HU218106B - Szanitertermékek előállítására alkalmas formázható anyagkészítmény - Google Patents

Abstract

A találmány szerinti formázható anyagkészítmény, – egypolimerizálható, vinilcsoportot tartalmazó, monomer folyadékbantérhálósodó poliésztergyantát; – egy, a gyantakeverékben oldható,termoplasztikus, nem zsugorodó, polietilén típusú polimert; – egyszerves peroxid katalizátort; – erősítőszálat; – egy formaleválasztóhatóanyagot, és töltőanyagként 1) kémiailag bevont nátrium-kalcium-üveg mikrogyöngyöt, és 2) kristályos kalcium-karbonátotmárványformában, pigmentbevonattal vagy anélkül tartalmaz. ŕ

Description

Jelen találmány formázható műanyag készítményre vonatkozik, mely előnyösen alkalmazható szaniterteimékek, például műanyag mosogatók, kádak, mosóteknők előállítására.

A találmány szerinti készítmény szaniteráruk előállításával foglalkozó ipar valamennyi területén alkalmazható, de különösen a fürdőszoba és a konyha formázott berendezési tárgyainak, például a mosogatóknak, a kádaknak és a mosóteknőknek az előállításánál.

A találmány szerinti készítményt elsősorban szaniteráruk előállításához alakítottuk ki, de alkalmazható az építőipar céljaira is, például külső burkoláshoz vagy a gépjárműiparban, illetőleg a bútoriparban.

A műanyagból készült szaniterberendezésekkel, hogy a hagyományos, fémből vagy kerámiából készült szaniterberendezéseket, melyek előállítási költsége magas és élettartama korlátozott, kívánjuk helyettesíteni.

A jelenleg használt műanyagok - mint azt megismerhetjük az US 4,367,260 számú leírásból is - természetes anyagokat, nevezetesen ásványi anyagból álló készítményt tartalmaznak. Mivel az előállított termékeket különféle súlyos és fémekből előállított konyhai eszközökkel együtt alkalmazzák, tulajdonságaiknak magas szintű követelményeknek kell megfelelni, például a mosogató ütésállóságának nagynak kell lenni, jó kopásállóságot kell mutasson, és magas szintű ellenállást kell tanúsítson a karcolással és a mechanikai erőhatással szemben.

A környezeti tényezőket is figyelembe kell venni, azaz a mosogatónak vízzel érintkezve is kiemelkedően ellenállónak kell lenni, és nem szabad, hogy a különböző háztartási tisztítószerek megtámadják. Kívánatos, hogy a használt anyag jó hang- és hőszigetelő tulajdonságú is legyen.

A termékek tömeges termelése megkívánja, hogy az anyag a formázás előtt és a formázás után egyaránt könnyen alkalmazható technológiákkal legyen feldolgozható, mivel a termelékenységet ily módon fokozni, és a selejt mennyiségét csökkenteni lehet.

A jelenleg előállított termékeknek számos hátrányos vonása van. Vízzel érintkezve sem mechanikai szilárdságuk, sem stabilitásuk nem megfelelő. A ma használatos anyagokból egyszerű, magas hőmérsékleten és nagy nyomáson végrehajtott formázással nem lehet tökéletesen homogén terméket előállítani.

Úgy találtuk, hogy bizonyos körülmények között a kalcium-karbonát használata nagyon jó minőségű szaniteráruk előállítását teszi lehetővé, melyek vízállósága és kopásállósága bizonyos körülmények között kedvező.

A kalcium-karbonátot tulajdonképpen üveggyöngy alkalmazásával együtt, márványformában alkalmazzuk bevonatolás és pigmentálás nélkül. így nem várt módon elérhető, hogy a nagy szilárdságú, térhálósodott anyagokba általában bevitt üvegszál ne aprózódjon.

Az üveg mikrogyöngyök jelen találmány szerinti, töltőanyagkénti alkalmazása jelentős előnnyel jár, mivel az egymáson elgördülni képes gyöngyök azáltal, hogy a formakitöltés javul, és javul a keverék egységessége és tömörsége, elősegítik a feldolgozhatóságot.

A találmány elsődleges célja egy szanitertermékek előállítására alkalmazható, formázható anyagkészítmény előállítása, azaz olyan termék előállítása, melynek mechanikai ellenállása, kopásállósága, karcolásállósága és vízzel, illetőleg hővel szemben mutatott stabilitása jó. A szaniterterméknek ugyancsak ellen kell állni a háztartási tisztítószerek hatásának, és kedvező kell hogy legyen hang- és hőszigetelésre.

A találmány további célja, hogy a készítményben alkalmazott üvegszál ne károsodjon, vagy legfeljebb kismértékben károsodjon a töltőanyagok miatt. A találmány szerint kalcium-karbonátot használunk kristályos márványformában, festékbevonat alkalmazása nélkül, és ezáltal a szilícium-dioxidnál tapasztalható agresszív hatás nagymértékben redukálható, lehetővé téve az üvegszálak állapotának megőrzését.

A jelen találmány szerinti formázható anyagkészítmény további előnyös vonása, hogy különösen alkalmas szaniterberendezések előállításához, mivel formakitöltési sebessége jó, ugyanakkor a formából a formázott termék könnyen kivehető.

A formázható anyagkészítmény további előnyös vonása, hogy különösen alkalmas szaniterberendezések előállításához, mivel a véletlenszerű eloszlásban elrendeződött üveggyöngyök jelenlétében az utólagos összehúzódás mértéke lecsökken, és ezáltal csökken a termék hullámosodása.

A jelen találmány szerinti, szaniterberendezések előállítására különösen alkalmas, formázható anyagkészítmény további előnye a termék előnyös külső megjelenése, mivel felülete a márvány miatt foltos. A foltosságot okozó szemcsék lehetnek pigmentáltak vagy pigment nélküliek, a háttérrel összehasonlítva lehetnek azzal azonos, vagy attól különböző színűek,

A jelen találmány szerinti, szaniterberendezések előállítására különösen alkalmas, formázható anyagkészítmény további előnyös vonása, hogy az anyag folyási tulajdonságai nyomás alatt kedvezőbbek, ezért a porozitás miatti selejt mennyisége csökken.

A jelen találmány szerinti, szaniterberendezések előállítására különösen alkalmas, formázható anyagkészítmény további előnyös vonása, hogy az üveg mikrogyöngyök alkalmazása mellett, nyomás alatt, az anyag tömörsége nő, ami lehetővé teszi egy harmadik töltőanyag mennyiségének, nevezetesen az alumíniumoxid-trihidrát mennyiségének növelését, amit a készítmény adott esetben tartalmazhat. A találmány szerinti, nyomás alatt és magas hőmérsékleten megformázható szaniterberendezések, például műanyag mosogatók, kádak és mosóteknők előállítására különösen alkalmas formázható anyagkészítmény tartalmaz:

- egy polimerizálható, vinilcsoportot tartalmazó monomer folyadékban térhálósodó poliésztergyantát;

- egy, a gyantakeverékben oldható, termoplasztikus, nem zsugorodó, polietilén típusú polimert;

- egy szerves peroxid katalizátort, amely, amikor magas hőmérsékleten, bomlás közben szabad gyökök képződnek, kiváltja a gyanta térhálósodását;

- erősítőszálat, például üvegszálat, amely a térhálósodott anyag szilárdságát biztosítja;

HU 218 106 Β

- egy formaleválasztó hatóanyagot, például kalciumvagy cink-sztearátot; azzal jellemezve, hogy a töltőanyag lehet

1) kémiailag bevont nátrium-kalcium-üveg mikrogyöngy,

2) kalcium-karbonát kristályos márványformában, pigmentbevonattal vagy anélkül, mely töltőanyag jelenlétében csökken az üvegszál aprózódása és nő a szanitertermék kopásállósága, valamint víz-, illetőleg hőhatással szemben mutatott ellenállása.

A találmány bemutatására szolgál a következő leírás, illetőleg a példák, melyekben, a korlátozás szándéka nélkül, a találmány néhány megvalósítási módját ismertetjük.

A találmány szerinti formázható anyagkészítmény különösen előnyös, ásványi anyagot tartalmazó készítmény szanitertermékek, nevezetesen mosogatók, kádak vagy mosóteknők előállítására, vagy bármilyen más formázott eszköz vagy berendezés előállítására, melyeknek lényegében a fentiekben említett követelményeknek kell megfelelni.

Jól ismert, hogy a szaniterberendezéseknek, melyeket - mint ismeretes - a konyhában vagy a fürdőszobában alkalmazunk, különösen magas minőségi követelményeknek kell megfelelni, különösen ami az erősséget és a szigetelőképességet illeti. Egy szaniterberendezésnek, melyet például mosogatóként használunk, igen kemény anyagból készült konyhai eszközök koptató hatásának kell ellenállnia, és ellen kell állnia az igen gyakran használt tisztítóanyag-termékek hatásának.

A szaniterberendezésekkel szemben támasztott további követelmények között megemlítjük a hang- és hőszigetelés követelményét, mivel a jó hangszigetelő képességű szaniterberendezéseknek nem nagyon szabad továbbítaniuk a konyhában vagy a fürdőszobában keltett zajokat.

Függetlenül attól, hogy a szanitertermékek előállítására használt anyagoknak fizikai-kémiai jellemzőiket tekintve igen magas minőségi követelményeknek kell megfelelni, a készítmény kialakításánál arra is figyelemmel kell lenni, hogy a terméknek megjelenésével bizonyos esztétikai követelményeket is ki kell elégítenie, például felületének szépnek, különösképpen pedig fényesnek kell lenni. A műanyag feldolgozásánál fontos tehát, hogy a formázás és a formaleválasztás körülményei megfelelőek legyenek.

A felülettel szemben támasztott esztétikai követelményeken túl a szaniterberendezéseknek színben is illemük kell a többi konyhai vagy fürdőszobai berendezéshez. Ilyenkor egy tökéletesen egyenletes, egységes színezést kell megvalósítani. A színezés mellett arra is szükség lehet, hogy a készítmény egy természetes anyag, például a márvány, vagy a kő megjelenését utánozza. Ilyenkor arra van szükség, hogy a terméknek legyen egy háttérszíne, és tartalmazzon foltosságot okozó, más színű szemcséket.

A találmány szerinti készítménybe ismert módon nem zsugorodó, termoplasztikus polimert építünk be, például egy gyantában oldódó polietilént.

A nem zsugorodó polimer lehet például egy monomer gyantakeverékben oldható, a rendszerben kopolimerizálódó polietilén típusú polimer. Jelenlétében a szanitertermék lehűlése közben elkerülhető az utólagos zsugorodás és a termék hullámosodása.

A nem zsugorodó polimer ugyancsak hozzájárul a termék kedvező végső megjelenéséhez, elsősorban fényességéhez.

A különféle alkalmazásoknál a nem zsugorodó, polietilén típusú polimert és/vagy a telített poliészter polimert 4-7 tömeg% mennyiségben alkalmazzuk.

Nem zsugorodó polimerként alkalmazhatunk telített poliésztert, vinil-poliacetátot, EVA-t (etilén és vinil-acetát kopolimereket), ABS-t (akrilnitril, butadién és sztirol kopolimereket), PMMA-t (metil-polimetakrilátot).

A gyanta térhálósodásának kiváltására szerves peroxid katalizátort alkalmazunk, melyből magas hőmérsékleten lejátszódó bomlásakor szabad gyökök keletkeznek.

Az alkalmas katalizátorokra példaként megemlítjük a következőket:

terc-butil-etil-2-perhexanoát 0,03-0,5 tömeg%, terc-butil-perbenzoát 0,10-0,4 tömeg%, terc-butil-trimetil-3,3,5perhexanoát 0-0,1 tömeg%.

A katalizátor szerepe, hogy a magas hőmérsékleten lejátszódó bomlása során keletkező szabad gyökök kiváltsák a vinilcsoportot tartalmazó gyanta térhálósodását.

Más termékek, melyek alkalmasak fent említett szerep betöltésére, ugyancsak alkalmazhatók katalizátorként, ilyen például az izopropil-karbonát és a peroxiterc-butil-karbonát.

A formaleválasztó hatóanyagot a készítményben abból a célból alkalmazzuk, hogy elősegítsük a forma kialakulását és a forma leválását a polimerizációt követően.

Az üveg erősítőszálak használata a készítményben azt eredményezi, hogy a szálakat nem tartalmazó termékkel összehasonlítva a kapott szanitertermék mechanikai tulajdonságai kedvezőbbek.

A szálak szerepe az, hogy fokozzák a térhálósodon anyag szilárdságát. Az alkalmazott üvegrostok előnyös hosszúsága 6 mm.

Különféle eredetű üvegszálak alkalmazhatók. Lehetnek szintetikus szálak, például telített vagy akril típusú poliészterszálak, vagy adott esetben növényi eredetű szálas anyagok, például a wollastonit.

Az alkalmazott üvegszál mennyisége 5-10 tömeg%. Fontos az említett anyag mennyiségének szabályozása, mivel csak így biztosítható, hogy az előállított szaniterberendezés fizikai-kémiai tulajdonságai kedvezőek legyenek. Következésképpen fontos, hogy az előállítás folyamatában a készítmény alkotójaként választott anyagok ne legyenek túlságosan koptató hatású termékek, azaz hogy a folyamatban ne váltsák ki az üvegszálak aprózódását, és ezáltal ne csökkentsék a tennék szilárdságát. Ilyen hatásokat tapasztalhatunk, ha szilícium-dioxid alapú töltőanyag van a készítmény alkotó3

HU 218 106 Β részei között. Jelen találmány értelmében előnyösnek tekintjük a kémiai bevonattal ellátott kalcium-karbonátot és üvegmikrogyöngyöket, mivel ezek kevésbé koptató hatású töltőanyagok.

A jelen találmány szerinti készítményben alkalmazott töltőanyag-keverékek előnyösen 15-25 tömeg% kristályos kalcium-karbonátot tartalmaznak márványformában, pigmentbevonattal, vagy anélkül. Az üvegmikrogyöngyök alkalmazott mennyisége 12-25 tömeg%. A pigmentbevonattal ellátott vagy nem bevonatolt, márványformájú, kristályos kalcium-karbonát részecskéinek alkalmazott mérettartománya 0,2-7 mm. Mint a fentiekben említettük, a szakterületen járatos szakemberek általános nézeteivel ellentétben ennek a töltőanyagnak a vízabszorpciója lényegesen kisebb, mint az apróbb szemcsés formáé.

Ennek a hatóanyagnak a jelenlétében nem fordul elő a szilícium-dioxid jelenlétében tapasztalt üvegszálaprózódás, és - amennyiben pigmenttartalmú bevonatot alkalmazunk, például epoxi-, poliuretán- vagy telített poliészter bevonatot, mint azt a fentiekben részletesen ismertettük - a szilícium-dioxiddal összehasonlítva azt tapasztaljuk, hogy a tapadás a szubsztrátumhoz jobb, és jobbak a kémiai és mechanikai tulajdonságok is. A jobb tapadás és a bevonaton át történő kapcsolódás a szubsztrátumhoz az előállított szaniterberendezés kedvezőbb kémiai és mechanikai tulajdonságait eredményezi.

A nátrium-kalcium-üveg mikrogyöngyöket tartalmazó töltőanyagot előnyösen 12-25 tömeg% mennyiségben alkalmazzuk. Az üveggyöngy kémiai bevonata „szkvalán”, amely a gyanta és a gyöngyök megfelelő kémiai kapcsolatát biztosítja.

Az adott szemcseméretű üvegmikrogyöngyök elősegítik az anyag folyását nyomás alatt, ezáltal csökkentik a porozitás miatt selejtessé váló termékek mennyiségét.

A töltőanyag gömb alakja nyomás alatt hozzájárul a termék tömörségéhez, és lehetővé teszi egy harmadik töltőanyag alkalmazását, amely lehet például mikrométeres méretű szemcséket tartalmazó alumínium-oxid-trihidrát. Az elegy nyomás alatt kialakuló nagyobb tömörsége lehetővé teszi, hogy egy harmadik töltőanyagkomponens használatával, adott esetben, a különféle alkalmazásokhoz különféle tulajdonságú termékeket állítsunk elő.

A bevonat kialakítása az üvegmikrogyöngyökön elősegíti azok kémiai kötődését a gyantához, ezáltal a formázott termék ellenállóbb lesz kémiai és fizikai hatásokkal szemben, különösképpen pedig a vízzel és a háztartási tisztítóanyag-termékekkel szemben.

Rendezett és szabályos eloszlásuk következtében az üvegmikrogyöngyök az üvegszálak közé kerülve elősegítik az üvegszálak homogén eloszlatását. Az anyag nyomás alatti folyása és formakitöltése javul. Az anyag homogenitásának javulása miatt a gyártás során a selejt mennyisége csökken.

Az üvegmikrogyöngyök nem károsítják az üvegszálakat, ezért a találmány szerinti készítményekben inkább az üvegmikrogyöngyök alkalmazását javasoljuk, mint a szilícium-dioxidét, melynek koptató, aprózó hatása van.

Találmányunk szerint tehát kalcium-karbonátot és üveggyöngyöt alkalmazunk töltőanyagként, mivel ezek az anyagok javítják a folyási tulajdonságokat és a homogenitást. A homogenitás javulása miatt a töltőanyag alkalmazásával könnyebben formázható fluidumot kapunk.

Amennyiben szemcsés szerkezetű, vagy foltos felületű szaniterterméket kívánunk előállítani, a foltos szemcséket pigmentálással állítjuk elő. A pigmentált szemcse lehet azonos színű a háttéralapanyag színével, vagy attól különbözhet is. Tehát a kalcium-karbonátszemcsék hozzák létre a színező hatást.

Úgy találtuk, hogy a színezett termékeknél a korábban töltőanyagként javasolt márvány megfelelő pigmenthordozó, mely elősegíti a pigment jobb tapadását a szubsztrátumhoz. Pigmentbevonat alkalmazásakor tehát jobb eredmény érhető el márvány alkalmazása, mint szilícium-dioxid alkalmazása mellett, legalábbis ami a pigment tapadását illeti.

Példa a szanitertermékek előállítására különösen alkalmas, formázással alakítható anyagkészitményre - sztirolban oldott, telítetlen poliésztergyanta (NPG,

ortoftálsav típusú)	10-20 tömeg%
- nem zsugorodó polimer (telített polietilén és/vagy
poliészter)	4-7 tömeg%
- cink-szulfát (pigment)	0-2 tömeg%
- más pigment	0-0,5 tömeg%
- terc-butil-etil-2-perhexanoát	0,03-0,5 tömeg%
- terc-butil-perbenzoát	0,1-0,4 tömeg%
- terc-butil-trimetil-3,3,5-
perhexanoát	0-0,1 tömeg%
- cink-sztearát	0,75-1,7 tömeg%
- kalcium-sztearát	0-0,80 tömeg%
- parabenzokinon	0-0,05 tömeg%
- 6 mm-es üvegszál	5-10tömeg%
- alumínium-oxid-trihidrát	30-40 tömeg%
- kalcium-karbonát	15-25 tömeg%
- üvegmikrogyöngyök	12-25 tömeg%

Az alkalmazott eljárás a hagyományos, forró préseléses eljárás 50-180 bar nyomáson 120-170 °C hőmérsékleten.

Előnyösen két keverőt alkalmazunk. Az első egy felül elhelyezkedő száraz keverő, melyben az összes száraz komponenst összekeverjük, a második egy alul elhelyezkedő folyadékkeverő a folyékony komponensekkel.

Az üvegmikrogyöngyök alkalmazása következtében a keverék formakitöltése, tömörsége és egységessége jobb. A mikrobuborék képződése miatti selejt mennyisége csökken. Az üveggyöngyök elrendeződése és elhelyezkedése az üvegszálak között lényegében megszünteti a hűtéskor lejátszódó utólagos összehúzódást és az emiatt bekövetkező hullámosodást. Ez ugyancsak jelentős előny, mely a gyártási költségek csökkenéséhez vezet.

A BMC-t ezután megfelelő keménységű acélformában formázzuk. Az acélforma előnyösen krómbevona4

HU 218 106 Β tú, hőmérséklete 140-150 °C, az alkalmazott nyomás 10 MPa. Egy 5 mm vastagságú alkatrész térhálósodási ideje körülbelül 2-5 perc.

A formázott termékek karcolásállósága 50 N, az NFT 51113 számú szabvány előírásai szerint meghatározva. Az ISO 62 szabvány előírásai szerint meghatározott vízabszorpciós ellenállás 0,16 tömeg%.

Claims (5)

SZABADALMI IGÉNYPONTOK

1) kémiailag bevont nátrium-kalcium-üveg mikrogyöngy,

1. Szanitertermékek, például műanyag mosogatók, fürdőkádak, mosogatóteknők előállítására különösen alkalmas, nyomás alatt és magas hőmérsékleten formázható anyagkészítmény, mely tartalmaz:

- egy polimerizálható, vinilcsoportot tartalmazó, monomer folyadékban térhálósodó poliésztergyantát;

- egy, a gyantakeverékben oldható, termoplasztikus, nem zsugorodó, polietilén típusú polimert;

- egy szerves peroxid katalizátort, amely, amikor magas hőmérsékleten, bomlás közben szabad gyökök képződnek, kiváltja a gyanta térhálósodását;

- erősítőszálat, például üvegszálat, amely a térhálósodott anyag szilárdságát biztosítja;

- egy formaleválasztó hatóanyagot, például kalciumvagy cink-sztearátot;

azzal jellemezve, hogy a töltőanyag lehet

2. Az 1. igénypont szerinti szaniterberendezések előállítására különösen alkalmas, formázással alakítható anyagkészítmény, azzal jellemezve, hogy termoplasztikus, nem zsugorodó polimerként előnyösen telített poliésztert, vinil-poliacetátot, EV A-t (etilén és vinil-acetát kopolimert), ABS-t (akrilnitril, butadién és sztirol kopolimereket) és PMMA-t (metil-polimetakrilátot) tartalmaz.

2) kalcium-karbonát kristályos márványformában, pigmentbevonattal vagy anélkül, mely töltőanyag jelenlétében csökken az üvegszál aprózódása és nő a szanitertermék kopásállósága, valamint víz-, illetőleg hőhatással szemben mutatott ellenállása.

3. Az 1. igénypont szerinti szaniterberendezések előállítására különösen alkalmas, formázással alakítható anyagkészítmény, azzal jellemezve, hogy a töltőanyag- keverék márványformájú, kristályos kalciumkarbonátot, üvegmikrogyöngyöt és mikrométeres méretű szemcséket tartalmazó aluminium-oxid-trihidrátot is tartalmaz.

4. Az 1. igénypont szerinti szaniterberendezések előállítására különösen alkalmas, formázással alakítható anyagkészítmény, azzal jellemezve, hogy a kalcium-karbonáton telített poliészterből, epoxiból vagy poliuretánból pigmenttartalmú bevonat van kialakítva, ami elősegíti a pigment jobb tapadását a szubsztrátumhoz.

5. Az 1. igénypont szerinti szaniterberendezések előállítására különösen alkalmas, formázással alakítható anyagkészítmény, azzal jellemezve, hogy a következő összetevőket tartalmazza:

- sztirolban oldott, telítetlen poliésztergyanta (NPG, orto-

ftálsav típusú) 10-20 tömeg% - nem zsugorodó polimer (telített polietilén és/vagy poliészter) 4-7 tömeg% - cink-szulfát (pigment) 0-2 tömeg% - más pigment 0-0,5 tömeg% - terc-butil-etil-2-perhexanoát 0,03-0,5 tömeg% - terc-butil-perbenzoát 0,1-0,4 tömeg% - terc-butil-trimetil-3,3,5- perhexanoát 0-0,1 tömeg% - cink-sztearát 0,75-1,7 tömeg% - kalcium-sztearát 0-0,80 tömeg% - parabenzokinon 0-0,05 tömeg% - 6 mm-es üvegszál 5-10 tömeg% - alumínium-oxid-trihidrát 30-40 tömeg% - kalcium-karbonát 15-25 tömeg% - üvegmikrogyöngyök 12-25 tömeg%