CN103119000A - 模制件如厨房水槽、盥洗盆或类似器具和这种模制件的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种模制件（1），如厨房水槽、盥洗盆、工作盘或类似的器具，其由包括硬化的聚合物粘结剂和嵌入其中的填料颗粒的复合材料通过从优选可多次使用的模具的成型来制造，其中，所述模制件（1）的可视侧（10）的表面，特别是所述模制件（1）的、在该模制件（1）的使用状态中基本上水平的可视侧（10）的表面（8）具有由各气孔（20）构成的不平度，其特征在于：所述可视侧（10）的大于30%且小于90%的、特别是大于40%且小于80%的以及优选大于50%且小于65%的表面（8）由气孔（20）构成，这些气孔的宽度（24）的平均值大于0.1毫米且小于1毫米，这些气孔的深度（26）的平均值大于10微米且小于50微米，而且所述气孔（20）的深度（26）与宽度（24）的比率的平均值在1:4与1:30之间，以及一种用来制造这种模制件的方法。

Description

模制件如厨房水槽、盥洗盆或类似器具和这种模制件的制造方法
技术领域
本发明涉及一种模制件，如厨房水槽、盥洗盆、工作盘或类似器具，其由包括硬化的聚合物粘结剂和嵌入其中的填料颗粒的复合材料通过从优选可多次使用的模具的成型来制造，以及一种用来制造这种模制件的方法。
背景技术
由EP 0 361 101 B2已知一种这样的模制件，该模制件通过变更所应用的填料颗粒的大小和颜色可以满足对外部形象的各种不同的需求并且同时具有非常良好的使用性能，特别是高的摩擦阻力和高的耐划性。
由DE 10 2008 047 758 B3已知一种模制件，该模制件在成型后在至少一个可视侧上作如下的加工处理，即，该模制件在该可视侧上具有在触觉上和/或在视觉上可认知的波纹，并且在该可视侧上填料颗粒突出直到表面并且由此构成可视侧的表面的一部分。
发明内容
本发明的目的是，提供一种模制件和附属的制造方法，其中，模制件表面的可清洁性、特别是模制件在该模制件的使用状态中的基本上水平的可视侧的可清洁性得到进一步改进，并且同时保持已知的模制件的良好的机械使用性能不变。
这个目的通过在权利要求1中确定的模制件且通过在并列的权利要求中确定的制造方法得以实现。本发明的特别的实施方式在从属权利要求中得以确定。
模制件的可视侧的表面、特别是在模制件的使用状态中基本上水平的可视侧的表面具有由气孔构成的不平度或相应的粗糙度。通过试验得到确认：这些气孔的形状、特别是它们的宽度和深度以及此外这些气孔的深度与宽度的纵横比对表面的可清洁性具有大的影响。同时刮划敏感性（Kratzempfindlichkeit）也由表面的形态所确定，因而必须保障：在改进易清洁性的同时不明显提高刮划敏感性。
为此在多个彼此隔开的位置上对根据本发明的模制件的可视侧的表面进行测量。例如总共对相应多个轨道中的五个彼此隔开的测量区进行探测，以便通过这种方式测定特别是可视侧的由气孔构成的表面的份额和其它表面的份额。为此确定了用于不平度的深度的极限值，例如10微米，超过该极限值的不平度被视为气孔。接着在每个测量区内对多个检样在它们的宽度、深度以及其它重要的参数方面进行试验并且从所测得的值中分别确定平均值。
已经得到确定的是：如果可视侧的大于30%且小于90%的、特别是大于40%且小于80%的以及优选大于50%且小于65%的表面（8）由气孔构成，这些气孔的宽度的平均值大于0.1毫米且小于1毫米，这些气孔的深度的平均值大于10微米且小于50微米，以及这些气孔的深度与宽度的比率的平均值在1:4与1:30之间，那么良好的机械使用性能保持不变，但是可清洁性得到显著改进，特别是在颜色通过填料颗粒的颜色确定的且其粘结剂母体组织（Bindemittelmatrix）为透明的并且特别是色素含量小于1%的模制件中。
另外得到确定的是：通过这种特别的表面形态在水蒸气试验法中的结果是吸水量的降低，由此的结果是较低的辉度，这特别在深色的模制件中是特别有利的。特别是在模制件的使用状态中基本上水平的可视侧具有根据本发明的表面形态。在嵌入式水槽中，这例如是盆状区段的底部和/或排水面。在工作盘的情况中，构成可视侧的整个面都设有根据本发明的形态。
在一种实施方式中，气孔的宽度的平均值大于0.2毫米且小于0.5毫米，特别是大于0.25毫米且小于0.45毫米。气孔的宽度由表面的两个关于气孔的最深点彼此对置的局部最高点的最短距离得以确定。因为气孔通常不是圆形的，气孔的宽度变化不定。气孔的长度可以与气孔的宽度相同或是宽度的几倍。
在一种实施方式中，气孔的深度的平均值大于12微米且小于35微米，特别是大于15微米且小于25微米。在此，气孔的深度通过穿过气孔的最深点的、连接线的法线的长度来测量，所述连接线由气孔的两个关于最深点彼此对置的局部最高点来确定。
在一种实施方式中，气孔的深度与宽度的比率的平均值小于1:8且大于1:30，特别是小于1:10且大于1:25并且优选小于1:12且大于1:25。这个所谓的纵横比确定模制件表面的易清洁性。由于纵横比主要与气孔的宽度相关而且该宽度在非圆形的气孔中变化不定，原则上易清洁性还与方向相关。但是通过非圆形的气孔的在统计上基本上均匀分布的设置结构和定向，平均地产生与方向无关的可清洁性。
在一种实施方式中，气孔具有气孔倾斜角，该气孔倾斜角的平均值大于8°且小于30°，特别是大于10°且小于25°，并且优选大于12°且小于22°或大于12°且小于20°。在此，气孔倾斜角是那个由两条边围成的角。第一边通过气孔的两个关于该气孔的最深点彼此对置的局部最高点的连接线来确定。第二边通过气孔轮廓上的两个点确定，这两个点与气孔深度的10%或者90%相符。作为备选或也作为补充，所述第一边可以由一条水平线构成和/或所述第二边可以由具有最大坡度的气孔的轮廓的区段的切线构成。在数码测量显微镜的情况中，具有气孔轮廓的最大坡度的区段视觉上通过代表高度的颜色的强烈变化而可辨别或也可自动测定。为了不由于单个的异常测值获得错误测量，可以在测量时不只测量一个单独的点，而是在可事先规定的、例如为4、25、100或400平方微米的测量面积上取平均值。另外还通过在检样的多个气孔上和/或在检样上的多个测量位置上构成平均值来另外地取测量值的平均值。通过根据本发明的气孔倾斜角进一步改进了易清洁性。
在一种实施方式中，由气孔构成的表面不平度是不规则的。由此导致表面的可清洁性与方向无关。
特别是当粘结剂母体组织实际上完美地复制模具表面时，原则上气孔也可以通过模具的相应构造的表面来形成，如在EP 1 807 453 B1中对此所介绍的那样。
在一种实施方式中，气孔通过在聚合物粘结剂硬化期间从模具的收缩来不定型地（formenfrei）形成。填料颗粒在粘结剂硬化之后被涂上已聚合的粘结剂的封闭涂层。收缩由包含在粘结剂内的单体的聚合引起。可以通过添加物来影响、特别是可以通过添加络合剂来降低在硬化时模制件或者粘结剂母体组织从模具的收缩程度，如这在EP 1807 453 B1中所介绍的那样。另外因此可以通过络合剂在粘结剂质量中的份额来影响气孔的形状。
作为络合剂优选使用两倍或多倍的功能性单体或聚合物，特别是两倍或多倍的功能性丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯，诸如乙烯乙二醇二甲基丙烯酸酯或三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TRIM)。其它可能的络合剂是季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、甘油二甲基丙稀酸酯（Glycerindimethacrylat）或（2）乙氧化双酚A二甲基丙烯酸盐（Bishphenol-A-ethoxylat(2)dimethacrylat）。应用两个或多个这种络合剂的组合也是有利的。
优选通过浇注模具过程进行成型，通过该浇注模具过程在制成的模制件内填料颗粒的填充密度比较高的同时特别能够实现填料颗粒在粘结剂中尽可能均匀的分布。
在一种实施方式中，填料颗粒基本上确定模制件在可视侧上的色彩表现。填料颗粒可以具有本色和/或在表面上具有颜色涂层。与此相反，由粘结剂构成的母体组织基本上是透明的；特别是在黑色或深色的模制件中为了补充填料颗粒的颜色，必要时使用所具有的质量份额占模制件质量的小于1%的、特别是小于0.5%的、以及优选小于0.2%的色素。尽管如此，填料颗粒的颜色确定模制件的颜色。
在一种实施方式中，填料颗粒的质量份额在模制件的质量的40%与85%之间，特别在60%与80%之间以及优选在65%与76%之间。由此模制件的强度以及特别是耐划性得到保障。
在一种实施方式中，填料颗粒比粘结剂具有更高的莫氏硬度。因此通过填料颗粒的选择来确定或至少大大地影响制成的模制件的机械性能、特别是耐磨强度。在一种实施方式中，多于50%的、优选多于75%的填料颗粒具有至少为6的莫氏硬度，特别是至少为7的莫氏硬度。原则上可以考虑所有具有相应高的莫氏硬度的填料。在一种实施方式中，填料颗粒的至少一部分、优选全部填料颗粒由二氧化硅构成。填料颗粒可以以沙子或粉末的形式而且特别是具有多个不同粒度的部分的沙子或粉末的形式引入。也可以使用***的二氧化硅作为填料颗粒，例如方石英。
在一种实施方式中，填料颗粒具有粒度为至少0.1毫米的、特别是至少0.2毫米的和优选至少0.3毫米的第一部分，占模制件的质量的质量份额大于40%、特别是大于50%和优选大于55%。第一部分的至少一部分可以具有彩色涂层，模制件的形象基本上由该彩色涂层确定。
在一种实施方式中，填料颗粒具有粒度最大为0.1毫米的、特别是最大为0.08毫米的和优选最大为0.05毫米的部分，占模制件的质量的质量份额大于3%、特别是大于5%和优选大于10%。这种较细的填料占模制件的质量的质量份额可以小于40%、特别是小于30%和优选小于20%。通过添加这种细的填料除了提高易清洁性之外还提高了模制件的冲击韧性。
在一种实施方式中，填料颗粒除了上述的第一部分之外还有粒度在0.05毫米与0.2毫米之间的第二部分，其占模制件的质量的质量份额在3%与25%之间、特别是在4%与20%之间和优选在4.5%与15%之间。另外，填料颗粒具有粒度在0.01毫米与0.05毫米之间的第三部分，其占模制件的质量的质量份额在4%与25%之间、特别是在6%与20%之间和优选在8%与15%之间。
由此为模制件制造一个表面，在该表面中可视侧的大于30%且小于90%的、特别是大于40%且小于80%的以及优选大于50%且小于65%的表面由气孔构成，这些气孔的宽度大于0.25毫米且小于0.45毫米，这些气孔的深度大于15微米且小于25微米，而且这些气孔的深度与宽度的比率在1:12与1:25之间。这样的模制件在具有很好的机械使用性能、特别是耐划性和可冲击性的同时显示出优秀的可清洁性。制成的模制件具有不同于平板形状的三维形状，特别是该模制件具有至少一个盆状区段。
本发明还涉及一种用来制造这种模制件的方法，其中，该模制件由包括硬化的聚合物粘结剂和嵌入其中的填料颗粒的复合材料通过从优选可多次使用的模具的成型来制造。在此，通过将由粘结剂、填料颗粒和必要情况下其它的填充料构成的反应物质填入模具中，通过浇注模具来制造所述模制件。
附图说明
在从属权利要求中以及在下文的参照附图对多个实施例的详细说明中获得本发明的其它优点、特征和细节。与此同时，在权利要求书以及说明书中述及的单独的特征或特征的任意组合都是本发明的根本。
图1示出的是根据本发明的模制件的剖视图；
图2示出的是图1所示出的模制件在排水面区域内的局部断面的放大俯视图；
图3示出的是模制件的可视侧的表面沿图2所示的轨道的轮廓；
图4示出的是总共八个检样的成分；和
图5示出的是八个检样在使用性能方面所获得的结果。
具体实施方式
图1示出的是根据本发明的模制件1的剖视图，该模制件涉及的是厨房水槽、特别是一种嵌入式水槽，其包括盆状区段2和与其构造成整体的排水面4。模制件1由包括硬化的聚合物粘结剂和嵌入其中的填料颗粒的复合材料制成。通过从优选可多次使用的模具的成型来进行制造。模制件1的壁厚6在本实施例中在5和15毫米之间。在厨房水槽的嵌入状态中，可视侧10构成排水面4的表面并且与盆状区段2的底面8一样基本上水平定向。特别是可视侧10的这些水平面具有根据本发明的表面形态。
模制件1的优选的成分由重量百分比为60至80%的矿物填料构成，特别是在68和75%之间，优选由SiO2构成。占模制件1的质量的重量百分比大于40%的填料颗粒具有的粒度大于0.1毫米、特别是大于0.2毫米和优选大于0.3毫米。除此之外，使用了具有更小的颗粒尺寸的填料颗粒的第二部分和必要时还有第三部分，例如颗粒尺寸在0.05毫米与0.2毫米之间的第二部分，占模制件1的质量的质量份额在3%与25%之间，以及颗粒尺寸在0.01毫米与0.05毫米之间的第三部分，占所述模制件的质量的质量份额在4与25%之间。
作为粘结剂使用一种由聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）在甲基丙烯酸甲酯内（MMA）中的溶液构成，其中PMMA在该溶液中的质量份额在15与30%之间。总体上粘结剂的重量份额占模制件的质量的20与35%之间、特别是25与30%之间。MMA的份额占模制件的质量的15与25%之间、特别是18与23%之间。PMMA的份额占模制件1的质量的3与8%之间、特别是4与6%之间。另外，还可以添加重量份额占模制件的质量的0.2与2%之间的、特别是0.3与1%之间的和优选0.4与0.7%之间的络合剂。
另外，还可以添加一种引发剂、例如一种过氧化物，其重量百分比的量占模制件的质量的0.3与2%之间。另外，可以添加份额占模制件的质量的0.05与2%之间的、特别是0.05与1%之间的以及优选0.05与0.3%之间的色素，和/或份额占模制件的质量的0.05与1%之间的、特别是0.05与0.6%之间的以及优选0.1与0.3%之间的发光元素，通过它们获得可视侧的金属效果。
图2示出的是图1所示的模制件1在排水面4的区域内的一个局部断面的放大俯视图。在本实施例中，在五个彼此隔开的位置上测量模制件。在一个相应地从1200微米到1500微米的测量区内，在每个位置上沿着五条距离分别为300μ的、彼此平行延伸的测量轨道对表面的形态进行测定。具有至少10微米的深度的不平度限定为气孔20。从这样测定的值中计算出气孔20在表面上的份额。接着通过测定图2中所示出的形态来在每个测量区内总共对三个气孔20进行测量。从测量值中确定算术平均值。
在图2中示出的是表面气孔的高度间隔分别为5微米的等高线。图3以不按比例的示图示出模制件1的可视侧10的表面沿在图2中示出的轨道12的轮廓。轨道12在此连接两个关于气孔20的最深点14彼此对置的局部最高点16、18，这两个局部最高点位于气孔20的分界线22上。两个局部最高点16、18的距离确定气孔20的宽度24，该宽度在本实施例中为319微米。从两个局部最高点16、18之间的连接线到最深点14的竖直距离限定气孔20的深度26，该深度在本实施例中为18.3微米。深度26与宽度24的比率确定气孔20的纵横比，该纵横比在本例中为17.4。气孔倾斜角28是一方面由两个局部最高点16、18之间的连接线与另一方面边32围成的角。边32通过气孔轮廓30上的、位于气孔深度26的10%的深度中的第一点34与位于气孔深度26的90%的深度中的第二点36来确定；为此备选地，边32也可以通过气孔轮廓30的最陡的位置处的切线来确定。在本实施例中气孔倾斜角28在两种情况中约为14.8°。
图4示出的是总共八个检样的成分，这些检样在粘结剂含量和粘结剂成分方面基本上是一致的，而它们在填料方面却不同。图5示出的是通过测量技术测定的粗糙度和气孔值以及所获得的使用特性。表面越光滑测量值就越小适用于分别在刮伤试验之前和之后测得的最大表面粗度（Rautiefe）Rmax和平均表面粗度Rz的参数。按照DIN4768或DIN EN ISO L562，1998-09版本，来完成对平均表面粗度Rz和最大表面粗度Rmax的确定。通过对五个单独表面粗度进行平均来确定平均表面粗度Rz，这样减小了异常测值对测量值的影响。最大表面粗度Rmax为总测量段内的最大的单独表面粗度，所述总测量段的长度可事先规定并且在本实施例中为15毫米。
在试样制成后测量粗糙度作为“刮伤试验前的粗糙度”。接着实施刮伤试验，其中，附属的刮伤仪符合DIN53799T10或DIN13310，而且刻痕金刚石（Ritzdiamant）具有边缘直径（Randdurchmesser）为90微米的60°锥形研磨面（Kegelschliff）。
气孔20在模制件1的表面上的面积份额可以如前述那样测定。在图5中与此有关地为每个检样列出所计算出的气孔20的面积与不被视为气孔20的表面部分的面积的商（“气孔与面积的比率”）。气孔20的面积份额为总表面的50%相当于例如为1的商值，1.5的商相当于气孔20的面积份额为60%。
气孔尺寸借助数码测量显微镜来测定，用该数码测量显微镜可以对小的涂层内的表面进行拍摄。于是由此计算出平坦的表面形态图，利用该表面形态图可以在测量技术上确定各个气孔。
关于易清洁性，致污参数（Anschmutzungsparameter）具有特别的意义，其中，在此较小的值代表良好的可清洁性。为了确定，一个样本被限定地致污并且在用清水和清洗悬浮液完成限定的清洗之后在限定的条件下对残留在表面上的污物进行光电的和视觉上的测定。
按照DIN EN ISO 179用具有0.5焦耳摆锤（Joule-Pendel）的“弗兰克摆式冲击试验机（FRANK Pendelschlagwerk）”来确定冲击韧性。分别测量十个材料试样并进行平均。列出的数值以单位mJ/mm2列出。高值表示良好的冲击韧性。
关于不期望的辉度，使样本处于水蒸气中，并且接着测定辉度或者颜色变化。在此高值表示不期望的、较强的辉度。
如从图5中可以看出的那样，特别是检样4号具有很有利的性能，即在冲击韧性高和辉度小的同时具有良好的易清洁性。检样6号和7号也具有很好的易清洁性以及高的冲击韧性而且在辉度方面具有还可以接受的值。具有只是中等清洁特性的检样5与具有很好的清洁特性的检样6的比较显示出纵横比的影响。检样8号显示出由于很光滑的表面的很好的清洁特性，但是在耐划性方面不具备最理想的结果。易清洁性方面的有利的结果伴随有250与450微米之间的检样宽度，以及伴随有1:12与1:25之间的纵横比和12°与20°之间的气孔倾斜角。
如从与本发明相关的试验中得出的令人吃惊的结果那样，根据在技术中通常使用的粗糙度值Rz或者Rmax而相对光滑的表面并不绝对具有良好的可清洁性，如从对检样2与检样4进行比较得出的结果那样。更确切地说，位于表面上的气孔的形状本身、特别是其宽度和深度以及此外气孔的深度与宽度的纵横比、以及气孔倾斜角对表面的可清洁性至少也或甚至主要地具有大影响。

Claims (13)

1.模制件（1），如厨房水槽、盥洗盆、工作盘或类似的器具，其由包括硬化的聚合物粘结剂和嵌入其中的填料颗粒的复合材料通过从优选可多次使用的模具的成型来制造，其中，所述模制件（1）的可视侧（10）的表面，特别是所述模制件（1）的、在该模制件（1）的使用状态中基本上水平的可视侧（10）的表面（8）具有由各气孔（20）构成的不平度，其特征在于：所述可视侧（10）的大于30%且小于90%的、特别是大于40%且小于80%的以及优选大于50%且小于65%的表面（8）由气孔（20）构成，这些气孔的宽度（24）的平均值大于0.1毫米且小于1毫米，这些气孔的深度（26）的平均值大于10微米且小于50微米，而且所述气孔（20）的深度（26）与宽度（24）的比率的平均值在1:4与1:30之间。
2.如权利要求1所述的模制件（1），其特征在于：所述气孔（20）的宽度（24）的平均值大于0.2毫米且小于0.5毫米、特别是大于0.25毫米且小于0.45毫米。
3.如权利要求1或2所述的模制件（1），其特征在于：所述气孔（20）的深度（26）的平均值大于12微米且小于35微米，特别是大于15微米且小于25微米。
4.如权利要求1或前述权利要求之任一项所述的模制件（1），其特征在于：所述气孔（20）的深度（26）与宽度（24）的比率平均值在1:8与1:30之间、特别是在1:10与1:25之间和优选在1:12与1:25之间。
5.如权利要求1或前述权利要求之任一项所述的模制件（1），其特征在于：所述气孔（20）具有气孔倾斜角（28），该气孔倾斜角的平均值大于8°且小于30°、特别是大于10°且小于25°、以及优选大于12°且小于22°或大于12°且小于20°。
6.如权利要求1或前述权利要求之任一项所述的模制件（1），其特征在于：所述表面（8）的由所述气孔（20）构成的不平度是不规则的。
7.如权利要求1或前述权利要求之任一项所述的模制件（1），其特征在于：所述气孔（20）在聚合物粘结剂硬化期间不定型地通过从模具的收缩而形成。
8.如权利要求1或前述权利要求之任一项所述的模制件（1），其特征在于：所述填料颗粒基本上确定所述模制件（1）在所述可视侧（10）上的色彩表现，而且由所述粘结剂构成的母体组织基本上是透明的。
9.如权利要求1或前述权利要求之任一项所述的模制件（1），其特征在于：所述填料颗粒的质量份额占所述模制件（1）的质量的40%与85%之间、特别是60%与80%之间以及优选65%与76%之间。
10.如权利要求1或前述权利要求之任一项所述的模制件（1），其特征在于：所述填料颗粒具有粒度为最小0.1毫米的、特别是最小0.2毫米的和优选最小0.3毫米的第一部分，其占所述模制件（1）的质量的质量份额大于40%、特别是大于50%和优选大于55%。
11.如权利要求1或前述权利要求之任一项所述的模制件（1），其特征在于：所述填料颗粒具有粒度为最大0.1毫米、特别是最大0.08毫米和优选最大0.05毫米的部分，其占所述模制件（1）的质量的质量份额大于3%、特别是大于5%和优选大于10%。
12.如权利要求1或前述权利要求之任一项所述的模制件（1），其特征在于：所述填料颗粒具有粒度为最小0.1毫米、特别是最小0.2毫米和优选最小0.3毫米的第一部分，其占所述模制件（1）的质量的质量份额大于40%、特别是大于50%和优选大于55%，所述填料颗粒具有粒度在0.05毫米与0.2毫米之间的第二部分，其占所述模制件（1）的质量的质量份额在3%与25%之间、特别是4%与20%之间和优选4.5%与15%之间，而且所述填料颗粒具有粒度在0.01毫米与0.05毫米之间的第三部分，其占所述模制件（1）的质量的质量份额在4%与25%之间、特别是6%与20%之间和优选8%与15%之间。
13.用来制造如权利要求1或前述权利要求之任一项所述的模制件（1）的方法，其特征在于：所述模制件（1）通过浇注模具来制造。
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