MXPA01005461A

MXPA01005461A - Materiales de superficie solida derivados de dispersiones de latex acuosas de polimeros termoplasticos

Info

Publication number: MXPA01005461A
Application number: MXPA/A/2001/005461A
Authority: MX
Inventors: Stephen Mazur
Original assignee: E I Du Pont De Nemours And Company
Priority date: 1998-12-02
Filing date: 2001-05-31
Publication date: 2002-06-05

Abstract

La presente invención se refiere a:Una composición acuosa de deslizamiento tixotrópico, caracterizada porque consiste de:(a) aproximadamente 20-60%en peso, con base en el peso de sólidos, de al menos un polímero termoplástico que tiene una Tg mayor de aproximadamente 60ºC, al menos un polímero termoplástico en la forma de partículas coloidales;(b) aproximadamente 20-80%en peso, con base en el peso de sólidos, de partículas de relleno mineral;(c) de hasta aproximadamente 5%en peso, con base en el peso de sólidos, de partículas poliméricas seleccionadas de partículas poliméricas rellenas, partículas poliméricas no rellenas y combinaciones de las mismas;y (e) un agente espesante estápresente en una cantidad suficiente para formar una combinación tixotropiílla y en donde la composición no es formadora de película cuando se seca a la presión atmosférica.

Description

MATERIALES DE SUPERFICIE SOLIDA DERIVADOS DE DISPERSIONES DE LÁTEX ACUOSAS DE POLÍMEROS TERMOPLASTICOS ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Campo de la Invención Esta invención se refiere a composiciones de látex acuosas que son útiles en la fabricación termoplástica de materiales de superficie sólida, a los materiales de superficie sólida de tales composiciones, y a materiales de superficie sólida que tienen configuraciones decorativas únicas .

Descripción de la Técnica Relacionada Los materiales de superficie sólida son componentes esencialmente no porosos de rellenadores de mineral finamente dividido, dispersados en una matriz polimérica orgánica. Los ejemplos de rellenadores comúnmente usados incluyen carbonato de calcio, silice y alúmina. Los ejemplos de materiales poliméricos comúnmente usados incluyen resinas acrílicas, poliéster, y resinas epoxi. La mayoría de los materiales de superficie sólida son fabricados por procesos de termoendurecimiento tales como moldeado por fundición en REF: 129212 ».ÍJ hoja o lámina, moldeado por fundición en celdas o moldeado a granel. Las cualidades decorativas de tales productos son ampliamente mejoradas incorporando pigmentos y partículas coloreadas en configuraciones de modo que el componente o material compuesto parezca piedra natural. El rango de configuraciones comercialmente disponibles está restringido por los intermediarios y métodos comúnmente usados en la fabricación de tales materiales. Los materiales de superficie sólida en sus diversas aplicaciones sirven tanto para propósitos funcionales como decorativos. Puesto que su utilidad se mejora incorporando varias configuraciones atractivas y/o decorativas únicas, tales configuraciones constituyen propiedades intrínsecamente, útiles las cuales diferencian un producto de otro. El mismo principio se aplica a los materiales que están presentes en forma natural tales como madera o piedra cuya utilidad, por ejemplo en la construcción de muebles, se mejora por ciertas configuraciones que están presentes en forma natural, por ejemplo, grano, variaciones de color, vetas, estratos, inclusiones, y otras. Los materiales de superficie sólida comercialmente fabricados frecuentemente incorporan configuraciones decorativas propuestas para imitar o parecerse a las configuraciones presentes en forma natural en granito o mármol. Sin embargo, debido a las limitaciones de viabilidad y/o utilidad, ciertas configuraciones decorativas y/o categorías de configuraciones decorativas no se han incorporado previamente en materiales de superficie sólida. Además, no ha sido posible formar artículos moldeados por compresión con propiedades físicas aceptables que usan partículas poliméricas termoendurecibles rellenas de minerales. Estas partículas convencionales generalmente están hechas de material polimérico termoendurecible relleno el cual se muele en partículas pequeñas. El material polimérico es reticulado y consecuentemente, durante el moldeo por compresión las cadenas de polímeros no se pueden difundir entre campos para crear una interfaz fuerte. Además, el proceso de molido resulta en el rellenador no cubierto, expuesto sobre la superficie de las partículas molidas. En general, el moldeo por compresión de tales partículas poliméricas molidas resulta en sólo una interfaz débil entre las partículas y el artículo resultante está mecánicamente más débil que los artículos hechos por técnicas de termoendurecimiento convencionales.

Las configuraciones decorativas previamente han sido logradas en la fabricación por termoendurecimiento tradicional principalmente por los siguientes tres métodos: (i) Se muelen mecánicamente piezas monocromáticas de un producto de superficie sólida preexistente para producir partículas coloreadas de forma irregular, las cuales se combinan entonces con otros ingredientes en una formulación termoendurecible nueva. La fundición o moldeo, y el curado de la combinación de reacción produce un material de superficie sólida en el cual se circundan las inclusiones coloreadas de formas y dimensiones irregulares por, e incrustadas en una matriz continua de un color diferente . (ii) Durante la fundición de una combinación de reacción termoendurecible, una segunda combinación de reacción de un color diferente se adiciona en una forma que las dos únicamente se entremezclan a un grado limitado. En el material de superficie sólida resultante, los campos coloreados diferentes tienen formas lisas y se separan por regiones con variación de color continuo. (iii) Los productos de superficie sólida coloreada, diferentes, son cortados o maquinados en varias formas las cuales luego se unen por medio de adhesivo para crear configuraciones o diseños incrustados de múltiples colores. El uso de estos métodos termoendurecibles tradicionales, no es posible para producir ciertas categorías de configuraciones decorativas las cuales están presentes en piedra natural. Además, las inclusiones incorporadas en los productos de superficie sólida producidos por el método (i) están limitadas a dimensiones menores que aproximadamente 20 mm, en forma más general menos de 5 mm, y debe constituir menos de aproximadamente 80% de la mezcla de reacción termoendurecible, de manera más general menos del 20%.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Un aspecto de la invención se dirige a un material de superficie sólida termoplástica de una composición de co-dispersión de látex que comprende: (a) aproximadamente 20-60% en peso, basado en el peso de sólidos, de al menos un polímero termoplástico que tiene una Tq mayor que aproximadamente 60 °C, al menos un polímero termoplástico en la forma de partículas coloidales; (b) aproximadamente 20-80% en peso, basado en el peso de sólidos, de partículas rellenadoras minerales; (c) hasta aproximadamente 5% en peso, basado en el peso de sólidos, de partículas decorativas; (d) hasta aproximadamente 50% en peso, basado en el peso de sólidos, de partículas poliméricas seleccionadas a partir de partículas poliméricas rellenas, partículas poliméricas no rellenas, y combinaciones de los mismos. Un segundo aspecto de la invención se dirige a intermediarios de material compuesto o componentes derivados de la composición de co-dispersión de látex descrita anteriormente, y procesos para hacer los intermediarios del material compuesto. Estos intermediarios tienen formas físicas incluyendo (a) pastas líquidas tixotrópicas acuosas; (b) hojuelas o laminillas de material compuesto polimérico; (c) polvos de material compuesto; (d) pastas de material compuesto; y (e) piezas de material compuesto preformado. Un tercer aspecto de la invención se dirige a configuraciones decorativas en un material de superficie sólida derivado de la composición de co-dispersión de látex descrito anteriormente. Estas configuraciones decorativas incluyen configuraciones en vetas, configuraciones de mosaico, inclusiones geométricas, configuraciones de campos estratificados, o combinaciones de estos.

Un cuarto aspecto de la invención se dirige a una estructura monolítica termoplástica que tiene al menos una primera superficie que tiene una primera configuración, al menos una segunda superficie que tiene una segunda configuración, la primera configuración es visiblemente diferente de la segunda configuración, una pluralidad de planos paralelos primarios a la primera superficie, una pluralidad de planos paralelos secundarios a la segunda superficie, en donde la primera configuración se reproduce en los primeros planos, la segunda configuración se reproduce en los planos secundarios, de modo que la primera configuración y la segunda configuración son retenibles después de que la estructura se somete al maquinado, molido, pulido, corte, y combinaciones de los mismos. Esta invención se dirige a materiales de superficie sólida que tienen ciertas configuraciones decorativas únicas y categorías de configuraciones previamente no representadas. La presente invención hace disponible, vía el moldeo por compresión de intermediarios termoplásticos derivados de látex, materiales de superficie sólida que incorporan ciertas configuraciones decorativas no representadas previamente y categorías de configuraciones decorativas. Por consiguiente, tales productos constituyen nuevos y útiles mejoramientos sobre la técnica existente. A menos que se establezca de otra forma, los porcentajes usados aquí se refieren a porcentajes en peso.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS El archivo de esta patente contiene al menos un dibujo ejecutado en color. Las copias de esta configuración con dibujo (s) a color se proporcionarán por la Oficina de Patentes y Marcas en la solicitud y pago de la tarifa necesaria. La Figura 1 es una micrografía electrónica de reflejo del haz de un polvo de material compuesto deshidratado por aspersión, de acuerdo con la invención a ampliación de 500x. La Figura 2 es una micrografía electrónica de reflejo del haz de un polvo de hojuelas o laminillas de acuerdo con la invención en ampliación de 5,000x. La Figura 3 es una micrografía electrónica de reflejo del haz de partículas molidas derivadas de un material de superficie sólida rellena de mineral, comparativa, comercial en ampliación de 5,000x.

La Figura 4A es una fotografía blanco y negro de una primera superficie de un material de superficie sólida que tiene una configuración cuadriculada o en forma de mosaico (tablero de ajedrez) . La Figura 4B es una fotografía blanco y negro de una segunda superficie del material de superficie sólida de la Figura 4A que tiene una configuración de lodo agrietado, en la cual las "grietas" están rellenas con un color de contraste. La Figura 5 es una fotografía a color de una superficie de un material de superficie sólida que tiene una configuración de mosaico. La Figura 6 es una fotografía en blanco y negro de una superficie de un material de superficie sólida que tiene una configuración de campos estratificados. La Figura 7 es una fotografía en blanco y negro de un material de superficie sólida que tiene una configuración cuadriculada que tiene campos perfiladamente delineados y hecha de hojuelas o laminillas de material compuesto revestido. La Figura 8 es una gráfica de viscosidad contra esfuerzo cortante para una pasta de material compuesto y una pasta líquida tixotrópica acuosa.

La Figura 9 es una fotografía a color de una superficie de un material de superficie sólida que tiene una configuración de inclusión geométrica. La Figura 10 es una fotografía en blanco y negro de una superficie de un material de superficie sólida que tiene una configuración cuadriculada geométrica. La Figura 11 es una fotografía en blanco y negro de una superficie de un material de superficie sólida que tiene una configuración de inclusión geométrica combinada con una configuración de lodo agrietado. La Figura 12 es una fotografía en blanco y negro de una superficie de un material de superficie sólida que tiene una configuración de veta sobrepuesta/predeterminada. La Figura 13 es una fotografía en blanco y negro de una superficie de un material de superficie sólida que tiene una configuración de inclusión geométrica. La Figura 14A es una fotografía a color de una primera superficie de un material de superficie sólida que tiene una configuración cuadriculada geométrica. La Figura 14B es una fotografía a color de una segunda superficie del material de superficie sólida de la Figura 14A.

La Figura 15 es una fotografía en blanco y negro de una superficie de un material de superficie sólida que tiene una combinación de un dibujo de cara de reloj sobre un fondo de la configuración de lodo agrietado. La Figura 16 es una fotografía en blanco y negro de una superficie de un material de superficie sólida que tiene una configuración de veta natural. La Figura 17A es una fotografía en blanco y negro de una primera superficie de un material de superficie sólida que tiene una primer configuración de cuadriculado o teselado. La Figura 17B es una fotografía en blanco y negro de una superficie de borde del material de superficie sólida de la Figura 17A que tiene una configuración que es distinta a partir de la primera superficie mostrada en la Figura 17A. La Figura 17C es una fotografía en blanco y negro de una segunda superficie del material de superficie sólida mostrado en la Figura 17A que tiene una segunda configuración cuadriculada. La Figura 18 es una fotografía en blanco y negro de una superficie de un material de superficie sólida que tiene una configuración de veta sobrepuesta/predeterminada.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LAS MODALIDADES PREFERIDAS Un aspecto de la invención se dirige a un proceso para hacer los materiales de superficie sólida a partir de un intermediario de co-dispersión de látex termoplástico. Dependiendo de la configuración decorativa deseada en el material de superficie sólida, este proceso también puede involucrar uno o más de los siguientes intermediarios de material compuesto corriente hacia abajo derivados de la co-dispersión de látex termoplástico (también referidos como "intermediarios derivados de látex": (a) pastas líquidas tixotrópicas acuosas; (b) hojuelas de material compuesto polimérico; (c) polvos de material compuesto; (d) pastas de material compuesto; y (e) piezas de material compuesto preformado . Otro aspecto de la invención se dirige al intermediario de co-dispersión de látex termoplástico de alta Tg, los intermediarios de material compuesto corriente hacia abajo (a) hasta (e) listados anteriormente; y el proceso para hacer cada uno de estos intermediarios. Todavía otro aspecto de la invención se dirige a configuraciones decorativas en materiales de superficie sólida hechos usando los intermediarios de la presente invención.

Por "co-dispersión de látex" se entiende una dispersión acuosa de partículas coloidales poliméricas más pequeñas que aproximadamente 2 mieras, preferiblemente 1 miera. Preferiblemente, una dispersión acuosa estabilizada de carga en donde el mecanismo de estabilización es una repulsión mutua de cargas semejantes en las partículas. Las dispersiones acuosas estabilizadas de carga se describen en Russel, W.B. et al., Colloidal Dispersions, Capítulo 8 (titulado "Estabilización Electrostática") (Cambridge University Press, 1989) . Además, la co-dispersión no es formadora de película.

Definiciones : Por "tamaño promedio de partículas rellenadoras de mineral" se entiende el tamaño de partículas promedio en peso, como se midió por un instrumento llamado un Coulter Multisizer (Multiconformador) , disponible de Beckrman-Coulter (Miami, FL) . El término "secado" se refiere a la remoción de agua de la co-dispersión de modo que el contenido de agua de la co-dispersión es menor que 0.5% en peso, basado en el peso de los sólidos, preferiblemente menor que 0.2% en peso.

Por "no formador de película" se entiende que cuando la composición se seca, las porciones del material no coalescen y/o forman una película cohesiva continua. Los "trozos o piezas de material compuesto preformado" se refiere a un pedazo cohesivo que no se densifica totalmente. Por "materiales de superficie sólida" se entiende materiales no plastificados que son materiales compuestos esencialmente no porosos de rellenadores minerales finamente divididos, dispersados en una matriz polimérica orgánica para formar un objeto de autosoporte que se puede postfabricar y manejar sin un substrato de soporte. Por "dilución por esfuerzo cortante" se entiende que la viscosidad disminuye con el incremento del esfuerzo cortante. Por "tixotrópico" se entiende que la viscosidad disminuye durante la aplicación de un esfuerzo cortante, y que se requiere un tiempo medible para que la viscosidad se incremente cuando se remueve la fuerza de corte o cizallamiento. Por "tensión de fluencia o límite elástico" se entiende un valor de tensión mínimo (no cero) , inferior al cual no se observa flujo.

Co-dispersiones de Látex Termoplástico El intermediario de co-dispersión de la presente invención es una dispersión de látex de al menos un polímero termoplástico y un producto de relleno. El intermediario de co-dispersión no es un formador de película. Los polímeros útiles en la presente invención forman co-dispersiones de látex que se secan eficientemente en un espécimen relativamente espeso, tal como, por ejemplo, losas de una pulgada de espesor. Los polímeros útiles forman co-dispersiones que no forman película a la temperatura de secado bajo la presión atmosférica. Además, el producto final derivado de la co-dispersión de látex es un sólido rígido a la temperatura de uso (generalmente la temperatura ambiente) . Los polímeros útiles incluyen tanto polímeros termoplásticos amorfos como semicristalinos. En general, los polímeros amorfos y/o semicristalinos adecuados, tienen una Tg alta, tal como una Tg mayor que aproximadamente 60°C. Preferiblemente, la Tg es mayor que 80°C en forma más preferida, mayor que 100°C. El peso molecular promedio ponderado de tales polímeros de alta Tg generalmente son mayores que aproximadamente 300,000; preferiblemente mayor que aproximadamente 500,000. Los ejemplos de polímeros termoplásticos adecuados incluyen homopolímeros y copolímeros hechos de ácido acrílico y metacrílico; esteres de acrilato y metacrilato; estireno y estirenos substituidos; haluros de vinilo; monómeros fluorados, tales como tetrafluoroetileno; haluros de vinilideno; esteres de vinilo y éteres fluorovinílicos. Además, se pueden usar dispersiones de polímeros tales como poliamidas, poliésteres, poliuretanos, epoxis y siloxanos, así como también copolímeros. Las combinaciones de polímeros también se pueden usar. Los polímeros preferidos son acrílicos, por lo cual se entiende homopolímeros y copolímeros de ácido acrílico o metacrílico, referido colectivamente como ácido (met) acrílico, o sus esteres, referido colectivamente como (met) acrilatos . Los polímeros más preferidos son poli (metilmetacrilato) , referidos como PMMA, y sus copolímeros con otros (met) acrilatos. Las co-dispersiones de látex de partículas coloidales que tienen un tamaño de partícula de aproximadamente 2 mieras o menor, preferiblemente 1 miera o menor, se pueden formar por técnicas de polimerización de emulsión bien conocidas. Tales técnicas se han descrito en, por ejemplo, S. R. Sandler & W. Karo, "Polymer Synthesis," Vol. 1, capítulo 10 (Academic Press, 1974); Blackley, "Emulsión Polymerisation (Applied Science Publishers, 1975); Sanderson, Patente Norteamericana 3,0332,521; y Hochberg, Patente Norteamericana 3,895,082. Las partículas coloidales tienen un diámetro de tamaño de partícula de 2 mieras o menor; preferiblemente 0.5 mieras o menos. También es posible preparar ciertas emulsiones sintetizando el polímero en un solvente y vertiéndolo en una dispersión acuosa. La co-dispersión de látex termoplástico incluye un producto de relleno particulado. En general, este es un producto de relleno mineral que incrementa el endurecimiento, rigidez o resistencia del artículo final con relación al polímero puro o combinación de polímeros puros. Se entenderá que, además, el producto de relleno mineral puede proporcionar otros atributos al artículo final. Por ejemplo, puede proporcionar otras propiedades funcionales, tales como retardo de la combustión, o puede servir como propósito decorativo y modificar la estética. Algunos productos de relleno mineral representativos incluyen alumina, trihidrato de alúmina (por sus siglas en inglés, ATH) , monohidrato de alúmina, hidrato de Bayer, arena vidrio que incluye sílice, esferas vitreas, hidróxido de magnesio, óxido de magnesio, carbonato de calcio, carbonato de bario, aluminosilicatos, borosilicatos, y partículas de cerámica. Además, los productos de relleno mineral se pueden tratar opcionalmente por revestimiento con agentes de acoplamiento, tales como (met) acrilato de silano disponible de OSI Specialties (Friendly, WV) como Silane Methacrylate A-174. El producto de relleno mineral está presente en la forma de partículas pequeñas, con un tamaño de partícula promedio en el rango desde aproximadamente 5-500 mieras. La naturaleza de las partículas del producto de relleno mineral, en particular, el índice de refracción, tiene un efecto pronunciado en la estética del artículo final. Cuando el índice de refracción del producto de relleno se une estrechamente a aquel del polímero de látex, el artículo final resultante tiene una apariencia translúcida. Cuando el índice de refracción se desvía desde aquél del polímero de látex, la apariencia resultante es más opaca. A causa de que el índice de refracción de ATH es más cercano a aquel de PMMA, el ATH frecuentemente es un producto de relleno preferido para sistemas de PMMA. La co-dispersión puede incluir opcionalmente productos de relleno decorativos. Tales productos de relleno decorativos, aunque los mismos pueden tener un efecto menor en propiedades físicas, están presentes principalmente por razones estéticas. En algunos casos, los productos de relleno decorativos los cuales son difíciles de dispersar en las formulaciones termoendurecibles, se pueden incluir en las co-dispersiones estables de la invención. Ejemplos de productos de relleno decorativos adecuados incluyen pigmentos y otros colorantes insolubles en agua; hojuelas reflectoras; partículas metálicas; rocas; vidrios coloreados; arena coloreada de varios tamaños; productos de madera; tales como fibras, pelotillas y polvos; y otros. El tamaño de partícula variará con la naturaleza del producto de relleno decorativo, y puede ser tan grande como de varios centímetros . La co-dispersión también puede incluir opcionalmente partículas poliméricas en una cantidad de hasta aproximadamente 50% en peso, basado en el peso de sólidos. Las partículas poliméricas pueden ser partículas poliméricas rellenas o no rellenas. Las partículas poliméricas pueden ser termoendurecibles, termoplásticas y combinaciones de estas; las mismas pueden ser de color o incoloras. Los ejemplos de partículas poliméricas adecuadas incluyen acrílicos que no son rellenados, o son rellenados con productos de relleno mineral y/o pigmentos, incluyendo partículas acrílicas rellenas de mineral que han sido molidas a partir de un producto acrílico (tal como hojas acrílicas) ; perlas poliméricas de estireno, ABS (acrilonitrilo-butadieno-estireno) , y una amplia variedad de otros. Las partículas poliméricas adecuadas también incluyen aquellas derivadas de una pasta líquida tixotrópica que no contiene el producto de relleno mineral, como se ilustra en los ejemplos. La co-dispersión opcionalmente puede incluir aditivos funcionales. Tales aditivos imparten propiedades especiales, adicionales, al artículo final para aplicaciones específicas. Los ejemplos de tales aditivos funcionales incluyen retardantes de la combustión, agentes antibacterianos, y otros conocidos en la técnica. Los aditivos funcionales pueden ser un sólido o un líquido, dispersado o disuelto. La cantidad y forma física de aditivos funcionales deberá ser de modo que las propiedades funcionales se impartan al artículo final. Otros materiales pueden estar presentes en la co-dispersión, tales como colorantes solubles en agua tales como tintes, tensioactivos y subproductos de la(s) reacción (es) . Estos pueden estar presentes mientras que los mismos no interfieran con el procesamiento adicional de la co-dispersión. Los materiales, tales como plastificantes, los cuales pueden causar que la co-dispersión se agrupe durante el secado, es preferible evitarlos, o al menos minimizarlos. La composición de co-dispersión final no deberá ser formadora de película. Las co-dispersiones son preparadas convenientemente para primero formar una dispersión de látex acuosa del material termoplástico de alta Tg y luego adicionar los componentes remanentes. En algunos casos, el producto de relleno mineral se puede adicionar previo a la polimerización. Las co-dispersiones incluyen aproximadamente 20-60% en peso, preferiblemente en forma aproximada 30-50% en peso, basado en el peso de sólidos, de polímero de látex; aproximadamente 20-80% en peso, preferiblemente en forma aproximada 50-75% en peso, basado en el peso de sólidos, de productos de relleno mineral; hasta 5% en peso, basado en el peso de sólidos, de partículas decorativas; y hasta 50% en peso, preferiblemente hasta en forma aproximada 40% en peso, basado en el peso de sólidos, de partículas poliméricas. Se entiende que alguna parte de los productos de relleno mineral se pueden incorporar en los productos de relleno poliméricos. Se entiende además que el contenido de producto de relleno mineral total es la suma de aquel que es parte de las partículas poliméricas rellenas y aquel que se adiciona independientemente . La co-dispersión del látex termoplástico se puede usar con modificación para formar otros intermediarios y productos finales. Los ejemplos de intermediario de corriente descendente incluyen: (a) pastas líquidas tixotrópicas acuosas; (b) hojuelas de material compuesto polimérico; (c) polvos de material compuesto; (d) pastas de material compuesto; y (e) piezas de material compuesto preformado. En general, el producto de relleno mineral es más denso que el látex polimérico y tiende a sedimentarse. Esto puede conducir a los productos finales no uniformes. En donde es indeseable la sedimentación del producto de relleno, la co-dispersión se puede convertir a intermediarios humectados de corriente descendente, tales como intermediarios (a) y (d) descritos anteriormente. (a) Pastas líquidas o suspensiones Tixotrópicas Acuosas Las pastas líquidas tixotrópicas acuosas son dispersiones que exhiben comúnmente una baja viscosidad bajo fuerzas de corte estables, tales como el mezclado, pero cuando se interrumpe el corte, la viscosidad aumenta dramáticamente con el tiempo. Después del esfuerzo cortante alto, se requiere un tiempo de relajación finito para recuperar las propiedades de corte bajo. Así, después del corte; el material puede ser vertido, pero poniéndose en reposo se endurece nuevamente. En las pastas líquidas tixotrópicas de la invención, hay un límite elástico finito observable a la temperatura ambiente en la cual no hay flujo, o sedimentación en los esfuerzos aplicados menores que el límite elástico. Para los plásticos o fluidos Bingham, la fuerza de corte y el límite elástico se relacionan de acuerdo a la Ecuación (1) de abajo: s = sy + ? 8 d? /dt Ecuación (1) en donde o se aplica al esfuerzo de corte o esfuerzo cortante, ? ao es la viscosidad de corte infinito, d? /dt es el valor de la deformación, y sy es el límite elástico. Midiendo el esfuerzo cortante como una función del valor de deformación y extrapolando los datos a d? /dt =0, puede ser determinado el límite elástico. En la práctica, el límite elástico generalmente no se mide. En lugar de esto, el límite elástico se identifica estableciendo diferentes fenómenos que pueden ser observados. Tales fenómenos incluyen por ejemplo; la capacidad para soportar una espátula en una posición vertical sin derrumbarse; la capacidad para cubrir una espátula sin chorrear, la capacidad para formar un "máximo" u onda la cual no se nivela bajo la influencia de la gravedad. Adicionalmente, tales materiales, no exhiben sedimentación en esta posición durante varios días, preferiblemente varias semanas. Se conocen varios aditivos para producir tixotropía, los cuales incluyen óxidos metálicos azufrados, polímeros solubles en agua, ' espesadores asociativos, arcillas, o microgeles inflables de álcali, se conoce también que inducen la coagulación o floculación secundaria del coloide mismo, como se describe por ejemplo en ; G.V.Franks & F.F. Lange, J. Amer. Cera . Soc., 79, 3161 (1996) . En muchos casos, la selección de espesadores depende del uso final deseado del material. Generalmente es deseable evitar materiales que causaran sensibilidad al agua, decoloración, o propiedades mecánicas bajas. Generalmente también es deseable evitar materiales que deben estar presentes en muy grandes cantidades para ser efectivos. Para cargar los sistemas de látex estabilizados, se ha encontrado que las sales pueden funcionar como agentes espesadores efectivos. Los agentes espesadores preferidos no solo son agentes con elevada viscosidad, también proporcionan límite elástico. Ejemplos de agentes espesadores útiles incluyen sales de amoníaco de ácidos volátiles débiles, preferiblemente carbonato de amonio, acetato amonio, y combinaciones de los mismos. Estas sales tienen la ventaja adicional de secarse entre los 50 y 115°C, las cuales se evaporan completamente y forman volátiles no dañinos cuando se presentan en pequeñas cantidades. Bajo las condiciones preferidas, menores que el 1% en peso, basado en el peso de los sólidos, es agente espesante. (b) Laminillas o Escamas Compuestas Poliméricas Cuando una capa de pasta líquida tixotrópica se cubre en una superficie lisa y se permite secar, no se forma película. Mejor dicho, se contrae y se agrieta, formando laminillas con formas irregulares, discretas. Esencialmente eso es cierto bajo presión atmosférica o cualquier proceso a la temperatura ambiente. Estas laminillas son generalmente porosas y bastante frágiles. Las dimensiones laterales de las laminillas varía con el espesor de recubrimiento, la composición de la pasta líquida, incluyendo porcentaje de sólidos, y condiciones de secado. Para un conjunto de condiciones dado, el tamaño de las laminillas son generalmente bastantes uniformes. Dependiendo del espesor, las laminillas pueden tener dimensiones que se encuentran en el rango de aproximadamente 0.2 cm a 15 cm en la dirección mas larga. Las laminillas pueden tener un rango de aproximadamente 0.5 mm a 6 cm de espesor. Las laminillas compuestas poliméricas pueden ser preparadas por cualquier técnica de recubrimiento conocida, que incluye recubrimiento de cuchilla, recubrimiento de extrusión y similares. El proceso de recubrimiento puede ser en lotes o continuos, usando un secador de banda o tambor. El secado puede tomar lugar a la temperatura ambiente o con calentamiento. En general, son usadas las temperaturas de 130° C o menores. Las laminillas compuestas poliméricas resultantes, formadas, son bastante frágiles y requieren una manipulación cuidadosa. Como se discutió adicionalmente abajo, las laminillas compuestas poliméricas de la invención pueden ser usadas para formar un objeto coherente no poroso bajo la aplicación de la temperatura Tg de arriba, y una presión mayor que 100 psi.

Típicamente, las laminillas compuestas poliméricas de la invención tienen una composición que incluye: aproximadamente de 20 - 60 % en peso de al menos un polímero termoplástico de látex adecuado, aproximadamente de 20 - 80 % de rellano mineral, y opcionalmente hasta de aproximadamente 5% en peso de laminillas decorativas y hasta de aproximadamente 50% en peso de partículas poliméricas. Todo el porcentaje en peso esta basado en el peso de las laminillas. La laminilla compuesta preferida, o cualquier intermediario seco (b) , (c) , o (e) comprenden aproximadamente de 30 - 50% en peso, basado en el peso de sólidos, de los polímeros termoplásticos; aproximadamente de 50-75 % en peso, basado en el peso de los sólidos, del rellano mineral; opcionalmente hasta de aproximadamente el 5% en peso, basado en el peso de los sólidos, de rellenos decorativos, y opcionalmente, hasta de aproximadamente 50% en peso, basado en el peso de los sólidos, de las partículas poliméricas. Si se desea que las laminillas compuestas poliméricas retengan su forma, como se describe abajo por el proceso, estas pueden ser calentadas durante unos pocos minutos a la temperatura Tg de abajo. Esto resulta en densificación parcial del material de manera que soportara la manipulación normal aunque sea aún termoplástico y moldeable. Para los sistemas PMMA es efectivo el calentamiento a los 140°C. c) Polvos Compuestos Los polvos compuestos pueden ser elaborados a partir de co-dispersión de látex termoplástico o intermediarios compuestos aguas abajo. Tales polvos compuestos típicamente son partículas en donde cada partícula de relleno es esencialmente circundante por pequeñas partículas poliméricas coloidales. Mas aún, los polvos compuestos de la presente invención son partículas que incluyen una cantidad de material polimérico termoplástico de Tg alto el cual es mayor que aproximadamente el 10 por ciento en peso, preferiblemente mayor que 30 por ciento en peso, basado en el peso del polvo compuesto. Por ejemplo, las laminillas compuestas poliméricas pueden ser reducidas a polvo mediante la pulverización o trituración. Esto puede ser realizado simplemente por el sacudido de las partículas dentro de un recipiente tal como un tamiz de sacudidas metálica o triturar en un molino tal como por ejemplo, un molino de martillo, molino de bola, molino vibratorio, o molino de rulos. Tales polvos son referidos aquí como "polvo compuesto laminar". Típicamente, el polvo compuesto laminar tendrá partículas con tamaño que se encuentran en el rango de aproximadamente 1 miera a 100 mieras. Las laminillas compuestas pueden ser preparadas convenientemente por secado de tambor de la pasta líquida tixotrópica. Por consiguiente, los polvos en laminillas pueden ser elaborados mediante procesos descritos arriba. El secado por tambor es una técnica bien conocida la cual se ha descrito en por ejemplo, Bulletin D0981 "Buflovak Dryers" by Buffalo Technologies Corp. (Buffalo, NY) . Una ventaja de elaborar polvos compuestos de laminillas compuestas es un proceso que requiere menos energía que pulveriza un material de superficie sólida consolidado. Es posible también elaborar polvos compuestos de las co-dispersiones acuosas, usando técnicas conocidas tales como el secado por rocío, evaporación térmica y liofilización (desecación-congelación) . La figura 1 muestra micrografía electrónica de exploración de partículas de polvo compuestas elaboradas de 63% en peso de ATH recubiertas con 37 % en peso de PMMA, mediante secado por deshidratación de aspersión a temperaturas arriba de la temperatura de transición de vidrio de PMMA. La micrografía muestra que las partículas de relleno mineral están incrustadas completamente en una masa esférica tosca consolidada de PMMA. La figura 2 muestra una micrografía de polvos compuestos de laminillas, elaborados de 63 % en peso de ATH recubiertos con 37% en peso de PMMA. La superficie del relleno mineral se distingue por estar cubierta con una capa de partículas coloidales no consolidadas. El microanálisis fluorescente de rayos X revela virtualmente que las superficies no minerales están presentes en la micrografía. La figura 3 muestra una micrografía electrónica de exploración de un polvo elaborado a partir de la pulverización de materiales sólidos acrílicos de relleno termoestable comerciales, que contienen 63 % en peso de ATH y 37 % en peso de un PMMA reticulado. El microanálisis fluorescente de rayos X revela que el objeto de configuración tubular en la micrografía es una partícula simple de ATH. El objeto de configuración tabular en la micrografía fue una característica típica de la muestra. (d) Pastas Compuestas Es posible también formar pastas compuestas a partir de co-dispersión de látex polimérico de la invención. Esto se realiza mediante la adición de polvos compuestos de la invención a ya sea la co-dispersión de látex de compuesto polimérico o a la pasta líquida tixotrópica acuosa de la invención para formar materiales con contenido de sólidos muy altos. Generalmente las pastas compuestas tienen al menos 70% de sólidos, en peso; preferiblemente mayores que 80% de sólidos, basados en el peso de la pasta. Las pastas compuestas pueden ser extruidas y cortadas para formar pequeñas piezas configuradas. Las piezas pequeñas generalmente son menores que aproximadamente 2 cm en la dimensión más amplia, puede secarse sin agrietamiento significante. Estas piezas pueden entonces usarse solas o con otros materiales, los cuales incluyen polvos compuestos, laminillas compuestas poliméricas y combinaciones de las mismas para formar objetos configurados mediante moldeo por compresión usando condiciones de temperatura y presión mencionadas arriba. Cualquier grieta pequeña que pueda formarse en las piezas durante el secado son cicatrizadas en la fase de moldeo. Las pastas compuestas pueden también ser extruidas en figuras o motivos específicos, tales como letras, símbolos u otros diseños. Estos pueden usarse con otras laminillas poliméricas y/o polvos poliméricos de la invención y moldearse a compresión como se describe abajo. (e) Piezas Compuestas Preformadas Preferiblemente, las piezas compuestas preformadas tienen densidades de aproximadamente 55% hasta 99% de densidad total. Las piezas compuestas preformadas pueden derivarse a partir de una variedad de intermediarios compuestos. Por ejemplo, las pequeñas piezas configuradas pueden ser elaboradas mediante la colocación de una pasta líquida tixotrópica acuosa en una plantilla de cuaderna permitiendo el secado o en una plantilla de cuaderna o molde a presión en una capa de la pasta líquida tixotrópica acuosa permitiendo secar las piezas configuradas, o rayando/cortando una capa de la pasta líquida. Las pequeñas piezas configuradas pueden ser elaboradas colocando una cantidad de pasta compuesta en una plantilla de cuaderna o molde secando la pieza configurada. Una forma de minimizar el número de grietas en las partículas configuradas es usar pastas líquidas tixotrópicas acuosas con alto contenido de sólidos .

Como se mencionó arriba, una pasta compuesta densa puede ser también extruida en una pequeña pieza configurada. Para facilitar la manipulación de la pieza configurada seca puede ser adicionalmente calentada bajo presión moderada (por ejemplo menor que aproximadamente 100 psi (7 Kg/cm2) ) . Dependiendo de la composición, reología y espesor de la capa formada por una pasta compuesta densa o una pasta líquida tixotrópica acuosa, se forman las grietas en el secado. Por lo tanto, las piezas modeladas mas pequeñas que las figuras o motivos con grietas naturales pueden formarse a partir de estos intermediarios húmedos, tales como pastas compuestas o pastas líquidas tixotrópicas acuosas. De manera alternativa, las piezas compuestas preformadas pueden derivarse a partir de polvos compuestos y/o laminillas compuestas (referidas colectivamente como "intermediarios compuestos secos" mediante la colocación de polvos compuestos o laminillas compuestas en un receptáculo de configuración o contenedor y con compresión o consolidación bajo presión moderada (por ejemplo menores que aproximadamente 100 psi) y temperaturas elevadas (arriba de la Tg) . En contraste a las piezas preformadas elaboradas a partir de los intermediarios compuestos húmedos, no existe limitación en cuanto el tamaño para las piezas compuestas preformadas, las cuales pueden derivarse de los intermediarios compuestos secos. Por supuesto, las partes configuradas pueden también ser extraídas (por ejemplo; mediante el corte, cincelado, pulverizado, fresado, taladrado, torneado) de partes compuestas de poros preformados. Si se desea que las piezas compuestas preformadas poliméricas conserven su forma, como se describe en le proceso de abajo, estas pueden ser calentadas durante unos pocos minutos a la temperatura por arriba de la Tg. Esto resulta en una densificación parcial del material, de manera que soportará la manipulación normal pero siendo aún termoplástica y moldeable. Para los sistemas PMMA, es efectivo el calentamiento a aproximadamente 140°C.

Objeto o Artículo Moldeado Los objetos moldeados pueden ser formados a partir de una o varias combinaciones de los intermediarios compuestos corriente abajo secos descritos arriba (es decir; intermediarios (b) , (c) , y (e) mediante el moldeo por compresión. Estos intermediarios son capaces de unirse para formar un objeto coherente no poroso bajo la aplicación de temperaturas mas altas que las de la Tg amorfa del polímero amorfo, o la Tm semi-cristalina del polímero semicristalino, dependiendo del tipo de polímero usado, bajo presiones adecuadas. Mazur, Stephen, Polymer Powder Technology, Chapter 8 ("Coalescence of Polymer Particles") (John Wiley & Sons, Chichester 1996) . Usualmente, los polímeros termoplásticos son mezclados con rellenos minerales mediante métodos con procedimientos de fusión tales como mezclado de extrusión por fusión. Similarmente, los intermediarios resultantes (por ejemplo; las pelotillas) son fabricadas como productos finales mediante métodos tales como extrusión por fusión o moldeo mediante inyección por fusión. Sin embargo, ciertos métodos con procedimientos de fusión tales como la extrusión por fusión y el moldeo por inyección no son factibles para los polímeros termoplásticos debido a que tienen una altísima viscosidad de fusión. La viscosidad de fusión depende del peso molecular (MW) y la temperatura de transición vitrea (Tg) del polímero termoplástico, así como de la temperatura del proceso (T) , como se describió por ejemplo en Van Krevelen, Properties of Polymer 462-474 (3rd Ed., Elsevier Science BV, 1990). Otra limitación práctica para un material con proceso de fusión es que la temperatura del proceso (T) no deberá exceder la temperatura en la cual cualquiera de los excederse en cualquiera de los ingredientes descompuestos. Por ejemplo, la limitación de la temperatura para procesar un material PMMA rellenado con ATH se determina mediante la descomposición de ATH, ocurre aproximadamente a los 190°C. Al mismo tiempo, es deseable que el peso molecular de polímero PMMA exceda los 300,000 para lograr las propiedades mecánicas óptimas. La viscosidad de fusión de PMMA que tiene MW de 300,000 a 190°C de temperatura puede estimarse que excede 1 millón de Pa-s (segundos de Pascal) (como se muestra en la referencia de Van Krevelen, páginas 462-474) . La viscosidad de PMMA únicamente hace al material no práctico para el proceso por extrusión mediante fusión o moldeo por inyección. La presencia del relleno de ATH adicionalmente incremente la viscosidad del material. Por lo tanto, los métodos convencionales; extrusión por fusión y moldeo por inyección no son prácticos para procesar ciertos polímeros termoplásticos. Por otro lado, ya que el moldeo por compresión y extrusión con ariete hidráulico requieren un flujo de fusión mucho menor, la serie de materiales que pueden ser procesados es más amplia que aquella que puede ser procesada mediante extrusión por fusión y/o moldeo por inyección.

Una ventaja adicional del proceso de la invención es que se fabrican productos e intermediarios a partir de polímeros termoplásticos que tienen MW que es demasiado alta para permitir la extrusión por fusión o el moldeo por inyección. El moldeo por compresión generalmente emplea un prensa vertical operada hidráulicamente que tiene dos platos de prensa, una fija y otra movible. La mitad del molde puede fijarse a los platos. Uno o más de los intermediarios compuestos aguas abajo, secos pueden ser colocados en la cavidad de molde, que puede ser precalentado. El molde después se cierra con la aplicación de presión y temperatura apropiados. Al final del ciclo de moldeo, el molde se cierra hidráulicamente y la parte moldeada se elimina. El diseño del molde puede consistir también de una cavidad con un pistón. En la extrusión con ariete hidráulico, se comprime continuamente un polvo y se forza a través de un cilindro calentado bajo presión. Las temperaturas efectivas de moldeo por compresión, y las temperaturas de calentamiento por extrusión con ariete hidráulico, dependen similarmente de la naturaleza del material polimérico y del relleno. Como límite inferior, la temperatura deberá ser mayor que la Tg amorfa del polímero amorfo, o la Tm semi-cristalina del polímero semi-cristalino, dependiendo del tipo de polímero usado. Cuando son usadas combinaciones de polímeros, el material deberá calentarse mas arriba de la Tg amorfa y Tm semi-cristalina. Como límite superior, la temperatura no deberá ser tan grande como para degradar o decolorar ya sea el polímero (s) o el relleno (s). Para los sistemas acrílicos, una temperatura en el rango de aproximadamente los 60-190 °C es generalmente efectiva dependiendo del Tg del polímero (s). La presión se encuentra generalmente en el rango de aproximadamente 200-1000 psi (14-70 Kg/cm2) ; preferiblemente de 300-800 psi (21-56 Kg/cm2) . El tipo y cantidad de los rellenos usados pueden afectar las propiedades físicas del objeto moldeado. Inesperadamente, los objetos moldeados resultantes pueden tener propiedades físicas muy similares a aquellos objetos poliméricos rellenos con mineral análogos que son elaborados mediante técnicas térmicas convencionales, tales como; moldeado por fusión de celdas o de hojas, o moldeo por volumen. Cuando son usados los polvos compuestos de la invención, el material puede ser moldeado por compresión en diferentes formas. Cuando son usadas las combinaciones de las laminillas compuestas de varios colores y/o tamaños, o combinaciones de laminillas compuestas y polvos compuestos, pueden desarrollarse interesantes figuras o motivos. Por ejemplo, una pasta líquida tixotrópica acuosa puede ser cubierta con un substrato fijo dejándose secar con agrietamiento. El resultado es similar en apariencia al lodo seco y agrietado. Los espacios abiertos o "agrietamientos lodosos" pueden ser rellenados con un polvo de color contrastante. Para los polvos compuestos puede añadirse otro material particulado contrastante, tales como polvos de metal o materiales reflectores. Esto resulta en figuras o motivos con un color o combinaciones de color esbozados mediante materiales de una apariencia contrastante como se muestra en la Figura 4B. Cuando son usadas laminillas de diferentes colores, puede desarrollarse un mosaico de figuras o motivos como se muestra en la figura 5. En la figura 5, el mosaico de figuras o motivos incluye porciones de negro 50, azul 52, y blanco 54, Las múltiples capas de laminillas pueden formar una figura o motivo de dominios estratificados como se muestra en la figura 6. Las laminillas poliméricas configuradas pueden usarse en combinación con otras laminillas y/o polvos poliméricos de la invención, para producir otras figuras o motivos distintivos. Todas las figuras o motivos son distintivamente diferentes de las figuras o motivos del tipo terrazo convencional (mosaico veneciano) frecuentemente encontrado en materiales de superficie sólida, en los cuales un color se incrusta en una matriz de otro. También es posible cubrir partículas o laminillas con otra co-dispersión termoplástica o pastas líquidas tixotrópicas acuosas. La cobertura puede ser de una sola capa o múltiples capas y pueden realizarse mediante técnicas de revestimiento convencionales tales como la aspersión, pintura o tamboreación o agitación en un tambor. Cuando los materiales son secados y moldeados, las partículas recubiertas son secadas y moldeadas, las partículas o laminillas recubiertas se presentan en le producto como dominios exactamente configurados como se muestran en la figura 7. Frecuentemente, una delgada capa de la superficie externa del objeto moldeado se elimina mediante la pulverización para mejorar el efecto visual. La presente invención puede también formar un objeto moldeado, el cual es una estructura monolítica con al menos dos figuras o motivos decorativos distintos a través de un engrosamiento de la estructura. Como se aprecia mejor en las figuras 14A-14B y 17A-17C, el objeto moldeado puede tener una primer figura o motivo en una primer superficie (como se observa claramente en las Figuras 14A y 17A) y una segunda figura o motivo distinto en una segunda superficie opuesta a la primer superficie (como se observa claramente en las Figuras 14B y 17C, respectivamente) . Además, como se observa claramente en la figura 17B, el objeto moldeado frecuentemente tiene al menos una tercera superficie (en este caso, la superficie ribeteada) que tiene una tercera figura o motivo es distinta de la primera y segunda figura o motivo. Otro rasgo novedoso de la invención es que las figuras o motivos se conservan aún después de que la estructura pasa por el maquinado, pulverizado, pulido, cortado y combinaciones de tales procesos. Esto es debido a que las figuras o motivos de la presente invención son formadas a través de un engrosamiento del objeto moldeado, mas que como una imprenta en una superficie del objeto moldeado. Adicionalmente, debido a que el objeto moldeado se deriva de una composición termoplástica, el objeto moldeado puede ser procesado además como un componente de un objeto moldeado más complejo. Por ejemplo, dos objetos moldeados aún cuando se densificaron completamente, pueden ser combinados por completo o en parte para formar un tercer objeto moldeado mediante el moldeo por compresión.

Figuras o Motivos Decorativos Los intermediarios termoplásticos de la invención también pueden ser usados para formar otras figuras o motivos usando moldes. Por ejemplo, las pastas líquidas tixotrópicas acuosas o pastas compuestas pueden aplicarse a un molde que contiene una figura o motivo dejándolo secar y moldeándose después a compresión. También, las pastas líquidas tixotrópicas acuosas o pastas compuestas de apariencia contrastante pueden aplicarse a diferentes porciones al molde de las figuras. Además, puede usarse una plantilla que tiene paredes verticales separadas y que definen figuras o motivos. Adicionalmente, las pastas líquidas tixotrópicas acuosas y/o pastas compuestas o polvos compuestos pueden ser aplicados en diferentes porciones de la plantilla y retirar después la plantilla. Debido a la naturaleza tixotrópica de la pasta líquida y la alta viscosidad de las pastas compuestas, generalmente no se observará un intermezclado entre las diferentes partes de la figura o motivo. Después que se seca y retira de la plantilla, puede ser moldeada a compresión. Los pastas líquidas tixotrópicas acuosas también pueden ser rayados o estriadas previas al secado. El rayado o estriación se traduce en la formación de laminillas compuestas que tienen dimensiones que están dictadas por el rayado, a menos que las laminillas rayadas sean más grandes que las laminillas de las figuras agrietadas naturalmente. Es posible cubrir múltiples capas de pastas líquidas tixotrópicas acuosas que son iguales o diferentes. Debido a la naturaleza tixotrópica de las pastas líquidas existe escaso intermezclado entre las capas. Esto puede traducirse en figuras o motivos muy interesantes cuando son usadas pastas líquidas diferentemente coloreadas. Las piezas compuestas preformadas también pueden ser usadas para formar figuras o motivos: Las diferentes formas pueden cortarse a partir de piezas porosas y subsecuentemente moldeadas. Por ejemplo, las configuraciones en forma de diamante pueden cortarse a partir de dos o más hojas porosas que tienen colores contrastantes. Estas pueden ser después arregladas y moldeadas al mismo tiempo para formar una figura o motivo en forma de diamante con diferentes colores. Tal fragmento es un fragmento monolítico simple con propiedades físicas consistentes por medio de contornos de color. Mas aún, como se mencionó previamente, dos o mas objetos moldeados pueden ser combinados por completo o en partes para formar otro objeto moldeado.

Los intermediarios termoplásticos derivados de látex de la invención son útiles en la elaboración de materiales de superficie sólida que tienen figuras o motivos decorativos que no son obtenidos previamente usando materiales convencionales. Estas figuras o motivos decorativos incluyen figuras o motivos veteados, figuras o motivos cuadriculados, con inclusiones geométricas, y figuras de dominios estratificados. El material de superficie sólida de la invención puede incluir uno o cualquiera combinación de estas figuras o motivos. Como se usó aquí, los términos figuras o motivos tienen la siguiente definición: "Figuras o Motivos Veteados" Por "veta" se indican dominios con bordes definidos configurados que tienen un ancho que es mucho mas pequeño que su longitud. Típicamente, el aspecto de relación no es menor que 10 a 1 (longitud a anchura), preferiblemente no es menor que 50 a 1. Generalmente, el ancho se encuentra aproximadamente entre 0.2 y 2 cm. Los dominios pueden ser rectos o torcidos. La longitud de las venas pueden extenderse en la longitud o ancho total de la muestra.

Las figuras o motivos veteadas incluyen "figuras o motivos veteadas desordenados/naturales" y "figuras o motivos veteadas superpuestos/predeterminados". Figuras o motivos veteadas desordenados/naturales". Las figuras o motivos que tienen uno o más vetas separadas por dominios poliédricos de formas mutuamente complementarias. Estas figuras o motivos incluyen pero no se limitan a figuras o motivos de barro con grietas por desecación y figuras o motivos de vetas naturales, tales como aquellas formadas por el fenómeno del secado natural, o aquellas formadas mediante la fractura bajo esfuerzos mecánicos . "Figuras o motivos de vetas superpuestas/predeterminadas". Las figuras o motivos veteados en la que la dirección y distancia entre las vetas son al menos en parte reproducibles de un diseño predeterminado. "Figuras o motivos cuadriculados" Las figuras o motivos que cubren una superficie sin aberturas o superposiciones mediante figuras planas congruentes (o dominios) de un tipo o pocos tipos, en donde la dimensión más grande del dominio es más pequeña que la dimensión pequeña de la superficie. Las figuras o motivos cuadriculados incluyen figuras o motivos cuadriculados que tienen dominios con formas irregulares y figuras o motivos cuadriculados geométricamente (que tienen dominios con formas regulares) . Ejemplos comunes de figuras o motivos cuadriculados con formas irregulares incluyen a los mosaicos y las combinaciones contorneadas. Un ejemplo familiar de figuras o motivos cuadriculados geométricamente es el tablero de ajedrez. Las figuras o motivos cuadriculados se distinguen de las figuras o motivos incrustados o figuras de mosaico veneciano (figuras o motivos grabados que tienen formas irregulares) . Las figuras o motivos cuadriculados proporcionan una superficie que se cubre mediante dominios distinguibles (de formas geométricas o irregulares) que se adaptan juntos tal que la dimensión más grande de cada dominio es más pequeña que las dimensiones de la superficie cubierta. En contraste, una figura o motivo incrustado incluye dominios con formas regulares e irregulares que son grabados dentro de una matriz continua que se extiende en la dimensión más grande de la superficie cubierta. "Inclusiones Geométricas". Un arreglo ordenado de al menos una forma incrustada predeterminada en un fondo continuo. Una ventaja de una superficie sólida que incluye las inclusiones geométricas de la invención, es que el proceso y el material usados para crear tales figuras o motivos no limitan el tamaño de la inclusión. Por lo tanto, por ejemplo, la dimensión más grande de la inclusión puede ser mayor que el espesor del objeto moldeado. "Figuras o motivos de dominios estratificados" Las figuras o motivos de uno o mas dominios que contienen dos o mas vetas que exhiben esencialmente orientación paralela. Cada figura o motivo de la superficie sólida de la invención puede derivarse de los intermediarios compuestos aguas abajo de la co-dispersión de látex polimérico de elevada Tg de la invención. Las vetas pueden ser formadas mediante la creación y relleno de una cavidad agrietada con cualquiera de los intermediarios secos o húmedos, así como con la co-dispersión. Las vetas pueden también ser formadas mediante la creación y el relleno de grietas o aberturas entre las piezas compuestas preformadas. Las figuras o motivos cuadriculados pueden derivarse por (a) la distribución de partículas de diferente color y diversos tamaños en variadas relaciones para formar mosaicos; (b) la colocación de polvos compuestos, pastas líquidas tixotrópicas acuosas, y pastas compuestas con dominios segregados para formar figuras o motivos cuadriculados geométricamente; y /o (c) colocación de piezas porosas en una figura o motivo geométrico para formar figuras o motivos cuadriculados geométricamente. Las inclusiones geométricas pueden derivarse de (a) moldeo por compresión y/o polvos compuestos extruidos por ariete en formas predeterminadas; (b) piezas de arreglo poroso de forma (s) deseada en un molde; y/o (c) colocación de pastas compuestas sinterizadas y/o pastas líquidas tixotrópicas acuosas, secas, moldeadas de una conformación (es) deseadas. Una figura o motivo de veta superpuesta/predeterminada puede derivarse de (a) impresión de una figura o motivo en una pasta líquida tixotrópica acuosa previo al secado, y/o (b) colocación de una impresión en un o más piezas porosas, limpieza y agrietamiento de la pieza, y opcionalmente un rellenamiento con polvos compuestos y/o partículas porosas, seguido por el moldeo a compresión. Las figuras o motivos de dominios estratificados pueden derivarse mediante capas alternas de polvos compuestos de coloración diferente y/o pastas líquidas tixotrópicas acuosas. La versatilidad de las figuras o motivos en el material de superficie sólida de la invención incluye la capacidad para proporcionar figuras o motivos completamente diferentes en varias superficies del material. Las ventajas y los métodos para elaborar varios aspectos de la invención se ilustran en los siguientes ejemplos. EJEMPLOS Los aspectos de la presente invención se muestran mediante los siguientes ejemplos para los propósitos de ilustración. Estos ejemplos y modalidades no pretenden limitar la invención en cualquier forma. Aquellos expertos en la técnica reconocerán que las aclaraciones, adiciones y modificaciones pueden ser elaboradas, todas dentro del espíritu y alcance de la invención. Todos los porcentajes se expresan en peso, a menos que se indique otra cosa.

Abreviaciones AA acetato de amonio AH hidróxido de amonio ATH trihidrato de alumina BA acrilato de butilo EDMA dimetacrilato de etilenglicol GMA metacrilato de glicidilo MAA ácido metacrílico MMA metacrilato de metilo PMMA poli (metacrilato de metilo) Mediciones Físicas Se determinó el tamaño de partícula coloidal promedio mediante difracción de luz cuasielástica (aka: difracción de luz dinámica, espectroscopia de correlación de fotón) . Se determinaron las temperaturas de transición del vidrio (Tg) mediante calorimetría de exploración diferencial, calentando a 10°C / minuto. Se determinaron los pesos moleculares numérico y ponderado (Mn y Mw, respectivamente) mediante cromatografía de permeación de gel .

Dispersiones con látex Las dispersiones con látex acrílico se prepararon en agua desionizada mediante la polimerización de emulsión en forma discontinua, usando procedimientos estándar similares a aquellos descritos en S.R. Sandler & W. Karo, "Polymer Synthesis," Vol. 1, p. 293 (Academic Press, 1974). El contenido de monómeros se encontró en el rango de 33 a 45%. La polimerización se inició mediante persulfato de amonio (0.16 a 0.472 g/1) y el surfactante fue lauril sulfato de amonio (0.675 a 1.651 g/1). Pigmentos El PCN y los pigmentos de óxido pertenecen a Penn Color (Doylestown, PA) . Los pigmentos "Afflair" pertenecen a EM industries (Hawthorne, NY) . El Ti02 es de E.l. du Pont de Neumors and Company, Inc. (Wilmington, DE) . Se usaron también otros pigmentos comúnmente usados en las pinturas.

EJEMPLO 1: Dispersiones de Látex Acrílico Este ejemplo ilustra la formación de diferentes dispersiones de látex acrílico. Siguiendo el procedimiento general descrito arriba, las dispersiones de látex de diferentes polímeros acrílicos fueron preparados a partir de las propiedades listadas en la Tabla 1 de abajo.

TABLA 1 Dispersiones de Látex E] . Monomeros Sólidos Partícula Viscosidad Tg Mn Mw (% peso) (% peso) Tamaño (nm) (cP) ^C (kD) (kD) ÍA MMA 32.3 109 102 129 324 864 IB MMA 41.7 - 124 129 IC MMA 44.8 135 310 129 ID MMA/MAA 33.3 76 - 127 341 1020 (98/2) IE MMA/BA/GMA/MAA 33.5 80 - 87 - (73/15/10/2) IF MMA/BA/GMA/MAA 33.5 79 - 56 - (58/30/10/2) IG MMA/BA 44.8 310 115 156 450 (95/5) IH MMA/EDMA 33 (99.5/0.5) EJEMPLO 2: Co-dispersión de Látex Este ejemplo ilustra la formación de las co-dispersiones usando diferentes rellenos minerales y diferentes pigmentos como rellenos decorativos. La cantidad requerida de dispersión de látex se cargó dentro de un vaso de mezclado equipado con un agitador mecánico tipo hélice montado casi en el fondo del vaso. La cantidad requerida del relleno mineral seco añadiendo opcionalmente pigmento (s) con agitación continua. Los rellenos minerales usados incluyen ATH; polvo de vidrio de silicato, Perneo H-8221, de (Perneo Corp., Baltimore, ¡MD) ; y Zeospheres ® de aluminosilicato, de 3M (St. Paul, MN) . Los pigmentos se añadieron ya sea como sólidos secos ("secos") o como pre-dispersados concentrados en agua con 10% de sólidos ("conc"). Las dispersiones del pigmento se prepararon directamente a partir de polvo de pigmento seco por medio de un mezclador de laboratorio de alto esfuerzo cortante (Emulsificador de mezclado de Laboratorios Ross de Charles Ross & Son Co., Hauppage, NY) . En algunas instancias, se incluyeron cantidades pequeñas de un tensioactivo aniónico o no iónico. Estas co-dispersiones son resumidas en la Tabla 2 de abajo. A menos que otra cosa se establezca, el relleno mineral fue de ATH. t pigmentos Affiair de Industrias EM; Negro Velveteen disponible por Kohnstamn (Ontario, Canadá) PCN y pigmentos de óxido disponibles por Penncolor Pigmentos Mearlin disponibles por Mearl Corporation (New York, NY) Pigmento Ciba disponible por Ciba Specialty Chemicals Corp. (Newport, DE) * vidrio de silicato usado como relleno mineral ** Zeospheres® usadas como relleno mineral EJEMPLO 3: Polvos compuestos Secados por dispersión Este ejemplo ilustra la preparación de polvos compuestos de las co-dispersiones de la invención mediante secado por rocío. La co-dispersión del Ejemplo 2, que contiene 21.4% de PMMA y 33.8% de ATH, se agitó continuamente y se bombeo en una unidad de secado por rocío vertical Bowen, de 4 pies de diámetro (1.2 m) . La temperatura de entrada se mantuvo a 265 °C y la temperatura de salida a 136°C. El producto seco fue polvo blanco que fluye libremente. Se recolectó de la cámara de secado, la trampa de gravedad y el ciclón con un rendimiento total correspondiente al 90%. La distribución del tamaño de partículas se determinó usando un Analizador de Rango Total Microtac, las cuales fueron de 18 a 592 mieras, con una media de 120 mieras. Una micrografía electrónica de exploración de las partículas de polvo secas, por rocío, figura 1, mostraron ser objetos aproximadamente esféricos en donde la superficie fue revestida completamente mediante polímeros.

EJEMPLOS 4-5 Los Ejemplos 4 y 5 ilustran la formación de pastas compuestas y pastas líquidas tixotrópicas acuosas, y la dependencia de la viscosidad en el valor del esfuerzo cortante para estos materiales. La figura 8 ilustra claramente la diferencia entre el comportamiento del esfuerzo cortante diluido de la pasta líquida tixotrópica comparado a la reología cercana a la Newtoniana de la pasta compuesta. La figura 8 muestra la variación de la viscosidad (?, en unidades de poises [P], con valor de esfuerzo cortante (d? /dt, en unidades de segundos recíprocas [s"1] ) .

EJEMPLO 4: Pasta Compuesta El polvo compuesto se preparó mediante el secado por rocío como se describe en el Ejemplo 3, usando una co-dispersión elaborada a partir de 100 partes de látex ID y 56.8 partes de ATH. El polvo de secado contenía 63% de ATH. Se añadió 20.3 g de este polvo compuesto mediante una co-dispersión de 6.25 g de ATH en 11 ml de látex ÍF. La pasta delgada compuesta resultante tuvo un contenido de sólidos de 80.2%. Como se ilustró en la Figura 8, la pasta compuesta exhibió una reología cercana a la Newtoniana con una viscosidad de 1.4 poises. No se observó una sedimentación visible durante un periodo de varias semanas.

Ejemplo 5: Pasta líquida Tixotrópica Acuosa Una co-dispersión se preparó a partir de 330 mL de látex ÍF y 187.5 g de ATH. A esta se añadieron 2.5 mL de hidróxido de amoníaco 4M con agitación continua y 4.8 mL de acetato de amonio acuoso al 50%. La viscosidad aumentó rápidamente y dentro de unos pocos minutos de agitación, la mezcla se convirtió en tixotrópica acuosa. El desarrollo de un esfuerzo cortante finito fue evidente a partir de la capacidad de la mezcla para soportar una espátula de laboratorio en una posición vertical, y para mantener su forma cuando fue extruida a partir del extremo de un cilindro de 1 cm de diámetro. El contenido de sólidos totales de esta pasta líquida tixotrópica acuosa fue del 57%. Como se muestra en la Figura 8, la viscosidad de la pasta líquida tixotrópica acuosa es más de 1000 veces mas alta en el esfuerzo cortante bajo, y descendió por un factor de aproximadamente 104 conforme el valor del esfuerzo cortante se incrementó por un factor de 103. Siguiendo la aplicación de esfuerzo cortante alto, fue requerido aproximadamente un minuto de descanso para restaurar la tensión del esfuerzo cortante original y la viscosidad. El esfuerzo cortante para la pasta líquida tixotrópica acuosa podría determinarse mediante la extrapolación de la tensión del esfuerzo cortante a un valor de esfuerzo cortante de cero. El límite elástico para la pasta líquida fue de aproximadamente 1100 Pa. Cuando se tiene una partícula mineral tal como el ATH, con una densidad (p2) de 2.42 g/cm3, suspendida es un fluido viscoso con una densidad pl, esta sedimentará bajo la fuerza de gravedad a una velocidad (v) de acuerdo a la Ecuación (2) de abajo: V= 2/9 R2(p2-pl)g / ?app Ecuación (2) cuando R es el radio de partícula, g es la aceleración de la gravedad, y ?app es la viscosidad aparente. Para una partícula ATH típica con R= 40 mieras y ?app = 105 poise, la velocidad de sedimentación predicha sería de 2.8 mm/hr. En la práctica, no se observó la sedimentación detectable de partículas de ATH aún después de que la pasta líquida se almacenó por mas de un mes. Esto puede entenderse como una consecuencia de la acción que el esfuerzo cortante es mucho mayor que el esfuerzo gravitacional s, ejercido por cada partícula en el fluido circundante. Este esfuerzo es aproximadamente igual a la fuerza de sedimentación dividida por el área de la sección transversal de acuerdo a la Ecuación (3) de abajo: ss = 4/3 pR3(p2-?l)g/pR3 = 4/3R(p2-pl)g Ecuación (3) Así, ss es aproximadamente 95 Pa versus un sy de 1100 Pa.

Puesto que el límite elástico es mucho mayor que el esfuerzo (esfuerzo cortante) , la velocidad (b) tiende a cero, y las pastas líquidas se espera que permanezcan indefinidamente estables con respecto a la sedimentación.

Ejemplo 6: Secado de las Pastas líquidas Tixotrópicas Acuosas Este ejemplo ilustra la preparación de partículas poliméricas compuestas de pastas líquidas tixotrópicas acuosas, y el efecto en la concentración del agente de espesamiento o figuras o motivos de agrietamiento. Una serie de pastas líquidas tixotrópicas acuosas se prepararon mediante la adición con agitación de diferentes cantidades de acetato de amonio 10M a lotes de 500 g de co-dispersiones. Las co-dispersiones se prepararon a partir de látex ÍA y ATH con 21.4% de PMMA y 33.8% de ATH.

Las pastas líquidas resultantes fueron todas tixotrópicas, pero exhiben un rendimiento de esfuerzo o rigidez que se incrementa con la cantidad de AA añadida. Cada lote fue formado dentro de un molde abierto de forma cuadrada de 6 x 6 pulgadas (15.2 cm x 15.2 cm) y 1 pulgada (2.5 cm) de altura, y después se secó bajo aire caliente de convección a aproximadamente 120°C. Después de 10 minutos, las figuras o motivos de grietas en la superficie superior se desarrolló ampliamente y substancialmente no se hizo cambios en el procedimiento para completar el secado. Las figuras o motivos con grietas fueron cuantificadas mediante el conteo del número promedio de grietas que intersectaron de cuatro a seis líneas (15.2 cm) divididas por 24, identificadas como "grietas/pulgada" como se resume abajo.

TABLA 3 Muestra AA(mL) Densidad de la pasta líquida Grietas/pulgada (g/mL) (2.54 cm) 6A 1.30 0.33 6B 1.2. 0.50 6C 1.25 0.96 6D 10 1.21 0.83 Estos resultados muestran que para un cierto límite, las figuras o motivos con grietas pueden ser reguladas mediante la extensión de floculación de la pasta líquida. Los valores de densidad son menores que el valor teórico de 1.29 g/mL, debido a la inclusión de burbujas de aire que no pueden disiparse una vez que la pasta líquida se ha floculado. EJEMPLO 7: Secado de la Pasta Líquida Tioxotrópica Acuosa que contiene Burbujas de Aire Dispersadas Este ejemplo ilustra la influencia de burbujas de aire dispersadas en las figuras o motivos con grietas obtenidas cuando las pastas líquidas tixotrópicas acuosas son secadas. Una serie de pastas líquidas tixotrópicas acuosas fueron preparados a partir de lotes de 500 gramos de una co-dispersión de sólidos grandes que contienen 25.5% de PMMA de látex ÍA y 43.4% de ATH. La densidad habría sido de 1.40 g/mL en ausencia de burbujas de aire. Se añadieron diferentes cantidades de A?, y la velocidad de agitación fue variada para controlar la cantidad de burbujas de aire dispersadas. Los resultados se resumieron en la Tabla 4 de abajo.

TABLA 4 Muestra AA(mL) Condiciones Densidad de Grietas la pasta líquida (2.54 cm) (g/mL) 7A 1.0 lenta 1.3 0.167 7B 1.25 moderada 1.07 0.375 7C 1.25 rápida 0.92 0.50 EJEMPLOS 8-9 Estos ejemplos ilustran la formación de partículas poliméricas derivadas de una pasta líquida tixotrópica que no contienen un relleno mineral. Mientras las partículas poliméricas de los Ejemplos 8 y 9 son partículas poliméricas saturadas, se entiende que las partículas poliméricas insaturadas pueden ser formadas de una manera similar.

EJEMPLO 8: Partículas Poliméricas Configuradas Irregulármente El relleno usado en este ejemplo fue un pigmento de mica coloreado, Affiair 9502. Las partículas de mica tienen tamaños de partícula que se encuentran en el rango de aproximadamente 1-500 mieras. Se preparó una pasta líquida tixotrópica que no contiene rellenos minerales a partir de 200 g de látex ID y 7.2 g de pigmento de mica y adición de acetato de amoníaco 10M (AA) hasta que se logró la tixotropia y producir un esfuerzo indicado por la mezcla la cual es capaz de soportar una espátula de laboratorio en posición vertical (aproximadamente de 1-3 mL) . La pasta líquida se expandió en una placa de vidrio con un espesor promedio de 0.015 pulgadas (0.038 cm) y se secó en un horno de convección a 140°C. El producto resultante consistió de partículas poliméricas planas configuradas irregularmente con diámetros que se encuentran en el rango de 0.1 a 2 mm. El pigmento de mica fue orientado generalmente de manera tal que el plano de los pigmentos fue paralelo al plano de la partícula polimérica plana. Cuando se incorporó como un componente menor en materiales moldeados por compresión, las partículas poliméricas se asemejan a inclusiones metálicas naturales tales como pirita de hierro, marcasita, cobre virgen u oro.

EJEMPLO 9: Partículas Poliméricas Configuradas Geométricamente El relleno usado en este ejemplo fue un pigmento de mica coloreado, Affiair 363, el cual tiene tamaños de partícula que se encuentran en el rango de aproximadamente 1-500 mieras. Una pasta líquida tixotrópica que no contiene rellenos minerales fue preparada a partir de 600 mL de látex 1H, 35 g de pigmento de mica y 2 mL de 50% de AA. La pasta líquida fue revestida en una placa de vidrio con un espesor de 2mm y fue rallada con una navaja de afeitar para crear una rejilla en forma de diamante de aproximadamente 5 mm de ancho. Cuando se secó en un horno de convección a 140°C, se restringió espontáneamente el agrietamiento en las líneas de incisión, de manera que se formaron las partículas poliméricas planas del diamante de aproximadamente el mismo tamaño. Mientras en los ejemplos 8 y 9 se ilustran la formación de partículas poliméricas directamente de una pasta líquida tixotrópica que no contiene rellenos minerales, se comprende que las partículas poliméricas pueden ser elaboradas también por intermediarios aguas abajo de una pasta líquida tixotrópica que no contiene rellenos minerales o de una co-dispersión de látex que no contiene rellenos minerales. Por ejemplo, los mismos pasos del proceso para elaborar cualquiera de los intermediarios compuestos secos (b) , (c) , y (e) pueden seguirse para formar partículas poliméricas útiles en la invención, mediante la substitución de la pasta líquida tixotrópica acuosa (que contiene relleno mineral) y/o co-dispersión de látex termoplástico (que contiene relleno mineral) usado en aquellas fases del proceso con la pasta líquida tixotrópica que no contiene rellenos minerales y/o co-dispersión de látex que no contiene rellenos minerales.

EJEMPLO 10: Piezas Compuestas Preformadas Este ejemplo ilustra la formación de piezas configuradas compuestas de poros pre-formados y la formación de un objeto moldeado denso que incluye inclusiones configuradas . El relleno usado en este ejemplo fue un pigmento de mica blanco, Affiair 183, el cual tiene un tamaño de partícula que se encuentra en el rango de 1-500 mieras. Una pasta líquida tixotrópica acuosa fue preparada a partir de 250 mL de látex ÍA, 6.7 g de pigmento de mica y 1 mL de AA al 50%. La pasta líquida fue extrudida a través de una pipeta plástica desechable que tiene una abertura de aproximadamente 2mm de diámetro, en formas individuales con figuras o motivos en forma de trébol de aproximadamente 1 cm de diámetro y 5 mm de espesor. La mayoría de estas configuraciones permanecen intactas cuando se secan a 140°C. Cuando las partículas en forma de hoja de trébol se combinan con un polvo compuesto de un color diferente y moldeado a compresión, las partículas retienen su configuración y son visibles como hojas de trébol vistas desde la superficie del producto moldeado. El producto final moldeado tiene un espesor de aproximadamente 3 mm con piezas incluidas de aproximadamente 1 cm de diámetro.

EJEMPLO 11. Uso de Materiales de Superficie Sólida Comercial, Molidos, como Partículas Poliméricas Este ejemplo ilustra el uso de partículas acrílicas de relleno mineral como un relleno decorativo. Las partículas de relleno mineral acrílicas de aproximadamente 5 mm de diámetro se obtuvieron mediante la pulverización de un material de superficie sólida que comprende acrílico degradado con 62% de ATH por peso. Una pasta líquida tixotrópica acuosa fue preparada a partir de 100 ml de látex 1H, 5.8 g de pigmento de mica coloreado (Affiair 9504), 150 g de partículas acrílicas molidas, y 50% de AA añadidas hasta que se logró la tixotropía y se alcanzó el límite elástico como se indicó por la mezcla la cual es capaz de soportar una espátula de laboratorio en posición vertical. La pasta líquida se expandió en una placa de vidrio y se secó a 100°C. Las partículas acrílicas molidas se incrustaron recuperadas en un revestimiento de látex pigmentado con mica de aproximadamente 1 mm de espesor. Cuando estas partículas se moldearon a compresión dentro de un producto denso, las partículas acrílicas molidas originales se volvieron empacadas densamente con una fase aglomerante que contiene mica altamente uniforme.

EJEMPLO 12: Laminillas o Escamas Compuestas Revestidas con un Color Contrastante Una pasta líquida tixotrópica acuosa blanca fue preparada a partir de 500 L de látex ÍA, 50 mL de agua, 258 g de ATH, 13 g de Affiair 9163, y 1.2 mL de AA al 50%. La composición tiene un contenido de sólidos de 37% de PMMA, 60% de ATH y 3% de mica. Una co-dispersión negra se preparó a partir de 200 mL de látex ÍA y 7.2 g de pigmento Negro de Velveteen disponible por Kohnstamn (Ontario, Canadá) . La composición tiene un contenido de sólidos de 90% de PMMA y 10% de pigmento negro. Las partículas blancas configuradas irregularmente tienen aproximadamente 8 mM de diámetro y 2mm de espesor, se prepararon a partir de pasta líquida blanca como se describió en el Ejemplo 8. Estos se colocaron en una placa de vidrio y se revistieron con cuatro capas alternas de pastas líquidas blanco y negro. Después se dejó secar para formar las partículas.

EJEMPLO 13: Partículas Compuestas Estratificadas Las pastas líquidas blanco y negro del Ejemplo 12 se revistieron dentro de una placa de vidrio de 6 x 6 pulgadas (15.2 x 15.2 cm) con siete capas alternas, las medidas del espesor son de lmm a 5mm. Cada capa se secó parcialmente antes de la aplicación de la siguiente capa, pero no para el punto de fractura. Después que la última capa se revistió, se permitió agrietarse a la estructura entera mediante el secado a 120°C para producir partículas poliméricas compuestas de poros bi-coloreados de múltiples capas de aproximadamente 1 cm de espesor y 1.5 cm de diámetro. Un objeto moldeado a compresión que incorpora estas partículas compuestas estratificadas contienen figuras o motivos de dominios estratificados, como puede verse en la Figura 6.

EJEMPLOS 14-19 Estos ejemplos ilustran el moldeo por compresión de las partículas poliméricas compuestas por poros, las piezas configuradas poliméricas compuestas por poros, y los polvos compuestos para formar materiales no porosos.

EJEMPLO 14: Figuras o Motivos que contienen un Dominio Estratificado Dos pastas líquidas tixotrópicas acuosas con alto contenido de sólidos con 68 % de sólidos en peso, basados en el peso de las pastas líquidas, se prepararon a partir de látex 1C con sólidos compuestos de 37% en peso de PMMA y 63% de ATH, basados en el peso de los sólidos. Para el segundo látex, se añadió una pequeña cantidad de pigmento verde PCN, a aproximadamente 0.5 % en peso de sólidos. Estos se revistieron con 12 capas uniformes alternas de 5mm de espesor en una cinta de película de poliéster de 1 x5 pulgadas (2.5 x 12.7 cm) . Mientras permanecía húmeda y flexible, la muestra se depositó lateralmente en una moldeadora que moldea a compresión de manera que las figuras o motivos de la banda fueron visibles para la fase de entrada de la moldeadora, y la cinta plástica se eliminó cuidadosamente. La muestra se secó a 120°C. Como consecuencia del alto contenido de sólidos y baja consolidación solamente se formó una grieta estrecha. La muestra entonces se moldeo en la moldeadora para formar un producto denso en el cual la grieta se cerró completamente.

EJEMPLO 15: Figuras o Motivos que incluyen Dominios grabados Configurados Las partículas coloreadas se elaboraron mediante materiales de superficie sólida acrílica de suelo que tienen diferentes colores. Una pasta líquida tixotrópica acuosa coloreada se preparó a partir de 110 mL de látex 1F, 31.25 g de ATH, 31.25 g de partículas coloreadas de suelo, 1.1 mL de AH 4M y 2.4 mL de AA al 50%. Una pasta líquida tixotrópica acuosa no pigmentada se preparó a partir de 110 mL de látex ÍF, 62.5 g de ATH, 1.1 mL de AH 4M y 2.4 mL de AA al 50%. Usando una pipeta plástica que tiene una abertura de aproximadamente 2 mm de diámetro, fue extruida la pasta líquida coloreada dentro de un substrato sólido de yeso poroso, para formar la expresión "PASTA LÍQUIDA". La escritura fue de aproximadamente de 4 mm de ancho y 3 mm de espesor y, debido a su naturaleza tixotrópica, mantuvo su configuración y no se corrió. La pasta líquida no pigmentada fue expandida alrededor. Esta se secó a 120°C y se moldeó por compresión para formar un tubo de barro monolítico de 4.5 x 8.5 x 0.4 cm con la escritura claramente definida en una superficie. Una segunda muestra de la pasta líquida coloreada fue expandida dentro de la superficie de un tendido de plantilla plástico en un substrato sólido de vidrio. La plantilla se eliminó cuidadosamente ae la superficie, dejando una roseta de figura o motivo de 7mm de diámetro y 7 mm de fondo. La pasta líquida no pigmentada fue expandida alrededor de las figuras o motivos y el fragmento se secó y se moldeo como arriba. Una tercera muestra de la pasta líquida coloreada se colocó dentro de un molde en forma de una estrella de 7 cm de diámetro y 1.5 cm de fondo. El molde se eliminó cuidadosamente y la pasta líquida no pigmentada fue expandida alrededor de la estrella. El fragmento se secó y se moldeó como arriba. En este caso, se preservó de principio a fin las figuras o motivos en forma de estrella de 5mm de espesor de la parte final.

EJEMPLO 16: Capa Delgada de Vetas con agrietamientos por desecación Una pasta líquida tixotrópica acuosa no pigmentada se preparó a partir de 250 mL de látex ID, 1.41.75 g de ATH, y la adición d 10M de AA hasta que se logró producir el esfuerzo. Una pasta líquida tixotrópica acuosa no pigmentada negro se preparó a partir de 220 mL de Látex ID, 125 g de ATH, y 3 g de pigmento Black Velveteen, y 3.5 mL de AA al 50%. La pasta líquida tixotrópica acuosa se revistió, y se secó para formar polvos compuestos negros. Un moldeador que moldea por compresión de 2 x 2 pulgadas (5 x 5 cm) se revistió con la pasta líquida no pigmentada. Este se secó a 120°C para formar figuras o motivos con agrietamientos por desecación. Las grietas se saturaron con el polvo negro de arriba y partículas poliméricas planas doradas saturadas con mica del Ejemplo 8 de arriba. Una capa del polvo compuesto del Ejemplo 3, de 8 mm de espesor se expandió en la parte superior. Esta después fue moldeada por compresión. El fondo de la superficie del producto monolítico resultante exhibió las figuras o motivos de grietas por desecación con dominios poliédricos blancos de aproximadamente 1 cm de diámetro, separados mediante aproximadamente 1 mm de grietas saturadas con polvo compuesto negro y partículas poliméricas doradas descritas en el Ejemplo 8 de arriba.

EJEMPLO 17: Figuras o Motivos de Vetas en grietas por desecación Una pasta líquida tixotrópica acuosa se preparó a partir de 250 mL de látex 1A, 129.3 g de ATH, 11. 15 g de Affiair 183 disponible por Industrias EM que tienen tamaños de partícula que se encuentran en el rango de aproximadamente 1 a 500 mieras, y la adición de AA hasta lograr la tixotropía y el limite elástico como se indicó por la mezcla capaz de soportar una espátula de laboratorio en posición vertical.

El moldeador que moldea por compresión del Ejemplo 16 de arriba se saturó con la pasta líquida de arriba con un espesor de 1.25 cm. Este se secó a 120°C para formar grietas por desecación a lo largo del espesor de la muestra, separada mediante aproximadamente 1 cm en promedio. Las grietas se saturaron con una mezcla de polvo compuesto de 5 g del polvo compuesto del Ejemplo 3, 0.2 g del polvo compuesto negro del Ejemplo 16, y algunas escamas poliméricas compuestas saturadas con mica del Ejemplo 8. La muestra se moldeo por compresión para obtener un tubo de barro de 2 x 2 x 0.13 pulgadas (5 x 5 x 0.3 cm) con las figuras o motivos de agrietamiento por desecación visible de ambas superficies.

EJEMPLO 18: Diversas Pastas liquidas Tixotrópicas Acuosas Este ejemplo ilustra la formación de pastas líquidas tixotrópicas acuosas con diversas composiciones. El Látex 1-D se uso con una variación ligeramente de % de sólidos. A menos que se establezca de otra forma, las pastas líquidas se formularon para contener polímero de látex a 37% de sólidos con los sólidos remanentes que comprenden ATH y pigmento (s). La cantidad requerida de dispersión de látex se cargó en un vaso de mezclado equipado con un tipo propulsor de agitador mecánico montado cerca de la superficie del vaso. Se agregó la cantidad requerida de ATH seco y pigmento (s) en la forma de una dispersión acuosa concentrada, con la velocidad de agitación incrementada lo necesario para prevenir la sedimentación. El concentrado AA se adicionó hasta que se lograron la tixctropia y el límite elástico y la sedimentación se suprimió. Esto fue indicado, por ejemplo, cuando una alícuota de aproximadamente 25 ml se dejó reposar por aproximadamente 1 minuto sin agitación en un vaso de laboratorio de 50 ml y el vaso de laboratorio pudo ser invertido sin algún flujo o desplazamiento del pedazo notable. Las pastas líquidas son resumidas en la Tabla 5 posterior. iN O <_p o a.

-O los pigmentos en la 18-A son de Mearl Company, New York. NY los pigmentos en la 18-B y C son de EM Industries (Hawthorne, NY) los pigmentos en la 18-D, H, y I son de Penncolor (Doylestown, PA) los pigmentos en la 18-F son de Kohnstamn (Ontario, Canadá) los pigmentos en la 18-G son de Hirotec Inc., Santa Ana, CA EJEMPLO 19: Condiciones del Moldeo por Compresión Este ejemplo ilustra la formación de artículos moldeados a partir de pasta líquida tixotrópica acuosa, laminillas poliméricas de material compuesto porosas, piezas poliméricas de material compuesto conformadas y polvos de material compuesto. A menos que se indique de otra manera, todo el pedazo, polvo y laminilla se formularon para comprender 37% de polímero y 63% combinado de ATH más pigmento (s), en peso basado en sólidos secos. Los moldes se construyeron de acero o aluminio. El molde de acero consistió de una estructura de lados rectos (cuadrado o paralelogramo) con un grosor total de al menos dos veces que la parte final moldeada, con placas superior e inferior maquinadas para fijarse precisamente en la estructura. Los moldes de aluminio consistieron de una estructura de acero atornillada sobre una placa base de aluminio con una placa "impulsora" de alineación de aluminio la cual se fija libremente dentro de la estructura. Las condiciones de moldeo se controlaron por medio de una prensa hidráulica con platos que se controlaron termostáticamente, calentados eléctricamente y enfriados con agua (modelo de prensa hidráulica Wabash 75-2424-2TMX de Wabash Metal Products Inc., Wabash IN) . Se aplicó un ligero revestimiento del agente de liberación del molde, Zonyl(R) UR (E.l. du Pont de Nemours and Company, Wilmington, DE) a las superficies de trabajo del molde. La estructura del molde y el plato inferior se ensamblaron afuera de la prensa y se cargaron ya sea con ingredientes completamente secos (laminilla polimérica porosa, piezas poliméricas formadas, o polvo polimérico de la invención) o con pasta líquida tixotrópica. Cuando se utilizo la pasta líquida se secó en un horno de convección a aproximadamente 120 °C hasta que el contenido de agua residual fue de menos de 0.5% previo a la adición de cualquier polvo para rellenar las grietas. El moldeo se realizó en una de las tres formas: (1) el molde cargado se precalentó a la temperatura de moldeo en un horno separado previo a transferirlo a la prensa calentada; (2) el molde se ensambló y se transfirió a la prensa calentada; (3) el molde se transfirió a la prensa a una temperatura por debajo de la temperatura final y gradualmente se hizo llegar hasta la temperatura final. Los productos obtenidos por las tres diferentes técnicas de moldeo fueron equivalentes. Después del moldeo, la temperatura del molde se redujo generalmente a entre aproximadamente 100 y 130 °C antes de la liberación de la presión y la remoción del molde de la prensa. El molde se desensambló y la muestra se removió a la temperatura de o por debajo de aproximadamente 80 °C. Los materiales de moldeo y las condiciones están dadas en la Tabla 6 posterior, donde el tiempo indica ya sea el tiempo total a la temperatura indicada, o el tiempo requerido para alcanzar esta temperatura en la prensa.

?V> O O Lp ?V> O Cp L? OO " FAP-4 es un polvo fino acrilico de relleno mineral de E.l. du Pont de Nemours and Company, Inc. (Washington, DE) Las propiedades mecánicas de los artículos fabricados anteriormente están dadas en la Tabla 7 posterior. Las propiedades son similares a aquellas de los productos de superficie sólida acrílicos con el contenido de ATH equivalente, pero hechos por procesos termoestables convencionales. Las propiedades no parecen depender de si el producto fue moldeado por compresión a partir de pasta líquida de material compuesto secado, partículas de material compuesto conformadas, polvos de material compuesto, o cualquier combinación de estas.

?V> O c_p Tabla 7, Propiedades Físicas 00 Estándares tomadas de Corian® Techpical Bullcein C7DC- 133, "Perfuppance Properties of Cortan® Producís." emitida en Enero, 1993 (E. I du Poní de Nemours and Company. ilminglon, DR) EJEMPLOS 20 Y 21: Figuras de Mosaico Estos ejemplos ilustran la fabricación de diversas laminillas poliméricas de material compuesto, porosas, coloreadas y sus usos en la fabricación de materiales de superficie sólida con figuras de mosaico multi-coloreadas Las pastas líquidas tixotrópicas acuosas se prepararon como se describió en el Ejemplo 18 usando codispersiones 2-D hasta 2-K. Cada una de las pastas líquidas se secaron en laminillas de material compuesto conformadas irregularmente por medio de una secadora de doble tambor (Buflovak 6 x 8 pulgadas (15.2 x 20.3 cm) Laboratory Double Drum Dryer; Buffalo Technologies Corp., Buffalo, NY) . Con la abertura del tambor ajustada entre 1/16 u 1/32 de pulgada (0.16 y 0.08 cm) , las laminillas se produjeron aproximadamente de 1 mm de grosor y con diámetros que varían desde 1 mm a 15 mm.

EJEMPLO 20 Una mezcla de 50 gramos cada una de las laminillas de material compuesto anteriores hechas de codispersiones 2-D, E, F, G y I se revolvieron conjuntamente para formar laminillas de material compuesto mezcladas que comprenden 20% de cada clase. 85 gramos de la mezcla de laminillas se colocaron en un molde cuadrado plano 4 x 4 pulgadas (10.2 x 10.2 cm) . El molde se colocó en una prensa ajustada a 180°C y se dejo a presión de contacto por 15 minutos mientras la mezcla alcanzó la temperatura de la prensa. La presión luego se incrementó a 1250 psi (87.5 kg/cm2) por 10 minutos. La prensa luego se enfrió a alrededor de 50°C y la presión se redujo a la presión atmosférica, el molde se removió de la prensa y la muestra se removió del molde. La superficie se termino por medio del pulido con una serie de papeles de lija: 100 de dureza, luego 220 de dureza, luego 400 de dureza, luego 800 de dureza, luego 1500 de dureza. La muestra luego se pulió con Finesse-It Compounding Liquid and Finesse-It Finishing Liquid, ambos de 3M (St. Paul, MN) .

EJEMPLO 21 Se hizo una mezcla de las laminillas de material compuesto hechas de las codispersiones siguientes: Laminilla de 2-E 12.5 g (5%) Laminilla de 2-F 12.5 g (5%) Laminilla de 2-H 12.5 g (5%) Laminilla de 2-J 200.0 g (80%) Laminilla de 2-K 12.5 g (5%) La mezcla se revolvió conjuntamente para formar laminillas de material compuesto mezcladas. 250 gramos de la mezcla de laminillas se colocaron en un molde cuadrado plano de 5 x 5 pulgadas (12.7 x 12.7 cm) . El molde se coloco en una prensa ajustada a 180°C y luego se dejo bajo presión de contacto por 15 minutos mientras que el material alcanzó la temperatura de presión. La presión luego se incrementó a 1000 psi (70 kg/cm2) por 10 minutos. La prensa luego se enfrió a aproximadamente 50°C y la presión se redujo a la presión atmosférica, el molde se removió de la prensa y la muestra se removió del molde. La superficie se termino por medio del pulido con una serie de papeles de lija: 100 de dureza, luego 220 de dureza, luego 400 de dureza, luego 800 de dureza, luego 1500 de dureza. La muestra luego se pulió con Finesse-It Compounding Liquid y Finesse-It Finishing Liquid, ambos de 3M (St. Paul, MN) .

EJEMPLO 22: Figuras Geométricas De Polvos de Material Compuesto Este ejemplo ilustra la fabricación de figuras geométricas derivadas de diversos polvos de material compuesto coloreado diferente. Las pastas líquidas tixotrópicas acuosas se prepararon como se describió en el Ejemplo 18 a partir de las codispersiones 2-J y 2-L hasta 2-P. La laminilla polimérica de material compuesto se preparó a partir de cada pasta líquida como se describió en el Ejemplo 20. Los polvos de material compuesto coloreado se prepararon por medio de la compresión de la laminilla correspondiente. Un molde de 12 pulgadas x 12 pulgadas x 1.5 pulgadas (30.5 cm x 30.5 cm x 3.8 cm) se dividió en 144 segmentos de cuadrados iguales de 1 x 1 pulgada (2.54 x 2.54 cm) insertando un cartón de división. En cada segmento se depositaron 3.8 g de polvos de material compuesto hechos de 2-J, 2-L, y 2-M, manteniendo los polvos coloreados diferentes segregados para crear una figura geométrica coloreada. La división de cartón se removió cuidadosamente para permitir el mezclado de los polvos coloreados diferentes, y el producto se moldeó por compresión a 182°C por 20 minutos a 1000 psi (70 kg/cm2) . El producto final se muestra en la Figura 9. En la Figura 9, la figura incluye dos filas de cuadrados verde oscuro 90, dos filas de cuadrados rojos 92, y otras filas de cuadrados verdes 94, atraviesan diagonalmente la página, y las regiones remanentes 96 son de color beige. La misma figura aparece en ambos lados. Un producto similar se preparó usando polvos de material compuesto hechos de codispersiones 2-M, 2-N, 2-0 y 2-P y una división que consiste de campos cuadrados subdivididos en triángulos rectángulos. La parte de 7 pulgadas x 7 pulgadas x 0.5 pulgadas (17.8 cm x 17.8 cm x 1.3 cm) se moldeó a 185°C por 10 minutos a 1000 psi (70 kg/cm2) . El producto final se muestra en la Figura 10.

EJEMPLO 23: Figura de Combinación de Inclusión Geométrica y Veta de Grietas de Desecación Este ejemplo ilustra la fabricación de una figura compleja que involucra campos de grietas de desecación distintas dentro de una figura geométrica más larga. La hoja metálica de aluminio se corta en dos tiras de 1 pulgada (2.54 cm) de ancho y revestidas con cinta plástica. Una tira se dobla para formar un cuadrado de 8 x 8 pulgadas (20.3 x 20.3 cm) , y la segunda se dobla para formar un octágono de 4.5 pulgadas (11.3 cm) de diámetro. Las dos formas se colocaron dentro de una estructura de molde de aluminio de 12 pulgadas x 12 pulgadas x 1.5 pulgadas (30.5 cm x 30.5 cm x 3.8 cm) para dividir el volumen del molde en campos geométricos concéntricos. El campo central octagonal y el campo cuadrado externo se llenaron a un nivel de 1 pulgada (2.54 cm) con una pasta líquida tixotrópica acuosa negra hecha de la codispersión 2-K la cual se ha convertido a una pasta líquida tixotrópica como se describe en el Ejemplo 18. El campo intermedio se llenó a un nivel de 1 pulgada (2.54 cm) con pasta líquida blanca hecha de la codispersión 2-J. Las pastas líquidas se secaron en un horno de convección a 225°C. Las grietas de desecación en el campo blanco se llenaron con un polvo de material compuesto hecho del pedazo negro anterior. Las grietas en el campo negro se llenaron con un polvo blanco hecho de la codispersión 2-J. Las divisiones de aluminio luego se removieron del molde, tomando cuidado de no redistribuir o mezclar cualquiera de las pastas líquidas secas o polvo de relleno. La parte se moldeó por compresión a 184.7°C y 100 psi (70 kg/cm2) por 10 minutos. El producto monolítico resultante fue de 0.5 pulgadas de grosor (1.3 cm) y pesó 2003.2 g. El producto se muestra en la Figura 11.

EJEMPLO 24: Figura de Veta Superpuesta/Predeterminada Este ejemplo ilustra la fabricación de una figura compleja en donde un motivo geométrico simple de "ladrillos" rectangulares se superpone en una figura de grieta de desecación. Un molde de 12 pulgadas x 12 pulgadas x 1.5 pulgadas (30.5 cm x 30.5 cm x 3.8 cm) se llenó con 3008 g de una pasta líquida tixotrópica acuosa hecha de la codispersión 2-J de 57% de sólidos. La superficie de la pasta mojada se niveló y luego se grabó con una figura de líneas paralelas separadas por 1 pulgada (2.54 cm) las cuales se atravesaron por líneas perpendiculares espaciadas irregularmente, para reensamblar las filas de ladrillos para albañilería. Esta figura se delinea simplemente a aproximadamente 0.25 pulgadas (0.64 cm) de profundidad en el pedazo por medio de una regla de acero. Como una consecuencia de este esfuerzo de fluencia o límite elástico inherente, la pasta líquida no mostró tendencia a fluir o rellenar la figura grabada la cual permanece estable. El pedazo se secó en un horno de convección a 225°C por 3 horas. La tensión debido a la contracción durante el secado causa más líneas grabadas para formar grietas las cuales penetran a través del grosor completo de la parte y también forma grietas de desecación irregulares adicionales, las grietas se rellenaron con 397 g de polvo de material compuesto negro hecho de la pasta líquida negra en el Ejemplo 23. La parte se moldeó por compresión a 183°C y 1000 psi (70 kg/cm2) por 10 minutos. El producto resultante se muestra en la Figura 12.

EJEMPLO 25: Inclusiones Geométricas Incrustadas Este ejemplo ilustra las fabricaciones de una figura de inclusiones geométricas a partir de una combinación de piezas, de material compuesto preformado, cilindricas preformadas, multicoloreadas incrustadas en un polvo de material compuesto negro. Una mezcla de polvos de material compuesto coloreados de forma diversa se extruyó a presión para producir piezas de material compuesto preformado cilindrico de material que tiene dimensiones de 3/4 de pulgada (1.9 cm) de diámetro. Las piezas cilindricas se cortaron en secciones de 0.5 pulgadas (1.3 cm) de largo y se colocaron en una estructura de molde de 7 x 7 x 1 pulgadas (17.8 x 17.8 x 2.5 cm) . Los espacios entre los cilindros se llenaron con polvo de material compuesto negro del Ejemplo 20. Estas se moldearon por compresión a 182 °C y 1000 psi (70 kg/cm2) por 10 minutos. El producto se muestra en la Figura 13. El lado inverso de la parte exhibe substancialmente la misma figura. Sin embargo los bordes visualizan una figura de tiras multicoloreadas paralelas correspondiente a la sección transversal de los cilindros. Como se muestra en la Figura 13, el polvo de material compuesto negro forma orillas alrededor del cilindro para proporcionar un campo continuo que mide las dimensiones de la muestra.

EJEMPLO 26: Figuras Teseladas Geométricas Diferentes En Superficies Diferentes Este ejemplo ilustra la fabricación de una figura teselada geométrica regular de hexágonos multicolores a partir de piezas poliméricas de material compuesto porosas preformadas en donde las superficies superior e inferior de cada pieza en forma de paralelogramo es de un color diferente. Este ejemplo también ilustra cue las superficies superior, inferior, y el borde de la parte moldeada tienes figuras diferentes.

Las pastas líquidas tixotrópicas acuosas se prepararon como se describió en el Ejemplo 18 a partir de las codispersiones 2-D, 2-F, 2-J, 2-M, 2-N, y 2-P. La laminilla polimérica de material compuesto se preparó a partir de cada pedazo como se describe en el Ejemplo 20-los polvos de material compuesto coloreados se prepararon por medio de la compresión de la laminilla correspondiente. Un molde de 12 pulgadas x 12 pulgadas x 1.5 pulgadas (30.5 cm x 30.5 cm x 3.8 cm) se llenó con aproximadamente 125 g de polvo de material compuesto café obscuro (de la codispersión 2-N) , el cual se niveló cuidadosamente. Una segunda capa delgada de aproximadamente 150 g de polvo blanco (de la codispersión 2-J) se expandió cuidadosamente sobre la superficie superior de la primera y también se niveló, siendo cuidadoso de no mezclar los colores. El molde se cerró y se calentó as 165°C a 14 psi (1 kg/cm2) por alrededor de 10 minutos. Estas condiciones fueron suficientes para producir un panel monolítico, coherente el cual podría ser tratado y cortado sin desboronarse, pero aún fue altamente poroso con aproximadamente 14% de huecos. La capa delgada del polvo de material compuesto blanco parcialmente endurecido completamente cubre una superficie del panel de 12 pulgadas x 12 pulgadas x 0.44 pulgadas (30.5 cm x 30.5 cm x 1.1 cm) , mientras que el grosor remanente y la superficie opuesta fueron de color café obscuro. Se uso el mismo procedimiento para preparar dos paneles más. Un panel consistió de una capa azul delgada hecha de la codispersión 2-D en la superficie superior de una capa café media hecha de la codispersión 2-M. El segundo panel consistió de una capa gris delgada hecha de la codispersión 2-F en al superficie superior de una capa blancuzca hecha de la codispersión 2-P. Todos los tres paneles se cortaron con una sierra continua en piezas en la forma de paralelogramos regulares de 1 pulgada (2.54 cm) en cada lado con ángulos alternos de 60° y 120°C. Estas piezas se ensamblaron en el molde para crear un arreglo regular de los colores alternantes con las capas gruesas coloreadas todas en una superficie. La parte se moldeó por compresión a 180°C y 1000 psi (70 kg/cm2) por 20 minutos. Los dos lados del producto resultante se muestran en las Figuras 14A y 14B. En la Figura 14A, la figura está hecha de un primer lado 32 que tiene un color blanco, un segundo lado 34 que tiene un color azul, y un tercer lado 36 que tiene un color gris obscuro. En la Figura 14B, la figura está hecha de un cuarto lado 38 que tiene un color beige, un quinto lado 40 que tiene un color negro, y un sexto lado 42 que tiene un color negro. Una comparación de las figuras visibles en la superficie superior, el borde lateral y la superficie inferior de esta parte del molde se muestra en las Figuras 17 A-C. Una figura de paralelogramos es visible en las superficies superior e inferior, como se muestra en las Figuras 17A y 17C, mientras que los colores aparecen como rectángulos en la superficie de borde, como se muestra en la Figura 17B.

EJEMPLO 27: Combinación de la Primera Superficie de Figura de Grietas de Desecación y la Segunda Superficie de Figura Teselada Geométrica Este ejemplo ilustra la fabricación de un producto de superficie sólida monolítica que incorpora dos motivos de figuras diferentes: un tablero de ajedrez blanco y negro respaldado por la figura de grietas de desecación.. Un panel monolítico blanco y un panel monolítico negro se prepararon a partir de polvos de material compuesto hechos de las codispersiones 2-J y 2-K, respectivamente. Se compactaron 1000 g del polvo de material compuesto en un molde de 12 x 12 pulgadas (30.5 cm x 30.5 cm) a 182°C y 500 psi (35 kg/cm2) por 10 minutos. Los paneles resultantes fueron de aproximadamente 12 pulgadas x 12 pulgadas x 0.75 pulgadas (30.5 cm x 30.5 cm x 1.9 cm) . Cada uno de estos paneles se cortó en 32 cuadrados de 1.27 pulgadas x 1.27 pulgadas x 0.45 pulgadas (3.2 cm x 3.2 cm x 1.1 cm) . Los cuadrados se arreglaron en una figura de tablero de ajedrez blanco y negro en el centro de una estructura de moldeo de 12 pulgadas x 12 pulgadas (30.5 cm x 30.5 cm) . Dos tiras del borde blanco y negro se cortaron para formar un "fotograma" biselado para abarcar el tablero de ajedrez, de modo que la superficie del molde se llene completamente. Una pasta líquida tixotrópica acuosa café rojizo se hizo de 37% de látex l-A, 61.93% de ATH, 0.035% de pigmento rojo de óxido de hierro y 0.035% de pigmento amarillo de óxido de hierro, a la cual se ha adicionado un poco porcentaje de los polvos de material compuesto blanco y negro para crear la apariencia de arenisca roja. 750 g de este pedazo (alrededor de 57% de sólidos) se esparcieron sobre la superficie del tablero de ajedrez en el molde. El pedazo se secó en un horno de convección a 225°C por 1.5 horas. Las grietas de desecación resultantes se rellenaron con el polvo de material compuesto blanco del Ejemplo 22. La parte luego se moldeó a 182°C y 1000 psi (70 kg/cm2) por 15 minutos. La superficie del tablero de ajedrez de la parte se muestra en la Figura 4a. El lado de la grieta de desecación, inverso de la parte se muestra en la Figura 4B. Los campos blanco, negro y la grieta de desecación se han juntado de manera inconsútil, todavía las interfaces se limpiaron y se definieron muy precisamente sin el mezclado aparente de la pigmentación .

EJEMPLO 28: Superficie de Contorno que Incorpora una Figura de Grietas de Desecación Este ejemplo ilustra la fabricación de un producto que tiene una superficie o cara de reloj con una superficie moldeada que incorpora una figura de gritas de desecación, en donde las características específicas se han diferenciado por el uso de pastas líquidas coloreadas diferentes. La superficie de una placa de aluminio 12 pulgadas x 12 pulgadas x 0.75 pulgadas (30.5 cm x 30.5 cm x 1.9 cm) se molieron para formar una figura rebajada. La figura es de profundidad 1/8 de pulg (0.32 cm) y consiste de un círculo de 11 pulgadas (27.9 cm) en diámetro y ^ de pulg (0.64 cm) de espesor, alrededor de un conjunto de números Romanos colocados para representar las horas en una cara de reloj . La placa se colocó en la parte inferior de un molde de 12 pulgadas x 12 pulgadas x 1.5 pulgadas (30.5 cm x 30.5 cm x 3.8 cm) con la figura rebajada enfrentada. El área rebajada para cada número Romano se rellenó con la pasta líquida tixotrópica acuosa, negra, del Ejemplo 23 usando una pipeta de plástico desechable. El molde completo se rellenó entonces a una profundidad de H de pulg (1.9 cm) con la pasta líquida tixotrópica acuosa, café rojizo del Ejemplo 27 sin la adición de polvos negros y blancos. El molde se secó en un horno de convección a 225°C. Las grietas desecadas resultantes se rellenaron de nuevo con 364 g del polvo de material compuesto blanco del Ejemplo 22. La placa impulsora de alineación se insertó en el molde y la parte se moldeó a 175°C y 1000 psi (70 kg/cm2) por 10 minutos. El producto monolítico resultante se muestra en la Figura 15. Las vetas de grietas desecadas fueron visibles en los números en negro elevados así como en las áreas café rojizas.

EJEMPLO 29: Figura de Veta Natural Este ejemplo ilustra la fabricación de una figura que contiene vetas naturales, grandes. Un polvo de material compuesto de color café obscuro se preparó secando con tambor una pasta líquida tixotrópica acuosa hecha de la co-dispersión 2-M. 1984 gramos de este polvo se esparcieron en un molde de 12 x 12 x 1.5 pulg (30.5 x 30.5 x 3.8 cm) y se mantuvieron en una prensa caliente bajo una carde de únicamente 14 psi (1 kg/cm2) a una temperatura de 185°C por 10 minutos. El panel resultante de 12 x 12 x 0.625 pulg (30.5 x 30.5 x 1.59 cm) fue poroso pero coherente con una densidad nominal de 1.32 g/ml, que corresponde a 78% de densidad total. Las dimensiones externas del panel se redujeron cortando un pedazo de 1/8 de pulg (0.32 cm) de dos bordes adyacentes de modo que el panel se colocó libremente dentro del molde. El panel se aterrajó y se rompió en cuatro piezas irregulares por medio de un martillo y cincel. Las grietas se rellenaron con 38 gramos de un polvo de material compuesto blanco hecho de la co-dispersión 2-J y moldeado de nuevo a 1000 psi (70 kg/cm2) , 185°C por 10 minutos para producir el producto final 12 x 12 x 0.5 pulg (30.5 x 30.5 x 1.3 cm) , el cual fue totalmente denso. El mismo se muestra en la Figura 16.

EJEMPLO 30: Combinación de Vetas Predeterminadas/Sobrepuestas y Figuras de Grietas Desecadas Naturales Este ejemplo ilustra la fabricación de una figura que contiene una mezcla de vetas de grietas desecadas naturales y vetas las cuales siguen formas geométricas predeterminadas . Se esparcieron 3008 gramos de una pasta líquida tixotrópica acuosa que contiene 36% de látex ÍA, 62% de ATH y 2% de pigmento en un molde de 12 x 12 x 1.5 pulg (30.5 x 30.5 x 3.8 cm) . Las figuras desde 2 a 2.5 pulg (5.2 a 6.4 cm) de diámetro de un círculo, una estrella de seis puntos y un pavo se imprimieron en el pedazo usando cuchillos de cocina de estaño, estándares. El pedazo se dejó secar y se agrietó en forma natural en un horno de convección a 107 °C por 2 horas. Las grietas se llenaron con 345 g de polvo de material compuesto hecho de la codispersión 2-J y el producto se moldeó por compresión a 1000 psi (70 kg/cm2), 185°C por 10 minutos. La Figura 18 muestra el producto final. Puesto que las dimensiones de las figuras del cuchillo de cocina son comparables en tamaño con la distancia natural entre las grietas de desecación, las grietas son vistas para cortar estas figuras, pero las formas predeterminadas están ampliamente intactas. Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims

REIVINDICACIONES
Habiéndose descrito la invención como antecede se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones: 1. Un material termoplástico útil para fabricar un material de superficie sólida, caracterizado porque comprende aproximadamente 20-60% en peso, basado en el peso del material de superficie sólida, de al menos un polímero termoplástico que tiene una Tg mayor que 60°C, y un peso molecular promedio ponderado mayor que 300,000. 2. Una composición intermediaria de material compuesto seco, caracterizada porque comprende: (a) el material termoplástico de conformidad con la reivindicación 1, (b) aproximadamente 20-80% en peso, basado en el peso del intermediario, de partículas de material de relleno mineral; y (c) hasta aproximadamente 5% en peso, basado en el peso del intermediario, de partículas de producto de relleno decorativo; (d) hasta aproximadamente 50% en peso, basado en el peso del intermediario, seleccionado de partículas poliméricas rellenas, partículas poliméricas no rellenas, y combinaciones de las mismas. 3. Un material de superficie sólida, termoplástico, derivado de una composición intermediaria, caracterizado porque comprende: (a) el material termoplástico de conformidad con la reivindicación 1, el al menos un polímero termoplástico en un material termoplástico que se encuentra en forma de partículas de coloides. (b) aproximadamente 20-80% en peso, basado en el peso de sólidos, de partículas de material de relleno mineral; (c) hasta aproximadamente 5% en peso, basado en el peso de sólidos, de partículas de producto de relleno decorativo; (d) hasta aproximadamente 50% en peso, basado en el peso de sólidos, de partículas poliméricas seleccionadas de partículas poliméricas rellenas, partículas poliméricas no rellenas, y combinaciones de las mismas. 4. Una composición de pasta líquida tixotrópica acuosa, caracterizada porque comprende: (a) el material termoplástico de conformidad con la reivindicación 3, al menos un polímero termoplástico en el material termoplástico que está en la forma de partículas coloidales; (b) aproximadamente 20-80% en peso, basado en el peso de sólidos, de material de relleno mineral; (c) hasta aproximadamente 5% en peso, basado en el peso de sólidos, de producto de relleno decorativo; (d) hasta aproximadamente 50% en peso, basado en el peso de sólidos, de partículas poliméricas seleccionadas de partículas poliméricas rellenas, partículas no rellenas, y combinaciones de las mismas; y (e) un agente espesante; en donde el agente espesante está presente en una cantidad suficiente para formar una combinación tixotrópica y en donde la composición no es formadora de película cuando se seca a la presión atmosférica. 5. La composición de cualquiera de una o ambas de las reivindicaciones 2 y 4, caracterizada porque al menos un polímero termoplástico en el material termoplástico se selecciona de polímeros amorfos que tienen una Tg amorfa, polímeros semicristalinos que tienen una Tm semicristalina, y combinación de los mismos, en donde el intermediario es capaz de coalescer para formar un objeto no poroso bajo la aplicación de temperaturas superiores a una temperatura de referencia más alta, seleccionada de la Tg amorfo y Tm semicristalina del polímero termoplástico y presiones mayores que aproximadamente 14 kg/cm2. 6. La composición de conformidad con la reivindicación 3, en la forma de hojuelas de material compuesto, caracterizada porque cada una de las hojuelas de material compuesto incluye al menos una capa de un color distinto . 7. Un proceso para formar hojuelas de material compuesto polimérico, el proceso se caracteriza porque comprende: (a) proporcionar la composición de pasta líquida tixotrópica acuosa, de conformidad con la reivindicación 3; (b) aplicar la composición a una superficie; (c) secar la composición para formar hojuelas. 8. Un proceso para formar un material termoplástico, el proceso se caracteriza porque comprende: (a) proporcionar el material termoplástico de conformidad con la reivindicación 1, en donde al menos un polímero termoplástico en el material termoplástico se selecciona de polímeros amorfos que tienen una Tg amorfa, polímeros semicristalinos que tienen una Tm semicristalina, y combinaciones de los mismos. (b) proporcionar el intermediario de material compuesto seco en un recipiente; y (c) aplicar presión al recipiente incluyendo el intermediario seco para formas un material conformado, a una temperatura arriba de una temperatura de referencia, mayor, seleccionada de la Tg amorfa, y la Tm semicristalina. 9. Una figura decorativa en un material de superficie sólida derivado de al menos material termoplástico de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el material termoplástico excluye plastificantes, la figura decorativa seleccionada de configuraciones en forma de veta, configuraciones teseladas, inclusiones geométricas, configuraciones de campos estratificados, y combinaciones de las mismas. 10. Un material de superficie sólida caracterizada porque tiene al menos una primera superficie que tiene una primera configuración, al menos una segunda superficie que tiene una segunda configuración, la primera configuración es visiblemente diferente de la segunda configuración, una pluralidad de primeros planos paralelos para la primera superficie, una pluralidad de segundos planos paralelos a la segunda superficie, en donde la primera superficie se reproduce en los primeros planos, la segunda configuración se reproduce en los segundos planos, de modo que la primera configuración y la segunda configuración se pueden mantener después de que la estructura sufre el maquinado, molido, pulido, corte, y combinaciones de los mismos, en donde el material de superficie sólida se deriva de al menos un material termoplástico de la reivindicación
3.