DE1604438A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von unverzerrten geformten Erzeugnissen - Google Patents

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung
von unverzerrten geformten Erzeugnissen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von
Kunststofferzeugnissen mit Isotropen Eigenschaften*

Ein weiterer Erfindungsgegenstand ist die Erzeugung von Belagmaterial in Plattenform, welches aus einem Kunststoffkörper mit oder ohne Kern, Füllstoff oder Verstärkung besteht.

Zur Herstellung einzelner Platten gibt es vier Örundmethoden, nämlich das Gieasen, das Strangpressen, das Formpressen und das Kalandern«

Das (Hessen besteht darin, dass ein flüssiges Monomereβ odtr Kars; in einem Arbeitsgang in eine Formzelle, gewöhnlich zwi-•öhen zwei polierten Glasplatten, gegossen wird, die durch eine Dichtung voneinander getrennt sind. Durch Auehärten der

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im Ofen wird dann das Monomere oder Harss in ein festes Polymerisat übergeführt.

Beim Strangpressen werden pulverförmige oder körnige Harze aus einem Pülltrichter eines beheizten Zylinder zugeführt, wo sie gesohcjclzen und von einer sich ständig drehenden Schnecke durchgearbeitet werdsM, worauf die Schnecke dis heisse Schmelze vorwärts durch ein·» erhitzte Kammer und durch eine Forraöff- = nung treibt. Wenn die Kunststoffplatte ausgetrieben wird, kühlt sie sich bei der Förderung zur Erhärtungsstufe ab.

Beim Formpressen wird die Fornmasse, gewöhnlich in rorerhitztem Zustande« in das Innere einer offenen form eingebracht, die Form wird geachloHsen, und es wird Warne und Druck» in Form ein«s sich abwärts bewegenden Stempels, zur Einwirkung gebracht, bis das Material ausgehärtet ist.

Beim Kalandern werden Felle durch Einwirkung von Druck zwischen zwei odez- mehreren gegenläufigen Walzen hergestellt.

Alle diese Methoden erfordern eine genaue Steuerung oder ToIerana, ua die vielen Fehler zu vermindern» die in den Fertiger-■eugnianen auftreten können, 2,B.

1) durch swangtläu.fi£C Ausrichtung der Moleküle verursachte Orientierung·spannvngen,

Z) durch unglfiohaiieejgee Abkühlen in der Fora hervorgerufene

th*r»ieche Spannungen,

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3) durch ungleichBäBsige Kristallin!tat infolge schnellen Abkühlene (Abschreckens) hervorgerufene Durchlassigkeitsunterschiede,

4) Unterschiede in der Molekulargewichteverteilung bei gleichem mittlerem Molekulargewicht,

5) Yerfonnung unter Belastung (kalter Fluss)-»:..

6) anisotrope Beschaffenheit.

Die Ursachen dieser Fehler sind verwickelt» beruhen aber -. hauptsächlich auf Eigenschafteänäerungen, die'die Harze in den verschiedenen Verfahronsstufen unter der Einwirkung verschiedener Kräfte sowie vor. Erhitzung und Abkühlung erleiden.

Da* für die in den Fertigerzeugnissen auftretenden Fehler verantwortliche komplizierte Verhalten von Kunststoffen ist noch nicht restlos aufgeklärt, und auch die vorliegende Beschreibung will die möglichen Ursachen dieser Fehler nicht restlos erklären, sondern nur einige Annahmen und !Theorien dafür wiedergeben.

Bine Aufgabe der Erfindung ist es* die bekannten und möglicherweise andere, weniger bekannte und unbekannte Eigenschaften von Kunststoffen auszunutzen, um ei-iige Fehler, die gewöhnlich in nach herkömmlichen -Verfahren, hergestellten KunstetofterzeugnisBtn auftreten, s;u vermindern oder womöglioh ganz su vermeiden.

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Wenn Harze, besonders wärmehärtende Harze, in eine offene Form gegossen und darin ohne künstliche Wärmezufuhr oder Druckeinwirkung ausgehärtet werden» so,erfolgt die Aushärtung bekanntlich, wem; der Boden der Form ungeföhr waagereoht verläuft, ▼on unten naoh oben, Normalerweise erhärtet der obere» der luft ausgesetzte Teil mit einer anderen Geschwindigkeit als der untere Teil. Es ist auch bekannt» dass verschiedene Teile von gegossenen Kunstharzer Zeugnissen in ihren Eigenschaften voneinander abweichen können« Wenn z.B, ein flüssiges Harz in eine offene Form mit waagerechtem Boden gegossen und darin erhärten gelassen wird, besitzt der untere feile'des so gewonnenen Formkörpers eine wesentlich andere Festigkeit als die übrigen Teile. Die Unterschiede in der Biege- und Zugfestigkeit zwischen verschiedenen Teilen des Formkörpers betragen gewöhnlich etwa 15 fcis 35 #. Der untere Teil des Formkörper* kann auch einen höheren Polymerisationsgrad» einen höheren Kristallinitätsgrad und eine' geringe Durchlässigkeit aufweisen als andere Teile des Erzeugnisses. Bine andere» bei der Polymerisation von flüssigen Harssen au berücksichtigende Tatsache ist der hydrostatische Druck, der dazu führen kann» dass auf die Flüssigkeit an den tiefer gelegenen Stellen höhere Kompressionskräfte zur Einwirkung kommen*

Wenn geschmolzene Harae stranggepresst oder nach anderen Methoden verfojmt werden, b€i denen das Harz während des Formung*«- vorganges f Hessen muss, besteht, wenn der Fluss au langsam vor sich geht, die Gefahr, dass verschiedene feile des Fertig-

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erZeugnisses unterschiedliche Eigenaohaften aufweisen, und wenn der Fluss zu schnell vor sich geht und unter raaoher Kühlung erfolgt, können die während des Fliessens entstehenden Scher spannung en in den Fertiger Zeugnis eingefroren werden. Weitere Kaohteile bein Schmelzen von festen Harzen und anschliessender Verformung der Schmelze bestehen darin, dass es infolge der geringen Wärmeleitfähigkeit und der hohen Visooaität von Kunststoffschmelzen schwierig ist, die Wärme durch sie hindurchzuleiten, und dass es sehr schwierig ist, in ihnen eine Turbulenz oder Miachwirkung sru erzeugen, um eine völlig ,homogene Hasse ssu erhalten.

Nachstehend werden einige theoretische Erwägungen mitgeteilt» die viellaicht die: Ursachen für die bei Kunststoffen gemeinhin auftretenden Fehler erklären können.

Eine mögliche Ursache für einige der Unterschiede ist die, dass die uit dem oberen Seil der flüssigen Masse in Berührung stehende Luft die Aushärtung dieses Teiles beeinflusst· Weiterhin 1st anzunehmen, dass ein UnterscMed in der Molekülkonzentration oc.er in der Molekulargewichtsverteilung besteht, der seinerseits zur Berührung mit der Luft oder zum spezifischen Gewicht ur.d mithin zum hydrostatischen Druck oder zum Kontakt des Harzes mit der waagerechten Oberfläche der Form in Beziehung stehen kann.

Ferner besteht möglicherweise auch eine Beziehung zu Kristal- Iietttionoverfahren. Ee können sich nämlioh bessere Kristalle

ausbilden, wenn die Kristallisation innerhalb des riohtigen Zeitraumes durchgeführt wird. Venn durch Besohleunigungsmittel eine schnelle Kristallisation herbeigeführt wird» so werden die Kristalle unter Umständen klein und unregelmässig, und das Produkt.ist mitunter amorph. .

Die Erfindung gibt eine Möglichkeit an die Hand» Harze mit unzulänglichen Eigenschaften in einer gegebenen physikalischen Anordnung derart zu verwenden» dass man Erzeugnisse erhält, deren Beschaffenheit derjenigen von nach herkömmlichen Methoden hergestellten Erzeugnissen überlegen ist·'

Zur Erläuterung einiger der oben angegebenen Annahmen und Probleme diene das folgende Beispiel eines herkömmlichen Verfahrens: -Beim Giessen n&ch herkömmlichen Methoden wird eine 1,5 m χ 3 m grossβ Platte zwischen zwei Glasplatten geformt; nachdem das flüssige. Konomare in die Zelle eingegossen ist, wird die letztere in senkrechter Stellung hochkant in einen Ofen zum Aushärten eingebracht. Dabei wird die unterste ' Sohioht des flüssigen Monomeren der Einwirkung des ganzen Gewichtes des Harzes in der Zelle ausgesetzt und infolgedessen entsprechend verdichtet, während auf der obersten Schicht kein Gewicht des Harzes lastet, und diese nur mit dem Glas und der Abdichtung in Berührung steht. Man kann sich leicht den Druck am Boden der Form ausrechnen, wenn nan berücksichtigt, dass ir einer nur unter der Einwirütung der Schwerkraft stehenden, in Ruhe befindlichen Flüssigkeit von g Lei Chinas siger Dichte der

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Druck mit der Tiefe zunimmt. Kit anderen Worten: Wenn zwei Stellen der gleichen Hersplatte bei der !formgebung der Einwirkung verschiedenerDrücke ausgesetzt werden, müssen sich diese Unterechiede auch auf das Endprodukt auswirken.

Das erfindungsgemässe Verfahren ermöglicht die Herstellung von Kunststoffplatten, die in einer bestimmten physikalischen Anordnung derartig geformt werden, dass die Erzielung isotroper Eigenschaften an gegenüberliegenden Oberflächen der Platten gewährleistet ist. Sie Erfindung bezieht sich ferner auf eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Bei der Durchführung des erfindungegemässen Verfahrene werden zwei gleiche Kunststoffhäute "oder -schichten gleichzeitig unter den gleichen Bedingungen aus den gleichen Kunststoff bestandteilen auf zwei einander gleichen waagerechten Oberflächen hergestellt, die von zwei einander gleichen, oben of fenen Fonnaggregaten gebildet werden, und die Kunststoff eohiohten oder -haute werden zu einem gewissen Grade erhärten gelassene -

Sann nüssen notwendigerweise die beiden sich bildenden Kunst«» etoff schichten oder -häute die gleiche Härte, das gleiche Verdiohtungs- oder Ausdehnungsverhältnis, an den gleichen, einander gegenüberliegenden Stellen, wenn überhaupt, die gleichen arteigenen Fehler und j wenn sie in der richtigen physikalischen Anordnung geüsäes der Erfindung aneinander gebunden sind, •ine ausgeglichene parallel* Starrheit aufweisen« *

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Da die Forming dieser Schiohten oder Häute innerhalb der richtigen Zeit ohne übermässige Erwärmung und ohne künstliche Bruokeinwirkung durchgeführt wird, erfolgt die Polymerisation ohne jede durch zwangsläufige Ausrichtung der Moleküle verursaohte störende Kraft oder Orientierung, ohne oder nahezu ohne durch ungleiohmässige Kühlung verursachte thermische Spannungen, ohne oder nahezu ohne Unterschiede in der Durchlässigkeit, ohne oder nahezu ohne Unterschiede in der Molekulargewichtsverteilung bei gleichem mittlerem Molekulargewicht, alle sonstigen möglichen fehler sind zu vernachlässigen, und in allen fällen haben beide Oberflächen die gleichen Eigenschaften, und jeder etwa in den Schichten oder Häuten auftretende Fehler ist gleiohmässig über die Kunststoffmasse dieser Schichten oder Häute verteilt.

Ferner trägt, sobald die beiden Kunststoffschichten oder -häute aneinander gebunden sind, ihre gleichartige innere Struktur und Oberflächenstruktur zu der ausgeglichenen Starrheit des Pertigerzeugnisses bei, weil die Resultierende der Terdiohtungs-, «Ausdehnungs- und Biegekräfte die gleiche ist.

Auch die Bindung beider Kunststoff schichten oder «häute wird ia einem stetigen Verfahren ohne Anwendung von künstlichen Druck oder übermässige Erwärmung herbeigeführt, da sie durch die molekulare Kohäsion und Adhäsion zustande kooot. Die bei den Kunststoffeohiohten oder -häute werden derart senkrecht angeordnet, dass die oberen Seile der Kunststoff sohiohten oder

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-häute, die sich auf der waagerechten Ροηα gebildet haben, in der senkrechten Stellung benachbart sind und mit der sie umgebenden Dichtung einen Hohlraum bilden. In diese Hohlräume wird jin Bindemittel eingebracht und darin erhärten gelassen.

Dieses neue Verfahren kann beispielsweise folgendermassen durchgeführt werden*

1) Man bringt zwei gleiche♦ bestimmte Mengen polyroerisierbaree flüssiges Harz in zwei gleiche waagerechte Pormön ein, die von zwei durch Dichtungsringe begrenzten und auf einem schwenkbaren !Träger angeordneten Oberflächen gebildet werden, wobei die Dichtungsringe eine solche Höhe besitzen, dass sie nach dem Zusammenfügen die ganze Dicke der gewünschten Platte darstellen, und wobei die Dichtungsringe am obersten Ende einen Schlitz oder ein Loch aufweisen, das vorher in einen oder beide Dichtungeringe eingearbeitet worden ist*,

2) Man streicht erforderliohenfalle die beiden flüssigen Harzschichten glatt, so dass sie sich der form der Dichtungsringe anpassen und eine Schicht oder Haut bilden» worauf man das Harz bis zu einem gewissen Grade erhärten läset.

3) Man verschwenkt die beiden waagerechten Formaggregate Bit den darin gebildeten Schichten oder Häuten gegeneinander um 90° in die'senkre6iite Stellung, so daas die Schichten oder Häute mit den Plächett, die eich bei ihrer Bildung in Berührung »lit, der l'örmoberfläehe in waagerechtsr Sage befanden,

nunmehr parallel zueinander geriohtet werden. Zweckmässig ' sind die beiden Formaggregate schwenkbar an entsprechenden Trägern angebracht, die ihrerseits auf einer ebenen Unterlage befestigt sind und mit einer Anordnung versehen sind, um die Kunetstofformen in enger Beirührung miteinander auszurichten, während die Formaggregate mit einer Anordnung ausgestattet sind, um die Schiebten oder Häute einander parallel auszurichten.

Φ) Beim ausrichten der Kunststoff schienten oder -häute bildet sich ο in bestimmter Hohlraum, der von den. Innenfläch en der Kuretatoffschichten oder -häute und den umgebenden Teilen der Dichtungsring© begrenzt wire., die am obersten Ejxde sin Loch uder einen SqIlLI tz aufweisen.

5) Man führt durch dieses Loch odei· diesen 'Sohlita eine bestimmte Menge polyiierisierbares flüssiges Harz, Bindemittel, Pullmittelgemlsch oder Teretärkungsmischung ein, um den Hohlraum zu fielen,

6) Man Hisst das eingeführte Material eich an die Kunststoffschicht en oder .-häute binden und erhärten und nimmt die .Platte aus der tarn heraus.

Biese «iiifäohen ^f«rfanrehsstufen verkörpern die Methode dee HeretellenB iweitr SoMahten oder Häute, die auroh ein Bindenittei aneinander gebi;>nden sind; nach anderen AuefÜHnöigsformeia der Erfitidung gelingt es, stärker e9lbetgebundene_f physikalisch angeordnete Platten herzustellen, indes »an in je- ·

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der Tom in aufeinanderfolgenden Verfahrensstufen mehrere Schichten herstellt, bis eine bestimmte Dicke erreicht ist, worauf man ^Ue !formen verschwenkt und die beiden Kunststoff körper aneinander bindet.

Weiterhin ermöglicht die Erfindung das Binden oder Einhüllen eines Kerns oder die Formung eines solchen Kerns in den Ponninneren nach den folgenden Verfahrensstufen:

a) Um einen Kern zu binden, wird ein Kern, der eine etwas geringere Dicke aufweist als das Forasinnere, hochkant in das Pornilnnere* eingebracht, so dass ein den beiden Seitenflächen und an den beiden Kantenflächen des Kerns je zwei einander gleiche Hohlräume entstehen, worauf man das Forminnere vollständig mit dem Bindemittel oder Harz ausfüllt.

b) Um oinen Kern einzuhüllen, wird eine bestimmte Menge flüssigen Harzes oder Bindemittels in das Forminnere bis zu einer bestimmten Höhe eingefüllt und erhärten gelassen, auf den ausgehärteten Kunststoff oder das erhärtete Bindemittel wird eine weitere Monge flüssiges. Harzes oder Bindemittels gegeben, und auf diese Flüssigkeit wird ein plattenartiger Kern, der eine etwae geringere Dicke, länge und Breite besitzt als der Hohlraum, hochkant aufgebracht. Dabei verdrängt der· Kern das zuletzt gegossene flüssige Hare oder Bindemittel, so dass dieses an den Innenseiten der Kunststoff schichten oder -häute bis sm einer bestimmten Höhe steigt und den-Kern vollständig einhüllt. Erforderlichen-

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falls wird noch weiteres flüssiges Hare oder Bindemittel zugesetzt, um den Kern vollständig einzuhüllen.

c) Um einen Kern in dem Forioinneren herzustellen, wird nach einer Aueführungθfona der Erfindung das Forminnere teilweise mit einem Schaumkunstharz, Katalysator und Blähmittel gefüllt, worauf man das Harz auftreiben, erhärten und sich an die Kunststoff schichten oder -häute binden lässt.

Oemäss einer weiteren Aueführungeform der Erfindung werden Farbpigmente zu dem flüssigen Harz zugesetzt o'der Ziermittel eingeführt, um in mindestens einer der in die offenen Formen gegossenen flüssigen Barzsohiohten eine Zierwirkung zu erzeugen·

Ee ist auch möglich, Erzeugnisse mit verschiedenen Oberflächeneffekten zu erhalten,, indem man Formen verwendet, deren Buden der gewünschten Auesenflache des Fertigerzeugnisses entsprechen und z.Bo gemasert, ausgemeieselt, geätzt, graviert, satiniert oder poliert sini. '

Statt das gleiche flüssige Harz zu verwenden, welohes für die Herstellung der Schichten oder Aussenhäute verwendet wurde, können zwischen die Sohiohten oder Häute andere Bindemittel oder Gemische und/oder Verstärkungsmittel eingeführt werden, um die Starrheit, Biegsamkeit, Stossfestigkeit, Leiohtigkeit usw. zu erhöhen, z.B.:

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für die Starrheitt fUr die Biegsamkeits für die Stossfestigkeit:

für die Leichtigkeit:

für die Schall- und Wärmeisolierung:

für die Färbung!

feste Kerne aus Metall, HoIa, Glasfasern, Faservlies, wabenartige FUIlnittelf

biegsame Harze, ine Fonainnere eingetränkter öder einvulkanieierter Kaut- - echukj ..- ■"""■"-".- . -'-.'. '..■■."".-ine Jorminnere eingetränkte oder ein» geformte Sohaumkunstetoffe|ins Forminnere eingetränkter oder einvulkanieierter^ Kautsöhuki _% ins Forminnere eingetränkte oder eingeformte Sohauakunstetpffej alt Hars gemischte leichte Füllstoffei

Walienfüllungen, in das Forminhere eingetränkte oder eingeforate SohauB-kunststoffe;

mit Bars oder Bindemittel gemieohte Pigmente ztar Bildung dee Hintergrundes für die Zierwirkung·

Nach dem erfindungsgeaäeeen Verfahren können Eraeugnisse von beliebiger Dioke und Form hergestellt werden, 2,B₀ je naoh den Umrissen der verwendeten Formen quadratische, rechteckige, o^ale, runde oder unregelmäesig geformte Breeugnieee.

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Dae erfindungsgemässe Verfahren lässt sioh auch, kontinuierlich durchführen, wie es in Verbindung nit Pig. 6 bia 10 erläutert ist.

Pig. 1 der- Zeichnungen ist eine Seitenansicht von zwei Formaggregaten und ein Querschnitt durch zwei oben offene Formen, die an den Fonnaggregaten befestigt sind und zur Herstellung der Erzeugnisse gemäss der Erfindung verwendet werden.

Fig. 2 ist eine ähnliche Ansicht wie Fig. 1 und erläutert die erste Verfahrensstufe.

Fig. 5 ist eine Seitenansicht der Verschwenkung der oberen Forinteile der Formaggregate und erläutert die zweite Verfahrensstufe β

Fig. 4 ist eine ähnliche Ansicht wie Fig. 3 und erläutert die letzte Verfahrenestufe. .

Fig. 5 zeigt eine nach dem erf indungegemäs β en Verfahren hergestellte Kunststoffplatte.

Fig· 6 zeigt in soheaatischer Sarstellung eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrene.

fig» 7 zeigt in perspektivischer Ansicht einen Seil einer bei dem kontinuierlichen Verfahren verwendeten biegsamen Förder*· bandform.

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Pig. 8, 9 und 10 sind drei versehiectene Ansichten dee triöhterartigen feiles der in Fig. 6 dargestellten Vorrichtung,

Fig. 1 zeigt zwei gleiche Formaggregate, bestehend aus den beiden feilen 2 und 3» die durch die Lagerzapfen 4 schwenkbar miteinander verbunden Bind. Die unteren feile 2 der Formaggregate ruhen auf einer ebenen Unterlage 1, während die oberen Teile 3 mit einer Einrichtung, um sie in waagerechter Lage zu halten, und mit einer Einrichtung ausgestattet sind, um sie in die senkrechte Stellung zu verschwenken und in dieser Stellung festzuhalten. .

Auf den oberen feilen 3 der Formaggregate sind Formplatten 5 und als biegsame Dichtungsringe 6 ausgebildete Formwandungen angebracht, die zwei einander gleiche, oben offene Formen bilden. Die Oberflächen der Formplatten 5 bilden den Boden der oben offenen Formen.urd weisen die ausβere Oberflächenausbildung der gewünschten !Erzeugnisse auf. Die Formplatten können aus Glas, Melamin-Polymerisaten, Polyester usw. bestehen.-

Sobald die oben offenen Formen zusammengesetzt und erforderlichenf alia ausgerichtet sind, werden a ie mit einer Formeohlioht© beschichtet, und zwei gleiche bestimmte Mengen flüssigen, katalysatorhaltigen Harzes werden in die Formen eingebracht, wobei $ ede der beiden Formen teilweise gefüllt wird und die beiden, in Fig. 2 dargestellten, einander gleichen Fltiesigkeiteschichten entstehen.

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Wenn die beiden flüssigen Harze bis 2U einem gewissen Grade erhärtet sind, werden die beiden oberen Formteile 3 um 90° in die in Fig. 3 gezeigte Stellung verschwenkt, so dass die beiden die Formwandungen bildenden Dichtungsringe 6 miteinander in Berührung kommen und einen dichten Formhohlraum 8 bilden, der von den Innenflächen der Kunststoff schicht en 7 und einem Teil der Dichtungsringe begrenzt wird.

Die Grosse des sich so bildenden Hohlraumes ist zuvor nach der Gesamtdieke des gewünschten Erzeugnisses bestimmt worden und entspricht der Gesamthöhe. der die Formwandungen bildenden Dichtungsringe und der Gesamthöhe der in beide Formen eingeführten Harzschicht.

Nachdem die beiden Oberteile 3 der Formaggregate in senkrechter Stellung festgestellt worden sind» werden sie in Arbeitsstellung zueinander gebracht, z.B. durch eine Anordnung, die in mindestens einem der unteren Formteile 2 vorgesehen ist, um das ganze Aggregat auf der ebenen Unterlage rück- ,oder vorwärts zu bewegen. Die beiden offenen Formen werden zusammengesetzt, und die die Foriawandung bildenden Dichtungsringe kommen in dichte Berührung miteinander, wobei durch den ausgeübten Druck ein dichter Hohlraum 8 gebildet wird.

Die beiden oberen Teile 3 der Formaggregate sind so ausgebildet, dass die daran befestigten Formen derart festgehalten und ausgerichtet werden, dass die beiden fertigen Oberflächen des Erzeugnisses einander parallel sind.

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Nachdem dl© Formen ausgerichtet sind» können die oberen Bioh~ tungsringe β oder ein 9?eiX derselben abgenommen werden» um das flüssige, kaialysatorhaltige Hars 10 ±n das Forminnere 8 zu giessen, wie es in Figo 4- gezeigt ist.

lachd©m das Harz eingegossen und erstarrt ist, kann das Erseugnis aus den Formen herausgenommen werden. Das Erzeugnis hat minmehr das Aussehen eines nahtlosen, festen Kunststoffgegenstandes siit zwei fertiggestellten Oberflächen, die von den lusseiähäuten oder -schichten 7 gebildet werden* welche, ■wie Hg, 5 zeigt, durch die Mittelschicht 10 aneinander gebunden sind. Infolge der sich gegenseitig aufhebenden Spannungen "besitzt das Erseugn&s isotrope Eigenschaften.

Erssugnis kann 3e nach der Art des zu dem flüssigen Hara augesetaten Farbstoffs oder Pigments vollständig durchöiehtig» durchscheinend, teilweise durchsichtig, klär, farbig oder undurchsichtig sein. Auch Kombinationen von Durehlässigkeitssigenschaften und Farben lassen sich leicht erzielen.

Y/enn eine dreidimensionale Tlefenzierwirkung erwünscht ist, kann sioh dieses Muster in einer oder beiden Aussenschichten befinden und nach verschiedenan Methoden unter Terwendung orientierbarer Mittel" hervorgebracht werden. V

Die» kann z.B_o erfolgen» indem aian dem flüssigen, katglysator-Hers PerXmmtterpigraent .beiraischt_? das ©eiaisoh in die tj das (reaisoh von Hand in käamender Bewegung rührt,

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mo das Perlmutterpigment au verteilen und au orientieren, Je nach Wunsch ein Muster erzeugt und mit der kämmenden Bewegung aufhört, sobald die Visoositäteerhöhung anzeigt, dass das Harz den Cr β laust and erreicht hat, so dass das Huster dauerhaft in dem Harz festgelegt wird»

Nach einer anderen Methods werden Perlmutterschuppen in das flüssige, katalysatorhaltige Harz eingebracht, nachdem dieses bereits in die Form gegossen worden ist, worauf man ein Muster nach Wunsch erzeugt, bevor das Harz den Gelzustand erreicht hat, wobei man den Anstieg der Viscosität des Harzes mit Hilfe eines Beschleunigers und Katalysators zeitlich auf die Harzmenge und die Arbeitetemperatur abstimmt.

Nach einer weiteren Methode wird aus dem flüssigen, katalysatorhaltigen Harz und einer geringen Menge weisser Polyesterpaste ein durchscheinendes Gemisch hergestellt, das dann in die Porm gegossen wird, worauf man in dem Gemisch mit Hilfe eines eine feine Spitze aufweisenden Gerätes mit schwarzer Polyesterpaste schwarze Adern erzeugt, um eine Marmoroberfläche nachzuahmen»

Wenn ein tieferer dreidimensionaler Ziereffekt gewünscht wird, lässt sich dieser dadurch erreichen, dass man in jede Form auf die zuletzt ausgehärtete Kunststoffschicht weitere Schichten giesst, oder dass man zuerst eine durchsichtige Schicht bildet and die erste Zierschicht auf der durchsichtigen Schicht herstellt. ' BAD

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Wenn eine undurchsichtige Schicht als Hintergrund für den Ziereffekt dienen soll, wird das flüssige, lcatalysatorhaltige Harz, bevor ee in die Porm gegossen wird, mit einem undurchsichtigen Pigment gemischt.

Diese Methode zur Erzeugung dreidimensionaler Tiefeneffekte sowie Beispiele für dafür geeignete flüssige» katalysatorhaltige Harze, die Bich ohne Anwendung von Wärme oder Druck gies-Ben und aushärten lassen, "bilden den Gegenstand der USA-Patentanmeldung Serial ITo. 251 420 vom 14 Januar 1963», ausgeschieden aus dem USA-Patent 3 072 973. In der genannten Anmeldung und der genannten Patentschrift sind flüssige, katalysatorhaltige Griessharze und dafür geeignete Monomere beschrieben, z.B. Epoxyharze, Polyesterharze, Polystyrolharze und Polymethacryl- . säuremethylesterharze. Eines der dort angegebenen Beispiele ist ein herkömmliches, wärmehärtendes Polyesterharz mit Beschleuniger und Katalysator, wobei die Bestandteile vor Gebrauch vermischt werden. Dieses Gemisch besteht aus 5,7 1 Polyesterharz, 100 g Methyläthylketonperoxyd, 7,1 g Kobalt und 14,15 g gereinigtem Styrol·

Diese Methode kann auch angewandt werden, um einen Kern einzuhüllen oder in einem 7ormhohlraum einen Schaumstoffkern zu bilden, wie oben beschrieben.

Jig. 6 zeigt eine Torrichtung zur kontinuierlichen Durchführung deβ Verfahrens.

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Auf ewei einander gegenüberliegenden ebenen Unterlagen 11 laufen mit ihren ebenen Oberflächen zwei gleiche biegsame Förderbänder 12, beispielsweise von der in Pig. 7 dargestellten Form, auf einander 911 naoh der Vertiefung 22 hin. Jedes der biegsamen Förderbänder 12 hat den inneren Querschnitt eines offenen halben Reohtecks, wobei eine fortlaufende» oben offene Form Tön einer Nut gebildet wird, deren obere Oberfläche den dem gewünschten Aussehen der äusseren Oberfläche des Erzeugnisses entsprechenden Formboden darstellt, während die beiden Seiten die Formwandungen bilden. Diese Förderbänder können endlos sein; in dem Beispiel sind jedoch zwei Rollen dargestellt, die von den Zuführungsepulen 13 ausgehen, von den Aufnahmespulen 14 aufgenommen und auf ihrem Weg über die ebenen Unterlagen hinweg duroh (in Fig. 6 nicht dargestellte) Druckplatten Oder Druokrollen geführt werden, die zu beiden Seiten der Unterlagen die die Nut bildenden Kanten von oben her beaufschlagen, um die Förderbänder flach und in enger Berührung mit den Oberflächen der Unterlagen zu halten. Die Führungsrollen 15. und 17, die Walzen 16 und die mittlere Vertiefung 22 tragen weiter zum glatten Lauf des Förderbandes durch die verschiedenen Absohnitte der Vorrichtung bei.

Wenn diese Förderbänder kein Ablösemittel enthalten, muss auf die Innenteile der Förderbänder eine Formsehlichte aufgebracht werden, bevor das Harz eingegossen wird.

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Wenn man mit Harzen von niedriger Viscosität arbeitet, ist es •unter Umständen erforderlich, das- Förderband unter der Glattstreichvo richtung 20 mit einer ge schic as enen Seite zu-versehen, indem" Man" ein biegsames-. Stuck über den inneren Querschnitt des Förderbandes hinweg einsetzt, welches den Anfang der Flüssigkeitsschicht formt und verhindert, dass das flüssige Harz frei fliessen kann» Diese Stücke sind in Fig. 6 durch das Bezugsseiofcen 26 angedeutet.- -

Bei der Durchführung des'Verfahrens wird zunächst das Förderband in Gang gesetzt, dann werden konstante und gleiche Mengen flüssigen, katalysatorhaltigen Harzes 19 durch die Zuführungsrohre 13 bis zur gleichen Höhe in die beiden vorrückenden FörderbaE.dforiBen 12 gegossen und durch die Vorrichtung 20 glattgestrichen. Diese Harzschichten werden durch die Heizkaramern geführt, tun ihre Aushärtung zu beschleunigen, und treten aus den Heiakaamern in hartem, aber noch biegsamem Zustande aus. Die beiden noch biegsamen und halbgehärteten*Kunststoffschichten laufen-in * der senkrechten, fülltrichterartigen Vertiefung 22 zueamroen. Diese Vertiefiing wird von den Walzen 16 gebildet, deren Durchmesser eo bsmeseen ist, dass die Schichten ohne Beeinträchtigung vorübergeherid die gekrümmte- Form annehmen können.. Währ and die Förde cbänciei· die mittlere, senkrechte, fülltrichterartige Vertiefang durchlaufen (die in Fig. 8 im Teillängaschnitt in Vorderansicht und in Fig. 9 im Teillängesohnitt in Seitenansicht.abgebildet ist), nähern sie sich einander an,'

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bis sie in den unteren, senkrechten, geraden Teil dieses Abschnittes eintreten, wo sie ait ihren Formwanddiohtungen (wie in Pig· 10 im Schnitt nach der linie 10-10 der Pig. 9 dargestellt) in enge Berührung miteinander kommen, indem die Formwandungen 'je einen Ponuhohlraum bilden, der einen rechteckigen Innenquerschnitt mit einer unteren und einer oberen öffnung aufweist und von der inneren Oberfläche der halbgehärteten Kunstharzschichten und einem Teil der Formwanddichtungen begrenzt wird*

Um einen ersten Formhohlraum mit nur einem oberen offenen Abschnitt ssu bilden, wird ein biegsames Absperrorgan quer über mindestens eines der Förderbänder auf der Oberseite der Kunststoffschicht eingeführt, so dass sich, wenn die Förderbänder auf ihrem Weg abwärts diesen geradlinigen Teil erreichen, fortlaufend ein Porrahohlrauia bildet, der ständig von oben her duroh das Zuführungsrohr 23 mit flüssigem, katalysatorhaltigern Hare 24 gefüllt werden kann« Das Absperrorgan, welches den Anfang der mittleren Kunststoffschicht bildet, ist in Fig. 6 bei 27 dargestellt*

Nachdem dieser sich fortlaufend bildende Formhohlraum mit dem flüssigen, katalysatorhaltigen Harz gefüllt worden ist, laufen die Förderbänder weiter abwärts durch die Heiakammer 25» in der dieses zuletzt eingegossene Harz und die beiden halbgehärteten Schichten vollständig ausgehärtet werden, so dass das am unte-

ren Ende.des-mittleren senkrechten Abschnittes austretende Br-

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EeugniB auf die gewünschte länge geechnitten werden kann«

Am unteren Abschnitt ist eine (in fig, 6 nicht dargestellte) Anordnung vorgesehen, um das Erzeugnis von den Förderbändern abzulösen und das Fertigeraeugnis bu führen und abzuschneiden.

Bas aus der Torrichtung auetretende Fertigerzeugnie besitzt zwei fertiggestellte Oberflächen undhat das in Fig» 5 gezeigte Aussehen eines nahtlosen Kunststoff gegenstandee·

Wie es für das stationäre Verfahren beschrieben wurde» können auch bei diesem kontinuierlichen Verfahren nach den gleichen, vor dem Eintritt der flüssigen HarzBohichten in die Heizkammern 21 anzuwendenden Nethoden völlig durohsichtige, durohsoheinendo, teilveiBe durchsichtiget klare, farbige oder· undurchsichtige Erzeugnisse hergestellt werden, die euch in mindestens einer der in waagerechter Lage gebildeten Schichten dreidimensionale liefeneffekte aufweisen können. ■""·""

Zum kontinuierlichen Einhüllen eines Kerns oder Verstärkungsmaterials braucht man nur den Kern oder das Verstärkungematerial in den Formhohlraum einzuführen, auszurichten und festzulegen, während das Hiarz kontinuierlich eingegossen wird«

Sohliesslich kann auch ein kontinuierlicher Sohaumkunstetoff*.■■ kern tmter yerwendung. von Schaumkunststoff, Katalysator und Blähmitteln in^^ dem Forminneren erzeugt werden»

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Claims (11)

1. *;■■■■

   Stanley Ronald Barnette 29· April I966

   Patent an eprüche

   1« Verfahren zur Herstellung von unverzerrten geformten Erzeugnissen mit isotropen und ausgeglichenen Eigenschaften« dadurch gekennzeichnet, dass man (A) in zwei gleiche'» ebene» oben offene Formen, deren Böden entsprechend dem gewünschten Aussehen der Oberfläche des Fertigerzeugnisses ausgebildet und mit nach oben vorepringenden Dichtungsringen vereehen sind, mindestens je eine gleiche Menge eines fliessfähigen und härtbaren Stoffes einführt, wobei die Summe der Tiefen der beiden Formen durch die Summe der. Höhen der beiden Dichtungeringe bestimmt wird und der Dicke des Erzeugnisses entspricht» und wobei die Mengen so bemessen werden, dass der härtbare Stoff die Formen teilweise füllt, so dass die Einzelmengen des Stoffes bis zum Erstarren aushärten können, (B) beide Formen in eine senkrechte lage verschwenkt und so zusammenfügt, dass die Dichtungsringe in enge Berührung miteinander kommen und eine geschlossene Form mit einem abgedichteten Forminneren bilden, welches von den beiden erstarrten inneren Oberflächen und den entsprechenden Dichtungsringen gebildet wird» dass man die geschlossene Form In senkrechter Stellung feststellt und die Form so

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   sind, und deren gesamte innere liefe der Dicke des herzueteilend en Erzeugnisses entspricht, (B) die Förderbänder kontinuierlich in waagerechter Richtung gegeneinander vorrücken läeat, (C) die Flüssigkeitsachichten auf beiden Fördertändern glattstreicht, so dass sie die Formen nur teilweiseausfüllen, (B) die PlüssigkeitsBohichten während der waagerechten Bewegung der Förderbänder einer beschleunigten Härtung bis au einen Zustand unterwirft, in welchen die Flüssigkeit erstarrt, aber noch biegsam ist, (E) die Bewegungsrichtung der Förderbänder und der biegsamen Schichten so ändert, dass sie sich senkrecht abwärts bewegen, und die Förderbänder gleichzeitig in abdichtende Berührung bringt, so dass die. Innere Quer« schnlttsforn ein aus zwei Abschnitten bestehendes geschlossenes Rechteck darstellt und die geschlossene Form mit den inneren Kunststoffsohiohten «inen Hohlraun alt offenen oberen und unteren Abschnitten bildet, (F) den Hohlraun abdichtend derart absperrt, dass slob, nachdem die geschlossene Fons einen gegebenen Weg abwärts zurückgelegt hat, kontinuierlich ein Formbolraun mit einer oberen öffnung bildet, (G) kontinuierlich nit gleicher Geschwindigkeit von oben her in den eioh fortlaufend bildenden Hohlsaum ein Material einführt« welches genügend polymerisierbar« flüssigkeit enthält, um ^en Hohlraum vollständig gefüllt au halten, (H) die so eingeführte Flüssigkeit während der Abwärtsbewegung der Förderbands? einer beschleunigten Härtung unterwirft, bei der sie eioh an die be- , nacbbarten Kunstetoffeohiehten bindet _f und (I) die Förderbänder

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   ausrichtet, dass die äusseren Oberflächen der beiden ersten, erstarrten Schiohten, die die beiden fertigen Oberflächen des Erzeugnisses bilden, einander parallel gerichtet sind» und (C) in das Forminnere durch eine öffnung, die sich in mindestens einem Abschnitt der geschlossenen Form befindet, so viel flieesfäftigen Stoff einführt, dass das Forminnere vollständig ausgefüllt wird, vox auf man die luft durch den obersten Schlitz entweichen und den flieesfähigen Stoff erhärten und sich an die angrenzenden Schichten binden lisst, bis er erstarrt ist.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet« dass in mindestena sine der beiden Mengen des härtbaren Stoffes 2iermittel eingeführt werden«
3. 3» Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in das Forminnere ein Kernmaterial eingeführt wird.
4. 4. Verfahren zur Jrontinulerlichen Seretellimg τοη Kunststofferzeugnißsen mit isotropen und auef:eglichenen Eigenschaften, dadurch ijelcannseichnii;, dass man (L) kontinuierlich BiIt gleicher Gesuhwindigkeit gleiche Hanger, einer polyiaerisierbaren Pltissigkeit in Form von Schichten in zwei vorrückende» ehsne, offene Forxsen einfüh^-;, die au3 zwei gleichen? einander gegenttberliegf Tidan Förder Mindern aus biegsaaea Werkstoff bestehen, deren innerer Querschnitt ü%& %ozs eines offeaen Halbreeht· eckss aufweist, deren Böden entsprechend üem Aussehen der äuaseren Oberfläche dee hersua teilenden ErzaiigniaseB ausgebildet

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   von demfertigen Erzeugnis abzieht. .
5. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch'gekennzeichnet, dass in mindestens eine der beiden Mengen der polymer! ei er bar en Flüssigkeit Ziermittel eingeführt werden.
6. 6. Verfahren nach Anspruch 4» dadurch gekennzeichnet, dass das in den Hohlraum eingeführte Material einen Schaumkunststoff ent-
7. 7. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das in den Hohlraum eingeführte Material ein Kernmaterialenthält·
8. 8. Erzeugnis» hergestellt nach Anspruch 1, bestehend aus einem starren, nahtlosen, einstückigen Körper Bit zwei einander gleichen parallelen gehärteten Aussensohiohten und einem inneren Füllkern, wobei die Schichten aus selbatgebundenem Kunststoff bestehen,, der Kunststoff der äusseren Seile der Aussensohiohten eine höhere Festigkeit aufweist als der Kunststoff der. inneren Teile der Ausβenschiehten, und das Erzeugnis einheitlich,

   . nahtlos, unverzerrt und isotrop ist. ,
9. 9. Vorrichtung zur durchführung des Verfahrene gemäss Anspruch 1 bis 7, gekennzeichnet durch zwei einander gleiche, ebene, oben offene Formhälften, bestehend aus Formböden (5)und daran befestigten Dichtungen (6),ein· Anordnung (1,2), um die Formen in gleioher Höhe in ortsfester waagerechter Lage zueinander zu

   halten, tine Anordnung (4), ua die Formen derart in eine eenkrechte Üaga au bringen, dass die Dichtungen (6) der beiden FormhäXffcen in abdichtende Berührung miteinander kommen und eine gevohloeeene Porm bilden» und eine Anordnung bud Einführan Ton Material in das Porsinnere·
10. 10. Vorrichtung nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch auf parallelen Achsen gelagerte Drehzapfen (A)*
11. 11. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die formbuden ala langgestreckte, biegsame Förderbänder (12) auegebildet sind." . -

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