DE1208063B - Verfahren zur Herstellung perl- und perlmutter-glaenzender Gegenstaende aus plastischen Massen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

B 29b

Deutsche KL: 39 a2- 5 ll/ö-

Nummer: 1208 063

Aktenzeichen: L 42885 X/39 a2

Anmeldetag: 28. März 1958

Auslegetag: 30. Dezember 1965

Es ist seit langem bekannt, daß man durch Einarbeitung sogenannter Glanzpigmente in plastische Massen wie Celluloid, Polymethacrylat, Polyester u. dgl. perl- und perlmutterähnliche Effekte erzielt. Die Glanzpigmente bestehen aus kleinsten Kristallblättchen von hohem Brechungsindex, deren große Flächen eine stark spiegelnde Reflexion zeigen.

Entscheidend für die erzielbaren Effekte ist eine entsprechende Lagerung der Glanzpigmente innerhalb des Einbettungsmittels, d. h. also, die Kristalle sollen möglichst eine solche Lagerung erhalten, daß ihre glänzenden Flächen für den Beschauer voll zur Wirkung kommen. Im Falle einer homogenen Orientierung, bei der also alle Kristalle parallel zur Oberfläche des Gegenstandes liegen, erhält man perlartige Effekte. Durch geeignete Maßnahmen ist aber auch zu erreichen, daß die Kristalle innerhalb der Masse parallel zu einer beliebig gewählten Fläche zu liegen kommen. Diese sind die sogenannten alternierenden Effekte, die ein dem Naturperlmutter ähnlicheres Aussehen verleihen.

Die Wege, die zu den gewünschten Orientierungen führen, sind in der einschlägigen Industrie bekannt. Meistens werden hierfür Fließvorgänge ausgenutzt, bei denen sich die Kristalle in Fließrichtung ausrichten und durch die Zähigkeit des Einbettungsmittels in der ihnen gegebenen Lage verbleiben.

Es wurde bereits ein Verfahren vorgeschlagen, das neue, sehr aussichtsreiche Wege weist. Danach werden die elektrostatischen Eigenschaften glänzgebender Kristalle ausgenutzt, um unter dem Einfluß gekreuzter elektrischer Felder eine zu den Kraftlinien parallele Lagerung zu erhalten. Gekreuzte, also nacheinander eingeschaltete Felder sind deshalb vorteilhaft bzw. notwendig, weil ein zweites Kraftfeld, das mit seiner Linie ungefähr senkrecht zum ersten Kraftfeld verläuft, den Kristallen erst die letzte Bewegungsmöglichkeit, also Drehen um eine eigene Achse, nimmt.

Eine Orientierung im genannten Sinne erfolgt automatisch, gleichgültig, ob die Kristallierung in einem vorerst dünnflüssigen Medium, wie beispielsweise monomeren! Methyl-methacrylat oder aber in einem höherviskosen Material, wie beispielsweise vorpolymerisierten Produkten, erfolgt. Im ersteren Fall wird aber nach Abschaltung der Felder sich in wenigen Sekunden die Orientierung zu einer rein statistischen Lageverteilung der Kristalle auflösen, und zwar unter dem Einfluß der thermischen Bewegung innerhalb der Flüssigkeit. Im letzteren Fall jedoch, also bei Verwendung relativ viskosen Materials, wird dieser Prozeß verzögert, oder sogar ganz unterbleiben, was ohne weiteres verständlich ist.

Verfahren zur Herstellung perl- und perlmutterglänzender Gegenstände aus plastischen Massen

Anmelder:
Dr. Vogt & Co.,
Köln-Braunsfeld, Eupener Str. 113

Als Erfinder benannt:

Dr. Heinz Hunsdiecker, Junkersdorf bei Köln;

Willi Schuchert, Köln-Merheim

Damit sind aber auch die Wege aufgezeichnet, die den Gegenstand der vorliegenden Erfindung beinhalten.

Es wurde nämlich gefunden, daß es eine zweite Methode gibt, unter dem Einfluß elektrischer oder magnetischer Felder eine vorzügliche Ausrichtung 201 erzielen, ohne daß man gekreuzte Felder zu verwenden braucht. Unterwirft man nämlich eine Aufschlämmung der genannten Kristalle, etwa in einem durch Hitze oder Katalysatoren härtbaren, jedoch noch flüssigen Material, das sich in einer geeigneten Form befindet, dem Einfluß eines einzelnen elektrischen Kraftfeldes, so werden sich die Kristalle mit einer ihrer großen Achsen, wie beschrieben, parallel zu den Kraftlinien ausrichten. Dreht man anschließend die Form um etwa 90°, so wird die erste Ausrichtung dank der relativen Zähigkeit des Materials für eine gewisse Zeit unverändert bleiben. Die Kraftlinien haben aber nunmehr die Möglichkeit, auch eine zweite, noch nicht ausgerichtete Kristallachse zu beeinflussen und parallel zu dem Linienverlauf zu fixieren. Damit aber ist der gleiche Effekt erreicht wie beim Arbeiten mit gekreuzten Feldern. Es ist keineswegs erforderlich, daß die Drehung der Form periodisch erfolgt, da ohne weiteres einzusehen ist, daß auch ein kontinuierliches langsames Drehen zum gleichen Erfolg führt.

Das Drehen unter dem Einfluß des Feldes wird nun so lange fortgesetzt, bis der Polymerisationsgrad der Masse eine so hohe Viskosität verleiht, daß die Kristalle definitiv in der gewünschten Lage fixiert sind. Unter Umständen beläßt man sogar die Form bis zur völligen Aushärtung des Materials in der Orientierungsvorrichtung. Das Drehen selbst hat keinerlei mechanischen Einfluß auf die Lagerung der Kristalle, es sei denn, daß man eine zu schnelle Drehung durchführt, die Zentrifugalkräfte erzeugt, was aber in

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keinem Fall wünschenswert ist, da es zu Orientierungs- Verrühren durch kurzes Evakuieren von eingeschlosstörungen führt. Es muß hierauf besonders hinge- senen Luftbläschen befreit und anschließend in ein wiesen werden, da es ja möglich ist, auch im Schleuder- Glas- oder gegebenenfalls auch Kunststoffrohr, das gußverfahren, also durch Anwendung rotierender unten verschlossen ist, eingefüllt. Zweckmäßig ist Trornrneln,KristallorientierungeninplastischenMassen 5 die Innenseite des Rohres mit einem wirksamen zu erzeugen. Für diese Orientierungen sind aber aus- Trennmittel.überzogen, das später die Entnahme des schließlich Fließvorgänge, keinesfalls aber elektrische . mehr oder weniger ausgehärteten Kunststoffes erKräfte maßgeblich. leichtert. Das Rohr wird nunmehr zwischen zwei

Es ist bereits ein Verfahren zur Herstellung von im Abstand von etwa 4 bis 7 cm befindlichen, aus Schleifmitteln bekannt, bei dem polarisierbare, als io genügend langen Metallbändern bestehenden Elek-Schleifmittel geeignete Körner vorwiegend länglicher troden in der Weise angeordnet, daß der Abstand Struktur zusammen mit geeigneten Harzen, die als gegen die Elektroden über die ganze Rohrlänge hin Einbettungsmittel 'dienen, unter dem Einfluß magne- etwa gleichmäßig ist. Unten und oben ist das Rohr tischer Kraftlinien in der Weise orientiert werden, fixiert, jedoch so, daß es von Hand oder mit einer daß ihre scharfen Enden vorwiegend in Richtung 15 geeigneten mechanischen Vorrichtung von Zeit zu Oberfläche des Schleifkörpers zeigen. Sofern man Zeit, etwa in Abständen von einigen Sekunden, oder nach diesem Verfahren Schleifscheiben herstellen aber kontinuierlich sehr langsam gedreht werden will, wird für eine gleichmäßige Verteilung der Körner kann. Das Ganze ist in einem Behälter untergebracht, innerhalb der Form in der Weise gesorgt, daß man die der mindestens bis zur Oberkante der Elektroden mit Form während der allmählichen Beschickung langsam 20 einem flüssigen Dielektrikum gefüllt ist. Als solches rotieren läßt. Eine zusätzliche Vibrationsvorrichtung hat sich Dibutylphthalat, dann aber auch Tetrachlorunterstützt die Verteilung und Ausrichtung. Es ist kohlenstoff usw. bewährt. Entscheidend für das offensichtlich, daß in diesem Fall der Rotation eine Dielektrikum ist allein eine möglichst geringe elekganz andere Aufgabe zukommt, nämlich die der trische Leitfähigkeit. Jeder größere Stromfluß zwischen gleichmäßigen Beschickung, als im Fall der vor- 25 den Elektroden würde ja automatisch zum Zusammenliegenden Erfindung, ganz abgesehen von dem völlig brechen des Feldes führen. Auch soll die Dielektriziunterschiedlichen technischen Ziel. tätskonstante dieses Mediums gleich oder etwas größer

An eine zweiseitige Ausrichtung, also Ausschaltung als die Konstante des härtbaren Kunststoffes sein, zweier Freiheitsgrade, etwa durch Drehen oder Lage- Man verbindet nunmehr die Elektroden mit den änderung der die Mischung enthaltenden Form, ist bei 30 Polen einer Stromquelle, am besten Wechselstrom von diesem bekannten Verfahren weder gedacht, noch etwa 7000 Volt Spannung. Höhere Spannungen sind ist eine solche möglich. Schleifpartikeln länglicher selbstverständlich auch verwendbar, können jedoch Form sollen also nur eine bevorzugte Achse haben, unter Umständen durch Funkenübergang innerhalb während scheibchenförmige Glanzpigmentkristalle des Dielektrikums das Kraftfeld spontan unterzwei gleiche oder annähernd gleiche Achsen auf- 35 brechen. Niederere Spannungen verlangsamen den weisen. Bei quasi einachsigen Körpern liegen die Vorgang der Orientierung. Die angegebene Spannung permanenten oder induzierten Pole stets an den von etwa 7000 Volt führt bei einem Elektrodenabstand Achsenenden. Ein Wandern der Pole zur Mitte hin von 6 cm und einer Zähigkeit des Harzes von etwa ist nicht möglich und damit auch eine Fixierung einer 1000 cP in etwa 3 bis 5 Minuten zu einer völlig der beiden kleinen Achsen ausgeschlossen. Eine 40 homogenen Orientierung der Kristalle. In der an-Drehung eines nadeiförmigen Körpers um seine gegebenen Zeit sollte sich das Rohr etwa 10- bis Längsachse würde im übrigen nur zu annähernd 20mal um seine eigene Achse gedreht haben. Die deckungsgleichen und damit nicht unterscheidbaren, Gelierung des Polyesters beendet den Vorgang, da technisch unwirksamen Lagen führen. Bei scheibchen- nunmehr die Kristalle durch die Gelstruktur definitiv förmigen Glanzpigmenten ist ein Wandern der Pole 45 fixiert sind. Man kann den Stab noch im weichen längs der Peripherie möglich und damit eine Fixierung Zustand aus dem Rohr entnehmen, vorausgesetzt, beider großer Achsen durch Kraftlinien verschiedener daß er so viel Festigkeit hat, daß ein Zerbrechen oder Richtung gegeben. eine Deformierung während des Entnahmevorganges

Im Falle der vorliegenden Erfindung wird durch ausgeschlossen ist. Im weichen Zustand lassen sich ein kontinuierliches oder diskontinuierliches Drehen 50 aus dem Formkörper praktisch ohne Verluste mit der Form lediglich erreicht, daß die Feldlinien inner- einer Schneidevorrichtung Rondelle usw. schneiden, halb der Masse an einer anderen Stelle aufgebaut

werden, die der Richtung nach gegenüber der Ursprung- Beispiel 2

liehen verschoben ist. Die vorgeschlagene langsame

Rotation ist auf Verteilung und Lagerung der Kri- 55 Man stellt sich aus Methyl-methacrylat durch ställchen der Glanzpigmente mechanisch ohne jeden Zugabe von Benzoyl-peroxyd durch genügend langes Einfluß. Eine Beeinflussung, etwa durch zu schnelles Erwärmen, beispielsweise auf Temperaturen von 50 Drehen, würde die Orientierung durch die Feldlinien bis 60° C, ein sirupöses Polymerisat her. Diesem setzt nicht unterstützen, sondern ausschließlich stören. man nunmehr kristallisiertes basisches Bleicarbonat,

Die folgenden Beispiele erläutern das Verfahren der 60 wie es normalerweise in pastösen Aufschlämmungen

Erfindung. in den Handel gebracht wird, zu und fügt dann noch

Beispiel 1 einen geeigneten Beschleuniger bei, also beispiels-

weise ternäre Amine od. dgl. Die Mischung füllt man

Man stellt sich aus einem härtbaren Polyesterharz, wiederum in ein Glasrohr und verfährt im übrigen geeigneten Katalysatoren und Beschleunigern, also 65 wie im Beispiel 1 beschrieben. Da in diesem Fall etwa Methyl-äthylketon-peroxyd und Kobaltnaphth- keine Gelierung auftritt, wird der Formkörper aus enat und kristallisiertem basischem Bleicarbonat eine dem Rohr erst dann entnommen, wenn die Masse Mischung her. Diese Mischung wird nach gründlichem weitgehend polymerisiert ist, also genügend Festigkeit

aufweist, um eine unerwünschte Deformierung auszuschließen.

Der Vorgang der Beispiele 1 und 2 läßt sich naturgemäß auch ohne Zugabe eines Beschleunigers durchführen, also unter ausschließlicher Verwendung eines Katalysators. In diesem Fall ist es jedoch zweckmäßig oder sogar notwendig, den Orientierungsprozeß bei erhöhter Temperatur, die die Polymerisation beschleunigt, durchzuführen. Die Beeinflussung der Polymerisationsgeschwindigkeit durch andere Hilfs- *° mittel, wie z. B. ultraviolettes Licht usw., ist ebenfalls statthaft, vorausgesetzt, daß hierbei das elektrische Feld während der Orientierung erhalten bleibt.

Claims (3)

Patentansprüche: 1S

1. Verfahren zur Herstellung perl- und perlmutterglänzender Gegenstände aus plastischen Massen durch Orientierung von flächigen glanzgebenden Kristallen, deren kleine Achse von den so großen Achsen sich um mindestens eine Größenordnung unterscheidet, dadurch gekennzeichnet, daß die die Mischung aufnehmende Form in ihrer Lage gegenüber dem Kraftfeld von Zeit zu Zeit verändert wird, ohne daß hierdurch eine die Orientierung störende Bewegung in der Masse selbst auftritt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Kunststoff-Form in ein Dielektrikum einbettet, dessen Dielektrizitätskonstante gleich oder größer ist als die Dielektrizitätskonstante der Kunststoffmischung.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Kunststoff-Form in einen flüssigen, nicht brennbaren Chlorkohlenwasserstoff einbettet.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 433>51;
USA.-Patentschrift Nr. 1 930 788.

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