Us 5171766
of 6
Transcript of Us 5171766
-
8/11/2019 Us 5171766
1/6
United S t a t e s Patent
[ 1 9 1
Mariano
t a 1 .
US005171766A
[ 1 1 ] P a t e n t
N u m b e r : 5 , 1 7 1 , 7 6 6
[ 4 5 ] D a t e
o f
P a t e n t :
D e c .
1 5 ,
1 9 9 2
[ 5 4 ]
[ 7 5 ]
1 7 3 ]
[ 2 1 ]
[ 2 2 ]
[ 5 1 ]
[ 5 2 ]
[ 5 3 ]
[ 5 6 ]
MODELING DOUGH
I n v e n t o r s : K a r e n M. M a r i a n o ,
E a s t o n ;
R i c h a r d
E .
M i l l e r , N a z a r e t h ,
b o t h o f P a .
A s s i g n e e :
B i n n e y & S m i t h I n c .
A p p l . N o . : 7 3 4 , 9 5 1
F i l e d :
J u l .
2 4 , 1 9 9 1
I n t . C l . 5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . C08J 9/32; COBK
/ 2 6 ;
C08L
2 9 / 0 4
U.S. C l .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
.
523/218; 523/204;
5 2 3 / 2 0 7; 5 2 4 / 5 03 ; 5 2 4 / 5 5 7 ; 5 2 4 / 8 0 3 ; 5 2 4 / 4 2 5
F i e l d of
Search
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. .
523/204, 2 0 7 , 2 1 8 ;
5 2 4 / 4 2 5 ,
5 0 3 , 5 5 7 ,
8 0 3
R e f e r e n c e s C i t e d
U . S .
PATENT
DOCUMENTS
3,135,648
6 / 1 9 6 4 Hawkins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
.
5 2 4 / 557
3,143,518
8 / 1 9 64
S m i t h e t
a ] . 5 2 4 / 557
3 558 340
1 1971 Spector
.
.
. .
. . .
.
.
.
.. 117 26
3 6 0 7 , 3 3 2 9 / 1 9 7 1
W i n g ? e l d 1 0 6 / 2 4 3
3.632,786
1 / 1 9 7 2
Nick erso n . . . . . . . 5 2 4 / 50 3
3 , 7 1 4 , 0 8 6
1 / 1 9 7 3
S e h a e f e r e t a l l 5 2 4 / 5 5 7
3 ,873 ,485 3/1975 F i c h e r a . . . . . . . . . . . . . . . 260/291 EP
3,886,112 5 / 1 9 75
Watson
t
a 1 .
. . . . . . .
260/334
R
4,094,694 6/1978 Long . . . . . . . . . 424/5 5 7
4 , 3 3 6 , 0 7 1 6 / 1 9 8 2 S c h n o r r e r 1 0 6 / 1 7 0
4,469,837
9 / 1 9 8 4
C a t t a n e o . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. .
5 2 4 / 3 88
FOREIGN
PATENT
DOCUMENTS
0075934 4/1983 European P a t . O f f .
0 0 41 7 48 4/1 97 6
Jap a n
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5 24/40 5
0154411
1 2 / 1 9 7 9 Jap an . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5 24/40 5
0 0 3 6 5 3 8 4 / 1 9 8 1
J a p a n .
1060636
12 / 198 3 U . S. S.R .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . 5 2 3 / 2 18
P r i m a r y Examiner-Paul R . M i c h l
A s s i s t a n t E x a m i n e r - P e t e r S z e k e l y
A t t o r n e y , A g e n t ,
o r F i r m - L e y d i g ,
V o i t & Mayer
[ 5 7 ]
ABSTRACT
A
o d e l i n g d o u g h
c o m p r i s i n g
g e l l e d
p o 1 y ( v i n y l a l c o
h o l ) , water
and a ? l l e r
p r o v i d e s
a dough
r e s i s t a n t
t o
? a k i n g ,
c r a c k i n g ,
a n d c r u m b l i n g . I n t h e d i s c l o s e d
i n
v e n t i o n , t h e p o l y ( v i n y l a l c o h o l )
r e s i n
i s
g e l l e d ,
t h e r e b y
p r o v i d i n g a w a t e r - b a s e d r s i n s y s t e m
t h a t i s
n o t s t i c k y
y e t
v e r y
d u c t i l e . P r i o r t o d ry i n g , t h e dough a l s o e x h i b i t s
t h e p r o p e r t i e s o f b o u n c e a b i l i t y a n d t h e a b i l i t y t o
p i c k
u p
n e w s p r i n t . A f t e r
t h e
d o u g h i s
a i r - d r i e d , t h e
p o l y ( v i n y l
a l c o h o l )
r e s i n
s e r v e s t o
b i n d t h e components i n t o a
s o l i d , d u r a b l e p r o d u c t .
The
? l l e r a c c o u n t s
f o r
a l a r g e
p o r t i o n o f
t h e
volume o f
t h e
d o u g h , s o
t h e
o v e r a l l v o l
ume i s n o t g r e a t l y a f f e c t e d by
w a t e r
l o s s upon d r y i n g .
The
dough
i s
w a t e r - b a s e d
a n d e a s y t o
wash
from s k i n ,
c a r p e t s , a n d o t h e r
s u r f a c e s .
Dyes a n d p i g m e n t s
c a n b e
e a s i l y i n c o r p o r a t e d i n t o t h e f o r m u l a .
The
d r i e d p r o d u c t
i s
s a n d a b l e ,
c a r v e a b l e a n d
p a i n t a b l e .
1 3 C l a i m s ,
No
D r a w i n g s
-
8/11/2019 Us 5171766
2/6
5 , 1 7 1 , 7 6 6
1
MODELING DOUGH
FIELD OF THE INVENTION
T h e p r e s e n t i n v e n t i o n r e l a t e s t o
an
improved
water
b a s e d
m o d e l i n g
dough
f o r
u s e
by
c h i l d r e n
a n d
a r t i s t s
i n
g e n e r a l . S p e c i ? c a l l y , t h e p r e s e n t
i n v e n t i o n
r e l a t e s t o a n
i m p r o v e d
w a t e r - b a s e d
m o d e l i n g
d o u g h
h a v i n g a g e l l e d
p o l y ( v i n y l a l c o h o l )
r e s i n a n d
a ? l l e r , which b i n d t o
form a
m a t r i x .
T h e
p r e s e n t i n v e n t i o n
p r o v i d e s an
im
p r o v e d
w a t e r - b a s e d
m o d e l i n g
dough
w h i c h f o r m s a
s o l i d , l i g h t w e i g h t , d u r a b l e
p r o d u c t u p o n
d r y i n g .
BACKGROUND OF THE INVENTION
T h e
p r e s e n t
i n v e n t i o n
d o e s
n o t r e l a t e t o o i l - b a s e d
c l a y s
c o m p r i s i n g n a t u r a l l y o c c u r r i n g c l a y s t h a t
a r e
mined a s r o c k s .
R a t h e r ,
t h e p r es e n t i n v e n t i o n r e l a t e s t o
m a n - m a d e ,
w a t e r - b a s e d m o d e l i n g d o u g h s .
Non i l - b a s e d m o d e l i n g d o u g h s a r e n o r m a l l y a i r - d r y
a b l e
and
i n c o r p o r a t e
s t a r c h
a s
t h e
t i l l e r . These doughs
h a v e
a t e n d e n c y t o ? a k e ,
c r a c k , and c r u m b l e
i n b o t h t h e
wet a n d d r y s t a g e s . T h e s e d o u g h s a l s o s h r i n k
s u b s t a n
t i a l l y u p o n
d r y i n g . I n
o t h e r w o r d s ,
t h e s e d o u g h s a r e
c h a r a c t e r i z e d b y p o o r
p l a s t i c i t y ,
p o o r
d r y s t r e n g t h a n d
s u b s t a n t i a l d r y i n g s h r i n k a g e .
P l a s t i c i t y
i s
t h e
p r o p e r t y o f a
wet
dough
o r c l a y t h a t
p e r m i t s d e f o r m a t i o n
b y
a p p l i c a t i o n o f a r e l a t i v e l y
s l i g h t
p r e s s u r e
and r e t e n t i o n
o f t h e deformed s h a p e a f t e r
r e
l e a s e o f
t h e p r e s s u r e .
T h i s p r o p e r t y
d i s t i n g u i s h e s t h e
dough
i n i t s w e t s t a g e f r o m i t s d r y s t a g e . W h e n w e t ,
s t a r c h - b a s e d m o d e l i n g d o u g h s
h a v e
a low l a s t i c i t y a n d
have a t e n d e n c y t o b r e a k a p a r t
d u r i n g
t h e
molding
o r
m a n i p u l a t i n g
p r o c e s s . These doughs a l s o have a t e n
dency
t o
c r a c k
w h e n
d r y
a n d
a r e
n o t
e a s i l y
s h a p e d
i n
t h e d r y
s t a t e
b y s a n d i n g o r
? l i n g .
F u r t h e r m o r e , t h e
a r t i s t
c a n n o t
e a s i l y a d d
wet
dough t o t h e
e x i s t i n g
d r i e d
s c u l p t u r e . F i n a l l y , a r t i s t s c a n n o t c a r v e d r i e d s t a r c h
b a s e d d o u g h s .
A n o t h e r
p r o b l e m
i n h e r e n t w i t h w a t e r - b a s e d d o u g h s
i s t h e
l o s s
o f volume
( s h r i n k a g e )
upon d r y i n g . B e c a u s e
w a t e r
a c c o u n t s
f o r
a
l a r g e p o r t i o n
o f t h e volume o f
t h e
dough i n i t s
wet s t a g e , w a t e r l o s s
upon d r y i n g
r e s u l t s
i n
a l o s s o f v o l u m e i n t h e r e s u l t i n g molded p r o d u c t .
One
a t t e m p t
t o
overcome t h e s h r i n k a g e
p r o b l e m
h a s
b e e n t o
i n c o r p o r a t e l a r g e p r o p o r t i o n s o f
? l l e r
i n t h e
dough m i x t u r e , b u t t h e r e i s s t i l l s h r i n k a g e b e c a u s e t h e
volume d e c r e a s e s a s
t h e
? l l e r
b i n d s t o g e t h e r
upon
d r y
i n g .
One
c o m m e r c i a l l y a v a i l a b l e c h i l d r e n s m o d e l i n g
d o u g h , f o r e x a m p l e , s h r i n k s a b o u t
t w e n t y p e r c e n t upon
d r y i n g
d e s p i t e
i t s h i g h ? l l e r
c o n t e n t .
I n
o t h e r
w o r d s , a
s c u l p t u r e made
w i t h
t h a t dough c a n l o s e a b o u t t w e n t y
p e r c e n t o f
i t s t o t a l v o l u m e
u p o n d r y i n g . M o r e o v e r ,
t h e
u s e o f
l a r g e
p r o p o r t i o n s o f
? l l e r
a g g r a v a t e s t h e ? a k i n g ,
c r a c k i n g a n d c r u m b l i n g p r o b l e m d i s c u s s e d a b o v e , a n d
a l s o
t e n d s
t o d e c r e a s e t h e d r y s t r e n g t h o f t h e molded
s c u l p t u r e .
D i s c o l o r a t i o n
u p o n d r y i n g s a n o t h e r p r o b l e m
a s s o c i
a t e d
w i t h
w a t e r - b a s e d
d o u g h s a n d
i s
compounded
b y
t h e
d r y s h r i n k a g e
d i s c u s s e d
a b o v e .
As t h e
volume
d e
c r e a s e s ,
t h e
c o n c e n t r a t i o n o f
t h e p i g m e n t i n c r e a s e s a n d
t h e c o l o r d a r k e n s .
Y e t a n o t h e r p r o b l e m a s s o c i a t e d w i t h c o n v e n t i o n a l
w a t e r - b a s e d d o u g h s
i s
t h a t
t h e y
a r e h e a v y
a n d h a r d t o
m a n i p u l a t e .
D e n s e ,
h e a v y d o u g h s a r e awkward a n d t h e
c h i l d
o r a r t i s t i s l i m i t e d
i n
t h e t y p e s o f s h a p e s t h a t c a n
b e
c r e a t e d w i t h o u t t h e d o u g h f a l l i n g
a p a r t .
F i n a l l y , p r e s e n t l y
a v a i l a b l e
w a t e r - b a s e d d o u g h s a r e
d e s t r u c t i v e
t o t e x t i l e s , c a r p e t i n g , f u r n i t u r e a n d
o t h e r
5
2 5
3 0
3 5
40
45
5 0
5 5
6 0
6 5
2
s u r f a c e s . The y
t e n d t o s t a i n a
s u r f a c e
and
a r e n o t
e a s i l y
r e m o v e d
b y
w a s h i n g .
I n l i g h t o f
t h e a b o v e
p r o b l e m s , t h e
n e e d
a r i s e s
f o r
a
w a t e r - b a s e d
a i r - d r y i n g
d o u g h
t h a t i s e a s i l y w a s h e d f r o m
t e x t i l e s , c a r p e t i n g
a n d o t h e r s u r f a c e s . F u r t h e r m o r e , t h e
w a t e r - b a s e d ,
a i r - d r y i n g
dough
m u s t
b e
a b l e t o
i n c o r p o
r a t e d y e s a n d p i g m e n t s a n d
n o t d i s c o l o r
upon d r y i n g .
SUMMARY
OF THE INVENTION
The
d i s c o v e r y o f t h e
p r e s e n t i n v e n t i o n
i s
t h a t
one
may f o r m u l a t e a s u p e r i o r m o d e l i n g d o u g h b y
c o m b i n
i n g
g e l l e d
p o l y ( v i n y l a l c o h o l )
r e s i n ,
a
? l l e r a n d w a t e r
t o
form
a c o h e s i v e
water
s o l u b l e r e s i n s y s t e m .
T h e water
e v a p o r a t e s
upon
d r y i n g
t o l e a v e
a
g e l l e d p o l y ( v i n y l
a l c o h o l ) - ? l l e r
m a t r i x
t h a t i s b o t h
l i g h t w e i g h t
a n d d u r a
b l e .
I n o n e p r e f e r r e d
f o r m ,
t h e
c o m p o s i t i o n
o f t h e i n v e n
t i o n
i n c l u d e s
from
a b o u t
4
t o a b o u t
1 5 p e r c e n t p o l y ( v i
n y l a l c o h o l ) , f r o m a b o u t 0 . 2 t o a b o u t 2
p e r c e n t
g e l l a n t ,
from
a b o u t 4 5
t o
a b o u t 6 0
p e r c e n t
w a t e r and from
a b o u t
1 0 t o
a b o u t 3 0
p e r c e n t
? l l e r .
O p t i o n a l l y , t h e
c o m p o s i t i o n
o f t h e i n v e n t i o n
may
i n c l u d e
one or
mor e
of
a
b u f f e r ,
a
defoamer, a wetting
a g e n t ,
a h u m e c t a n t , a
p r e s e r v a t i v e , and c o l o r a n t s .
W h e n
t h e p r e f e r r e d f i l l e r s a r e u s e d , t h e d o u g h s
d i s
c l o s e d h a v e a d e n s i t y
o f
l e s s t h a n 0 . 4 8 g / c c . P r e v i o u s l y
known
w a t e r - b a s e d d o u g h s
i n c o r p o r a t i n g
s t a r c h a s t h e
t i l l e r have a d e n s i t y o f
a b o u t
1 . 2 5 g / c c . and n a t u r a l
c l a y s h a v e d e n s i t i e s
o f
2 . 5 0 g / c c . T h u s , t h e
d o u g h d i s
c l o s e d b y t h e p r es e n t i n v e n t i o n i s s u b s t a n t i a l l y l i g h t e r
t h a n m o d e l i n g d o u g h s a n d c l a y s p r e v i o u s l y
a v a i l a b l e .
F u r t h e r , t h e
d o u g h s d i s c l o s e d b y
t h e p r e s en t i n v e n t i o n
h a v e
a
very
l i m i t e d
amount
o f
dry
s h r i n k a g e , ar e e x
t r u d a b l e w h e n
w e t ,
and
a r e s a n d a b l e , c a r v a b l c ,
and
p a i n t a b l e when r y .
T h e r e f o r e ,
o n e
g e n e r a l o b j e c t
o f
t h e i n v e n t i o n
i s t o
p r o v i d e a l i g h t w e i g h t w a t e r - b a s e d a i r - d r y i n g
m o d e l i n g
dough
t h a t
c o n t a i n s a c o h e s i v e w a t e r - s o l u b l e r e s i n s y s
tem
and
t h a t i s
r e s i s t a n t
t o ? a k i n g , c r a c k i n g , and crum
b l i n g .
A
u r t h e r o b j e c t o f t h e i n v e n t i o n i s
t o
p r o v i d e a l i g h t
w e i g h t w a t e r - b a s e d a i r - d r y i n g m o d e l i n g
d o u g h t h a t
d o e s
n o t
s u b s t a n t i a l l y
s h r i n k i n volume upon d r y i n g .
Another
o b j e c t
o f
t h e
i n v e n t i o n i s t o p r o v i d e
a
water
b a s e d a i r - d r y i n g m o d e l i n g d o u g h
i n c o r p o r a t i n g
a g e l l e d
r e s i n w i t h
a
h i g h d e g r e e o f
p l a s t i c i t y ,
w e t d u c t i l i t y ,
a n d
e x t r u d a b i l i t y ,
y e t
a
low
d e g r e e o f
s t i c k i n e s s
i n
t h e
wet
p r o d u c t .
Y e t a n o t h e r o b j e c t
o f
t h e i n v e n t i o n
i s
t o p r o v i d e a
w a t e r - b a s e d a i r - d r y i n g m o d e l i n g d o u g h
t h a t
i s s a n d a b l e
a n d c a r v a b l e a f t e r
d r y i n g .
A t i l l
f u r t h e r
o b j e c t o f t h e
i n v e n t i o n
i s
t o
p r o v i d e a
w a t e r - b a s e d a i r - d r y i n g m o d e l i n g d o u g h t h a t e n a b l e s
t h e
a r t i s t t o a d d w e t
dough
t o t h e e x i s t i n g d r i e d s c u l p t u r e .
An d d i t i o n a l
o b j e c t
o f
t h e
i n v e n t i o n i s
t o
p r o v i d e a
w a t e r - b a s e d a i r - d r y i n g m o d e l i n g d o u g h w i t h t h e a b i l i t y
t o pick up n e w s p r i n t . -
Another o b j e c t o f t h e i n v e n t i o n i s t o p r o v i d e a
w a t e r
b a s e d , a i r - d r y i n g m o d e l i n g d o u g h i n c o r p o r a t i n g d y e s ,
c o l o r a n t s a n d p i g m e n t s
a n d
which d o e s n o t d i s c o l o r
u p o n
d r y i n g .
Y e t a n o t h e r o b j e c t o f t h e i n v e n t i o n i s t o p r o v i d e a
w a t e r - b a s e d
a i r - d r y i n g m o d e l i n g d o u g h
w i t h
t h e a b i l i t y
t o
bounce.
And, a n o t h e r
o b j e c t o f
t h e
i n v e n t i o n
i s
t o p r o v i d e
a
w a t e r - b a s e d a i r - d r y i n g m o d e l i n g
d o u g h t h a t
i s more
-
8/11/2019 Us 5171766
3/6
5 , 1 7 1 , 7 6 6
3
e a s i l y w a s h e d
f r o m
s k i n ,
c a r p e t i n g ,
t e x t i l e s
a n d
o t h e r
s u r f a c e s c o m p a r e d
t o o t h e r
m o d e l i n g
c o m p o u n d s .
F u r t h e r a n d a d d i t i o n a l o b j e c t s w i l l a p p e a r f r o m
t h e
d e s c r i p t i o n a n d
a p p e n d e d
c l a i m s .
DETAILED DESCRIPTION
To
a c h i e v e
t h e
f o r e g o i n g
a n d
o t h e r
o b j e c t s
i n
a c c o r
d a n c e
w i t h
t h e
p u r p o s e s
o f
t h e
p r e s e n t i n v e n t i o n , a s
e m b o d i e d
a n d
b r o a d l y c l a i m e d
h e r e i n ,
t h e m o d e l i n g
dough
d i s c l o s e d i n
t h e p r e se n t i n v e n t i o n
c o m p r i s e s
from
a b o u t
45
t o
about 60%
w a t e r ,
from about
4
t o
a b o u t 15% p o l y ( v i n y l a l c o h o l )
r e s i n ,
f r o m a b o u t
1 0
t o
a b o u t 30 % ? l l e r a n d
f r o m a b o u t
0 . 2 t o a b o u t
2% e l
l a n t .
The p o l y ( v i n y l a l c o h o l ) r e s i n b i n d s w i t h t h e t i l l e r
u p o n d r y i n g , t h e re b y a v o i d i n g t h e f l a k i n g , c r a c k i n g a n d
c r u m b l i n g
p r o b l e m s
a s s o c i a t e d w i t h
p r i o r
c o m p o s i
t i o n s .
The
p o l y ( v i n y l a l c o h o l ) g i v e s t h e d o u g h i t s d u c
t i l i t y a n d p l a s t i c i t y q u a l i t i e s w h i l e w e t .
However, e m p l o y i n g p o l y ( v i n y l a l c o h o l )
a s
a
r e s i n
c a n r e s u l t i n a dough
t h a t
i s s t i c k y
and
h a r d
t o
manipu
l a t e . T h e r e f o r e , a g e l l a n t ,
such a s
a water s o l u b l e b o r a t e
s a l t , i n a n amount o f a b o u t
0 . 2 t o
a b o u t
2
w e i g h t p e r
c e n t , i s u s e d t o s u b s t a n t i a l l y g e l t h e
r e s i n ,
e l i m i n a t e
s t i c k i n e s s ,
a n d
i m p a r t w e t d u c t i l i t y t o t h e r e s u l t i n g
d o u g h .
Most
w a t e r
s o l u b l e b o r a t e
s a l t s
a r e a c c e p t a b l e ,
t h o u g h s o d i u m t e t r a b o r a t e i s t h e p r e f e r r e d g e l l a n t , b e
cause
i t a l s o
a c t s a s
a b u f f e r t o
maintain
t h e
pH
of t h e
s y s t e m
a t
a l e v e l h i g h
enough t o
p e r m i t g e l l i n g o f t h e
p o l y ( v i n y l
a l c o h o l ) .
O t h e r w o r k a b l e g e l l a n t s
i n c l u d e ,
b u t a r e n o t l i m i t e d
t o ,
r e s o r c i n o l ,
c a t e c h o l , g a l l i c a c i d ,
2 - 4 - d i h y d r o x y b e n z o i c
a c i d a n d congo r e d
d y e .
P o l y ( v i n y l
a l c o h o l ) i s a
c r e a m - c o l o r e d powder
which
i s
s o l u b l e i n
w a t e r
and i n s o l u b l e i n most
o r g a n i c s o l
v e n t s .
I t
i s
made
b y
t h e
h y d r o l y s i s
o f p o l y ( v i n y l a c e t a t e )
a n d c o n t a i n s from a b o u t 1% t o a b o u t 2 2 % a c e t y l
g r o u p s .
P o l y ( v i n y l
a l c o h o l ) may b e p a r t i a l l y o r f u l l y h y d r o
l y z e d .
I t v a r i e s
i n m o l e c u l a r w e i g h t a c c o r d i n g
t o
t h e
l e n g t h
o f
t h e
r e s i n
c h a i n . B o t h t h e
d e g r e e o f h y d r o l y z a
t i o n
a n d
m o l e c u l a r w e i g h t
i n d e p e n d e n t l y a f f e c t t h e
t h e r m a l s t a b i l i t y o f
t h e
d o u g h .
The
t h e r m a l
s t a b i l i t y
o f p o l y ( v i n y l a l c o h o l ) i n c r e a s e s
a s
b o t h
t h e
d e g r e e
o f h y d r o l y z a t i o n a n d m o l e c u l a r
w e i g h t
i n c r e a s e s .
The
d i s c l o s e d
m o d e l i n g d o u g h
t h a t
i s
made
w i t h a
more
u l l y
h y d r o l y z e d
g r a d e o f p o l y ( v i n y l
a l c o h o l ) a n d / o r a h i g h e r
m o l e c u l a r
w e i g h t
o f
p o l y ( v i
n y l a l c o h o l )
h a s
a b e t t e r t h e r m a l
s t a b i l i t y
t h a n a dough
made w i t h
p o l y ( v i n y l a l c o h o l )
t h a t i s
l e s s
h y d r o l y z e d
and/or
h a s a
l o w e r m o l e c u l a r
w e i g h t .
T h e r m a l s t a b i l i t y t e s t i n g i s
d o n e
a t 6 0 C . ( 1 4 0
F . ) f o r
t e n d a y s ,
s i n c e
t h e s e c o n d i t i o n s h a v e
b e e n
a d o p t e d
b y
t h e p a i n t a n d c o a t i n g s i n d u s t ry a s a n a p p r o x i m a t i o n o f
t h r e e y e a r s
o f s h e l f - l i f e .
The dough s h o u l d
show
l i t t l e
c h a n g e
i n c o n s i s t e n c y ,
f u n c t i o n a l i t y
a n d c o l o r .
I f
t h e m o l e c u l a r
w e i g h t o f t h e p o l y ( v i n y l
a l c o h o l )
i s
t o o l o w , t h e dough w i l l n o t p a s s t h e r m a l s t a b i l i t y t e s t
i n g . H o w e v e r , i f t h e d e g r e e
o f
h y d r o l y s i s i s t o o h i g h ,
t h e dough may b e t h e r m a l l y s t a b l e b u t i s t o o
c r u m b l y
a n d b r i t t l e a n d d o e s n o t
p e r f o r m
a c c e p t a b l y . A r o p e r
b a l a n c e i s
s t r u c k by
e i t h e r a medium m o l e c u l a r w e i g h t
( 8 5 , 0 0 0 - l 4 6 , 0 0 0 ) , p a r t i a l l y h y d r o l y z e d ( 8 7 - 8 9 % )
p o l y (
v i n y l a l c o h o l ) o r a n e a r f u l l y h y d r o l y z e d
( 9 6 . 5 9 7 . 5 % )
l o w / m e d i u m
m o l e c u l a r
w e i g h t
( 1 5 1 , 0 0 0 - 1 4 6 , 0 0 0 )
p o l y (
v i n y l a l c o h o l ) .
T h e s e
r e s i n g r a d e s a r e t h e p r e f e r r e d
r e s i n g r a d e s b e c a u s e t h e y i m p a r t
b e t t e r
t h e r m a l s t a b i l i t y
c o u p l e d w i t h a c c e p t a b l e p e r f o r m a n c e p r o p e r t i e s .
Among t h e
u s e f u l p o l y ( v i n y l
a l c o h o l ) r e s i n s a r e
t h o s e
1 0
20
3 0
3 5
40
4 5
5 0
5 5
6 5
4
s o l d
u n d e r t h e t r a d e n a m e s
A i r v o l 5 2 3 and A i r v o l
W542
by
A i r P r o d u c t s &
C h e m i c a l s , I n c . a n d
E l v a n o l
5 2 - 2 2
b y E . I .
d u P o n t d e
Nemours
a n d Company.
I f b o u n c e a b i l i t y o f t h e
dough i s
a r e q u i s i t e f e a t u r e
o f
t h e
p r o d u c t , t h e n a l o w e r m o l e c u l a r w e i g h t , p a r t i a l l y
h y d r o l y z e d
p o l y ( v i n y l a l c o h o l )
s u c h a s
A i r v o l 2 0 3 o r
A i r v o l 2 0 5 s h o u l d b e
u s e d .
T h i s
r e s i n
g r a d e
a l s o
p r o
d u c e s
d o u g h s
t h a t a r e
e s p e c i a l l y r e s i s t a n t
t o
c r a c k i n g .
However, doughs made
w i t h
t h i s
r e s i n g r a d e
have r e
duced t h e r m a l
s t a b i l i t y
and w i l l c o n s e q u e n t l y have a
s h o r t e r
s h e l f - l i f e .
Dry s h r i n k a g e
i s a n o t h e r p r o b l e m i n h e r e n t
i n
w a t e r
b a s e d
doughs d i s c l o s e d
i n
t h e p r i o r
a r t a n d
overcome
by t h e p r e s e n t
i n v e n t i o n . The
p r e s e n t i n v e n t i o n
o v e r
comes t h i s
p r o b l e m by
i n c o r p o r a t i n g a f i l l e r t h a t
b o n d s
w i t h t h e
g e l l e d p o l y ( v i n y l
a l c o h o l ) r e s i n
t o
f o r m
a n
a d e q u a t e
m a t r i x .
The w a t e r e v a p o r a t e s upon d r y i n g
w i t h o u t s u b s t a n t i a l
s h r i n k a g e
t o t h e
s c u l p t u r e
o r
o t h e r
molded
o b j e c t .
Workable ? l l e r s , i n
t h e
amount o f
1 0
t o
3 0
w e i g h t
p e r c e n t , i n c l u d e h o l l o w
c o m p o s i t e
m i c r o
s p h e r e s ,
i n e r t
t a l e s ,
c a l c i u m
c a r b o n a t e ,
m i c a ,
c l a y
o r
c e r a m i c p a r t i c l e s a n d c o m b i n a t i o n s
t h e r e o f .
The
h o l l o w c o m p o s i t e m i c r o s p h e r e s
a r e
t h e p r e
f e r r e d
? l l e r p r i m a r i l y b e c a u s e
o f t h e
low o s t .
The y a r e
f u n c t i o n a l l y d e s i r a b l e b e c a u s e
t h e y
a r e
l i g h t w e i g h t
( h a v i n g
a
d e n s i t y o f a b o u t
0 . 1 3
g / c c )
a n d l o w e r t h e
d e n s i t y
o f
t h e
m o d e l i n g
d o u g h .
T h e h o l l o w
c o m p o s i t e m i c r o s p h e r e
? l l e r i n c o r p o
r a t e d i n t o t h e m o d e l i n g d o u g h d i s c l o s e d b y t h e p r e s e n t
i n v e n t i o n i s e s p e c i a l l y h e l p f u l i n p r e v e n t i n g t h e
m o l d e d
o b j e c t
o r s c u l p t u r e
f r o m
s h r i n k i n g
u p o n d r y i n g
W h i l e
t h e
w e i g h t
p e r c e n t
o f
w a t e r i n t h e p r e s e n t i n v e n t i o n
i s
h i g h ( 4 5 t o
6 5 % ) , t h e
a c t u a l
p a r t i a l v o l u m e
o f
w a t e r i s
r e l a t i v e l y
l o w
d u e
t o t h e
r e l a t i v e l y
h i g h d e n s i t y o f
w a t e r
( 1 . 0
g / c c )
a n d
l o w
d e n s i t y
o f
t h e
m i c r o s p h e r e s .
C o n s e q u e n t l y , t h e h o l l o w m i c r o s p h e r e s c o n s t i t u t e
t h e
m a j o r i t y o f
t h e v o l u m e
o f
t h e
d o u g h .
The p o l y ( v i n y l
a l c o h o l ) a n d
t h e m i c r o s p h e r e s
b i n d
t o g e t h e r
t o
g i v e
a
s u f f i c i e n t
s t r u c t u r a l i n t e g r i t y f o r
m o l d i n g . T h u s , when
t h e w a t e r
e v a p o r a t e s ,
t h e dough d o e s n o t
l o s e a
l a r g e
p e r c e n t a g e
o f
i t s t o t a l v o l u m e .
The p r e f e r r e d ? l l e r c o n s i s t s
e s s e n t i a l l y
o f
h o l l o w
c o m p o s i t e
m i c r o s p h e r e s
o f a b o u t 5 0 m i c r o n d i a m e t e r
a n d h a v i n g a w e t t a b l e
p a r t i c u l a t e
c o a t i n g .
M i c r o
s p h e r e s w i t h a
l a r g e r d i a m e t e r
a r e
workable
b u t
m ay
g i v e t h e dough a g r a i n y t e x t u r e . M i c r o s p h e r e s
w i t h
a
s m a l l e r d i a m e t e r
m ay
r e s u l t i n a h e a v i e r dough b u t
r e s u l t i n
a
s m o o t h e r t e x t u r e . T h u s ,
t h e c h o i c e
o f p a r t i c l e
s i z e
i s
d e t e r m i n e d
by
t h e d e s i r e d
e n d
p r o p e r t i e s .
The m i c r o s p h e r e c o a t i n g
f a c i l i t a t e s
t h e w e t ti n g o f
t h e
m i c r o s p h e r e s
b y
t h e
l i q u i d
i n g r e d i e n t s o f
t h e d o u g h .
The
c o a t i n g
a l s o c o n t r i b u t e s t o t h e smooth f e e l a n d
i n h i b i t s
s t i c k i n e s s i n
t h e
? n a l p r o d u c t , t h e r e by a l l o w i n g
e a s y m a n i p u l a t i o n . The p r e f e r r e d c o a t i n g i s
c a l c i u m
c a r b o n a t e . O t h e r c o a t i n g s i n c l u d e t a l c ,
a l u m i n a
t r i h y
d r a t e ,
and
t i t a n i u m d i o x i d e , a s w e l l a s
f u n c t i o n a l c o m
p o n e n t s s u c h a s p i g m e n t s a n d d y e s .
One p r e f e r r e d c o a t e d m i c r o s p h e r e i s
s o l d u n d e r
t h e
t r a d e n a m e
D u a l i t e
TM
M6001AE by P i e r c e 8 : S t e v e n s .
M6001AE
s a n
u l t r a - l o w d e n s i t y , r e s i l i e n t , p o l y m e r i c
m i c r o s p h e r e
c o a t e d
w i t h c a l c i u m c a r b o n a t e . I t i s a
l i g h t w e i g h t f i l l e r
t h a t
r e d u c e s
d e n s i t y o f
t h e
d o u g h a n d
o c c u p i e s
t h e
volume
n o t a t t r i b u t a b l e t o
w a t e r
and
r e s i n .
The r e s i l i e n t p o l y m e r i c mi c r o s p h e r e s
a r e
s h e a r s t a b l e
a n d i m p a c t r e s i s t a n t , t h u s r e m a i n i n g i n t a c t u n d e r f o r m u
l a t i o n c o n d i t i o n s . O t h e r h o l l o w
c o m p o s i t e m i c r o s p h e r e
? l l e r s
u s e f u l
i n t h e c o m p o s i t i o n o f t h e i n v e n t i o n
h a v e
-
8/11/2019 Us 5171766
4/6
5 , 1 7 1 , 7 6 6
5
d e n s i t i e s
r a n g i n g
f r o m
0 . 1 0 t o 0 . 7 5 g / c c , a n d i n c l u d e t h e
w e t t a b l e
p a r t i c u l a t e c o a t i n g s d i s c u s s e d a b o v e .
O t h e r w o r k a b l e
m i c r o s p h e r e s a r e
a v a i l a b l e
i n v a r i o u s
s i z e s a n d
d e n s i t i e s . C e r a m i c
m i c r o s p h e r e s r a n g e i n d i
ameter from 1 5
t o
40 microns and have a
d e n s i t y
of
a b o u t 0 . 7 g / c c . H o w e v e r , t h e c e r a m i c m i c r o s p h e r e s
g i v e t h e dough a g r a i n i e r
t e x t u r e and
a
brownish
c o l o r
i n g . S i l i c a a l u m i n a a l l o y m i c r o s p h e r e s r a n g e i n d i a m e t e r
f r o m 1 t o
1 0 0
m i c r o n s
a n d h a v e d e n s i t i e s r a n g i n g from
2 . 1 t o 2 . 5
g / c c , d e p e n d i n g upon t h e w a l l t h i c k n e s s .
P l a s t i c m i c r o s p h e r e s
made f r o m a v a r i e t y o f m a t e r i a l s
a r e
a v a i l a b l e i n s i z e s r a n g i n g from 1 t o 1 0 0 0 micron
d i a m e t e r
a n d
d e n s i t i e s r a n g i n g
f r o m
0 . 1 3
t o
0 . 9 5 g / c c .
A n y
o f t h e s e
m a t e r i a l s ,
o r c o m b i n a t i o n s o f s u c h m a t e r i
a l s ,
may b e
e m p l o y e d
f o r t h e
p u r p o s e
o f
a c h i e v i n g
p a r
t i c u l a r c o m b i n a t i o n s
o f p r o p e r t i e s .
T h e p r e f e r r e d c o m p o s i t i o n o f
t h e
m o d e l i n g
d o u g h
d i s c l o s e d b y t h e p r e s en t i n v e n t i o n i n c o r p o r a t e s s i x a d d i
t i o n a l
o p t i o n a l
c o m p o n e n t s :
( 1 ) a
d e f o a m e r ;
( 2 )
a
wet
t i n g a g e n t o r d i s p e r s a n t ; ( 3 ) a h u m e c t a n t ; ( 4 ) a p r e s e r v a
t i v e ; ( 5 ) a c o l o r a n t ; a n d ( 6 )
a
b u f f e r .
A defoamer i s u s e d t o e l i m i n a t e a i r b u b b l e s upon
m i x i n g o f t h e
c o m p o n e n t s , a n d
s u c h a d d i t i v e s a r e
r e a d i l y a v a i l a b l e from numerous s o u r c e s . T h e
amount
o f
defoamer
i s n o t
c r i t i c a l , though
s u c h
m a t e r i a l s v
a r e
t y p i c a l l y u s e d i n amounts o f
from
a b o u t
1 t o
2% b y
w e i g h t . B a l a b B u b b l e b r e a k e r
7 4 8 , a n
a l i p h a t i c
o i l
a n d
s u r f a c t a n t m i x t u r e , o r any
o t h e r
o f
t h e
c o m m e r c i a l l y
a v a i l a b l e
defoamers
a r e
e q u a l l y s u i t a b l e .
The w e t t i n g a g e n t p r o m o t e s d i s p e r s i o n o f t h e m i c r o
s p h e r e s a n d
o f
a n y p a r t i c u l a t e c o l o r a n t
d u r i n g
t h e m i x
i n g
o f
t h e d i s c l o s e d m o d e l i n g d o u g h , a n d s u c h m a t e r i a l s
a r e w e l l known. One p r e f e r r e d w e t t i n g a g e n t i s s o l d
u n d e r t h e
t r a d e n a m e
N o p c o s p e r s e
4 4
by
H e n k e l , a non
2 5
i o n i c
p o l y e l e c t r o l y t e .
The
p r e f e r r e d
w e i g h t
p e r c e n t
o f
3 5
w e t t i n g
a g e n t
i s
from
a b o u t 0
t o
a b o u t 2%.
T h e humectant i s n o t an e s s e n t i a l component,
b u t
i t i s
p r e f e r a b l y a d d e d t o
h e l p
p l a s t i c i z e t h e p o l y ( v i n y l a l c o
h o l ) . W i t h o u t t h e h u m e c t a n t , t h e d i s c l o s e d m o d e l i n g
dough m a y be more b r i t t l e
and
t h e u s e
o f a humectant
i m p r o v e s t h e w o r k a b i l i t y o f t h e
d i s c l o s e d
m o d e l i n g
d o u g h . There i s
a
wide v a r i e t y o f w o r k a b l e h u m e c t a n t
m a t e r i a l s ,
h o w e v e r ,
t h e p r e f e r r e d h u m e c t a n t s a r e
t r i
g l y c e r o l a n d g l y c e r i n b e c a u s e t h e y a r e s u p e r i o r
p l a s t i
c i z e r s
i n
t h i s s y t e m a n d produce a dough
w i t h
a
smooth
t e x t u r e . A l t e r n a t i v e ,
y e t
s a t i s f a c t o r y , h u m e c t a n t s a r e
p r o p y l e n e g l y c o l s , p o l y ( e t h y l e n e
g l y c o l s )
( i . e . C a r b o
w a x 2 0 0 )
a n d
d i e t h y l e n e g l y c o l . The h u m e c t a n t may b e
p r e s e n t
i n
a n
amount
o f
from
a b o u t
0
t o
a b o u t 20%
b y
w e i g h t .
A e s i r a b l e a d d i t i v e
t h a t
i n c r e a s e s s h e l f - l i f e i s a p r e
s e r v a t i v e , a n d
a
wide v a r i e t y
o f s u c h m a t e r i a l s i s a v a i l
a b l e c o m m e r c i a l l y . One p r e f e r r e d p r e s e r v a t i v e i s Ka
t h o n LXl.
5 , a 1.5% s o l u t i o n o f i s o t h i a z o l i n e s . T h e
p r e f e r r e d w e i g h t p e r c e n t o f p r e s e r v a t i v e i s
f r o m
a b o u t
0 . 1 5 t o
a b o u t 0.75%.
I f n o c o l o r a n t i s u s e d ,
t h e
r e s u l t i n g
dough
s w h i t e . A
w h i t e
dough h a s
many
a p p l i c a t i o n s b e c a u s e i t
c a n
b e
e a s i l y
p a i n t e d
w i t h
w a t e r - b a s e
p a i n t s .
A l s o ,
w h i t e
i s
a n
a t t r a c t i v e c o l o r
i n
i t s e l f
a n d
h a s
many
a p p l i c a t i o n s w i t h
o u t
t h e n e e d f o r p a i n t i n g . I f a
c o l o r e d dough i s
d e s i r e d ,
a v a r i e t y
o f
p i g m e n t s a n d d y e s
may b e
u s e d .
F l u o r e s
c e n t
doughs
a r e
e s p e c i a l l y
a t t r a c t i v e
t o c h i l d r e n .
Fluo
r e s c e n t p i g m e n t s t h a t work
e s p e c i a l l y
w e l l i n c l u d e
t h o s e
s o l d u n d e r t h e t r a d e names Aurora
P i n k
Z - l l - 3 ,
S a t u r n Y e l l o w Z - l 7 - N
a n d S i g n a l
Green
Z - l 8 - 3 .
A u f f e r
m ay
a l s o b e added t o r a i s e t h e pH n some
f o r m u l a t i o n s . Whe n t h e pH s
b e l o w 7 . 0 ,
t h e
p o l y ( v i n y l
40
4 5
5 0
5 5
6 5
6
a l c o h o l ) d o e s
n o t
g e l p r o p e r l y . I f b o r i c
a c i d
i s u s e d a s
t h e
g e l l a n t ,
i t
t e n d s
t o l o w e r t h e pH n d c r e a t e s t h e n e e d
f o r a b u f f e r . A l s o ,
f o r m u l a t i o n s u s i n g
low
m o l e c u l a r
w e i g h t , p a r t i a l l y h y d r o l y z e d p o l y ( v i n y l a l c o h o l ) r e s i n s
a r e
a c i d i c
and r e q u i r e a b u f f e r . H o w e ver , one a p p r o p r i
a t e
b u f f e r i s sodium t e t r a b o r a t e , which i s a l s o
t h e
p r e
f e r r e d
g e l l a n t .
None o f t h e e x a m p l e s d i s c l o s e d
b e l o w
c o n t a i n
a b u f f e r
o t h e r
t h a n t h e sodium t e t r a b o r a t e g e l
l a n t b e c a u s e t h e p H
e v e l s
a r e s u f f i c i e n t l y
h i g h .
A l t e r n a
t i v e b u f f e r s , w h e n n e e d e d
due
t o a p
below
7 . 0 , i n
c l u d e 2 - a mi n o - 2 - m et h y l - l - p r o p a n o l a n d s o d i u m b i c a r
b o n a t e . The
p r e f e r r e d amount o f
t h i s a d d i t i v e , w h e n
u s e d , i s f r o m
a b o u t
0 t o
a b o u t 1 %
by w e i g h t .
EXAMPLES
While
o n l y
t h r e e
example f o r m u l a t i o n s
a r e
s e t f o r t h
b e l o w , a l t e r n a t i v e f o r m u l a t i o n s w i l l b e a p p a r e n t t o
t h o s e s k i l l e d i n t h e a r t w h o w i l l b e a b l e t o modify t h e
f o r m u l a w i t h
a n e y e toward t h e d e s i r e d p e r f o r m a n c e
p r o p e r t i e s
and
i n t e n d e d u s e , b o t h o f which
m ay
v a r y
w i d e l y . The e v a l u a t i o n o f a n y s i n g l e f o r m u l a t i o n i s
t h e r e f o r e i n h e r e n t l y s u b j e c t i v e .
Whe n a l t e r i n g t h e f o r m u l a s d i s c l o s e d below t i s im
p o r t a n t t o
m a i n t a i n
a pH l e v e l n e a r 7 . 5 o r h i g h e r .
Doughs
w i t h
a
p H
below
7 . 0
may u n g e l a n d
become
s t i c k y
and d i f f i c u l t
t o h a n d l e .
As
s t a t e d a b o v e , a
b u f f e r
may
l l e v i a t e
t h i s
problem.
The m o d e l i n g
d o u g h s
d i s c l o s e d b y t h e p r e s e n t i n v e n
t i o n a r e
made b y
? r s t d i s s o l v i n g
t h e p o l y ( v i n y l a l c o h o l )
r e s i n i n water t o
form
a b o u t
a
20% o l u t i o n . T h e s o l u
t i o n m u s t
b e
h e a t e d ( 1 8 5 F . ) t o g e t t h e p o l y ( v i n y l
a l c o
h o l ) t o d i s s o l v e . T h e n , t h e r e s t o f t h e l i q u i d compo
n e n t s , e x c e p t t h e g e l l a n t ,
a r e
blended i n a m i x e r . An
a q u e o u s
s o l u t i o n
o f t h e
g e l l a n t
i s a d d e d l a s t . A g i t a t i o n
s h o u l d b e s t o p p e d b e f o r e t h e m i c r o s p h e r e s a r e a d d e d
b e c a u s e
t h e y
a r e v e r y
l i g h t
a n d a e r a t e
e a s i l y .
The mix
t u r e s h o u l d b e c o v e r e d
b e f o r e
a g i t a t i o n i s r e s t a r t e d .
Once a
h o m o g e n o u ' s ,
creamy
m i x t u r e i s
o b t a i n e d , t h e
g e l l a n t i s a d d e d .
S o d i u m t e t r a b o r a t e ,
t h e
p r e f e r r e d g e l l a n t ,
i s
d i s s o l v e d
i n water t o
form
a 2 t o 4% o l u t i o n . Higher concentra
t i o n s r e q u i r e
h e a t
t o d i s s o l v e
t h e
sodium t e t r a b o r a t e .
The s o l u t i o n
s h o u l d
b e added d r o p w i s e
and
s l o w l y
o v e r
t h e
creamy m i x t u r e
a s i t i s b l e n d e d .
The
amount
o f
g e l l a n t a d d e d s d e t e r m i n e d
b y
t h e p r e f e r r e d t e x t u r e a n d
s o f t n e s s o f
t h e ? n a l p r o d u c t .
The
modeling
doughs
d i s c l o s e d by
t h e
p r e s e n t i n v e n -
t i o n have
a d r y i n g t i m e o f a b o u t 24
t o
a b o u t 4 8 h o u r s
and
a
s h e l f - l i f e ( i n
t h e
wet
s t a t e )
o f a b o u t
2
y e a r s
a t
room
t e m p e r a t u r e .
M o d e l i n g d o u g h s
d i s c l o s e d
b y t h e p r e s e n t
i n v e n t i o n
w e r e p r o d u c e d b y m i x i n g t h e f o l l o w i n g c o m p o n e n t s ,
t h e a m o u n t s b e i n g e x p r e s s e d i n w e i g h t p e r c e n t :
EXAMPLE
C o m p o n e n t Amount
A i r v o l
W842 7.46
m e d i u m / l o w
m o l e c u l a r
w e i g h t
9 6 . 5 - 9 7 . 5 %
h y d r o l y z e d
water
5 4 . 5 7
D u a l i t e T
m i c r o s p h e r e s
2 2 . 7 2
sodium
t e t r a b o r a t e
0 . 5 1
B a l a b
B u b b l e b r e a k e r 7 4 8
1 . 1 0
N o p c o s p e r s e
4 4 0 . 5 5
g l y c e r i n
1 2 . 9 4
Kathon
LXLS 0 . 1 5
1 0 0 . 0 0
-
8/11/2019 Us 5171766
5/6
5 , 1 7 1 , 7 6 6
7
The m o d e l i n g
d o u g h o f E x a m p l e
1
i s
n o t
s t i c k y a n d i s
e a s y t o
m a n i p u l a t e .
I t h a s a
somewhat
powdery t e x t u r e .
However,
t h e
d r i e d
s t r u c t u r e
i s f a i r l y b r i t t l e
and t h e wet
dough i s n o t v e r y d u c t i l e .
The wet
dough h a s a d e n s i t y
o f
0 . 4 1
g / c c . a n d a pH o f 7 . 5 1 .
EXAMPLE
C o m p o n e n t Amount
A i r v o l 2 0 5 1 0 . 7 6
medium/low m o l e c u l a r w e i g h t
8 7 - 8 9 %
h y d r o l y z e d
wat er 5 6 . 7 9
D u a l i t e
1 m i c r o s p h e r e s
1 7 . 3 4
sodium
t e t r a b o r a t e
0 . 2 8
B a l a b B u b b l e b r e a k e r 7 4 8 1 . 7 8
N o p c o s p e r s e
4 4 0 . 8 9
t r i g l y c e r o l 1 2 . 0 1
Kathon LXLS
0 . 1 5
1 0 0 . 0 0
The
dough
o f
Example
2
e x h i b i t s
e x c e l l e n t
b o u n c e a
b i l i t y , h a s e x c e l l e n t p l a s t i c i t y , i s v e r y
d u c t i l e
a n d i s
r e s i s t a n t t o c r a c k i n g . The
d r i e d
dough i s s t r o n g . How
e v e r , t h e wet doug i s n o t a s t h e r m a l l y
s t a b l e
a s t h e
dough
d i s c l o s e d
i n
Example
1 a n d , t h e r e f o r e ,
h a s
a
s h o r t e r s h e l f - l i f e . The wet dough
h a s
a d e n s i t y o f 0 . 4 5
g / c c a n d
a
pH
f
7 . 6 6 .
EXAMPLE
C o m p o n e n t
Amount
A i r v o ]
5 2 3 8 . 6 0
medium m o l e c u l a r w e i g h t
8 7 - 8 9 %
h y d r o l y z e d
w a ter
4 8 . 6 4
D u a l i t e
4
m i c r o s p h e r e s 2 5 . 5 0
s o d i u m t e t r a b o r a t e 0 . 2 8
B a l a b B u b b l e b r e a k e r
7 4 8
1 . 2 7
N o p c o s p e r s e 4 4
0 . 6 4
g l y c e r i n
1 4 . 9 2
Kathon
LXLS
0 . 1 5
1 0 0 . 0 0
The
d o u g h o f E x a m p l e 3
i s f a i r l y
d u c t i l e , h a s g o o d
p l a s t i c i t y
a n d t h e
d r i e d
d o u g h h a s g o o d
s t r e n g t h .
The
wet
dough h a s a d e n s i t y
o f 0 . 3 7 g / c c . and
a
pH f
7 . 4 8 .
The d o u g h d i s c l o s e d i n
E x a m p l e
3 i s
t h e p r e f e r r e d
d o u g h b e c a u s e o f
t s p e r f o r m a n c e
p r o p e r t i e s a n d t h e r
m a l
s t a b i l i t y .
A l l
o f
t h e
doughs d i s c l o s e d a r e
e a s i l y
washed f r o m
s k i n ,
c a r p e t i n g , t e x t i l e s
a n d
o t h e r
s u r f a c e s .
I n f a c t , t h e
m o d e l i n g d o u g h d i s c l o s e d b y t h e p r e s en t i n v e n t i o n a c t s
t o c l e a n t h e s k i n
i f
t h e
dough i s
p r e s s e d a g a i n s t t h e s k i n
a n d t h e n
r e m o v e d .
S i m i l a r l y , t h e d i s c l o s e d
m o d e l i n g
d o u g h
e x h i b i t s t h e
a b i l i t y
p i c k
u p
n e w s p r i n t .
W h i l e s p e c i ? c
w e i g h t
p e r c e n t ra n g e s o f
t h e compo
n e n t s o f p r e f e r r e d c o m p o s i t i o n s h a v e
b e e n
s e t f o r t h i n
t h i s d i s c l o s u r e ,
t h e
s p e c i f i c
p r o p o r t i o n s o f t h e compo
n e n t s a r e
n o t
narrowly c r i t i c a l t o
t h e
p r a c t i c e
o f t h e
p r e s e n t
i n v e n t i o n .
From
t h e f o r e g o i n g d e s c r i p t i o n
a n d
e x a m p l e s , i t i s
a p p a r e n t
t h a t
t h e
o b j e c t s
o f t h e
p r e s e n t
i n v e n t i o n
h a v e
b e e n a c h i e v e d . W h i l e
o n l y
c e r t a i n e m b o d i m e n t s h a v e
1 5
2 0
2 5
3 0
3 5
45
5 0
5 5
6 5
8
b e e n
s e t f o r t h , a l t e r n a t i v e embodiments a n d v a r i o u s
m o d i ? c a t i o n s
w i l l
b e a p p a r e n t t o
t h o s e
s k i l l e d i n
t h e
a r t .
These
and o t h e r
a l t e r n a t i v e s
a r e c o n s i d e r e d e q u i v a l e n t s
a n d w i t h i n t h e s p i r i t
a n d
s c o p e
o f t h e p r e s e n t
i n v e n t i o n .
What i s c l a i m e d :
1 .
A m o l d a b l e c o m p o s i t i o n c o m p r i s i n g p o l y ( v i n y l
a l c o h o l ) ,
w a t e r ,
a
g e l l a n t ,
and
a
? l l e r ,
s a i d ? l l e r
c o n s i s t
i n g e s s e n t i a l l y o f
l a s t i c
m i c r o s p h e r e s
h a v i n g
a w e t t a b l e
p a r t i c u l a t e
c o a t i n g .
2 . The c o m p o s i t i o n o f c l a i m 1 ,
w h e r e i n
s a i d w e t t a b l e
p a r t i c u l a t e
c o a t i n g c o m p r i s e s c a l c i u m c a r b o n a t e .
3 .
A o l d a b l e
c o m p o s i t i o n c o m p r i s i n g , b y w e i g h t :
f r o m a b o u t
4%
o a b o u t 15% p o l y ( v i n y l a l c o h o l ) , f r o m
a b o u t
45%
t o a b o u t 6 0 % w a t e r ,
from
a b o u t 10% t o
a b o u t
3 0%
l l e r , f r o m a b o u t 1% t o
a b o u t
2% e f o a m e r ,
f r o m
0% o a b o u t
2%
e t t i n g a g e n t ,
f r o m
a b o u t 0.2%
t o a b o u t 2% e l l a n t ,
from
0% o a b o u t
2 0 %
h u m e c t a n t ,
from 0% o a b o u t
4%
o l o r a n t , a n d from 0%, t o a b o u t
2 %
p r e s e r v a t i v e ,
s a i d ? l l e r
c o n s i s t i n g
e s s e n t i a l l y
o f
p l a s t i c m i c r o s p h e r e s
h a v i n g
a w e t t a b l e p a r t i c u l a t e c o a t
i n g .
4 . The c o m p o s i t i o n o f
c l a i m
3 , w h e r e i n s a i d w e t t a b l e
p a r t i c u l a t e c o a t i n g
c o m p r i s e s c a l c i u m
c a r b o n a t e .
5 . A a t e r s o l u b l e
m o l d a b l e
c o m p o s i t i o n c o m p r i s i n g ,
b y w e i g h t , a b o u t 9 p e r c e n t p o l y ( v i n y l a l c o h o l ) , a b o u t
0 . 3
p e r c e n t
s o d i u m t e t r a b o r a t e , a b o u t 2 5
p e r c e n t
c o a t e d
p l a s t i c
m i c r o s p h e r e s , a b o u t
4 9
p e r c e n t w a t e r, a b o u t
1
p e r c e n t d e f o a m e r ,
a b o u t 1
p e r c e n t w e t t i n g
a g e n t ,
a b o u t
1 5 p e r c e n t g l y c e r i n , a n d
l e s s
t h a n a b o u t 1 p e r c e n t p r e
s e r v a t i v e .
6 . The c o m p o s i t i o n o f c l a i m
5 ,
w h e r e i n
s a i d
p o l y ( v i
n y l a l c o h o l ) i s a t l e a s t p a r t i a l l y h y d r o l y z e d .
7 . The c o m p o s i t i o n o f
c l a i m 5 ,
w h e r e i n
s a i d
c o a t e d
p l a s t i c m i c r o s p h e r e s h a v e
a
w e t t a b l e
p a r t i c u l a t e
c o a t
mg.
8 .
The
c o m p o s i t i o n o f c l a i m 2 , w h e r e i n
s a i d
w e t t a b l e
p a r t i c u l a t e c o a t i n g o f s a i d p l a s t i c m i c r o s p h e r e s i s c a l
cium
c a r b o n a t e .
9 .
A a t e r - b a s e d m o l d a b l e c o m p o s i t i o n c o m p r i s i n g ,
b y w e i g h t ,
f r o m
a b o u t 4
t o
a b o u t
1 5
p e r c e n t p o l y ( v i n y l
a l c o h o l ) , f r o m a b o u t
1 0
t o a b o u t 3 0
p e r c e n t
? l l e r , a n d
from
a b o u t
0 . 2
t o a b o u t
2 p e r c e n t
g e l l a n t .
1 0 . A
o l d a b l e
c o m p o s i t i o n c o m p r i s i n g p o l y ( v i n y l
a l c o h o l ) ,
w a t e r ,
a
g e l l a n t , a n d a ? l l e r ,
w h e r e i n
s a i d
? l l e r
c o n s i s t s e s s e n t i a l l y o f p l a s t i c
m i c ro s p h e r es h a v i n g
a
d e n s i t y
o f f r o m a b o u t
0 . 1 0 t o
a b o u t 0 . 7 5 g / c c , s a i d p l a s
t i c m i c r o s p h e r e s h a v i n g a w e t t a b l e
p a r t i c u l a t e
c o a t i n g .
1 1 .
The c o m p o s i t i o n o f
c l a i m 1 0 ,
w h e r e i n
s a i d
w e t t a
b l e p a r t i c u l a t e c o a t i n g
c o m p r i s e s
c a l c i u m c a r b o n a t e .
1 2 .
A
a t e r - b a s e d
m o l d a b l e c o m p o s i t i o n c o m p r i s i n g ,
b y
w e i g h t :
f r o m
a b o u t 4%
t o
a b o u t
15% p o l y ( v i n y l
a l c o h o l ) ,
f r o m
a b o u t 45%
t o
a b o u t
60% w a t e r , f r o m
a b o u t
10%
t o a b o u t 30 %
? l l e r ,
from a b o u t
1%
t o
a b o u t
2%
d e f o a m e r ,
f r o m 0% t o a b o u t
2% w e t t i n g
a g e n t ,
from a b o u t 0.2% t o a b o u t 2% e l l a n t , from 0% o a b o u t
2 0 %
h u m e c t a n t ,
f r o m 0% o
a b o u t
4% o l o r a n t , a n d
f r o m
0%
o a b o u t
2%
r e s e r v a t i v e , w h e r e i n s a i d ? l l e r
c o n s i s t s
e s s e n t i a l l y o f p l a s t i c m i c r o s p h e r e s h a v i n g
a
w e t t a b l e p a r t i c u l a t e c o a t i n g .
1 3 . The
c o m p o s i t i o n o f
c l a i m 1 2 ,
w h e r e i n
s a i d w e t t a
b l e p a r t i c u l a t e c o a t i n g c o m p r i s e s c a l c i u m
c a r b o n a t e .
0 t t i
t
-
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6/6
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STATES
PATENT
AND
TRADEMARK FFICE
CERTIFICATE OF CORRECTION
PATENTNO.
I
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M a r i a n o
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P a t e n t
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h e r e b y
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On th e
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[56] Re f e r e n c e
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4,094,694
6/1978
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Column
4 ,
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32
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Column
8 ,
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3 6 ,
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BRUCE
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