材料组合物制造技术

一种材料组合物，它一方面包含微粒材料，另一方面包含作为材料粒子上的涂层提供的粘结剂。粘结剂具有至少两种固相（１３，１４），其中一种较硬相（１４）在构型上稳定，而较软相（１３）呈塑性并可轻易地在低于粘结剂熔点的温度变形。生产上述材料的方法包括将粘结剂包含的至少两种组分熔融并混合，随后在冷却的同时进行捏合的步骤。该材料组合物可用于，例如，作为玩具材料、教育材料，用于雕塑或原型或作为造景材料。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及材料组合物，它一方面包含微粒或粒状材料，另一方面本专利技术还涉及生^包含微粒i粒状:料和在室温呈固态、具有至少 两种组分的粘结剂的材料组合物的方法，其中将粘结剂中所含的组分加 热至高于其各自的熔点并进行混合。本专利技术还涉及材料组合物的应用。最后，本专利技术涉及用于材料组合物的粘结剂，该粘结剂包含至少两 种组分。
技术介绍
用于生产塑像(figure)或雕塑的不同类型造型黏土等在技术上早就 公知， 一方面用于艺术领域，另一方面则作为儿童玩具或教育材料。这 些黏土样材料中许多存在的固有问题是，它们发粘和油腻，在许多情况 下，要求预加工以便赋予该材料要求程度的可造型性。遗憾的是，这些 黏土在使用 一段时间以后会变得过分软，以致在粘滞性增加的同时丧失 其形状。另一个此类型黏土样材料的固有缺点是，它们无法硬化，以致 无法将它们用于建造，例如，模型铁路的景观或作为水族馆之类中的装 饰。近年来，发展出略微不同类型的材料，呈砂组合物形式，具有好比 湿砂似的可造型性。此类型材料的许多代表性例子公开在美国专利 5，7U,795和WO 98/41408中。这些材料不具有如同传统造型黏土那样 的真实勒土感，但组合物的颗粒感却十分明显，即，材料中所含的砂的 粒状结构清晰可见。砂或砂样材料中所含的颗粒被涂上了 一层粘结剂， 以便在生产例如雕塑时当颗粒彼此相抵受压时它们将保持在一起。颗粒 与颗粒之间的间隙不必要全部充填粘结剂，只要颗粒彼此粘附在一起就 够了。塑造成不同形状之前，材料可以非常好地自由流动，正如在，例 如，美国专利5,711,795中公开的。自由流动的材料必须预先压在一起 形成不破的、塑性体，然后才能由它生产，例如，雕塑。这是一大缺点。此类较新的组合物中的粘结剂是一种蜡或蜡样材料，例如，蜂蜡。 遗憾的是，此种粘结剂存在诸多缺点。 一个缺点是，随着温度的升高表 现出逐渐变软的倾向。在此种情况下，它还将变得发粘。这样一种温度 的升高，正如当材料在手中揉捏时通常发生的，意味着材料将进一步变 粘，并且随后它将难以保持其原有形状。当温度变得过高时，例如，如 果成品塑像或雕塑被聚光灯照射时，它们就无法总是保持其形状，而是 表现出 一起坍塌或下沉的倾向。与此同时，蜡在较低温度会相当硬，而为了达到可心的可造型性， 必须首先将材料加工或揉捏一会儿。这可能很累人并挑战耐心，如果砂 材料要给年幼儿童用的话。另一个缺点是，蜡常常给人以油腻或发粘 感，况且4巴衣服和环境弄脏的危险也不能小看。问题的4是出因此，技术上需要一种材料组合物，它柔软性适中，便于直接使用 并在整个使用期限内维持大致相同柔软性，但又能顺利地硬化以保持所 获得的形状。另外，该材料还应适于儿童操作。解决方案本专利技术的目的将在以下条件下达到，即，如果在引言中公开的材料组合物具有以下特征粘结剂具有至少两种固相， 一个较硬相在构型上稳定，以及较软相，呈塑性并可轻易地在低于粘结剂熔点的温度变形。 就生产方法而言，本专利技术目的将在以下条件下达到，即，如杲该方法具有以下特征粘结剂组合物在冷却期间进行捏合，其中形成塑性并 可轻易地在低于粘结剂熔点的温度变形的较软固相。本专利技术的应用的特征在于，该材料组合物是权利要求1-6中任何一 项的组合物，并被用作玩具材料、教育材料、造景助剂、雕塑、原型、 博物馆内部设计或水族馆装饰用材料、工业设计或防水层用材料，在该 情况下砂材料组合物被成形为要求的形状。最后，本专利技术就粘结剂而言的目的将在以下条件下达到，即，如果 粘结剂具有以下特征它具有至少两种固相，较硬相在构型上稳定，较 软相呈塑性并且可轻易地在低于粘结剂熔点的温度变形。附图简述下面，将结合附图更详细地描述本专利技术。在附图中附图说明图1是表示生产过程的方框图；以及图2是材料的硬度在两个不同固相中随温度而变化的示意图。 优选实施方案叙述一般地，本专利技术材料组合物包括至少一种粘结剂和一种微粒或粒状 材料。就此类材料组合物而言，重要的是获得某种粒度感并且在组合物 中不过多地加入粘结剂。粘结剂的数量介于成品材料组合物的1体积 %-15体积％的数量级。优选的是，粘结剂浓度介于2-10体积％。材料中所含的微粒或粒状材料的粒度很重要，因为它是为获得所要 求的操作性能而在颗粒上吸收适当数量粘结剂的一部分控制手段。如果 颗粒过大，则在其表面上的粘结剂吸收量将不足以让颗粒保持在一起和 起到模型和塑像的构筑材料的作用，因为大颗粒或粒子彼此的接触点过 少。如果颗粒太小，则它们的总表面面积将过大，粘结剂将无法包覆颗 粒，这样一来的结果将是，成品组合物将趋于扬尘，因为未被包覆的颗 粒在材料组合物一经捏合便会飞扬。可能想到增加粘结剂的供应量来补 偿这一点，但这样的增加常常导致材料具有不可心的均一性，因为部分 砂粒将被完全包围在粘结剂物料中，于是其粒状结构将受到抑制或消 失。鉴于本专利技术的目的是每个颗粒或粒子将表现出，如果可能，完全包 覆的粘结剂层，因此颗粒的粒度和自然密度具有关键的重要性，至少以 配方以wt。/。计算为条件。正因为如此，下表中既给出"wt%"，也给出 "体积％"。如果粒子在恒定粒度条件下的自然密度高，例如，砂，则它们将具 有200-350 cm2/g的单位重量的表面面积；如果自然密度为中等高，正 如在陶瓷轻质粒子中，则对应数值将近似为1,000 cm2/g;而轻质粒子(聚 合物轻质粒子)，它将处于60,000 cm"g的数量级。实际试验证明，有可 能毫无困难地用本专利技术的粘结剂组合物以至少高达1,000的表面-重量比 获得表面包覆粒子，然而，已证明如果表面-重量比为60,000 cm;g的数 量级的话则不可能。因此，在粒子的恒定自然密度下，粒度也有影响，因为小粒子具有 较大相对于重量的表面(面积)。因此，必须将此种效应叠加在密度的效应上。试验证明，当以砂作为微粒材料时，平均粒度介于0.02-0.5 mm 可以被操作，优选介于0.05-0.15 mm。作为微粒材料，可使用砂或其它砂样材料，但也包括研磨大理石、 聚合物颗粒或球，飞尘、塑料微球、中空以便达到较低材料重量的陶瓷 或玻璃。另外，几种不同类型砂或砂样材料的混合物也可使用。材料还 必须耐受生产过程期间达到的温度，即，至少60-120。C。该材料组合物旨在，在许多情况中，由儿童操作，尽管成人也可能 非常喜欢此种材料。因此，该材料组合物不应有毒，不论一般操作抑或 当少量吞下或者儿童在操作完该材料组合物后舔自己的手指时。另外， 该材料应具有可容忍的气味，以致和材料组合物打交道的抑或周围的人 都不觉得此种操作不愉快或令人憎恶，不论在操作期间还是以后。材料组合物还应具有很好地均衡的粘性，以便很简单地将材料捏在 一起以形成塑像和/或雕塑。再者，它还应在操作的温度，即， 一般在约 20°C的室温，具有适中的柔软程度。其柔软程度应使材料能够被儿童使 用，尽管它们的捏紧力气有限。该材料还应当能够被立即使用，而不需 任何要求耐心的预备揉捏或捏合。该材料也不应在经过一段时间操作后 性质有变化，因为它在典型情况下将因使用者手的温度而变暖。揉捏该下所生产的塑像和雕塑。材料的柔软度应恒定以便在长时间内温度的略 微升高(一种在现有技术中可能有时导致成品雕塑坍塌或收缩的特征) 不致使它显本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种材料组合物，它一方面包含微粒或粒状材料，另一方面包含作为材料的颗粒或粒子上的涂层提供的粘结剂，其特征在于，粘结剂具有至少两种固相（１３，１４），其中一种较硬相（１４）在构型上稳定，而较软相（１３）呈塑性并可轻易地在低于粘结剂熔点（１６）的温度变形。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：J莫德尔，S图雷森，
申请(专利权)人：拉姆拉特有限公司，
类型：发明
国别省市：MT[马耳他]