DE69205493T2

DE69205493T2 - Verfahren zur Herstellung eines Gegenstandes mit dem Aussehen natürlichen Steins durch Giessen einer vernetzbaren Kunststoff enthaltenden Mischung und damit hergestellter Gegenstand.

Info

Publication number: DE69205493T2
Application number: DE69205493T
Authority: DE
Inventors: Jean-Louis Gueret
Original assignee: LOreal SA
Current assignee: LOreal SA
Priority date: 1991-05-27
Filing date: 1992-05-05
Publication date: 1996-06-20
Anticipated expiration: 2012-05-06
Also published as: FR2676957A1; EP0516499B1; JPH0796239B2; CA2068364C; JPH06285886A; EP0516499A1; US5229439A; FR2676957B1; CA2068364A1; ES2078692T3; DE69205493D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Gegenstandes mit dem Aussehen von Naturstein durch Formen einer Zusammensetzung&sub1; die ein wärmehärtbares Harz enthält, sowie einen Gegenstand, der durch dieses Verfahren erhalten wird.
Es ist bereits bekannt, daß man, ausgehend von Mischungen aus einem wärmehärtbaren Harz und Füllmaterialien, Gegenstände mit dem Aussehen von Stein herstellen kann: BE-A 898 289 beschreibt die Herstellung eines Gußstückes aus "Beton-Harz", das weniger als 12 Gew.-% eines wärmehärtbaren Harzes als Bindemittel enthält. Es ist jedoch schwierig, durch Formen von Beton-Harz Gegenstände zu erhalten, die keine Mikroblasen enthalten, zumal Mikroblasen dem Produkt ein unschönes Aussehen verleihen. Es ist möglich, diesen Nachteil zu vermeiden, indem man ausschließlich kugelige Füllmaterialien verwendet, man schränkt so jedoch die verwendbaren Füllmaterialien ein; speziell in diesem Fall kann man keine natürlichen Fasern verwenden. Darüber hinaus sind die erhaltenen Gegenstände vergleichsweise zerbrechlich und es ist schwierig, flache Gegenstände herzustellen.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren, das es ermöglicht, Gegenstände mit dem Aussehen von Naturstein durch Formen von Zusammensetzungen, die ein wärmehärtbares Harz enthalten, herzustellen, ohne die oben erwähnten Nachteile. Darüber hinaus besitzt das Verfahren den Vorteil, Gegenstände mit homogenem Aussehen ohne Marmorierung oder Streifen herstellen zu können.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines Gegenstandes mit dem Aussehen von Naturstein durch Formen einer Zusammensetzung, die wenigstens ein wärmehärtbares Harz und mindestens einen Füllstoff enthält, dadurch gekennzeichnet, daß man einerseits Partikel wenigstens eines wärmehärtbaren Harzes und andererseits höchstens 30 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung wenigstens eines partikelförmigen Füllstoffs, ausgewählt unter Naturfasern, mineralischen Füllstoffen und Mischungen davon, mit maximalen Partikelgrößen (Korngröße) im Bereich von 30 µm bis 4 mm mischt; daß man das Gemisch in eine aufnehmende Form einführt, welche auf eine Temperatur im Bereich von 120 bis 160ºC gebracht wurde; daß man das Gemisch in der aufnehmenden Form mit Hilfe eines erhitzten Stempels, der die aufnehmende Form verschließt, allmählich bei einem Druck komprimiert, der ausreicht, um die Zusammensetzung im gesamten Bereich zwischen Stempel und aufnehmender Form zu vernetzen; daß man das verwendete Harz durch Beibehaltung der Temperatur unter einem Druck aushärten läßt, der ausreicht, um ein Verschließen der Form sicherzustellen; und daß man nach dem Öffnen der Form den auf diese Weise erhaltenen Gegenstand herauslöst.
Vorzugsweise liegt die Temperatur des Stempels und ebenso der aufnehmenden Form im Bereich von 120 bis 160ºC; die Härtungszeit liegt im Bereich von 30 Sekunden bis 3 Minuten; das Eindringen des Stempels in die aufnehmende Form bis zum Verschluß der Form wird bei einem Druck, der schätzungsweise ungefähr bis zu einem Maximalwert im Bereich von 10&sup8; bis 5 x 10&sup9; Pascal geht, innerhalb einer Zeit im Bereich von 3 bis 60 Sekunden durchgeführt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung handelt es sich bei dem verwendeten wärmehärtbaren Harz um ein Phenolharz, beispielsweise um das unter der kommerziellen Bezeichnung "BAKELITE" verkaufte Harz, oder um ein Aminoharz, speziell ein Melamin oder ein Hamstof f-Formaldehyd-Harz. In bekannter Weise können dem wärmehärtbaren Harz, welches verwendet wird, verschiedene Starter oder Katalysatoren beigemischt werden. Das Harz wird vorzugsweise in Form von Körnchen oder Kügelchen mit Abmessungen im Bereich von 0,05 bis 3 Millimeter verwendet. Das verwendete, wärmehärtbare Harz kann gefärbt oder auch nicht gefärbt sein: es kann in Form weißer, farbloser oder gefärbter Partikel (beispielsweise ockerfarben, blau, grau oder beige) eingesetzt werden.
Erfindungsgemäß setzt man vorzugsweise ein einziges wärmehärtbares Harz ein; wenn man gleichzeitig Harze verschiedener Färbung einsetzt, bilden jene, die sich nicht mischen, beim Vernetzen getrennte Flecken, deren Aussehen schwierig zu kontrollieren und zu reproduzieren ist und die sich schlecht in die Entwicklung von Replika von Natursteinen einfügen.
Die erfindungsgemäß eingesetzten Naturfasern werden insbesondere aus einer Gruppe, zu der Zellulosefasern, Lignozellulosefasern ebenso wie Holzfasern (Holzstaub oder Sägespäne) Baumwollfasern, Leinenfasern, Maisfasern, Lianenfasern, Kokosfasern, Bananenfasern oder Korkstaub zählen, ausgewählt; die verwendeten Fasern werden so ausgewählt, daß sie bei der Formungstemperatur stabil sind. Die erfindungsgermäß verwendeten Fasern weisen vorzugsweise einen Durchmesser im Bereich von 0,7 µm bis 300 µm und eine Länge im Bereich von 30 µm bis 4 mm auf. Wenn man ein Füllmaterial mit Fasern unterschiedlicher Abmessungen verwendet, dann weisen die kleineren Fasern vorzugsweise eine Länge im Bereich von 30 jim bis 2 mm und die größeren Fasern eine Länge im Bereich von 2 mm bis 4 mm auf.
Die verwendeten mineralischen Füllstoffe werden vorzugsweise ausgewählt aus einer Gruppe, zu der Calciumcarbonat, Calciumsulfat, Zinkoxid, Zinkcarbonat, Magnesiumoxid, Magnesiumhydroxid, Magnesiumsilicat wie Talcum oder Alumosilicate, wie Glimmer oder Glas in Form von Fasern oder Mikrokugeln zählen. Man verwendet vorzugsweise mineralische Füllstoffe, deren Korngröße im Bereich von etwa 30 µm bis 0,2 mm liegt.
Die Naturfasern oder die mineralischen Füllstoffe können gefärbt oder auch nicht gefärbt sein. Die Färbung der Füllstoffe kann durch Imprägnierung mit einer Lösung eines löslichen Farbstoffs, speziell eines wasserlöslichen Farbstoffs, erreicht werden. Die Färbung der Füllstoffe kann auch durch Zentrifugieren oder Turbinieren zusammen mit einem pulverförmigen Farbstoff oder mit Acryl- oder Vinylfarben der gewünschten Färbung erreicht werden.
Erfindungsgemäß verwendet man vorzugsweise als partikelförmigen Füllstoff wenigstens zwei Bestandteile unterschiedlichen Kornaufbaus oder mit unterschiedlichen Abmessungen; die verwendeten Bestandteile können einheitlich aus Naturfasern bestehen oder einheitlich aus mineralischen Füllstoffen; aber besonders häufig verwendet man eine Mischung aus Bestandteilen, die gleichzeitig mindestens eine Naturfaser und mindestens einen mineralischen Füllstoff enthalten.
Vorteilhafterweise verwendet man drei Bestandteile mit unterschiedlichem Kornaufbau oder Abmessungen. Der Bestandteil mit dem feinsten Kornaufbau ist vorzugsweise ein mineralischer Füllstoff, wohingegen es sich bei den beiden anderen Bestandteilen um Naturfasern handelt. In diesem letzten Fall erhält man beispielsweise, wenn man als Mineralfaser Talcum, gefärbt oder nicht, und als Naturfasern Holzstaub, gefärbt oder nicht, mit einer Größe im Bereich von 200 bis 300 µm und Holzsägespäne, gefärbt oder nicht, mit größeren Abmessungen, ein Formstück, in dem der mineralische Füllstoff einen einfarbigen Hintergrund bildet, der durch den Holzstaub gesprenkelt ist, und dessen Oberfläche durch die Holzsägespäne "belebt" wird.
Im erfindungsgemäßen Verfahren kann man das Mischen der zu formenden Zusammensetzung in allen Mischern, beispielsweise in einem Trommelmischer oder vorzugsweise in einem Schneckenmischer durchführen. Die Mischung wird anschließend in einem Fülltrichter gelagert, wobei die Lagertemperatur nicht auf Raumtemperatur beschränkt ist, da die Härtungsreaktin des wärmehärtbaren Harzes bei dieser Temperatur nicht stattfindet.
Zum Formen gibt man abgemessene Mengen der zu formenden Zusammensetzung in eine auf eine Temperatur im Bereich von 120 bis 160ºC vorgeheizte aufnehmende Form. Man verschließt die aufnehmende Form mit einem auf eine Temperatur im Bereich von bis 160ºC vorgeheizten Stempel. Unter Einwirkung des Stempeis erfährt die Mischung einen zunehmenden Druck, der sich gegen Ende auf einen Wert von 8x10&sup8; Pascal einstellt
Vorzugsweise erhöht man den Druck auf die Form langsam, wobei der Maximaldruck innerhalb einer Zeit im Bereich von 3 bis 60 Sekunden nach Beginn der Verdichtung erreicht wird. Man behält die Druck- und Temperaturbedingungen wie oben angegeben über einen Zeitraum im Bereich von 30 Sekunden bis 3 Minuten bei, abhängig von der Dicke des Formstücks und der Art der verwendeten Formungsmischung.
Der Gegenstand wird anschließend aus der Form herausgelöst und gegebenenfalls entgratet.
Man findet, daß unter den oben angegebenen Bedingungen sich die Partikel des Füllstoffs homogen in der Form verteilen, ohne daß Streifen auftreten und ohne daß Wechselwirkung zwischen der Farbe des verwendeten wärmehärtbaren Harzes und jener der gefärbten Füllstoffpartikel auftritt. Man erhält so einen Gegenstand, der auf seiner Oberfläche ein vollständig homogenes Aussehen aufweist.
Je nachdem, ob man dem Gegenstand ein glänzendes oder mattes Aussehen verleihen will, kann man verschiedene Formen benutzen. Man kann beispielsweise leicht mattierte Formen benutzen, um dem Gegenstand ein leicht mattes Aussehen zu verleihen und so seine Ähnlichkeit mit einem Stein zu verstärken. Wenn man einen glänzenden Gegenstand erhalten will, kann man, bevor man die Form mit der Mischung füllt, einen "Gel-Coat" auf die Innenwände der Form aufbringen.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch ein Formstück mit dem Aussehen von Naturstein, das in geeigneter Weise erhalten wird, indem man das oben beschriebene Verfahren anwendet. Diese Gegenstände sind insbesondere zur Herstellung von Verpackungen oder Zubehör zu Verpackungen für kosmetische Produkte wie Flakons, Stöpsel, Kappen, Kästen und ähnlichem bestimmt.
Zum besseren Verständnis des erf indungsgemäßen Gegenstandes werden nunmehr anhand rein erläuternder aber nicht einschränkender Beispielen mehrere Ausführungsformen beschrieben.

Beispiel 1

Man stellt in einem Schneckenmischer oder in einer Hulse eine Mischung der folgenden Zusammensetzung her:
- weißes Formaldehyd-Farbstof f-Harz in Form eines Granulats mit Partikelabmessungen im Bereich von 0,1 bis 1 mm 1.000 Teile
- naturbeige-farbene Holzsägespäne mit Partikelabmessungen im Bereich von 60 µm 4 Teile
- rose-farbene Holzsägespäne mit Partikelabmessungen von 300 µm 1,7 Teile
- braune Holzsägespäne mit Partikelabmessungen von 300 µm 1,7 Teile
- blaue Holzsägespäne mit Partikelabmessungen von 1 mm 0,5 Teile
Die Sägespäne wurden mittels einer Imprägnierung unter Verwendung eines wasserlöslichen Farbstoffs eingefärbt. Die den Schneckenmischer verlassende Mischung speist einen Fülltrichter.
Man gibt ungefähr 70 g der Mischung in eine aufnehmende Form mit folgenden Charakteristiken:
- mattierte Innenoberfläche,
- Vertiefung von 50x50x22 mm,
- vorgeheizt auf eine Temperatur von 140ºC.
Man gibt auf die Mischung einen Stempel, der ebenfalls auf 140ºC vorgeheizt ist; man preßt den Stempel auf die vorgelegte Mischung, wobei innerhalb einer Minute der Druck in der Form auf 8x10&sup8; Pascal ansteigt. Die Form ist dann geschlossen; man behält den Druck und die Temperatur während einer Zeit von etwa zwei Minuten bei, um eine vollständige Härtung des Harzes zu erreichen. Anschließend öffnet man die Form und entgratet den erhaltenen Gegenstand mit Hilfe eines Entgratungsmessers.
Man erhält einen Gegenstand mit einer weißen Oberfläche, auf der gleichförmig rosaf arbene, blaue, beige und braune Partikel verteilt sind.

Beispiel 2

Wie in Beispiel 1 stellt man einen Gegenstand auf Basis einer Mischung der folgenden Zusammensetzung her:
- beige-farbenes Formaldehyd-Harnstoffharz in Form eines Granulats mit Partikelabmessungen von 0,6 mm 1.000 Teile
- naturbeige-farbene Holzspäne mit Partikelabmessungen von 60 µm 20 Teile
- rose-farbene Holzspäne mit Partikelabmessungen von 300 µm 1,5 Teile
- naturbeige-farbene Holzspäne mit Partikelabmessungen von 200 µm 1,5 Teile
- blaue Holzspäne mit Partikelabmessungen von 500 µm 0,5 Teile
- rote Holzspäne mit Partikelabmessungen von 60 µm 1 Teil
- braune Holzspäne mit Partikelabmessungen von 300 µm 1 Teil
- weißes Formaldehyd-Harnstoffharz in Form eines Pulvers mit einer Korngröße von 1 mm 13 Teile
Man erhält einen Gegenstand, dessen Untergrund beigefarben ist, wobei die verschiedenen Farben und Körnungen eine Verschmelzung bilden, die dem Gegenstand Tiefe und Dichtigkeit verleihen; dieser Gegenstand weist weiße, rote, blaue, rosefarbene, violette, braune und beige Punkte auf. Die mineralischen Füllstoffe und die Naturfasern sind in dem Formstück in einer Weise gefärbt, die unempfindlich gegenüber dem Kontakt mit allen Arten von Lösungsmitteln ist.

Beispiel 3

Wie in Beispiel 1 stellt man einen Gegenstand auf Basis einer Mischung der folgenden Zusammensetzung her:
- beige-farbenes Hamstoff-Formaldehyd-Harz in Form eines Granulats mit Partikelabmessungen von 0,6 mm 1.000 Teile
- naturbeige-farbene Holzspäne mit Partikelabmessungen von 60 µm 20 Teile
- rosafarbene Glimmerteilchen (gefärbt) mit Partikelabmessungen von 200 µm 1,5 Teile
- blaue Glimmerteuchen (gefärbt) mit Partikelabmessungen von 500 µm 0,5 Teile
- rote Holzspäne mit Partikelabmessungen von 300 µm 1 Teil
- braune Glimmerteuchen (gefärbt) mit Partikelabmessungen von 300 µm 1 Teil
- weiße Glimmerteilchen in Form eines Pulvers mit einer Korngröße von einem 1 mm 13 Teile
Man erhält einen Gegenstand, dessen Untergrund beige-farben ist, wobei die verschiedenen Farben und Korngrößen eine feine Verschmelzung bilden, die dem Gegenstand eine Tiefe und eine Dichte verleihen; dieser Gegenstand weist weiße, rote, blaue, rosefarbene, violette, braune und beige Punkte auf. In dem Formstück sind die Mineralfasern oder die Naturfasern in einer Weise gefärbt, die unempfindlich gegenüber dem Kontakt mit all den Sorten von Lösungsmitteln ist.

Beispiel 4

Wie in Beispiel 1 stellt man einen Gegenstand auf der Basis einer Mischung der folgenden Zusammensetzung her:
- beige-farbenes Harnstoff-Formaldehyd-Harz mit Partikelabmessungen von 0,6 mm 1.000 Teile
- beige-farbene Glimmerteilchen, die heller sind als das Harnstoff-Formaldehyd-Harz, mit Partikelabmessungen von 60 µm 20 Teile
- weiße Glimmerteilchen mit einer Korngröße von 1 mm 13 Teile
Man erhält auf diese Weise einen china-weißen Gegenstand, der eine gewisse Anzahl an weißen Punkten aufweist und im Aussehen einem Stein sehr nahe kommt.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines Gegenstandes mit dem Aussehen von Naturstein durch Formen einer Zusammensetzung, welche wenigstens ein wärmehärtbares Harz und wenigstens einen Füllstoff enthält, dadurch gekennzeichnet, daß man einerseits Partikel wenigstens eines wärmehärtbaren Harzes und andererseits höchstens 30 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung, wenigstens eines partikelförmigen Füllstoffs, ausgewählt unter Naturfasern, mineralischen Füllstoffen und Gemischen davon, mit maximalen Partikelabmessungen im Bereich von 30 Mikrometern bis 4 mm mischt; daß man das Gemisch in eine aufnehmende Form einführt, welche auf eine Temperatur im Bereich von 120 bis 160º C gebracht wurde; daß man das Gemisch in der aufnehmenden Form mit Hilfe eines erhitzten Stempels, der die aufnehmende Form verschließt, allmählich bei einem Druck komprimiert, der ausreicht, um die Zusammensetzung im gesamten Bereich zwischen Stempel und aufnehmender Form zu vernetzen; daß man das verwendete Harz durch Beibehaltung der Temperatur unter einem Druck aushärten läßt, der ausreicht, um ein Verschließen der Form sicherzustellen; und daß man nach dem Öffnen der Form den auf diese Weise erhaltenen Gegenstand läst.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als wärmehärtbares Harz ein Phenolharz oder ein Aminoharz verwendet.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man als Naturfasern Cellulosefasern oder Lignocellulosefasern verwendet.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man einen mineralischen Füllstoff verwendet, der ausgewählt ist unter Calciumcarbonat, Calciumsulfat, Zinkoxyd, Zinkcarbonat, Magnesiumoxyd, Magnesiumhydroxyd, Magnesiumsilicaten und Silicoaluminaten.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß man mineralische Füllstoffe verwendet, deren Korngröße im Bereich von 30 Mikrometern bis 0,2 mm liegt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Komponente des partikelförmigen Füllstoffs durch Imprägnierung mit einem löslichen Farbstoff oder durch Überziehen mit einem Anstrich der gewünschten Farbe gefärbt ist.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man wenigstens zwei Füllstoffe, vorzugsweise wenigstens drei Füllstoffe, unterschiedlicher Teilchengröße verwendet.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß man eine leicht mattierte Form verwendet.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß man auf den Innenwänden der Form vor Einführung des zu formenden Gemisches einen Überzug aufbringt.

10. Gegenstand mit dem Aussehen von Naturstein, erhältlich mit Hilfe eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9.