 5 r 6 1 36 y 6 35.9 35,9

Taulukko 8 25

Esimerkki _ __21__22__23 24__25

Taivutus- Kuiva 115 14 d 122 115 115 lujuus Märkä1 29 53 84 63 73 3 0 MPa

Taivutus- Kuiva 28 29 30 32 31 kerroin Märkä1 8 16 19 20 2 2

GPA

23 791 29 1. Yhden vuorokauden vedessä liotuksen jälkeen.

Esimerkit 26-31

Esimerkin 1 menettely toistettiin kuudessa eri esimerkissä käyttäen seoksia, joista kukin sisälsi 22 osaa 5 Gohsenol GH17S ja 4 osaa Polyviol V03/40 orgaanisena poly-meeriaineena (paitsi esimerkki 31), 10 osaa alumiinihydrok-sikloridia liukenemattomaksi tekevänä apuaineena (esimerkki 31-3,63 osaa) (käytettynä 25 tilavuus-%:isena vesiliuoksena) ja eri tilavuusosuudet erilaisia hienojakoisia aineita.

10 Taulukko 9 esittää aineosat ja aineosien vastaavat tilavuusosat seoksissa, ja

Taulukko 10 esittää seoksista valmistettujen tuot-teitten ominaisuudet.

Taulukko 9 1 5_______ _ Esimerkki__ ___26 27 l 28 29 l 30 | 31

Hienojakoinen aine 1251 1252 12 53 I254 154,75 186,46 20 Orgaaninen poly- meeriaine___26 26 26 26__26 9,57

Liukenemattomaksi tekevä apuaine 1Q 1Q ln in _1Q 3.63

VeS1____19,6 19,4 20,1 19,9 26,6 38,7 25 1. 96 osaa mediaanihalkaisijaltaan 145 pm:n hiekkaa, 23 osaa mediaanihalkaisijaltaan 3 pm:n hiekkaa, 6 osaa i halkaisijaltaan alle 1 pm:n titaanidioksidia.

2. 96 osaa mediaanihalkaisijaltaan 222 pm:n hiek- 30 kaa, 23 osaa jauhettua mediaanihalkaisijaltaan 3 pm:n hiekkaa, 6 osaa halkaisijaltaan alle 1 pm:n titaanidioksidia.

3. 96 osaa mediaanihalkaisijaltaan 255 pm:n hiekkaa, 23 osaa mediaanihalkaisijaltaan 3 pm:n jauhettua hiekkaa, 6 osaa halkaisijaltaan alle 1 pm:n titaanidioksidia.

35 4. 96 osaa mediaanihalkaisijaltaan 275 um:n hiek kaa, 23 osaa mediaanihalkaisijaltaan 3 pm:n jauhettua i 24 791 29 hiekkaa, 6 osaa halkaisijaltaan alle 1 jim:n titaanidioksidia.

5. 96 osaa mediaanihalkaisijaltaan 53 pn:n jauhettua hiekkaa, 23 osaa mediaanihalkaisijaltaan 3 yim: n jauhettua hiekkaa, 6 osaa halkaisijaltaan alle 1 um:n titaani- 5 dioksidia ja 29,7 osaa halkaisijaltaan 600 pm:n lasia lisättiin seokseen kaksivalssauksen aikana.

6. 96 osaa mediaanihalkaisijaltaan 145 um:n hiekkaa, 23 osaa mediaanihalkaisijaltaan 11 um:n jauhettua hiekkaa, 6 osaa halkaisijaltaan alle 1 pm:n titaanidioksidia.

10 Kaksivalssaus tehtiin kylmänä. Kun matto oli pois tettu kaksivalssista, siihen hierrettiin 61,4 osaa mediaanihalkaisi jaltaan 1750 jim:n lasipaloja ja matto puristet-tettiin 8 mm:n paksuuteen.

7. 8 osaa Gohsenol GH17S ja 1,5 osaa Polyviol V03/40.

15 Taulukko 10

Esimerkki ___26_27 28 I 29 30 31

Taivutus- kuiva 78 59 65 68 84 29 20 lujuus Märkä^ 51 15-44 33 59 MPa

Taivutus- Kuiva , 28 25 24 27 38 23 kerroin Märkä^ 21 11 19 16 27 - MPa 25 ~ ----- 8. Yhden vuorokauden vedessä liottamisen jälkeen.

Esimerkit 32-38

Esimerkin 1 menettely toistettiin seitsemässä eri esimerkissä käyttäen seoksia, jotka sisälsivät taulukossa 11 esi- 30 tettyjä aineosia taulukossa 11 esitetyissä tilavuusosissa.

Taulukko 12 esittää seoksista valmistettujen tuotteit-ten ominaisuudet ja seoksen hienojakoisen aineen luonteen muutoksen vaikutuksen niihin.

Il 25 791 29

Taulukko 11 _P_:_Esimerkki__ __32 33 I 34 | 35 36 3712 ‘ 3812 5

Hienojakoinen aine 1281 1252 1283 L254 1285 1286 1287

Orgaaninen poly- meeriaine__228 228 228 269 269 269 269

Liukenemattomaksi tekevä apuaine ,n , „ in . _ , .

10__1010 10l3| IQ10 IQ10 IQ10 4,6611] 4,6611

Vesi__26,6 26,1 25,4 :27,8 2 8 t 3 29,1 39,6

Resorsinoli 4 4 4 ! 0 0 0 0 1. Esimerkin 1 jauhettu hiekka.

15 2. 96 osaa mediaanihalkaisijaltaan 88 jam:n alumiini- oksidirouhetta (grit 150), 23 osaa mediaanihalkaisijaltaan 12 ]im:n alumiinioksidirouhetta (grit 3F) , 6 osaa halkaisijaltaan alle 1 jim:n titaanidioksidia.

3. 96 osaa piikarbidirouhetta (grit 150), 32 osaa 20 piikarbidirouhetta (grit 3F).

4. 96 osaa mediaanihalkaisi jaltaan 60 jam: n kalsium-karbonaattia, 23 osaa mediaanihalkaisijaltaan 5 pm:n kal-siumkarbonaattia, 6 osaa halkaisijaltaan alle 1 jam titaanidioksidia.

25 5. 128 osaa mediaanihalkaisi jaltaan 180 jam:n po- lyvinyylikloridia.

6. 128 osaa mediaanihalkaisijaltaan 150 jam: n rauta jauhetta .

7. 128 osaa kvartsipitoisia mediaanihalkaisijaltaan 30 60 jam:n mikropalloja (laatu 200/7, Fillite (Runcorn)

Ltd.).

8. Gohsenol GH17S, kuten esimerkissä 1.

9. 22 osaa Gohsenol GH17S ja 4 osaa Polyviol V03/140, kuten esimerkeissä 2-7.

35 10. Alumiinihydroksikloridi (käytettynä 25 tilavuus- %:isena vesiliuoksena).

26 7 9 1 29 11. Ammoniumdikromaatti.

12. Lopullinen lämmitys 210°C:ssa eikä 180°C:ssa, kuten esimerkissä 1.

Taulukko 12 5 -- _Esimerkki_ ___32 33 34 | 35 36 37 38

Taivutus-IKuiva 130 113 136 71 51 46 39~ lujuus Mär- . 102 60 59 3 25 19 38 ^ q MPa kä1^

Taivutus- Kuiva 37 48 62 32 2,3 21 7 kerroin Mär- 29 24 18 0,1 1,9 7 6 1 3 GPa kä 15 13. Yhden vuorokauden vedessä liotuksen jälkeen.

Esimerkit 39-45

Esimerkin 1 menettely toistettiin seitsemässä eri esimerkissä käyttäen seoksia, joista kukin sisälsi 96 osaa mediaanihalkaisijaltaan 53 pn:n jauhettua hiekkaa, 23 20 osaa mediaanihalkaisijaltaan 3 pn:n jauhettua hiekkaa ja 6 osaa alle 1 pm:n titaanioksidia hienojakoisena aineena, 22 osaa Gohsenol GH17S ja 4 osaa Polyviol V03/140 (kuten esimerkeissä 2-7) veteen liukenevana orgaanisena polymee-riaineena ja erilaisia liukenemattomaksi tekeviä apuai-25 neita eri esimerkeissä.

Taulukko 13 esittää liukenemattomaksi tekevän apuaineen luonteen ja seosten aineosien tilavuusosat, ja

Taulukko 14 esittää seoksista valmistettujen tuotteit-ten ominaisuudet ja liukenemattomaksi tekevän apuaineen luon-30 teen muutoksen vaikutuksen niihin.

Il 27 791 29

Taulukko 13 __Esimerkki___ __39 408 419 429 43 449 458 5

Hienojakoinen aine 125 125 125 125 125 125 125

Orgaaninen polymeeriänne 26 26 26 26 26 26 26 - ,— —--------

Liukenemattomaksi 10 tekevä apuaine 10,01 4,662 5,34 3 5 t 194 6,4 4 5j 7 T 696 6,677

Vesi | 26„ 1 30,2 |29,5 130, 7 01,4 30,3 B7,5 1. Alumiinihydroksikloridi (käytettynä 25 tilavuus-%:isena vesiliuoksena).

15 2. Ammoniumdikromaatti, (NH^).

3. Kromihydroksinitraatti, Cr(0H)2N03 (vesiliuoksena).

4. Sirkoniumhydroksikloridi, Zr(OH)2C12 (vesiliuoksena).

5. Sirkoniumhydroksiasetaatti, Zr(OH)2asetaatti2 (vesiliuoksena) .

20 6. Alumiininitraatti, AliNO^)^.

7. Alumiinihydroksinitraatti Al„(OH)-NO .

8. Lopullinen lämmityslämpötila 210°C.

9. Lopullinen lämmityslämpötila 150°C.

Liukenemattomaksi tekevän apuaineen tilavuusosuudet 25 viittaavat apuaineeseen vedettömässä muodossa.

Esimerkkien 39, 40 ja 45 tuotteilla oli sähkönjohtavuudet, vastaavasti, 6,8 x 10~14, 1,8 x 10~14 ja 2,5 x 10-14 ohm ^cm ^ 26°C:ssa osoittaen, että tuotteet ovat hyviä sähkön eristeitä.

Taulukko 1 4 28 791 29 _Esimerkki_ ___39 40 41 42 43 I 44 I 45 5 Taivutus-Kuiva 137 75 55 112 107 12 111 iujuus l4ärKä10 102 87 23 30 10 0,4 MPa_Märkä ^ 38__8_0__9__12__-__-__9_6_

Taivutus-Kuiva 37 30 29 32 30 11 37 kerroin Märkä10 2g 2g 1Q 4 o,4 0,3 34 1 1 1 o GPa_[Märkä 9_27_4 0,4_- -_3_1 10. Yhden vuorokauden vedessä liotuksen jälkeen.

11. Seitsemän vuorokauden vedessä liotuksen jälkeen.

Esimerkit 46-49 15 Neljässä eri esimerkissä sekoitettiin seokset Z-lapa- sekoittimessa, joka oli varustettu suulakepuristuspoisto-aukolla (Baker Perkins ME08), palautusjäähdyttimeen yhdistetyllä imutiiviillä matriisilla ja vaipalla, jossa kiersi 1ämmä tysöljy.

20 Kussakin esimerkissä seoksien aineosat sekoitettiin ja niitä lämmitettiin, kunnes muodostui taikina ja veden höyrynpaine taikinan yläpuolella saavutti arvon 100 kPa ja palautusjäähdytys tapahtui. Tällä tavalla ilmakuplat poistettiin. Sitten seokset suulakepuristettiin suulakepuristimen 25 suuaukon kautta, jolloin muodostui halkaisijaltaan 13 mm:n sauvat. Kussakin esimerkissä osa sauvaa puristettiin levyn muotoon kuumana, kuivattiin ja lämmitettiin 180°C:ssa yhden tunnin ajan levytuotteen muodostamiseksi. Levyjen taivutus-lujuudet ja kertoimet mitattiin. Kussakin esimerkissä osa 30 sauvaa jäähdytettiin ja sauvojen taivutuskertoimet taikina-muodossa määritettiin.

Taulukko 15 esittää seoksien aineosat ja aineosien tilavuusosat, ja

Taulukko 16 esittää seoksista valmistettujen tuotteit-35 ten ominaisuudet.

29 791 29

Taulukko 15 _Esimerkki_ __46__47__48 49 5 Hienojakoinen aine 1000 1000 1000 1000 'Orgaaninen po- lymeeriaine__2082__1323__1323__443 in Liukenematto maksi tekevä apuaine4__80__80__80 80

Vesi__356__356__356__356

Resorsinoli 0 0 32 32

Hydrolysoitu poly(vinyyli)- asetaatti^ 0 44 44 132 1. 768 osaa mediaanihalkaisijaltaan 53 |im:n jauhettua hiekkaa, 184 osaa mediaanihalkaisi jaltaan 3 jim:n 20 jauhettua hiekkaa ja 48 osaa alle 1 pn:n titaanidioksidia.

2. 176 osaa Gohsenol GH17S ja 32 osaa Polyviol V03/140 kuten esimerkeissä 2-7.

3. Gohsenol GH17S.

4. Alumiinihydroksikloridi (käytettynä 25 tilavuus-25 %:isena vesiliuoksena).

5. Gohsenol NH18S (99 % hydrolysoitu, polymeraatio-aste 1800).

Taulukko 16 30 791 29

Esimerkki __46__47 | 48 | 49 5 Taivutus- Kuiva 110 80 74 41 lujuus 6 Märkä 108 22 28 10 MPa

Taivutus- Kuiva 32 29 30 20 kerroin Märkä6 28 8 3 2 10 GPa______

Taikinan taivutus- kerroin MPa 10 25 62 90 15 -- 6. Yhden vuorokauden vedessä liotuksen jälkeen.

Voidaan nähdä, että 99 % hydrolysoidun polyvinyyli-asetaatin käyttäminen geeliyttämisaineena, joka liukenee kuumaan veteen, mutta muodostaa geelin kylmässä vedessä ja 20 myös resorsinolin käyttäminen auttaa sitkeän taivutusker-toimeltaan suuren taikinan muodostumista.

Esimerkit 50-54

Viidessä eri esimerkissä esimerkin 1 menettely toistettiin, paitsi että käytettiin esimerkkien 2-8 hienojakois-25 ta ainetta, orgaaninen polymeeriaine oli Gohsenol C500 (hydrolysoitu polyvinyyliasetaatti, hydrolyysiaste 96 %, po-lymeraatioaste 1700), ammoniumdikromaattia käytettiin alu-miinihydroksikloridin vesiliuoksen asemesta ja lopullinen lämmityslämpötila oli 210°C.

30 Taulukko 17 esittää seosten aineosat ja aineosien tilavuusosat, ja

Taulukko 18 esittää seoksista valmistettujen tuot-teitten ominaisuudet.

Il

Taulukko 17 si 79129

Esimerkki __50 51__52 53__54 5

Hienojakoinen aine ^25 125 125 125 125

Orgaaninen poly- meer iaine__26__26__26 26__26

Liukenemattomaksi 10 tekevä apuaine__Q ,93__1,86 3f26 4,66 6,06

Vesi___41,7 39,9 38 ,9 39,2 38,6

Liukenemattomaksi tekevän apuaineen tilavuus % osuute-15 na orgaanisesta polymeerlaineesta _3,58 7,15 12,5 17,9 23,3

Taulukko 18 20 ____—- _Esimerkki__ __50 51__52__53__54

Taivutus- |Kuiva 52 50 74 70 64 lujuus härkä1 15 40 88 92 72 25 _Märkä2 9 18__80__74__50

Taivutus- 21 22 30 29 31 kerroin MärKä1 4 14 27 25 27 Märkä2 3 7__25__26__25 30 1. Yhden vuorokauden vedessä liottamisen jälkeen.

2. Seitsemän vuorokauden vedessä liottamisen jälkeen. Esimerkit 55-58

Neljässä eri esimerkissä seokset sekoitettiin Z-la-pasekoittimessa seuraten esimerkkien 46-49 menettelyä.

35 Esimerkeissä 55 ja 56 seurattiin esimerkkien 46 ja 49 palautus jäähdytys-, suulakepuristus-, puristus- ja lämmitys- 32 791 29 menettelyä. Esimerkissä 57 seurattiin esimerkkien 46-49 palautusjäähdytys-, suulakepuristus-, puristus- ja lämmi-tysmenettelyä, paitsi että taikinan suulakepuristimessa annettiin jäähtyä 60°C:seen ennen suulakepuristusta. Esi-5 merkissä 58 taikina poistettiin sekoittimesta 20°C:seen jäähdytyksen jälkeen ja taikina puristettiin levyksi, kuivattiin ja sitä lämmitettiin 180°C:ssa yhden tunnin ajan.

Taulukko 19 esittää seosten aineosat ja aineosien tilavuusosat ja taulukko 20 esittää seoksista valmistettu-10 jen tuotteitten ominaisuudet.

Taulukko 19

Es imerkki 55__56 I 57 58

Hienojakoinen aine__1000__1000__1000__1000

Orgaaninen poly- meeriaine__2082__2082__1323__1323

Liukenemattomaksi tekevä apuaine 80 80 80 80 20 -:-----

Vesi__290__356__552__859

Resorsinoli__g__0__32__32

Hydrosyloitu polyvinyyli- 25 asetaatti__0_0__44__44 1. Jauhettu hiekka ja titaanidioksidi, kuten esimerkeissä 46-49.

2. 176 osaa Gohsenol GH17S ja 32 osaa Polyviol Vo3/140 30 kuten esimerkeissä 2-7.

3. Gohsenol GH17S.

4. Alumiinihydroksikloridi (käytettynä 25 tilavuus-%:isena vesiliuoksena).

5. Gohsenol NH18S, kuten esimerkeissä 47-49.

Il

Taulukko 20 33 79 1 29 _Esimerkki_ _ 55 56__57 j 58 5 Taivutus- I Kuiva ” 144 110 72 j 31 lujuus Märkä0 130 108 27 8 7 ' ! MPa Märkä - 2 9 16 !_6_

Taivutus- Kuiva 43 32 ; 26 j 12 kerroin MärKä6 40 28 11 | 2 1 q GPa__Märkä7__-___8 j_4 I_1 6. Yhden vuorokauden vedessä liotuksen jälkeen.

7. Seitsemän vuorokauden vedessä liotuksen jälkeen.

Esimerkki 59 15 22 osaa hydrolysoitua polyvinyyliasetaattia (Gohsenol NL05, hydrolyysiaste 99 %, polymeraatioaste 500/ sekoitettiin 250 osaan kylmää vettä ja lämmitettiin sitten 90°C:seen jatkuvasti sekoittaen.

Tähän liuokseen lisättiin neljä osaa resorsinolia, 20 liuos, joka sisälsi 30 osaa vettä ja 10 osaa alumiinihydrok-sikloridia, kuten esimerkissä 1, 96 osaa mediaanihalkaisi-jaltaan 53 pm:n jauhettua hiekkaa (HPF5), 23 osaa mediaa-nihalkaisijaltaan 3 jim:n jauhettua hiekkaa (M500) ja 6 osaa alle 1 jjm:n titaanidioksidia (R-CR2) . Sekoittamista 25 ja lämmittämistä jatkettiin, kunnes seos oli viskoosi neste, joka sisälsi 42,5 tilavuus-% vettä.

Tämä neste kaadettiin tasapohjaiseen astiaan ja sen annettiin jäähtyä. Tämä johti seoksen kovettumiseen, joka seos sitten poistettiin astiasta, kuivattiin hitaasti, lei-30 kattiin suikaleiksi ja kovetettiin lämmittämällä 180°C:ssa tunnin ajan. Kuivana tuotteen taivutuslujuus oli 27,5 MPa ja taivutuskerroin 6,4 GPa.

Kuumana nestemäinen seos soveltui levitettäväksi pinnoille sivelemällä tai kastamalla.

35 Esimerkki 60

Keksinnön mukaisen seoksen muovattavuuden osoittamiseksi kuusi erillistä seosnäytettä, jotka oli valmistettu, 34 791 29 kuten esimerkissä 1 kuvattiin, kukin paksuudeltaan 3,45 mm ja halkaisijaltaan 12 mm kiekon muodossa, suljettiin poly-esterikalvokuoriin. Kutakin näytettä puristettiin puristimen pöytien välissä, jotka pöydät suljettiin nopeudella 5 1 mm/min, kunnes käytössä oli 500 Newtonin voima. Puristi men pöydät ja näytteet lämmitettiin lämpötiloihin 20°C, 40°C, 60°C, 70°C, 80°C ja 100°C, vastaavasti.

Sitten paine pudotettiin ja näytteet tutkittiin mittaamalla kiekkojen halkaisijat. Kiekkojen halkaisijan 10 lisäyksen määrä, mikäli sitä oli, antaa osoituksen seoksen muovattavuudesta tietyssä lämpötilassa.

Kiekkojen halkaisijan lisäys, joka huomattiin, oli vastaavasti 0 mm, 0 mm, 3,5 mm, 5 mm, 6 mm ja 9 mm osoittaen muovattavuuden lisääntymistä lämpötilan noustessa.

15 Esimerkit 61 ja 6 2

Molemmissa esimerkeissä seokset tehtiin 75 osasta mediaanihalkaisi jaltaan 53 jam: n jauhettua hiekkaa (HPF5) ja 25 osasta mediaanihalkaisijaltaan 3 pm:n jauhettua hiekkaa (M500) hienojakoisena aineena, 13,7 osasta butyyli-20 aldehydiä ja 3,1 osasta glyoksaalia (käytettynä 40 painollisena vesiliuoksena) liukenemattomaksi tekevänä apuaineena, 0,3 osasta kloorivetyhappoa (käytettynä 33 tilavuus-Irisena vesiliuoksena), 19 osasta Gohsenol GH17S hydrolysoitua polyvinyyliasetaattia orgaanisena polymeeriaineena 25 ja kaikkiaan 37,2 osasta vettä.

Esimerkissä 61 hienojakoinen aine oli pinnoitettu 0,8 osalla gamma-glysidoksipropyylitrimetoksisilaania kyt-keytymisapuaineena, kun taas esimerkissä 62 hienojakoinen aine oli pinnoittamaton.

30 Molemmat seokset käsiteltiin ensin sekoittamalla 31,3 osaa vettä, kloorivetyhappoliuos ja 0,52 osaa glyok-saaliliuoksesta. Tämä seos sekoitettiin voimakkaasti hienojakoiseen aineeseen ja annettiin reagoida 20 minuutin ajan. Polymeeriänne sekoitettiin sitten mukaan, jota seurasi bu-35 tyyrialdehydi ja loppu glyoksaali. Saadut murut kaksivals-sattiin sitten vedellä jäähdytetyillä teloilla ja saadut 35 791 29 matot sijoitettiin kahden polyesterikalvomaton väliin, joiden otsapinnat oli päällystetty muotinirrotusaineella ja puristettiin hydraulisessa puristimessa lämpötilassa 60°C 16 tunnin ajan. Puristimen pöydät jäähdytettiin sitten va-5 lelemalla kylmää vettä niiden läpi, matot poistettiin puristimesta ja polyesterimatot poistettiin. Mattojen kovettaminen suoritettiin loppuun sijoittamalla ne kahden litteän puukappaleen väliin, antamalla seistä kahden päivän ajan 20°C:ssa, lämmittämällä 80°C:ssa päivän ajan ja sitten pois-10 tamalla matot puun välistä ja kuivaamalla 80°C:ssa seitsemän päivän ajan.

Taulukko 21 _Esimerkki_ 1 5__61__6 2_

Taivutus- Kuiva 89 59 lujuus Märkä1 64 13 2 MPa Märkä 26 10

Taivutus- Kuiva 30 19 2q kerroin Märkä' 20 3 GPa Märkä2 10 2

Yhden vuorokauden vedessä liotuksen jälkeen.

2

Seitsemän vuorokauden vedessä liotuksen jälkeen.

25 Esimerkit 63 ja 64

Ensimmäisessä kokeessa (esimerkki 63) esimerkissä 17 kuvattu seos muodostettiin 2 mm paksuiseksi matoksi ja kuivattiin ja sitä lämmitettiin seuraten esimerkissä 1 kuvattua menettelyä tuotteen valmistamiseksi.

30 Toisessa kokeessa (esimerkki 64) esimerkissä 17 ku vattu seos muodostettiin 2 mm paksuisiksi matoiksi, nailon-kuitumatto (K 190 Fothergill and Harvey Limited, 1270 decitex) laminoitiin kunkin mattoparin väliin. Saatu yhdistelmä puristettiin noin 5 mm paksuuteen ja kuivattiin 35 ja sitä lämmitettiin esimerkissä 1 kuvattua menettelyä seuraten. Saatu tuote sisälsi 7,9 tilavuus-% nailonia.

36 791 29

Tuotteiden ominaisuudet on esitetty taulukossa 22.

Taulukko 22

Esimerkki __63 64

Taivutuslujuus ___137__101

Taivutuskerroin GPa 37 34

Murtoenergia KJm“2 Q , 27__14,6

Iskuenergia KJm-·^ 2,0__21,, 7

Esimerkki 65

Veden vaikutuksen osoittamiseksi orgaanisen polymee-riaineen ja liukenemattomaksi tekevän apuaineen välisen reak-15 tion tuotteeseen 64,5 osaa Gohsenol GH17S sekoitettiin 700 osaan kylmää vettä ja seosta lämmitettiin ja sekoitettiin, kunnes polymeeri oli liuennut. 29,3 osaa alumiinihydroksi-kloridia liuotettuna 87,9 osaan vettä lisättiin sitten ja seos sijoitettiin kiertoilmauuniin 80°C:seen kuudeksi vuo-20 rokaudeksi. Tänä aikana liuoksen ilmakuplat nousivat pintaan ja hiukan vettä haihtui. Väkevöity, kuplaton liuos siirrettiin tasapohjaiseen astiaan ja sitä kuivattiin 20°C:ssa jättämällä se kahdeksi viikoksi kuivausainetta sisältävään kaappiin. Saatiin sitkeä, taipuisa matto, joka leikattiin 25 suikaleiksi ja kuivattiin sitten 80°C:ssa. Jotkut suikaleet kovetettiin lämmittämällä 150°C:ssa tunnin ajan ja jotkut lämmittämällä 180°C:ssa tunnin ajan. Suikaleet punnittiin ja sijoitettiin sitten 100 % suhteellisen kosteuden ilmakehään neljäksi päiväksi ja upotettiin sitten veteen. Tauluk-30 ko 23 esittää näiden suikaleitten painojen lisääntymispro-sentin veden absorption seurauksena.

Il 37 791 29

Taulukko 23 % lisäys kuivapainossa

Näytteen käsittely -^vetettu 15Qoc luetettu lltrtT

^ |4 pv 100 % suht.kost_27 , 4_ 18,2_ 1 pv:n vesiliotus _80,8__32,9_ 2 pv:n vesiliotus _83,2__32,9_ 13 ρν:n vesiliotus 88,8 33,Q_ 10 Esimerkissä 55 kuvattu seos suulakepuristettiin halkaisijaltaan 13 mm olevan sauvan muotoon.

Osa sauvasta puristettiin kuumana 2,5 mm paksun maton muotoon ja matto kuivattiin ja sitä lämmitettiin yhden tunnin ajan 180°C:ssa (esimerkki 66).

15 Esimerkissä 67 yllä esitetty menettely toistettiin, paitsi että sauvan valmistamisen jälkeen sen annettiin seistä huoneen lämpötilassa 60 vrk ennen puristamista.

Valmistettujen tuotteitten ominaisuudet on esitetty taulukossa 24.

20 Taulukko 24

Esimerkki __66 67

Taivutuuslujuus MPa Kuiva 135 131 25 _Märkä1 86__93

Taivucubxerroin GPa Kuiva 41 39 Märkä 24 28

Yhden vuorokauden veteen upottamisen jälkeen.

30 Esimerkki 68 12 erillisessä kokeessa sekoitettiin siipisekoitti-messa seokset, jotka sisälsivät 63 osaa hienojakoista ainetta, 7 osaa orgaanista polymeeriainetta ja 30 osaa vettä, ne muodostettiin matoksi kaksivalssissa ja näin muodostettu 35 seos suulakepuristettiin edellä kuvatun kaltaisen kapillaa-rireometrin läpi. Leikkausnopeuden muutoksen vaikutus leikkausjännitykseen määritettiin ja tulokset on esitetty taulukossa 25.

Taulukko 25 38 791 29

Muutos Muutos leik- % muu-Hienoja- Orgaaninen po- leikkaus- kausjännityk-tos leik-Koe koinen lymeeriaine nopeudes- sessä kN cra~2kausjän- 5 aine sa ^us nityks.

A1 Si025 Hydrolysoitu 0f247-2?47 0,0053-0,0129 +143 polyvinyyli-asetaatti 88 %

Gohsenol GH17S

□ 1 cin 3 Hydrolysoitu ' ^ o J .1 . . Ei voitu pusertaa reometnssa 1 q ^ polyvinyyli- c asetaatti 50 %

Polyviol W45/450 C1 Si095 Hydrolysoitu 0,247-2,47 0,00193-0,00553 +137 z polyvinyyliase- taatti 80 %

Gohsenol KH17S

15 D2 Si095 Hydrolysoitu 0,247-2,47 0,00376-0,00587 +56 + polyvinyyli- ' 7 asetaatti 96 %

Gohsenol C500 E3 Si026 hydrolysoitu 0,247-2,47 0,0337-0,0376 +12 polyvinyyli- 2q asetaatti 99 % ____Gohsenol NH18S____ _F1__SiC7_Gohsenol GH17S 0,247-2,47 0,00343-0,00905 +164 _G1__Ai2037_Gohsenol GH17S 0,247-2,47 0,00553-0,0136 +146 H1 m2°37 Polyakryylihappo 0,247-2,47 0,0053-0,0106 +100

Versicol Sll 25 -:--7------ I1 SiCk3 Polyakryylihaopo ^, , , .

° 2 li voitu pusertaa reometnssa ___Versicol Sll 88%___ J1 Si025 Polyakryyliamidi 0,123-1,23 0,0337-0,0289 -14 __Cyanamer P250____ K1 Si095 jHydroksipropyy- 0,123-1,23 0,0414-0,0414 0 30 2 limetyylisellu- r 1 loosa _HPM 5Q00P____ L4 Si025 Polyetyleeniok- o,123-1,23 0,0809-0,0578 -29 _[polvox W5R N75Q___ 39 791 29 1. Suulakepuristettu 20°C:ssa.

2. Suulakepuristettu 55°C:ssa.

3. Valssattu 85°C:ssa, suulakepuristettu 80°C:ssa.

4. Suulakepuristettu 80°C:ssa.

5 5. Mediaanihalkaisijaltaan 53 pm:n jauhettu hiekka (BIS HPF5) seulottiin yli 100 jam:n hiukkasten poistamiseksi.

6. 47,25 osaa jauhettua hiekkaa, kuten kohdassa 5 yllä, ja 15,75 osaa halkaisijaltaan 3 um:n jauhettua hiekkaa 10 (BIS M500).

7. 42 osaa mediaanihalkaisi jaltaan 88 jam: n hiukkasia, jotka oli seulottu yli 100 jam:n hiukkasten poistamiseksi, ja 21 osaa mediaanihalkaisi jaltaan 4,5 jim:n hiukkasia .

15 Kokeiden A, C, D ja F-H seokset tyydyttivät edellä mainitun kapillaarireometrikokeen kriteerit, kun taas kokeiden B, E ja I-L seokset eivät tyydyttäneet niitä. Nämä kokeet osoittavat orgaanisen polymeeriaineen tyypin valinnan kriittisyyden ja edelleen, mikäli jälkimmäinen aine on 20 hydrolysoitu polyvinyyliasetaatti, jälkimmäisen polymeeri-aineen hydrolyysiasteen valinnan kriittisyyden.

Esimerkit 69-74

Kuudessa erillisessä esimerkissä sekoitettiin siipi-sekoittimessa hienojakoisen aineen seokset orgaaniseen poly- 25 meeriaineeseen ja veteen, se muodostettiin matoksi kaksivals-sissa 60“C:ssa, annettiin seistä 20^C:ssa yhden vuorokauden ajan ja 80°C:ssa viiden vuorokauden ajan.

Taulukko 26 esittää seoksien aineosien tilavuusosuu- det ja 30 Taulukko 27 esittää seoksista valmistettujen tuot- teitten ominaisuudet.

40 791 29

Taulukko 26 __691) 701 711'6 721 I 7 36'7'8 1 741 5 Hienojakoinen aine__125 125 1 25 1 25 136_125

Orgaaninen polymeeriänne 262 263 26 4 263 228 268 I '

Liukenemattomaksi 10 tekevä apuaine__0__0__0__0__0_0_

Vesi_29,4 32,7 60,0 33, 1 4 4 1 29 1. 96 osaa mediaanihalkaisijaltaan 53 pm:n jauhettua hiekkaa (BIS HPF5), 24 osaa halkaisijaltaan 3 jim:n hiek- 15 kaa (BIS M500) ja 6 osaa alle 1 μπκη titaanidioksidia l (R-CR2).

2. Gohsenol GH17S.

3. Polyakryyliamidi Cyanamer P-250.

4. Hydroksipropyylimetyyliselluloosa Celacol HPM

20 5000P.

5. Polyetyleenioksidi Polyox WSR N750.

6. Valssattu 20°C:ssa.

7. 102 osaa mediaanihalkaisijaltaan 88 jim:n alumiinioksidia ja 34 osaa mediaanihalkaisijaltaan 12 jam:n alu- 25 miinioksidia.

8. Polyakryylihappo (Versicol S1 1) .

Taulukko 27 _ Es imerkki_ 3 0 ___69 I 70 I 71 I 72 1 73 | 74

Taivutus- , .

lujuus niva 1Q2 64 3 89 go MPa

Taivutus-kerroin I

35 kuiva 28 32 3 1 77 39 GPa I! 41 79129

Voidaan nähdä, että ne hienojakoisten aineitten ja orgaanisten polymeeriaineitten yhdistelmiä sisältävistä seoksista valmistetut tuotteet, jotka tyydyttivät kapillaa-rireometrikokeessa kokeen kriteerit, olivat ominaisuuksil-5 taan ylivoimaiset verrattuna hienojakoisista aineista ja orgaanisista polymeeriaineista valmistettuihin tuotteitten ominaisuuksiin, jotka yhdistelmät eivät tyydyttäneet kokeen kriteereitä.

Tämän ylivoimaisuuden osoittamistarkoituksiin esi-10 merkkeinä valmistetut seokset eivät sisältäneet orgaanista polymeeriainetta liukenemattomaksi tekevää apuainetta.

Esimerkit 75-77

Huokoskoon jakautuman vaikutus keksinnön mukaisista seoksista valmistettujen tuotteitten ominaisuuksiin määri-15 tettiin kolmessa erillisessä esimerkissä. Esimerkki 75 on sama kuin esimerkki 55, esimerkki 76 valmistettiin seuraten esimerkin 55 menettelyä, paitsi että ilmaa vietiin seokseen koko sekoitusjakson ajan ja esimerkki 77 valmistettiin seuraten esimerkin 17 menettelyä, paitsi että käytettiin vain 20 1 MPa:n painetta 80°C:ssa ja paine päästettiin tässä lämpö tilassa .

Tuotteitten ominaisuudet ja tuotteitten huokoskoko-jakautumat on esitetty taulukossa 28.

Taulukko 28 25 _ t _Esimerkki_ __75 76 j 77_

Tuotteen > 15 um:n huokostilavuus % 0,9 2,4 8,5 30 Tuotteen > 50 pm:n huokostilavuus % p f g__2,2 3,8

Tuotteen > 100 pm:n huokostilavuus % 0,2 _1 f 3__2,6

Taivutuslujuus 35 _^__1_44__I3_9__96

Taivutuskcrroin __43_40_25 42 791 29

Esimerkki 78

Esimerkin 73 menettely toistettiin käyttäen seosta, joka sisälsi 102 osaa mediaanihalkaisijaltaan 88 j.un:n alumiinioksidia, 34 osaa mediaanihalkaisi jaltaan 12 μπι:η 5 alumiinioksidia, 26 osaa polyakryylihappoa, 4,66 osaa ammoniumdikromaattia ja 33,1 osaa vettä. Polyakryylihappo ja alumiinioksidi ovat orgaanisen polymeeriaineen ja hienojakoisen aineen yhdistelmä, joka tyydyttää kapillaarireo-metrikokeen kriteerit, katso koe H taulukossa 25.

10 Seoksesta valmistetun tuotteen taivutuslujuus oli 54 MPa ja taivutuskerroin 44 GPa.

Esimerkki 79

Esimerkin 35 menettely toistettiin, paitsi että seos sisälsi 32,3 osaa vettä ja 4,66 osaa ammoniumdikromaattia 15 käytettiin esimerkin 35 alumiinihydroksikloridin asemesta.

Tuotteen taivutuslujuus oli 51 MPa kuivana ja 57 MPa yhden vuorokauden vedessä liotuksen jälkeen ja taivutuskerroin 32 GPa kuivana ja 30 GPa yhden vuorokauden vedessä liotuksen jälkeen.

li

Claims (16)

1. 43 791 29
2. 1. Puristettava koostumus, jolla on taikinamainen rakenne, jota voidaan muotoilla suulakepuristamalla tai 5 ruiskupuristamalla tai kalanteroimalla, joka sisältää homogeenisen seoksen a) vähintään yhtä hienojakoista ainetta, joka on veteen liukenematonta ja oleellisesti veden kanssa reagoimatonta, 10 b) vähintään yhtä veteen liukenevaa orgaanista po- lymeeriainetta, ja c) vettä, tunnettu siitä, että seos sisältää myös apuainetta, joka pystyy reagoimaan polymeeriaineen kanssa tehden 15 aineen liukenemattomaksi veteen nähden, ja siitä, että aineosien (a), (b) ja (c) määrät seoksessa ovat 40-90 %, 2-25 % ja vastaavasti korkeintaan 30 % laskettuna tila-vuusosuuksina seoksesta.
3. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen puristettava 20 koostumus, tunnettu siitä, että se sisältää 5-20 tilavuus-% vettä.
4. 3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen koostumus, tunnettu siitä, että koostumuksella, joka sisältää 63 tilavuus-% hienojakoista ainetta, 7 tilavuus-25 % vesiliukoista orgaanista polymeeriainetta ja 30 tila vuus-% vettä suulakepuristettuna kapillaarireometrissä suulakepuristuspaineella enintään 50 000 kPa, leikkausjännitys kasvaa vähintään 25 %, kun aiheutetaan kymmenkertainen lisäys koekoostumuksen leikkausnopeudessa ja kun leik-30 kausnopeudet mitataan ja ovat alueella 0,1-5 sekunti"1 .
5. 4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen puristettava koostumus, tunnettu siitä, että koekoostumuksen leikkausjännitys kasvaa vähintään 75 %, kun koekoostumuksen leikkausnopeudessa aiheutetaan kymmenkertainen lisäys. 35 5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen puris tettava koostumus, tunnettu siitä, että hienojakoi- 44 791 29 sen aineen mediaanihiukkaskoko on suurempi kuin 0,3 pm.
6. 6. Jonkin patenttivaatimuksen 1-5 mukainen puristettava koostumus, tunnettu siitä, että hienojakoisen aineen pitoisuus on 60-90 tilavuus-%.
7. 7. Jonkin patenttivaatimuksen 1-6 mukainen puris tettava koostumus, tunnettu siitä, että orgaanisen polymeeriaineen pitoisuus on 7-20 tilavuus-%.
8. 8. Jonkin patenttivaatimuksen 1-7 mukainen puristettava koostumus, tunnettu siitä, että orgaaninen 10 polymeeriaine sisältää hydrolysoitua vinyyliesteripolymee-riä tai -kopolymeeriä.
9. 9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen puristettava koostumus, tunnettu siitä, että orgaaninen polymeeriaine käsittää hydrolysoitua polyvinyyliasetaattia, jon- 15 ka hydrolyysiaste on edullisesti alueella 50-97 %.
10. 10. Jonkin patenttivaatimuksen 1-9 mukainen puristettava koostumus, tunnettu siitä, että apuainetta, joka pystyy reagoimaan orgaanisen polymeeriaineen kanssa tehden sen liukenemattomaksi veteen nähden, on läsnä pi- 20 toisuutena 5-100 tilavuus-% orgaanisesta polymeeriainees-ta.
11. 11. Jonkin patenttivaatimuksen 1-10 mukainen puristettava koostumus, tunnettu siitä, että se sisältää apuainetta, joka pystyy saamaan aikaan kytkeytymisen 25 orgaanisen polymeeriaineen ja hienojakoisen aineen pinnan välille.
12. 12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen puristettava koostumus, tunnettu siitä, että apuaine, joka pystyy tekemään orgaanisen polymeeriaineen liukenemattomaksi, 30 on sama apuaine, joka pystyy saamaan aikaan kytkeytymisen orgaanisen polymeeriaineen ja hienojakoisen aineen välille .
13. 13. Jonkin patenttivaatimuksen 1-12 mukaisesta puristettavasta koostumuksesta muotoiltu tuote, t u n - 35. e t t u siitä, että koostumus muotoillaan, seoksen apu- II 45 791 29 aine saatetaan reagoimaan tai sen annetaan reagoida seoksen orgaanisen polymeeriaineen kanssa orgaanisen polymee-riaineen tekemiseksi liukenemattomaksi veden suhteen ja vesi poistetaan seoksesta.
14. 14. Patenttivaatimuksen 13 mukainen muotoiltu tuo te, tunnettu siitä, että korkeintaan 2 % tuotteen kokonaistilavuudesta sisältää huokosia, joiden maksimidi-mensio ylittää 100 pm.
15. 15. Patenttivaatimuksen 14 mukainen muotoiltu tuo-10 te, tunnettu siitä, että korkeintaan 2 % tuotteen kokonaistilavuudesta sisältää huokosia, joiden maksimidi-mensio ylittää 15 pm.
16. 16. Jonkin patenttivaatimuksen 13-15 mukainen muotoiltu tuote, tunnettu siitä, että tuotteen koko- 15 naishuokoisuus ei ole suurempi kuin 20 %. 79129