DE1671664C3

DE1671664C3 - Verfahren zur Herstellung von Duplikaten aus thermoplastischen Kunststoffen

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Publication number: DE1671664C3
Application number: DE19671671664
Authority: DE
Inventors: John Brooks Somerville; Sonia John Califon; Samuels Herbert Somerville; Kirkis James George Highland Park; N.J. Wheeler (V.StA.)
Original assignee: Union Carbide Corp
Current assignee: Union Carbide Corp
Priority date: 1966-07-20
Filing date: 1967-07-18
Publication date: 1978-02-09

Description

Es ist aus der DT-AS 15 71 KU bekannt, bestimmte Polyarylenpoiyätherals thermoplastische Matrizenplatten zu verwenden. Gegen diese Matrizen können z. B. vorgeformte thermoplastische Folien bei Temperaturen nicht über der Wärmefestigkeitstemperatur des Polyarylenpolyäthers bei 18,48 kg/cm² (ASTM D 648-56) druckverformt werden, ohne daß eine thermische Zersetzung und/oder eine Dimensionveränderung eintritt Diese Polyarylenpolyäther sind aus der Schmelze herstellbar und besitzen gute thermische Eigenschaften. Andere, aus der Schmelze herstellbare thermoplastische Materialien sind gewöhnlich als Matrizenmaterial nicht geeignet, und zwar aufgrund ihrer allgemein schlechten thermischen Eigenschaften, d. h. niedriger Wärmefestigkeitstemperaturen.

Die Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von Duplikaten aus thermoplastischen Kunststoffen unter Verwendung einer Matrize aus einem thermoplastischen Material mit einer Wärmefestigkeitstemperatur von mindestens 65° C bei 18,48 kg/ cm², dadurch gekennzeichnet, daß man die Matrize mit einer Wärmeabführung hinterlegt bzw. unterstützt, die auf einer Temperatur nicht über 25° C, falls die Matrize eine Wärmefestigkeitstemperatur unter 130° C hat, und

ίο nicht über 110° C gehalten wird, falls die Matrize eine Wärmefestigkeitstemperatur über 130⁰C hat, anschließend gegen diese Matrize den heißen thermoplastischen Kunststoff preßt, der auf eine Temperatur über seinen Erweichungspunkt, jedoch nicht höher als 161⁰C über der Wärmefestigkeitstemperatur der Matrize erhitzt ist, unter der Voraussetzung, daß, falls die Temperatur des heißen thermoplastischen Kunststoffs über der Wärmefestigkeitstemperatur der Matrize liegt, der thermoplastische Kunststoff einen Schmelzfluß bei dieser Tempe-

■50 ratur nicht unter 0,3 dg/Min, hat, worauf der heiße thermoplastische Kunststoff auf unterhalb seiner Erweichungstemperatur und der Wärmefestigkeitstemperatur der Matrize abgekühlt und das so gebildete Duplikat entfernt wird.

Der Schmelzfluß wird nach der Vorschrift ASTM D 1238-57 T bestimmt.

Wird der Matrize eine gebogene Wärmeabführung unterlegt, so werden unmittelbar gebogene Druckplatten erhalten.

4c Erfindungsgemäß können daher übliche, billige thermoplastische Kunststoffe zur schnellen Herstellung von Duplikaten verwendet werden.

Thermoplastische Materialien mit einer Wärmefestigkeitstemperatur bei 18,48 kg/cm² von mindestens 65" C, die in erfindungsgemäß verwendbare Matrizen verformt werden können, umfassen Polyarylenpolyäther, Polypropylen, Acrylnitril-Butadien-Styrol-Mischpolymerisate, Polyhydroxyäther, hochschiagfestes Polystyrol, Styroi-Acrylnitril-Mischpolymerisate, Polycarbo-

_So nate, Poly-4-methylpenten-1 usw.

Bevorzugte Matrizen werden hergestellt aus linearen thermoplastischen Polyarylenpolyäthern mit einer Grundstruktur aus den wiederkehrenden Einheiten der Formel:

-O-E-O-E'-

in welcher E für den Rest des zweiwertigen Phenols steht und E' der Rest einer Benzolverbindung mit einer inerten, Elektronen abziehenden Gruppe in mindestens einer o- oder p-Stellung zu den Wertigkeitsbindungen ist und wobei beide Reste valent durch aromatische Kohlenstoffatome an die Äthersauerstoffatome gebunden sind. Die obigen Polyarylenpolyäther und ihre Herstellung sind im einzelnen in der belgischen Patentschrift 6 50 476 beschrieben.

Andere Matrizen können hergestellt worden aus thermoplastischen Polyarylenpolyäthern mit wieder-

kehrendeu Einheiten der Formel:

R
-O

R"

in welcher die freie Wertigkeit des endständigen Sauerstoffatoms einer Einheit an die freie Wertigkeit des endständigen Benzolkernes der benachbarten Einheit gebunden ist; b ist eine Zahl mit einem Wert von O bis 1, R steht für einen einwertigen Substituenten aus der Gruppe der Kohlenwasserstoffreste, Halogenkohlenwasserstoffreste mit mindestens 2 Kohlenstoffatomen; R' und R" haben die gleiche Bedeutung wie R und außerdem Wasserstoff. Diese Matrizen zeigen eine einheitliche Forcischrumpfung in allen Richtungen von 0,7% oder weniger und sind bei Verformungstemperaturen bis zu 177° C thermisch und dimensionsstabil (vgl. DT-AS 15 71 811). Die obigen Polyarylenäther und ihre Herstellung sind in der US-Patentschrift 31 34 753 beschrieben.

Polyhydroxyäther sind praktisch lineare Polymerisate mit der allgemeinen Formel:

in welcher D für den Rest eines zweiwertigen Phenols steht; D' ist ein hydroxylhaltiger Rest eines Epoxyds und π steht für das Maß an Polymerisation und hat einen Wert von mindestens 30, vorzugsweise 80 oder mehr. Thermoplastische Polyhydroxyäther und ihre Herstellung sind in der US-Patentschrift 32 45 865 beschrieben. Geeignete Polycarbonate haben wiederkehrende Struktureinheiten der Formel:

•O—B—O—C

in welcher B für einen zweiwertigen aromatischen Rest eines zweiwertigen Phenols steht.

Die erfindungsgemäß verwendeten Matrizen werden gewöhnlich hergestellt, indem man Granulate oder eine Folie eines oben beschriebenen thermoplastischen Materials mit einer ursprünglichen Vorlage, wie ein graviertes Original oder eine Typenform, in Berührung bringt, Wärme und Druck anwendet, die Matrize und das Original trennt und die Matrize abkühlen läßt. In der Matrize wird eine ausgezeichnete Reproduktion des Originals erhalten, gegen die getreue Duplikate des Originals in beschriebener Weise verformt werden können.

Die Temperatur zur Verformung einer Matrize ist nicht mehr entscheidend. Die niedrigste Temperatur ist offensichtlich diejenige, bei welcher das thermoplastische Material unter Druck verformt werden kann und die höchste Temperatur liegt unter der Zersetzungstemperatur des Polymerisates oder dem Erweichungspunkt der ursprünglichen Vorlage. Matrizen können verformt werden aus unmontierten Kupfergravierungen, aus unmontierten Zink- oder Mangnesiumgravierungcn und aus Typenmetall, wie Linotype-Metal¹ das sich unter Druck bei etwa 227⁰C erweicht. Der Verformungsdruck kann stark variieren. Geeignete Drucke liegen zwischen 14-70 kg/cm-', vorzugsweise zwischen 17,5 und 35 kg/

cm². In den folgenden Beispielen sind geeignete Verfahren zum Verformen einer erfindungsgemäßen Matrize angegeben.
Erfindungsgemäß wird die Verwendung von Matrizen einer Dicke zwischen etwa 0,75—3,0 mm bevorzugt, um während der Plattenverformung eine gute Wärmeübertragung zur Heizvorrichtung sicherzustellen.

Erfindungsgemäß als Druckplatten verwendbare thermoplastische Kunststoffe sind solche mit Erweichungstemperaturen nicht über etwa 161 "C oberhalb der Wärmefestigkeitstemperatur der Matrize. Geeignete Kunststoffe umfassen Polyolefine, wie Polyäthylen und Polypropylen, Polyvinylidenchlorid, Homo- oder Mischpolymerisate von üblichen Vinylverbindungen, wie Vinylchlorid umj Vinylacetat, Acrylnitril-Styrol-Butadien-Polymerisate (ABS), Polystyrol, Styrol-Acrylnitril-Mischpolymerisate, Polyacrylate, Polymethacrylate, Polyamide, Polycarbonate, Polyhydroxyäther, Polyarylenpolyäther, Polyoxymethylene, Mischpolymerisate und Mischungen aus den obengenannten Kunststoffen usw.

Diese verwendeten thermoplastischen Kunststoffe können alle bekannten und üblichen Zusatzmittel enthalten, wie Füllmittel, Farbstoffe, Pigmente, Vernetzungsmittel, Aushärtungsmittel, Stabilisatoren, Weichmacher, Konservierungsmittel, Schmiermittel, Antioxydationsmittel usw. Lösungsmittel oder andere Verbindungen, die die thermoplastische Matrize angreifen, sollen selbstverständlich nicht anwesend sein. Im allgemeinen kann jedes Produkt, das gegenüber der Matrize und dem Kunststoff inert ist, enthalten sein.

Gewöhnlich trennt sich die Matrize ohne Hilfe eines Formtrennmittels leicht von der ursprünglichen Vorlage oder dem Duplikat. Gegebenenfalls können jedoch Formtrennmittel mitverwendet werden. Geeignete Formtrennmittel sind Graphit, Molybdändisulfid, Siliconöle usw.

Der erhitzte thermoplastische Kunststoff kann zur Bildung von Duplikaten auf verschiedene Weise gegen

so die Matrize gepreßt werden: nämlich Einspritzen des heißen Kunststoffs in eine durch die Matrize und Begrenzungsvorrichtung gebildete Formhöhlung, die die Form des gewünschten Duplikates definiert, unter ausreichendem Druck zur Füllung der Formhöhlung und Reproduktion der Matrizenoberfläche; Einspritzen einer Masse des heißen Kunststoffs und Auflegung auf die Matrize sowie schnelle Druckverformung dieser Masse zum Duplikat; und Strangpressen einer Masse des heißen Kunststoffs und Auflegen auf die Matrize sowie schnelle Druckverformung.

Es wird angenommen, daß die Verwendung einer von der Wärmeabführungsvorrichlung unterstützten Matrize in oben beschriebener Weise eine schnelle Verteilung der Wärnu des heißen thermoplastischen Kunststoffs

(i_:-, zuläßt, wenn dieser eingespritzt oder auf die Matrizenoberfläche aufgebracht wird. Diese schnelle Wärmeübertragung verhindert eine Verformung oder Zersetzung der Matrize, selbst bei Herstellung vieler

Duplikate mit einer Matrize. Bei der Druckverformung gegen eine Matrize unter Verwendung vorerhitzter Folien oder Granulate ist es nicht möglich, bei Temperaturen über der Wärmefestigkeitstemperatur der Matrize ohne Verformung oder Zersetzung derselben zu verformen. Erfindungsgemäß wurde festgestellt, daß die Verwendung eines heißen thermoplastischen Kunststoffs ein Verformen der Masse bei einer Temperatur oberhalb der Wärmefestigkeitstemperatur der Matrize, ohne unerwünschte Verformung derselben, ermöglicht.

In der Praxis ist die Wärmeabführungsvorrichtung eine Metallform, in bzw. an die die Matrize geklammert wird; diese Vorrichtung ist mit Kühlmitteln versehen, um die Temperatur innerhalb der oben beschriebenen Grenzen zu halten. Die andere, ebenfalls mit Kühlmitteln versehene Hälfte der Form steht mit der Oberfläche der festgeklammerten Matrize zur Definition der Form des gewünschten Duplikats in Verbindung bzw. Zusammenhang. Diese andere Hälfte der Form und die Matrize können dann die Fonnhöhlung definieren, in die die heiße Masse des thermoplastischen Kunststoffs eingespritzt wird; oder sie kann zum Zusammenpressen des auf die Matrize eingespritzten oder stranggepreßten heißen Kunststoffs verwendet werden.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Matrize auf eine konkave Form festgeklammert, die als Wärmeabführungsvorrichtung wirkt; die andere Hälfte der Form arbeitet mit der Matrizenoberfläche zusammen und definiert so die konvexe Druckplatte. Auf diese Weise können gebogene thermoplastische Duplikate direkt hergestellt werden, wodurch unerwünschte Verformungen in der Plattenoberfläche vermieden werden, die sonst auftreten, wenn eine Platte flach verformt und später gebogen wird.

In einer bevorzugten Ausführungsform werden die thermoplastischen Matrizen gegen unmontierte Zink-, Kupfer- oder Magnesiumgravierungen oder gegen eine Bleitypen enthaltende Typenform oder gegen montierte Gravierungen mittels geeigneter Maßnahmen flach verformt, wie Druckverformung von Granulaten oder Folien von Polypropylen, Styrol-Acrylnitril-Mischpolymerisat, Polyhydroxyäther, Styrol-Acrylnitril-Butadien-Terpolymerisat, Polycarbonat und Polyarylenpolyäther. Die Matrizen werden auf Größen von 26 χ 39 cm geschnitten und haben in den Nicht-Bildflächen eine Dicke von 2,3 mm und in den Bildflächen von 1,5 mm. Jede dieser Matrizen wird in eine gebogene, passende

Tabelle 1

Metallform eingesetzt die einen Ausschnitt zur Aufnahme derselben besitzt, und festgeklammert Zum Plastifizieren des thermoplastischen Plattenmaterials auf die hier angegebenen Temperaturen wurde eine vertikale 5-cm-Strangpresse mit Lochscheibe verwendet Es wurden gemessene Harzmengen von 135 —180 g stranggepreßt und in die offene Plattenform übergeführt die dann geschlossen und 45 — 60 Sek. unter einem Druck von 49 kg/cm² zum Abkühlen und Härten der

ίο Platte gehalten wurde. Nacheinander werden Platten in einer Zeit von nur einer Minute pro Platte, einschließlich 20 Sekunden zum Strangpressen der Masse, 5 Sekunden zum Oberführen der Masse in die Form, 25 Sekunden zum Schließen und Abkühlen der Form und 10 Sekunden zum öffnen der Form und Herausnehmen der fertigen Platte, hergestellt. In dieser Ausführungsform hat die Form eine Krümmung mit einem Radius von 16,8 cm, so daß die verformten Platten auf den Zylinder einer Tabloid-Zeitungspresse passen. Die Form ist mit Kanälen versehen, so daß zuerst Wasserdampf oder warmes Wasser und dann kaltes Wasser hindurchgeführt werden kann. Dann wird die Form in eine hydraulische Presse angebracht die einen Druck von 501 ausüben kann. Da die Plattengröße 26 χ 39 cm beträgt, übt die Presse während des Verformens der Platte einen Druck von 49,7 kg/cm² aus. Nach diesem Verfahren werden nacheinander Platten auf und mit derselben Krümmung verformt. Die Matrize kann in eine Form mit unterschiedlicher Krümmung (oder in eine flache Form) eingesetzt und es kann ein neuer Plattensatz herausgestellt werden; eine solche Biegsamkeit war in bisher bekannten Mitteln zum Verformen plastischer Druckplatten nicht verfügbar. Die folgenden Beispiele veranschaulichen die vorliegende Erfindung, ohne sie zu beschränken:

Beispiel 1

6 Sätze thermoplastischer Matrizen wurden flach aus einer 1,65 mm dicken Magnesiumgravierung einer Größe von 30 χ 40 cm unter Verwendung einer (cyclischen) hydraulischen Presse verformt. Die Matrizen hatten eine Dicke in den Bildteilen von 1,65 mm und in den Nicht-Bildteilen von 2,4 mm. Vor dem Abziehen vom Original wurden alle Formen unter Druck auf unterhalb der Wärmefestigkeitstemperaturen abgekühlt

Alle Matrizen waren vollkommene negative Reproduktionen des Originals in der Photogravierung.

Thermopl Matrizenmatcrial	Matrizcn- verform - Tcmp.	Verform.- druck	Vorerhitzzcil	Zeil unter Druck	Wärme- festigk.- tcmper. unter 18,48 kg/cm²	Erwcichungs temperatur
	("C)	(kg/cm²)	(min)	(min)	(C)	( C)
Bisphenol A Polycarbonat ABS	215 177	70 70	3 3	1 1	132 91	150 110
Bisphenol A Polyhvdroxyiilher Polypropylen Styrol-Acrylnitril- Mischpolymcrisal	163 215 188	70 70 70	3 3 3	1 1 1	85 66 91	104 168 104

l-oilsct/unj!

[ he ι inn ρ|. Μ;ιΙπ/ΐΊΐπι;ιΐί.Ίΐ;ιΙ

Viii Ir i/cii-	Verlonn -	Vorerhil/veil	/Cl I	Wärmc-	I*r\\ civil Ii π
v ei form.-	ifim-k		lintel Druck	fcsliyk.-	(enipenilui
I imp.				lcmper. unlcr
				IK.4S ku/enr

I Cl

Ikii'inr'l

lmiiii

Polyarylenpolyather*)
P-1700
Poly-4-methyl-pentan-l

*l heslchend aus wiederkehrenden Iiinheitcii der I nrmcl

246
246

70
70

ι (ι

!76
70

I Cl

190

215

so,

cn,

und hergeslell

liisphenol Λ und •M'-Diehl'irdi-IMienyhulfon in Dimclhylsulfoxyd.

Beispiel 2

Die wie in Beispiel 1 hergestellten Polycarbonatmatrizen wurden auf eine Größe von 26 χ 39 cm geschnitten und in eine gebogene Hohlform mit einem Radius von 16,8 cm eingesetzt. Die Form war mit einer Klammer versehen, die zum Festhalten der Matrize eingeschraubt werden konnte. Diese Formkombination wurde dann in eine hydraulische Presse gegeben, die einen Druck von 48-700 kg/cm² auf die Plattenfläche ausüben konnte. Die Hohlform war mit Quellen für Wasserdampf und kaltes Wasser und mit einem schnell umstellbarcn Vier -Weg-Ventil versehen, so daß die Form schnell von heiß nach kalt umgestellt werden konnte. Das Harz zum Verformen der Platte wurde in einer vertikalen 5-cm-Strangpresse plastifiziert. Polypropylen, niedrig dichtes Polyäthylen, Styroi-Acrylnitril-Mischpolymerisat und ein handelsübliches Mischpolymerisat auf Vinylchlorid-Vinylacetatbasis wurden zu

40 einer geschmolzenen Masse von je etwa 150 g stranggepreßt. Sie wurden in die Form gegeben, die Form wurde mit einem Druck von 700 kg/cm² 45 — 60 Sekunden bis zur Verfestigung der Platte geschlossen, dann geöffnet und die fertige, gebogene PbUe herausgenommen; diese war nach Abschleifen zur Sicherstellung der genauen Druckdicke fertig, um auf eine Druckpresse montiert zu werden. Die Formtemperaturen wurden auf den in Tabelle 2 gezeigten Werten gehalten. Die Anzahl der aus jeder Matrize hergestellten guten Platten ist in der Tabelle angegeben. Zum Feststellen eines Versagens wurden die Dimensionsveränderiingen gemessen und die Halbtonflecken für jeden Fluß oder unerwünschte Verformung festgestellt. Für viele Arten von Drucken sind geringfügige unerwünschte Verformungen im Druckbild nicht hinderlich, wie z. B. Strichbilder oder Typenformen.

Alle Versuche erfolgten mit Siliconöl als Formtrennmittel auf der Matrize.

I lamelle 2	I	Polypropylen*)	Material	Schmelzfluß***)	Torrn-	Anzahl vorform.
l'idltcnmateriai	Polyäthylen**)	tcmp. in (	bei Materialtemp.	lcmp.	Platten vor
	Styrol-Acrylnitril-Mischpolymcrisat				Versagen der
	Vi ny !mischpolymerisat				Malri/c
			dg/min	C
246	10,8	65	>1()
232	4,48	30	>1()
232	3,66	30	3
163	0,35	30	>11

*) Schmelzfluß = 7 dg/min - ASlM I) 12 38-57T, in allen Beispielen gleich *·) Schmelzindex - 2 dg/min ASTM 1) 1238-57T, in allen Beispielen gleich **) ASTM D 12 38-57T. in allen Beispielen gleich

Obgleich daher die Temperatur des stranggepreßten Plattenmaterial mit 31—114°C höher als die Wärmefestigkeitstemperatur der Polycarbonatmatrize war, wurde die Matrize nicht beschädigt.

Beispiel

Die wie in Beispiel 1 hergestellten.au·> Acrylnitril-Styrol-Buiadien-Terpoiymerisatc wurden wie in Beispiel 2 behandelt und in eine Hohlform ecklammert. Nach demselben Verfahren zum Verformen der Platten wurden die folgenden Ergebnisse erzielt:

ίο

Tubelle 3

l'laltcnmaterial

Material-	Schmcl/llulJ***)	l'orm-	Anzahl verforni.
lcnip. in ('	hei Maleriallemp.	lenip.	l'lalien vor Ver
			sagen der
			Matrize
	dg/mi η	(
246	10,8	43	Il
204	2,23	30	9
232	4,48	30	2
163	0,35	30	3
177	1,42	30	1

Polypropylen Polyäthylen Polyäthylen

Vinylmischpolymerisat

***) Siehe Tabelle 2

Wie ersichtlich, ist für jede Kombination die Plattenmaterials von 72- 155°C über der Wärmefestig-Herstellung mindestens einer guten Platte möglich. keitstemperatur des Terpolymerisats liegen kann, was Dieses Beispiel zeigt, daß die Schmelztemperatur des ^2O vom Schmelzfluß des Plattenmaterials abhängt.

Beispiel 4

Die wie in Beispiel 1 hergestellten Polyhydroxyäther- mungsverfahren wurden die folgenden Ergebnisse matrizen wurden wie in Beispiel 2 behandelt und in eine erzielt:
Hohlform geklammert. Nach dem obigen Plattenverfor-

Tabelle 4	Malerial-	Schmcl/.nuli***)	Fo rm-	Anzahl verform.
Plaltcnmaterial	temp. in C	hei Malcriuitemp.	temp.	Platten vor Ver
				sagen der
				Matrize
		dg/min	C
	246	10,8	30	1
Polypropylen	246	10,8	10	2
Polypropylen	149	1,81	30	>10
Äthylen/Äthylacrylat-Mischpolymerisat
(15% Äthylacrylal)*)	163	0,72	30	>10
Polyäthylen	138	0,35	30	6
Polyäthylen

*) Schmcl/lluU = 6dg/min - ASTM D 12 38-57T, Tür alle Ueispiele gleich
***) Siehe Tabelle 2

Also ist die Herstellung mindestens einer guten Platte bei Schmelztemperaturen zwischen 53-161°C über der Wärmefestigkeitstemperatur der Matrize möglich.

Beispiel 5

Die wie in Beispiel 1 hergestellten Styrol-Acrylnitril- ?." mungsverfahren der Platten wurden die folgender Matrizen wurden wie in Beispiel 2 behandelt und in eine Ergebnisse erzielt:
Hohlform festgeklammert. Nach demselben Verfor-

Tabelle 5

l'laUcnmatcrial	Material-	Schmelzlluli***)	Forni-	Anzahl verform
	lemp in C	bei Materialtemp.	temp.	Platten vor Ver
				sagen der
				Matrize
		dg/ mi n	r
Polypropylen	246	10,8	30	1
Polypropylen	246	10,8	H)	2
Älhylcn-Älhylacry la !-Mischpolymerisat	14')	1,81	30	>10
(15% Äthylacrylat)
Polyäthylen	232	4,4«	M)	2
"M .Siehe Tabelle 2

11	16 71	664	Material- lemp. in (	6 stellungsverfahren erzielt:	12	Wärmefestigkeits- j	C	Anzahl verform. ; Platten vor Ver sagen der Matri/e	ι
Aus jeder Kombination wurde bei Schmelztemperaturen von 58—155°C temperatur der Matrize mindestens eine gute Platte hergestellt.			oberhalb der	I wurden die folgenden Ergebnisse >	30 30 30
Be i s ρ i e Die wie in Beispiel 1 hergestellten Polypropylenma- s trizen wurden wie in Beispiel 2 behandelt und in eine Hohlform geklammert. Nach dem obigen Plattenher-	204 163 149				6 >5 9
Tabelle 6		Schmelzfluß***) r'orm- bei Materialtemp. temp.
Plaltenmaterial	dg/min
	2,23 0,35 1,18
Polyäthylen Vinylmischpolymerisat Äthylen/Älhylacrylat- Mischpolymerisat (15% Äthylacrylat)
***) Siehe Tabelle 2

Für jede Kombination bei Temperaturen von 83-138°C oberhalb der Wärmefestigkeitstemperatur des Matrizenmaterials konnte mindestens eine gute Platte hergestellt werden.

Temperatur von 0,35 dg/min wurden mehr als 5 Platten verformt ohne ein Anzeichen einer Schädigung der Matrize, obgleich die Schmelztemperatur 93°C höher als die Wärmefestigkeitstemperatur der Matrize war.

Beispiel 8 Beispiel 7

Eine wie in Beispiel 1 hergestellte Poly-4-methylpen-

ten-1-Matrize wurde wie in Beispiel 2 behandelt und in' Die wie in Beispiel 1 hergestellten Polyarylenpoly-

eine Hohlform festgeklammert. Nach demselben Plat- äthermatrizen wurden wie in Beispiel 2 behandelt und in

tenverformungsverfahren unter Verwendung des obi- 35 eine Hohlform festgeklammert. Nach demselben Ver-

gen Vinylmischpolymerisates mit einer Schmelztempe- formungsverfahren wurden die folgenden Ergebnisse

ratur von 163°C und einem Schmelzfluß bei dieser erzielt:

Tabelle 7

Plaltenmatcrial

Material-	Schmelzfluß***)	horm-
temp, in C	bei Materialtemp.	temp.
	dg/min	C
245	6,00	65
260	8,25	65
232	4,48	65
163	0,35	65

Anzahl verform. Platten vor Versagen der Matrizen

Polypropylen
Polypropylen
Polyäthylen
Vinylmischpolymerisal 163

·**) Siehe Tabelle 2

Aus diesen Matrizen konnten bei Schmelztemperaturen von 56 — 84° C oberhalb der Wärmefesligkeitstemperatur eine große Anzahl von Platten hergestellt werden. Das Vinylmischpolymerisat wurde bei einer Materialtemperatur 13°C unterhalb der Wärmefestigkeitstemperatur der Matrize verformt.

Beispiel 9

Die wie in Beispiel 1 hergestellten Polyarylenpolyälhermatrizen wurden wie in Beispiel 2 behandelt und in eine Hohlform festgeklammert. Zum Verformen wurde ein Niederdruck-Spritzgußverfahren angewendet. Die Vorrichtung arbeitete wie folgt: Eine 8,8-cm-Strangpresse beschickte kontinuierlich einen Samnielzylinderbehälter. Nach Füllung des Zylinders mit 150— 180 g des geschmolzenen Plattenmaterials wurde die Auslösungs- >100

> 18

> 40

> 10

vorrichtung ausgelöst und spritzte die Schmelze unter 210 kg/cm² Druck in die Form, wobei diese geschlossen war. Beim Verschließen der Form befand sich der Verschlußdeckel unmittelbar über dem Zentrum der Matrize in einem Abstand von etwa 3-9 cm oberhalb deren Oberfläche. Das Einspritz-Druck-Verfahren war eine Abänderung dieses Verfahrens, in welcher die Form in einem Abstand von 3 mm bis 3,8 cm vor der geschlossenen Stellung angehalten wurde. Dann erfolgte die Einspritzung und die Form wurde vollständig geschlossen. Die Form war so ausgerüstet, daß sie mit heißem oder kaltem Wasser beschickt werden konnte. Der Verfonnungsdruck betrug 49 kg/cm². Tabelle 8 zeigt die Verformungsergebnisse verschiedener Plaltenmaterialien bei verschiedenen .Schmelztcmpcratu-

Tabelle 8

l'lattcnmatcrial

Polyäthylen (Schmclzindcx 0,2)

llochdichlcs Polyäthylen

Polypropylen

Bisphenol A Polyhydroxyalher

*) Der Deckel befand sich unmittelbar über dem Zentruni der liikllliiclie der Malrizc

Material-	Stellung der	Abstand vom	l'orm-	Anzahl der Platten
temperalur	l'orm beim	Deckel /ur	tempcratur	vor Versagen der
	umspritzen	Malrizc		Matrize
<		cm*)	C
268	geschlossen	0,63	38	₇
268	geschlossen	0,32	38	1
232	geschlossen	0,63	24	>2()
232	geschlossen	0,63	65	>20
221	offen	0,95	43	>28
235	offen	2,5	43	>40
232	offen	1.25	43	> 10

Beispiel 10

Ein ais vorlage dienender 20 χ 25 cm Originalsten wurde bei 30⁰C auf die untere Platte einer hydraulischen Presse gelegt. Ein 0,32 cm dickes Stück einer Folie aus hochschlagfestem Polystyrol mit einer Wärmefestigkeitstemperatur bei 18,48 kg/cm² von 88⁰C wurde in 5 Minuten in einem IR-Strahlglasplattenofen auf etwa 177°C erhitzt. Dann wurde eine geschmolzene Folie auf die hydraulische Formpresse übergeführt, auf das Original gelegt, und die Presse wurde sofort unter einem Druck von 35 kg/cm² geschlossen, um alle Details auszufüllen und zu reproduzieren. Nach 1,5 Minuten Abkühlen wurde die Presse geöffnet und eine vollständig ausgebildete negative Reproduktion wurde vom Original abgezogen.

Etwa 150 g Körner von Äthylen/Äthylacrylat-Mischpolymerisat (Schmelzfluß 6 dg/min; 15% Äthylacrylat) wurde auf eine geeignete Trägerfolie gelegt und 2,5 Minuten mit einem IR-Strahlofen erhitzt, wobei eine Temperatur von etwa 177°C erreicht wurde mit einem entsprechenden Schmelzfluß von 4,2 bei dieser Temperatur. Die das geschmolzene Harz tragende Folie wurde in eine hydraulische Presse übergeführt, deren Platten Zimmertemperatur, d.h. etwa 30⁰C, hatten. Eine Matrize aus hochschlagfestem Polystyrol, die ebenfalls Zimmertemperatur hatte, wurde mit der Oberseite nach unten auf das geschmolzene Harz gelegt und die Presse mit etwa 35 kg/cm² Druck darauf geschlossen. Nach 1,5 Minuten Abkühlen wurde eine Druckplatte mit einer vollkommenen Reproduktion der Einzelheiten in der Matrize entfernt. Die Matrize wurde nicht beschädigt.

12mal nacheinander wurden unter Verwendung derselben Polystyrol-Matrize Platten hergestellt, wobei keine Veränderung der Halbtonflecken oder keinerlei Dimensionsveränderungen auftraten.

,_s Be i sp ie I 11

Ein 20 χ 25 cm Original und eine 0,32 cm dicke Folie aus ABS-Polymerisat mit einer Wärmefestigkeilstemperatur bei 18,48 kg/cm² von 91°C wurden gemeinsam in einen IR-Strahlofen gelegt, wobei sich die ABS-Folie auf dem Original befand. Diese Struktur wurde 4 Minuten auf 177°C erhitzt und dann in eine hydraulische Presse mit einer Plattentemperatur von 30⁰C übergeführt, wo sie verpreßt und in 1,5 Minuten bei 35 kg/cm² abgekühlt wurde. Es wurde eine Matrize mit einer perfekten Negativreproduktion des Originals erhalten. Die Matrize wurde auf Maße von 20 χ 25 cm geschnitten.

Eine Folie eines Älhylen/Äthylacrylat-Mischpolymerisates (vgl. Beispiel 10) von 2,5 mm Dicke und 21,6 χ 26,7 cm wurde auf die Matrize gelegt und so in einen IR-Ofen eingeführt, daß das Plattenmaterial das Matrizenmaterial vollständig bedeckte, so daß die Strahlung die Matrize nicht erweichen konnte. Diese Sandwich-Struktur wurde 1,5 Minuten auf etwa 138°C erhitzt (was bei dieser Temperatur einem Schmelzfluß des Druckplattenmaterials von 1,65 ergab). Dann wurde die Struktur in eine Formpresse mit einer Plattentemperatur von 30⁰C übergeführt und 1,5 Minuten verpreßt, bis sie zum Herausnehmen kühl genug war. Es wurde

so eine vollkommen ausgebildete Druckplatte ohne Schädigung der Matrize erhalten. Nach diesem Verfahren wurden ohne Schaden der Matrize weitere 6 perfekte Platten verforint.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Duplikaten aus thermoplastischen Kunststoffen unter Verwendung einer Matrize aus einem thermoplastischen Material mit einer Wärmefestigkeitstemperatur von mindestens 65°C bei 18,48 kg/cm², dadurch gekennzeichnet, daß man die Matrize mit einer Wärmeabführung hinterlegt bzw. unterstützt, die auf einer Temperatur nicht über 25° C, falls die Matrize eine Wärmefestigkeitstemperatur unter 130° C hat, und nicht über 110°C gehalten wird, falls die Matrize eine Wärmefestigkeitstemperatur über 130° C hat, anschließend gegen diese Matrize den heißen thermoplastischen Kunststoff preßt, der auf eine Temperatur über seinen Erweichungspunkt, aber nicht höher als 161⁰C über der Wärmefestigkeitstemperatur der Matrize erhitzt ist, unter der Voraussetzung, daß, falls die Temperatur des heißen thermoplastischen Kunststoffs über der Wärmefestigkeitstemperatur der Matrize liegt, der thermoplastische Kunststoff einen Schmelzfluß bei dieser Temperatur nicht unter 0,3 dg/Min, hat, worauf der heiße thermoplastische Kunststoff auf unterhalb seiner Erweichungstemperatur und der Wärmefestigkeitstemperatur der Matrize abgekühlt und das so gebildete Duplikat entfernt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Matrizenmaterial mit einer Wärmefestigkeitstemperatur von mindestens 13O⁰C verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der heiße thermoplastische Kunststoff eine Temperatur nicht mehr als 65°C oberhalb der Wärmefestigkeitstemperatur der Matrize hat

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der heiße thermoplastische Kunststoff gegen die Matrize gespritzt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der heiße thermoplastische Kunststoff eingespritzt und gegen die Matrize gepreßt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der heiße thermoplastische Kunststoff stranggepreßt und gegen die Matrize gepreßt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Matrizenmaterial Polyäthylenpolyäther, Polycarbonat, thermoplastische PoIyhydroxyäther, Acrylnitril-Butadien-Styrol-Mischpoiymerisat, Polypropylen, Styrol-Acrylnitril-Mischpolymerisat oder Poly-4-methylpenten-! verwendet wird.