Brevet FR2772039A1 — publié le 19990611

La présente invention se rapporte à une pâte à modeler améliorée à base d'eau pour utilisation par des enfants et des artistes en général. Spécifiquement, la présente invention se rapporte à une pâte à modeler améliorée à base d'eau ayant une résine polymérique gélifiée et une charge qui fonctionnent ensemble pour former une matrice. La présente invention fournit une pâte à modeler améliorée à base d'eau qui forme un produit solide, léger en poids, et durable lors du séchage. La présente invention ne se rapporte pas à des argiles à base d'huile comprenant des argiles naturelles qui sont exploitées en tant que roches. Plutôt, l'invention se rapporte à des pâtes à modeler à base d'eau, fabriquées par l'homme. Les pâtes à modeler non à base d'huile sont normalement séchables à l'air et incorporent de l'amidon en tant que charge. Ces pâtes ont une tendance à former des flocons, des fissures, et des débris à la fois à l'état mouillé et sec. Ces pâtes rétrécissent également substantiellement lors du séchage. En d'autres termes, ces pâtes sont caractérisées par une faible plasticité, une faible résistance à sec et un retrait au séchage substantiel. La plasticité est la propriété d'une pate ou d'une argile humide qui permet la déformation par application d'une pression relativement légère et la rétention de la forme déformée après enlèvement de la pression. Cette propriété distingue la pâte dans son état humide de son état sec. Lorsque mouillées, les pâtes à modeler à base d'amidon ont une faible plasticité et ont une tendance à se morceler pendant le procédé de moulage ou de manipulation. Ces pâtes ont également une tendance à se fissurer lorsqu'elles sèchent et ne sont pas facilement mises en forme à l'état sec par sablage ou limage. De plus, l'artiste ne peut pas facilement ajouter de la pâte mouillée à la sculpture séchée existante. Finalement, les artistes ne peuvent pas sculpter des pâtes à base d'amidon séchées. 2 2772039 Un autre problème inhérent aux pâtes à base d'eau est la perte de volume (retrait) lors du séchage. Parce que l'eau compte pour une grande portion du volume de la pâte dans son état mouillé, la perte d'eau lors du séchage résulte en une perte de volume dans le produit moulé résultant. Un essai pour surmonter le problème du retrait a été d'incorporer de grandes proportions de charge dans le mélange de pâte, mais un retrait se produit toujours parce que le volume de la pâte diminue lorsque la charge se lie avec après séchage. Une pâte pour enfant commercialement disponible, par exemple, rétrécit d'environ 20% lors du séchage en dépit de sa teneur élevée en charge. En d'autres mots, une sculpture faite avec cette pâte peut perdre environ 20% de son volume total lors du séchage. De plus, l'utilisation de grandes proportions de charge aggravent le problème de formation de flocons, de fissures et d'émiettements discuté ci-dessus, et également tend à diminuer la résistance à sec de la sculpture moulée. La décoloration lors du séchage est un autre problème associé aux pâtes à base d'eau et est composée par le retrait à sec discuté ci-dessus. Lorsque le volume diminue, la concentration en pigments augmente et la couleur fonce. Encore un autre problème associé aux pâtes à base d'eau conventionnelles est qu'elles sont lourdes et difficiles à manipuler. Les pâtes denses, lourdes sont embarassantes et l'enfant ou l'artiste est limité quant aux types de formes qui peuvent être créées sans que la pâte ne tombe en morceaux. Finalement, les pâte à base d'eau disponibles actuellement sont généralement destructrices pour les tissus, les tapis, les meubles et autres surfaces. Elles tendent à colorer une surface et ne sont pas facilement éliminées par lavage. A la lumière des problèmes ci-dessus, le besoin apparaît pour une pâte à base d'eau, séchant à l'air qui soit facilement enlevée par lavage des textiles, des tapis et autres surfaces. De plus, la pâte à base d'eau, séchant à 3 2772039 l'air doit être capable d'incorporer des colorants tels que des teintures et des pigments et ne doit pas se décolorer lors du séchage. Conformément, c'est un objet général de la présente invention de fournir une pâte à modeler à base d'eau qui surmonte les inconvénients associés aux pâtes à modeler antérieurement connues. La présente invention surmonte les inconvénients inhérents aux pâtes à modeler connues en fournissant une pâte à modeler comprenant un composant de résine polymérique polaire, de l'eau, un gélifiant, et une charge pour former un système de résine polaire cohésif. L'eau s'évapore pour laisser une matrice résine-charge gélifiée qui est à la fois légère en poids et durable. Dans une forme préférée, la composition de l'invention inclut d'environ 4% à environ 15% de résine polymérique totale, d'environ 0,05% à environ 2% de gélifiant, d'environ % à environ 60% d'eau et d'environ 0,5% à environ 30% de charge. Optionnellement, la composition de l'invention peut inclure un ou plus d'un agent tampon, d'un agent de démoussage, d'un agent mouillant, d'un humectant, d'un conservateur, d'un colorant et d'un parfum. Pour atteindre les objets ci-dessus et d'autres selon les propos de la présente invention, telle que représentée et largement revendiquée ici, la pâte à modeler décrite dans la présente invention comprend un composant de résine polymérique polaire, de l'eau, un gélifiant et une charge, et ledit composant de résine polymérique polaire comprend de l'alcool vinylique et un second polymère choisi dans le groupe consistant des alginates, des gommes de polysaccharide, des gommes de cellulose, des amidons, des guars, des agar-agars, de la gomme arabique, de l'acide acrylique, des résines carbopol, des polymères de silicone, des résines de polyvinylepyrrolidone. Selon une caractéristique de cette pâte à modeler, la charge comprend une cire. 4 2772039 Plus particulièrement, la charge comprend des microsphères plastiques ayant un revêtement particulaire mouillable et une cire. Selon une autre caractéristique de la pâte à modeler de l'invention, l'eau est présente en une quantité dans l'intervalle d'environ 40% à environ 60%, la résine polymérique est présente en une quantité totale dans l'intervalle d'environ 4% à environ 15%, la charge est présente en une quantité dans l'intervalle d'environ 0,5% à environ 30%, et le gélifiant est présent en une quantité dans l'intervalle d'environ 0,05% à environ 2%. Plus particulièrement, l'eau est présente en une quantité dans l'intervalle d'environ 43% à 49%, la résine polymérique est présente en une quantité totale dans l'intervalle d'environ 10% à environ 14%, la charge est présente en une quantité dans l'intervalle d'environ 24% à environ 26%, et le gélifiant est présent en une quantité dans l'intervalle d'environ 0,05% à environ 0,2%. La pâte à modeler de l'invention peut également comprendre d'environ 5% à environ 15% d'un humectant. Elle peut de plus comprendre de 0% à environ 1% d'un agent tampon. Elle peut encore comprendre un parfum. La présente invention concerne également une composition de pâte à modeler moulable comprenant une résine polymérique polaire, de l'eau, un gélifiant et une charge o ladite résine polymérique polaire est un alcool polyvinylique ayant un niveau d'hydrolyse d'environ 40% à environ 48%. Selon une caractéristique de l'invention, la charge de cette composition de pâte à modeler comprend une cire. Selon une autre caractéristique de cette composition de l'invention, l'eau est présente en une quantité d'environ 40% à environ 60%, la résine polymérique est présente en une quantité totale dans l'intervalle d'environ 4% à environ 15%, ladite charge est présente en une quantité dans l'intervalle d'environ 0,5% à environ 30%, et le gélifiant est présent en une quantité dans l'intervalle d'environ 0,05% à environ 2%. 2772039 Plus particulièrement, l'eau est présente en une qunatité dans l'intervalle d'environ 43% à 49%, la résine polymérique est présente en une quantité totale dans l'intervalle d'environ 10% à environ 14%, la charge est présente en une quantité dans l'intervalle d'environ 24% à environ 26%, et le gélifiant est présent en une quantité dans l'intervalle d'environ 0,05% à environ 0,2%. La composition selon l'invention peut également comprendre de plus d'environ 5% à environ 15% d'un humectant. Elle peut également comprendre de plus de 0% à environ 1% d'un agent tampon. Selon encore une autre caractéristique de cette composition de l'invention, la charge comprend des microsphères plastiques ayant un revêtement particulaire mouillable et une cire. Selon toujours une autre caractéristique de cette composition de l'invention, celle-ci comprend de plus un parfum. Selon un mode de réalisation particulier, l'invention concerne une composition de pâte à modeler moulable comprenant une résine polymérique polaire, de l'eau, un gélifiant, et une charge o ladite résine polymérique polaire est choisie dans le groupe consistant de l'Elvanol 93-01, de l'Elvanol 75-15, de l'Elvanol 85-82. Selon une caractéristique de ce mode de réalisation de la composition de l'invention, la charge comprend une cire. Selon une autre caractéristique de ce mode de réalisation de l'invention, la résine polymérique polaire est de l'Elvanol 93-01. Selon encore une autre caractéristique de ce mode de réalisation de la composition de l'invention, cette composition comprend de 40% à environ à 60% d'eau, d'environ 4% à environ 15% de résine polymnérique totale, d'environ 0,5% à environ 30% de charge, et d'environ 0,2% à environ 2% de gélifiant. Plus particulièrement, elle comprend d'environ 43% à 49% d'eau, d'environ 10% à environ 14% de résine polymérique 6 2772039 totale, d'environ 24% à environ 26% de charge, et d'environ 0,05% à environ 0,2% de gélifiant. Elle peut de plus comprendre d'environ 5% à environ 15% d'un humectant. Elle peut également comprendre de plus de 0% à environ 1% d'un agent tampon. Elle peut encore comprendre de plus un parfum. L'invention concerne encore une composition de pâte à modeler moulable comprenant une résine polymérique polaire, de l'eau, un gélifiant, et une charge, o ladite charge est choisie dans le groupe consistant des microsphères plastiques, du Kevlar , du Kayocel , du talc, du carbonate de calcium, du mica, des argiles, des silicates, et des mélanges de ceux-ci. Dans ce cas, la charge peut de plus comprendre une cire. Toujours dans ce cas, la composition selon l'invention peut de plus comprendre un parfum. De plus, l'invention se rapporte à une composition de pâte à modeler moulable comprenant une résine polymérique, de l'eau, un gélifiant et une charge o ladite charge est une cire. Toujours un autre objet de l'invention est une composition de pâte à modeler moulable comprenant une résine polymérique polaire, de l'eau, un gélifiant et une charge, o ladite résine polymérique polaire est choisie dans le groupe consistant d'une gomme de cellulose et des résines de polyvinylpyrrolidone. Dans ce cas, la charge est plus particulièrement une cire. Enfin, l'invention concerne une composition de pâte à modeler moulable comprenant une résine polymérique polaire, de l'eau, un gélifiant, et une charge, o ladite résine polymérique soluble dans l'eau est de la gomme Gellan . Les pourcentages exprimés dans cette demande sont exprimés en tant que pourcentages en poids sauf s'il en est autrement indiqué. 7 2772039 La résine polymérique se lie avec la charge lors du séchage, évitant ainsi des problèmes de formation de flocons, de fissures et de débris associés aux compositions de l'art antérieur. La résine polymérique donne à la pâte ses qualités de ductilité, de plasticité alors qu'elle est humide. Cependant, employer une résine polymérique peut résulter en une pâte qui est collante et difficile à manipuler. Donc, un gélifiant, tel qu'un sel borate soluble dans l'eau, en une quantité d'environ 0,05% à environ 2% en poids, doit être utilisé pour gélifier la résine substantiellement, éliminer l'adhésivité, et impartir une ductilité lorsqu'humide à la pâte résultante. De préférence, le gélifiant est utilisé dans les compositions de l'invention en une quantité d'environ 0,05% à environ 0,02% en poids. La plupart des sels borate solubles dans l'eau sont acceptables. Le tétraborate de sodium est le gélifiant préféré, cependant, parce qu'il agit également en tant que tampon pour maintenir le pH du système à un niveau assez élevé pour permettre la gélification de la résine polymérique. D'autres gélifiants utilisables incluent, mais ne sont pas limités aux gélifiants tels que le résorcinol, le catéchol, l'acide gallique, l'acide 2-4-dihydroxybenzoique et un colorant rouge congo. Une variété de résines polymériques polaires sont utiles dans les pâtes à modeler de la présente invention. Les résines polymériques appropriées pour utilisation dans les pâtes à modeler de la présente invention incluent, par exemple, les résines solubles dans l'eau telles que l'alcool polyvinylique, les résines alginates, les gommes de polysaccharide, les gommes de cellulose, les amidons, les guars, les agar-agars, la gomme arabique, l'acide acrylique, la gomme Gellan , les résines Carbopol , les résines polyvinylpyrrolidone, et les copolymères d'acétate de vinyle et les méthacrylates ou acrylates qui sont ensuite subséquemment complètement hydrolysés pour donner des copolymères d'alcool vinylique et d'acide méthacrylique ou acrylique. Des exemples de ces dernières résines incluent 8 2772039 l'Elvanol 93-01, l'Elvanol 75-15, et l'Elvanol 85-82. Toutes ces résines sont solubles dans l'eau, soit avec, soit sans, agitation. En général, les résines polymériques contenant des groupes polaires, tels que des groupes alcool, éther, ester, amide, amine ou siloxane, peuvent être utilisées en tant que résines dans les pâtes à modeler de la présente invention. Les résines non solubles dans l'eau contenant des groupes polaires peuvent être utilisées. L'alcool polyvinylique, tel qu'utilisé dans la présente demande, est une poudre colorée crème qui est soluble dans l'eau et insoluble dans la plupart des solvants organiques. Il est fabriqué par l'hydrolyse de l'acétate polyvinylique et, lorsque vendu commercialement, peut être partiellement ou complètement hydrolysé. Son poids moléculaire varie selon la longueur de la chaine de la résine. Le degré d'hydrolyse et le poids moléculaire affectent indépendamment la stabilité thermique de la pâte. Des alcools polyvinyliques partiellement hydrolysés (88%), de poids moyen (85 000 - 146 000) ont été prouvés pour être utiles. Les poids moléculaires dans cette demande sont définis comme des poids moléculaires moyens en poids sauf s'il en est autrement indiqué. Parmi les résines polymériques utiles, on trouve celles vendues sous les marques enregistrées Airvol 523 et Airvol WS42 de Air Products & Chemicals, Inc. et l'Elvanol 52-22 fabriqué par E.I. du Pont de Nemours and Company. On a nouvellement découvert que les alcools polyvinyliques ayant un niveau plus faible d'hydrolyse sont également appropriés pour utilisation dans les pâtes à modeler de la présente invention. Par exemple, les alcools polyvinyliques ayant un niveau d'hydrolyse d'environ 40% à environ 88% en poids sont appropriés pour une utilisation dans les pâtes à modeler de la présente invention. Ces alcools polyvinyliques sont moins fragiles que ceux ayant un niveau plus élevé d'hydrolyse; ainsi, une quantité plus faible de glycérine ou d'un autre agent plastifiant peut être utilisée pour ramollir le mélange en une texture utilisable. Des exemples de telles résines d'alcool polyvinylique 9 2772039 incluent le Gohseran L-0301 et L-0302, de Nippon Goshei, Ltd., Osaka, Japon et le SP-202W et SP-404W de 3V, Inc., Charlotte, N.C. Les résines Gohseran listées sont hydrolysées à 50% en moles max, tandis que le SP-202W et le SP-404W sont hydrolysés à 47 et 55% en moles respectivement. Ces résines peuvent être utilisées en addition à, ou à place de, l'alcool polyvinylique dans les pâtes à modeler de la présente invention. Une autre classe spécialisée d'alcool polyvinylique sont l'Elvanol 93-01, l'Elvanol 75-15, et l'Elvanol 85- 82, disponibles chez E.I. du Pont de Nemours and Company. Ces résines sont dérivées d'un copolymère d'acétate de vinyle et d'un comonomère acrylate ou méthacrylate. On croit que le comonomère d'acrylate ou de méthacrylate est présent en une quantité d'environ 5% en poids à environ 50% en poids. Ces résines sont complètement hydrolysées pour donner des copolymères comprenant des groupes alcool vinylique et des groupes acide méthacrylique ou acide acrylique. Les groupes acides peuvent ensuite de plus réagir pour former des esters internes (lactones). On croit que ces résines sont plus plastifiées internement que ne le sont les résines d'alcool polyvinylique conventionnelles. En addition, ces qualités d'Elvanol sont également plus stables à un pH élevé que ne le sont les alcools polyvinyliques standards. Parmi ces qualités, l'Elvanol 93-01 est la plus préférée. Ces résines peuvent être utilisées en addition à, ou à la place de, l'alcool polyvinylique dans les pâtes à modeler de la présente invention. De préférence, une petite quantité d'un alcool polyvinylique conventionnel, tel que l'Airvol 125, est utilisé avec l'Elvanol pour façonner la rigidité de la pâte à modeler. Des exemples des gommes de polysaccharide appropriées pour utilisation en tant que résines polymériques dans les pâtes à modeler de la présente invention incluent la gomme Gellan , Kelset , Keltose , Kelzan et Kelcogel disponibles de la division Kelco de Merck Inc., San Diego, 2772039 Californie. Des gommes de cellulose appropriées incluent, par exemple, les gommes de carboxymethylcellulose, telles que la gomme de cellulose Aqualon , disponible chez Aqualon Co., Wilmington, DE., les gommes d'hydroxyethylcellulose telles que celles vendues sous la marque enregistrée Cellocize QP40 disponible chez Union Carbide Chemicals & Plastics Co., Inc., Danbury, Conn. Ces résines peuvent être utilisées en conjonction avec un alcool polyvinylique dans les pâtes à modeler de la présente invention, ou peuvent alternativement remplacer l'alcool polyvinylique. Les polyvinylpyrrolidones appropriées incluent le PVP K-15 et K- 60 , disponibles chez GAF Chemicals Corp., Wayne, N.J. Une autre classe appropriée de résine sont les résines Carbopol disponibles chez B. F. Goodrich Co., Cleveland, Ohio. Les résines Carbopol sont des copolymères réticulés d'acide acrylique. Par exemple, le Carbopol 961 peut être utilisé dans la pâte à modeler de la présente invention. Ces résines peuvent être utilisées en conjonction avec un alcool polyvinylique dans les pâtes à modeler de la présente invention ou, alternativement, peuvent remplacer l'alcool polyvinylique entièrement. En addition, les résines Carbopol permettent un épaississement sensible au pH de la pâte à modeler. Lorsque le pH de la pâte est augmenté sur un intervalle d'environ 72 à 9, l'acide acrylique dans la résine polymérique est neutralisé, et devient ionique. Ceci résultera en une pâte à modeler plus raide, moins collante. En addition, un nombre d'autres matériaux appropriés ont été trouvés convenables pour une utilisation dans les pâtes à modeler de la présente invention en conjonction avec l'alcool polyvinylique. Par exemple, les amidons, tels que l'amidon de blé, de mais et de pomme de terre peuvent être utilisés. En addition, d'autres sources de plantes, tels que le guar, les agar-agars, et la gomme arabique peuvent être utilisés. Des exemples de tels matériaux incluent la gomme guar Supercol , disponible de Aqualon Co., Wilmington, De., et l'amidon de mais Amaizo 710, disponible de American Maize Products Co., Hammond, Ind. il 2772039 De plus, les résines non solubles dans l'eau, telles que des polymères de silicone, peuvent être utilisées avec l'alcool polyvinylique en tant que résine polaire dans les pâtes à modeler de la présente invention. Un exemple d'un tel polymère de silicone est le Dow Corning Q2-3233. La résine polymérique est de préférence présente dans les compositions de l'invention en une quantité d'environ 4% à environ 15% en poids de la composition. La résine polymérique est plus préférablement présente dans les compositions de l'invention en une quantité d'environ 10% à environ 14% en poids de la composition. Si une capacité à rebondir de la pâte est une caractéristique requise du produit, alors une résine polymérique partiellement hydrolysée, de poids moléculaire plus faible tel que l'Airvol 203 ou l'Airvol 205 doit être utilisée. Cette qualité de résine produit également des pâtes qui sont spécialement résistantes à la fissure. Cependant, les pâtes faites de cette qualité de résine ont une stabilité thermique réduite et auront une durée de vie au stockage plus courte. Les poids moléculaires moyens de l'Airvol 203 et de l'Airvol 205 sont chacun d'environ 31 000 à 50 000. Alternativement, des alcools polyvinyliques avec des niveaux plus faibles d'hydrolyse ou des copolymères d'alcool vinylique et d'acide méthacrylique ou d'acide acrylique peuvent être utilisés pour atteindre la capacité de rebondissement. Le retrait à sec est un autre problème inhérent aux pâtes à base d'eau décrites dans l'art antérieur et surmontées par la présente invention. La présente invention surmonte ce problème en incorporant une charge qui se lie avec la résine polymérique gélifiée pour former une matrice adéquate. L'eau s'évapore lors du séchage sans retrait substantiel de la sculpture ou autre objet moulé. Les charges que l'on peut utiliser, incluses dans la quantité de 10 à 30% en poids, incluent, par exemple, des microsphères composites creuses, du talc inerte, du carbonate de calcium, du mica, de l'argile ou des particules de céramique et leurs 12 2772039 combinaisons. La plus préférée dans les compositions de l'invention est une concentration de charges en une quantité d'environ 24% à environ 26% en poids. Les microsphères composites creuses sont la charge préférée primairement en raison de leur faible coût. Elles sont fonctionnellement souhaitables parce qu'elles sont d'un poids léger (ayant une densité d'environ 0,13 g/cm3) et abaissent la densité de la pâte à modeler. La charge de microsphères composite creuse incorporée dans la pâte à modeler décrite dans la présente invention est spécialement utile pour empêcher la sculpture ou l'objet moulé de rétrécir lors du séchage. Alors que le pourcentage en poids d'eau dans la présente invention peut être élevé (40% à 60%), le volume partiel réel d'eau est relativement faible en raison de la densité relativement élevée de l'eau (1,0 g/cm3) et de la densité faible des microsphères. Un intervalle même plus préféré de teneur en eau dans les compositions de l'invention est d'environ 43% à environ 49% en poids. Comme résultat de ces poids relatifs, les microsphères creuses constituent la majorité du volume de la pâte. La résine polymérique et les microsphères se lient ensemble pour donner une intégrité structurelle suffisante pour le moulage. Ainsi, lorsque l'eau s'évapore, la pâte ne perd pas un grand pourcentage de son volume total. La charge préférée consiste essentiellement de microsphères composites creuses d'environ 50 microns de diamètre et ayant un revêtement particulaire mouillable. Les microsphères avec un diamètre plus grand, tel que jusqu'à environ 150 microns, sont utilisables, mais peuvent donner à la pâte une texture granuleuse. Ceci peut être souhaité par certaines applications. Les microsphères avec un diamètre plus petit peuvent résulter en une pâte plus lourde mais résultent en une texture plus lisse. Ainsi, le choix d'une taille particulière est déterminé par les propriétés finales désirées. 13 2772039 Le revêtement des microsphères facilite le mouillage des microsphères par les ingrédients liquides de la pâte. Le revêtement contribue également à une sensation douce et inhibe l'adhésivité du produit final, permettant ainsi une manipulation facile. Le revêtement préféré est le carbonate de calcium. D'autres revêtements incluent le talc, le trihydrate d'alumine, le dioxyde de titane, aussi bien que des composants fonctionnels tels que les pigments et les colorants. Une microsphère revêtue préférée est vendue sous la marque enregistrée Dualite M6001AE par Pierce & Stevens. M6001AE est une microsphère polymérique, de densité ultra- faible, résiliente, revêtue de carbonate de calcium. C'est une charge de poids léger qui réduit la densité de la pate et occupe le volume non attribuable à l'eau et à la résine. Les microsphères polymériques résilientes sont stables au cisaillement et résistantes à l'impact, restant ainsi intactes dans les conditions de formulation. Les charges des microsphères composites creuses utiles dans la composition de l'invention ont des densités dans l'intervalle de 0,10 à 0,75 g/cm3, et incluent les revêtements particulaires mouillables discutés ci-dessus. D'autres microsphères utilisables sont disponibles dans diverses tailles et densités. Les microsphères en céramique ont un diamètre dans l'intervalle de 15 à 40 microns et ont une densité d'environ 0,7 g/cm3. Cependant, les microsphères en céramique donnent à la pate une texture plus granuleuse et une coloration brunâtre. Les microsphères d'alliage silice alumine ont un diamètre dans l'intervalle de 1 à 100 microns et ont des densités dans l'intervalle de 2,1 à 2,5 g/cm3, selon l'épaisseur des parois. Les microsphères plastiques fabriquées à partir d'une variété de matériaux sont disponibles dans des tailles dans l'intervalle de 10 à 1000 microns de diamètre et des densités dans l'intervalle de 0,13 à 0,95 g/cm3. L'un quelconque de ces matériaux, ou des combinaisons de tels matériaux, peuvent être employés et dans 14 2772039 le but d'atteindre des combinaisons particulières de propriétés. En addition aux microsphères, d'autres charges peuvent être utilisées avec les pâtes à modeler de la présente invention. Par exemple, les charges polymériques, ayant des formes de plaques, de fibres ou autres, peuvent être utilisées, comme peuvent l'être les charges non polymériques. Ces matériaux peuvent remplacer les microsphères en totalité ou en partie. Par exemple, les polymères Kevlar et Kayocel synthétiques et naturels, disponibles de American Fillers and Abrasives, Inc., Bangor, Michigan, peuvent être utilisés dans les pâtes à modeler de la présente invention. Alternativement, les composés tels que le mica, les silicates, et les argiles peuvent être utilisés. Les exemples de mica appropriés sont ceux disponibles chez KMG Minerals, Inc., Kings Mountain, N.C. Lorsqu'utilisé, le mica est de préférence un mica de 325 mesh. Les silicates appropriésincluent le silicate de sodium potassium aluminium, disponibles de Nord Perlite, Dayton, Ohio. Des argiles appropriées incluent, par exemple, les argiles disponibles chez Southern Clay Products, Gonzales, Texas, sous les noms LAPONITE RDS et LAPOMER 40 et POLARGEL T , disponibles de American Colloid Co., Arlington Heights, Ill. Bien que l'argile puisse être utilisée en tant que charge dans les pâtes à modeler de la présente invention, les pâtes à modeler de la présente invention sont de préférence formulées sans argile. De la farine de froment, disponible de Conagra, Inc., Omaha, Ne., peut également être utilisée en tant que charge, et peut de plus agir en tant que résine polymérique soluble dans l'eau. Les charges non-fibreuses peuvent avoir une taille de particules dans l'intervalle de jusqu'à environ 150 microns. De préférence, les charges ont une taille de particules inférieure à environ 50 microns. Les charges fibreuses peuvent avoir une taille d'environ 30 microns à 0,5 mm selon la texture désirée du produit fini. 2772039 On a également nouvellement découvert que des cires peuvent être utilisées dans les pâtes à modeler de la présente invention en conjonction avec d'autres charges. Toute cire compatible naturelle ou synthétique peut être utilisée, incluant les cires solubles dans l'eau et les cires non solubles dans l'eau. Les cires non solubles dans l'eau sont non missibles dans l'eau et sont spécialement appropriées en tant que charges. Les cires, définies comme ces cires qui sont solides à température ambiante, peuvent être mises en poudre pour être ajoutées aux autres ingrédients solides pendant la préparation de la pâte à modeler. De préférence, des microsphères de Dualite sont utilisées en conjonction avec une cire lorsqu'une cire est utilisée. Lorsqu'utilisée, la cire a de préférence un poids moléculaire dans l'intervalle d'environ 150 à 4 000. Des exemples des cires appropriées incluent le stéarate de sodium, tel que celui disponible de Witco Oleochemicals / Surfactants Group, Houston, Texas; Aquawax 114 , une cire micronisée disponible de Micro Powders, Inc., Tarrytown, N.Y.; Dow Corning 290 , disponible de Dow Corning, et ces polyéthylènes glycols Carbowax disponibles chez Union Carbide qui sont solides à température ambiante. Les Carbowax et autres cires à faible poids moléculaire, solubles dans l'eau qui sont liquides à température ambiante peuvent être classés de façon appropriée comme humectants. La composition préférée de la pâte à modeler décrite dans la présente invention incorpore l'un quelconque ou plus des composants optionnels suivants: (1) un agent démoussant; (2) un agent mouillant ou un dispersant; (3) un humectant; (4) un conservateur; (5) un colorant; (6) un agent tampon; et (7) un parfum ou une senteur. Un agent démoussant est utilisé pour éliminer les bulles d'air lors du mélange des composants. De tels additifs sont facilement disponibles de nombreuses sources. La quantité d'agent démoussant n'est pas critique, bien que de tels matériaux soient effectivement utilisés en des quantités 16 2772039fu d'environ 1 à 2% en poids. Balab Bubblebreaker 748 , un mélange d'huile aliphatique et de surfactant ou tout autre agent de démoussage commercialement disponible sont également appropriés. L'agent mouillant promeut la dispersion des microsphères et d'un colorant particulaire pendant le mélange de la pâte à modeler décrite, et de tels matériaux sont bien connus. Un agent mouillant préféré est vendu sous la marque enregistrée Nopcosperse 44 par Henkel, un polyélectrolyte non ionique. Le pourcentage en poids préféré de l'agent mouillant est d'environ 0 à environ 2%. L'humectant n'est pas un composant essentiel, mais il est de préférence ajouté pour aider à plastifier la résine polymérique. Sans l'humectant, la pâte à modeler décrite peut être plus cassante. Si trop d'humectant est ajouté, cependant, la surface de la pâte peut devenir collante, et une peinture appliquée à la pate séchée ne peut pas sécher complètement comme un résultat de l'affinité pour l'humidité de la pâte. Les humectants préférés sont le triglycérol et la glycérine parce que ce sont des plastifiants supérieurs dans ce système et qu'ils produisent une pâte qui a une texture lisse. D'autres humectants, également satisfaisants, sont les polypropylène glycol, les polyéthylène glycol liquides (tel que le Carbowax 200) et le diéthylène glycol. L'humectant peut être présent en une quantité d'environ 0 à environ 20% en poids, et de préférence d'environ 5% à environ 15% en poids. Lorsque la résine polymérique est un alcool polyvinylique ayant un niveau d'hydrolyse d'environ 40% à environ 80%, l'humectant est de préférence présent en une quantité de jusqu'à environ 15% en poids. Un additif souhaitable qui augmente la durée de vie au stockage est un conservateur, et une grande variété de tels matériaux sont commercialement disponibles. Un conservateur préféré est le Kathon LX1.5, une solution à 1,5% d'isothiazoline. Un autre conservateur préféré est le Nuosept 95. Le pourcentage en poids préféré de conservateur est d'environ 0,15% à environ 0,75%. 17 2772039 Un colorant peut de plus être utilisé dans la pâte à modeler. Si aucun colorant n'est utilisé, la pâte résultante est généralement blanche. Une pâte blanche a beaucoup d'applications parce qu'elle peut facilement être peinte avec des peintures à base d'eau. Egalement, le blanc est une couleur attractive en elle-même et a beaucoup d'applications sans le besoin d'être peint. Si une pâte colorée est souhaitée, une variété de pigments et teintures peuvent être utilisés. Les pâtes fluorescentes sont spécialement attractives pour les enfants. Les pigments fluorescents qui fonctionnent spécialement bien incluent ceux vendus sous les marques enregistrées Aurora Pink Z-11-3 , Saturn Yellow Z- 17N et Signal Green Z-18-3 , par Day Glo Color Corp., Cleveland, OH. Le colorant peut être présent en une quantité de jusqu'à environ 15% en poids. De préférence, le colorant est présent en une quantité de jusqu'à environ 5% en poids. Un tampon peut également être ajouté pour augmenter le pH dans certaines formulations. Le tampon comprend un agent tampon inclus avec la phase aqueuse de la pâte à modeler. Lorsque le pH est inférieur à 7,0, la résine polymérique peut ne pas gélifier correctement, et des niveaux de pH au-dessus de pH 7 sont ainsi préférés. Le pH de la pâte à modeler est de préférence dans l'intervalle d'environ 8 à environ 8,5 avant séchage. Si de l'acide borique est utilisé en tant que gélifiant, le pH tend à se déplacer et crée le besoin pour un tampon. Egalement, des formulations utilisant des résines polymériques partiellement hydrolysées, à faible poids moléculaire sont acides et peuvent requérir un tampon. Cependant, un agent tampon approprié est le tétraborate de sodium, qui est également l'agent gélifiant préféré. Un système de tampon préféré contient du tris(hydroxymethyl) aminométhane et HCl en tant qu'agents tampons. Le tampon comprendrait donc du tris(hydroxyméthyl) aminométhane, HCl 0,1M, et de l'eau, comme décrit dans l'exemple 14. D'autres agents tampons, lorsqu'ils sont nécessaires en raison d'un pH inférieur à 7,0, incluent le 2- amino-2-méthyl-l-propanol, tel que l'AMP 95 , vendu par IMC 18 2772039 Chemical Group, Inc., et le bicarbonate de sodium. La quantité préférée d'agents tampons est d'environ 0 à environ 1% en poids de la composition de pâte à modeler totale, en addition au gélifiant. Une senteur peut être ajoutée à la pâte. Le terme "senteur" est ici défini pour inclure tout parfum ou toute senteur approprié pour utilisation dans les pâtes à modeler de la présente invention. Si un parfum ou une senteur est ajouté, on préfère inclure un parfum ou une senteur qui correspond à la couleur de la pâte. Par exemple, une pâte colorée en orange inclut un parfum d'orange. La pâte peut également être moulée en la forme d'une orange, et le modèle résultant sentira comme une orange. De façon similaire, une pâte noire peut inclure une senteur ou un parfum de réglisse ; une pâte pourpre peut inclure une senteur ou un parfum de raisin, et ainsi de suite. Le choix particulier du parfum n'est pas soumis à une limitation particulière quelconque. Les parfums à base d'huile peuvent être utilisés, bien qu'on préfère utiliser des parfums à base d'eau. Des parfums à libération contrôlée dans le temps peuvent être utilisés lorsqu'on désire garder le parfum après que la pâte à modeler ait été séchée. Des exemples des parfums appropriés incluent les parfums floraux, de nourrriture, de fruits, d'épices, et de bois. Par exemple, le parfum floral F-340-F, WS, disponible de Shaw Mudge & Co., Stamford, CT; ou les parfums artificiels de raisin, disponibles de l'International Flavors & Fragrances, Dayton, NJ, peuvent être utilisés. Lorsqu'utilisé, le parfum peut être présent en une quantité dans l'intervalle d'environ 0,05% à environ 5% en poids. De préférence, le parfum est présent en une quantité dans l'intervalle d'environ 0,5% à 1,0% en poids. Les exemples suivants illustrent de plus la présente invention mais, bien sur, ne doivent pas être considérés comme limitatifs d'une quelconque façon de son étendue. Les pourcentages dans les exemples suivants sont définis comme des pourcentages en poids. 19 2772039 Exemple 1 Cet exemple illustre une pâte à modeler préférée faite avec un alcool polyvinylique. La pâte à modeler est formulée en deux étapes. D'abord, un pré- mélange d'alcool polyvinylique est fabriqué. Deuxièmement, ce pré-mélange est mélangé avec les composants restants. Pré-mélange Pourcent Eau désionisée 57,41 Glycérine 24,80 Alcool polyvinylique 14,17 Agent démoussant --Balab Bubblebreaker 748 2,13 Agent mouillant NOPCOSPERSE 44 1,06 Conservateur - KATHON LX1.5 0,10 --NUOSEPT 95 0,33 Total 100,00 Pâte à modeler Pourcent Pré-mélange 60,38 Charge --microsphères de DUALITE 25,58 Eau désionisée 13,76 Agent gélifiant -- Tétraborate de sodium 0,28 Total 100,00 Exemple 2 Cet exemple illustre l'utilisation d'une charge différente des microsphères plastiques dans la pâte à modeler de la présente invention. 2772039 L'exemple 1 est répété, sauf que du mica (325 mesh) est utilisé en tant que charge. La pâte est ainsi formulée comme suit: Pré-mélange Pourcent Eau désionisée 57,41 Glycérine 24,80 Alcool polyvinylique 14,17 Agent démoussant --Balab Bubblebreaker 748 2,13 Agent mouillant NOPCOSPERSE 44 1,06 Conservateurs --KATHON LX1.5 0,10 --NUOSEPT 95 0,33 Total 100,00 Pâte à modeler Pourcent Pré-mélange 60,38 Charge --mica 25,58 Eau désionisée 13,76 Gélifiant --Tétraborate de sodium 0,28 Total 100,00 Exemple 3 L'exemple 3 illustre l'utilisation d'une cire en combinaison avec des microsphères plastiques en tant que charge dans la pâte à modeler de la présente invention. 21 2772039 Composant Pourcent Airvol 107 (solution 61,95 aqueuse à 20 pourcent) Glycérine 2,00 Conservateur --NUOSEPT 95 0,20 --KATHON LX1.5 0,15 Cire -- Aquawax 114 2,00 Carbonate de calcium 2,00 Charge Microsphères de DUALITE 2,00 6001AE Solution aqueuse de borate à 29,70 2 pourcent Total 100,00 La pâte de l'exemple 3 a été préparée par mélange des ingrédients précédents. La pâte avait des propriétés d'extrusion satisfaisantes et était découpable avec un couteau à gâteau. Exemples 4 à 6 Ces exemples illustrent l'utilisation d'une cire en combinaison avec des microsphères plastiques en tant que charge. De plus, ces exemples illustrent le procédé de préparation des pâtes à modeler de la présente invention. 22 2772039 Exemple Exemple Exemple 4 5 6 Composant Pourcent Eau désionisée 47,9 47,5 46,8 Résine --AIRVOL 523 8,5 8,5 8,5 Glycérine 14,4 14,4 14,4 Agent démoussant --Balab Bubblebreaker 2,1 2,1 2,1 Agent mouillant --NOPCOSPERSE 44 0,6 0,6 0,6 Conservateur --KATHON LX15 0,15 0,15 0,15 -- NUOSEPT 95 0,2 0,2 0,2 Charge --DUALITE 6001 AE 25,6 25,6 25,6 Solution de borate 0,28 0,28 0,28 (2%) _ Cire --Dow Corning 290 0,28 0,69 1,38 Total 1000 100,0 100,0 Les pâtes a modeler des exemples 4 à 6 ont été préparées par d'abord mélange d'eau désionisée, d'AIRVOL 523, de glycérine, de Balab Bubblebreaker , de NOPCOSPERSE 44, et de KATHON LX15 pour former un pré-mélange. Après que ce pré- mélange ait été formé, de l'eau désionisée additionnelle a été ajoutée, et les ingrédients restants incorporés dans le mélange pour former une pâte à modeler. Toutes les pâtes des exemples 4 à 6 étaient des pâtes à modeler satisfaisantes. Exemples 7 & 8 Les exemples 7 et 8 illustrent l'utilisation de stéarate de sodium, une cire, dans les pâtes à modeler de la présente invention. Le pré-mélange polyvinylique était un 23 2772039 mélange de 14,2% d'AIRVOL 523 , 57,3% d'eau, et 24,8% de glycérine. Exemple Exemple 7 8 Composant Pourcent Pré-mélange d'alcool polyvinylique 60,40 60,40 DUALITE 6001AE 23,56 21,56 Solution de borate (2%) 0,28 0,28 Eau désionisée 13,76 13,76 Stéarate de sodium 2, 00 4,00 Total 100,00 100,00 Exemple 9 L'exemple 9 illustre l'utilisation d'une résine polymérique différente d'un alcool polyvinylique non modifié dans les pâtes à modeler de la présente invention. Composant Pourcent Solution aqueuse de PVA/farine de froment (17,5% d'Elvanol 75- , 15% de farine de blé) 77,7 Glycérine 2,1 Solution de borate à 2% 20,2 Total 100,00 La pâte de l'exemple 9 était collante, mais autrement acceptable en tant que pâte à modeler. La farine de froment 24 2772039 dans cet exemple sert en tant que charge plutôt qu'en tant que résine polymérique. Exemple 10 L'exemple 10 illustre l'utilisation d'une charge plastique différente des microsphères plastiques. En addition, l'exemple 10 illustre l'utilisation d'une résine polymérique différente d'un alcool polyvinylique dans les pâtes à modeler de la présente invention. * Composant Pourcent Solution aqueuse (10% ELVANOL 52-22 , % AMAIZO 710 ) 73,3 Glycérine 3,0 Conservateur --NUOSEPT 95 0,25 - -KATHON LX 1,5 pourcent 0,15 Charge --KAYOCEL 2W100 7,0 Solution de borate à 2% 16,3 Total 100,00 La pâte préparée selon l'exemple 10 était raide, mais autrement satisfaisante en tant que pâte à modeler. Exemple 11 L'exemple 11 illustre l'utilisation d'une résine polymérique différente d'un alcool polyvinylique dans les pâtes à modeler de la présente invention. La pâte à modeler de l'exemple 1 est préparée en utilisant du GAF PVP K-15 en tant que résine polymérique. Exemples 12 & 13 Ces exemples illustrent l'utilisation d'un parfum dans les pâtes à modeler de la présente invention. 2772039 Exemple 12 Exemple 13 Composants Pourcent Pourcent DUALITE 6001 AE 26,0 26,0 Pré-mélange 60,3 60,45 Eau DI 13,0 13,0 Tétraborate de 0,31 0,31 sodium Parfum 0,5 0,25 --Parfum de myrtille soluble dans l'eau ,0 100,0 Le pré-mélange polyvinylique était un mélange de 14,2% d'AIRVOL 523 , 57,3% d'eau, et 24,8% de glycérine. Le parfum de myrtille est celui disponible chez Thornley Chemical, Wilmington, DE. Exemple 14 Cet exemple illustre l'utilisation d'un tampon dans la préparation de la pâte à modeler. Il illustre également l'utilisation de deux alcools polyvinyliques. Le tampon de l'exemple 14 comprend 60,57 grammes de tris(hydroxyméthyle)aminométhane, 57,0 ml d'HCl 0,1M, et 943,0 ml d'eau désionisée. 26 2772039 Pate à modeler Composant Quantité (g) ELVANOL 93-01 23,96 AIRVOL 125 1,20 Tampon 81,49 Glycérine 7,20 NOPCOSPERSE 44 1,55 BALAB 748 3,24 Conservateur --KATHON LX 1,5 0,12 --NUOSEPT 95 0,40 AMP 95% 0,96 Charge --Dualite 6001AE 48,0 --Eau 26,0 Alors que des modes de réalisation particuliers de l'invention ont été montrés, il sera bien sûr compris que l'invention n'est pas limitée à ceux-ci puisque des modifications peuvent être effectuées par ceux spécialisés dans l'art, particulièrement à la lumière des enseignements précédents. De telles modifications sont donc englobées par les revendications annexées qui incorporent ces caractéristiques qui constituent les caractéristiques essentielles de ces améliorations dans l'étendue et l'esprit réel de l'invention. 27 2772039 REVENDICATIONS 1. Composition de pâte à modeler moulable, caractérisée en ce qu'elle comprend une résine polymérique polaire, de l'eau, un gélifiant, et une charge, o ladite résine polymérique polaire est sélectionnée dans le groupe consistant en une gomme de cellulose et de la polyvinylpyrrolidone. 2. Composition selon la revendication 1, caractérisée en ce que la résine polymérique polaire inclut également un alcool polyvinylique et un matériau sélectionné dans le groupe consistant en un alginate, une gomme de polysaccharide, de l'amidon, du guar, de l'agar, de la gomme arabique, de l'acide acrylique et des polymères de silicone. 3. Composition de pâte à modeler selon la revendication 2, caractérisée en ce que l'eau est présente en une quantité dans l'intervalle de 43% à 49%; l'alcool polyvinylique est présent en une quantité totale dans l'intervalle de 10 à 14%; la charge est présente en une quantité dans l'intervalle de 24% à 25%; et le gélifiant est présent en une quantité dans l'intervalle de 0,05% à 0,2%. 4. Composition selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comprend de plus de 5 à 15% d'un humectant. 5. Composition selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la charge est une cire. 6. Composition selon la revendication 5, caractérisée en ce que la charge inclut également des microsphères de plastique ayant un revêtement particulaire mouillable. 7. Composition selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comprend jusqu'à 1% d'un agent tampon. 8. Composition selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comprend un parfum. 28 2772039 9. Composition selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la charge contient un composant sélectionné dans le groupe consistant en des microsphères de plastique, talc, carbonate de calcium, du mica, de l'argile, un silicate, des fibres d'aramide, des fibres de cellulose et des mélanges de ceux-ci.