199163. lajstromszámú szabadalom • Formálható kompozíciók
199163 A találmány pépes (tésztaszerü) konzisztenciájú, fröccsöntéssel, sajtolással, kalanderezéssel vagy extrudálással nagy hajlítószilárdságú idomtestekké formálható kompozíciókra vonatkozik, amelyek homogén keverék formájában. a) legalább egy vízben oldhatatlan és vízzel lényegében nem reagáló, 0,1—2000 mikron közepes szemcseméretű szemcsés anyagot, éspedig szilíciumtartalmú szervetlen anyagot, szervetlen o.xidot, szervetlen karbidot, szervetlen karbonátot, fémet és/vagy alkén-halogenid polimert, b) legalább egy vízben oldható vagy vízben diszpergálható szerves polimert, éspedig hidrolizált poli-vinil-acetátot, poli-akrilsavat, poli-akril-amidot, hidroxi-propil-metíl-cellulózt és/vagy poli-etilén-oxidot, c) vizet, és d) a polimerrel reagálni képes és a polimert vízben oldhatatlan anyaggá alakító adalékanyagot (a továbbiakban: inszolubilizáló anyagot) tartalmaznak. A találmány szerinti kompozíciókat az jellemzi, hogy az a), b) és c) komponenst a kompozíció térfogatára vonatkoztatva 40—90 térfogat%, 2— 25 térfogat%, illetve legföljebb 30 térfogat% mennyiségben tartalmazzák. A 3 057 811 sz. amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás olyan kompozíciókat ismertet, amelyek vízben oldhatatlan szemcsés anyagot (jellemzően agyagásványt vagy titán-dioxidot), vízben oldható polimert (pontosabban vízben oldható anionos ragasztóanyagot, jellemzően vinil-acetát — etil-akrilát kopolimert), inszolubilizáló adalékanyagot (jellemzően többvegyértékű fémsót) és vizet tartalmaznak. Az ott ismertetett kompozíciók azonban — a találmány szerinti kompozíciókkal ellentétben — folyadékok, amiket bevonásra (elsősorban papíráruk pigmentálására) használnak fel. Az ismert kompozíciók szilárdanyag-fartalma 50 tömeg% körüli érték, amr— figyelembe véve, hogy a szemcsés szilárd anyag sűrűsége többszöröse a víz sűrűségének — 20 térfogat% körüli szilárdanyag-tartalomnak felel meg. Ezek a kompozíciók gumi- és műanyagipari gépeken nem dolgozhatók fel, és a kompozíciókból nem képezhetők önhordó idomtestek. A 4 059 551 sz. amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás szintén olyan kompozíciókat ismertet, amelyek vízben oldhatatlan szemcsés anyagot, vízben oldható polimert, inszolubilizáló adalékanyagot és vizet tartalmaznak. Ezekben a kompozíciókban a vízben oldhatatlan töltőanyag részaránya körülbelül 12—22 térfogat%, míg a víz részaránya körülbelül 35—60 térfogat%. A kompozíciók viszonylag hígak, és habarcsanyagokként alkalmazhatók égetett tárgyak (például csempék, kerámialapok) hézagainak kitöltésére. Az ott ismertetett kompozíciók konzisztenciája alkalmatlan ahhoz, hogy a kompozíciók gumi- és műanyagipari gépeken, a jellemző gumi- és műanyagipari műveletek- 2 1 kel (így fröccsöntéssel, sajtolással, kalanderezçssel vagy extrudálással) formálhatóak és idomtestekké alakíthatóak legyenek. A találmány azon a felismerésen alapul, hogy a korábbiakban idézett szabadalmi leírásokban ismertetett kompozíciók alapkomponenseiből a komponensek arányainak megfelelő beállításával olyan pépes (tésztaszerű) konzisztenciájú kompozíciók alakíthatók ki, amelyek gumi- és műanyagipari berendezéseken, a jellemző gumi- és műanyagipari műveletekkel igen egyszerűen idomtestekké alakíthatók, és azokból nagy hajlítószilárdságú, kis porozitású idomtestek állíthatók elő. Ez a felismerésünk rendkívül meglepő, ha figyelembe vesszük, hogy a találmány szerinti kompozíciók igen nagy mennyiségű (40—90 térfogat%; a sürűségarányokat figyelembe véve mintegy 70—99 tömeg%) szemcsés szilárd anyagot és emellett igen csekély mennyiségű polimert és vizet tartalmaznak. Ilyen összetétel esetén arra számíthattunk, hogy ha a kompozíciókból egyáltalán képezhetőek idomtestek, azok — a cementanyagokhoz hasonlóan — ridegek, törékenyek, porlékonyak lesznek. A rendkívül csekély polimer-tartalomra tekintettel arra sem számíthattunk, hogy a kompozíciók gumi- és műanyagipari műveletekkel formálhatóak lesznek. A találmány szerinti kompozíciók előállítása során a komponensek alapos összekeverésével homogén elegyet készítünk. A komponenseket előnyösen nagy nyíróerő alkalmazásával, például nagy nyíróerejű lapátos keverőben keverjük össze. Kívánt esetben, amennyiben a kompozíció állaga lehetővé teszi, az így kapott elegyet nagy nyíróerő alkalmazásával tovább homogenizálhatjuk úgy, hogy az elegyet azonos vagy eltérő kerületi sebességgel forgó hengerpár közötti résen ismételten átbocsátjuk. Kívánt esetben — például a kompozíció viszkozitásának csökkentése és a keverhetőség fokozása céljából — a komponenseket megnövelt hőmérsékleten keverjük össze egymással. A keverés hőmérsékletét és a melegítés idejét azonban úgy kell megválasztanunk, hogy a kompozíció idő előtt ne keményedjen ki, és a kompozícióból ne párologjon el túl nagy mennyiségű víz. A találmány szerinti, pépes konzisztenciájú kompozíciókat a gumi- és műanyagiparban alkalmazott módszerekkel formálhatjuk. Ezekből a kompozíciókból például extrudálással rudakat vagy csöveket készíthetünk, a kompozíciókat megfelelő formába fröccsönthetjük, vagy a kompozíciókból kalanderezéssel lapszerü testeket képezhetünk. Eljárhatunk úgy is, hogy a kompozíciót megfelelő alakú öntősablonba sajtoljuk. Minthogy a találmány szerinti kompozíciók kis mennyiségű vizet tartalmaznak, a kikeményítés (azaz a polimer és az inszolubilizáló adalékanyag reagáltatása) során csekély mennyiségű vizet kell a kompozícióból eltávolítani. 2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
