<Desc/Clms Page number 1>
Zur Herstellung von gemusterten Formkörpern aus Kunststoffen waren bisher verschiedene Verfahren bekannt. Man kennt bereits das Herstellen von farblich kontrastierenden, dekorativen Gegenständen aus
Kunststoffen durch stellenweise Ausübung einer Kaltverformung, wodurch diese Teile einen stark kontrastierenden und undurchsichtigen Farbton annehmen. Bekannt ist ferner das Herstellen von
Kunststoffprofilen mit marmoriertem oder gemasertem Aussehen im Strangpressverfahren, bei dem im Zuführungskanal einer Strangpresse und im rechten Winkel zur Strömungsrichtung der Masse Hohlwellen angeordnet sind, die über eine Vielzahl von Bohrungen eine andersfarbige Mischung dem Kanal zuführen und der darin fliessenden Kunststoffmasse beimischen.
Eine Marmorierung oder eine ähnliche Musterung lässt sich durch
Strangpressen auch in der Weise erzielen, dass die Schneckengänge der mehrgängigen Förderspindeln mit unterschiedlich gefärbtem Material beschickt werden. Zum Herstellen von Kunststoffgegenständen mit deutlich voneinander abgegrenztem Farbeffekt ist auch schon vorgeschlagen worden, verschiedenfarbige Kunststoffe gleichzeitig unmittelbar nebeneinanderliegend aus einer Strangpresse auszupressen und den tropfenförmigen
Rohling in gewünschter Grösse vom Mundstück abzunehmen und in einer Matrize zu pressen. Für transparente thermoplastische Kunststoffe, wie z. B. Celluloid, Cellulosederivate usw., mit einer Imitation von Schlidpatt, Büffelhorn od. ähnl. natürlichen Zeichnungen haben sich praktisch andere Musterverfahren bis heute behauptet.
Die gebräuchlichste Methode geht von 2 cm breiten Walzfellen aus gelben und dunkelbraunen Mischungen aus, die aufeinandergelegt mehrfach durch einen engen Walzenspalt hindurchgelassen werden. Durch Vergrössern des Walzenspalts entsteht ein Fell (4 cm), das in handgrosse Streifen geschnitten wird, die hochkant in eine Kochpresse geschichtet und zum Rundblock verschweisst werden. Man kann auch zwecks Umwandlung der wolkigen Musterung in eine mehr gefleckte oder geaderte Zeichnung die Walzfelle in einer "Schiebepresse" aufeinanderschichten. Die aus dem Schlitz abgezogenen Kunststoffbahnen werden dann auf einen Hohlkern gewickelt und zum Rundblock verpresst, von dem schliesslich die Flächengebilde mit dem gewünschten Mustereffekt im spangebenden Verfahren abgeschält werden. Daneben sind gemusterte Gegenstände, wie z. B.
Brillengestelle od. dgl., aus hellfarbiger und dunkelfarbiger Schicht kaschierten Kunststoffen im Handel, bei denen die obere Schicht musterrecht teilweise ausgefräst worden ist. In den letzten Jahren haben sich Giessharzformkörper mit blanker Oberfläche in zunehmendem Masse eingeführt, so z. B. für Brillengestelle, Knöpfe und Teile von geringen Abmessungen und geringem Volumen, sogenannte Kleinteile. Nachdem es gelungen ist, solche Formkörper auch spannungsfrei zu giessen, hat man gesteigerten Wert auf die Erzielung spiegelglatter Oberflächen gelegt. Als Harzmaterial für die Formen wie auch für die herzustellenden Formkörper, z. B.
Brillengestelle, wird vornehmlich Epoxydharz verwendet. Die Vielfarbigkeit von Giessharzformkörpern dient ersichtlich zu dekorativen Zwecken sowie zu Unterscheidungszwecken. Je nach dem Verwendungszweck sind Gegenstände beliebiger Form in unterschiedlichen Farben erwünscht, wobei die Bereiche unterschiedlicher Farben klar und deutlich voneinander getrennt und abgegrenzt sowie die konturentreue Mehrfarbigkeit auf grosser Entfernung erkennbar sind bzw. durch Ineinanderlaufen der Farben eine Marmorierung oder Maserung bis Aderung geben. So bringt man z. B. ungemusterte, verschiedene Kunstharzschichten in einer Formrinne aufeinander, verdichtet den Schichtkörper quer zu seiner Längsachse und unterteilt den Formling quer zur Länge der übereinanderliegenden Schichten in Scheiben, die mit profilierten Formwerkzeugen verpresst werden.
Bei den bekannten Verfahren zur Erzeugung einer Marmorierung war das sich ergebende Muster nur zufällig erzielbar und es war praktisch nicht möglich, eine wiederholbare bestimmte Art einer Musterung zu erzeugen, weil man zu sehr vom Zufall beim Mischen der plastischen Massen und nicht zuletzt von der Geschicklichkeit der mit den Folgeoperationen Beauftragten abhängig war.
Die Erzeugung eines sogenannten Havanna-Effektes in plastischen Werkstoffen, die, wie z. B. Celluoid, bisher zur Herstellung von Brillengestellen verwendet wurden, ist langwierig, aufwendig und hat überdies den Nachteil, dass die Lage von hellen und dunklen Stellen oder Flecken im fertigen Erzeugnis nicht mustergerecht wiederholbar ist. Die Erzeugung eines sogenannten Havanna-Effekts in gegossenen Brillen aus Giessharzen, z. B.
Epoxydharzen, war bisher nur durch wechselweises Vergiessen verschieden gefärbter Harzmischungen möglich.
Auf diese Weise hergestellte Brillengestelle zeigten stets in der Flussrichtung schlierenartige oder wolkige Linien.
Ein Steuern der Lage der hellen und dunklen Stellen ist dabei in wirtschaftlich praktisch vertretbarem Rahmen unmöglich.
Die Erfindung bezieht sich nun auf ein Verfahren zur Herstellung von gemusterten Formkörpern, wie Brillengestellen und-bügeln od. dgl. Kleinteilen, aus Kunststoffen, insbesondere aus härtbaren Kunststoffen wie Epoxydharzen, ungesättigten Polyesterharzen oder Polyurethanharzen und zielt darauf ab, die Nachteile der bisher bekannten Verfahren zu vermeiden. Erfindungsgemäss wird dies bei einem Verfahren der angegebenen Art dadurch erreicht, dass der Formkörper aus einem bei Oxydation unter Wärmeeinwirkung seine Farbe verändernden Kunststoff oder aus einem einen bei Oxydation seine Farbe verändernden Zusatz enthaltenden jedoch unter der Wärmeeinwirkung noch formbeständigen Kunststoff hergestellt und unter Wärmeeinwirkung stellenweise einer unterschiedlichen Sauerstoffeinwirkung ausgesetzt wird.
Hiebei sind unter dem Begriff der Oxydation auch Carboxylierungen, Dehydrierungen bzw. Dehydratisierungen und Carbonisierungen sowie eine Reihe weiterer Folgereaktionen zu verstehen, welche auf Sauerstoffeinwirkung zurückzuführen sind. Auf diese Weise wird es ermöglicht, eine präzise wiederholbare Musterung in einer vorbestimmten Weise zu erzeugen, wobei
<Desc/Clms Page number 2>
weitgehende Variationen in einer gewünschten Weise möglich sind. Das Erhitzen des Formkörpers erfolgt hiebei auf eine Temperatur, bei welcher die Oxydation beschleunigt wird, da andernfalls das Verfahren nicht in praktisch in Betracht kommenden Zeiträumen durchgeführt werden könnte. Die obere Grenze der Erhitzungstemperatur ist dadurch gegeben, dass das Material des Formkörpers nicht zerstört oder beeinträchtigt werden darf.
Zweckmässig erfolgt das Erhitzen auf Temperaturen von etwa 150 bis 350 C.
Die Sauerstoffeinwirkung kann in verschiedener Weise auf die betreffenden vorgesehenen Stellen beschränkt werden. Es kann beim Erhitzen der Formkörper in einer oxydierenden Atmosphäre die Oberfläche der Formkörper teilweise abgedeckt werden. Diese Abdeckung kann gemäss der Erfindung mit einem Schutzlack oder einer Silikonmasse erfolgen, wobei ein dichter Abschluss der betreffenden Oberflächenteile erfolgt.
Gegebenenfalls könnte durch einen undichten Abschluss auch eine Oxydation in geringem Ausmass ermöglicht werden, wodurch wieder ein unterschiedlicher Farbeffekt erzielt werden kann. Die Erhitzung kann hiebei einfach dadurch erfolgen, dass die zu musternden Formkörper durch einen Röhrenofen hindurchgeführt werden, wobei die Durchsatzgeschwindigkeit die Einwirkungsdauer der oxydierenden Atmosphäre bestimmt.
Es können aber auch Teile der Oberfläche des erhitzten Formkörpers mit Sauerstoff angeblasen werden, so dass an diesen Stellen bevorzugt eine Oxydation und damit eine Verfärbung stattfindet. Wenn schärfere Abrenzungen gewünscht sind, können auch die andern Teile der Oberfläche abgedeckt sein und es kann letzten Endes auch ein Teil der Oberfläche abgedeckt, ein Teil einfach der oxydierenden Atmosphäre ausgesetzt und ein Teil mit technisch reinem Sauerstoff angeblasen werden, wodurch dann Farbeffekte in verschiedenem Ausmass erzielt werden können.
Die Abdeckung gegen die Sauerstoffeinwirkung kann gegebenenfalls auch durch teilweises Eintauchen der Formkörper in eine inerte oder reduzierende Flüssigkeit erfolgen. Als inerte Flüssigkeit kommt beispielsweise Glyzerin in Betracht. Ein solches Verfahren hat den Vorteil, dass der Arbeitsgang des Aufbringens eines abdeckenden Überzuges erspart werden kann, wobei Glyzerin den Vorteil bietet, dass es leicht abwaschbar ist. In diesem Falle wird dann die erhitzte Sauerstoffatmosphäre nur auf die nicht eingetauchten Teile des Formkörpers einwirken, wobei es keine Rolle spielt, wenn im Zuge des Verfahrens auch die inerte oder reduzierende Flüssigkeit mit erhitzt wird, da ja kein Sauerstoff für die Einwirkung auf die eingetauchte Partie des Formkörpers zur Verfügung steht.
Es können aber auch umgekehrt die Formkörper in eine erhitzte oxydierende Flüssigkeit eingetaucht werden, in welchem Falle dann die Oxydation nur in dem eingetauchten Teil erfolgt, sofern die Atmosphäre, welcher der nicht eingetauchte Teil des Formkörpers ausgesetzt ist, entweder inert ist oder auf Temperaturen verbleibt, bei welchen eine Oxydation noch nicht stattfindet. Solche Flüssigkeiten können leichter auf bestimmte Temperaturen eingestellt werden als eine gasförmige Atmosphäre und durch Einstellung der Temperatur kann eine grosse Variationsbreite der Musterungen erfolgen.
In allen Fällen kann durch Regelung der Dauer der Sauerstoffeinwirkung und/oder des Ausmasses des Sauerstoffangebotes während der Periode der Wärmeeinwirkung das Ausmass und/oder die Tiefenwirkung der Oxydation und damit der Verfärbung geregelt werden. Im Falle des Anblasens durch einen Sauerstoffstrahl kann aber auch die Abdeckung undicht durch eine Schablone erfolgen, in welchem Falle dann nur das Ausmass, in welchem die erhitzte Oberfläche einer Sauerstoffeinwirkung ausgesetzt ist, verändert wird, während die Übergänge verschwimmen.
Die Erfindung wird im folgenden durch ein Ausführungsbeispiel näher erläutert.
Beispiel : Eine Mischung aus 100 Gew.-Teile eines Polyepoxyds (Epotuf 37 140 der Firma Reichhold Chemie AG) und 100 Teile eines Polyamids (Versamid der Firma Schering AG) wurden innerhalb einer halben Stunde bei 1000C gehärtet. Der so erhaltene Giessharzkörper wurde stellenweise mit Silikonlack abgedeckt und sodann fünf Minuten über auf etwa 5000C erhitzte Heizplatten in einem Abstand von etwa 5 cm geführt, wobei er auf etwa 200 bis 2700C erhitzt wurde. Hiebei wurde der Giessharzkörper an den nicht abgedeckten Stellen oxydiert und veränderte seine Farbe von Hellgelb ins Dunkelbraune.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von gemusterten Formkörpern, wie Brillengestellen und-bügeln od. dgl.
Kleinteilen, aus Kunststoffen, insbesondere aus härtbaren Kunststoffen, wie Epoxydharzen, ungesättigten
EMI2.1
bei Oxydation unter Wärmeeinwirkung seine Farbe verändernden Kunststoff oder aus einem einen bei Oxydation seine Farbe verändernden Zusatz enthaltenden jedoch unter der Wärmeeinwirkung noch formbeständigen Kunststoff hergestellt und unter Wärmeeinwirkung stellenweise einer unterschiedlichen Sauerstoffeinwirkung ausgesetzt wird.
EMI2.2
<Desc / Clms Page number 1>
Various methods have hitherto been known for producing patterned molded articles from plastics. We are already familiar with the production of color-contrasting, decorative objects
Plastics by applying cold deformation in places, whereby these parts take on a strongly contrasting and opaque color. Also known is the production of
Plastic profiles with a marbled or grained appearance in the extrusion process, in which hollow shafts are arranged in the feed channel of an extruder and at right angles to the direction of flow of the mass, which feed a different-colored mixture to the channel through a large number of bores and mix it with the plastic mass flowing in it.
Marbling or a similar pattern can be through
Extrusion can also be achieved in such a way that the screw flights of the multi-turn conveyor spindles are charged with differently colored material. In order to produce plastic objects with a color effect that is clearly delimited from one another, it has also already been proposed to simultaneously press differently colored plastics out of an extrusion press and the teardrop-shaped
Remove the blank in the desired size from the mouthpiece and press it in a die. For transparent thermoplastics, such as. B. celluloid, cellulose derivatives, etc., with an imitation of Schlidpatt, buffalo horn or similar. natural drawings have practically maintained other pattern processes to this day.
The most common method is based on 2 cm wide roller heads made of yellow and dark brown mixtures, which are placed on top of one another and let through a narrow roller gap several times. By increasing the gap between the rollers, a skin (4 cm) is created, which is cut into hand-sized strips, which are layered on edge in a cooking press and welded to form a round block. In order to convert the cloudy pattern into a more spotted or veined drawing, the mill heads can be stacked in a "sliding press". The plastic webs pulled out of the slot are then wound onto a hollow core and pressed into a round block, from which the flat structures with the desired pattern effect are finally peeled off in the cutting process. In addition, patterned items such as B.
Spectacle frames or the like, made of light-colored and dark-colored layers of laminated plastics on the market, in which the upper layer has been partially milled out according to the pattern. In recent years, molded resin moldings with a bare surface have been introduced to an increasing extent; B. for glasses frames, buttons and parts of small dimensions and small volume, so-called small parts. Now that it has been possible to cast such moldings without tension, greater emphasis has been placed on achieving mirror-smooth surfaces. As a resin material for the molds as well as for the molded bodies to be produced, e.g. B.
Eyeglass frames, epoxy resin is mainly used. The multicolor of molded resin bodies is obviously used for decorative purposes as well as for differentiation purposes. Depending on the intended use, objects of any shape in different colors are desired, whereby the areas of different colors are clearly separated and delimited and the multicolored contours can be seen from a great distance or, when the colors run into one another, give a marbling or grain to veining. So you bring z. B. unpatterned, different synthetic resin layers on top of each other in a molding channel, compresses the laminate transversely to its longitudinal axis and divides the molding transversely to the length of the superimposed layers into disks, which are pressed with profiled molds.
In the known methods for creating a marbling, the resulting pattern could only be achieved by chance and it was practically impossible to create a specific type of pattern that could be repeated, because one was too much of chance when mixing the plastic masses and, last but not least, of the skill of the with the follow-up operations was dependent.
The generation of a so-called Havana effect in plastic materials that, such. B. Celluoid, previously used for the production of spectacle frames, is tedious, expensive and, moreover, has the disadvantage that the position of light and dark spots or spots in the finished product cannot be reproduced according to the pattern. The generation of a so-called Havana effect in cast glasses made of casting resins, e.g. B.
Epoxy resins, was previously only possible by alternately pouring differently colored resin mixtures.
Spectacle frames produced in this way always showed streak-like or cloudy lines in the direction of flow.
It is impossible to control the position of the light and dark areas within an economically feasible framework.
The invention relates to a process for the production of patterned molded bodies, such as spectacle frames and temples or the like. Small parts, made of plastics, in particular of curable plastics such as epoxy resins, unsaturated polyester resins or polyurethane resins, and aims to overcome the disadvantages of the previously known processes to avoid. According to the invention, this is achieved in a method of the specified type in that the molded body is made from a plastic that changes color when oxidized under the action of heat or from a plastic that contains an additive that changes color under the action of oxidation but which is still dimensionally stable under the action of heat and a different plastic in places under the action of heat Exposed to oxygen.
The term oxidation also includes carboxylations, dehydrations or dehydrations and carbonizations as well as a number of other subsequent reactions which can be attributed to the action of oxygen. In this way it is possible to produce a precisely repeatable pattern in a predetermined manner, whereby
<Desc / Clms Page number 2>
extensive variations are possible in a desired manner. The molding is heated to a temperature at which the oxidation is accelerated, since otherwise the process could not be carried out in periods of time which are practically possible. The upper limit of the heating temperature is given by the fact that the material of the molded body must not be destroyed or impaired.
It is advisable to heat to temperatures of around 150 to 350 C.
The action of oxygen can be restricted in various ways to the relevant intended locations. When the shaped bodies are heated in an oxidizing atmosphere, the surface of the shaped bodies can be partially covered. According to the invention, this covering can be done with a protective varnish or a silicone compound, the surface parts concerned being sealed off.
If necessary, a leaky seal could also enable oxidation to a small extent, which again makes it possible to achieve a different color effect. The heating can be carried out simply by passing the shaped bodies to be patterned through a tube furnace, the throughput rate determining the duration of exposure to the oxidizing atmosphere.
However, parts of the surface of the heated shaped body can also be blown with oxygen, so that oxidation and thus discoloration preferably takes place at these points. If sharper demarcations are desired, the other parts of the surface can also be covered and, in the end, a part of the surface can also be covered, a part simply exposed to the oxidizing atmosphere and a part blown with technically pure oxygen, which then creates color effects to different degrees can be achieved.
The cover against the action of oxygen can optionally also take place by partially immersing the shaped bodies in an inert or reducing liquid. Glycerine, for example, can be used as the inert liquid. Such a method has the advantage that the operation of applying a covering coating can be saved, with glycerine offering the advantage that it can be easily washed off. In this case, the heated oxygen atmosphere will only act on the non-immersed parts of the molded body, whereby it does not matter if the inert or reducing liquid is also heated during the process, since there is no oxygen for the action on the immersed part of the molded body is available.
Conversely, however, the moldings can also be immersed in a heated oxidizing liquid, in which case the oxidation only takes place in the immersed part, provided that the atmosphere to which the non-immersed part of the molding is exposed is either inert or remains at temperatures, where oxidation does not yet take place. Such liquids can be adjusted to certain temperatures more easily than a gaseous atmosphere and, by adjusting the temperature, the patterns can be varied widely.
In all cases, the extent and / or the depth effect of the oxidation and thus the discoloration can be controlled by regulating the duration of the oxygen exposure and / or the extent of the oxygen supply during the period of the exposure to heat. In the case of blowing on with an oxygen jet, however, the cover can also be made leaky through a template, in which case only the extent to which the heated surface is exposed to the action of oxygen is changed while the transitions are blurred.
The invention is explained in more detail below by means of an exemplary embodiment.
Example: A mixture of 100 parts by weight of a polyepoxide (Epotuf 37 140 from Reichhold Chemie AG) and 100 parts of a polyamide (Versamid from Schering AG) was cured at 1000 ° C. within half an hour. The cast resin body obtained in this way was covered in places with silicone varnish and then passed for five minutes over heating plates heated to about 5000C at a distance of about 5 cm, during which it was heated to about 200 to 2700C. In doing so, the cast resin body was oxidized in the uncovered areas and changed its color from light yellow to dark brown.
PATENT CLAIMS:
1. A process for the production of patterned molded articles, such as spectacle frames and temples or the like.
Small parts made of plastics, in particular of hardenable plastics such as epoxy resins, unsaturated
EMI2.1
plastic that changes color in the event of oxidation under the action of heat or from a plastic containing an additive that changes color in the event of oxidation but which is still dimensionally stable under the action of heat and is exposed to a different action of oxygen in places under the action of heat.
EMI2.2