DE1299850B

DE1299850B - Verwendung von thermoplastischen Polyarylenpolyaethern fuer Form-werkzeuge und Verfahren zum Herstellen dieser Werkzeuge

Info

Publication number: DE1299850B
Application number: DEU11639A
Authority: DE
Inventors: Wheeler John Brooks
Original assignee: Union Carbide Corp
Current assignee: Union Carbide Corp
Priority date: 1964-05-07
Filing date: 1965-04-15
Publication date: 1969-07-24
Also published as: GB1102033A; US3380878A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Verwendung von thermoplastischen Polyarylenpolyäthern für Formwerkzeuge zum Formen von polymeren Stoffen.

Formwerkzeuge, insbesondere Druckplatten, die aus einem faserartigen Träger und einem wärmehärtenden synthetischen Harzbinder bestehen, sind in den USA.-Patentschriften 2 278 291 und 2 509 499 beschrieben. Bei der Herstellung von F'ormgegenständen mit diesen Formwerkzeugen traten jedoch verschiedene Schwierigkeiten auf.

Ein solches Problem bestand z. B. in der schlechten Reproduktion einer Druckplatte, von der ein Formwerkzeug gebildet werden soll, insbesondere bei Vorliegen feiner Rasterhalbtonpunkte mit 120 Rasterlinien pro 2,5 cm oder mehr, wo es schwierig ist, genügend Tiefe in die Schattenflächen zu bekommen, um zu vermeiden, daß sie mit der Tinte aus der Druckpresse gefüllt werden. Dies ist allgemein der nicht homogenen Natur des Druckplattenpräparates und insbesondere der Faserscherung während der Herstellung einer Matrize zuzuschreiben. Ein weiteres Problem ist die Dimensionsunbeständigkeit auf Grund der Anwesenheit von Feuchtigkeit in den Platten. Die Feuchtigkeit bewirkt auch, daß eine Platte (F'olie) in verschiedenen Richtungen während der Herstellung einer Matrize uneinheitlich schrumpft, was zu einer schlechten Reproduktion des Originals führt. Weiterhin variiert die Schrumpfung von Platte zu Platte, was eine Farbübereinanderlagerung zwischen den Platten eines Satzes schwierig macht. Da die Platten aus unterschiedlichen Komponenten mit verschiedenen Koeffizienten thermischer Ausdehnung hergestellt sind, war das Werfen der Matrize während der Verwendung ein weiteres Problem.

Die Verwendung eines wärmehärtenden Bindemittels für den faserhaltigen Träger erfordert unerwünscht lange Aushärtungsvorgänge. Eine ungenügende Aushärtung des wärmehärtenden Harzes bewirkt ein Kleben der Matrizenoberfläche, was die Dauer der Verwendbarkeit der Matrize verkürzt. Da das wärmehärtende Bindemittel in einen unschmelzbaren Zustand ausgehärtet wird, kann die Matrize nicht zur Herstellung anderer Matrizen wiederverwendet werden.

Thermoplastische, nach üblichen Verfahren hergestellte Materialien eignen sich gewöhnlich nicht zur Verwendung als Formwerkzeug, da sie bei den gewöhnlich bei der Verformung auftretenden erhöhten Temperaturen eine schlechte thermische und Dimensionsstabilität aufweisen. Es wurde festgestellt, daß die maximale Temperatur für die praktische Verwendung eines thermoplastischen Materials als Formwerkzeug unter normalen Verformungsbedingungen etwa 22 bis 28 C unterhalb der Glasübergangstemperatur eines Polymerisates liegt. Im Falle hochwertiger Polymerisate, wie einem Polycarbonatharz mit einer Glasübergangstemperatur von 150 C. beträgt die maximale Verwendungstemperatur etwa 121 C. Bei Temperaturen über 121' C verschlechtert sich der Zugmodul und die Zugfestigkeit des Polycarbonates rapide, was dieses Harz zur Verwendung als Formwerkzeug bei Verformungstemperaturen über etwa 121 C ungeeignet macht.

Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung von Formwerkzeugen zum Formen von polymeren Stoffen, die insbesondere zur Herstellung von Druckplatten und Schallplatten aus polymeren! Material geeignet sind und die obengenannten Nachteile der bisher bekannten Formwerkzeuge für diesen Zweck nicht aufweisen. Die erfindungsgemäß verwendeten Formwerkzeuge sollen also eine ausgezeichnete Reproduktion eines Originals einschließlich feiner Rasterhalbtonpunkte ermöglichen. Ferner sollen die erfindungsgemäß verwendeten Formwerkzeuge eine zufriedenstellende Dimensionsbeständigkeit aufweisen, d. h. Probleme, die aus uneinheitlicher Schrumpfung und Werfen entstehen, vermieden werden.

ίο Femer werden lange AushärlImgsvorgänge und ein Anhaften der Formwerk/eiigobeiiläche vermieden.

Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung von thermoplastischen Polyarylenpolyäthern für Formwerkzeuge zum Formen von polymeren Stoffen.

is Die erfindungsgemäßen Formwerkzeuge können nach jedem für thermoplastische Materialien bekannten Herstellungsverfahren aus einer Folie von Polyarylenpolyäthern hergestellt werden, ohne daß das so erhaltene Formwerkzeug die üblicherweise mit thermoplastischen Materialien auftretenden Probleme zeigt, nämlich schlechte thermische und Dimensionsstabilität bei erhöhten Temperaturen, wie sie normalerweise beim Verformen mit einem Formwerkzeug angewendet werden.

Das erfindungsgemäße Formwerkzeug, das aus einer Folie eines thermoplastischen Polyarylenpolyäthers hergestellt wird, zeigt eine einheitliche Verformungsschrumpfung in allen Richtungen von 0,5 "/o und weniger, ist bei Verformungstemperaturen bis zu 177 C thermisch stabil und dimensionsbeständig und wiederverformbar. Der thermoplastische Polyarylenpolyätherwird im folgenden noch genauer beschrieben. Die Verformungsschrumpfung ist, wie oben angegeben, ein besonderes Problem bei wärmehärtenden faserverstärkten Kunststoffplatte^ Bei Matrizen aus diesen Kunststoffplatten ist die Verformungsschrumpfung in den verschiedenen Richtungen uneinheitlich, und diese Uneinheitlichkeit variiert bis zu einem gewissen Maß von Matrize zu Matrize. Eine gewisse Verformungsschrumpfung, d. h. die Größenverringerung einer Matrize im Vergleich mit der ursprünglichen Vorlage, nachdem die Matrize daraus hergestellt wurde, kann in Größenordnungen bis zu 0.5"/< > toleriert werden; es ist jedoch wesentlich und äußerst zweckmäßig, daß die Verformungssehrumpfung von Matrize zu Matrize einheitlich ist und für jede Matrize in allen Richtungen einheitlich ist. Die erfindungsgemäße Matrize besitzt diese Eigenschaft. Sie liefert eine echte Reproduktion der ursprünglichen Vorlage mit einer tolerierbaren, einheitlichen Verringerung der Größe, die von Matrize zu Matrize die gleiche ist. Bekannte Matrizen zeigen auch nicht annähernd diese Einheitlichkeit.
Ein besonderes Merkmal der erfindungsgemäßen Matrize ist ihre Wiederverformbarkeit. Sie erfolgt durch Herstellung einer ersten Matrize, indem man eine Folie des thermoplastischen Polyarylenpolyäthers mit einer ersten Vorlage in Berührung bringt und Wärme und Druck anwendet, worauf man eine zweite Matrize herstellt, indem man die Rückseite der ersten Matrize mit einer zweiten Vorlage in Berührung bringt und Wärme und Druck anwendet. Bei diesem Verfahren wird die erste Matrize gelöscht und bildet eine glatte Rückseite für die zweite Matrize.

Dieses Verfahren kann mehrmals wiederholt werden zur Herstellung von zwei, drei, vier oder mehr verschiedenen oder identischen Matrizen aus derselben Folie des thermoplastischen Polyarylenpolyäthers.

Die thermoplastischen Polyarylenpolyäther in Folienform, die zu den erfindungsgemäßen Matrizen verformt werden, sind lineare thermoplastische Reaktionsprodukte aus einem Alkalimetalldoppelsalz eines zweiwertigen Phenols mit einer Dihalogenbenzenoidverbindung. Das Polymerisat hat eine Grundstruktur aus den folgenden, wiederkehrenden Einheiten der Formel

— O — E — O — E' —

in welcher E für den Rest des zweiwertigen Phenols und E' für den Rest der Benzenoidverbindung (Arylverbindung) mit einer inerten, Elektronen abziehenden Gruppe in mindestens einer der o- oder p-Stellungen zu den Valenzbindungen ist und wobei beide Reste valent durch aromatische Kohlenstoffatome an die Äthersauerstoffatome gebunden sind.

Der Rest E des zweiwertigen Phenols kann z. B. eine mononukleare Phenylengruppe aus Hydrochinon und Resorcin sein, oder er kann ein zwei- oder polynuklearer Rest sein. Er kann auch mit anderen, inerten nuklearen Substituenten, wie Halogen-, Alkyl-, Alkoxysubstituenten usw., substituiert sein.

Es können auch Mischungen aus zwei oder mehr unterschiedlichen, zweiwertigen Phenolen verwendet werden. Der Rest E in der obengenannten Polymerisatstruktur kann daher für die gleichen oder verschiedene aromatische Reste stehen.

Die hier zur Definition des Restes E verwendete Bezeichnung »Rest des zweiwertigen Phenols« bezieht sich auf den Rest des zweiwertigen Phenols nach Entfernung der beiden aromalischen Hydroxylgruppen. Es ist daher ersichtlich, daß Polyarylenpolyäther wiederkehrende Gruppen des Restes des zweiwertigen Phenols und des Restes der Ben/enoidverbindung enthalten, die durch Bindungen von aromatischen Ätheratomen miteinander verbunden sind. Der Rest E' der Benzenoidverbindung kann aus jeder Dihalogenbenzenoidverbindung oder Mischung

ίο von Dihalogenbenzenoidverbindungen stammen, die zwei an Benzolringe gebundene Halogenatoine haben, die eine Elektronen abziehende Gruppe in mindestens einer der o- oder p-Stellungen zur Halogengruppe aufweisen. Die Dihalogenbenzenoidverbindung kann

'5 mononuklear sein, wo tue Halogenatome an denselben Benzenoidring gebunden sind, oder polynuklear, wo sie an verschiedene Benzenoidringe gebunden sind, solange es eine aktivierende, Elektronen abspaltende Gruppe in der o- oder p-Stellung dieses

-° Benzenoidkernes gibt.

Die Halogenatome können irgendwelche reaktionsfähige Halogensubstituenten auf den Benzenoidverbindungen sein, wobei fluor- und chlorsubstituierte Benzenoidmaterialien bevorzugt werden.

Aus dem oben Gesagten geht hervor, daß solche linearen thermoplastischen Polyarylenpolyäther bevorzugt werden, in welchen E der Rest eines dinuklearen zweiwertigen Phenols und E' der Rest einer dinuklearen Benzenoidverbindung ist. Diese bevorzugten Polymerisate enthalten die folgenden wiederkehrenden Einheiten:

in welchen R für eine Bindung zwischen aromatischen Kohlenstoffatomen oder einen zweiwertigen verbindenden Rest steht und R' für eine Sulfon-, Carbonyl-, Vinyl-, Sulfoxyd-, Azo-, gesättigte Fluorkohlenstoff-, organische Phosphinoxyd- und Äthylidengruppe steht; Y und Y' stehen für inerte Substituentengruppen, wie Halogenatome, Alkylgruppen mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen und Alkoxygruppen mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, und /■ und r sind ganze Zahlen mit einem Wert von 0 bis 4. Besonders bevorzugt werden die thermoplastischen Polyarylenpolyäther der obigen Formel, in welcher /· und r Null sind, R für einen zweiwertigen verbindenden Rest

R"

-C-

R"

steht, wobei R" für ein Wasserstoffatom, eine niedrige Alkylgruppe, niedrige Arylgruppe und die halogensubstituierten Gruppen derselben steht; und R' ist eine Sulfongruppe.

Die für die Verwendung von Formwerkzeugen bestimmten thermoplastischen Polyarylenpolyäther sind gekennzeichnet durch hohe Molekulargewichte, was durch eine reduzierte Viskosität in angegebenen Lösungsmitteln angezeigt wird. Erfindungsgemäß wird es bevorzugt, daß die thermoplastischen Polyarylenpolyäther eine reduzierte Viskosität über etwa 0,35, insbesondere über etwa 0,4 haben. Das Verfahren zur Bestimmung der reduzierten Viskosität wird im folgenden beschrieben.

Folien thermoplastischer Polyarylenpolyäther, die zum Verformen in die erfindungsgemäße Matrize geeignet sind, können nach den zur Herstellung thermoplastischer Materialien bekannten Verfahren Strangpressung, Druck verformung, Spritzguß, Gießen aus der Lösung usw. hergestellt werden. Die Dicke der verwendeten Folien ist nicht entscheidend, sondern wird hauptsächlich von praktischen Überlegungen, wie Kosten und Leichtigkeit der Herstellung, bestimmt. Im allgemeinen liegen die geeigneten Dicken für thermoplastische Polyarylenpolyätherfolien zwischen etwa 0,75 bis etwa 6 mm, obgleich Dicken zwischen etwa 2 bis 3 mm bevorzugt werden. .

Die erfindungsgemäße Matrize wird gewöhnlich hergestellt, indem man eine Folie des hier beschriebenen thermoplastischen Polyarylenpolyäthers mit einer Originalplatte oder Vorlage in Berührung bringt, Wärme und Druck anwendet, Matrize um Original trennt und die Matrize abkühlen läßt. So wird eine ausgezeichnete Reproduktion des Originals in der Matrize erhalten, gegen die echte Kopien des Originals in der im folgenden beschriebenen Weise verformt werden können.

Die Temperatur, bei welcher eine Matrize hergestellt werden kann, ist nicht sehr entscheidend. Offensichtlich ist die niedrigste Temperatur diejenige, bei welcher das Polymerisat unter Druck verformt werden kann, und die höchste Temperatur liegt unterhalb der Zersetzungstemperatur des Polymerisates

oder des Erweichungspunktes des Originals. Temperaturen zwischen 213 und 288 C, vorzugsweise zwischen 218 und 246 C, entsprechen diesen praktischen Überlegungen für den thermoplastischen PoIyarylenpolyäther. Matrizen können von ungerahmten Kupfeioriginalen bei Temperaturen von 213 bis 288 C aus Zink- und Magnesiumoriginalen bei Temperaturen von 218 bis 246 C und aus Typenmetall, wie ein »Linotype«-Metall, das sich unter Druck bei 227 C erweicht, bei Temperaturen von 218 bis 224 C ία hergestellt werden.

Der Verformungsdruck kann in weiten Grenzen variieren. Geeignete Drücke liegen zwischen 14 und 70 kp/cm², vorzugsweise zwischen 17,5 und 35 kp/cm².

Besondere Beispiele geeigneter Herslellungsverfahren für eine erfindiingsgemäfk Matrize sind in den Beispielen 1 bis 9 angegeben.

Wie oben angegeben, ist die erfindungsgemäße Matrize durch eine einheitliche Verformungsschrumpfung in allen Richtungen und durch thermische und Dimensionsbeständigkeit bei Verformungstemperaturen bis zu 177 C gekennzeichnet. Im allgemeinen wurde gefunden, daß die hier beschriebenen Folien thermoplastischer Polyarylenpolyäther bei Verfoi-

O --

mung in eine Matrize in einer Größenordnung von etwa 0,1 bis 0,5% schrumpfen. Dieser Bereich liegt in den in der Technik aufgestellten Grenzen einer Schrumpfung von 0,5°/o für Matrizen, die zur Herstellung von Duplikat-Druckplattenteilen verwendet werden. Es wird bemerkt, daß ein einmaliges Merkmal der erfindungsgemäßen Matrize darin liegt, daß das Maß an Schrumpfung für jede Matrize, die aus Folien eines thermoplastischen Polyarylenpolyäthers mit gleichen Eigenschaften. z. B. derselben reduzierten Viskosität, das gleiche ist, d. h.. es ist von Folie zu F'olie einheitlich und einheitlich in allen Richtungen innerhalb jeder Folie. Dieses Merkmal macht es für einen Malrizenhersteller möglich, sich auf ein einheitlich wiederkehrendes Maß an Schrumpfung für eine gegebene Polymerisatformulierung zu verlassen und so konstante, überlegene Gesamtergebnisse zu erzielen.

Zur Veranschaulichung der thermischen und Dimensionsbeständigkeil der erfindungsgeniäßen Matrize geben die folgenden Tabellen 1 und 2 vergleichende physikalische Eigenschaften für Matrizen, die aus einem thermoplastischen Poharylenpolväther mit der Struktur

Il

einem Polyoxyäther von Bisphenol A mit der Struktur

CH₃

C-.

CH₃

OH

— O CH, CH — CH,

und einem Polycarbonat von Bisphenol A mit der Formel

' CH₃ O \

-O

hergestellt sind.

-C

CH₃

Tabelle

>- O — C -

Zugmodul, kp cm-

Zugfestigkeit, kp cm-

GlasübergangslemperaUir. C (Tg) ... Wärmefestigkeit bei 18.48 kg cm-. C

Poharylenpolväther

24 5(X)
735
2(K)
177

Matri/c aus
Poljoxyäther I Pohcurbonai

19 6(K)
560
100

23 800
700
150
132

Tabelle

Temperatur	Poharvlenpolyäther
C	15 400
HX)	15 300
125	11900
150	11 550
177	84
200

/ugmodul in kp enr Tür Matrizen aus Polvcarbonat

11 9(K)

11

1 4(X)

erweicht Zugfestigkeit in kp cm² für Matrizen aus

Polyarylenpolyather

455
413
280
210
70

Polycarbonat
350

350

105

erweicht

Die Tabellen 1 und 2 zeigen, daß die erfindungsgemäße Matrize zum Formen polymerer Stoffe bei Temperaturen bis zu etwa 177 C verwendet werden kann, während Polyoxyäther und Polycarbonat nur bei Temperaturen bis zu etwa 71 bzw. 127 C verwendet werden können. Meistens erfolgt die Formgebung polymerer Stoffe durch Matrizen jedoch bei Temperaturen über 127 C, wodurch Polyoxyäther und Polycarbonat für eine allgemeine Verwendung als Matrize ungeeignet werden. Polycarbonat hat den weiteren Nachteil, daß sein Zugmodul \on 11 200 kp/ cm- bei 125 C auf Null bei 175 C absinkt, während der thermoplastische Polyarylenpolyätlier einen Zugmodul von 11 550 kp.cm² bei 177 C bewahrt, wie aus Tabelle 2 hervorgeht. Die erfindungsgemäße Matrize bietet die Vielseitigkeit thermoplastischer Materialien und hält dennoch die scharfen Bedingungen beim Verformen einer Matrize aus, ohne daß die üblicherweise bei wärmehärlenden Kunststoffen auftretenden Probleme erscheinen. ·

Das polymere Material, das zur Herstellung von Druckplatten usw. gegen die erfindungsgemäße Matrize verformt weiden kann, kann ein thermoplastisches, wärmehärtendes, natürliches oder synthetisches polymeres Material sein. Im allgemeinen kann jedes normalerweise feste polymere Material, das durch Anwendung von Druck und Wärme bis zu etwa 177 C durchv erformt oder ausgehärtet werden kann, gegen die eriindungsgemäße Matrize verformt werden.

Geeignete thermoplastische Materialien umfassen natürliche und synthetische Kautschuke, Polyolefine, wie Polyäthylen und Polypropylen, Polyvinylidenchlorid, Polyvinyle. Polystyrol, Polyäther. Polyacrylate, Polymethacrylate. Polyamide. Polycarbonate. Polyoxyäther, Polyoxymethylene, Mischpolymerisate und Mischungen derselben usw.

Geeignete wärmehärtende Harze umfassen Phenol-Aldehyd-Polymerisate, Harnstoff-Aldehyd-Polymerisate, Melamin-Aldehyd-Polymerisale, Epoxyharze, Polyester, Mischpolymerisate und Mischungen derselben usw.

Die mit der erfindungsgemäßen Matrize zu verformenden polymeren Materialien können die bekannten Zusätze, wie Füllmittel, Farbstoffe, Pigmente, Vernetzungsmittel, Aushärtungsmittel, Stabilisatoren, Weichmacher, Konservierungsmittel. Schmiermittel, Oxydationsschutzmittel usw.. enthalten. Sie sollten jedoch keine Lösungsmittel oder andere Materialien enthalten, die die thermoplastische Polyarylenpolyäthermatrize angreifen. In diese Klasse fallen aromatische und chlorierte Lösungsmittel. Im allgemeinen kann jeder polymere Stoff, der gegenüber der Matrize und dem gegenüber die Matrize inert ist, verformt werden.

Die erfindungsgemäße Matrize trennt sich gewöhnlich ohne Hilfsmittel zum Loslösen aus der Form von einem Original oder dem zu formenden Gegenstand. Gegebenenfalls können jedoch solche Hilfsmittel zum Loslösen aus der Form zur leichleren Trennung von Matrize und Original oder herzustellendem Gegenstand verwendet werden. Die Verwendung solcher Trennmittel hat sich als zweckmäßig erwiesen bei Formungen aus vernetzten polymeren Materialien, wie Epoxyharzen und Kautschuken. Geeignete Hilfsmittel zum Loslösen aus der Form sind Graphit. Molybdändisulfid. Siliconöle usw. Die Verwendung von Lösungsmitteln oder Hilfsmittel, die das Matrizenmaterial angreifen, sollte vermieden werden.

Die folgenden Beispiele veranschaulichen die vorliegende Erfindung, ohne sie einzuschränken.

Der für die Matrizen bzw. Formwerkzeuge verwendete Polyarylenpolyätlier Hat die folgende Grundstruktur:

- O

Beispiel 1

Herstellung einer Matrize aus vier Platten von 20 χ 20 χ 0,3 cm: Die erste Platte wurde mit einer Kupferoriginalreliefdruckplatte, die mit einem SiIiconöl zum leichteren Lösen überzogen war. in Berührung gebracht und in eine elektrisch beheizte hydraulische Presse mit einem 10-cm-StempeI gegeben. Platte und Original wurden 1.5 Minuten ohne Druck mit geschlossenen Preßplatten auf 243 C vorerhitzt. Dann wurde die Matrize durch 1 Minute lange Anwendung von 35 kp/cm- Druck hergestellt. Die Temperatur wurde auf 93 C verringert und

Original und Matrize herausgenommen und auf Zimmertemperatur abgekühlt. Die erhaltene Matrize war flach und zeigte eine vollständige Reproduktion der Einzelheiten einschließlich kleiner Punkte im Raster mit 150 Linien pro 2,5 cm. Jede der übrigen drei Platten wurde in gleicher Weise und mit denselben Ergebnissen in eine Matrize verformt. Jede hergestellte Matrize wurde gemessen und war in allen Richtungen einheitlich um 0,5% des Kupferoriginals geschrumpft.

Eine innige Mischung aus einem Polyoxyäther der folgenden Struktur:

O —CH-,-CH-CH-,-

und 5' Gewichtsprozent eines Kautschuks aus 95⁰;» f>s mischung 3 Minuten ohne Druck bei geschlossenen

Butadien und 5" η Styrol wurde in der beschriebenen Preßplatten auf 149 C vorerhitzt. Die herzustellenden

Presse gegen die hergestellten Matrizen verformt. Platten wurden dann 30 Sekunden bei 65 kp/cm² ver-

In jedem Fall wurden Matrize und die Polymerisat- formt. In jedem Fall wurde ein ausgezeichneter Form-

90? 530 373

ling erhalten, ohne daß irgendwelche thermische Zersetzung oder Dimensionsänderung der Matrize auftrat. Die erste hergestellte Matrize wurde zum Verformen von sieben Platten in beschriebener Weise verwendet. Alle hergestellten Platten waren von der gleichen ausgezeichneten Qualität, d. h. ohne Qualitätsunterschied der Reproduktion zwischen der ersten und der letzten Platte. Nach dem Verformen der sieben Platten zeigte die Matrize keine thermische oder Dimensionszersetzung.

Eine 2 mm dicke Folie aus sprödem Polyvinylchlorid wurde gegen die zweite, oben beschriebene Matrize verformt. Matrize und Folie wurden 2 Minuten ohne Druck bei geschlossenen Preßplatten auf 141 C vorerhitzt. Eine herzustellende Platte wurde dann durch 1 Minute langes Verformen bei 35 kg/cmhergestellt. Die Platte war ausgezeichnet und die Matrize zeigte keine thermische oder Dimensionszersetzung.

Beispiel 2

20

Eine stranggepreßte Folie von 2,25 mm Dicke aus thermoplastischem Polyarylenpolyäther der dargestellten Grundstruktur mit einer reduzierten Viskosität von 0,59 wurde in Platten von 20 χ 20 cm geschnitten. Dann wurden Matrizen aus einem Kupferoriginal wie im Beispiel 1 hergestellt. Die Schrumpfung jeder Matrize war 0,5⁽⁾/o und in allen Richtungen einheitlich.

Polybutadien - Acrylnitril - Kautschuk (Buna N), Polybutadien - Styrol - Kautschuk (GRS), Polyisobutylen - (»Butyl«-)Kautschuk, Polychloroprenkautschuk (Neopren) und die üblichen natürlichen Kautschukpräparate zur Herstellung biegsamer Druckplatten wurden gegen die Matrizen zu Duplikatilruckplatten ausgezeichneter Qualität verformt. Die Platten wurden wie im Beispiel 1 verformt, wobei 1,5 Minuten ohne Druck auf 149 C vorerhitzt und dann zur Aushärtung der Platten K) Minuten bei 35 kp/cm- auf 177 C erhitzt wurde. Zur Herstellung 1,65 mm dicker Platten wurden Abstandspunkte verwendet. Die Matrizen waren unverändert.

Gemäß Beispiel 1 wurde ein Polyoxyäther-Kautschuk-Präparat gegen diese Matrize verformt. Es wurde eine ausgezeichnete Duplikatplatte ohne irgendwelche thermische oder Dimensionszersetzung der Matrize erhalten.

Beispiel 4

Verformung verschiedener Matrizen aus einer einzigen Folie. Gemäß Beispiel I wurde eine Matrize hergestellt und mit Erfolg zum Verformen einer Duplikatplatte wie im Beispiel 1 verwendet. Die Rückseite dieser Matrize wurde dann mit einer Kupferoriginalreliefdruckplatte in Berührung gebracht, und es wurde eine zweite Matrize in gleicher Weise wie die erste verformt. Die erste Matrize war völlig ausgelöscht, und die zweite hergestellte Matrize schrumpfte einheitlich in allen Richtungen um 0.5%, verglichen mit dem Kupferoriginal. Die Reproduktion der Einzelheiten war ausgezeichnet. Wie im Beispiel 1 wurde eine Duplikatplatte mit Erfolg verformt. Eine dritte Matrize wurde hergestellt, indem die Rückseite der zweiten Matrize mit einem Kupferoriginal in Berührung gebracht wurde; die Verformung erfolgte wie bei der ersten und zweiten Matrize. Die zweite Matrize war völlig ausgelöscht, und die dritte hergestellte Matrize schrumpfte einheitlich in allen Richtungen um 0,5% des Kupferoriginals. Wiederum war die Reproduktion der Einzelheiten ausgezeichnet. Gemäß Beispiel 1 wurde mit Erfolg eine Duplikatplatte verformt.

Dieses Beispiel zeigt die einmaligen Fähigkeiten der erfindungsgemäßen Matrize. Die Vorteile sind offensichtlich. Drucker oder Druckplattenhersteller können dieselbe Folie mehrmals nacheinander verwenden, wodurch Kosten und Materialaufwand wesentlich verringert weiden.

Beispiel 5

Ein

thermoplastischer
folgenden Formel:

Beispiel 3

Eine siranggepreßte Folie von 2,25 mm Dicke aus thermoplastischem Polyarylenpolyäther mit einer reduzierten Viskosität von 0,49 wurde in Platten von 20 χ 20 cm geschnitten. Aus einem Original aus Drucktypenmetall (»Linotype«-Melall) mit einem Schmelzpunkt von 246 C wurde eine Matrize hergestellt. Das in einem Schließrahmen eingeschlossene Original wurde mit einer Platte in Berührung gebracht und in eine hydraulische Presse gemäß Beispiel 1 gegeben. Original und Platte wurden 5 Minuten ohne Druck bei geschlossenen Pressenplatten vorerhitzt. Dann wurde langsam 30 Sekunden Druck angewendet und nach weiteren 30 Sekunden bei 15,75 kp/ cm² aufgehört. Original und Matrize wurden aus der Presse genommen. Die Matrize härtete augenblicklich und löste sich sofort ohne weitere Abkühlung vom Original. Die Schrumpfung betrug 0,5"Aj und war in allen Richtungen einheitlich. Die Typenseite des Originals war sehr scharf geformt einschließlich der Hohlräume im Inneren geschlossener Buchstaben, wie »d« und »e«, aber das Polymerisat war nicht ganz hinunter bis zum Trennmaterial zwischen den Linien gepreßt worden, wodurch vermieden wurde, daß die Matrize auf der Type festhakte.

Polyarylenpolyäther der O

-O - 7—S

\ v ι

aus 4,4-Dioxydiphenylsulfon und 4.4'-Dichlordiphenylsulfon wurde hergestellt. Dieses Polymerisat wurde dann wie im Beispiel 1 mit einem Kupferoriginal zu einer Matrize verformt, wobei 3 Minuten auf 274 C vorerhitzt wurde und das Verformen 30 Sekunden bei derselben Temperatur unter 28 kp/cm- erfolgte. Die Reproduktion des Originals war ausgezeichnet; die Schrumpfung betrug 0.5% und war in allen Richtungen einheitlich.

Gemäß Beispiel 1 wurde eine Butadien-Styrol-Kautschuk-Duplikatplatte gegen die Matrize verformt; dabei wurde ohne Druck 1,5 Minuten auf 149 C vorerhilzt und K) Minuten bei derselben Temperatur unter 63 kp/cm- ausgehärtet, wobei Ab-

''« Standspunkte zur Herstellung einer Platte von 1.65 mm Dicke verwendet wurden. Die Reproduktion war ausgezeichnet, und die Matrize zeigte keine thermische oder Dimensionszersetzung. Gemäß Beispie! 1 wurde auch eine Duplikatplatte

^(>ς> aus dem Polyoxyälher-Kaiitschuk-Präparat verlbrmt. Wiederum war die Reproduktion ausgezeichnet, und die Matrize zeigte keine thermische oder Dimensionsveränderung.

Beispiel 6 Ein thermoplastischer Polyarylenpolyäther der Formel

aus dem Bisphenol von Benzophenon und 4,4-Dichlordiphenylsulfon wurde hergestellt. Dieses Polymerisat wurde dann wie im Beispiel 3 mit einem »Linotype«-Original in eine Matrize veiformt, wobei 3 Minuten auf 210 C vorerhitzt und 30 Sekunden bei 15,75 kp/cm² und derselben Temperatur verformt wurde. Die Ergebnisse waren dieselben wie im Beispiel 3.

Eine Biitadien-Styrol-Kaiitschuk-Diiplikatplatte wurde wie im Beispiel 1 und unter den im Beispiel 5 angegebenen Bedingungen gegen die Matrize verformt. Die Reproduktion war ausgezeichnet, und die Matrize zeigte keine thermische oder Dimensionsveränderung.

Gemäß Beispiel 1 wurde auch eine Duplikatplatte aus dem Polyoxyäther-Kautschuk-Präparat verformt. Wiederum war die Reproduktion ausgezeichnet, und die Matrize zeigte keine thermische oder Dimensionszersetzung.

Beispiel 7 Ein thermoplastischer Polyarylenpolyäther der Formel

aus dem Bisphenol von Acetophenon und 4,4'-Dichlordiphenylsiilfon wurde hergestellt. Dieses Polymerisat wurde dann wie im Beispiel 1 mit einem Kupferoriginal in eine Matrize verformt, wobei 3 Minuten auf 266 C vorerhitzt und 3 Minuten bei derselben Temperatur unter 63 kg/cm² verformt wurde. Die Reproduktion war ausgezeichnet und die Schrumpfung 0,5% einheitlich in allen Richtungen. Gemäß Beispiel 1 und unter den Bedingungen von Beispiel 5 wurde eine Butiidien-Styrol-Kautschuk-Duplikatplatte gegen die Matrize verformt. Die Reproduktion war ausgezeichnet, und die Matrize zeigte

-P keine thermische oder Dimensionsveränderung.

Gemäß Beispiel 1 wurde auch eine Duplikatplatte aus dem Polyoxyäther-KautschuK-Präparat verformt. Wiederum war die Reproduktion ausgezeichnet, und die Matrize zeigte keine thermische oder Dimensionsveränderung.

Beispiel 8 Ein thermoplastischer Polyarylenpolyäther der Formel

Ϊ— O

aus dem Bisphenol von Vinylcyclohexen (hergestellt durch eine mit Säure katalysierte Kondensation von

2 Mol Phenol mit 1 Mol Vinylcyclohexen) und 4.4-Diehloidiphenylsulfon wurde hergestellt. Dieses Polymerisat wurde dann gemäß Beispiel 1 mit einem Kupferoriginal in eine Matrize verfonnt, wobei

3 Minuten auf 246 C vorerhitzt und 30 Sekunden bei derselben Temperatur unter 28 kg/cm- verl'ormt wurde. Die Reproduktion war ausgezeichnet und die Schrumpfung 0,5¹Vo einheitlich in allen Richtungen.

Gemäß Beispiel 1 und unter den Bedingungen von Beispiel 5 wurde eine Butadien-Styrol-Kautschuk-Duplikatplatte gegen die Matrize verformt. Die Reproduktion war ausgezeichnet, und die Matrize zeigte keine thermische oder Dimensionsveränderung. Gemäß Beispiel 1 wurde auch eine Duplikatplatte aus dem Polyoxyäther-Kautschuk-Präparat hergestellt. Wiederum war die Reproduktion ausgezeichnet, und die Matrize zeigte keine thermische oder Dimensionsveränderung.

Beispiel 9 Ein thermoplastischer Polyarylenpolyäther der Formel

aus 2.2'-Bis-(4-oxyphenyl)-propan und 4,4'-Difluorbenzophenon wurde hergestellt. Dieses Polymerisat wurde wie im Beispiel 1 mit einem Kupferoriginal in eine Matrize verformt.

Wie im Beispiel 1 wurde eine Duplikatplatte aus dem Polyoxyäther-Kautschuk-Prüparat gegen die Matrize \erlbrmt. Die Reproduktion war ausgezeichnet, und die Matrize zeigte keine thermische oder Dimensionsveränderimg.

Claims

Patentansprüche:

1. Verwendung von thermoplastischen PoIyanlenpolyäthern für Formwerkzeuge zum Formen von polymeren Stoffen.

2. Verwendung von Polyarylenpolyäthern nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß der Polyarylenpolyäther aus wiederkehrenden Einheiten der Formel

(O — E O — E' —)

worin E den Rest eines zweiwertigen Phenols und E' den Rest einer Arylverbindung bedeutet, die eine inerte. Elektronen abziehende Gruppe in mindestens einer der o- oder p-Stellungen zu den Bindungen aufweist, die die beiden Reste über aromatische Kohlenstofialome mit den Äthersauerstoffatomen verbinden, besteht.

3. Verwendung von Polyarylenpolyäthern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Polyarylenpolyäther aus wiederkehrenden Einheiten der Formel

-K

— ο -R'

besteht, wobei R eine Bindung zwischen aromatischen Kohlenstoffatomen oder einem zweiwertigen verbindenden Rest. R' eine Sullbn-, Carbonyl-, Vinyl-. Sulfoxyd-, Azo-, gesättigte Fluoikohlensloff-, organische Phosphinoxyd-oder Äthylidengruppe. Y und Y' jeweils inerte Substituenten. wie Halogenatome. Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen oder Alkoxygruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, und /· und ζ ganze Zahlen mit jeweils einem Wert \on 0 bis 4 bedeuten.

4. Verfahren zum Herstellen von mindestens zwei Formwerkzeugen aus einer einzigen Folie eines thermoplastischen Polyarylenpolyätheis, dadurch gekennzeichnet, daß man die Folie mit einer ersten Vorlage in Berührung bringt und zur Bildung eines ersten Formwerkzeugs Wärme und Druck anwendet, worauf die Rückseite des ersten Formwerkzeugs mit einer zweiten Vorlage in Berührung gebracht und Wärme und Druck angewendet werden, um so ein zweites Formwerkzeug herzustellen.