DE102008041136A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung von Kunststoff-Körpern durch Polymerisation von ethylenisch ungesättigten Monomeren und/oder (Pre)polymer - Google Patents

Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung von Kunststoff-Körpern durch Polymerisation von ethylenisch ungesättigten Monomeren und/oder (Pre)polymer Download PDF

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    • B29K2033/04Polymers of esters
    • B29K2033/12Polymers of methacrylic acid esters, e.g. PMMA, i.e. polymethylmethacrylate

Abstract

Die Vorrichtung (100) weist auf eine erste äußere Wanne (110) mit einem ersten Wannenboden (111), welcher eine Oberseite (112) umfasst, die zum Inneren der ersten Wanne (110) gerichtet ist, und mit einer ersten Seitenwand (114), wobei Seitenwand (114) und Boden (111) der ersten Wanne (110) den Hohlraum der ersten Wanne (110) definieren; und eine zweite innere Wanne (120) mit einem zweiten Wannenboden (121), welcher eine Unterseite (122) umfasst, die zum Äußeren der zweiten Wanne (120) gerichtet ist, und einer zweiten Seitenwand (124), wobei die zweite innere Wanne (120) von der ersten äußeren Wanne (110) aufnehmbar ist, und zeichnet sich dadurch aus, dass die Unterseite des Bodens (123) der zweiten Wanne (120), die von der ersten Wanne (110) aufgenommen wurde, und die Oberseite des Bodens (111) der ersten Wanne (110) eine Kammer bilden, die mit flüssigem zu polymerisierenden Monomeren und/oder (Pre)polymer (S) gefüllt ist, so dass zu Beginn der Polymerisation die zweite Wanne (120) in der ersten Wanne (110) auf dem Monomeren und/oder (Pre)polymer (S) schwimmend gelagert ist. Das Verfahren umfasst den Einsatz der Vorrichtung als Form zur Polymerisation von ethylenisch ungesättigten Monomeren und/oder (Pre)polymer (S) unter Erhalt von Gussglas nach Art des Wasserbadverfahrens, im Autoklaven oder nach Art des Luftpolymerisationsverfahrens.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung von Kunststoff-Körpern durch Polymerisation von ethylenisch ungesättigten Monomeren und/oder (Pre)polymer.
  • Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung, die als Form oder Kammer für die Polymerisation von flüssigem Monomeren und/oder (Pre)polymer zu gegossenem Acrylglas dient, sowie auf den Einsatz dieser Form in Verfahren zur Herstellung von so genanntem Gussglas.
  • Für die Herstellung von Gussglas, vorzugsweise gegossenem Acrylglas, werden weltweit mehrere Verfahren angewandt. Diese lassen sich in zwei Gruppen einteilen. Die Mehrzahl der Verfahren sind jene, bei denen das Produkt horizontal – also liegend – hergestellt wird. Exemplarisch hierfür sind das Wasserbadverfahren, das Herstellen in Autoklaven und das Luftpolymerisationsverfahren zu nennen. Vertikal – also stehend – gefertigt wird beim Kammer- oder dem so genannten Rosteroverfahren.
  • Das Kammerverfahren ist eines der ältesten Verfahren für die Substanzpolymerisation von ethylenisch ungesättigten Monomeren und wird z. B. schon in der Patentschrift US 2,154,639 beschrieben. Nichtsdestotrotz ist es bis heute von großer technischer Bedeutung und wird u. a. zur Herstellung von PMMA-Platten verwendet. Beim Kammerverfahren gießt man ein Gemisch aus ethylenisch ungesättigten Monomeren und ggf. den entsprechenden Polymeren mit einem Anteil von üblicherweise bis zu 25 Gew.-% Polymer, zusammen mit Radikalinitiator(en) und eventuell anderen Zusätzen, wie z. B. Vernetzern und Comonomeren, in eine Flachkammer, die aus zwei beabstandeten Platten, z. B. Silikatglasscheiben, und einer Dichtschnur gebildet wird, und polymerisiert die Reaktionsmischung.
  • Der Einsatz von vorpolymerisiertem Material, so genanntem Sirup oder (Pre)polymer, verringert dabei den Schrumpf, vermindert die Wärmeentwicklung bei der weiteren Polymerisation und verkürzt die Reaktionszeit. Die Polymerisation wird häufig in einem Wärmeschrank zunächst bei niedriger Temperatur, z. B. bei 20°C bis 60°C, durchgeführt und dann meist bei höherer Temperatur, z. B. bei 100°C bis 130°C, vollendet. Dabei kommt es zu einem Volumenschwund von bis zu 20%, der durch Zusammenpressen der Platten ausgeglichen wird, so dass Spannungen vermieden werden. Zu diesem Zweck werden gewöhnlich Klammern verwendet, welche die beiden Platten und die dazwischen liegende Dichtschnur umgreifen und zusammendrücken.
  • Dennoch kann es durch den produktionsbedingten Schrumpf beim herkömmlichen Kammerverfahren (vertikale Produktionsmethode) aber auch bei horizontalen Produktionsmethoden, wie etwa dem Wasserbadverfahren, zu Unregelmäßigkeiten und Oberflächenanomalien der hergestellten Körper/Platten kommen.
  • Zum näheren Stand der Technik wird folgende Druckschrift genannt:
    • D1 = Abstract zu JP 2930353 .
  • Gemäß ihrem Abstract beschreibt die D1 ein Kunststoffprodukt mit einer Keilform. Der Kunststoffkeil wird dadurch erzeugt, dass man eine Form mit keilförmigem Hohlraum baut und vorzugsweise Methylmethacrylat und/oder sein flüssiges (Pre)polymer in den Hohlraum der Form gießt und darin auspolymerisiert.
  • Wie man am besten der hierin wiedergegebenen 1 (entnommen aus D1 = Stand der Technik) entnehmen kann, werden zwei Form-Platten so zueinander angeordnet, dass Ihre Ansicht im Querschnitt einem V entspricht. Die beiden Platten werden an der Spitze des V mit einem Polyester-Tape fixiert, verbunden und abgedichtet. Das an seinem gespreizten Ende noch offene V wird mit einer Abschlussplatte versehen, so dass eine geschlossene im Querschnitt V-förmige Hohlkammer oder Zelle entsteht. Die V-förmige Zelle wird nun aufrecht stehend mit sich nach oben öffnendem V in eine Art Ständer getan und dort fixiert. Die nach oben gerichtete breite Öffnung des V (wieder im Querschnitt betrachtet) wird nach Einfüllen des zu polymerisierenden Sirups in den keilförmigen Hohlraum zwischen den insgesamt vier Platten mit Abstandshaltern fixiert.
  • Nachteilig an dem aus der D1 bekannten Verfahren ist zunächst der relativ umständliche Formenbau. Es werden zum Bau einer Form mindestens vier Platten benötigt. Die Abschlussplatten müssen für jede Keilform (Winkel, Höhe etc.) speziell angefertigt werden. Zwar muss die Oberfläche der Abschlussplatten nicht die Güte der beiden anderen Kammerplatten aufweisen, dennoch ist der Aufwand beträchtlich. Die Abschlussplatten sind in jedem Fall besonders gut abzudichten und an die speziell gewünschte Keilform anzupassen. Daneben ist die Fixierung der einmal befüllten Zelle nicht unkritisch. Um einen sicheren Stand zu gewährleisten muss der Ständer zumindest die halbe Höhe der V-Form einspannen. Wird dies nicht berücksichtigt, können bereits geringe Erschütterungen den Formenbau zum Einsturz bringen, sofern die Füllhöhe voll ausgenutzt wird. Wird die Füllhöhe nicht ausgenutzt, wird kostspieliges Material nicht genutzt, da die Kammerplatten immer eine hohe Oberflächengüte besitzen müssen. Des Weiteren steht die Zelle immer auf der Kante, welche im Querschnitt der Spitze des V entspricht. Dadurch ist es unmöglich, direkt keilförmige Körper mit schmaler Kante zu gießen, die stumpf ist. Um solche Körper zu erzeugen ist es regelmäßig notwendig, die Kante abzuschneiden, was zu einem zusätzlichen Arbeitsschritt führt. Hinzu kommt, dass Materialschrumpf beim Polymerisieren in aller Regel an der breiten Kante des Keils, die beim Polymerisationsvorgang in der Form oben ist, zu einer nicht planen Form führt. Es kann zu Verschüsselungen kommen, welche nur mit zusätzlichem Aufwand entfernbar sind, beispielsweise auf dem Wege der Konfektionierung durch Sägen oder Schneiden zu begradigen sind.
  • Angesichts des hierin genannten und diskutierten Standes der Technik war es eine Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zur Herstellung von Körpern aus gegossenem Acrylglas bereitzustellen, die einfach aufgebaut ist.
  • Weiterhin ist die Schaffung einer Vorrichtung oder Form Aufgabe der Erfindung gewesen, die möglichst mit einfachen Mitteln aber dennoch sehr variabel die Herstellung von Kunststoff-Körpern, vorzugsweise aus Gussglas, mit sehr unterschiedlichen Formen, wie beispielsweise Platten, Keilen, V-förmigen Körpern und dergleichen mehr, gestattet.
  • Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist darin zu sehen, ein Verfahren zur Herstellung von Kunststoff-Körpern, vorzugsweise aus gegossenem Acrylglas, anzugeben, wobei das Verfahren schnell, sicher und kosteneffektiv die Herstellung von Kunststoff-Körpern, vorzugsweise aus Gussglas, mit einfachen Mitteln ermöglichen soll.
  • Gelöst werden diese Aufgaben sowie weitere Aufgaben, die zwar nicht im einzelnen wörtlich genannt werden, die sich jedoch aus der einleitenden Diskussion des Standes der Technik ohne weiteres erschließen oder wie selbstverständlich ableiten lassen, durch eine Vorrichtung mit allen Merkmalen des Anspruches 1.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind Gegenstand der auf den unabhängigen Vorrichtungsanspruch rückbezogenen Ansprüche.
  • In verfahrensmäßiger Hinsicht geben die Merkmale des unabhängigen Verfahrensanspruchs eine Lösung des der Erfindung im Hinblick auf die Verfahrensaspekte zugrundeliegenden Problems an. Vorteilhafte Verfahrensvarianten werden in den vom unabhängigen Verfahrensanspruch abhängigen Verfahrensansprüchen unter Schutz gestellt.
  • Insbesondere dadurch, dass eine Vorrichtung zur Herstellung von Kunststoff-Körpern durch Polymerisation von ethylenisch ungesättigten Monomeren, aufweisend
    eine erste äußere Wanne mit einem ersten Wannenboden, welcher eine Oberseite umfasst, die zum Inneren der ersten Wanne gerichtet ist, und mit einer ersten Seitenwand, wobei Seitenwand und Boden der ersten Wanne den Hohlraum der ersten Wanne definieren; und
    eine zweite innere Wanne mit einem zweiten Wannenboden, welcher eine Unterseite umfasst, die zum Äußeren der zweiten Wanne gerichtet ist, und einer zweiten Seitenwand, wobei die zweite innere Wanne von der ersten äußeren Wanne aufnehmbar ist,
    dadurch gekennzeichnet ist,
    dass die Unterseite des Bodens der zweiten Wanne, die von der ersten Wanne aufgenommen wurde, und die Oberseite des Bodens der ersten Wanne eine Kammer bilden, die mit flüssigem zu polymerisierenden Monomeren und/oder (Pre)polymer gefüllt ist, so dass zu Beginn der Polymerisation die zweite Wanne in der ersten Wanne auf dem Monomeren und/oder (Pre)polymer schwimmend gelagert ist,
    gelingt es die bekannten Vorrichtungen zu vereinfachen, die Herstellung von Acrylat-Gussglas-Formkörpern zu rationalisieren und alle von den Norminstituten und den industriellen Verarbeitern bezüglich der physikalischen und chemischen Eigenschaften der resultierenden Gussglas-Körper aufgestellten Forderungen in herausragender Weise zu erfüllen. Zudem gelingt es, eine große Zahl weiterer zusätzlicher Vorteile zu erlangen.
  • Hierzu gehören unter anderem:
    • ⇒ Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist universell einsetzbar. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung lassen sich V-förmige, keilförmige oder prinzipiell beliebig dickenvariante Platten mit einer einzigen Vorrichtung erzeugen. Diese kann immer wieder mit wenigen Handgriffen schnell und einfach an die gewünschte Plattenform angepasst werden.
    • ⇒ Dickenvariante Platten, d. h. solche Platten, die über die Breite und/oder Länge einen Gradienten bezüglich ihrer Dicke aufweisen, lassen sich besonders einfach erzeugen, indem ein Ausgleichsgewicht die obere Bodenseite der zweiten Wanne an einer bestimmten Stelle beschwert und/oder indem man die erste Wanne nicht waage anordnet sonder außer der Waage fixiert.
    • ⇒ Die V-förmigen oder dickenvarianten Keilplatten lassen sich zweckmäßig in einem horizontalen Prozess fertigen. Dies ist vorteilhaft insbesondere gegenüber dem vertikalen Prozess aus der D1, da ein Schrumpf des Materials automatisch während der Polymerisation des Materials ausgleichbar ist und somit eine diesbezügliche Nachbearbeitung wie bei der D1 entfallen kann.
  • Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung bilden die Unterseite des Bodens der zweiten Wanne und die Oberseite des Bodens der ersten Wanne eine Kammer. Die zweite Wanne schwimmt quasi nach dem Prinzip des „hydrostatischen Antriebs” in dem in die erste Wanne eingefüllten Monomer. Dadurch, dass die Seitenteile der beiden ineinander stapelartig angeordneten Wannen das durch die Oberseite des Bodens der zweiten Wanne definierte Niveau in der Vertikalen überragen entfällt die Notwendigkeit einer zusätzlichen Dichtschnur, wie sie beim klassischen Kammerverfahren zum Einsatz kommt. Die Kammer zwischen den beiden Wannen ist selbst abdichtend, womit die Fähigkeit gemeint ist, dass die zu polymerisierende Mischung selbst lediglich unter dem Einfluss der Schwerkraft, welche ein Auslaufen verhindert, die Kammer abdichtet. Dadurch kann vorteilhafter weise auf den Einsatz aufwändiger Dichtschnüre aus Kunststoff verzichtet werden. Die Grundidee basiert mithin auf einem offenen Gefäß. Gegebenenfalls anzubringende Dichtungen dienen – wie später noch ausführlich beschrieben wird – der Evakuierung, der Verhinderung.
  • Die Vorrichtung der Erfindung kennzeichnet sich unter anderem dadurch, dass zu Beginn der Polymerisation die zweite Wanne in der ersten Wanne auf dem eingefüllten Monomeren und/oder (Pre)polymer schwimmend gelagert ist. In diesem Zusammenhang wird unter einer „schwimmenden” Lagerung verstanden, dass der Kammerhohlraum zwischen Unterseite des Bodens der zweiten Wanne und Oberseite des Bodens der ersten Wanne im Wesentlichen mit Flüssigkeit angefüllt ist. Je nach Material, Gewicht und Verdrängung der zweiten Wanne und Dichte der zu polymerisierenden den Hohlraum im Wesentlichen füllenden Flüssigkeit kann die zweite Wanne tatsächlich in der zu polymerisierenden Flüssigkeit frei beweglich schwimmen.
  • Alternativ dazu kann jedoch die zweite Wanne relativ zur ersten Wanne fixiert werden, beispielsweise mit Distanzhaltern, Klammern oder anderen Befestigungsmitteln, eines Luftaustritts, aber auch der Möglichkeit des Inertierens. Dann könnte die zweite Wanne theoretisch in der ersten Wanne schwimmen, in der Tat wird ein Schwimmen durch die Fixierung jedoch unterdrückt. Die Fixierung der zweiten Wanne relativ zur ersten kann beispielsweise dann von Vorteil sein, wenn man eine Vorrichtung mit einem festen und definierten Abstand der beiden Wannenböden zueinander bauen möchte.
  • Allerdings gewährleistet ein völlig frei schwimmendes Oberteil die besten Polymerisationsbedingungen. Besonders bei sehr dicken Platten oder Blöcken können die Rückstell-Kräfte der Dichtungen hoch werden. Gegebenenfalls auftretende hohe Rückstellkräfte können durch Entfernen der Dichtschnüre während der Polymerisation beseitigt werden.
  • Eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung kennzeichnet sich insofern dadurch, dass erste Seitenwand und zweite Seitenwand durch einen oder mehrere Distanzhalter beabstandet sind. Somit wird eine Vorrichtung erhalten, mit der man über den gesamten Verlauf der Polymerisation einen konstant dicken Spalt zwischen den Seitenwänden der beiden ineinander gelagerten Wannen gewährleisten kann. Zudem wird durch die Fixierung der Seitenwände in Verbindung mit einer starren Verbindung/Kopplung des Bodens jeder Wanne mit ihren Seitenwänden eine hohe Konstanz nicht nur des Spaltmaßes zwischen den Seitenwänden sondern auch der Höhe der Kammer und somit der Dicke der resultierenden Körper, vorzugsweise Platten aus Kunststoff, möglich.
  • Die beiden ineinander angeordneten Wannen können von beliebiger Geometrie sein, insbesondere im Hinblick auf die Wannenböden. Für die Herstellung von Platten kann es bevorzugt sein, Wannen mit rechteckigen, vorzugsweise quadratischen Böden einzusetzen. Das Verhältnis der Bodenflächen der beiden Wannen kann über einen weiten Bereich variieren. Die innere (zweite) Wanne kann eine größere oder eine kleiner Bodenfläche aufweisen, verglichen mit der äußeren (ersten) Wanne. Bevorzugt werden etwa gleich große Wannen eingesetzt, zumindest was deren Bodenflächen betrifft. Noch eine bevorzugte Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der Erfindung ist dadurch ausgezeichnet, dass die die zweite Wanne in der ersten Wanne zentriert ist, wobei die zweite Wanne in der ersten Wanne längs einer vertikalen Achse der zweiten Wanne verschiebbar ist. Somit kann durch die Höhe des Füllstandes einerseits und das „Gegengewicht” der zweiten, inneren Wanne andererseits, allein die Dicke des aus der Polymerisation resultierenden Körpers gesteuert werden.
  • Die Ausgestaltung der Seitenwände jeder Wanne ist grundsätzlich unkritisch. Sofern ohne weitere Fixierung der zweiten Wanne in der ersten Wanne gearbeitet werden soll ist es bevorzugt, wenn gewährleistet ist, dass die Höhe der Seitenwände im Verhältnis zu Dichte der Polymerisationsflüssigkeit und Verdrängung und Dichte der Wanne ein vollständiges Absinken der zweiten Wanne auf den Boden der ersten Wanne verhindern. Mit dieser Variante der Vorrichtung wird es besonders vorteilhaft möglich, einen gegebenenfalls auftretenden Schrumpf im Laufe der Polymerisation zu kompensieren. Sofern mit Fixierung gearbeitet wird, ist es ganz besonders bevorzugt, dass die Seitenwände der beiden Wannen im Zusammenspiel einen Spalt bilden, dessen oberes Niveau rundherum oberhalb der die Kammer begrenzenden Bodenplatte der zweiten Wanne liegt.
  • Grundsätzlich kann die Seitenwand der Wanne flach oder steil sein. D. h. der Schenkelwinkel alpha, dass ist im Rahmen der Erfindung der Winkel, den der Wannenboden und die Wannenseitenwand miteinander bilden kann größer als 45° aber auch kleiner als 45° sein.
  • Durch geeignete Wahl zweier Wannen mit unterschiedlichen Schenkelwinkeln alpha (1) = Schenkelwinkel der ersten oder äußeren Wanne, und alpha (2) = Schenkelwinkel der zweiten oder inneren Wanne, lassen sich beispielsweise Füllspalte zwischen den beiden Wannen erzeugen, die sich von unten nach oben zum Wannenrand hin erweitern oder verjüngen.
  • Eine zweckmäßige Variante der Vorrichtung gemäß der Erfindung sieht dabei vor, dass Wannenboden und Seitenwand der ersten Wanne einen Schenkelwinkel alpha(1) von 40° bis 50° miteinander bilden. Noch eine vorteilige Ausführungsform bezieht sich auf eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass Wannenboden und Seitenwand der zweiten Wanne einen Schenkelwinkel alpha(2) von 40° bis 50° miteinander bilden. Werden die beiden letztgenannten Varianten miteinander kombiniert erhält man ein über die Höhe der Wannen relativ gleichmäßiges Füllspaltmaß.
  • Grundsätzlich können die beiden zu einer Vorrichtung oder Form kombinierten Wannen im Sinne der Erfindung aus beliebigem Material gefertigt sein, solange die Materialwahl einem Kontakt mit ethylenisch ungesättigten Monomeren und/oder (Pre)polymer für die Dauer der Polymerisation widersteht. So kommen in Kombination mit (Meth)acrylatmonomeren und/oder (Pre)polymeren vorzugsweise Wannen in Frage, deren Boden zumindest in dem Bereich, welcher mit dem zu polymerisierenden Material in Kontakt kommt, aus mineralischem Glas oder einem Metall, beispielsweise Aluminium, besteht. Je nach angestrebter Oberflächengüte des herzustellenden Kunststoff-Körpers wird man ein Material wählen, das selbst über eine hohe Oberflächengüte verfügt. Daher ist es in zweckmäßiger Abwandlung der erfindungsgemäßen Vorrichtung bevorzugt, dass der Wannenboden der ersten Wanne und/oder der Wannenboden der zweiten Wanne aus Mineralglas, vorzugsweise Einscheibensicherheitsglas, sind.
  • Jeder einzelne Wannenboden kann für sich aus unterschiedlichen Materialien bestehen. So ist es zweckmäßig, beispielsweise nur die zur Hohlkammer zeigende Seite des jeweiligen Wannenbodens mit einer Schicht eines Materials zu versehen, das eine extrem hohe Oberflächenqualität aufweist. In diesem Fall kann man beispielsweise den Boden einer Wanne aus Leichtmetall, z. B. Aluminium, oder einer Kunststoffwanne mit einer Glasscheibe verkleiden. Geschieht dies bei der zweiten Wanne an der Außenseite und bei der ersten Wanne an der Innenseite, erhält man eine Hohlkammer oder Zelle mit Boden und Deckel aus Glas. In diesem Fall sind nur die Seitenwände der beiden Wannen bevorzugt aus einem Material, welches gegenüber den Monomeren und/oder (Pre)polymer im Wesentlichen inert ist.
  • Weiterhin ist eine Vorrichtung der Erfindung von besonderem Interesse, bei welcher die Seitenwand der ersten Wanne und/oder die Seitenwand der zweiten Wanne aus Aluminium sind. Dieses Material ist inert gegenüber Monomer und/oder Pre(polymer) und eignet sich nicht zuletzt aufgrund seines niedrigen Gewichts zum Bau von größeren Vorrichtungen zur Herstellung voluminöser Kunststoffkörper, vorzugsweise von größeren Platten aus Gussglas.
  • Darüber hinaus ist Aluminium aufgrund seiner Materialeigenschaften besonders für die Seitenwangen bevorzugt. Aluminium bildet eine sehr dichte Oxydschicht und es entsteht auch bei minderer Oberflächenualität (z. B. Walzstruktur eines Bleches) keine oder nur eine sehr schwache Haftung zum Polymer. Das Entformen gelingt so mühelos.
  • Im Allgemeinen ist es zweckmäßig, wenn man bei der Herstellung von Kunststoff-Körpern in Form von Platten darauf achtet, dass die Wannenböden jeweils an den zur Kammer zeigenden Seiten möglichst plan sind. Es kann jedoch unter Umständen auch bevorzugt sein, wenn die zweite Wanne, das bedeutet, die innere Wanne, konisch ausgebildet ist. Wenn die Konizität des zweiten Wannenbodens geeignet gewählt wird, kann dadurch dem Polymerisationsschrumpf sowie einer unerwünschten Verschüsselung des herzustellenden Formkörpers, vorzugsweise einer Platte, wirksam entgegengetreten werden.
  • Eine Wanne im Sinne der erfindungsgemäßen Vorrichtung verfügt über einen Boden sowie eine umlaufende Seitenwand. Die beiden zu einer erfindungsgemäßen Vorrichtung gehörenden Wannen sind so ausgestaltet, dass die jeweiligen Seitenwände der beiden ineinander angeordneten Wannen einen Spalt zur Befüllung des Hohlraumes zwischen den beiden Wannen bilden. Sofern man zwei Wannen mit gleich hohen Seitenwänden einsetzt, wird die innere Wanne die äußere Wanne im Querschnitt gesehen um die Höhe der Kammer zwischen den beiden Wannen überragen. Eine Befüllung der Kammer der Vorrichtung über den Spalt zwischen den Seitenwänden ist ohne Schwierigkeiten möglich. Sofern man zwei Wannen mit verschieden hohen Seitenwänden einsetzt kann man eine erfindungsgemäße Vorrichtung erhalten, bei der im Querschnitt gesehen die beiden Seitenwände etwa gleich hoch sind. Es ist auch möglich, dass im Querschnitt betrachtet, die Seitenwand der äußeren Wanne, die Seitenwand der inneren Wanne überragt. Unabhängig vom Höhenverhältnis erfolgt die Befüllung bevorzugt über den Spalt zwischen den Seitenwänden.
  • Gleich welches Höhenverhältnis die Seitenwände der beiden Wannen zueinander haben, es ist grundsätzlich sowohl die Polymerisation offen an der Luft als auch in einer geschlossenen, d. h. abgeschlossenen Kammer, möglich. Wenn man an der Luft polymerisiert, muss man keine weitere Maßnahme zur Versiegelung des Füllspaltes zwischen den Wannen ergreifen. Es genügt eine für dieses Verfahren geeignete Polymerisationsmischung in die Kammer einzufüllen. Möchte man unter Luftabschluss oder Luftausschluss polymerisieren kann man die Vorrichtung der Erfindung entsprechend abwandeln.
  • Eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenwand der zweiten Wanne niedriger ist als die Seitenwand der ersten Wanne, so dass die in der ersten Wanne schwimmende zweite Wanne nicht oder bis zu höchstens 10 mm über die erste Wanne hinausragt und dass eine Dichtung zur Abdichtung des Spaltes zwischen den Seitenwänden der ersten und zweiten Wanne angeordnet ist. Diese Dichtung verhindert nach dem Einfüllen des Monomeren/(Pre)polymers einen exzessiven Luftzutritt. Es wird quasi unter Luftabschluss polymersiert, d. h. es wird der Zutritt weiterer Luft während der Polymerisation verhindert oder eingeschränkt.
  • Zur Abdichtung des Spaltes kann man jede Dichtung einsetzen, welche den Spalt zwischen den beiden Wannen verschließen kann. Eine besondere Ausführungsform der Erfindung kennzeichnet sich mithin dadurch, dass die Dichtung die Form eines Faltenbalgs hat. Dieser kann auf der Flüssigkeitsoberfläche der zu polymerisierenden Mischung aufliegen und passt sich über das Faltwerkprinzip automatisch an die Breite des Spaltes zwischen den Wannen an.
  • Daneben ist es auch möglich, eine Abdichtung des Spaltes vorzusehen, welche eine Evakuierung des Hohlraumes der Kammer und der zu polymerisierenden Lösung gestattet. Diese Entgasung kann unter Umständen vorteilhaft für den Polymerisationsprozess sein.
  • Zur Erzeugung von Platten mit relativ konstanter Dicke wird man die beiden Wannen der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Wesentlichen planparallel zueinander anordnen. Eine bevorzugte Ausführungsform der Vorrichtung der Erfindung ist also dadurch gekennzeichnet, dass der Wannenboden der ersten Wanne und der Wannenboden der zweiten Wanne im Wesentlichen planparallel zueinander sind.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung erlaubt jedoch auch und zwar auf verblüffend einfache Art und Weise die Erzeugung von so genannten dickenvarianten Platten, wie z. B. Keilplatten.
  • Eine weitere zweckmäßige Variante der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht insofern vor, dass der Wannenboden der ersten Wanne und der Wannenboden der zweiten Wanne nicht planparallel zueinander sind. Hieraus resultieren Platten, die eine gezielte Varianz im Hinblick auf Ihre Dicke aufweisen. Beispielsweise kann man eine rampenartige Platte erzeugen. Hierzu ist eine Vorrichtung bevorzugt, bei welcher der Wannenboden der ersten Wanne waagerecht ausgerichtet ist und der Wannenboden der zweiten Wanne außerzentrisch beschwert ist. Die außerzentrische Beschwerung kann man im einfachsten Falle dadurch erreichen, dass man ein Gewicht in das Innere der zweiten Wanne einbringt, so dass die schwimmend gelagerte zweite Wanne einseitig nach unten gedrückt wird.
  • Es ist jedoch mit der Vorrichtung der Erfindung ohne Weiteres auch möglich, echte Keilplatten zu erzeugen. Zu diesem Zweck ist es bevorzugt, wenn der Wannenboden der ersten Wanne nicht waagerecht ausgerichtet ist und der Wannenboden der zweiten Wanne außerzentrisch beschwert ist. Durch eine dementsprechende Anordnung gelingt es keilförmige Platten zu erzeugen.
  • Gegenstand der Erfindung ist auch ein Verfahren zur Herstellung von Kunststoff-Körpern durch Polymerisation von ethylenisch ungesättigten Monomeren und/oder (Pre)polymer.
  • Das Verfahrenemäß der Erfindung umfasst dabei die Schritte, dass man
    • (a) eine Form bereitstellt umfassend eine Vorrichtung wie sie hierin beschrieben ist,
    • (b) die Kammer, die von der ersten und zweiten Wanne gebildet wird, mit flüssigem zu polymerisierenden Monomeren und/oder (Pre)polymer befüllt, so dass die zweite Wanne in der ersten Wanne auf dem Monomeren und/oder (Pre)polymer schwimmend gelagert ist,
    • (c) das Monomer und/oder (Pre)polymer auf geeignete Weise polymerisiert, und
    • (d) den durch die Polymerisation des Monomeren und/oder (Pre)polymeren erhaltenen polymerisierten Körper entformt und gegebenenfalls von überschüssigem Material befreit und entgratet.
  • Auch das Verfahren der Erfindung ist auf mannigfaltige Weise vorteilhaft und den bekannten Verfahren überlegen. Im Hinblick auf das Verfahren sticht besonders hervor, dass keine Rückstellkräfte oder anderen Effekte während der Polymerisation den üblichen produktionsbedingten Schrumpf des Materials behindern können.
  • Grundsätzlich eignet sich das Verfahren der Erfindung zur Herstellung von Körpern, vorzugsweise Platten, in der Horizontalen.
  • In einer zweckmäßigen Verfahrensabwandlung sieht das Verfahren der Erfindung vor, dass man die Polymerisation nach Schritt (c) nach der Art des Wasserbadverfahrens durchführt, wobei die Form in einem Wasserbad thermostatisiert wird.
  • Noch eine bevorzugte Verfahrenvariante zeichnet sich dadurch aus, dass man die Polymerisation nach Schritt (c) in einem Autoklaven durchführt.
  • Außerdem kann ein Verfahren bevorzugt sein, dass dadurch gekennzeichnet ist, dass man die Polymerisation nach Schritt (c) nach der Art des Luftpolymerisationsverfahrens durchführt.
  • Die Erfindung betrifft wie erwähnt Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung von Körpern durch Polymerisation von ethylenisch ungesättigten Monomeren und/oder (Pre)polymer, vorzugsweise von Körpern aus gegossenem Acrylglas. Bezüglich der Art des hergestellten Acrylglases besteht hierbei keine Limitierung. Alle marktüblichen oder auch speziellen Acrylgläser sind gemäß der Erfindung erhältlich.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung sowie das Verfahren der Erfindung eignen sich insbesondere für die Polymerisation von ethylenisch ungesättigten Monomeren, wobei sich (Meth)acrylate, Fumarate, Maleate ggf. in Mischung mit weiteren ethylenisch ungesättigten Monomeren als ganz besonders zweckmäßig erwiesen haben.
  • Im Rahmen der vorliegenden Erfindung umfassen die ethylenisch ungesättigten Monomere daher, jeweils bezogen auf ihr Gesamtgewicht, vorzugsweise mehr als 50,0 Gew.-%, bevorzugt mehr als 50,0 Gew.-% bis 99,0 Gew.-%, zweckmäßigerweise mehr als 60,0 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt mehr als 70,0 Gew.-%, insbesondere mehr als 80,0 Gew.-%, mindestens einer Verbindung der Formel (I)
    Figure 00150001
  • Der Rest R steht für Wasserstoff oder Methyl.
  • Der Rest 1R bedeutet eine lineare oder verzweigte Alkyl- oder eine ggf. alkylierte Cycloalkylgruppe mit 1 bis 40, vorzugsweise 1 bis 24, zweckmäßigerweise 1 bis 12, besonders bevorzugt 1 bis 6, insbesondere 1 bis 4, Kohlenstoffatomen.
  • Die Reste 2R und 3R stellen jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff oder eine Gruppe der Formel – COOR' dar, worin R' Wasserstoff oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 40, vorzugsweise 1 bis 24, zweckmäßigerweise 1 bis 12, besonders bevorzugt 1 bis 6, insbesondere 1 bis 4, Kohlenstoffatomen bedeutet.
  • Zu den besonders bevorzugten Verbindungen der Formel (I) gehören insbesondere
    (Meth)acrylate, Fumarate und Maleate, die sich von gesättigten Alkoholen ableiten, wie beispielsweise Methyl(meth)acrylat, Ethyl(meth)acrylat, n-Propyl(meth)acrylat, iso-Propyl(meth)acrylat, n-Butyl(meth)acrylat, tert.-Butyl(meth)acrylat, Pentyl(meth)acrylat, Hexyl(meth)acrylat, 2-Ethylhexyl(meth)acrylat, Heptyl(meth)acrylat, 2-tert.-Butylheptyl(meth)acrylat, Octyl(meth)acrylat, 3-iso-Propylheptyl(meth)acrylat, Nonyl(meth)acrylat, Decyl(meth)acrylat, Undecyl(meth)acrylat, 5-Methylundecyl(meth)acrylat, Dodecyl(meth)acrylat, 2-Methyldodecyl(meth)acrylat, Tridecyl(meth)acrylat, 5-Methyltridecyl(meth)acrylat, Tetradecyl(meth)acrylat, Pentadecyl(meth)acrylat, Hexadecyl(meth)acrylat, 2-Methylhexadecyl(meth)acrylat, Heptadecyl(meth)acrylat, 5-iso-Propylheptadecyl(meth)acrylat, 4-tert.-Butyloctadecyl(meth)acrylat, 5-Ethyloctadecyl(meth)acrylat, 3-iso-Propyloctadecyl(meth)acrylat, Octadecyl(meth)acrylat, Nonadecyl(meth)acrylat, Eicosyl(meth)acrylat, Cetyleicosyl(meth)acrylat, Stearyleicosyl(meth)acrylat, Docosyl(meth)acrylat und/oder Eicosyltetratriacontyl(meth)acrylat;
    Cycloalkyl(meth)acrylate, wie Cyclopentyl(meth)acrylat, 2,3,4,5-Tetra-t-butylcyclohexyl(meth)acrylat, Cyclohexyl(meth)acrylat, Bornyl(meth)acrylat;
    sowie die entsprechenden Fumarate und Maleate.
  • Die Esterverbindungen mit langkettigem Alkoholrest, insbesondere die Verbindungen mit Alkoholresten mit 6 und mehr Kohlenstoffatomen, lassen sich beispielsweise durch Umsetzen von (Meth)acrylaten, Fumaraten, Maleaten und/oder den entsprechenden Säuren mit langkettigen Fettalkoholen erhalten, wobei im allgemeinen eine Mischung von Estern, wie beispielsweise (Meth)acrylaten mit verschieden langkettigen Alkoholresten entsteht. Zu diesen Fettalkoholen gehören unter anderem Oxo Alcohol® 7911, Oxo Alcohol® 7900, Oxo Alcohol® 1100, Alfol® 610, Alfol® 810, Lial® 125 und Nafol®-Typen (Sasol Olefins & Surfactants GmbH); Alphanol® 79 (ICI); Epal® 610 und Epal® 810 (Ethyl Corporation); Linevol® 79, Linevol® 911 und Neodol® 25E (Shell AG); Dehydad®-, Hydrenol®- und Lorol®-Typen (Cognis); Acropol® 35 und Exxal® 10 (Exxon Chemicals GmbH); Kalcol 2465 (Kao Chemicals).
  • Von den Verbindungen der Formel (I) sind die (Meth)acrylate gegenüber den Maleaten und Fumaraten besonders bevorzugt, d. h. R2 und R3 stellen in besonders bevorzugten Ausführungsformen Wasserstoff dar. Im Allgemeinen sind die Methacrylate den Acrylaten bevorzugt.
  • Der Ausdruck (Meth)acrylat umfasst im Rahmen der vorliegenden Erfindung Methacrylate und Acrylate sowie Mischungen aus beiden.
  • Im Rahmen einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthalten die ethylenisch ungesättigten Monomere ein oder mehrere Comonomere, die sich zweckmäßigerweise mit Verbindungen der Formel (I) copolymerisieren lassen.
  • Es handelt sich bei den Comonomeren um optionale Bestandteile oder Komponenten, die vorzugsweise in untergeordneter Menge in Form von sie aufweisenden Copolymeren im Acrylglas enthalten sind. Sie werden in der Regel so ausgewählt, dass sie keinen nachteiligen Effekt auf die angestrebten Eigenschaften des erfindungsgemäß herzustellenden Körpers haben.
  • Der Anteil an Comonomeren liegt bevorzugt im Bereich von 0,01 bis 25,0 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 0,01 bis 10,0 Gew.-%, besonders bevorzugt im Bereich von 0,01 bis 5,0 Gew.-%, insbesondere im Bereich von 0,01 bis 1,0 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Monomerzusammensetzung.
  • Hierbei sind Comonomere besonders geeignet, die der Formel II entsprechen:
    Figure 00170001
    worin R1* und R2* unabhängig aus der Gruppe ausgewählt sind, bestehend aus Wasserstoff, Halogene, CN, lineare oder verzweigte Alkylgruppen mit 1 bis 20, vorzugsweise 1 bis 6 und besonders bevorzugt 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, welche mit 1 bis (2n + 1) Halogenatomen substituiert sein können, wobei n die Zahl der Kohlenstoffatome der Alkylgruppe ist (beispielsweise CF3), Cycloalkylgruppen mit 3 bis 8 Kohlenstoffatomen, welche mit 1 bis (2n – 1) Halogenatomen, vorzugsweise Chlor, substituiert sein können, wobei n die Zahl der Kohlenstoffatome der Cycloalkylgruppe ist; Arylgruppen mit 6 bis 24 Kohlenstoffatomen, welche mit 1 bis (2n – 1) Halogenatomen, vorzugsweise Chlor, und/oder Alkylgruppen mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen substituiert sein können, wobei n die Zahl der Kohlenstoffatome der Arylgruppe ist; C(=Y*)R5*, C(=Y*)NR6*R7*, Y*C(=Y*)R5*, SOR5*, SO2R5*, OSO2R5*, NR8*SO2R5*, PR5* 2, P(=Y*)R5* 2, Y*PR5* 2, Y*P(=Y*)R5* 2, NR8* 2 welche mit einer zusätzlichen R8*-, Aryl- oder Heterocyclyl-Gruppe quaternärisiert sein kann, wobei Y*NR8*, S oder O, vorzugsweise O sein kann; R5* eine Alkylgruppe mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, eine Alkylthio mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, OR15 (R15 ist Wasserstoff oder ein Alkalimetall), Alkoxy von 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, Aryloxy oder Heterocyklyloxy ist; R6* und R7* unabhängig Wasserstoff oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen sind, und R8* Wasserstoff, lineare oder verzweigte Alkyl- oder Arylgruppen mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen sind; R3* und R4* unabhängig ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Wasserstoff, Halogen (vorzugsweise Fluor oder Chlor), Alkylgruppen mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen und COOR9*, worin R9* Wasserstoff, ein Alkalimetall oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 40 Kohlenstoffatomen ist, sind, oder R3* und R4* können zusammen eine Gruppe der Formel (CH2)n, bilden, welche mit 1 bis 2n' Halogenatomen oder C1 bis C4 Alkylgruppen substituiert sein kann, oder der Formel C(=O)-Y*-C(=O) bilden, wobei n' von 2 bis 6, vorzugsweise 3 oder 4 ist und Y* wie zuvor definiert ist; und wobei zumindest 2 der Reste R1*, R2*, R3* und R4* Wasserstoff oder Halogen sind.
  • Zu den bevorzugten Comonomeren gehören unter anderem
    Styrol, substituierte Styrole mit einem Alkylsubstituenten in der Seitenkette, wie z. B. α-Methylstyrol und α-Ethylstyrol, substituierte Styrole mit einem Alkylsubstitutenten am Ring, wie Vinyltoluol und p-Methylstyrol, halogenierte Styrole, wie beispielsweise Monochlorstyrole, Dichlorstyrole, Tribromstyrole und Tetrabromstyrole;
    Vinylhalogenide, wie beispielsweise Vinylchlorid, Vinylfluorid, Vinylidenchlorid und Vinylidenfluorid;
    Vinylester, wie Vinylacetat;
    Heterocyclische Vinylverbindungen, wie 2-Vinylpyridin, 3-Vinylpyridin, 2-Methyl-5-vinylpyridin, 3-Ethyl-4-vinylpyridin, 2,3-Dimethyl-5-vinylpyridin, Vinylpyrimidin, Vinylpiperidin, 9-Vinylcarbazol, 3-Vinylcarbazol, 4-Vinylcarbazol, 1-Vinylimidazol, 2-Methyl-1-vinylimidazol, N-Vinylpyrrolidon, 2-Vinylpyrrolidon, N-Vinylpyrrolidin, 3-Vinylpyrrolidin, N-Vinylcaprolactam, N-Vinylbutyrolactam, Vinyloxolan, Vinylfuran, Vinyloxazole und hydrierte Vinyloxazole;
    Vinyl- und Isoprenylether;
    Maleinsäure und Maleinsäurederivate, wie beispielsweise Maleinsäureanhydrid, Methylmaleinsäureanhydrid, Maleinimid, Methylmaleinimid;
    Fumarsäure und Fumarsäurederivate;
    Acrylsäure und Methacrylsäure;
    Aryl(meth)acrylate, wie Benzylmethacrylat oder Phenylmethacrylat, wobei die Arylreste jeweils unsubstituiert oder bis zu vierfach substituiert sein können;
    Methacrylate von halogenierten Alkoholen, wie 2,3-Dibromopropylmethacrylat, 4-Bromophenylmethacrylat, 1,3-Dichloro-2-propylmethacrylat, 2-Bromoethylmethacrylat, 2-Iodoethylmethacrylat, Chloromethylmethacrylat;
    Hydroxyalkyl(meth)acrylate, wie 3-Hydroxypropylmethacrylat, 3,4-Dihydroxybutylmethacrylat, 2-Hydroxyethylmethacrylat, 2-Hydroxypropylmethacrylat, 2,5-Dimethyl-1,6-hexandiol(meth)acrylat, 1,10-Decandiol(meth)acrylat;
    carbonylhaltige Methacrylate, wie 2-Carboxyethylmethacrylat, Carboxymethylmethacrylat, Oxazolidinylethylmethacrylat, N-(Methacryloyloxy)formamid, Acetonylmethacrylat, N-Methacryloylmorpholin, N-Methacryloyl-2-pyrrolidinon, N-(2-Methacryloyloxyethyl)-2-pyrrolidinon, N-(3-Methacryloyloxypropyl)-2-pyrrolidinon, N-(2-Methacryloyloxypentadecyl)-2-pyrrolidinon, N-(3-Methacryloyloxyheptadecyl)-2-pyrrolidinon;
    Glycolmethacrylate, wie 1,2-Butandiolmethacrylat, 2-Butoxyethylmethacrylat, 2-Ethoxyethoxymethylmethacrylat, 2-Ethoxyethylmethacrylat;
    Methacrylate von Etheralkoholen, wie Tetrahydrofurfurylmethacrylat, Methoxyethoxyethylmethacrylat, 1-Butoxypropylmethacrylat, Cyclohexyloxymethylmethacrylat, Methoxymethoxyethylmethacrylat, Benzyloxymethylmethacrylat, Furfurylmethacrylat, 2-Butoxyethylmethacrylat, 2-Ethoxyethoxymethylmethacrylat, 2-Ethoxyethylmethacrylat, 1-Ethoxybutylmethacrylat, Methoxymethylmethacrylat, 1-Ethoxyethylmethacrylat, Ethoxymethylmethacrylat und ethoxylierte (Meth)acrylate, die bevorzugt 1 bis 20, insbesondere 2 bis 8 Ethoxygruppen aufweisen;
    Aminoalkyl(meth)acrylate und Aminoalkyl(meth)acrylatamide, wie N-(3-Dimethylaminopropyl)methacrylamid, Dimethylaminopropylmethacrylat, 3-Diethylaminopentylmethacrylat, 3-Dibutylaminohexadecyl(meth)acrylat;
    Nitrile der (Meth)acrylsäure und andere stickstoffhaltige Methacrylate, wie N-(Methacryloyloxyethyl)diisobutylketimin, N-(Methacryloyloxyethyl)dihexadecylketimin, Methacryloylamidoacetonitril, 2-Methacryloyloxyethylmethylcyanamid, Cyanomethylmethacrylat;
    heterocyclische (Meth)acrylate, wie 2-(1-Imidazolyl)ethyl(meth)acrylat, 2-(4-Morpholinyl)ethyl(meth)acrylat und 1-(2-Methacryloyloxyethyl)-2-pyrrolidon;
    Oxiranylmethacrylate, wie 2,3-Epoxybutylmethacrylat, 3,4-Epoxybutylmethacrylat, 10,11-Epoxyundecylmethacrylat, 2,3-Epoxycyclohexylmethacrylat, 10,11-Epoxyhexadecylmethacrylat;
    Glycidylmethacrylat.
  • Im Rahmen einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthalten die ethylenisch ungesättigten Verbindungen ein oder mehrere Vernetzer, die sich günstigerweise mit den Verbindungen der Formel (I) copolymerisieren lassen. Dabei werden Verbindungen mit mindestens zwei, vorzugsweise 2 bis 5, insbesondere 2, ethylenisch-ungesättigten Gruppen pro Molekül besonders bevorzugt.
  • Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung haben sich insbesondere die folgenden Verbindungen besonders bewährt:
    (Meth)acrylate, die sich von ungesättigten Alkoholen ableiten, wie z. B. Oleyl(meth)acrylat, Allyl(meth)acrylat, Vinyl(meth)acrylat, 2,4,5-Tri-t-butyl-3-Vinylcyclohexyl(meth)acrylat, 3-Vinylcyclohexyl(meth)acrylat;
    Methacrylate von ungesättigten Etheralkoholen, wie Vinyloxyethoxyethylmethacrylat, 1-Methyl-(2-vinyloxy)ethylmethacrylat, Allyloxymethylmethacrylat;
    mehrwertige (Meth)acrylate, wie Trimethyloylpropantri(meth)acrylat, Glycoldi(meth)acrylat, Bis((meth)acryloyloxyethyl)sulfid; und Diene, wie beispielsweise Divinylbenzol.
  • Diese Monomere können einzeln oder als Mischung eingesetzt werden.
  • Zur Polymerisation wird dem ethylenisch ungesättigten Monomer zweckmäßigerweise mindestens ein, an sich bekannter Radikalinitiator zugesetzt. Zu den bevorzugten Initiatoren gehören unter anderem die in der Fachwelt weithin bekannten Azoinitiatoren, wie AIBN und 1,1-Azobiscyclohexancarbonitril, sowie Peroxyverbindungen, wie Methylethylketonperoxid, Acetylacetonperoxid, Dilaurylperoxyd, tert.-Butylper-2-ethylhexanoat, Ketonperoxid, Methylisobutylketonperoxid, Cyclohexanonperoxid, Dibenzoylperoxid, tert.-Butylperoxybenzoat, tert.-Butylperoxyisopropylcarbonat, 2,5-Bis(2-ethylhexanoyl-peroxy)-2,5- dimethylhexan, tert.-Butylperoxy-2-ethylhexanoat, tert.-Butylperoxy-3,5,5-trimethylhexanoat, Dicumylperoxid, 1,1-Bis(tert.-butylperoxy)cyclohexan, 1,1-Bis(tert.-butylperoxy)3,3,5-trimethylcyclohexan, Cumylhydroperoxid, tert.-Butylhydroperoxid, Bis(4-tert.-butylcyclohexyl)peroxydicarbonat, Mischungen von zwei oder mehr der vorgenannten Verbindungen miteinander sowie Mischungen der vorgenannten Verbindungen mit nicht genannten Verbindungen, die ebenfalls Radikale bilden können.
  • Diese Verbindungen werden häufig in einer Menge von 0,1 bis 10,0 Gew.-%, vorzugsweise von 0,5 bis 3,0 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Monomeren, eingesetzt.
  • Weiterhin setzt man dem ethylenisch ungesättigten Monomer vorzugsweise mindestens ein (Pre)polymer mindestens eines ethylenisch ungesättigten Monomers, günstiger Weise mindestens eines (Meth)acrylats, Fumarats und/oder Maleats, zu. Der Anteil des (Pre)polymers beträgt dabei zweckmäßigerweise 0,1 bis 50,0 Gew.-%, besonders bevorzugt 10,0 bis 30,0 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der ethylenisch ungesättigten Verbindungen.
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und Vergleichsbeispielen unter Verweis auf die beigefügten Figuren näher erläutert.
  • In den Figuren zeigen:
  • 1 im oberen Teil einen Querschnitt durch eine Vorrichtung gemäß dem Stand der Technik aus der Druckschrift D1, sowie in ihrem unteren Teil einen Schnitt längs der Linie A-A aus dem oberen Figurenteil;
  • 2 einen Querschnitt durch eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
  • 3 einen Querschnitt durch eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
  • 4 einen Querschnitt durch eine dritte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
  • 5 einen Querschnitt durch eine vierte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
  • 2, 2'
    Seitenwände der Form gemäß D1
    3
    Polyesterdichtelement gemäß D1
    4, 4'
    PVC-Dichtelemente gemäß D1
    5
    Abdeckung gemäß D1
    (S)
    Sirup (= (Pre)polymerisat)
    10
    Ständer zur Fixierung der Form gemäß D1
    100
    erfindungsgemäße Vorrichtung
    110
    erste Wanne
    120
    zweite Wanne
    111
    Wannenboden der Wanne 110
    121
    Wannenboden der Wanne 120
    112
    Innenseite des Wannenbodens 111
    122
    Innenseite des Wannenbodens 121
    113
    Außenseite des Wannenbodens 111
    123
    Außenseite des Wannenbodens 122
    114
    Umlaufende Seitenwand der Wanne 110
    α(1)
    Schenkelwinkel zwischen 112 und 114
    124
    laufende Seitenwand der Wanne 120
    A(2)
    Schenkelwinkel zwischen 122 und 124
    (G)
    Gewicht zur Beschwerung
  • In der 1 ist eine Vorrichtung gemäß des Standes der Technik (Dokument D1) zu sehen.
  • Im oberen Teil der 1 ist eine Form zur Herstellung von Keilplatten in Seitenansicht dargestellt. Mit 2 und 2' werden die beiden Seitenwände der Form bezeichnet. Diese bestehen aus Floatglas. 3 ist ein Polyesterdichtelement, während 4 und 4' PVC-Dichtelemente darstellen. 3 dient der Abdichtung der beiden Glasplatten im Bereich ihrer die Spitze eines V ausbildenden Kanten, während 4 und 4' zur Abdichtung der Enden der beiden Glasplatten eingesetzt werden.
  • Weitere Details kann man dem unteren Teil der 1 entnehmen. Hierbei handelt es sich um einen Schnitt längs der Linie A-A aus dem oberen Teil der 1.
  • Man erkennt sehr gut, dass die beiden Platten 2 und 2' auf der Spitze stehend, durch 3 abgedichtet, in Verbindung mit 4 und 4' an den Enden einen Hohlraum bilden, welcher mit einem zu polymerisierenden Sirup S gefüllt ist. Die Kammer wir vervollständigt durch die Abdeckung 5.
  • Die Vorrichtung zur Polymerisation steht als solche in einem Ständer 10, welcher die beiden Platten 2 und 2' bis etwa zur Hälfte von deren Höhe stützt.
  • Die 2 bis 5 beschreiben erfindungsgemäße Vorrichtungen.
  • Mit dem Bezugszeichen 100 ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung bezeichnet. Diese umfasst zwei Wannen 110 und 120. 110 bezeichnet die erste oder äußere Wanne, während 120 die zweite oder innere Wanne bezeichnet.
  • Die äußere Wanne 110 verfügt über einen Wannenboden 111. Der Wannenboden 111 weist eine Innenseite 112 sowie eine Außenseite 113 auf.
  • Auch die innere Wanne 120 hat einen Wannenboden 121. Auch der Wannenboden 121 weist eine Innenseite 122 sowie eine Außenseite 123 auf.
  • Die Wanne 110 hat eine umlaufende Seitenwand 114. Die Seitenwand 114 sowie der Wannenboden 112 bilden zusammen einen Winkel. Dies ist der Schenkelwinkel alpha 1.
  • Die Wanne 120 verfügt ebenfalls über eine umlaufende Seitenwand 124. Die Seitenwand 124 sowie der Wannenboden 122 bilden zusammen einen Winkel. Dieser wird als Schenkelwinkel alpha 2 bezeichnet.
  • Die Unterseite 123 der zweiten Wanne 120 und die Oberseite 112 der ersten Wanne 110 definieren die Decke und den Boden einer Hohlkammer, welche zur Aufnahme des zu polymerisierenden Gutes ausgebildet ist. Die Abdichtung dieser Kammer rundherum erfolgt durch das Eigengewicht des zu polymerisierenden Gutes sowie der zweiten in der ersten Wanne 110 angeordneten Wanne 120.
  • Man erkennt, dass die beiden Seitenwände 114 und 124 der ersten bzw. zweiten Wanne 110, 120 einen Spalt definieren. Dieser hat in der 2 ein im wesentlichen konstantes Spaltmaß, d. h. die beiden Winkel alpha 1 und alpha 2 sind im Wesentlichen gleich und die innere Wanne 120 ist im gefüllten Zustand vor oder während der Polymerisation schwimmend auf der zu polymerisierenden Flüssigkeit in der äußeren Wanne 110 gelagert.
  • Die 2 stellt den Fall dar, dass die Kammer zwischen den Wannen 110 und 120 im wesentlichen eine konstante Höhe aufweist. Die dargestellte Kammer eignet sich insofern zur Herstellung von plattenförmigen Körpern mit einheitlicher Dicke.
  • In Abweichung zu 2 wird in 3 eine Vorrichtung gezeigt, die zur Herstellung einer rampenförmigen Platte geeignet ist. Diese „einseitige” Keilform kommt dadurch zustande, dass zwar die erste Wanne 110 horizontal waagrecht angeordnet ist, die zweite Wanne jedoch im befüllten Zustand außermittig mit einem geeigneten Gewicht (G) beschwert wird. Durch die einseitige Beschwerung der zweiten Wanne mit dem Gewicht G wird der Wannenboden 120 aus der Waagrechten heraus verschoben und es resultiert eine mit Sirup gefüllte Hohlkammer, deren Decke rampenartig ansteigt. Im Ergebnis wird somit eine Platte in Form eines Halbkeiles erzeugt.
  • In 4 wiederum wird eine erfindungsgemäße Vorrichtung gezeigt, bei der die erste oder äußere Wanne 110 schräg gelagert ist. Mit anderen Worten, die Wanne 110 ist nicht waagrecht angeordnet. Aufgrund der Schwerkraft, der Verdrängung sowie des Auftriebs der zweiten Wanne 120 in der ersten Wanne 110, die mit zu polymerisierender Flüssigkeit (Sirup) gefüllt ist, schwimmt die zweite Wanne 120 waagrecht in der ersten Wanne 110. Es wird wiederum eine einseitig keilförmige Platte erhalten.
  • In 5 ist nun eine Kombination der beiden Varianten nach 3 und 4 dargestellt. Es resultiert nach der Polymerisation eine keilförmige, V-förmige Platte durch die Kombination von Beschwerung der inneren Wanne 120 mit einem außermittigen Gewicht sowie der schrägen Lagerung der äußeren Wanne 110. Die Kombination kann so gewählt werden, dass eine symmetrisch keilförmige Platte resultiert, es können jedoch alle Winkelkombinationen eingestellt werden, um auch asymmetrisch keilförmige Platten zu erzielen.
  • Weitere Vorteile der Erfindung kann man den nachfolgenden Ausführungsbeispielen entnehmen.
  • Beispiel 1
  • Herstellung einer beispielhaften planparallelen Acrylplatte in einer schwimmenden Produktionsform
  • i. Produktionsform
  • Diese Form ist plattenförmig ausgeführt und zeigt einen wannenförmigen Aufbau. Das beispielhafte Produkt besitzt eine Stärke von 20 mm. Die gesamte Produktionsform besteht aus vier Teilen, deren Aufbau im Folgenden beschrieben ist.
    • 1. Der „untere Wannenteil” besteht aus einer rechteckigen Sekuritglasplatte und einem Wannenkörper. Diese trichterförmige Wanne ist aus einem gewalzten, drei Millimeter starken Aluminiumblech gefertigt. Jede Trichterwand schließt mit der Horizontalen einen Winkel von 45° ein. Der Wannenteil ist mit der Glasplatte an der Oberseite der Glasplatte verklebt.
    • 2. Der „obere Wannenteil” besteht ebenfalls aus einer rechteckigen Sekuritglasplatte und einem Wannenkörper. Diese trichterförmige Wanne ist aus einem gewalzten, drei Millimeter starken Aluminiumblech gefertigt. Jede Trichterwand schließt mit der Horizontalen einen Winkel von 45° ein. Bei diesem Teil wird nun die Glasplatte in den Aluminiumtrichter gelegt und verklebt. Somit ist der Trichter mit der Unterseite der Glasplatte verbunden.
    • 3. Die „Distanzhalter” werden an den Schenkeln des unteren Trichters befestigt. An jedem der vier Seiten werden zwei Distanzhalter angebracht. Im fixierten Zustand bilden sie eine drei Zentimeter breite vertikale Führungskufe.
    • 4. Die „Abdichtung” der beiden Wannenteile erfolgt mittels eines Balgs, welcher aus einer selbstklebenden Aluminiumfolie gefertigt ist. Diese Folie in einer Stärke von 0,2 mm ausgeführt. Es handelt sich dabei um eine handelsübliche Folienrolle, wie sie beispielsweise von Rohrleitungsisolierern verwendet wird.
  • ii. Formenbau I
  • Es wird der untere Wannenteil so auf die Rollenbahn aufgelegt, dass die Trichteröffnung der Wanne nach oben zeigt. Anschließend wird der obere Wannenteil in die untere Wanne eingelegt. Dabei ist darauf zu achten, dass die Distanzhalter nicht beschädigt werden. Die Schenkel dieser beiden Wannen weisen nun einen gleichmäßigen Abstand von ca. 10 mm auf.
  • iii. Befüllung
  • Um die Produktionsform befüllen zu können, wird ein Quetschschlauch mit einer Nennweite von 50 mm verwendet. Dieser Schlauch wird in den ca. 10 mm breiten Spalt zwischen den Wangen eingeführt. Anschließend beginnt der Befüllvorgang. Der kontinuierlich steigende hydrostatische Druck bewirkt nun ein „Aufschwimmen” des oberen Wannenteils. Bei der Befüllung wird die Plattendicke über das Füllgewicht bestimmt. Die Distanzhalter verhindern nun, dass die aufschwimmende Platte an ein Trichterende abdriftet, oder sich in der Produktionsform verdreht. Zusammenstehende Trichterschenkel würden den Polymerisationsvorgang unzulässig stören, da sie den freien Schrumpf des Materials verhindern.
  • iv. Formenbau II
  • Zuletzt werden die Schenkel der beiden Wannen mit einem Dichtband verbunden. Dieses Band verhindert eine unzulässige Verdunstung des Monomeren. Bei der Anbringung des Bandes ist eine Falte zwischen den Schenkelenden anzubringen. Dadurch können während der Polymerisation keine unzulässigen Rückstellkräfte durch dieses Band auf die Produktionsform ausgeübt werden. Das Band besitzt somit die Eigenschaft eines Faltenbalgs. v. Poly(meth)acrylatsystem
    TEDMA = Tetraethylenglykoldimethacrylat 55 g/100 kg
    Sirup (= (Pre)polymerisat von MMA) 99717,1 g/100 kg
    Manoxollösung 50%ig = (1,4-Bis(2-ethxlhexyl)natriumsulfo-succinat 110 g/100 kg
    UV-Absorb SV = 50 g/100 kg
    Terpentinlösung 50% 53,5 g/100 kg
    (tert-Butyl-2-ethylhexanoat) 3,4 g/100 kg
    (tert-Butylperneodecanoat) 11 g/100 kg
  • vi. Polymerisation
  • Bei dem gegenständlichen Produktionsbeispiel wird die Polymerisation aus folgenden Gründen im Luftpolymerisationsverfahren realisiert:
    • 1. Die Energieeffizienz ist am besten.
    • 2. Der Wärmetransport erfolgt während des gesamten Prozesses mittels erwärmter oder gekühlter Luft. Dadurch entstehen keine Dichtheitsprobleme.
    • 3. Die Entformungsvorrichtungen(Saugkräne) sind ohne Adaptierung verwendbar.
  • vii. Entformung
  • Im ersten Schritt der Entformung wird die Haftung zwischen der Acrylplatte und den Wannen mittels eines Luftschwertes gelöst. Dabei gelangt ein herkömmliches Schwert mit einer Öffnung von 100 mm Breite zum Einsatz. Durch die vorteilhaften Materialeigenschaften von Aluminium gelingt diese Lösung der Teile gut.
  • Folgend wird mittels des Krans I die obere Wanne angehoben und seitlich verfahren. Anschließend hebt der Kran II das Fertigprodukt aus der unteren Wanne.
  • Das Produkt, eine „planparallele Acrylglasplatte” ist fertig produziert und kann abgelegt werden.
  • Beispiel 2
  • Herstellung einer beispielhaften keilförmigen Acrylplatte in einer schwimmenden Produktionsform
  • Die Herstellung einer „keilförmigen Acrylplatte” gleicht über weite Bereiche der Herstellung einer „planparallelen Acrylplatte”. Die Unterschiede sind in den Punkten iv, v und vii gekennzeichnet. Die beispielhafte Keilplatte variiert von 10 auf 70 mm.
  • i. Produktionsform
  • Diese Form ist plattenförmig ausgeführt und zeigt einen wannenförmigen Aufbau.
  • Die gesamte Produktionsform besteht aus vier Teilen, deren Aufbau im Folgenden beschrieben ist.
    • 1. Der „untere Wannenteil” besteht aus einer rechteckigen Sekuritglasplatte und einem Wannenkörper. Diese trichterförmige Wanne ist aus einem gewalzten, drei Millimeter starken Aluminiumblech gefertigt. Jede Trichterwand schließt mit der Horizontalen einen Winkel von 45° ein. Der Wannenteil ist mit der Glasplatte an der Oberseite der Glasplatte verklebt.
    • 2. Der „obere Wannenteil” besteht ebenfalls aus einer rechteckigen Sekuritglasplatte und einem Wannenkörper. Diese trichterförmige Wanne ist aus einem gewalzten, drei Millimeter starken Aluminiumblech gefertigt. Jede Trichterwand schließt mit der Horizontalen einen Winkel von 45° ein. Bei diesem Teil wird nun die Glasplatte in den Aluminiumtrichter gelegt und verklebt. Somit ist der Trichter mit der Unterseite der Glasplatte verbunden.
    • 3. Die „Distanzhalter” werden an den Schenkeln des unteren Trichters befestigt. An jedem der vier Seiten werden zwei Distanzhalter angebracht. Im fixierten Zustand bilden sie eine drei Zentimeter breite vertikale Führungskufe.
    • 4. Die „Abdichtung” der beiden Wannenteile erfolgt mittels eines Balgs, welcher aus einer selbstklebenden Aluminiumfolie gefertigt ist. Diese Folie in einer Stärke von 0,2 mm ausgeführt. Es handelt sich dabei um eine handelsübliche Folienrolle, wie sie beispielsweise von Rohrleitungsisolierern verwendet wird.
  • ii. Formenbau I
  • Der Formenbau ist denkbar einfach. Es wird der untere Wannenteil so auf die Rollenbahn aufgelegt, dass die Trichteröffnung der Wanne nach oben zeigt. Anschließend wird der obere Wannenteil in die untere Wanne eingelegt. Dabei ist darauf zu achten, dass die Distanzhalter nicht beschädigt werden. Die Schenkel dieser beiden Wannen weisen nun einen gleichmäßigen Abstand von ca. 10 mm auf.
  • iii. Befüllung
  • Um die Produktionsform befüllen zu können, wird ein Quetschschlauch mit einer Nennweite von 50 mm verwendet. Dieser Schlauch wird in den ca. 10 mm breiten Spalt zwischen den Wangen eingeführt. Anschließend beginnt der Befüllvorgang. Der kontinuierlich steigende hydrostatische Druck bewirkt nun ein „Aufschwimmen” des oberen Wannenteils. Bei der Befüllung wird die Plattendicke über das Füllgewicht bestimmt. Die Distanzhalter verhindern nun, dass die aufschwimmende Platte an ein Trichterende abdriftet, oder sich in der Produktionsform verdreht. Zusammenstehende Trichterschenkel würden den Polymerisationsvorgang unzulässig stören, da sie den freien Schrumpf des Materials verhindern.
  • iv. Formenbau II
  • An dieser Stelle besteht der einzige Unterschied im Vergleich zu dem Formenbau einer planparallelen Platte. Bevor die Schenkel der beiden Wannen mit einem Dichtband verbunden werden, muss ein Gewicht auf der oberen Platte angebracht werden. Dieses Gewicht wird aus einem Flachstahl (100 × 20 mm) gefertigt. Bringt man nun das Gewicht auf die Oberseite der oberen Wanne nahe dem Trichterschenkel an, verlagert man den Schwerpunkt dieser Wanne in Richtung des Gewichts. Die obere Wanne erfährt dadurch eine Schräglage.
  • Hat die obere Platte die Gleichgewichtslage gefunden, bringt man das Dichtband an den Schenkelenden der Wannen an. Dieses Band verhindert eine unzulässige Verdunstung des Monomeren. Bei der Anbringung des Bandes ist eine Falte zwischen den Schenkelenden anzubringen. Dadurch können während der Polymerisation keine unzulässigen Rückstellkräfte durch dieses Band auf die Produktionsform ausgeübt werden. Das Band besitzt somit die Eigenschaft eines Faltenbalgs. v. Poly(meth)acrylatsystem
    TEDMA = Tetraethylenglykoldimethacrylat 35 g/100 kg
    Sirup (= (Pre)polymerisat von MMA) 99671,5 g/100 kg
    Manoxollösung 50%ig = (1,4-Bis(2-ethylhexyl)natriumsulfosuccinat) 200 g/100 kg
    UV-Absorb SV = 50 g/100 kg
    Terpentinlösung 50% 40 g/100 kg
    (tert-Butyl-2-ethylhexanoat) 0,5 g/100 kg
    (tert-Butylperneodecanoat) 2 g/100 kg
    (tert-Butylperbenzoat) 1 g/100 kg
  • vi. Polymerisation
  • Bei dem gegenständlichen Produktionsbeispiel wird die Polymerisation aus folgenden Gründen im Luftpolymerisationsverfahren realisiert:
    • 1. Die Energieeffizienz ist am besten.
    • 2. Der Wärmetransport erfolgt während des gesamten Prozesses mittels erwärmter oder gekühlter Luft. Dadurch entstehen keine Dichtheitsprobleme.
    • 3. Die Entformungsvorrichtungen(Saugkräne) sind ohne Adaptierung verwendbar.
  • vii. Entformung
  • Im ersten Schritt der Entformung wird die Haftung zwischen der Acrylplatte und den Wannen mittels eines Luftschwertes gelöst. Dabei gelangt ein herkömmliches Schwert mit einer Öffnung von 100 mm Breite zum Einsatz. Durch die vorteilhaften Materialeigenschaften von Aluminium gelingt diese Lösung der Teile gut.
  • Folgend wird mittels des Krans I die obere Wanne angehoben und seitlich verfahren. Anschließend hebt der Kran II das Fertigprodukt aus der unteren Wanne. Durch die gelenkige Ausführung der Saugkräne entstehen keine Probleme beim Entformen der keilförmigen Acrylglasplatten.
  • Das Produkt, eine „keilförmige Acrylglasplatte” ist fertig produziert und kann abgelegt werden.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - US 2154639 [0004]
    • - JP 2930353 [0007]

Claims (18)

  1. Vorrichtung (100) zur Herstellung von Körpern durch Polymerisation von ethylenisch ungesättigten Monomeren, aufweisend eine erste äußere Wanne (110) mit einem ersten Wannenboden (111), welcher eine Oberseite (112) umfasst, die zum Inneren der ersten Wanne (110) gerichtet ist, und mit einer ersten Seitenwand (114), wobei Seitenwand (114) und Boden (111) der ersten Wanne den Hohlraum der ersten Wanne (110) definieren; und eine zweite innere Wanne (120) mit einem zweiten Wannenboden (121), welcher eine Unterseite (122) umfasst, die zum Äußeren der zweiten Wanne (120) gerichtet ist, und einer zweiten Seitenwand (124), wobei die zweite innere Wanne (120) von der ersten äußeren Wanne (110) aufnehmbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterseite des Bodens (123) der zweiten Wanne (120), die von der ersten Wanne aufgenommen wurde, und die Oberseite des Bodens (111) der ersten Wanne (110) eine Kammer bilden, die mit flüssigem zu polymerisierenden Monomeren und/oder (Pre)polymer (S) gefüllt ist, so dass zu Beginn der Polymerisation die zweite Wanne (120) in der ersten Wanne (110) auf dem Monomeren und/oder (Pre)polymer (S) schwimmend gelagert ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass erste Seitenwand (114) und zweite Seitenwand (124) durch einen oder mehrere Distanzhalter beabstandet sind.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die die zweite Wanne (120) in der ersten Wanne (110) zentriert ist, wobei die zweite Wanne (120) in der ersten Wanne (110) längs einer vertikalen Achse der zweiten Wanne (120) verschiebbar ist.
  4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Wannenboden (111) und Seitenwand (114) der ersten Wanne (110) einen Schenkelwinkel alpha(1) von 40° bis 50° miteinander bilden.
  5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Wannenboden (121) und Seitenwand (124) der zweiten Wanne (120) einen Schenkelwinkel alpha(2) von 40° bis 50° miteinander bilden.
  6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wannenboden (111) der ersten Wanne (110) und/oder der Wannenboden (121) der zweiten Wanne (120) aus Mineralglas, vorzugsweise Einscheibensicherheitsglas, sind.
  7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenwand ((114) der ersten Wanne (110) und/oder die Seitenwand (124) der zweiten Wanne (120) aus Aluminium sind.
  8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Wanne (120) konisch ausgebildet ist.
  9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenwand (124) der zweiten Wanne (120) niedriger ist als die Seitenwand (114) der ersten Wanne (110), so dass die in der ersten Wanne (110) schwimmende zweite Wanne (120) nicht oder bis zu höchstens 10 mm über die erste Wanne (110) hinausragt und dass eine Dichtung zur Abdichtung des Spaltes zwischen den Seitenwänden (114, 124) der ersten (110) und zweiten Wanne (120) angeordnet ist.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung die Form eines Faltenbalgs hat.
  11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wannenboden (111) der ersten Wanne (110) und der Wannenboden (121) der zweiten Wanne (120) im Wesentlichen planparallel zueinander sind.
  12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Wannenboden (111) der ersten Wanne (110) und der Wannenboden (121) der zweiten Wanne (120) nicht planparallel zueinander sind.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Wannenboden (111) der ersten Wanne (110) waagerecht ausgerichtet ist und der Wannenboden (121) der zweiten Wanne (120) außerzentrisch beschwert ist.
  14. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Wannenboden (111) der ersten Wanne (110) nicht waagerecht ausgerichtet ist und der Wannenboden (121) der zweiten Wanne (120) außerzentrisch beschwert ist.
  15. Verfahren zur Herstellung von Körpern durch Polymerisation von ethylenisch ungesättigten Monomeren und/oder (Pre)polymeren, bei welchem man (a) eine Form bereitstellt umfassend eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, (b) die Kammer, die von der ersten und zweiten Wanne gebildet wird, mit flüssigem zu polymerisierenden Monomeren und/oder (Pre)polymer befüllt, so dass die zweite Wanne in der ersten Wanne auf dem Monomeren und/oder (Pre)polymer schwimmend gelagert ist, (c) das Monomer und/oder (Pre)polymer auf geeignete Weise polymerisiert, und (d) den durch die Polymerisation des Monomeren und/oder (Pre)polymeren erhaltenen polymerisierten Körper entformt und gegebenenfalls von überschüssigem Material befreit und entgratet.
  16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass man die Polymerisation nach Schritt (c) nach der Art des Wasserbadverfahrens durchführt, wobei die Form in einem Wasserbad thermostatisiert wird.
  17. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass man die Polymerisation nach Schritt (c) in einem Autoklaven durchführt.
  18. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass man die Polymerisation nach Schritt (c) nach der Art des Luftpolymerisationsverfahrens durchführt.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2154639A (en) 1934-12-06 1939-04-18 Rohm & Haas Process for the manufacture of polymerization products
DE2922675A1 (de) * 1979-06-02 1981-01-29 Schock & Co Gmbh Giessform zur herstellung von formkoerpern aus reaktionsgiessharzen sowie verwendung einer solchen giessform
EP0255595B1 (de) * 1986-07-04 1991-12-27 Bayer Ag Verfahren zur Herstellung von spannungsarmen Formteilen
DE69315588T2 (de) * 1992-08-03 1998-03-26 Polycryl Enterprises Inc Verfahren zum erzeugen spannungsfreier duroplastischer harzprodukte
JP2930353B2 (ja) 1990-02-08 1999-08-03 日泉化学株式会社 断面楔状の合成樹脂注型品の製造法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB978871A (en) * 1962-10-15 1964-12-23 Bristol Aeroplane Plastics Ltd Improvements in impregnation moulding
DE3712959A1 (de) * 1987-04-02 1988-10-20 Schock & Co Gmbh Muldenfoermiger kunststoff-sanitaergegenstand, insbesondere badewanne
US6623672B2 (en) * 2000-10-03 2003-09-23 Vec Technology Inc. Method and apparatus for molding composite articles

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2154639A (en) 1934-12-06 1939-04-18 Rohm & Haas Process for the manufacture of polymerization products
DE2922675A1 (de) * 1979-06-02 1981-01-29 Schock & Co Gmbh Giessform zur herstellung von formkoerpern aus reaktionsgiessharzen sowie verwendung einer solchen giessform
EP0255595B1 (de) * 1986-07-04 1991-12-27 Bayer Ag Verfahren zur Herstellung von spannungsarmen Formteilen
JP2930353B2 (ja) 1990-02-08 1999-08-03 日泉化学株式会社 断面楔状の合成樹脂注型品の製造法
DE69315588T2 (de) * 1992-08-03 1998-03-26 Polycryl Enterprises Inc Verfahren zum erzeugen spannungsfreier duroplastischer harzprodukte

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