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Herstellung gegossener Kunststoff-Platten Beschreibung Gegenstand
der Erfindung ist ein Verfahren und eine zu dessen Ausführung dienende Vorrichtung
zur chargenkontinuierlichen Herstellung gegossener Kunststoff-Platten, besonders
geeignet zur Herstellung optisch einwandfreier Gro#formate aus Polymethylmethacrylat,
dessen Mischpolymerisaten und anderen polymerisierbaren Flüssigkeiten sowie zur
Herstellung von Kunststoff-Platten mit besonderer Oberflächenbeschaffenheit.
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Bei den bekannten Verfahren dienen zur Herstellung der Formen zwei
oder mehrere Formtafeln aus Glas, Metall oder Kunststoff mit entsprechend beschaffener
Oberfläche und geeignete Distanzierungsumrandungen, beispielsweise Papier, Schnur,
Gummi- oder Kunstatoff-Profile. Näch dem Füllen der separaten Formen mit der zu
polymerisierenden Flussigkeit wird die Verfestigung durch geeignete Temperatursteuerung
im Luftstrom, in Flss-igkeitsbädern oder in einer Kombination beider errecht. Nach
beendeter Polymerisation werden die Formtafeln von Formling getrennt und in folgenden
Arbeitsprozessen wieder zu Formen zusammengesetzt.
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Außerdem sind kontinuierlich arbeitende Verfahren bekannt geworden,
bei denen die zu polymerisierende Flüssigkeit in förderband-ähnlichen Vorrichtungen
zur Verfestigung gebracht wird.
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Den zuerst genannten bekannten Verfahren haftet der Mangel an, daß
die Chargenfertigung einen großen Arbeitsaufwand und dazu eine Vielzahl von Manipulationen
der Formelemente erfordert, die zu Beschädigungen der Formtafeln führen können.
Besonders schwierig ist die Wahl einer geeigneten Distanzierungsumrandung, da diese
die Banddicke des Formlings bestimmt, die Form sicher abdichten muß und vor allem
der während der Polymerisation auftretenden Kontraktion on des Formlinge so leioht
nachgeben muß, daß vorzeitige Ablösung des Formlings von den Formtafeln ausgeschlossen
list. Materialqualitäts-Probleme wie ungleichmäßige Dioke des Formlings und unterschiedliche
Strukturbeschaffenheit infolge von Temperaturdifferenzen
während
der Polymerisation treten häufig auf. Der Herstellung großformatiger Kunststoff-Platten
nach diesen Verfahren sind Grenzen gesetzt. - Kunststoff-Platten aus kontinuierlicher
Fertigung besitzen eine für viele Zwecke ungenügende Materialcharakteristik, insbesondere
Oberflächenbeschaffenheit.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung dieser
Nachteile gegossene Kunststoff-Platten, insbesondere optisch einwandfreie Großformate,
herzustellen.
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Das Verfahren nach der Erfindung beruht darauf, daß die Formen abwechselnd
mit Temperaturregelkammern zu einem Paket zusammengestellt werden und'auf die Stirnseiten
dieses Paketes-ein Flächendruck ausgeübt wird, der die Abdichtung der Formen besorgt
und gestattet, der während der Polymerisation auftretenden Kontraktion der Formlinge
durch Zusammöndrücken des Paketes zu folgen. Die Polymerisation läßt sich über die
Temperaturregelkammern genau und bei allen Formen gleichmäßig steuern. Meist muß
die Polymerisation durch Wärmezufuhr gestartet werden, während später freiwerdende
Reaktionswärme abzuführen ist. Das Zusammendrüoken des Pakete, wird sorgfältig auf
die Kontraktion der Formlinge während der Polymerisation abgestimmt.
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Das Verfahren nach der Erfindung gestattet, beliebig viele Formen
einzusetzen und alle Arbeitsgänge, wie Herstellung der Formen, Füllung, Polymerisation
und Entformung, in einer Vorrichtung lokal durchzuführen. Die Polymeriflationsverhältnisse
Uber die Fläche Jeder Form und innerhalb aller Formen im Paket lassen sich sehr
gleichmäßig einstellen. Die Formlinge sind planparallel und lösen sich nicht vorzeitig
von den Formen ab. Die Formtafeln können auch bei großen Formaten einfach gehandhabt
werden, wodurch die Gefahr einer Beschädigung derselben weitgehend herabgesetzt
wird.
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Eine zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung vervendbare
Vorrichtung wird beispielsweise in den Zeichnungen~gezeigt, wobei dargestellt ist
in Abb. 1 die Gesamtansioht des Paketes, und in Abb. 2a und 2b Ausschnitte aus möglichen
paketanordnungen.
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Das Paket wird gebildet aus abwechselnd vertikal zusammengefügten
Formen (1) und Teiperaturregelkammern (2>. Das aus beliebig vielen
Elementen
zusammengesetzte Paket besteht aus n Formen (1) und n + 1 Temperaturregelkammern
(2), sodaß sich als Abschluß auf beiden Stirnseiten jeweils eine Temperaturregelkammer
befindet. Auf die Stirnseiten des Paketes wird ein gleichmäßiger Flächendruck (p)
ausgeüb+-dargestellt in Abb. 1 duroh Pfeile.
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Jede Form (1) besteht aus zwei Formtafeln (3) und einer Distanzierungsumrandung
(4). Als Formelemente können die dafür bekannten Materialien verwendet werden, vor
allem Glas oder Metall geeignete Oberflächenbeschaffenheit als Formtafeln (3) und
Kunstatoff-Profile als Distanzierungsumrandung (4). Der durch Formtafeln (3) und
Distanzierungsumrandung (4) gebildete Zwischenraum (6) wird mit der polymerisierbaren
Flüssigkeit gefüllt, die sich dort zum Formling verfestigt Die Temperaturregelkammern
(2) können nach Abb. 2a auf beiden Seiten geschlossen und mit einem internen Verteilersystem
für die Temperaturregelflüssigkeit (5) versehen sein, oder sie können nach Abb.
2b als beidseitig offene Rahxenkonstruktion mit über die Fläche sngeordneten Verteilerstegen
für die Temperaturregelflüssigkeit (5) ausgeführt sein. Die Temperaturregelkammern
(2) können lose zwischen den Formen (1) angebracht sein, oder sie können mit den
beiden benachbarten, zu zwei verschiedenen Formen gehörenden Formtafeln (3) fest
verbunden sein. Die Teiperaturregelkaimern (2) sollen zur gleichmäßigen Weiterleitung
des Flächendruckes (p) innerhalb des Paketes planparallel gearbeitet sein aus einem
Material, welches sich unter dem ansulegenden Druck (p) nicht verformt. Das Verteilersystem
innerhalb der Temperaturregelkammern soll die Temperaturregelflüssigkeit zwischen
den Zu- und Abflüsse so lenken, daß möglichst gleichmäßige Temperaturverhältnisse
über die gesamte Fläche gewährleistet sind.
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Dickenunterschiede über die Fläche des Formlings lassen sich vermeiden
durch Verwendung einer Temperaturregelflüssigkeit, welche die gleiche oder eine
annähernd gleiche Diohte hat wie die zu polymerisierende Flüssigkeit. Selbst bei
beidseitig offenen Temperaturregelkaimern (2) nach Abb. 2b lä#t sich so ein Durchbiegen
der
Der gleichmäßige Flächendruck (p) auf die Stirnseiten des Paketes
wird in bekannter Weise, beispielsweise hydraulisch, erzeugt. Zunächst bewirkt der
Flächendruck nur eine Abdichtung der Formen.
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Nach dem Füllen der Formen und dem Beginn der Polymerisations-Reaktion
folgt man der fortschreitenden Kontraktion der Formlinge, indem durch den Flächendruck
(p) das Paket laufend um den Betrag der Kontraktionssumme aus allen Formen im Paket
zusammengedrückt wird. Das Zusammendrücken des Paketes erfordert freie Beveglichkeit
der Formen (1) und der Temperaturregelkammern (2) in Richtung des Fläohendruckes
(p) und wird erreicht durch geeignete Aufhängung oder durch Gleit- und Rollensysteme.
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Die Temperaturregelung wird am besten durch eines der bekannten Verfahren
mit Flüssigkeitsumlauf und Wärmeaustauschern durchgeführt und wird entsprechend
den Polymerisations-Bedingungen gesteuert. Das Zusammendrücken des Paketes wird
auf den Kontraktionsverlauf abgestimmt oder durch diesen direkt gesteuert.
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Die Herstellung gegossener Kunststoff-Platten läßt sich beispielsweise
nach folgendem Schema durchführen -Das fertig zusammengestellte Paket wird durch
den Flächendruck zunächst abgedichtet und die Formen werden mit der berechneten
Menge polymerisierbarer Flüssigkeit gefüllt und verschlossen.
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Durch gesteuerte Temperaturregelung wird die Polymerisation eingeleitet
und bis zur Verfestigung der Formlinge weitergeführt.
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Gleichzeitig wird das Paket entsprechend der Kontråkwtión der Formlinge
zusammengedrückt. Nach beendeter Polymerisation wird die Druckvorrichtung geöffnet
und die Formlinge werden nach dem Auseinanderschieben der Formtafeln entnommen.
Sofort kann eine neue Distanzierungsumrandung angebracht werden und die Form ist
nach dem Zusammenschieben der Formtafeln bereit für die nächste Füllung.
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Das Verfahren nach dem Patent und die hierzu dienende Vorrichtung
sind ausgelegt für polymerisierbare Flüssigkeiten, die sich während des Polymerisationsvorgangs
verfestigen, insbesondere für kethylmethacrylat, Mischungen desselben und verwandte
Substanzen. Verfahren und Vorrichtung sind sinngemäß zu verwenden für flüssige Substanzen
und Gemische, die sich nach einen anderen Reaktions-Schema, beispielsweise durch
Polyaddition, zu Kuststoff-Platten verfestigen lassen.