Verfahren zur Herstellung von Körpern aller Art aus härtharen Kunstmassen. Es ist schon versucht worden, Form körper aus härtbaren Kunstharzen herzu stellen gemäss dem Spritzgussverfahren. Da bei aber wurden nur praktisch nicht brauch bare Erzeugnisse gewonnen.
Man hatte auch schon vorgeschlagen, das bei andern Stoffen bekannte Spritzgussverfahren bei der Ver wendung von Kunstharzen so abzuändern, dass in zwei Stufen gearbeitet wurde und in der ersten Stufe das Kunstharzmaterial ohne Härtung in eine Form gepresst wurde, wo nach in einem gesonderten Arbeitsgange die Härtung des nach dem Abkühlen aus der Form herausgenommenen Gegenstandes vor genommen wurde. Naturgemäss hat ein sol ches Zweistufenverfahren erhebliche Nach teile, zum Beispiel die der verhältnismässig langen Benutzung der Form, und auch den Nachteil, dass die erhaltenen Produkte keine glatte glänzende Oberfläche aufweisen.
Gemäss der Erfindung wird nun erstmalig ein Weg gewiesen, bei Verwendung von härtbaren Kunstharzen in direktem Spritz gussverfahren zu guten brauchbaren Gegen ständen zu gelangen.
Es wird ferner durch die Erfindung ein Weg gewiesen, die Bindung der Pressform an die Beschickungsvorrichtung abzukürzen und, was ebenfalls neu ist, der Weg ge wiesen, für die Form ein beliebiges wärme beständiges Material zu benutzen.
Versuche haben ergeben, dass man unter Vermeidung der Nachteile Formkörper aller Art von gleichmässiger Durchhärtung und ausgezeichneten Eigenschaften und Aus sehen, mit einer sehr kurzen Arbeits- bezw. Härtezeit, in Formen aller Art herstellen kann, wenn man die härtbaren Kunstmassen, bevor sie in Formen gelangen, rasch auf hohe Temperaturen bringt und sie nach dem Plastischwerden mittelst Druck schnell in Formen füllt.
Zweckmässig werden die Mas sen dabei auf Temperaturen gebracht, die etwa den Härtetemperaturen entsprechen, da die härtbaren Pressmassen bekanntlich mit steigender Erwärmung an Plastizität zu nehmen und bei hohen Temperaturen, etwa den Härtetemperaturen der Pressmassen, schliesslich, wenigstens für kurze Zeit, einen Aggregatzustand annehmen, der als flüssig bezeichnet werden kann.
Obwohl bei so hoher Temperatur die Ge fahr vorliegt, dass die Pressmassen mehr oder weniger rasch in den Endzustand übergehen, ist doch die Benutzung solcher Temperaturen vorzuziehen, da dadurch die Zuführung von Wärme in der eigentlichen Form, die bei Benutzung von Temperaturen unterhalb der Härtetemperaturen, wenn auch in geringe rem Masse als bisher, notwendig ist, ganz umgangen werden kann. Zwecks Vermeidung vorzeitiger Härtung müssen die Massen in dem Augenblick, in dem sie den flüssigen Zustand erreicht haben, sofort mit grosser Geschwindigkeit in die Formen gepresst wer den. Dort gehen sie dann rasch, ohne weitere Zuführung von Wärme, in den Endzustand über. Natürlich kann, wenn es erwünscht ist, auch bei diesem Vorgehen der Form Wärme zugeführt werden.
Die Art und Weise der Zuführung der Wärme zu dem Material vor Eintritt in die Form ist an sich beliebig, doch bedingt die Natur des zu verarbeitenden Stoffes eine Auswahl der Mittel. So ist es zweckmässig, die Wärmezufuhr durch Durchleiten der Masse durch erhitzte Räume zu bewerk stelligen und die Temperatur, Durchleitungs- geschwindigkeit und wärmeüberleitende Innenflächengestaltung auf möglichst rasche Erwärmung abzustimmen unter Vermeidung des vorzeitigen Härtens.
Die Pressmassen werden also mit grosser Geschwindigkeit durch auf hohe Temperatur erhitzte, entsprechend dimensionierte Räume geleitet, wobei diese Räume zwecks rascher Wärmeübermittlung auf Temperaturen ge bracht werden, die bei oder zweckmässig über den normalen Härtungstemperaturen der Massen liegen.
(Für Phenol-Formalde- hyd-Harzpressmassen beispielsweise auf<B>160</B> bis 2-00' C.) Um die Masse noch rascher auf die gewünschte Härtungstemperatur zu bringen, ist es ferner zweckmässig, zu die sem Zweck ausser der Leitungswärme noch Kompressionswärme und vor allem Rei bungswärme zu verwenden, zum Beispiel durch entsprechende Erhöhung von Ge schwindigkeit bezw. Druck oder die Ent stehung von Reibungswärme fördernder Aus bildung des Durchleitungsraumes, so dass eine beträchtliche Reibungs- und Kompres sionswärme frei wird.
Die so auf Härtetemperatur gebrachte, mehr oder weniger flüssige Pressmasse muss sofort, bevor sie in den Endzustand über geht, die Erhitzungszone verlassen. Zu die sem Zweck wird sie rasch in die zur Form gebung notwendigen zwei- oder mehrteiligen Formen vermittelst Druck gepresst bezw. ge spritzt.
In der Regel genügt die in der Kunst masse bereits aufgespeicherte Wärme zur Überführung des Materials in den Härte Endzustand, wobei der Härtungsprozess fast momentan in der ganzen Schichtdicke gleich mässig, und nicht wie bei den andern Ver fahren von aussen nach innen, erfolgt. Da durch wird der grosse Vorteil erreicht, dass man nicht mehr, wie bisher, auf Formen aus Stahl angewiesen ist.
Es können vielmehr Formen auch aus andern Materialien, wie Hartholz, Gips, Asbest-Zement, Spritzguss ete., angewendet werden, da die Matrizen nicht mehr durch Beheizung auf hohe Tem peraturen, das heisst die Härtungstempera- turen der Massen gebracht werden müssen.
Wendet man Metallformen an, die stark Wärme ableiten, so ist es nicht notwendig, sie anzuwärmen. Allerdings muss der erste Härteprozess etwas länger ausgeführt wer den, im schlimmsten Falle ist mit einem Misslingen des ersten Presslings zu rechnen, aber schon bei der ersten Pressung wird die Matrize so stark angewärmt, dass bei dem zweiten Pressvorgang die Härtung nicht mehr -durch die abgeleitete Wärme beein trächtigt wird. Ebenfalls kann Wärme isolierung der Formen verwendet werden.
Bei _Materialien, die die benutzten hohen Temperaturen nicht aushalten, wird man zweckmässig die formgebende Seite mit einem Blech, das mit einer Isolierschicht ver sehen ist, bedecken.
Das vorliegende Verfahren gestattet also ein kontinuierliches Arbeiten, da infolge des raschen Härtungsprozesses die Masse so schnell hart wird, dass die Spritzvorrichtung nach Beschickung einer Form oder gleich zeitig mehrerer Formen sofort nach dem Pressprozess zur Beschickung jeder weiteren Form verwendet werden kann.
Die Spritzvorrichtung selbst kann ge trennt ausgeführt werden oder in Verbin dung mit der Pressform oder auch eingebaut sein. Sie kann beispielsweise aus einem heiz baren Rohr bestehen, das entweder gleich mässig beheizt ist oder ein Temperaturgefälle entgegengesetzt zur Spritzrichtung haben kann, oder es kann in der Weise gestaltet sein, dass die Pressmassen durch einen Raum gepresst werden, in dem die Masse beim Durchleiten in allen Teilen mit den beheizten Wandungen in innige Berührung kommt. Die Mündungen dieser Räume können so aus gebildet sein, dass ein etwaiges Zurücktreten des Materials aus der Form in die Räume verhindert wird.
Damit die Luft in den. Pressformen nicht mit eingeschlossen wird, muss für eine ent sprechende Entlüftung gesorgt werden, das heisst für den Austritt der Luft, die durch die eintretenden Pressmassen verdrängt wird. Dies geschieht am besten in der Weise, dass man einen Lüftungskanal an der Stelle an bringt, wohin das Pressmaterial beim Füllen zuletzt gelangt.
Process for the production of all kinds of bodies from hardened synthetic masses. Attempts have already been made to produce molded bodies from curable synthetic resins using the injection molding process. However, only practically unusable products were obtained there.
It had also been proposed to modify the injection molding process known for other materials when using synthetic resins so that the work was carried out in two stages and in the first stage the synthetic resin material was pressed into a mold without hardening, where hardening was carried out in a separate operation of the object removed from the mold after cooling was taken. Naturally, such a two-step process has considerable disadvantages, for example that of the relatively long use of the mold, and also the disadvantage that the products obtained do not have a smooth, glossy surface.
According to the invention, a way is now shown for the first time, when using curable synthetic resins in a direct injection molding process to get good usable objects.
It is also shown by the invention a way to shorten the binding of the mold to the loading device and, what is also new, the way ge pointed to use any heat-resistant material for the mold.
Tests have shown that, while avoiding the disadvantages, molded articles of all kinds of uniform curing and excellent properties and from can be seen with a very short work or. Hardening time, which can be produced in all kinds of forms, if the hardenable synthetic materials are quickly brought to high temperatures before they are put into molds and, after they have become plastic, they are quickly filled into molds using pressure.
The masses are expediently brought to temperatures which roughly correspond to the hardening temperatures, since the hardenable molding compounds are known to decrease in plasticity with increasing heating and, at high temperatures, e.g. the hardening temperatures of the molding compounds, finally assume an aggregate state, at least for a short time, which can be described as liquid.
Although at such a high temperature there is a risk that the molding material will pass into the final state more or less quickly, the use of such temperatures is to be preferred, as this means that the supply of heat in the actual form, which when using temperatures below the hardening temperatures, even if it is necessary to a lesser extent than before, it can be avoided entirely. To avoid premature hardening, the masses must be pressed into the molds at high speed at the moment they have reached the liquid state. There they then quickly pass into the final state without any further supply of heat. Of course, if so desired, heat can also be added to the mold in this procedure.
The manner in which the heat is supplied to the material before it enters the mold is basically arbitrary, but the nature of the material to be processed dictates a selection of the means. It is advisable to supply heat by passing the mass through heated rooms and to adjust the temperature, passage speed and heat transferring inner surface design to the fastest possible warming while avoiding premature hardening.
The molding compounds are thus passed at high speed through appropriately dimensioned spaces heated to high temperatures, these spaces being brought to temperatures at or above the normal curing temperatures of the materials for the purpose of rapid heat transfer.
(For phenol-formaldehyde resin molding compounds, for example, to <B> 160 </B> to 2-00 ° C.) In order to bring the compound to the desired curing temperature even more quickly, it is also useful for this purpose, in addition to the Conduction heat or compression heat and especially Rei ambient heat to be used, for example by corresponding increase of Ge speed respectively. Pressure or the emergence of frictional heat promoting the formation of the passage space, so that a considerable amount of friction and compression heat is released.
The more or less liquid molding compound, brought to the hardening temperature, must leave the heating zone immediately before it changes to its final state. For this purpose, it is quickly pressed or pressed into the necessary two-part or multi-part forms by means of pressure. ge injected.
As a rule, the heat already stored in the synthetic material is sufficient to convert the material to its final hardness state, with the hardening process almost instantaneously taking place evenly across the entire layer thickness and not from the outside in, as with the other processes. This has the great advantage that you no longer have to rely on molds made of steel, as was previously the case.
Rather, molds made of other materials, such as hardwood, plaster of paris, asbestos cement, injection molding, etc., can be used, since the matrices no longer have to be brought to high temperatures by heating, i.e. the hardening temperatures of the masses.
If you use metal molds that strongly dissipate heat, it is not necessary to warm them up. However, the first hardening process has to be carried out a little longer; in the worst case, failure of the first compact is to be expected, but the die is heated so much during the first pressing that the hardening no longer occurs during the second pressing process Heat is impaired. Thermal insulation of the molds can also be used.
In the case of materials that cannot withstand the high temperatures used, it is advisable to cover the shaping side with a sheet of metal that is provided with an insulating layer.
The present method thus allows continuous work, since the mass hardens so quickly as a result of the rapid hardening process that the spray device can be used to charge any other mold immediately after the pressing process after loading a mold or several molds at the same time.
The spray device itself can be carried out separately or in conjunction with the mold or be built in. It can consist, for example, of a heatable pipe that is either evenly heated or can have a temperature gradient opposite to the direction of spraying, or it can be designed in such a way that the molding compounds are pressed through a space in which the compound as it passes through all parts come into intimate contact with the heated walls. The mouths of these spaces can be formed in such a way that any receding of the material from the mold into the spaces is prevented.
So that the air in the. Press forms is not included, a corresponding ventilation must be provided, that is, for the exit of the air that is displaced by the entering molding material. The best way to do this is to place a ventilation duct at the point where the pressed material will last when it is filled.