DE1257043B - Verfahren zum Herstellen von durchscheinenden Kunststoffmassen - Google Patents
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Description
DEUTSCHES
PATENTAMT
Int. Cl:
B 44c
Deutsche Kl.: 75 b-22
Nummer: 1257 043
Aktenzeichen: S103151VI b/75 b
Anmeldetag: 13. April 1966
Auslegetag: 21. Dezember 1967
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen durchscheinender Kunststoffmassen, mit
dem industriell und in großen Serien Gegenstände oder Verkleidungen herstellbar sind.
Es ist bereits bekannt, Gegenstände, die aus einer S Mischung aus einem durchscheinenden aushärtbaren
Kunststoff und aus unter der Wirkung von Kraftlinien· ausrichtbarer lichtreflektierender Teilchen
bestehen, oder mit einem Belag einer solchen Mischung versehene, undurchsichtige Gegenstände
mittels eines Kraftlinienfeldes zu verzieren.
Dieses Verfahren besteht im wesentlichen darin, eine 'homogene Mischung aus einem aushärtbaren
Kunststoff und Teilchen herzustellen, diese Mischung den Kraftlinien eines Feldes, insbesondere eines
magnetischen Feldes, auszusetzen, die dem gewählten Muster entsprechend verlaufen und, solange die
Mischung plastisch ist, eine Verteilung der Teilchen entsprechend dem Muster bewirken, sodann den
Stoff unter Aufrechterhaltung der Feldkräfte zumindest bis zur Fixation der Teilchenverteilung in
der Masse zu härten.
Diese Verfahren sind nur für große Serien anwendbar und für recht gleichförmige Musterungen
praktisch ohne Reliefwirkung geeignet.
Bei Anwendung auf Beläge auf Polyesterbasis, z. B. für die Verkleidung undurchsichtiger Gegenstände,
ist es mit diesem Verfahren nur eben möglich, eine Mehrzahl unregelmäßiger, sich im Mittel
regelmäßig wiederholender Teilchengruppierungen auf dem Belag zu erzielen, um moire"- oder perlmuttähnliche
optische Effekte zu erzeugen.
Darüber hinaus ist die Auswahl der zu verwendenden Materialien und Teilchen bei diesen Verfahren
besonders schwierig, wenn man zufriedenstellende Resultate erzielen will.
In der Praxis kann der Widerstand, den das Material in plastischem Zustand einer Verschiebung der
Teilchen unter der Einwirkung der Feldkräfte entgegensetzt, infolge spezifischer Abwandlungen der
Art der Mischungskomponenten, die im Verlauf des Aushärtens auftreten können, sich ändern unter willkürlicher
Abwandlung der Zusammenstellung der Teilchengruppierungen.
Ebenso können je nach der Natur der Mischung Schrumpfungen oder Absorptionserscheinungen unvorhersehbare
örtliche Abwandlungen der dekorativen Effekte bewirken, die von einem Gegenstand
zum anderen verschieden sind.
Derartige Abwandlungen können bei den vorstehend erwähnten Verzierungselementen auftreten,
und sie haben im Rahmen dieser Muster geringe Be-Verf ahren zum Herstellen
von durchscheinenden Kunststoffmassen
Anmelder:
Societo Anonyme dite: TEFAL,
Sarcelles, Seine-et-Oise (Frankreich)
Vertreter:
Dipl.-Ing. W. Freischem, Patentanwalt,
Köln, Heumarkt 50
Als Erfinder benannt:
Marc Gregoire, Saint-Brice-sous-Foret,
Seine-et-Oise (Frankreich)
Beanspruchte Priorität:
Frankreich vom 15. April 1965 (13 498)
deutung, jedoch sind sie für optische Reliefeffekte unannehmbar.
Der vorliegenden Erfindung hat die Aufgabe zugrunde gelegen, hier Abhilfe zu schaffen und ein Verfahren
zu schaffen, mit dem optische Reliefeffekte oder vollkommen ungewöhnliche Figuren erzielbar
sind.
Die Erfindung bezieht sich auf die vorstehend erwähnten bekannten Verfahren, bei denen eine
Mischung aus metallischen Teilchen und einem Kunststoff einem Kraftfeld ausgesetzt und dann gehärtet
wird.
Die Erfindung besteht in der Verwendung von Polytetrafluoräthylendispersionen zum Herstellen
von verzierten Kunststoffmassen durch Mischen von Teilchen mit dem Kunststoff, Beeinflussung der Lage
der Teilchen durch ein magnetisches Kraftfeld und anschließende Trocknung der Mischung.
Der dendritartige und ausgerichtete Aufbau des Polytetrafluoräthylen-Moleküls gestattet, die sozusagen
augenblickliche Verschiebung der Teilchen selbst, wenn diese nur recht schwachen Richtkräften
ausgesetzt sind, und darüber hinaus behindert dieser Aufbau die örtliche Absonderung von Teilchengruppierungen
im Verlauf der Umbildung der Dispersion unter der Einwirkung der Wärme. Besonders
stabile Strukturen werden im Verlauf des Aushärtens der plastischen Masse erhalten, wenn lamellenförmige
Teilchen verwendet werden, deren Form dem
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Aufbau des Polytetrafluoräthylen-Moleküls besonders
gut angepaßt ist.
Es ist gewiß, daß Polytetrafluorethylen Gruppierungen
ausgerichteter Teilchen in der Mischungsmasse zuläßt, welche die Elemente eines Musters in
gleichförmiger Form wiederholen können.
Wenn das Verfahren nach der Erfindung auf solche Mischungen angewendet wird, welche
lamellenartigeTeilchen enthalten, bilden die erhaltenen Muster ein ganz und gar ungewöhnliches optisches
Relief, das selbst in Überzügen von der Dicke einer Haut in Erscheinung tritt; das Aussehen dieser
Muster ändert sich mit der Blickrichtung des Betrachters.
Man nimmt an, daß der anisotrope Zustand der erhärteten Mischung der Hauptgrund für die bemerkenswerten
Eigenschaften eines solchen Reliefs ist, welche durch die physikalischen Eigenschaften der
Mischungsbestandteile allein nicht zufriedenstellend erklärt werden können.
Die aufeinanderfolgenden Arbeitsgänge des Verfahrens sind für eine wirtschaftliche industrielle
Großserienfertigung voll geeignet.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung einer
beispielsweisen Ausführungsform derselben an Hand der Zeichnungen.
Fig. 1 zeigt perspektivisch eine Magnetvorrichtung
zum Erzeugen von Mustern in einer auf einer Scheibe angebrachten Verkleidung, wobei Teile weggebröchen
gezeigt sind;
Fig. 2 zeigt perspektivisch einen Magneten, der ein besonderes Kraftlinienfeld erzeugt;
F i g. 3 zeigt im Schnitt und in vergrößertem Maßstab einen Teil der Verkleidung nach F i g. 1;
Fig. 4 und 5 veranschaulichen schematisch im Grundriß die in der Masse einer auf einer Platte
angebrachten Verkleidung von einem Magneten nach den F ig. 1 und 2 erzeugten Spuren;
Fig. 6 zeigt im Schnitt die optische Täuschung,
die auf der Scheibe nach den Fi g. 4 und 5 beobachtet werden kann.
In Fig. 1 ist eine Preß-Blechscheibe 1 aus Aluminium
gezeigt, die mit einer Schicht 2 einer Mischung bedeckt ist, deren Bereitung und Anbringung
nachstehend beschrieben werden wird.
Man unterwirft die Blechscheibe 1 einer das Anhaften einer Kunststoffdeckschicht begünstigenden
Oberflächenbehandlung. Anschließend bildet man ein Gemisch aus Polytetrafluorethylen und. metallischem
Magnetpulver oder magnetischem Oxydpulver, das zu feinen Lamellen geformt ist.
Polytetrafluoräthylen ist im Handel als. wäßrige Dispersion erhältlich, die zu einer Schicht verteilt,
durch Verdampfen ohne nennenswerte Schrumpfung eine feste milchige oder undurchsichtige Schicht
bilden kann; eine solche aufgetragene Schicht bildet durch Erwärmung auf eine Temperatur von 380° C,
welche klar unterhalb der Zersetzungstemperatur liegt, auf dem Weg der Sinterung einen durchsichtigen
Überzug, der fest an den Unebenheiten seines Trägers verhakt ist.
Zur Herstellung der Mischung fügt man 100 cm3 einer wäßrigen Lösung von Polytetrafluoräthylen
einer Konzentration von z. B. 60% 25 g metallisches Magnetpulver oder magnetisches Oxydpulver bei. Mit
diesen Mengen kann eine Oberfläche von 1 m2 bedeckt werden.
Schließlich rührt man diese Stoffe mittels eines Rührwerks oder eines anderen geeigneten Mittels, bis
die Pulverteilchen gleichmäßig in der Lösung verteilt sind. Um die Schicht 2 zu erzeugen, schüttet man
sodann die homogene Mischung in den Vorratsbehälter einer Preßluftspritzpistole, die vor allem in
der Farbspritztechnik gebräuchlich ist. Mit Hilfe dieser Pistole breitet man eine möglichst gleichmäßige
dicke Lage dieser Mischung auf dem Blech 1
ίο aus, das in genau horizontaler Stellung gehalten wird.
Auf diese Weise hat man eine Lage 2 eines Materials erzeugt, das in gleichmäßiger Verteilung Lamellen
enthält, die in ihm, solange es plastisch ist, beweglich sind.
Das Blech 1 kann (Pfeil /1) auf der Polfläche eines Elektromagneten 3 angebracht werden, der einen
zylindrischen Mittelpol N und einen dazu konzentrischen, kreisringförmigen Pol S aufweist, der mittels
einer Spule 3 a magnetisierbar ist. Man bringt das
ao Blech auf dem Elektromagneten 3 an, wobei man lediglich darauf achten muß, daß das Blech beinahe
horizontal gehalten wird, und man läßt einen Gleichstrom / durch die Spule 3 a fließen; die Teilchen geraten
so in das damit erzeugte Magnetfeld, dessen Kraftlinien das Aluminiumblech durchdringen.
In Fig. 3 sind in vergrößertem Maßstab diese Teilchen L in Lamellenform gezeigt, eingelassen in
die auf dem Träger R ausgebreitete Kunststoffmasse M; unter der Einwirkung eines schematisch
durch die Kraftlinien I wiedergegebenen magnetic
sehen Feldes sind die Teilchen L Kräften P unterworfen,
die sie unter Verschiebung oder Ausrichtung anziehen, bis sie im Kräftegleichgewicht in der Masse
angeordnet sind.
Da das Feld des Elektromagneten in der seinen Luftspalt bildenden Krone besonders stark ist, erfährt
in diesem Bereich die gleichmäßige Verteilung der Partikel der Schicht 2 ihre wesentlichsten Veränderungen.
Die Teilchen sind somit den Feldkräften ausgesetzt, deren Verteilung einem Kronenmuster entspricht,
und der plastische Zustand der Masse gestattet eine Lageveränderung der Teilchen, bis diese
im Kräfteausgleich genau auf den Kraftlinien angeordnet sind.
Es reicht, anschließend den Strom der Spule 3 a abzuschalten und dabei darauf zu achten, daß nicht
durch Erschütterungen oder Stöße die Teilchenarchitektur zerstört wird, sodann die Platte durch ein geeignetes
Mittel (Gasbrenner) auf 380° C zu erhitzen, um die Verfestigung und das Sintern der Schicht 2 zu
bewirken.
In dieser festen transparenten Schicht, die fest mit der Oberfläche des Bleches 1 verhakt ist mittels der
darin durch die Oberflächenvorbehandlung erzeugten Ausnehmungen, sind die metallischen Lamellen
in vorbestimmten Zonen in den dem Kräfteverlauf des Feldes entsprechenden Stellungen zueinander
durch das Polytetrafluoräthylen festgelegt.
Die Eigenschaften des Polytetrafluoräthylens begünstigen die Bildung einer solchen Lamellenarchitektur
und deren Aufrechterhaltung während der Verfestigung der Mischung.
Man könnte auch in gleicher Weise eine mit einer der Lage 2 ähnlichen Lage 6 a bedeckten Platte 6
(F i g. 4) auf ihrer rechten Seite der Einwirkung eines Elektromagneten 3 und auf ihrer linken Seite der
eines Permanentmagneten 4 ansetzen, welch letzterer
die Form eines zylindrischen Kernes hat, der eine Platte 5 aus ferromagnetischem Material in der Form
eines fünfzackigen Sternes trägt.
In Fig. 5 ist diese Platte 6-6a in um 180° umgekehrter
Stellung gezeigt, und ihre überzogene Fläche ist mit zwei Mustern verziert, nämlich einer Krone 7
gleicher Form wie der »Luftspalt« der Pole des Elektromagneten 3 und einem Stern 8, dessen Form
derjenigen der Scheibe 5 entspricht.
Es können somit Muster sehr verschiedener Form, die zusammengesetzt sein können, mit diesem Verfahren
und durch Verschiebungen und Kombinationen der Felder erzeugt werden.
Auf der Platte 6 (F i g. 4 und 5) erscheinen innere und äußere Schatten bei a, b und c, und wenn die
Platte in die Stellung nach Fig. 5 umgewendet wird, kann man feststellen, daß diese Schatten umgeschwenkt
sind und die Stellungen σ', b' und c' einnehmen. Dieser Reliefeffekt beruht somit nicht auf
einer optischen Täuschung nach Art der laufend für ao die Verzierung ebener Flächen verwendeten ist, bei
der eigentliche Schatten und feste Schattenkerne verwendet werden, die unabhängig vom Lichteinfallswinkel
und von der Blickrichtung des Betrachters sind. as
Dieses optische Reliefphänomen ist so durchgreifend, daß im Fall des Bildes 7 ein Auge nicht
einen ebenen Kranz entsprechend demjenigen des Luftspaltes des Magneten 3 sieht, sondern einen
genau konischen Ring von verhältnismäßig beträchtlicher Dicke, der mehrere Zentimeter hinter der
Platte 6 angeordnet zu sein scheint. Dieser optische Eindruck ist in gestrichelten Linien in F i g. 6 wiedergegeben;
der Ring la scheint auf einem leuchtenden Untergrund 9 unter einem Abstand E von der Schicht
angeordnet zu sein, der außerhalb des Bereiches der Dicke e dieser Schicht liegt. Ein ähnlicher Eindruck
entsteht mit dem Stern 8; dieser erweckt den Eindruck, eine im Hinblick auf die geringe Dicke der
Verkleidungsschicht unverhältnismäßig ungewöhn- 4c liehe Dicke zu haben.
Die besonderen Eigenschaften des Polytetrafluoräthylens gestatten nach Kenntnis des Erfinders keine
Erklärung für das Ausmaß dieser optischen Täuschung, jedoch ist es in jedem Fall sicher, daß die
vorstehend erwähnte Mischung es ermöglicht, sehr leicht durch ihr optisches Relief zu identifizierende
Verzierungen zu erzielen, die auf verschiedenen Gebieten Anwendung finden können.
Es würde z. B. möglich sein, verschiedene Schilder, insbesondere Verkehrsschilder, vor allem Straßenschilder,
herzustellen. Man könnte auch Pigmente und färbende oder fluoreszierende Stoffe in die
Mischung aufnehmen, um andere leicht wiederzuerkennende optische Reliefs zu erhalten. Zur Ausrichtung
der Teilchen in der Mischung können verschiedene Arten von Kraftfeldern verwendet werden
Man könnte Wechselfelder zur Erzeugung von Foucaultschen Strömen in nichtmagnetischen metallischen
Teilchen verwenden oder noch einen Ultraschallerzeuger mit einstellbarer Richtstrahlung, um
stationäre Gleichgewichtszustände der Teilchengruppierungen in vorbestimmten Gebieten zu erhalten.
Mittels dieser Felder könnte man in Serie herstellen:
a) verzierte Kunststoffblätter aus einem auf einen] nicht anhaftenden Fabrikationsträger ausgebreiteten
und behandelten Belag,
b) Verkleidungsbeläge für gemusterte Artikel verschiedenster Art (z. B. Metalle, Porzellan, mineralische
oder organische Fasern).
In gleicher Weise könnte man auch Küchenbehälter aus Aluminium, die mit einer Polytetrafluoräthylenverkleidung
versehen sind oder die Tiefziehbleche für diese verzieren. Die in der Verkleidungsmasse
aus Polytetrafluoräthylen bestehende Formation wird durch die Kochtemperaturen, denen
der Behälter ausgesetzt ist, nicht beeinflußt oder geändert, und man verfügt somit über unauslöschliche
und unverletzbare Markierungsmittel.
Man könnte auch auf großen Blechen im Handelsformat (oder auf fortlaufenden, auf Rollen gewickelten
Bändern) solche Verzierungen von Stelle zu Stelle wiederholen, dann schrittweise in jeder verzierter
Zone Bleche, die mit einer verzierten Verkleidung versehen sind, abschneiden.
Die Möglichkeit einer Kombination von Reliefeffekten nach der Erfindung mit bekannten Effekten
(Färbung des Trägers, der Teilchen oder phosphoreszierende oder leuchtende Natur dieser letzteren Elemente
oder des Materials) können sehr groß sein.
Claims (1)
- Patentanspruch:Verwendung von Polytetrafluoräthylendispersionen zum Herstellen von verzierten durchscheinenden Kunststoffmassen durch Mischen von vorzugsweise lamellenförmigen Teilchen mit dem Kunststoff, Beeinflussung der Lage der Teilchen durch ein magnetisches Kraftfeld und anschließende Trocknung der Mischung.In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1140 334.Hierzu 1 Blatt Zeichnungen709 709/124 12.67 © Bundesdruckerei Berlin
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---|---|---|---|
FR13498A FR1440147A (fr) | 1965-04-15 | 1965-04-15 | Procédé de décoration, dans la masse, d'un matériau plastique translucide |
Publications (1)
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DES103151A Pending DE1257043B (de) | 1965-04-15 | 1966-04-13 | Verfahren zum Herstellen von durchscheinenden Kunststoffmassen |
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