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Diese Erfindung betrifft Polymethylmethacrylat
("PMMA") enthaltende Zusammensetzungen,
nützlich bei
der Herstellung von Blättern
oder Platten und Verfahren zur Herstellung besagter Blätter. Diese
Blätter
finden Anwendung in solchen Bereichen, wie Küchenoberflächen. Zusätzlich zu PMMA umfassen die
obengenannten Zusammensetzungen mindestens ein Vernetzungsmittel
und mindestens ein Kettentransfermittel. Die Konzentration an besagtem
Kettentransfermittel ist unabhängig
von besagtem Vernetzungsmittel. In der vorliegenden Erfindung ist
die Menge an Kettentransfermittel geringer als in Zusammensetzungen
des Standes der Technik, aufgrund der Zugabe einer geringen Menge
eines Weichmachers. Die Blätter
enthalten auch eine signifikante Menge an flammverzögernden
Mineralien, wie Aluminiumtrihydrat, und sie umfassen typischerweise
Färbmittel.
Die Färbmittel
werden häufig
verwendet, um natürliche
Mineralien zu imitieren, wie Onyx, Marmor und andere fest gefärbte oder
gemustert gefärbte
Typen, die keine sichtbar voneinander unterscheidbaren Partikel
aufweisen. Die Blätter
der vorliegenden Erfindung können
unter Wärmeeinwirkung
gebogen oder durch Thermoformverfahren verarbeitet werden, mit Winkeln
so groß wie
neunzig Grad und/oder sie können durch
Vakuumthermoformverfahren geformt werden, zu Waschbecken und Schalen.
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Hintergrund
der Erfindung
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Blätter (der Ausdruck wird hier äquivalent
mit dem Ausdruck Platten verwendet) aus synthetischen Materialien,
die wie Mineralien erscheinen, werden weit verbreitet als Küchenoberflächen und
als dekorative Abdeckungen im Inneren und/oder im Äußeren für Gebäude usw.
verwendet. Häufig
erfordern es die Designanforderungen, dass Blätter aneinander angepasst werden
oder in irgendeiner anderen Art und Weise aufeinanderstoßen, auf
Oberflächen
mit Winkeln von neunzig Grad.
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Der unter diesen Bedingungen erforderliche
Fabrikationsprozess ist sowohl zeitaufwändig als auch teuer. Häufig bestehen
Farbunterschiede zwischen aufeinanderstoßenden Oberflächen und
der Kontaktpunkt kann daher ästhetisch
nachteilig erscheinen. Die Blätter
der vorliegenden Erfindung können
ein komplexes Teil ergeben, durch einfache Thermoformverfahren.
Zum Beispiel kann ein Kosmetiktop geformt werden, mit einer um neunzig
Grad abgewinkelten Rückspritzwand
und einer Ausbuchtung am vorderen Ende mit einem Radius von 2,54
cm (1,0 Inch). Nach Formung, Abkühlung
und Anpassung kann das Teil direkt installiert werden; ohne zusätzliche
Fabrikationsschritte.
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US-A-3,563,939 und CA-A-916,337 offenbaren
die Verwendung von Aluminiumtrihydrat ("ATH")
in Polymethylmethacrylatartikeln ("PMMA").
In US-A-3,847,865 offenbart Duggins die Konstruktion von synthetischen
Mineralprodukten. Duggins offenbart auch die Verwendung von Vernetzungsmitteln
und Formfreisetzungsmitteln, ebenso wie den Einsatz von viskositätsverringemden
Mitteln, wie aliphatischen Säuren.
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Buser et al. offenbaren in US-A-4,085,246
und US-A-4,159,301 das Phänomen
der Einstellung geeigneter Partikelabsetzraten für die Herstellung von synthetischem
Granit, mit einer polymerisierbaren Methylmethacrylatmatrix ("MMA") und darin gelöstem PMMA.
Das PMMA wird verwendet, um die Viskosität einzustellen, was wiederum
die Absetzraten der größeren Partikel
kontrolliert. Diese Patente offenbaren weiter die Verwendung von
Kettentransfermitteln als Beschleuniger für die Polymerisation (siehe '301 in Spalte 8,
Zeilen 58–68). Der
Nachteil dieser Patente ist, dass die Blätter nicht im selben Ausmaß wie die
Blätter
der vorliegenden Erfindung durch Thermoformverfahren verarbeitet
werden können.
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Gavin et al offenbaren in US-A-4,413,089,
dass die Einheitlichkeit der Farbe ein Ziel ist. Eisenoxidpigmente
mit einer Korngröße von zehn
Mikrons oder weniger werden einheitlich in einem Sirup aus MMA/PMMA verteilt.
Der Sirup wird dann ausgehärtet.
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Vor kurzem haben Minghetti et al.
in US-A-5,521,243 eine Zusammensetzung zur Herstellung von thermoformbaren
Blättern
offenbart. Ein "Reference
point one-half inch sheet" ist
offenbart, mit einem minimalen Biegeradius von weniger als drei
Inch. Wie dem auch sei, die Zusammensetzung ist beschränkt in dem Hinblick,
dass, wenn die Menge an Vernetzungsmittel "x" 0,5
pph oder mehr beträgt,
die Menge an Kettenterminator nicht geringer als 0,58x – 0,28 pph
beträgt.
Im Gegensatz dazu bezieht sich die Zusammensetzung der vorliegenden
Erfindung auf ein thermoformbares Blatt, wobei die Zusammensetzung
derart ausgestaltet ist, dass die Menge an Kettenterminator geringer als
0,58x – 0,28
pph ist. Die Zusammensetzung und also die daraus hergestellten Blätter haben
das unerwartete Merkmal, dass sie fast gleiche Eigenschaften aufweisen, wie
die Zusammensetzungen aus dem Patent '243, aber dass ein Verhältnis von
Vernetzer zu Kettenterminator eingesetzt werden kann, welches in
der Erfindung '243
für nicht
möglich
gehalten wurde. Der Unterschied ist die Zugabe mindestens eines
Weichmachers zu der Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung zuschreibbar.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1A ist
eine mehr oder weniger hypothetische Illustrierung des Biegevorgangs
eines Blattes des Standes der Technik mit einer Dicke von einem
halben Inch, in einem gegenwärtig
kommerziallisiertem Produkt "Corian" (von DuPont).
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1B ist
eine ähnliche
Illustration, die die Biegung eines Blattes der vorliegenden Erfindung
mit einer Dicke von einem halben Inch zeigt.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft
Zusammensetzungen, thermoformbare Blätter und daraus hergestellte
thermogeformte Artikel. So wie sie hier verwendet werden, bedeuten
die Abkürzungen
MMA und PMMA, dass eine Mischung gemeint ist, umfassend hauptsächlich Methylmethacrylatmonomer
bzw. Polymethylmethacrylatpolymer. Andere Comonomere oder Copolymere,
wie Butylacrylat, Ethylacrylat, können vorliegen in Gesamtmengen
von bis zu zwanzig Prozent des polymerisierbaren Anteils der Zusammensetzung.
Das Gewichtsmittel des Molekulargewichts des PMMA ist typischerweise
30.000 bis 600.000 und dieses weist nur wenige oder keine vernetzte
Polymerketten auf, um die Löslichkeit
in MMA beizubehalten. Das MMA umfasst typischerweise mindestens
60 bis 80% Monomer, darin gelöst
20 bis 40% Polymer. Wie dem auch sei, der Monomergehalt kann 90% übersteigen.
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Die Blätter können unter Wärmeeinwirkung
mit relativ scharten Winkeln gebogen werden und sie können zu
geformten Artikeln durch Thermoformung geformt werden, ohne dass
die einheitliche Erscheinung und die Eigenschaften der Oberfläche verloren
gehen. Die Blätter
zeigen nur geringe, tolerierbare Farbveränderungen, betrachtet über das gesamte
fertig gestellte Teil, entweder geringer als Delta E = 2,0, bestimmt
durch Cielab, oder zumindest nicht einfach durch das menschliche
Auge zu erkennen. Die Thermoformungstemperatur ist gering genug,
um einen signifikanten Verlust an Wasser aus dem ATH-Füllstoff
während
der Thermoformung zu vermeiden, was häufig der Fall ist mit anderen
thermoplastischen Materialien. Die Blätter werden einen Flame-Spread-Index, bestimmt durch
das Testverfahren ASTM E-84-Tunneltest, von weniger als 75 aufweisen
und einen Smoke-Index von 350 oder weniger. Die Blätter werden
auch relativ gleiche Schlagwiderstandsfähigkeit aufweisen, gemessen
durch das Fallgewichtverfahren, wenn von der Oberseite und von der Unterseite
gemessen wird.
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Die vorliegende Erfindung stellt
eine Stabilität
der Suspension von Aluminiumtrihydrat in einem Sirup aus MMA, darin
gelöst
PMMA, wie folgt zur Verfügung
(bezogen auf das Gewicht):
- (a) Gehalt an PMMA,
gelöst
in MMA: 0–30
Gew.-%, vorzugsweise 10–25
Gew.-%;
- (b) ATH in der Gesamtzusammensetzung: 20–60 Gew.-%, vorzugsweise 25–40 Gew.-%;
- (c) Thixotropiemittel (vorzugsweise Fumed Silica) in der Monomer/Sirupfraktion:
0,10–3,5
Gew.-% oder soviel wie notwendig, um eine Viskosität von 1.000–10.000
cps (vorzugsweise 2.000–5.000
cps) nach dem Mischen zu erhalten, bestimmt durch ein Brookfield-Viscometer,
Modell RVTDV-11, Spindel-Nr. 2, 10 U/min;
- (d) Vernetzungsmittel, Gew.-%, bezogen auf den Gesamtmonomergehalt:
mehr als 0,5 bis zu 1,0 Gew.-% für
Ethylenglycoldimethacrylat, Äquivalentmenge
für andere
Vernetzungsmittel, vorzugsweise 0,5 bis 1,0 Gew.-%;
- (e) Kettentransfermittel, Gew.-%, bezogen auf den Gesamtmonomergehalt,
bis zu 0,58x – 0,28,
wobei x die Menge an Vernetzungsmittel in pph ist, bezogen auf Ethylenglycoldimethacrylatäquivalente,
und wobei die Menge basiert auf n-Dodecylmercaptan (andere Mittel können im
Hinblick auf den exakten Gehalt leicht variieren, um Resultate zu
ergeben, die zu n-Dodecylmercapto äquivalent sind);
- (f) etwa 0,1 bis etwa 0,8 phr (parts per hundred der Harzzusammensetzung)
mindestens eines Weichmachers.
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Wie oben gezeigt, wird die Konzentration
an Vernetzungsmittel und Kettentransfermittel leicht variieren,
in Abhängigkeit
von den ausgewählten
Mitteln. Eine Möglichkeit,
die Effekte von Transfermitteln zu vergleichen, ist es, MMA in der
Gegenwart besagter Mittel und in der Abwesenheit von Vernetzern
zu polymensieren. Die MWw und MWn sollten ähnlich sein den jeweiligen
Werten, erhalten mit n-Dodecylmercaptan. Zusätzlich zu den obengenannten
können
weitere Bestandteile vorliegen, wie Farbstoffe, Pigmente und Polymerisationsinitiatoren.
Diese zusätzlichen
Bestandteile sind in der Technik gut bekannt.
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Die Partikel in der vorliegenden
Erfindung werden im endgültigen
Produkt nicht mehr voneinander unterscheidbar sein. Die meisten
synthetischen Granitmaterialien enthalten sichtlich voneinander
unterscheidbare Partikel unterschiedlicher Zusammensetzung und unterschiedlicher
Färbung,
mit einem Größenbereich
von 150 bis 500 Mikron. Das heißt,
sie passen durch ein Sieb mit Öffnungen
von 500 Mikron, aber sie werden auf einem Sieb mit Öffnungen
von weniger als 150 Mikron zurückgehalten.
Wie dem auch sei, größere Partikel werden
auch in der Technik eingesetzt. In der vorliegenden Erfindung kann
die Verwendung von größeren Partikeln,
die gleichmäßige Verteilung
besagter Partikel inhibieren. Im Zusammenhang mit der vorliegenden
Erfindung wird der Hauptanteil der Partikel eine Größe von weniger
als etwa 90 Mikron aufweisen, und bevorzugt, weisen sie hauptsächlich eine
Größe von weniger
als etwa 60 Mikron auf. Die Partikelzusammensetzung ist vorzugsweise
ATH, aber es können
irgendwelche Zusammensetzungen mit ähnlichen Eigenschaften eingesetzt
werden, insbesondere mit den flammverzögernden Eigenschaften von ATH.
Der Anteil sollte 25 bis 50 Gewichtsprozent ausmachen.
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Das feste Oberflächenmaterial der vorliegenden
Erfindung wird typischerweise eine etwas glänzende Erscheinung aufweisen,
die der Acryloberfläche
zuschreibbar ist. Die Partikel werden nicht voneinander unterscheidbar
sein, wie bei simulierten Granitoberflächen, und die Erscheinung kann
beschrieben werden als im Wesentlichen feinkörnig.
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Irgendeine Anzahl an Vernetzungsmitteln,
difunktional oder trifunktional, kann verwendet werden. Beispiele
umfassen die Folgenden, sind aber nicht darauf beschränkt: Ethylenglycoldimethacrylat,
Propylendimethacrylat, Polyethylenglycoldimethacrylat, Divinylbenzol,
Diallylphthalat, 1,3-Butandiolmethacrylat, 1,4-Butanethylenglycoldimethacrylat,
Neopentylglycoldimethacrylat, Trimethacrylat, Triallylcyanurat,
Pentaerythritoltetramethacrylat, Allylmethacrylat, Hydroxypropylmethacrylat
und Hydroxyethylmethacrylat. Vorzugsweise wird Ethylenglycoldimethacrylat
verwendet. Vorzugsweise wird die Menge an Vernetzungsmittel mindestens
0,01% bis etwa 10% betragen.
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Kettenabbrecher oder Kettentransfermittelumfassen,
sind aber nicht darauf beschränkt,
die Folgenden: Octylmercaptan, Isododecylmercaptan, Thiurame, Dithiocarbarumate,
Dipentendimercaptan, 2-Mercaptoethanol, Allylmercaptoacetate, Ethylenglycoldimercaptoacetat,
Trimethyloethantrithioglycolat und Pentaerythritoltetrathioglycolat.
In der vorliegenden Erfindung dient der Kettenabbrecher zur Regulierung
der Länge
der Polymerkette und also um eine geeignete Polymermatrix für Thermoformungsverfahren
zu erhalten. Vorzugsweise wird die Menge an verwendetem Kettentransfermittel
mindestens 0,01% n-Dodecylmercaptan sein.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht
auf eine bestimmte Klasse an Weichmachern beschränkt, mit der Maßgabe, dass
der eingesetzte Weichmacher mit einem MMA/PMMA-Sirup verträglich ist. Irgendwelche verträglichen
Weichmacher, in der Technik bekannt, können in der vorliegenden Erfindung
eingesetzt werden. Die Weichmacher, umfasst in der vorliegenden
Erfindung, werden das Merkmal aufweisen, dass sie die Formbeständigkeitstemperatur
(ASTM D-648) der Basisformulierung absenken werden. Die ausgewählten Weichmacher
können
entweder monomer oder polymer sein. Monomere Weichmacher umfassen
Phthalate, Epoxyverbindungen, Adipate, Azelate, Trimellitate, Glutarate
und Citratester. Diese Weichmacher werden üblicherweise aufgrund ihrer
geringen Kosten und ihrer Eignung bei typischen Anwendungen eingesetzt.
Polymere Weichmacher bestehen im Allgemeinen aus Polyestern von
dibasischen Fettsäuren
und polyfunktionellen Alkoholen. Ausführliche Listen an MMA/PMMA-verträglichen
Weichmachern sind in der Technik bekannt. Flüssige Flammverzögerer, enthaltend
P, Cl, Br und Ähnliche
sind ebenfalls in der Technik bekannt als Weichmacher für polymere
Zusammensetzungen und sie sind daher auch im Umfang der vorliegenden
Erfindung mit umfasst. Mindestens ein Weichmacher wird in einer
Menge von etwa 0,1 bis etwa 8 phr zugegeben. Vorzugsweise ist die
Menge etwa 2 bis etwa 8 phr.
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Konventionelle Verdickungsmittel,
ebenso wie Thixotropiemittel sind insbesondere in der vorliegenden Erfindung
geeignet. Von ihnen wird angenommen, dass sie die innewohnende Tendenz
der Partikel stationär in
der Matrixsuspension zu verbleiben, vergrößern. Insbesondere bevorzugt
wird Fumed Silica verwendet. Der Ausdruck Fumed Silica soll ein
Produkt benennen, geformt durch die Hydrolyse von Siliciumtetrachlonddampf in
einer Flamme aus Wasserstoff und Sauerstoff, um feste Partikel in
einem Größenbereich
von etwa sieben bis 30 Millimikron zu formen. Unterschiedliche kommerzielle
Arten von Fumed Silica sind erhältlich.
Der Hauptteil der Experimente der vorliegenden Erfindung wurde mit
CAB-O-Sil M5 ausgeführt,
was eine Oberfläche
von 200 Quadratmeter aufweist. Wie dem auch sei, die vorliegende
Erfindung ist nicht auf irgendeinen bestimmten Typ beschränkt.
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Die Oberfläche von Fumed Silica ist hydrophil
aufgrund des Vorliegens von vielen Hydroxylgruppen. Absorbierte
Feuchtigkeit im Silica oder in anderen Komponenten hat einen großen Effekt
im Hinblick auf die endgültige
Viskosität
der Suspension und solche Feuchtigkeit verringert üblicherweise
die Viskosität.
Dieser Effekt kann auch mit anderen Substanzen erreicht werden,
die mehr oder weniger dazu fähig
sind, Wasserstoffbindungen auszubilden.
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Wird Fumed Silica und/oder ATH getrocknet,
um die absorbierte Feuchtigkeit zu eliminieren, so wird die endgültige Viskosität der Suspension
höher sein.
Wie dem auch sei, Trocknen von ATH bei oberhalb von 93,3°C (200°F) kann die
Eignung als Flammverzögerungsmittel
behindern, durch Austreiben des Wassergehalts.
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In unseren bevorzugten Zusammensetzungen
wird die Menge an Fumed Silica so ausgewählt, dass eine bevorzugte Viskosität erhalten
wird, unabhängig
von irgendwelchen Variationen im Hinblick auf andere Bestandteile.
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Das bevorzugte Verfahren zum Erhalt
einer erwünschten
Viskosität
ist wie folgt:
- (A) Mischen aller Bestandteile
(MMA, PMMA, ATH, Pigmente, andere Additive, Katalysatoren, Kettentransfermittel,
Vernetzungsmittel und Weichmacher) der Formulierung, mit der Ausnahme
von Fumed Silica, und Messen der Viskosität, wie unten angegeben. Falls
notwendig kann der Gehalt an MMA (Monomer) des Sirups eingestellt
werden, um eine Viskosität
von 800 bis 1.500 Centipoise zu erhalten.
- (B) Wiedefiolen des Schritts A, einschließlich der Zugabe der Menge
an Fumed Silica, und Messen der Viskosität.
- (C) Wiederholen des Schritts B, um die Viskosität auf einen
Level zwischen 1.000 und 10.000 Centipoise, vorzugsweise zwischen
2.000 und 5.000 Centipoise zu bringen.
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US-A-3,371,383 von Hellsund und US-A-3,376,371
von Opel sind hier durch Verweis vollständig mitumschlossen, da diese
Druckschriften unser bevorzugtes Verfahren für die Formung von Blattmaterialien bzw.
kontinuierliche Gießverfahren
offenbaren. Während
die Formung von Blättern
zwischen zwei sich bewegenden kontinuierlichen Stahlgürteln, das
bevorzugte Verfahren ist, ist es wichtig zu erkennen, dass solche Maschinen
notwendigerweise Vibrationen zeigen und Mikroanpassungseinstellungen
vorgenommen werden müssen,
was wiederum zu einem fast nicht vermeidbaren Aufeinanderstoßen der
Partikel im Sirup führt.
Die Konzentrationen an Vernetzer, Kettenabbrecher, Fumed Silica
und PMMA-Präpolymer
sind ein Faktor im Hinblick auf die Stabilisierung von ATH und/oder
anderen Feststoffen, was zu einer gleichmäßig verteilten feinkörnigen Erscheinung
führt.
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Detaillierte
Beschreibung der Erfindung
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Unter Verweis auf 1A kann ausgeführt werden, dass dort der vorgeschlagene
minimale Biegeradius von 7,62 cm (3 Inch) für ein flaches Blatt des Standes
der Technik mit einer Dicke von 1,27 cm (ein halbes Inch) illustriert
ist, als Radius der Biegung der Innenkurve, vom vertikalen Extensionspunkt
A zum horizontalen Extensionspunkt B (DuPont "Corian" Technical Bulletin CTDC-110, Oktober,
1987). Unter Einsatz der einfachen Formel C = ΠD würde der Umfang eines hypothetischen
Kreises von drei Inch 47,88 cm (18,8496 Inch) betragen und der Viertelkreis
AB würde
11,97 cm (4,7124 Inch) messen. Der Einsatz dieser Formel auf die
Außenkurve
für ein
Blatt mit einer Dicke von 1,27 cm (0,5 Inch), d. h., unter Einsatz
eines Radius von 3,5, ergibt einen Viertelkreis von 5,4953, einen
Unterschied zur Innenkrümmung
von 16,6%. Solch eine Störung
wird dazu neigen, einen Fluss von erwärmten Bestandteilen hervorzurufen,
von der zusammengedrückten
Innenkurve in Richtung auf die expandierte Außenkurve, und längsweise
in Richtung auf die Punkte A und B, ausgehend von dem gekrümmten Teil.
Solch ein Fluss von Bestandteilen zeigt die Tendenz, eine Störung der
visuellen oder dekorativen Muster hervorzurufen und in Übereinstimmung
damit hat der Stand der Technik solche Störungen des Materials minimiert
durch Einsatz von relativ großen
Radien für
die Krümmung,
z. B. 3 Inch.
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1B illustriert
die erreichbare Krümmung
eines Blattes der vorliegenden Erfindung, wobei der Radius der Kurve
0,5 Inch beträgt,
verglichen mit den drei Inch der Sektion der 1A. In diesem Fall ist der theoretische
Umfang der Außenkurve
CD 100% größer als
der der Innenkurve. Es ist einfach nachzuvollziehen, dass durch
die Ermöglichung
einer derartigen Formungseignung die vorliegende Erfindung eine
stärkere
Materialersetzung erreicht, in einem relativ geringen Volumen. Die
relativ betrachtet stärkere
Ersetzung von Material bedeutet ein größeres Potenzial im Hinblick
auf die Störung
des ästhetischen
Musters, aber wir vermeiden oder neutralisieren eine derartige Störung und
erreichen so eine Kontinuität
der Muster, die bislang nicht unter den Bedingungen der Thermoformung
erreichbar war.
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Ein Test wurde vorgesehen, um die
Thermoformbarkeit zu evaluieren, was ein primäres Ziel der vorliegenden Erfindung
ist. Der Test besteht aus dem Festschrauben eines flachen Teststückes einer
Fläche
von 4 7/8 Inch mit einer erwünschten
Dicke auf eine Stahlplatte, in welche ein Loch mit einem Durchmesser
von 7,62 cm (3 Inch) gebohrt worden war. Anschließend wurde
ein polierter Stab (plunger) aus rostfreiem Stahl mit einem Radius
von einem halben Inch mit einer Geschwindigkeit von fünf Inch
pro Minute abgesenkt, ohne Berücksichtigung
des Widerstandes. Der Apparat und die Probe werden vor dem Test
auf die erwünschte
Temperatur erwärmt.
Mit der Bewegung des Stahles erzeugt die Lastzelle ein Signal, das
die Widerstandsmenge in Pfund angibt, das aufgenommen werden kann.
Zu dem Zeitpunkt, an dem Probenstück zerreißt, wird der Stab angehalten
und die zurückgelegte
Strecke wird gemessen. Mittelwerte von Tests für vier Teststücke jeder Probe
sollten aufgenommen werden. Dieser Test kann hier TP-0085 genannt
werden.
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Die Erfindung wird weiter durch die
folgenden Beispiele illustriert, die die Erfindung nicht beschränken.
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Referenzbeispiel 1
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Blattproben mit einer Dicke von 1,27
cm (0,500") wurden
hergestellt, wie in Beispiel 3 der US-A-5,521,243 beschrieben, ausgehend
von einer Basisformulierung, bestehend aus:
| | Gew.-% |
| ATH
(Solem OE-431) | 40 |
| MMA/PMMA
(20%) Sirup | 59,75 |
| BYK
1142 | 0,25 |
| n-Dodecylmercaptan | 0,119
phr |
| Ethylenglycoldimethacrylat | 0,135
phr |
| Katalysatoren | Nach
Bedarf |
| Pigmente | Nach
Bedarf |
| andere
Additive | Nach
Bedarf |
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Die Proben wurden zwischen zwei Gießplatten
gegossen, hergestellt aus rostfreiem Stahl, um Blätter einer
Abmessung von 30,48 cm × 30,48
cm (12" × 12") zu ergeben mit
einer Dicke von 1,27 cm (0,500")
nach Härtung.
Härtung
wurde erreicht durch Eintauchen der Vorrichtung aus rostfreien Stahlplatten
in einen Wassertank, gehalten bei 82,2°C (180°F) für eine Stunde und anschließendes Einbringen
in einen Luftzirkulierungsofen, gehalten 121,1°C (250°F) für eine Stunde. Dies wurde durchgeführt, um
im Labor hergestellte Formulierungen zu evaluieren, in welchen Variationen
im Hinblick auf die Menge an Kettentransfermittel (n-Dodecylmercaptan)
und Vernetzungsmittel (Ethylenglycoldimethacrylat) durchgeführt wurden.
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Proben 1A, 1B und 1C wurden aus der
obengenannten Formulierung hergestellt, mit Epoxol 9.5 (epoxydiertes
Leinöl,
hergestellt von ACS, Inc.), das wie in der unten angegebenen Tabelle
zugegeben wurde.
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Proben 1G und 1H enthielten 2 bzw.
4 phr Fyrol RDP, ein Flammverzögerungsadditiv,
enthaltend Phosphor und verkauft durch AKZO. Die Proben wurden durch
das Thermoformungstestverfahren TP-0085 getestet, 40 Minuten bei
171,1°C
(340°F).
Die Details der Zusammensetzungen und Resultate sind unten angegeben:
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Beispiele 1A, 1B und 1C zeigten einen
höheren
Grad an Streckung des Blatts bei einer geringeren Kraft.
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In Beispielen 1G und 1H wurde ein
kommerzielles Flammverzögerungsmittel
den Formulierungen zugegeben, was zeigt, wie die Thermoformungsparameter
modifiziert werden können,
da die zugegeben Flammverzögerungsadditive
als Weichmacher angesehen werden können.
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Epoxol 9,5 ist ein epoxydiertes Leinöl, verkauft
durch Swift Chemical Company. Fyrol RDP ist ein bis-Phosphatester,
enthaltend 11% Phosphor und dieser wird durch AKZO verkauft.
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Beispiel 2
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Ein Sirup wurde hergestellt durch
die teilweise Polymerisation von MMA, um eine Viskosität von 3 Poise
zu erhalten und einen PMMA-Gehalt von etwa 20 Gew.-%. Butylacrylat,
Cab-O-Sil M5, Aluminiumtrihydrat (ATH) wurden dem Sirup unter Rühren zugegeben.
Ihre jeweiligen Anteile sind unten angegeben, zusammen mit den Chemikalien,
notwendig zum Erhalt einer vollständigen Polymerisation und einer
guten Freisetzung von den Gießplatten:
| | Gew.-% |
| 1–3 Sirup
(20% PMMA) | 57,20 |
| Butylacrylat | 2,00 |
| Cab-O-Sil
M5 | 0,53 |
| ATH | 39,92 |
| Benetzmittel | 0,35 |
| Pigmentpaste | Nach
Bedarf |
| Formfreisetzungsmittel | Nach
Bedarf |
| Katalysatoren | Nach
Bedarf |
| Kettentransfermittel | Siehe
Tabelle A |
| Vernetzer | Siehe
Tabelle A |
| Weichmacher | Siehe
Tabelle A |
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Die Mischung der Bestandteile wurde
gehandhabt und polymerisiert, wie in Beispiel 1 beschrieben.
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Tabelle A zeigt die verwendeten Kombinationen
an Kettentransfermittel, Vernetzer und Weichmacher und die Testresultate:
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Die Daten der Tabelle A zeigen, dass
eine bestimmte Menge an Weichmacher die Kraft reduziert, die für Thermoformung
notwendig ist, siehe Ibs Kraft beim Test für PL-1 und PL-4, verglichen
mit PL-0 und PL-2, 250 bzw. 206 Ibs gegenüber 301 bzw. 258 Ibs. PL-0
und PL-2 sind Zusammensetzungen, die außerhalb der Region liegen,
beansprucht in US-A-5,521,243. Wird ein Weichmacher zugegeben, so
verändert
sich die Leistung des Blattes und das Blatt wird ein Kandidat für Thermoformung,
da eine geringere Kraft notwendig ist, um die Form zu verändem und
akzeptable Details im geformten Blatt zu erhalten.
