Verfahren zur Herstellung von Gegenständen aus thermoplastischem Kunstharz.
Die Erfindung bezieht sieh auf ein Verfahren zur Herstellung von Gegenständen aus thermoplastischem Kunstharz mit Hilfe von erhitzten Formen in einer Formpresse und ist dadurch gekennzeichnet, dass man die Formgebung in zwei Stufen vornimmt, indem man das körnige Harz zunächst bis zu einer Temperatur vorwärmt, bei welcher die Körner sintern, und dann die Formpressung bei einer solehen Temperatur und unter solchem Drnek durehführt, dass die gesinterte Masse homogen wird. Darauf kann eine Nachbe- handlung erfolgen.
Vorzugsweise werden nach dem vorliegenden Verfahren die Gegenstände aus einer Polyvinyh'erbindung, z. B. Polyvinylehlorid, hergestellt. Solehe thermoplastische Kunstharze sind nicht sehmelzbar ; wenn man sie in ungeeigneter Weise auf Temperaturen er hitzt, bei welehen die Harze in Formpressen zu Gegenständen geformt werden können, treten verschiedene Übelstände auf, wie z. B. unbefriedigende Homogenisierung, Blasenbil dung, Missfärbung und Sprungbildung infolge teilweiser Zersetzung usw. Es ist aueh sehr schwierig, den fertiggepressten Gegenständen einen einwandfreien Glanz zu verleihen.
Wenn man der Pressmasse Weichmacher zusetzt, lassen sich die thermoplastischen Kunstharze leichter verformen, aber die Pressmasse wird nicht hinreichend fest, so dass zweekmässig Pressmassen benutzt werden, die überhaupt keinen Zusatz von Weichmachern enthalten oder nur so wenig davon, dass die Masse ihre ursprüngliche Härte nach der Verformung beibehält.
Das Verfahren wird z. B. wie folgt durehgeführt :
Das körnige Harz wird zunächst nur so weit erhitzt, dass die Orner sintern. Man erhält dann eine poröse Masse, ohne dass noeh eine Zersetzung erfolgt, weil die Temperatur verhältnismässig niedrig ist. Infolgedessen kann man diese Temperatur während mehrerer Minuten ohne Schaden auf die Pressmasse einwirken lassen. Die so gesinterte Masse wird nachher bei erhöhter Temperatur in ganz kurzer Zeit, nämlieh in wenigen Sekunden, unter Druck verformt, wobei sie vollkommen homogen wird, sieh aber trotz der erhöhten Temperatur wegen der sehr kurzen Einwirkungsdauer der Hitze nicht zersetzt.
Der Zweck der Vorwärmung besteht also darin, dass man das Material bei der Formpressung nurmehr ganz kurze Zeit zu erhitzen braucht. Bei der Vorwärmung wird auch die etwa noeh vorhandene Feuchtigkeit aus der Pressmasse entfernt, was leieht möglieh ist, weil die Pressmasse porös bleibt. Wenn man die endgültige Verformung vornimmt, treten keine Blasen durch die Gegenwart von Wasserdampf in der Masse mehr auf.
Die Hoche der Vorwärmungstemperatur riebtet sich nach dem verwendeten Material.
Bei Anwendung von Polyvinylehlorid erfolgt die Vorwärmung zweckmässigerweise bei einer Temperatur von 135 bis 150 C, und zwar r während einer Dauer von wenigstens 4 Mi- nuten. Vorteilhaft ist eine Vorwärmung bei einer Temperatur von 135 bis 140 C, die 5 bis 6 Minuten dauert.
Man kann der Pressmasse aueh geringe Mengen eines Füllstoffes zusetzen. Ein all fälliger Weichmacher muss aber in so kleiner Menge zugesetzt werden, dass das formge- presste Erzeugnis genügende Härte aufweist und das Kunstharz bei der Erhitzung nieht sehmilzt.
Vor der Formpressung kann man die Pressmasse brikettieren, wodurch die Bedienung der Formpresse mitunter erleiehtert wird.
Die Formpressung, also die zweite Stufe der Behandlung des Pressgutes, erfolgt bei einer solehen Temperatur und einem solehen Druek, dass die Pressmasse vollkommen homogen wird. Sie darf sieh aber nicht zersetzen, und daher muss die Einwirkung der hohen Temperatur auf eine sehr kurze Zeit beschränkt werden. Die Temperatur und die Zeit, während weleher die Formpressung erfolgt, sehwankt mit den versehiedenen Materialien. Aueh bei einem und demselben Material können Sehwankungen vorkommen, je nachdem, wie gross die Wandstärke des Gegenstandes ist, den man herstellen will. Beispielsweise verwendet man bei Polyvinylehlorid für die Formgebung eine Presstemperatur von 190 bis 210 C und eine Presszeit von 6 bis 7 Sekunden, wenn die Materialstärke des erzeugten Gegenstandes 0, 3 bis 0, 4 mm beträgt.
Bei Waren von grösserer Wandstärke, z. B. bei einer Wandstärke von 2mm, kann man die Erhitzmg bei der genannten Tem peratur bis zu einer Minute ausdehnen.
Bei einer Überschreitung der Temperatur von 210 C erfolgt im allgemeinen bereits eine gewisse Zersetzwg.
Die Vorwärmung der Presswerkzeuge wird vorteilhaft auf 180 bis 210 C vorgenommen.
Bei dieser Temperatur der Presswerkzeuge erfolgt die Pressung von Massen aus Poly vinylehlorid einwandfrei. Wenn der geformte Gegenstand aus der Formpresse herausgenommen wird, ist er besonders weich und ela stiseh. Beispielsweise kann ein aus Polyvinyl- chlorid auf die angegebene Weise gepresstes Trinkglas umgestülpt werden, und es nimmt seine Form wieder an, wenn es zurüekgewen- det wird. Diese Eigenschaft kann dazu benutzt werden, bei der Nachbearbeitung dem Gegenstand eine weitere. Formvollendung zu erteilen. Beispielsweise kann ein rundes Glas zu einem ovalen oder reehteekigen umge- formt werden, indem man ihn über einen Dorn der entspreehenden Form spannt.
Diese Umformung mu# bei einer Temperatur erfolgen, bei der das Material noeh keine nen nenswerte Zugfestigkeit besitzt, so dass bei der Nachformung im Material keine Span- nungen entstehen können, die naeh der Abkühlung zurückbleiben würden.
Eine zweckmä#iger Temperatur für diese Nachbehandlung liegt bei 150 C. Vorteilhaft werden dabei vorgewärmte Werkzeuge benutzt. Die Umformung durch die Nachbehandlung der gepressten Gegenstände vermindert die Werkzeugkosten, da die Nachformungswerkzeuge nicht so genau ausgeführt werden müssen wie die eigentliehen Presswerkzeuge. Die verhältnismässig hohe Temperatur bei der Nachformung ist von besonderer Bedeutung bei solehen Gegenständen, die in ihrer Anwendung einer hohen Tem peratur ausgesetzt werden können ; denn wenn die Nachpressung bei zu niedriger Temperatur erfolgt, kann es gesehehen, dass der Gegenstand, wenn er später der hohen Temperatur ausgesetzt wird, wieder die Form annimmt, die er beim eigentlichen Pressvorgang erhalten hat.
Ein ovaler Gegenstand aus Poly- vinylehlorid, der die ovale Form durch Naehbehandlung eines rundgepressten Gegenstan- des angenommen hat, kann auf diese Weise bei der Benutzung bei hoher Temperatur wieder seine runde Form annehmen, wenn die Nachformung bei zu niedriger Temperatur erfolgt ist.
Die nach dem beschriebenen Verfahren hergestellten Gegenstände haben keine vlan- zende oder glatte, sondern vielmehr eine matte Oberfläehe. Wenn die Oberfläehe des geformten Gegenstandes glatt werden soll, muss er naehbehandelt werden, was zweckmä#ig bei einer Temperatur von etwa 110 C mit erwärmten Werkzeugen erfolgt. Die Abkühlung des Gegenstandes von der Formpresstempera- tur bis herunter zur Nachbehandlungstemperatur fur die Glättung mu# langsam erfolgen, damit keine Spannungen in dem Material auftreten.
Vlan kaon die Nachpressung mit denselben Werkzeugen durehführen wie die Form pressung, wobei selbstverständlich die Abküh- lung auf die genannten Temperaturen beaehtet werden muss.
Process for the manufacture of articles from thermoplastic synthetic resin.
The invention relates to a process for the production of articles made of thermoplastic synthetic resin with the aid of heated molds in a molding press and is characterized in that the molding is carried out in two stages by first preheating the granular resin to a temperature at which the grains are sintered, and then the compression molding is carried out at such a temperature and pressure that the sintered mass becomes homogeneous. A follow-up treatment can then take place.
Preferably, according to the present process, the articles are made of a polyvinyl bond, e.g. B. polyvinyl chloride produced. Sole thermoplastic synthetic resins are not meltable; if they are inappropriately heated to temperatures at which the resins can be molded into objects in compression molding, various inconveniences occur, such as. B. unsatisfactory homogenization, blistering, discoloration and cracking due to partial decomposition, etc. It is also very difficult to give the finished pressed objects a perfect gloss.
If you add plasticizers to the molding compound, the thermoplastic synthetic resins can be more easily deformed, but the molding compound is not sufficiently strong, so that two molding compounds are used that contain no plasticizers at all or only so little of them that the compound retains its original hardness the deformation maintains.
The method is e.g. B. performed as follows:
The granular resin is initially only heated enough that the orner sinter. A porous mass is then obtained without any further decomposition because the temperature is relatively low. As a result, this temperature can act on the molding compound for several minutes without damage. The mass sintered in this way is afterwards deformed under pressure at an elevated temperature in a very short time, namely in a few seconds, whereby it becomes completely homogeneous, but does not decompose despite the elevated temperature because of the very short duration of action of the heat.
The purpose of preheating is therefore that you only need to heat the material for a very short time during compression molding. During the preheating, any remaining moisture is also removed from the molding compound, which is possible because the molding compound remains porous. When the final deformation is carried out, bubbles no longer appear due to the presence of water vapor in the mass.
The high of the preheating temperature varied depending on the material used.
When using polyvinyl chloride, the preheating is expediently carried out at a temperature of 135 to 150 ° C. for a period of at least 4 minutes. Preheating at a temperature of 135 to 140 C for 5 to 6 minutes is advantageous.
Small amounts of a filler can also be added to the molding compound. Any plasticizer, however, must be added in such a small amount that the molded product has sufficient hardness and the synthetic resin does not melt when heated.
Before the compression molding, the molding compound can be briquetted, which sometimes makes the molding press easier to use.
The compression molding, i.e. the second stage of the treatment of the material to be pressed, takes place at such a temperature and pressure that the molding compound is completely homogeneous. However, it must not decompose, and therefore the effect of the high temperature must be limited to a very short time. The temperature and the time during which compression molding occurs varies with the various materials. Visual fluctuations can also occur with one and the same material, depending on the wall thickness of the object that is to be manufactured. For example, in the case of polyvinyl chloride, a pressing temperature of 190 to 210 ° C. and a pressing time of 6 to 7 seconds are used for shaping if the material thickness of the object produced is 0.3 to 0.4 mm.
For goods of greater wall thickness, e.g. B. with a wall thickness of 2mm, you can extend the heating temperature at the said Tem up to a minute.
If the temperature exceeds 210 ° C., a certain amount of decomposition occurs.
The pressing tools are preheated to between 180 and 210 ° C.
At this temperature of the pressing tools, the pressing of masses made of polyvinyl chloride takes place perfectly. When the molded article is taken out of the molding press, it is particularly soft and elastic. For example, a drinking glass pressed from polyvinyl chloride in the specified manner can be turned inside out and it assumes its shape again when it is turned back. This property can be used for the post-processing of the object another. To grant perfect form. For example, a round glass can be shaped into an oval or square teak by stretching it over a mandrel of the appropriate shape.
This reshaping must take place at a temperature at which the material does not have any significant tensile strength, so that no stresses can arise in the material during the reshaping that would remain after cooling.
An appropriate temperature for this post-treatment is 150 C. Preheated tools are advantageously used. The reshaping by the post-treatment of the pressed objects reduces the tool costs, since the post-forming tools do not have to be carried out as precisely as the actual pressing tools. The relatively high temperature during reshaping is of particular importance in those objects which can be exposed to a high temperature in their application; because if the re-pressing takes place at too low a temperature, it can be seen that the object, when it is later exposed to the high temperature, again assumes the shape that it received during the actual pressing process.
An oval object made of polyvinyl chloride, which has assumed the oval shape by the sewing treatment of a round pressed object, can in this way assume its round shape again when used at a high temperature if the reshaping has taken place at too low a temperature.
The objects produced by the method described do not have a shiny or smooth surface, but rather a matt surface. If the surface of the molded object is to be smooth, it must be sewn, which is expediently done at a temperature of about 110 C with heated tools. The cooling of the object from the compression molding temperature down to the post-treatment temperature for smoothing must take place slowly so that no stresses occur in the material.
Vlan kaon carry out the repressing with the same tools as the compression molding, whereby of course the cooling to the temperatures mentioned must be observed.