AT18315U1 - Verfahren zum schneiden von kunststoffelementen - Google Patents
Verfahren zum schneiden von kunststoffelementen Download PDFInfo
- Publication number
- AT18315U1 AT18315U1 ATGM50244/2021U AT502442021U AT18315U1 AT 18315 U1 AT18315 U1 AT 18315U1 AT 502442021 U AT502442021 U AT 502442021U AT 18315 U1 AT18315 U1 AT 18315U1
- Authority
- AT
- Austria
- Prior art keywords
- watts
- plastic
- filler
- plastic element
- cutting
- Prior art date
Links
- 239000004033 plastic Substances 0.000 title claims abstract description 76
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 title claims abstract description 76
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 35
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims abstract description 39
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims abstract description 35
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 18
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 18
- 239000000049 pigment Substances 0.000 claims description 24
- 239000011324 bead Substances 0.000 claims description 14
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 claims description 12
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 claims description 12
- 150000001252 acrylic acid derivatives Chemical class 0.000 claims description 11
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 11
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 claims description 7
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical group [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 6
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 claims description 6
- TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L barium sulfate Chemical compound [Ba+2].[O-]S([O-])(=O)=O TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 5
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 claims description 5
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 claims description 5
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 claims description 5
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 claims description 5
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 claims description 5
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 claims description 4
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 claims description 4
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 claims description 4
- 239000010453 quartz Substances 0.000 claims description 4
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 4
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 4
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 claims description 3
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 3
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 3
- 150000002734 metacrylic acid derivatives Chemical class 0.000 claims description 3
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N Alumina Chemical class [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 claims description 2
- 239000006004 Quartz sand Substances 0.000 claims description 2
- YKTSYUJCYHOUJP-UHFFFAOYSA-N [O--].[Al+3].[Al+3].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] Chemical compound [O--].[Al+3].[Al+3].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] YKTSYUJCYHOUJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010431 corundum Substances 0.000 claims description 2
- 229910021485 fumed silica Inorganic materials 0.000 claims description 2
- LNEPOXFFQSENCJ-UHFFFAOYSA-N haloperidol Chemical compound C1CC(O)(C=2C=CC(Cl)=CC=2)CCN1CCCC(=O)C1=CC=C(F)C=C1 LNEPOXFFQSENCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N iron oxide Inorganic materials [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 235000013980 iron oxide Nutrition 0.000 claims description 2
- VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N iron(2+);oxygen(2-) Chemical class [O-2].[Fe+2] VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 claims description 2
- 125000005395 methacrylic acid group Chemical group 0.000 claims description 2
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 claims description 2
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 claims description 2
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 claims description 2
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 claims description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 2
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052566 spinel group Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229920002725 thermoplastic elastomer Polymers 0.000 claims description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 abstract description 22
- 239000002356 single layer Substances 0.000 abstract 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 11
- -1 basalt Chemical compound 0.000 description 9
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 9
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M Acrylate Chemical compound [O-]C(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 8
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 8
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 8
- 239000004848 polyfunctional curative Substances 0.000 description 7
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 6
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 5
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 4
- 239000012948 isocyanate Substances 0.000 description 4
- 150000002513 isocyanates Chemical class 0.000 description 4
- 238000000518 rheometry Methods 0.000 description 4
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 4
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 4
- KUBDPQJOLOUJRM-UHFFFAOYSA-N 2-(chloromethyl)oxirane;4-[2-(4-hydroxyphenyl)propan-2-yl]phenol Chemical compound ClCC1CO1.C=1C=C(O)C=CC=1C(C)(C)C1=CC=C(O)C=C1 KUBDPQJOLOUJRM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004971 Cross linker Substances 0.000 description 3
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 3
- 229920002959 polymer blend Polymers 0.000 description 3
- 230000011514 reflex Effects 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NRCMAYZCPIVABH-UHFFFAOYSA-N Quinacridone Chemical compound N1C2=CC=CC=C2C(=O)C2=C1C=C1C(=O)C3=CC=CC=C3NC1=C2 NRCMAYZCPIVABH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 2
- 235000003704 aspartic acid Nutrition 0.000 description 2
- OQFSQFPPLPISGP-UHFFFAOYSA-N beta-carboxyaspartic acid Natural products OC(=O)C(N)C(C(O)=O)C(O)=O OQFSQFPPLPISGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 2
- WERYXYBDKMZEQL-UHFFFAOYSA-N butane-1,4-diol Chemical compound OCCCCO WERYXYBDKMZEQL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000010216 calcium carbonate Nutrition 0.000 description 2
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 2
- 235000013339 cereals Nutrition 0.000 description 2
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004611 light stabiliser Substances 0.000 description 2
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 2
- 238000010422 painting Methods 0.000 description 2
- 150000002978 peroxides Chemical class 0.000 description 2
- IEQIEDJGQAUEQZ-UHFFFAOYSA-N phthalocyanine Chemical compound N1C(N=C2C3=CC=CC=C3C(N=C3C4=CC=CC=C4C(=N4)N3)=N2)=C(C=CC=C2)C2=C1N=C1C2=CC=CC=C2C4=N1 IEQIEDJGQAUEQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 2
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 2
- 229920005862 polyol Polymers 0.000 description 2
- 150000003077 polyols Chemical class 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 2
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 2
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 description 2
- BEQKKZICTDFVMG-UHFFFAOYSA-N 1,2,3,4,6-pentaoxepane-5,7-dione Chemical compound O=C1OOOOC(=O)O1 BEQKKZICTDFVMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JFZVSHAMRZPOPA-UHFFFAOYSA-N 1-[n-(2-hydroxypropyl)-4-methylanilino]propan-2-ol Chemical compound CC(O)CN(CC(C)O)C1=CC=C(C)C=C1 JFZVSHAMRZPOPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DLQMNSDNQWLFSS-UHFFFAOYSA-N 2-[(4-chloro-2-nitrophenyl)diazenyl]-3-oxo-n-(2-oxo-1,3-dihydrobenzimidazol-5-yl)butanamide Chemical compound C=1C=C2NC(=O)NC2=CC=1NC(=O)C(C(=O)C)N=NC1=CC=C(Cl)C=C1[N+]([O-])=O DLQMNSDNQWLFSS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DGUJJOYLOCXENZ-UHFFFAOYSA-N 4-[2-[4-(oxiran-2-ylmethoxy)phenyl]propan-2-yl]phenol Chemical compound C=1C=C(OCC2OC2)C=CC=1C(C)(C)C1=CC=C(O)C=C1 DGUJJOYLOCXENZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XDOFCEHAMICSIZ-UHFFFAOYSA-N 5,5-diphenyl-1,3-oxazolidine-2,4-dione Chemical compound O1C(=O)NC(=O)C1(C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1 XDOFCEHAMICSIZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CGLVZFOCZLHKOH-UHFFFAOYSA-N 8,18-dichloro-5,15-diethyl-5,15-dihydrodiindolo(3,2-b:3',2'-m)triphenodioxazine Chemical compound CCN1C2=CC=CC=C2C2=C1C=C1OC3=C(Cl)C4=NC(C=C5C6=CC=CC=C6N(C5=C5)CC)=C5OC4=C(Cl)C3=NC1=C2 CGLVZFOCZLHKOH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910002012 Aerosil® Inorganic materials 0.000 description 1
- OMPJBNCRMGITSC-UHFFFAOYSA-N Benzoylperoxide Chemical compound C=1C=CC=CC=1C(=O)OOC(=O)C1=CC=CC=C1 OMPJBNCRMGITSC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GAWIXWVDTYZWAW-UHFFFAOYSA-N C[CH]O Chemical group C[CH]O GAWIXWVDTYZWAW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920003344 Epilox® Polymers 0.000 description 1
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- 241000283070 Equus zebra Species 0.000 description 1
- 239000013032 Hydrocarbon resin Substances 0.000 description 1
- YIVJZNGAASQVEM-UHFFFAOYSA-N Lauroyl peroxide Chemical compound CCCCCCCCCCCC(=O)OOC(=O)CCCCCCCCCCC YIVJZNGAASQVEM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UIHCLUNTQKBZGK-UHFFFAOYSA-N Methyl isobutyl ketone Natural products CCC(C)C(C)=O UIHCLUNTQKBZGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZJCCRDAZUWHFQH-UHFFFAOYSA-N Trimethylolpropane Chemical compound CCC(CO)(CO)CO ZJCCRDAZUWHFQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000006750 UV protection Effects 0.000 description 1
- 229920000180 alkyd Polymers 0.000 description 1
- 125000000746 allylic group Chemical group 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 description 1
- 239000010426 asphalt Substances 0.000 description 1
- MYONAGGJKCJOBT-UHFFFAOYSA-N benzimidazol-2-one Chemical compound C1=CC=CC2=NC(=O)N=C21 MYONAGGJKCJOBT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001565 benzotriazoles Chemical class 0.000 description 1
- 235000019400 benzoyl peroxide Nutrition 0.000 description 1
- 125000001797 benzyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(C([H])=C1[H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- RSOILICUEWXSLA-UHFFFAOYSA-N bis(1,2,2,6,6-pentamethylpiperidin-4-yl) decanedioate Chemical compound C1C(C)(C)N(C)C(C)(C)CC1OC(=O)CCCCCCCCC(=O)OC1CC(C)(C)N(C)C(C)(C)C1 RSOILICUEWXSLA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UPIWXMRIPODGLE-UHFFFAOYSA-N butyl benzenecarboperoxoate Chemical compound CCCCOOC(=O)C1=CC=CC=C1 UPIWXMRIPODGLE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000000484 butyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- VDQQXEISLMTGAB-UHFFFAOYSA-N chloramine T Chemical compound [Na+].CC1=CC=C(S(=O)(=O)[N-]Cl)C=C1 VDQQXEISLMTGAB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- PPSZHCXTGRHULJ-UHFFFAOYSA-N dioxazine Chemical compound O1ON=CC=C1 PPSZHCXTGRHULJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000003438 dodecyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 235000013312 flour Nutrition 0.000 description 1
- 239000013538 functional additive Substances 0.000 description 1
- RBTKNAXYKSUFRK-UHFFFAOYSA-N heliogen blue Chemical compound [Cu].[N-]1C2=C(C=CC=C3)C3=C1N=C([N-]1)C3=CC=CC=C3C1=NC([N-]1)=C(C=CC=C3)C3=C1N=C([N-]1)C3=CC=CC=C3C1=N2 RBTKNAXYKSUFRK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001519 homopolymer Polymers 0.000 description 1
- 229920006270 hydrocarbon resin Polymers 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- AEIXRCIKZIZYPM-UHFFFAOYSA-M hydroxy(oxo)iron Chemical compound [O][Fe]O AEIXRCIKZIZYPM-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021519 iron(III) oxide-hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- GWVMLCQWXVFZCN-UHFFFAOYSA-N isoindoline Chemical compound C1=CC=C2CNCC2=C1 GWVMLCQWXVFZCN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
- 239000004850 liquid epoxy resins (LERs) Substances 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- UJRDRFZCRQNLJM-UHFFFAOYSA-N methyl 3-[3-(benzotriazol-2-yl)-5-tert-butyl-4-hydroxyphenyl]propanoate Chemical compound CC(C)(C)C1=CC(CCC(=O)OC)=CC(N2N=C3C=CC=CC3=N2)=C1O UJRDRFZCRQNLJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 1
- 239000012764 mineral filler Substances 0.000 description 1
- GYVGXEWAOAAJEU-UHFFFAOYSA-N n,n,4-trimethylaniline Chemical compound CN(C)C1=CC=C(C)C=C1 GYVGXEWAOAAJEU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- AQSJGOWTSHOLKH-UHFFFAOYSA-N phosphite(3-) Chemical class [O-]P([O-])[O-] AQSJGOWTSHOLKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000768 polyamine Polymers 0.000 description 1
- 229920001225 polyester resin Polymers 0.000 description 1
- 239000004645 polyester resin Substances 0.000 description 1
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 229920000193 polymethacrylate Polymers 0.000 description 1
- 229920002689 polyvinyl acetate Polymers 0.000 description 1
- 239000011118 polyvinyl acetate Substances 0.000 description 1
- 230000001698 pyrogenic effect Effects 0.000 description 1
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 description 1
- 239000006254 rheological additive Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 1
- 239000004071 soot Substances 0.000 description 1
- 239000008347 soybean phospholipid Substances 0.000 description 1
- 125000004079 stearyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- UWHCKJMYHZGTIT-UHFFFAOYSA-N tetraethylene glycol Chemical compound OCCOCCOCCOCCO UWHCKJMYHZGTIT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007725 thermal activation Methods 0.000 description 1
- 229920005992 thermoplastic resin Polymers 0.000 description 1
- ZIBGPFATKBEMQZ-UHFFFAOYSA-N triethylene glycol Chemical compound OCCOCCOCCO ZIBGPFATKBEMQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/36—Removing material
- B23K26/40—Removing material taking account of the properties of the material involved
- B23K26/402—Removing material taking account of the properties of the material involved involving non-metallic material, e.g. isolators
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/36—Removing material
- B23K26/38—Removing material by boring or cutting
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schneiden eines ein- oder mehrschichtigen Kunststoffelements umfassend die Schritte: a) Bereitstellen mindestens eines Kunststoffelements umfassend mindestens eine Schicht aus einem Kunststoffmaterial, welches ein Polymer und einen Füllstoff umfasst, und b) Schneiden des mindestens einen Kunststoffelements mittels mindestens eines Laserstrahls, der mittels eines CO2-Lasers hergestellt wird und eine Leistung von mindestens 20 Watt aufweist, wobei das Kunststoffelement während und/oder nach Schritt b) zumindest im Schneidebereich mit mindestens einem Gas behandelt wird, wobei das Kunststoffmaterial einen Füllstoffanteil von 50 bis 90 Gew% bezogen auf die Gewichtsteile an Polymer und Füllstoff aufweist.
Description
VERFAHREN ZUM SCHNEIDEN VON KUNSTSTOFFELEMENTEN
GEBIET DER ERFINDUNG
[0001] Die vorliegende Erfindung liegt auf dem Gebiet der Kunststoffverarbeitung, insbesondere auf dem Gebiet des Schneidens von Kunststoffelementen.
STAND DER TECHNIK
[0002] Fahrbahnmarkierungen sind farbliche Kennzeichnungen auf der Oberfläche von Verkehrsflächen, die u.a. der Verkehrsführung, der Kennzeichnung verschiedener Verkehrsflächen und als Verkehrszeichen dienen.
[0003] Die älteste und preiswerteste Markierungsvariante beruht auf Farbanstrich/Bemalung. Typische Anwendungen sind Fahrbahntrennungen, Straßenbegrenzungen und Streiftenmarkierungen im kontinuierlichen Auftrag mittels spezieller Fahrzeuge. Die Bemalung erfolgt in der Regel mit Wasser- oder Lösungsmittelbasierten Kunstharzzubereitungen, welche mit Pigmenten, Farbstoffen und funktionellen Additiven (UV-Schutz, Reflektoren...) versetzt werden können. Als Kunstharz werden insbesondere Acrylate, Methacrylate, Polyvinylacetat, Alkydharze usw. verwendet.
[0004] Alternativ zur Markierung von Fahrbahnen bzw. Verkehrsflächen mit Farbanstrich werden Kunststoffelemente aus Heißspritzplastik und Kaltplastik eingesetzt. Bei der Applikation von Heißspritzplastik werden geschmolzene (ca.200°C) thermoplastische Harze (mit Pigmenten, Farbstoffen, Additiven usw.) auf Basis von Kohlenwasserstoffharzen auf eine trockene Oberfläche aufgebracht. Kaltplastikelemente umfassen Zubereitungen aus Polymeren, gelöst in polymerisierbaren Lösemitteln, versetzt mit geeigneten Füllstoffen, Pigmenten, Farbstoffen und Additiven, die unmittelbar vor der Applikation mit einem geeigneten Härtesystem homogen vermengt, auf die vorbereitete Oberfläche aufgebracht und bei Umgebungstemperatur ausgehärtet werden. Typischerweise eingesetzte Kunststoffelemente umfassen Polymethacrylate, Zwei-Komponenten Epoxidharzformulierungen, Polyurethansysteme auf Basis von Hydroxyl- und/oder amingruppenhältigen Oligomeren.
[0005] Zur Markierung von Fahrbahnen eignen sich auch vorgeformte Thermoplaste, welche vorwiegend bei der Herstellung von Zebrastreifen, Gebotszeichen, Abbiegepfeile usw. eingesetzt werden. Diese werden auf die getrockneten Straßenabschnitte mittels Gasbrennern aufgeflämmt. Damit kommt es zu einer temporären Erweichung/Verflüssigung und, damit einhergehend, eine physikalische Bindung in die Bodenoberfläche. Der Nachteil solcher Systeme liegt in der hohen Verarbeitungstemperatur, der relativ unkontrollierten Wärmeeinbringung und damit verbundene Belastung von Matrixpolymeren (Versprödung) und Farbpigmenten, deren Auswahl damit erschwert und begrenzt wird. Um die Nachteile vorgeformter Thermoplaste zu umgehen, können alternativ vorgeformte Elemente aus Kaltplastik („Preformed-Cold-Plasic = PCP“) verwendet werden.
[0006] Fahrbahnmarkierungen, insbesondere Bodenmarkierungen, die als Verkehrszeichen eingesetzt werden, können zumindest teilweise u.a. aus entsprechenden Kunststoffelementen ausgeschnitten werden. Dabei hat sich gezeigt, dass beim Schneiden von Kunststoffelementen aus Thermoplasten und aus Kaltplastik mit einem erhöhten Füllstoffanteil mit üblichen Methoden keine glatten Schnittkanten erzeugt werden können. Dies ist insbesondere nachteilig, wenn die ausgeschnittenen Elemente zu einem mehrteiligen Verkehrszeichen zusammengesetzt werden sollen.
[0007] Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren bereitzustellen, welches es ermöglicht, Kunststoffelemente mit einem relativ hohen Füllstoffanteil qualitativ hochwertig und mit glatter Schnittkante zu schneiden.
KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
[0008] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schneiden eines ein- oder mehrschichtigen Kunststoffelements umfassend die Schritte:
a) Bereitstellen mindestens eines Kunststoffelements umfassend mindestens eine Schicht aus einem Kunststoffmaterial, welches ein Polymer und einen Füllstoff umfasst, und
b) Schneiden des mindestens einen Kunststoffelements mittels mindestens eines Laserstrahls, der mittels eines CO2-Lasers hergestellt wird und der eine Leistung von mindestens 20 Watt aufweist,
[0009] wobei das Kunststoffelement während und/oder nach Schritt b) zumindest im Schneidebereich mit mindestens einem Gas behandelt wird, wobei das Kunststoffmaterial einen Füllstoffanteil von 50 bis 90 Gew% bezogen auf die Gewichtsteile an Polymer und Füllstoff aufweist.
[0010] Es hat sich überraschender Weise ergeben, dass mittels eines CO2-Lasers Kunststoffelemente mit einem Füllstoffanteil von 50 bis 90 Gew% unter Ausbildung einer glatten Schnittkante besonders gut geschnitten werden können. Insbesondere durch die Verwendung eines CO2-Lasers konnte ein besseres Schnittergebnis erzielt werden als mit anderen Lasersystemen wie einem Faserlaser, beispielsweise.
[0011] Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist trotz des hohen Füllstoffanteils ein Laserstrahl mit einer Leistung von mindestens 20 Watt ausreichend, um das gewünschte Schnittergebnis zu erzielen.
[0012] Das Kunststoffelement wird im Schneidebereich mit mindestens einem Gas behandelt, um bei geringer Laserleistung eine geeignete Schnittgeschwindigkeit zu gewährleisten. Dabei werden Inhaltsstoffe, die vom Laser nicht geschnitten werden können oder welche das Laserlicht negativ beeinflussen, wie z.B. Mineralbestandteile, mechanisch mit einem nicht-entzündlichen Gas kontinuierlich aus dem Schneidebereich entfernt. Dies gilt vor allem für Füllstoffe, insbesondere Mineralfüllstoffe, mit einem Schmelzpunkt zwischen 800 und 2500 °C und einer Mohshärte von 6 bis 10), die oftmals in relativ grober Körnung zur Erhöhung der Abrasionsfähigkeit eingesetzt werden.
[0013] Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein geschnittenes Markierungselement, insbesondere ein geschnittenes Fahrbahnmarkierungselement, herstellbar mit einem erfindungsgemäßen Verfahren.
[0014] Markierungselemente, insbesondere Fahrbahnmarkierungselemente, umfassend Duromere, Elastomere und/oder Thermoplaste, die einen relativ hohen Füllstoffanteil aufweisen (mindestens 50%), um eine ausreichende Steifigkeit der Elemente zu garantieren bzw. um die Schrumpfung der Elemente zu vermindern, können überraschender Weise mit dem erfindungsgemäßen Verfahren derart geschnitten werden, dass regelmäßige, glatte Kanten entstehen. Dies ist mit anderen Verfahren, die ebenfalls Laser zum Schneiden einsetzen, nicht möglich, so dass mit diesen Verfahren unregelmäßige und zerfranste Kanten entstehen.
BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
[0015] Die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zu schneidenden Kunststoffelement umfassen mindestens eine Schicht aus einem Kunststoffmaterial, welches ein Polymer und einen Füllstoff umfasst. Das Kunststoffmaterial weist dabei einen Füllstoffanteil von 50 bis 90 Gew% auf, welcher sich auf die Gewichtsteile an Polymer und Füllstoff im Kunststoffmaterial bezieht. D.h. der Füllstoffanteil im Kunststoffmaterial wird in Bezug auf die Gesamtmenge Polymer und Füllstoff berechnet. Die Menge an Polymer errechnet sich aus der Gesamtmenge sämtlicher Komponenten, die benötigt werden, um das Polymer zu bilden (u.a. Monomere, Quervernetzer, Härter usw.). Dabei umfasst der Begriff „Polymer“ sowohl Homopolymere als auch Copolymere.
[0016] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist der Laser-
strahl eine Leistung von mindestens 30 Watt, vorzugsweise von mindestens 40 Watt, noch mehr bevorzugt von mindestens 50 Watt, auf.
[0017] Der mit einem CO>-Laser hergestellte Laserstrahl weist erfindungsgemäß eine Leistung von mindestens 20 Watt auf. Eine höhere Laserleistung ermöglicht es, die Schnittgeschwindigkeit zu erhöhen.
[0018] Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist der Laserstrahl eine Leistung von maximal 1000 Watt, vorzugsweise von maximal 500 Watt, noch mehr bevorzugt von maximal 200 Watt, auf.
[0019] Zwar ist es möglich einen Laserstrahl mit einer sehr hohen Leistung zum Schneiden von Kunststoffelementen einzusetzen, jedoch hat sich gezeigt, dass eine zu hohe Leistung einen negativen Einfluss auf das Material des zu schneidenden Elements hat. Deshalb ist es bevorzugt einen Laserstrahl einzusetzen, der eine Leistung von maximal 1000 Watt aufweist, wobei Leistungen von maximal 500 bzw. 200 Watt besonders bevorzugt sind.
[0020] Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist der im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzte Laserstrahl eine Leistung zwischen 20 und 1000 Watt, vorzugsweise zwischen 20 und 500 Watt, noch mehr bevorzugt zwischen 20 und 200 Watt, noch mehr bevorzugt zwischen 30 und 1000 Watt, noch mehr bevorzugt zwischen 30 und 500 Watt, noch mehr bevorzugt zwischen 30 und 200 Watt, noch mehr bevorzugt zwischen 40 und 1000 Watt, noch mehr bevorzugt zwischen 40 und 500 Watt, noch mehr bevorzugt zwischen 40 und 200 Watt, noch mehr bevorzugt zwischen 50 und 1000 Watt, noch mehr bevorzugt zwischen 50 und 500 Watt, noch mehr bevorzugt zwischen 50 und 200 Watt, wobei der Laserstrahl am meisten bevorzugt eine Leistung von 20 bis 200 Watt aufweist.
[0021] Die Leistungsangaben beziehen sich auf den Laserstrahl und nicht auf die Vorrichtung zur Erzeugung des Laserstrahls. Somit ist der Leistung des Laserstrahls die Ausgangsleistung der Lasererzeugungseinheit.
[0022] Gemäß einer noch weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird Schritt b) bei einer Schneidegeschwindigkeit von 1 bis 15 cm/s, vorzugsweise von 3 bis 12 cm/s, noch mehr bevorzugt von 4 bis 10 cm/s, noch mehr bevorzugt von 5 bis 8 cm/s, durchgeführt.
[0023] Die Geschwindigkeit, mit der der Laserstrahl am zu schneidenden Kunststoffelement bewegt wird, beträgt vorzugsweise 1 bis 15 cm/s. Geschwindigkeiten außerhalb dieses Bereichs erwiesen sich als weniger vorteilhaft.
[0024] Das mindestens eine Gas ist vorzugsweise Luft, noch mehr bevorzugt Druckluft.
[0025] Während oder nach dem Schneidevorgang wird das geschnittene Kunststoffelement im Schneidebereich mit einem Gas behandelt. Das Gas sollte nicht brennbar sein, um das Schneideverfahren sicher zu gestalten. Daher kann jedes Gas eingesetzt werden, welches nicht brennbar ist. Luft ist besonders vorteilhaft, da es in ausreichender Menge und günstig erhältlich ist. Möglich wäre auch die Verwendung von z.B. Stickstoff.
[0026] Als „Schneidebereich“ wird im erfindungsgemäßen Verfahren jener Bereich angesehen, in dem der Laserstrahl auf das zu schneidende Kunststoffelement auftrifft, um dieses zu schneiden.
[0027] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das mindestens eine Gas getrocknet und/oder entölt. Es hat sich gezeigt, dass feuchtes und/oder ölhaltiges Gas für die Konturgenauigkeit aufgrund der Verdampfungs- und Verbrennungsvorgänge im Laserstrahl nicht vorteilhaft ist.
[0028] Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird das mindestens eine Gas mit einem Druck von 1 bis 10 bar, vorzugsweise von 2 bis 8 bar, noch mehr bevorzugt von 2 bis 6 bar, aufgebracht.
[0029] Ein Druck von weniger als 1 bar und mehr als 10 bar erwies sich als nicht vorteilhaft.
[0030] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist das Kunststoffelement eine Schichtdicke von 100 um bis 5 mm, vorzugsweise von 1 mm bis 3 mm, auf.
[0031] Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich Kunststoffelemente unterschiedlicher Stärke zu schneiden.
[0032] Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst das Kunststoffmaterial mindestens ein Duroplast und/oder mindestens ein Thermoplast.
[0033] Gemäß einer noch weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Kunststoffmaterial im Kunststoffelement schichtweise angeordnet.
[0034] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der mindestens eine Duroplast ein Polymer ausgewählt aus der Gruppe der Polyurethane, Epoxidharze, PoIlyaspartate, vernetzte Acrylate und Methacrylate und Silikone.
[0035] Der mindestens eine Thermoplast ist vorzugsweise ein Polymer ausgewählt aus der Gruppe der unvernetzten Acrylharze und Methacrylharze, Polycarbonate, Polyolefine, Polystyrole, und deren Copolymeren.
[0036] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist das Kunststoffmaterial einen Füllstoffanteil von 55 bis 85%, vorzugsweise von 60 bis 80%, auf.
[0037] Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist der Füllstoff eine Mohshärte von 6 bis 10 und/oder einen Schmelzpunkt zwischen 800 und 2500°C, vorzugsweise zwischen 900 und 2300°C, auf.
[0038] Der Füllstoff ist vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Calciumcarbonat, Basalt, Bariumsulfat, Quarzsand, Quarzmehl, Siliziumcarbid, gefällte oder pyrogene Kieselsäure, Cristobalit, Korund und nichtkristalline Aluminiumoxide, Aluminiumsilikat, Eisenoxide und Spinale.
[0039] Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst das mehrschichtige Kunststoffelement mindestens eine Duroplastschicht und/oder mindestens eine Thermoplastschicht.
[0040] Gemäß einer noch weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst das Kunststoffelement mindestens eine Elastomerschicht, wobei das Elastomer vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe der Polyurethane, Acrylharze, Silikone, und TPE-Copolymere.
[0041] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst der Duroplast und/oder der Thermoplast Farbpigmente, Licht reflektierende Glasperlen, Metallpartikel, lumineszierende Pigmente, phosphoreszierende Pigmente, thermochrome Pigmente, RFIDChips und/oder NFC-Chips.
[0042] Ein weiterer Aspekt dieser Erfindung betrifft ein geschnittenes Markierungselement, insbesondere geschnittenes Fahrbahnmarkierungselement, herstellbar mit dem erfindungsgemäßen Verfahren.
BEISPIELE
[0043] Die in den Beispielen 1 bis 4 angeführten Gussmassen, welche auf eine Trennschicht aufgegossen und/oder mittels Rakel in die gewünschte Schichtdicke verteilt und der Härtung durch Polymerisation (Beispiel 1) oder Polyaddition (Beispiele 2 bis 4) überlassen wurden, wurden zur Herstellung eines Kunststoffelements verwendet. Während der Härtung können auf die Oberfläche des Kunststoffelements noch feste Bestandteile, wie beispielsweise Reflexperlen, verteilt werden, welche nach der Härtung einen integrierten Bestandteil des Kunststoffelements bilden.
BEISPIEL 1: FORMULIERUNG EINER GUSSMASSE AUF METHACRYLAT-BASIS Komponente A
PMMA-Bindemittel 20-35 Gew. Teile („Gewichtsteile“)
MMA-Quervernetzer 0,5-2 Gew. Teile Acrylat-Monomere 5-15 Gew. Teile Farbpigment 1-7 Gew. Teile Füllstoff 25-60 Gew. Teile Reflex-/Glasperlen 0-15 Gew. Teile Additive (Rheologie) 1-3 Gew. Teile Härtungskatalysator (Amin) 0,2-0,5 Gew. Teile
[0044] Komponente A wurde mit einem Peroxid als Härter (Komponente B) im Verhältnis A:B 99,5:0,5 bis 98:2 vermischt. Die Topfzeit betrug 15-45 min.
[0045] Eingesetzte PMMA-Bindemittel waren Degaroute 465, Degaroute 650, Degaroute 622, Domacryl 935, Domacryl 992 und Degaroute 941.
[0046] Verwendete MMA-Quervernetzer waren mehrfunktionelle (Meth)acrylate wie Ally(meth)acrylate, di- oder tri(Meth)acrylate wie 1,4 Butandioldi(meth)acrylate, Tetraethylenglcoldi(meth)acrylat, Triethylenglycoldi(meth)acrylate, Trimethylolpropantri(meth)acrylate.
[0047] Als Acrylat-Monomere wurden (Meth)acrylate, wie Methy(meth)acrylate, 2-Ethylhexyl(meth)acrylat, Hydroxyethyl(meth)acrylat, Stearyl(meth)acrylat, Benzyl(meth)acrylat und Laury((meth)acrylate verwendet. Als Füllstoffe wurden Calciumcarbonate (Calplex 5, Omyacarb 5, Omyacarb 40), Bariumsulfate, Quarze, Quarzmehle, gefällte und pyrogene Kieselsäuren und Cristobalite (Sibelite M06, Sibelite M72) eingesetzt. Als Grobfüllstoffe wurden Quarze, Cristobalite Korunde und Aluminiumsilikate eingesetzt.
[0048] Als Reflex/Glasperlen wurden Swarco oder Weissker Reflexperlen unterschiedlicher Körnungen, z.B. Swarcoflex oder Solidplusperlen, verwendet.
[0049] Als rheologische Additive wurden Bentone SD1, Bentone SD2, Antiterra 204, Sojalecithin, Disperbyk 164 und Aerosil eingesetzt.
[0050] Aminkatalysatoren waren substituierte Amine, wie insbesondere N,N-Dimethyl-p-toluidin, N, N-bis-2-(hydroxyethyl)-p-toluidin oder N,N-bis-(2-hydroxypropyl)-p-toluidin, Perkaquick A 150 oder PTE.
[0051] Als Farbpigmente wurden Kronos 2310 (TiO2), Bayferrox 3910 LV (FeO(OH)), Bayferrox 132M (Fe2Os), Heliogengrün L8730 (Cu-Phtalocyanin, halogeniert), Spezialschwarz 100 (Ruß), Heliogenblau L7101F (Cu-Phtalocyanin), Irgazin Red 2030 (DPP), Irga-color Yellow 3GLM (Chinophthalone Yellow), Paliotol Gelb L 0968 HD (BiVO«), Paliotol Gelb 2140-HD (Isoindolin), Novoperm Orange HL 70-NF (Benzimidazolone), Irgacolor Yellow 10406 ((Ti, Cr, Sb)O2), Hostaperm Rot Violet ERO02 (Chinacridon), Hostaperm Violet RL Special TS (Dioxazine) und Hostaperm Rosa E-TS (Chinacridone) zur Polymermischung beigemengt.
[0052] Als Peroxide mit unterschiedlicher Topfzeit bzw. thermischer Aktivierung wurden Dibenzoylperoxid, Lauroylperoxid, Methyl-isobutylketonperoxid, Di(4-tert. Butylcylohexyl-per-oxidi-carbonat), Tert.-Butylperoctoat, Di(tert)-amylperoxid und Butylperoxybenzoat eingesetzt.
BEISPIEL 2: FORMULIERUNG EINER GUSSMASSE AUF EPOXIDHARZ-BASIS
Komponente A
Flüssiges Epoxidharz 10-25 Gew. Teile Festes Epoxidharz 5-10 Gew. Teile Farbpigmente 1-7 Gew. Teile Füllstoff 30-80 Gew. Teile
Reflex-/Glasperlen 0-10 Gew. Teile Additive (Rheologie) 1-3 Gew. Teile
[0053] Komponente A wurde mit einem Polyamin als Härter (Komponente B) im Verhältnis A:B 10:0,7 bis 10:1,5 vermischt. Die Topfzeit betrug 30-120 min.
[0054] Als Epoxidharz wurde Bisphenol-A-Glycidylether, wie Rütapox, Araldit GY250, Epidon, Kalopox, Epikote 828 oder 1001 oder Olin DER 916, eingesetzt.
[0055] Es zeigte sich, dass geeignete Aminhärter Beckopox VEH 2133, VEH 2177, Araldit HY 516, Epidiant und Epilox sind.
[0056] Details zu weiteren, in Beispiel 2 angeführten Stoffen können den Erläuterungen in Beispiel 1 entnommen werden.
BEISPIEL 3: FORMULIERUNG EINER GUSSMASSE AUF POLYURETHAN-BASIS Komponente A
Polyol-Harz 20-40 Gew. Teile Lösungsmittel 10-25 Gew. Teile Farbpigmente 1-7 Gew. Teile Füllstoff 50-80 Gew. Teile Reflex-/Glasperlen 0-10 Gew. Teile Additive (Rheologie) 1-3 Gew. Teile
[0057] Komponente A wurde mit einem Isocyanat als Härter (Komponente B) im Verhältnis A:B 4:1 bis 10:1 vermischt. Die Topfzeit betrug 20-40 min.
[0058] Als Polyol-Harz wurde Domacryl 545 50 BAc und Polyesterharz Typ 670/80 eingesetzt.
[0059] Isocyanat Desmodur Ultra N 3600 zeigte sich in dieser Formulierung als besonders geeignet.
BEISPIEL 4: FORMULIERUNG EINER GUSSMASSE AUF POLYHARNSTOFF-BASIS Komponente A
Asparaginsäureester 20-30 Gew. Teile Farbpigmente 1-7 Gew. Teile Füllstoff 0-60 Gew. Teile Reflex-/Glasperlen 0-10 Gew. Teile Additive (Rheologie) 1-3 Gew. Teile Lichtstabilisatoren 1-3 Gew. Teile
[0060] Komponente A wurde mit einem Isocyanat als Härter (Komponente B) im Verhältnis A:B 3:1 bis 2:1 vermischt. Die Topfzeit betrug 20-60 min.
[0061] Als Asparaginsäureester wurde Desmophen NH 1423, als Isocyanathärter Desmodur N3600, eingesetzt.
[0062] Lichtstabilisatoren waren Trialkylphosphite, HALS, Benzotriazole, gehinderte Amine, Tinuvin 1130 und Tinuvin 292.
[0063] Wird diese Formulierung ohne Füllstoffe hergestellt, eignet sie sich als dünner (0,1 bis 1,5 mm), klarer Decklack, welcher in Schichtaufbauten, wie in Beispiel 5, Verwendung findet. Wird diese Formulierung ohne Lösungsmittel, jedoch mit Füllstoffen hergestellt, eignet sie sich als erfindungsgemäßes Kunststoffmaterial.
[0064] Die in den Beispielen 1 bis 4 erwähnten Polymermischungen können auch zur Herstellung verschiedenster mehrschichtiger Kunststoffelemente, insbesondere Fahrbahnmarkierungen eingesetzt werden. Dafür werden Gussmassen unterschiedlicher Basis oder unterschiedlicher Füll-
grade bei gleicher Basis, je nach gewünschten Eigenschaften des Endprodukts, wie zum Beispiel Elastizität, Wetterbeständigkeit, Lichtechtheit, Abrasionsresistenz, Reflexionsvermögen und Farbe, übereinander aufgebracht. Die Aufbringung kann in situ, aber auch nach An- oder Durchhärtung geschehen.
BEISPIEL 5: HERSTELLUNG EINER MEHRSCHICHTIGEN BODENMARKIERUNG IN FORM EINES GEBOTSZEICHENS FÜR EINEN FAHRRADWEG
[0065] Zur beispielhaften Herstellung einer Bodenmarkierung wurde auf eine 1 mm dicke, elastische Grundschicht aus Gussmasse gemäß Beispiel 3, allerdings ohne Farbpigmente und Reflex/Glasperlen und mit von 30 Gew% Füllstoffanteil, nach dem Härtungsvorgang, eine 2 mm starke Gussmasse gemäß Beispiel 1 oder alternativ gemäß Beispiel 2, mit blauen Farbpigmenten und Reflex-/Glasperlen aufgebracht und darüber, erneut nach erfolgter Härtung, 0,5 bis 1 mm eines klaren Decklacks, gemäß Beispiel 4, welcher vor der Aushärtung, mit Reflex-/Glasperlen gleichmäßig bestreut wurde.
[0066] Ein analoges Kunststoffelement wurde in weißer Farbe hergestellt.
[0067] Zusätzlich zu den Farbpigmenten und/oder Glas- bzw. Reflexperlen können auch Sensoren wie RFID-Sensoren oder nachleuchtende Pigmente in die einzelnen Schichten eingebracht werden, wobei Sensoren vorzugsweise in eine Zwischenschicht eingearbeitet wurden.
[0068] In den Oberflächenschichten (z.B. Zwischenschicht oder Deckschicht) können anstelle und/oder zusätzlich zu den Farbpigmenten, reaktive Pigmente wie lumineszierende Pigmente eingebracht werden.
[0069] Diese Kunststoffelemente lassen sich erfindungsgemäß mit einem CO2-Laser von 40 W Nennleistung, mit einer Geschwindigkeit von 4,5 cm/s, unter Verwendung von 6 bar Druckluft in der Schneidzone, konturengenau in die erforderlichen Teile schneiden:
[0070] Aus dem blauen Kunststoffelement wurde ein Kreis mit einem im Zentrum ausgesparten Radfahrer ausgeschnitten. Aus dem weißen Kunststoffelement wurde passgenau ein weißer Radfahrer ausgeschnitten.
[0071] Durch Ineinanderfügen ergibt sich ein gleichmäßig reflektierendes Gebotszeichen für einen Fahrradweg, welches dank seiner elastischen Grundschicht, besonders gut auf leicht unebenem Untergrund aufgebracht und auch sofort befahren werden kann. Je nach Untergrund (z.B. frischer Asphalt), kann die Anwendung eines Primers, vorzugsweise auf Basis einer PUR-Formulierung, die Haftung weiter verbessern.
[0072] In analoger Weise lassen sich auch mehrfärbige Kunststoffelemente unterschiedlicher Größen und unterschiedlicher Stückzahl herstellen und rasch und kostengünstig applizieren.
[0073] Beispiel 6: Schneiden eines Kunststoffelements mit Faser- oder CO2-Laser
[0074] Für Schnittversuche wurde ein Kunststoffelement gemäß Beispiel 5 hergestellt, wobei mindestens eine der dabei eingesetzten Polymermischungen 60 Gew.% Füllstoffanteil aufwies. Diese Kunststoffelemente wurden mit einem Laserstrahl eines Faser- und CO2-Laser geschnitten.
[0075] Mittels Faserlaser konnte kein Schneiden der Kunststoffelemente mit Schichten mit über 50 Gew% Füllstoffanteil (1 mm Schichtdicke) erfolgen, da der Laserstrahl, trotz hoher Leistung (150 W) die Kunststoffelemente nur an der Oberfläche gravierte, diese aber nicht durchschneiden konnte. Ein CO2-Laser mit 360 W Nennleistung erzeugte einen Laserstrahl mit einer Leistung von 40 Watt. Bei einer Schneidegeschwindigkeit von 3,55 cm/s konnte ohne externe Luftzufuhr kein zufriedenstellendes Schnittergebnis erzielt werden, da u.a. Schmauchspuren am geschnittenen Kunststoffelement beobachtet wurden. Ein CO2-Laser mit 200 Watt Nennleistung erzeugte einen Laserstrahl mit einer Leistung von 85 Watt. Bei einer Schnittgeschwindigkeit von 8 cm/s und zusätzlicher Druckluftzufuhr im Schneidebereich, konnte ein einwandfreies Schnittergebnis erzielt werden.
Claims (18)
1. Verfahren zum Schneiden eines ein- oder mehrschichtigen Kunststoffelements umfassend die Schritte:
a) Bereitstellen mindestens eines Kunststoffelements umfassend mindestens eine Schicht aus einem Kunststoffmaterial, welches ein Polymer und einen Füllstoff umfasst, und
b) Schneiden des mindestens einen Kunststoffelements mittels mindestens eines Laserstrahls, der mittels eines CO2-Lasers hergestellt wird und der eine Leistung von mindestens 20 Watt aufweist, wobei das Kunststoffelement während und/oder nach Schritt b) zumindest im Schneidebereich mit mindestens einem Gas behandelt wird, wobei das Kunststoffmaterial einen Füllstoffanteil von 50 bis 90 Gew% bezogen auf die Gewichtsteile an Polymer und Füllstoff aufweist.
2, Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Laserstrahl eine Leistung von mindestens 30 Watt, vorzugsweise von mindestens 40 Watt, noch mehr bevorzugt von mindestens 50 Watt, aufweist.
3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Laserstrahl eine Leistung von maximal 1000 Watt, vorzugsweise von maximal 500 Watt, noch mehr bevorzugt von maximal 200 Watt, aufweist.
4. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass Schritt b) bei einer Schneidegeschwindigkeit von 1 bis 15 cm/s, vorzugsweise von 3 bis 12 cm/s, noch mehr bevorzugt von 4 bis 10 cm/s, noch mehr bevorzugt von 5 bis 8 cm/s, durchgeführt wird.
5. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Gas Luft, vorzugsweise Druckluft, ist.
6. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Gas getrocknet und/oder entölt ist.
7. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Gas mit einem Druck von 1 bis 10 bar, vorzugsweise von 2 bis 8 bar, noch mehr bevorzugt von 2 bis 6 bar, aufgebracht wird.
8. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststoffelement eine Schichtdicke von 100 um bis 5 mm, vorzugsweise von 1 mm bis 3 mm, aufweist.
9. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststoffmaterial mindestens ein Duroplast und/oder mindestens ein Thermoplast umfasst.
10. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststoffmaterial im Kunststoffelement schichtweise angeordnet ist.
11. Verfahren gemäß Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Duroplast ein Polymer ist, ausgewählt aus der Gruppe der Polyurethane, Epoxidharze, PoIlyaspartate, vernetzte Acrylate und Methacrylate und Silikone.
12. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Thermoplast ein Polymer ist, ausgewählt aus der Gruppe der unvernetzten Acrylharze und, Methacrylharze, Polycarbonate, Polyolefine, Polystyrole und deren Copolymeren.
13. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststoffmaterial einen Füllstoffanteil von 55 bis 855 Gew%, vorzugsweise von 60 bis 80 Gew%, aufweist.
14. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Füllstoff eine Mohshärte von 6 bis 10 und/oder einen Schmelzpunkt zwischen 800 und 2500°C, vorzugsweise zwischen 900 und 2300°C, aufweist.
15. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Füllstoff ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Calciumcarbonat, Basalt, Bariumsulfat, Quarzsand, Quarzmehl, Siliziumcarbid, gefällte oder pyrogene Kieselsäure, Cristobalit, Korund und nichtkristalline Aluminiumoxide, Aluminiumsilikat, Eisenoxide und Spinelle.
16. Verfahren gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das mehrschichtige Kunststoffelement mindestens eine Duroplastschicht und/oder mindestens eine Thermoplastschicht umfasst.
17. Verfahren gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststoffelement mindestens eine Elastomerschicht umfasst, wobei das Elastomer vorzugsweise ausgewählt ist aus der Gruppe der Polyurethane, Acrylharze, Silikone und TPE-Copolymere.
18. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 9 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Duroplast und/oder der Thermoplast Farbpigmente, Licht reflektierende Glasperlen, Metallpartikel, lumineszierende Pigmente, phophoreszierende Pigmente, thermochrome Pigmente, RFID-Chips und/oder NFC-Chips umfasst.
Hierzu keine Zeichnungen
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ATGM50244/2021U AT18315U1 (de) | 2021-12-09 | 2021-12-09 | Verfahren zum schneiden von kunststoffelementen |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ATGM50244/2021U AT18315U1 (de) | 2021-12-09 | 2021-12-09 | Verfahren zum schneiden von kunststoffelementen |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| AT18315U1 true AT18315U1 (de) | 2024-10-15 |
Family
ID=93014346
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ATGM50244/2021U AT18315U1 (de) | 2021-12-09 | 2021-12-09 | Verfahren zum schneiden von kunststoffelementen |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| AT (1) | AT18315U1 (de) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2181207A1 (en) * | 1996-07-15 | 1998-01-16 | 700674 Ontario Corporation D/B/A Carroll Associates | Polymeric stencil for use in electronic assemblies and method of making same |
| US20160185087A1 (en) * | 2014-12-30 | 2016-06-30 | Avery Dennison Corporation | Films and Film Laser Converting |
| US20170254925A1 (en) * | 2014-08-28 | 2017-09-07 | Zeon Corporation | Optical film |
| US20180370205A1 (en) * | 2015-12-30 | 2018-12-27 | 3M Innovative Properties Company | Infrared absorbing adhesive films and related methods |
-
2021
- 2021-12-09 AT ATGM50244/2021U patent/AT18315U1/de unknown
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2181207A1 (en) * | 1996-07-15 | 1998-01-16 | 700674 Ontario Corporation D/B/A Carroll Associates | Polymeric stencil for use in electronic assemblies and method of making same |
| US20170254925A1 (en) * | 2014-08-28 | 2017-09-07 | Zeon Corporation | Optical film |
| US20160185087A1 (en) * | 2014-12-30 | 2016-06-30 | Avery Dennison Corporation | Films and Film Laser Converting |
| US20180370205A1 (en) * | 2015-12-30 | 2018-12-27 | 3M Innovative Properties Company | Infrared absorbing adhesive films and related methods |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE3022300C2 (de) | Bahnmaterial zur Herstellung von Fahrbahnmarkierungen | |
| DE10009822C1 (de) | Verfahren zur Herstellung von Beschichtungen, Klebschichten oder Dichtungen für grundierte oder ungrundierte Substrate und Substrate | |
| DE2205710C3 (de) | Verfahren zur Herstellung von Straßenmarkierungen | |
| DE4240743A1 (de) | Pigmente mit vom Betrachtungswinkel abhängiger Farbigkeit, ihre Herstellung und Verwendung | |
| WO2009106342A1 (de) | Fluchtwegmarkierung für ein flugzeug sowie verfahren zur herstellung einer fluchtwegmarkierung | |
| EP3183302A1 (de) | Reaktionsharzversiegelung für verschmutzungsarme kaltplastikmarkierungen | |
| DE50109599D1 (de) | Verfahren zur Herstellung eines Pulverlacks, ein Pulverlack sowie die Verwendung von Effektpigmenten | |
| DE69106731T2 (de) | Verfahren zur Herstellung von drei-dimensionalen Mustern. | |
| EP1589050B1 (de) | Reparaturset | |
| EP2861661B1 (de) | Härtung von reaktionsharzen unter verwendung von asymmetrischen aminen als beschleuniger | |
| AT18315U1 (de) | Verfahren zum schneiden von kunststoffelementen | |
| DE1930022A1 (de) | Thermoplastisches Markierungsmaterial und Verfahren zu dessen Herstellung | |
| DE102017005280A1 (de) | Verfahren zur Herstellung eines bedruckten Betonelements | |
| EP2502942A1 (de) | Verwendung dualhärtbarer Zusammensetzungen in der Metallographie | |
| EP0389060B1 (de) | Streufähiges körniges Material, Verfahren zu dessen Herstellung sowie Verfahren zu dessen Verwendung zur Herstellung einer Deckschicht im Strassenbau oder zur Herstellung von Strassenmarkierungen | |
| DE4244665C2 (de) | Mischung zur Herstellung einer Straßenmarkierung | |
| WO2020119898A1 (de) | Wickel- und stanzbarer klebender film | |
| DE102011015223B4 (de) | Dualhärtende Zusammensetzung, Verfahren zu ihrer Herstellung und die Verwendung zur Herstellung von Beschichtungen | |
| KR101905825B1 (ko) | 시인성 확보가 우수한 일액형 차선 도색용 조성물 | |
| EP4098801A1 (de) | Verfahren zur herstellung mehrschichtiger markierungselemente zur kennzeichnung von horizontalen und vertikalen flächen | |
| DE2212347A1 (de) | Herstellung eines schleifbaren pulverfoermigen lackes auf epoxydharzbasis | |
| DE19825924A1 (de) | Verfahren zur Herstellung von Effektlackierungen | |
| AT403920B (de) | Verfahren zur herstellung von objekten aus kunststoffen auf acryl- und/oder methacrylharzbasis, die metallisch glänzende oberflächen aufweisen | |
| DE2345392A1 (de) | Klebstoffe auf acrylbasis | |
| AT505006B1 (de) | Reparaturmaterial für ein formwerkzeug für die kunststoffverarbeitung |