DE1902374A1 - Zum Auftragen von Fluessigkeiten geeignete poroese Gefuege und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents
Zum Auftragen von Fluessigkeiten geeignete poroese Gefuege und Verfahren zu ihrer HerstellungInfo
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Description
Zum Auftragen von Flüssigkeiten geeignete poröse Gefüge und'Verfahren zu ihrer Herstellung»
Zum Auftragen von Flüssigkeiten geeignete Strukturen oder Gefüge sind ganz' allgemein dort anwendbar wo es sich
darum handelt, auf eine Oberfläche eine Flüssigkeit in beschränkter Menge aufzutragen, beispielsweise beim Befeuchten'
von feuchtigkeitsempfindlichen Klebstoffschichten auf Etiketten,
Briefmarken, Umschlagklappen und dergleichen; weitere Beispiele sind das Auftragen von Medikamenten oder
Lösungen auf den Körper, das Aufbringen von Tinte bzw» Druckfarben
auf Druckeinrichtungen und das Aufbringen derartiger " Tinten oder Farben unmittelbar auf Gegenstände oder Flächen,
die mit einem Stempel markiert werden sollen· Druckvorrichtungen
mit porösen Teilen, die das Auftragen besorgen und einen Vorrat von Tinte oder Druckfarbe enthalten, werden
vielfach als Stempel, Stempelkissen und für ähnliche Zwecke beim Drucken benutzt. Diese Vorrichtungen bestehen im allgemeinen
aus einem elastischen mikroporösen Körper, dessen Oberfläche der zu druckenden Schrift oder Zeichnung entspricht
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und enthalten ein Reservoir für die Druckfarbe, die durch die *
poröse Struktur hindurch auf die zu bedruckende Oberfläche
aufgebracht wirdo
Die Erfindung betrifft insbesondere derartige für Tinte
oder Farbe aufnahmefähige stikturierte Gebilde und ihre Herstellunge Bei der Herstellung derartiger Gebilde wurde bisher
im allgemeinen ein geeignetes elastisches, aber festes Material in Anwesenheit von Zusatzstoffen, wie Füllmittel, Treibmittel
oder Flüssigkeiten in die gewünschte Form gebracht; diese bekannten Gebilde enthielten gewöhnlich ein Netzwerk
von unregelmäßig über die ganze Struktur verteilten Zwischen—
räumen. Derartige Verfahren sind beschrieben in den US—Patent-Schriften
2 353 877; 2 777 824 und 2 763 208. Aus wirtschaftlichen Gründen sollten Strukturen dieses Typs leicht und
rasch, auch in kleineren örtlichen Stempelgeschäften, herzu-»
stellen sein und das Endprodukt iuS möglichst lange brauchbar
sein, wobei ein Nachfüllen des Reservoirs mit Flüssigkeit von Zeit zu Zeit möglich sein muße
In der US-Patentschrift 3 019 201 ist ein neuer Typ derartiger Gefüge beschrieben, wobei eine relativ große Menge:
an Flüssigkeit zurückgehalten wird, die dann von der Ober- -,.
fläche des Gefüges in gesteuerten Mengen abgegeben wird und wobei der Flüssigkeitsvorrat nachgefüllt werden kann«, Kurz
gesagt besteht die in dieser Patentschrift beschriebene Methode darin, daß man-lose gepackte, praktisch sphärische Teilchen
eines elastischen Materials, vorzugsweise eines Elastomers, zu einem porösen Strukturgebilde verbindet, bei
welchem die kontinuierlich verbundenen Zwischenräume vorwie«'
gend aus den Lücken bestehen, die sich natürlich beim Aufbau der Struktur zwischen den gepackten Teilchen ergeben. Bei
der Verwendung des Gebildes enthalten die Zwischenräume
einen Vorrat an Flüssigkeit, welcher der Oberfläche des Körpers zugeführt wird, einerlei ob diese Oberfläche zu einer
bestimmten Konfiguration ausgeformt ist oder nicht« Diese
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ORIGINAL
INSPECTED
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Zwischenräume haben die Dimension von Kapillaren, so daß sie ./
die Flüssigkeit zurückhalten können. Die Teilchen, aus denen sich die poröse Struktur aiÄaut, müssen aus einem Material bestehen,
das von der aufgesaugten Flüssigkeit benetzt wird und
diese später bei Anwendung von Druck in einer bestimmten und steuerbaren Menge wieder abgibt.
Die bei diesem Verfahren angewandten Schritte, um das notwendige Verbinden der Teilchen untereinander zu bewirken,
bestehen darin, daß man zunächst/Elastomerteilchen wäscht oder im Luftstrom reinigt, um anhaftende Filmteilchen oder sonstige
Verunreinigungen zu entfernen, worauf man die gereinigten kautschukähnlichen Teilchen einer alkoholischen Lösung eines Harzbinders
(die auch ein Quellmittel oder einen Weichmacher für die kautschukartigen Teilchen enthalten'kann) zufügt,, die Aufschlämmung
oder Paste in eine Form gießt, einen Teil der Flüssigkeit abpreßt und die restliche Flüssigkeit durch Erwärmen
abtreibt, worauf man das'Gebilde entweder noch in der Form oder
nach dem Herausnehmen härtet.
Das nach diesem bekannten Verfahren hergestellte Gebilde eignet sich recht gut zur Anfertigung von Stempelkissen, zum
Auftragen einer begrenzten Menge Flüssigkeit auf irgendeine Oberfläche, wie einen benetzbaren Leim, und zur Bildung von
sich selbst mit Farbe versorgenden Stempeln, wobei die auf die betreffende Oberfläche aufzubringenden Teilchen verhältnismäßig
groß sind und eine, besondere Genauigkeit des Umrisses nicht verlangt wird. Allerdings ist die Herstellung dieser Gebilde
recht schwierig in der Durchführung und verlangt praktisch einen geschulten Fachmann und ein Laboratorium oder eine Spezialwerkstätte.
Die bei dem bekannten Verfahren verwendete Aufschlämmung
oder Paste, in welcher die untereinander zu verbindenden
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kautschukähnlichen Teilchen in der Binderlösung suspendiert
sind, ist so beschaffen, daß sie über längere Zeit gelagert werden kann, so daß sie als ein Produkt in den Handel gebracht
werden kann, das man zur Herstellung eines leicht und rasch zu erzeugenden Stempels nach dem erwähnten Verfahren benutzen
kann« Enthält allerdings diese Aufschlämmung oder"Paste.noch
Lösungsmittel oder Weichmacher für die kautschukartigen Teilchen,
so neigt sie dazu sich über längere Zeit zu zersetzen, da das Lösungsmittel bzw«, der Weichmacher langsam die runden
kautschukähnlichen Teilchen zerstört, aus denen sich die poröse Struktur aufbauen soll. Wie jedoch der Patentschrift
zu entnehmen ist, ist es bekannt, daß eine kleine Menge Weichmacher
das Verbinden der Teilchen und die Bildung der ge— . wünschten Zwischenräume erleichterte Wenn daher die Aufschläm-■mung
oder Paste einen Weichmacher für das kautschukähnliche-Material
der Teilchen enthält, so wird die Haltbarkeit beeinträchtigt und die Paste muß bald nach ihrer Herstellung verbraucht
werden«, In ähnlicher" Weise wird die Lagerfähigkeit der Aufschlämmung oder Paste durch Beimischungen beeinträchtigt,
welche das vorzeitige Härten des Harzbinders verursachen· Wie der Patentschrift witer zu entnehmen ist, haben
sich auch gewisse Schwierigkeiten ergeben bei der genauen Steuerung des Porositätsgrades der fertigen Struktur*
Es kommt schließlich noch dazu, daß bei porösen Strukturen dieser Art, die zur Herstellung von selbstspeisenden
Stempeln (self-inking jstamps) benutzt werden, die Oberfläche, die so ausgeformt ist, daß die Zeichnung des Stempels vorsteht,
fähig sein, ein scharfes und sehr klares Bild zu erzeugen, das aus gut zusammenhängenden und selbst bei sehr
großer Enge vollkommen scharfen Linien besteht,, Dies bedeutet,
daß bei selbstspeisenden Stempeln zwei wesentliche, gegensätzliche Anforderungen an das poröse Gebilde gestellt
werden: Es muß einerseits Zwischenräume haben, die den ungehinderten Fluß einer Flüssigkeit unter Druck erlauben, andererseits
aber eine Oberfläche, die so beschaffen ist, daß,,
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sie mit größter Genauigkeit ausgeformt werden kann. Diese '
anscheinend widersprüchlichen Anforderungen werden durch die erfindungsgemäßen porösen Gebilde voll erfüllte
Obgleich sich die oben erwähnten Einwände gegen die Strukturgebilde nach der US-Patentschrift 3 019 201 als
für viele Anwendungszwecke der porösen, flüssigkeitshaltigen Struktur nach dieser Vorveröffentlichung verhältnismäßig
unbedeutend erwiesen haben, wäre es doch wünschenswert, über ein poröses Gebilde zu verfügen, das Zwischenräume von
genau gesteuerter Dimension und Größe aufweist und von einer solchen Beschaffenheit ist, daß seiner Oberfläche die oben
beschriebenen, sehr exakten Konturen verliehen werden können.» Außerdem wäre es wünschenswert, ein für den Handel brauchbares
poröses Zwischenprodukt zu haben, das über längere Zeit gelagert werden kann, die optimalen Bindungsbedingungen
erreicht und gleichzeitig mit geringstem Aufwand an Zeit und Ausrüstung zu'der gewünschten Konfiguration ausgefoimt
werden kann«
Es ist daher ein Häuptziel der Erfindung, ein Verfahren
zur Verfügung zu stellen, mit dem man ein poröses, Elüssig« keiten festhaltendes Gebilde mit Zwischenräumen herstellen
kann, deren Größe und Verteilung auf das genaueste gesteuert werden kanno Das mit Hilfe, dieses Verfahrens herstellbare
Strukturgebilde muß sich durch Druck verformen/auf einen selbstspeisenden Stempel verarbeiten lassen, mit dem man
ein scharfes und genaues Bild aus zusammenhängenden Linien herstellen kann, bei dem die Tinte oder Druckfabe erneuert
werden kann und der dabei eine gute Zugfestigkeit aufweist, so daß man damit viele tausende von Abdrucken herstellen
kann» Die erfindungsgemäß hergestellten porösen Strukturgebilde sollen ein leicht zu handhabendes stabiles Material
darstellen, das sich mit Hilfe von relativ einfachen Einrichtungen rasch und leicht verformen läßt und aus dem sich
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selbstspeisende Stempel auf einfache Weise in kurzer Zeit !
herstellen lassen«
Das erfindungsgemäße poröse Strukturgebilde weist eine Oberfläche auf, die leicht zu Stempeln von großer Druckgenauigkeit
. auszuformen ist, weichtetztere eine verhältnis«
mäßig große Flussigkeitsmenge derart zurückhalten, daß beim
Aufdruck eine genau eingestellte Menge austritt* Die oben
erwähnten Anforderungen gelten sowohl für selbstspeisende Stempel wie" auch für andere Geräte zur Aufbringung von
Flüssigkeiten»
Die überraschenden Verbesserungen in der genauen Steuerung der Porosität wird bei den erfindungsgemäßen Gebilden
erreicht durch Einarbeiten von Wasser in eine Aufschlämmung aus kautschukähnlichen Teilchen in einer Harzlösung·
Zwecks Erreichung der gewünschten Größe und Verteilung der Zwischenräume kann man gegebenenfalls auch eine
bestimmte Menge an Wasser oder einer anderen inerten Flüssigkeit in einer oder mehreren aufeinanderfolgenden Stufen
einarbeiten« Durch Vergießen der mit dem Bindemittel überzogenen Teilchen und Abtrennen der freien Flüssigkeit erhält
man dann ein feuchtes Strukturgebilde, das getrocknet und
ggf. noch gehärtet werden kann· Auf diese Weise kann man das Material in Form eines trockenen oder halbtrockenen
Strukturgebildes zur Verfügung stellen, das keiner merklichen Schädigung beim Lagern unterliegt» Hierdurch läßt sich der
Anteil an Weichmacher in der Dispersion wesentlich, verringern, was dann wieder die Wirkung des Binders in seiner Funktion,
die Teilchen im notwendigen Abstand zusammenzuhalten, unterstützt»
Die Erfindung sei anhand der Zeichnungen näher erläutert»
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: Pig. 1 stellt ein Fließschema der zur Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens notwendigen Einzelschritte dar.
Fig· 2 und 3 sind stark vergrößerte schematisehe Querschnitte von zwei Ausftihrungsformen der erfindungsgemäß
hergestellten porösen Strukturgebilde, wobei Figo 2 ei η für Anwendungszwecke, bei denen kein Verformen notwendig ist,
geeignetes Gebilde darstellt und Figo 3 eine Struktur zeigt, die sich zur weiteren Behandlung durch Verformen eignete
Fig. 4 ist ein stark vergrößerter schematischer Querschnitt der Ausführungsform nach Fig. 3» wobei das Produkt
so zugerichtet ist, daß man es zur Erzeugung von scharfen TJmrißlinien verformen kann.
Fig. 5 ist eine perspektivische Ansicht, mit der die erste Stufe beim Verformen des porösen Gebildes nach Fig. 4
dargestellt ist.
Fig. 6 ist ein Querschnitt entlang der Linie 6-6 in Fig. 5 vor dem Verformen.
Fig. 7 ist ein Querschnitt entlang der Linie 6-6 von Fig. 5f mit dem die Anwendung von Druck zur Durchführung des
Verformens dargestellt,ist.
Fig. 8 ist ein stark vergrößerter Querschnitt durch das fertig verformte Gebilde, aus welchem die hochstehenden und
die zusammengepreßten Bereiche eines typischen Stempels ersichtlich sind.
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Fig. 9 zeigt einen selbstspeisenden Stempel, der unter
Benutzung der erfindungsgemäßen Produkte aufgebaut ist.
Fig. 1o zeigt einen Markierungsstift, in den das erfindungsgemäße
poröse Strukturgebilde eingearbeitet ist-.
Fig. 11 zeigt ein Druckgerät, in welches das erfindungsgemäße
poröse Strukturgebilde eingebaut ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines porösen Strukturgebildes und die daraus resultierenden Produkte
seien nun anhand der Zeichnung beschrieben. Gemäß Fig.1 besteht der erste Schritt darin, daß man eine Aufbereitung
der kautschukartigen Teilchen, die spä'ter die poröse Struktur bilden sollen, in einer Lösung eines Harzbinders, der die Par
tikel untereinander binden soll, bereitet. Das zur Bildung der Harzbinderlösung benutzte Lösungsmittel ist vorzugsweise
eine Kombination aus zwei oder mehr Lösungsmitteln, dessen Hauptanteil aus einem Lösungsmittel für das Harz besteht, das
die kautschukartigen Teilchen nicht löst. Der restliche kleinere Anteil ist vorzugsweise ein Lösungsmittel für den Binder
und ein Weichmacher bzw. ein Semi-Lösungsmittel für die kautschukartigen
Teilchen. Die zwei oder mehreren Flüssigkeiten, die zusammen das Lösungsmittelsystem bilden, müssen mischbar
sein,und das Lösungsmittelsystem soll vorzugsweise mit Wasser mischbar sein. Erfindungsgemäß kann man auch eine Dispersion
oder einen Latex des Binders benutzen, wobei dann das gesamte zur Bildung der Dispersion notwendige V/asser oder ein Teil
davon zusammen mit dem Binder eingearbeitet werden können.
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In die Harzlösung werden dann die kautschukartigen Teilchen
unter Bedingungen eingearbeitet, die eine gute Dispersion der einzelnen Teilchen in der Flüssigkeit gewährleisten.
Nach der Zugabe der kautschukartigen Teilchen wird eine gewisse Menge Wasser einheitlich in die Aufschlämmung eingemischt,
um den gewünschten Grad an Porosität im Fertigprodukt zu erhalten und zu bewirken, daß sich möglichst viel Binder
auf den kautschukartigen Teilchen ablagert. Die so erhaltene Dispersion wird dann abfiltriert·, so daß man eine feuchte
Masse erhält. Das Filtrat, das entweder verworfen oder zum. Wiederverwenden gereinigt werden kann, enthält einen Teil der
ursprünglich mit den kautschukartigen Teilchen verbundenen Verunreinigungen oder Überzugsstoffen zusammen mit ggf. nicht
auf den Teilchen verbliebenen Binderanieilen. Die auf dem ..
Filter zurückbleibende feuchte Masse wird dann zu einer Struktur, z.B. einer Bahn, vergossen. Da sich das feuchte Strukturgebilde
mit dem Abziehen, der Flüssigkeit gewöhnlich rasch absetzt, findet das Vergießen vorzugsweise gleichzeitig mit dem
Filtrieren statt, so daß praktisch die beiden Stufen des FiI-trierens
und des Vergieß.ens zusammenfallen. Soll das poröse Gebilde später zur Herstellung eines Gebrauchsartikels dienen,
bei dem mindestens eine Seite zu einer bestimmten Konfiguration ausgeformt ist, so bringt man vorzugsweise beim Filtrieren
und Vergießen diese oder beide Seiten der feuchten Masse mit einer ebenen Fläche in Verbindung, z.B. mit einem flachen
polierten Metallblech oder mit einer Reihe geeigneter Walzen, um die Oberfläche zu glätten. Die geglättete Oberfläche wird
später zum Verformen benutzt. Das Glätten wird vorzugsweise erzielt ohne Anwendung eines bemerkenswerten Druckes.
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Wie weiter aus Fig. 1 hervorgeht, kann man das feuchte ;
Gebilde unmittelbar bei einer Temperatur trocknen, die hoch genug ist, um den Binder und das kautschukartige Material vollständig
zu härten, so daß man unmittelbar ein verwendbares Endprodukt erhält. Durch das vollständige Härten wird der Harzbinder
in einen irreversiblen Zustand übergeführt und reagiert mindestens in gewissem Umfang mit dem kautschukartigen
Material, dessen physikalischen Eigenschaften, insbesondere hinsichtlich seiner Zähigkeit und Widerstandsfähigkeit gegenüber
lösungsmitteln, hierdurch verbessert werden. Ein völlig ausgehärtetes Produkt ist in dem vergrößerten Querschnitt der
fe Fig. 2 dargestellt. Hieraus ist ersichtlich, daß das poröse
Gebilde 10 aus den rundlichen kautschukartigen Teilchen 12 besteht, zwischen welchen der Binder 13 so verteilt ist, daß er
mindestens einen Teil ihrer Oberfläche bedeckt. Die Teilchen sind ohne Anwendung irgendeines bemerkenswerten Druckes aufeinandergepackt,
so daß zwischen ihnen Lücken 14 freibleiben, welche die zur Zurückhaltung einer Flüssigkeit notwendigen
Zwischenräume darstellen. Es sei darauf aufmerksam gemacht, daß das Bindemittel 13c nicht unbedingt jedes einzelne Teilchen
12 völlig umschließen muß. Ein der Darstellung in Fig. 2 entsprechendes Produkt eignet sich für Stempelkissen, Vorrichtungen
zum Aufbringen von Flüssigkeiten auf eine Oberfläche und für Spitzen von Federn u.dgl.Auch zur Verfertigung von
P sich selbst mit Druckfarbe versorgenden (selbstspeisenden) Stempeln oder für Anwendungen, bei denen eine besondere Genauigkeit
des Umrisses verlangt wird oder bei denen besonders feine linien beim Stempeln erzeugt werden sollen, eignet sich
diese Art von Strukturgebilden.
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Um nun auf das in Fig. 1 dargestellte Fließschema zurückzukommen,
so geht daraus hervor, daß ein poröses Strukturgebilde, das noch verformt werden soll, vor dem Verformen
mit einer Lösung des Harzbinders behandelt wird. Die Harzlösung kann unmittelbar auf das nasse Gebilde aufgebracht
werden, und zwar entweder vor oder nach dem Lagern oder kurz vor dem Verformen oder auf mehreren Stufen des Verfahrens.
Vorzugsweise behandelt man im allgemeinen die Oberfläche kurz vordem Verformen. In jedem Falle wird ein Trockenprozeß, der
ggf. vor dem Verformen und Härten eingeschaltet wird, bei einer Temperatur durchgeführt, die unterhalb derjenigen liegt,
bei welcher der Binder und das kautschukähnliche Material völlig gehärtet werden. In Fig. 1 ist dieser Zustand des
Materials als "Grün-"struktur bezeichnet und wird für ein Produkt verwendet, das sich ohne weiteres lagern, handhaben und
zur Weiterverarbeitung verkaufen läßt. Diese "Grün-tfstruktur
ist durch den vereinfachten Querschnitt in Fig. 3 dargestellt. Der Binder 13 liegt in dieser Struktur in nicht gehärtetem
Zustand vor. Da praktisch das gesamte Lösungsmittelsystem aus dem "Grün^produkt entfernt ist, kann derjenige Teil des Lösungsmittels,
der für die kautschukartigen Teilchen als Weichmacher wirkt, seine Wirkung nicht mehr an der Oberfläche der
kautschukartigen Teilchen ausüben, d.h. er hat keinen bemerkenswerten schädigenden Einfluß auf diese Teilchen. So kann
diese "Grün-"struktur, anders als die Paste oder Aufschwämmung nach US-Patentschrift 3 019 201, eine lange Zeit gelagert
werden. Soll das Produkt längere Zeit gelagert werden, so bewahrt man es vorzugsweise in einem praktisch dampfdichten
Behälter auf, um in dem Gebilde einen kleinen Anteil der flüchtigen Bestandteile zurückzuhalten, die es beim späteren
Verformen schmiegsamer machen.
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'■Υ Das neuartige Produkt, das aus der Oberflächenbehandlung1
des porösen "Grün-"strukturgebildes mit der Harzbinderlösung
resultiert, ist schematisch in Fig. 4 dargestellt. Daraus ist ersichtlich, daß hier das aus den kautschukartigen Teilchen
12 aufgebaute poröse Gebilde derart durch den getrockneten, jedoch noch nicht gehärteten Binder 13b unter Freilassung von
Zwischenräumen 14 zusammengehalten wird ,/eine etwas geglättete
Oberfläche 15 aufweist, die sich entwickelt hat durch teilweises Auffüllen der Zwischenräume mit dem Binder 16a oder
16b, wobei der Index "a" verwendet wird, um eine Binderlösung
und der Index "b", um einen getrockneten, jedoch nicht ge-
P härteten Binder zu bezeichnen. Der Binder 16 füllt nicht
• sämtliche Zwischenräume vollständig aus, so daß noch eine gewisse
Porosität übrigbleibt, was in Fig. 4 durch die gestrichelte
Schraffierung angedeutet ist. Außerdem dringt der Binder nur teilweise in die poröse Struktur 10 ein, was in
der Zeichnung durch die hellere, weniger dichte Schraffierung (Bezugszeichen 17) angedeutet ist. Der Bindergradient, der
so über dem Querschnitt der porösen Struktur entsteht, ist bei einem Phenol-Formaldehyd-Binder zu sehen, denn dort zeigt
sich ein Farbrückgang von dunkel an der Oberfläche 15 zu hell
an der gegenüberliegenden Oberfläche. Der zur Bildung der Behandlungslösung verwendete Binder ist vorzugsweise der glei-
t ehe wie derjenige, der zum Abbinden der kautschukartigen Teilchen
dient, jedoch ist dies nicht notwendig, solange der gesamte Binder mit den kautschukaitLgen Teilchen verträglich ist
und von der zu stauenden Flüssigkeit befeuchtet werden kann.
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Wird das Gebilde, das an der Oberfläche mit der Harzlösung behandelt ist, aufbewahrt, dann muß vor dem Verformen
die mit Harz behandelte Oberfläche mit einer kleinen Menge Harzlösungsmittel angefeuchtet werden, damit sich eine Oberfläche
bildet, die in Fig. 1 als "verformbare behandelte Oberfläche" bezeichnet ist. Wird jedoch die Oberfläche unmittelbar
vor dem Verformen mit einer Harzlösung behandelt, so erübrigt sich selbstverständlich das Wiederanfeuchten. Es wurde
gefunden, daß es in der Verformungsstufe wünschenswert ist, im wesentlichen sämtliche Lücken 14 der Struktur (s. Fig. 4)
mit Wasser oder einer anderen geeigneten inerten Flüssigkeit, die sich wieder entfernen läßt, anzufüllen. Obwohl diese Flüssigkeit
normalerweise wieder entfernt wird, könnte sie dochinnerhalb der Struktur zurückgehalten werden. Wenn beispielsweise
eine Tinte verwendet werden sollte, die nicht flüchtig ist und mit dem Binder und den kautschukartigen Teilchen bei
der Härtetemperatür nicht reagiert, so könnte diese als die lückensteuernde Flüssigkeit während des Verformens verwendet
werden. Es scheint, daß die Anwesenheit einer solchen Flüssigkeit in den lücken oder Zwischenräumen während des Verformens
wesentlich dazu beiträgt, daß durch die ganze Struktur hindurch die ursprünglichen Zwischenräume sowohl hinsichtlich
'ihrer Form als auch ihrer Verteilung aufrechterhalten bleiben. Das ausgeformte Endprodukt kann beträchtlich größere Mengen
an Flüssigkeit zurückhalten als eine vergleichbare Struktur, die ausgeformt wurde, ohne daß vorher die Zwischenräume mit
Flüssigkeit gefüllt worden waren.
In Fig. 5 sowohl als in dem Querschnitt nach Fig. 6 ist dargestellt, auf welche Weise das in Fig. 4 gezeigte posöre
Strukturgebilde in Kontakt mit der Form gebracht wird, um eine kontuierte Oberfläche - in diesem Falle zwei schmale Linien
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- 14 - . 1A-35 593 : ?■
und eine "breite - auszubilden. Die mit Harz behandelte Oberfläche
15 des porösen Gebildes nach Pig. 4- wird gegen den Preßteil 20 angedrückt. Dieser Preßteil 20 stelltffc eine Ma_
trize dar, in welche die verlangte Zeichnung oder Schrift, z.B. die Linien 21, eingraviert sind. Beim Zusammenbringen
der porösen Struktur 10b mit dem Formteil 20 wird der Bereich 22 (Pig. 7) der porösen Oberfläche, welcher die Konturen umgibt
und daher die nicht mit Tinte benetzte Oberfläche darstellt, eingedrückt, denn er erhält den meisten Druck. Im
Gegensatz dazu erhalten die Bereiche 23 der porösen Struktur, welche dem gravierten Teil der Form anliegen und beim Drucken
A das gewünschte Bild hervorbringen sollen, einen möglichst geringen
Druck. Dies bedeutet wiederum, daß diejenigen Bereiche, die das Aufbringen des Bildes bewirken sollen, sehr wenig zusammengedrückt
werden, was dadurch möglieh ist, daß die Oberfläche vor dem Verformen verhältnismäßig glatt ist. Aus diesem
Grunde spielt die auf die Oberfläche aufgebrachte Binderlösung die Rolle, der Oberfläche die Fähigkeit zu vermitteln,
daß sie in Abwesenheit von merklichem Druck die glatte Beschaffenheit
der Oberfläche 24 der Form annimmt. Die Entstehung einer derartigen glatten Oberfläche an der verformten
Fläche des porösen Strukturgebildes wird erleichtert, wenn der Oberflächenbinder in einem leicht plastischen Zustand
vorliegt. Dies wird dadurch erreicht, daß man das Ver-
" formen durchführt, solange etwas lösungsmittel im Harzbinder
vorhanden ist.
Anschließend an die in Fig. 7 dargestellte Verformungs— stufe muß da3 poröse Geülde auf eine Temperatur erhitzt werden,
die das völlige Aushärten von mindestens demjenigen Teil des Binders bewirkt, der die gewünschten physikalischen Eigenschaften
aufweisen muß. Das poröse Gebilde kann entweder voll—
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ständig durch die gesamte Masse hindurch oder lediglich durch
einen Teil davon gehärtet werden. So kann beispielsweise bei der Herstellung eines selbstspeisenden Stempels die ausgeformte
Oberfläche soweit gehärtet werden, daß die resultierende Druckoberfläche des Stempels eine ausreichende Zähigkeit und
Zugfestigkeit aufweist. Das Erhitzen kann daher an der Oberfläche intensiver als im Inneren sein, damit man eine harte
und zähe Druckfläche erhält, die nach hinten in ein weicheres Tintenreservoir übergeht.
Das Erhitzen und Härten kann durchgeführt werden, während das poröse Gebilde in der Form bleibt oder nach dem Herausnehmen.
Zur Erzeugung der zum Härten notwendigen Wärme können beliebige Einrichtungen verwendet werdon. So kann das Erhitzen
beispielsweise mit Hilfe eines heißen Gasstromes oder in einem Ofen erfolgen,oder man setzt das Produkt infraroter Bestrahlung
oder dielektrischem Beheizen aus oder man bringt es mit einer heißen Fläche in Berührung.
Das verformte und gehärtete poröse Gebilde ist in einem stark vergrößerten, schematischen und fragmentarischen Quer-"
schnitt in Fig. 8 dargestellt. Wie daraus hervorgeht, behalten die zum Druck bestimmten Flächen 24 im wesentlichen die
ursprüngliche Porosität der porösen Struktur, während die keine Farbe übertragenden Umgebungsflächen etwas verdichtet sind.
Da die Druckfarbe oder,eine andere verwendete Flüssigkeit über
die Flächen 24 ausfließen soll, ist dieser Unterschied in der Oberflächenporosität zweckmäßig. Die innerhalb der porösen
gehärteten Struktur 25c anzustauende Flüssigkeit kann von der Seite, an der verformten Oberfläche oder durch die nicht verformten
Flächen zugeführt werden. Sie wird selbstverständlich in den Zwischenräumen 14 zurückgehalten und dann unter Anwen-
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dung von Druck in die Oberflächen 24 eingepreßt. Bei der Herstellung
von Stempeln, die sich selbst mit Farbe versorgen, wird die in den Zwischenräumen zurückzuhaltende Farbe eingeführt,
bevor oder nachdem man das ausgeformte poröse Stück auf eine entsprechende Unterlage aufbringt, die im allgemeinen
so ausgestattet ist, daß auf die poröse Struktur ein gewisser Druck ausgeübt werden kann, damit sie eine bestimmte
Flüssigkeitsmenge abgibt.
Fig. 9 zeigt eine Ausführungsform eines erfindungsgemäß ausgestalteten selbstspeisenden Stempels, bei dem das
poröse Strukturgebilde ein integraler Bestandteil ist. Das ausgeformte Gebilde 25c nach Fig. 8 ist in einem mit einem
Einschnitt versehenen Block 30 angeordnet, der einen Handgriff
31 aufweist. Die Tinte oder Druckfarbe kann vor oder nach dem Zusammenbau eingeführt werden. Es ist zu empfehlen,
die Enden mittels eines Stückes Band 32 oder eines anderen flüssigkeitsdichten Verschlusses zu verschließen, wenn das
Kissen eingebracht ist. Man kann auf die Enden oder auf sämtliche, nicht zum Druck dienenden Oberflächenteile einen flüssigen
Abdichtlack aufbringen. Da ein selbstspeisender Stempel dieser Art innerhalb der porösen Struktur die zum Drucken benötigte
Farbe oder Tinte enthält, ist es im allgemeinen empfehlenswert, irgendeinen Deck- oder Schutzteil vorzusehen,
der verhindert, daß die Druckfläche 24 versehentlich mit einer
anderen Oberfläche in Berührung kommt. In Fig. 9 ist eine solche Abdeckung dargestellt, die im vorliegenden Falle die Form
einer aus einem leichten Kunststoff gefertigten Scheide 33 hat, die sich leicht über die Stempelfläche schieben läßt.
Andere Einrichtungen zum vorübergehenden Abdecken der Druckfläche oder zur Verhinderung einer Berührung, wenn der Stempel
aufgerichtet ist, können selbstverständlich ebenfalls vorgesehen sein.
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• ^
Pig. 10 zeigt eine Ausführungsform für ein Markierungs- ;
gerät, in welches das erfindungsgemäße poröse Gebilde als integraler Bestandteil eingearbeitet ist. Dabei ist eine
Spitze 35, die aus dem porösen Gebilde (Pig. 2 oder Pig. 4) geschnitten ist, an einem hohlen Griff 36 (der, ebenso wie
die Spitze 35, Flüssigkeit enthält) über einen Flüssigkeitskanal 38 befestigt. Bei dem in Pig. 10 gezeigten Markierungsstift kann es zweckmäßig sein, die Seiten der Spitze 35, die
keine Markierungswirkung ausüben sollen, mit einem flüssigkeitsdichten
Film zu überziehen, um die Abgabe von Flüssigkeit an dieser Stelle zu vermeiden.
Fig. 11 zeigt im Querschnitt eine Einrichtung zum Bedrucken
von Oberflächen, in welche ein, erfindungsgemäßes po·*
röses Strukturgebilde als Tinten- oder Parbreservoir eingearbeitet
ist. Die gezeigte Vorrichtung wird mit der Hand bedient, könnte jedoch ebenso-gut mechanisch betrieben werden.
Dabei ist ein Streifen 40 des erfindungsgemäßen porösen Materials befestigt auf einem Block 41, der mit Hilfe des Handgriffes
43 leicht auf der zu bedruckenden Oberfläche wiegend bewegt werden kann. Über dem porösen Streifen 40 ist eine
Schablone 44 mit Öffnungen 45 angebracht. Wenn die Schablonenoberfläche auf die zu bedruckende Oberfläche 42 aufgepreßt
wird, so dringt Tinte bzw. Druckfarbe von dem Streifen 40 durch die Schablonenöffnungen 45 hindurch und wird als Druckzeichen
46 auf der Oberfläche sichtbar.
An die Bestandteile der erfindungsgemäßen, Flüssigkeit
abgebenden Strukturgebilde müssen gewisse Anforderungen gestellt werden. So müssen. z.B. die Teilchen,die untereinander
zu der erfindungsgemäßen porösen Struktur verbunden sind, etwas elastisch sein$ werden daher hier stets als kautschukartige
Teilchen bezeichnet« Sie können aus natürlichem Kautschuk oder aus einem der synthetischen Elastomeren, z.B.
den Copolymerisaten von Butadien oder Styrol, den Copolymeri-
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- 18 - 1A-35 593 · .■
säten von Butadien und Acrylnitril, aus Polychloropren oder
aus anderen Stoffen bestehen, welche entsprechende Elastizitäts- und Rückpralleigenschaften haben. Da die Poren oder
Zwischenräume des porösen Materials von einer Größe und Form sein müssen, die dazu geeignet ist, eine Flüssigkeit zurückzuhalten
und sie unter Druck abzugeben, müssen die Teilchen so gepackt sein, daß solche Zwischenräume frei bleiben. Dies
führt wiederum dazu, daß man vorzugsweise Teilchen verwendet, die abgerundet sind bzw. einer sphärischen Konfiguration zumindest
nahekommen. Außerdem sollte der Durchmesser dieser Teilchen im allgemeinen größer sein als O,O25mm und kleiner
als etwa 0,25 mm. Die Größen müssen innerhalb dieser Grenzen
gut verteilt sein. Es ist jedoch wünschenswert, daß die Teil-
chen nicht in einer Größenverteilung vorliegen, die normalerweise zu einer sehr geschlossenen Packung führen würde. Die
Verwendung von Teilchen innerhalb des angegebenen Größenbereiches und Packungstyps führt zu einer porösen Struktur, bei
welcher ein Nachfüllen von Flüssigkeit ohne weiteres möglich ist.
Unter den zu verwendenden Bindern seien Stoffe genannt wie Phenolharze (z.B. Phenol-Formaldehydharze), Epoxyharze,
Vinylharze und Isocyanatblockharze. Resorcin-Formaldehydharze sind ebenfalls verwendbar zur Herstellung von porösen Strukturen,
wenn zwischen den einzelnen Verfahrensstufen keine zu langen Unterbrechungen-eintreten.
Der verwendete Binder muß selbstverständlich mit dem
Material, aus dem die Teilchen gebildet werden, verträglich sein und muß außerdem eine begrenzte Erhitzung vertragen, ohne
völlig auszuhärten, falls es sich um einen Binder für die in den Figuren 3, 4 und 8 dargestellten Produkte handelt.
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- 19 - 1A-35 593 . :.
■ t Wie "bereits betont, muß der Binder bzw. müssen die Binder '■
außerdem mit der in dem Gebilde enthaltenen Flüssigkeit/und
.. ... . . . - verträglich'
ihr gegenüber inert sein. ö
Wie ebenfalls bereits betont, muß das Lösungsmittel für den Binder ein Lösungsmittelsystem sein, das vorzugsweise
eine geringe Menge Weichmacher für die kautschukartigen Teilchen enthält. Im allgemeinen verwendet man vorzugsweise ein
Gemisch aus einem niedrigeren aliphatischen Alkohol und einem Keton, wobei das letztere als Weichmacher für die Kautschukteilchen
dient. Selbstverständlich muß auch der Hauptanteil des Lösungsmittelsystems ein Lösungsmittel für den Harzbinder
und ein Nichtlösungsmittel für die Kautschukteilchen sein. Der kleinere Anteil des Lösungsmittels'ystems sollte ein Lö-~
sungsmittel für den Binder und ein Semi-Lösungsmittel. oder
ein Weichmacher für die Kautschukteilchen sein. Es ist ferner wünschenswert, daß das Lösungsmittelsystem leicht durch Verdampfen
entfernt werden kann. Lösungsmittel, welche den Hauptanteil des benutzten Lösungsmittelsystems darstellen,
sind beispielsweise: Äthylalkohol, entweder allein oder in Kombination mit Methylalkohol, Isopropylalkohol oder andere "
handelsübliche Alkohole, insbesondere die niedrigeren aliphatischen Alkohole. Außer Aceton kann der Weichmacher Methyläthylketon,
Cyclohexanon oder dgl. sein. Man kann auch andere, bekannte organische Lösungsmittel, z.B. Acetate u.dgl. verwenden.
Im allgemeinen, kann das Lösungsmittelsystem bis zu 15 Gew.-io an Weichmachungsmittel für die Kautschukteilchen
enthalten. Ein größerer Anteil dieser Komponente ist im Lösungsmittelsystem im allgemeinen nicht wünschenswert, da dann
eine unerwünschte Einwirkung auf die Oberfläche der Teilchen zu befürchten ist.
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1§
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Die Harzlösung, mit welcher die Oberfläche der porösen Struktur, behandelt wird, ehe diese verformt wird, besteht im
allgemeinen aus den gleichen Bestandteilen wie die Lösung, aus der die Dispersion gebildet wird. Auch diese Lösung muß
einen Weichmacher für die Kautschukteilchen enthalten. Im allgemeinen,jedoch nicht notwendigerweise, wird man die gleiche
Lösung benutzen wie zur Bildung der Dispersion. Allerdings ist es gewöhnlich vorzuziehen, niedrigere Konzentrationen
anzuwenden, um ein Verstopfen der Poren an der Oberfläche mit Harz zu vermeiden.
Beim Ansetzen der Harzbindemittellösung zur Herstellung der Dispersion .kann die Harzkonzentration über einen relativ
weiten Bereich schwanken. Die Wahl der'passenden Konzentrat
tion wird bestimmt durch Faktoren, wie die Löslichkeit des Harzes, die endgültige Harzmenge, die sich auf den Kautschukteilchen
niederschlagen soll" und die Menge an Flüssigkeit, die für eine gegebene Menge der zu bildenden feuchten Struktur
verarbeitet werden soll. Die Bestimmung der optimalen Harzkonzentration in der Harzlösung sollte daher möglichst
durch einen Fachmann vorgenommen werden.
Die Aufschlämmung der kautschukartigen Teilchen in der
Harzbinderlösung vor Zusatz von Wasser wird vorzugsweise so eingestellt, daß sie einen Feststoffgehalt (Binder + Kautschukteilchen)
zwischen etwa 15 und.65 Gew.-$ aufweist, während die Harzmenge vorzugsweise zwischen etwa 5 und 30 Gew.-$
der kautschukähnlichen Teilchen liegt. Da die kautschukartigen Teilchen nach dem Filtrieren etwa 60 bis 90 Gew.-^ des
Harzes zurückhalten, enthält das fertige, trockene poröse Strukturgebilde etwa 3 bis 25 Gew.-^ Harzbinder, bezogen auf
das Gewicht der kautschukartigen Teilchen.
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Die Menge an Wasser, die der Aufschlämmung der kautschukähnlichen Teilchen in der Harzlösung zugefügt werden muß, um
die Dispersion zu bilden, liegt zwischen etwa 50 und 300 Gew,-Teilen
Wasser auf 100 Gew.-Teile Kautschukteilchen. Im allgemeinen wird der prozentuale Anteil an Porenvolumen, um so höher,
je mehr Wasser zugefügt wird. Da das Wasser jedoch nicht nur das endgültige Porenvolumen bzw. den Porositätsgrad beeinflußt,
sondern auch die Verteilung des Harzes, muß die Wassermenge zwar ausreichend sein, um zu bewirken, daß sich das Harz praktisch
vollständig auf der Oberfläche der kautschukähnlichen Teilchen absetzt, darf jedoch andererseits nicht so groß sein,
daß ein Teil des Harzbinders eine separate Phase bildet oder sich in der Dispersion zusammenballt.
Wenn das vergossene nasse Gebilde nach dem Trocknen und Härten ein Produkt bilden soll, dessen Oberfläche nicht mehr
verformt wird, wie etwa ein Stempelkissen, so muß die Härtetemperatur ausreichen, das Harz mindestens in denjenigen Teilen
des porösen Körpers zu härten, in welchen die physikalischen Eigenschaften eines' gehärteten Bindemittels erwünscht
sind. Größe, Gestalt und Eigenschaften des ausgeformten Ge- bildes und die Art des verwendeten Harzes sind zusammen ausschlaggebend
für die optimale Härtetemperatur und -zeit für das betreffende System. Allerdings dürfen die Härtetemperaturen
und -zeiten nicht so gewählt werden, daß eine merkliche thermische Zersetzung des Harzbinders oder der kautschukähnlichen
Teilchen stattfindet.
Wenn das weiche poröse Material zunächst zu einem "Grün-" gebilde (Fig. 1) ausgeformt werden soll, dann muß das Trocknen
bei einer Temperatur stattfinden, die unterhalb derjenigen liegt, bei der ein Anteil des Harzes zum Schluß zu einem
- 22 -
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irreversiblen Zustand"gehärtet wird. Nach dem Verformen wird
dann die endgültige Härtung bei einer Temperatur und innerhalb
einer' Zeit durchgeführt, die dazu ausreichen, daß derjenige Teil des Harzbinders und des kautschukähnlichen Materials
völlig gehärtet wird, der die Eigenschaften der gehärteten Struktur aufweisen soll.
In dem fertigen porösen Gebilde betragen die Zwischenräume, welche die Poren darstellen, etwa 15 bis 60 % des Gesamtvolumens
.
Die Erfindung sei anhand der folgenden, nicht einschränkenden Beispiele näher erläutert. I
Durch Auflösen von 8,1 Gew.-Teilen wäremhärtbares Phenol
Formaldehydharz des zweistufigen Typs in einem Lösungsmittelsystem
aus 73,8 Gew.-Teilen Spiritus (Äthylalkohol, denaturiert mit 5 i° Methylalkohol) und 8,1 Gew.-Teilen Aceton wurde
eine Lösuns eines Harzbinders bereitet. In die Bindemit- -tellösung
wurden dann 60 Gew.-Teile eines trockenen, feingepulverten Oopolymerisates aus Butadien und Acrylnitril (Anteilsverhältnis
60 : 40 Gew.-Teile) eingerührt, bei welchem mindestens 90 $ der Teilchen einen Durchmesser zwischen
0,025 und 0,25 mm hatten. Nachdem durch sorgfältiges Verrühren eine homogene Aufschlämmung der Teilchen in der Harzlösung
erzielt worden war, wurden unter starkem Rühren mit " Scherwirkung 120 Teile Wasser zugefügt, so daß sich eine Dispersion
bildete.
- 23 -
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Die Dispersion wurde Über ein grob poröses keramisches
Filter filtriert und aus der feuchten porösen Masse eine etwa 1 cm dicke Platte gegossen. Die Oberseite der Platte wurde
mit einem etwa 6 mm dicken Aluminiumblech belegt, um die
Oberfläche, die später verformt werden sollte, zu glätten.
Aus der Platte wurde dann ein erstes Musterstück abgeschnitten
und in einem Ofen bei 1260C 3o min gehärtet, um das
durch Pig. 2 dargestellte Produkt zu erhalten. Es hatte eine Porosität (Volumen der Zwischenräume) von etwa 50 # und war
als Stempelkissen geeignet.
Ein zweites Stück der feuchten Platte wurde 5 min auf 500C erwärmt, um das Gebilde zu trocknen, jedoch den Phenol-Formaldehydharz-Binder
und das Copolvmerisat im ungehärteten Zustand zu lassen. Kurs bevor die Oberfläche dieses Stückes
verformt werden sollte, wurde sie mit einer Phenolharzlösung besprüht, welche identisch mit derjenigen zur Erzielung der
porösen Struktur war. Das Verformen der Oberfläche wurde bei Raumtemperatur so durchgeführt, daß man die besprühte Oberfläche
mit einem Druck gegen eine Matrize preßte, der gerade· dazu ausreichte, der Oberfläche die gewünschte Konfiguration
zu erteilen. Nach dem Herausnehmen aus der Form wurde das Gebilde in einem Ofen 30 min bei 1200C getrocknet und gehärtet.·
Seine Porosität wurde zu 25' # bestimmt.
Ein drittes Probestück der feuchten Bahn wurde wie oben besprüht, wurde jedoch dann auf der nicht besprühten Seite
derart mit lasser in Berührung gebracht, daß es so viel Wasser aufsaugte, daß alle Zwischenräume gefüllt waren. Es wurde
dann wie das erwähnte zweite Stück verformt, getrocknet und gehärtet und hatte dann eine Porosität von etwa 35 #. Das
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Stück wurde dann an den Kanten beschnitten und die nicht verformten
Seiten wurden mit einem Lack bedeckt, der durch Auflösen von 10 g Äthylcellulose in 100 cm Toluol hergestellt
worden war. Nach dem Trocknen des lackes wurde das poröse Gebilde zu dem in Fig.. 9 dargestellten Gegenstand ausgeformt
und mit einer Stempelfarbe auf Glykolbasis getränkt, indem man die Farbe mit Hilfe eines Tropfglases auf die verformte Fläche
auftropfte.
Der so erhaltene selbstspeisende Stempel ergab beim Gebrauch
feine linien von guter Kontinuität, großer Klarheit fc und hoher Genauigkeit. Man erhielt mindestens 10 000 erst-•
klassige Abdrucke, bevor die Einfärbung erneuert werden mußte.
Das Fachfüllen erfolgte einfach durch Auftropfen der Stempelporöse
farbe auf die Formfläche, so daß die Farbe in das/Gebilde eindrang
und die Poren ausfüllte.
Zu einer wie in Beispiel 1 bereiteten Aufschlämmung wurden in diesem Falle 180 Gew.-Teile Wasser zugefügt. Die Dispersion
wurde wie in Beispiel 1 vergossen, und es wurden aus dem erhaltenen porösen Gebilde drei Stücke geschnitten wie
in Beispiel 1. Die erhaltenen Produkte glichen denjenigen k nach Beispiel 1, wobei jedoch in allen Fällen aufgrund des
größeren Anteiles an Wasser, der zur Bildung der Dispersion verwendet worden war, die Porosität der Stücke höher war.
Es wurde nach Beispiel 1 gearbeitet, wobei jedoch das dort verwendete Phenol-Formaldehydharz durch einen Resacin-Formaldehyd-Harzbinder
ersetzt wurde. Man erhielt Gebilde mit
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- 25 - 1A-35 593 . .
• ν praktisch den gleichen Eigenschaften wie diejenigen nach '
Beispiel 1. Oa Resorcin-Formaldehydharze nicht besonders
haltbar sind, ist dieser Harzbinder besser geeignet zur Herstellung von Dispersionen, die bald zu dem Endprodukt verarbeitet
werden, ohne daß dazwischen längere lagerperioden eingeschaltet sind.
Durch Auflösen von 18 Gew.-Teilen eines festen Epoxyharzes
mit einer Epoxyzahl von 450 - 520 und einem Schmelzpunkt von etwa 65°C (Handelsbezeichnung EKR 2002, Hersteller
Union Carbide Plastics Division) in einem Lösungsmittel aus 15 Gew.-Teilen Aceton und 110 Gew.-Teilen des denaturierten
Alkohols nach Beispiel 1 wurde eine Harzbinderlösung gebildet. In der Binderlösung wurden 60 Gew.-Teile des feinkörnigen
Copolymerisates aus Butadien und Acrylnitril nach Beispiel 1 aufgeschlämmt. Nachdem die Aufschlämmung homogen war,
wurden 150 Gew.-Teile Wasser unter sehr kräftigem Schermischen zugegeben, um die Dispersion zu bilden.
Die Dispersion wurde über ein grobes keramisches Filter filtriert und das noch feuchte Gebilde in drei Stücke geteilt
und auf dreierlei Art gemäß Beispiel 1 behandelt. Die "Grün-"struktur wurde erhalten durch 3o-minütiges Erwärmen
auf 500C und der irreversible Zustand durch- 15-minütiges Erwärmen
auf 850C. Das endgültige Härten einer verformten Oberfläche
wurde durchgeführt, während das Gebilde noch in der Form war.
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Aus einem Latex von Naturkautschuk wurden praktisch sphärische1 Teilchen ausgefällt mit Hilfe eines Fällmittels,
das Dimethylolharnstoff enthielt, der einen Beschleuniger für das verwendete flüssige Epoxyharz darstellt. Das Harz
hatte ein Epoxyäquivalent von 180 - 195 und war ein Handel-sprodukt
(Epon 913 von Shell Chemical Co.)· 6 Gew.-Teile des flüssigen Epoxyharzes wurden mit 100 Gew.-Teilen denaturiertem
Alkohol verdünnt und zu der Lösung 60 Gew.-Teile Kautschukteilchen zugegeben. Dann wurden 60 Gew.-Teile Wasser zugefügt,
um die Dispersion zu bilden, aus der ein feuchtes Gebilde
vergossen wurde, das dann 30 min bei 40 C getrocknet wurde und eine "Grün-"struktur bildete. Die eine Oberfläche
dieses Gebildes wurde dann mit der oben erwähnten alkoholischen Epoxyharzlösung bestrichen und in einer auf 85 C beheizten
Form verformt. Das Gebilde blieb 10 min in der Form, um die verformte Oberfläche und die ihr unmittelbar anliegenden
Teile völlig zu härten.
Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt die leichte und
rasche Herstellung von Gegenständen, die ein Flüssigkeitsreservoir einschließen. Die Leichtigkeit, mit der ein zum
sofortigen Verkauf oder Gebrauch geeigneter, sich selbst mit Farbe versorgender Stempel hergestellt werden kann, sei hier
beschrieben, um diese Tatsache zu illustrieren. Die Beschreibung beginnt nach der Bildung der "Grün-"struktur, -die für
späteren Gebrauch verpackt werden kann und die Verwendung eines Phenolharzes voraussetzt. Wenn dieses Gebilde eine
Harzbehandlung erhalten hat j wird es durch Aufsprühen von etwas Lösungsmittel wieder angefeuchtet und dann in eine entsprechende
Form gepreßt. Wenn es nicht behandelt wurde, wird
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- 27 - 1A-35 593 : η
die Behandlungslösung aufgespritzt. Dann wird die Form mit
dem porösen Gebilde oder das letztere allein 2 Minuten in einem Ofen auf 15O0C gehalten. Das gehärtete poröse Stück
wird dann beschnitten, auf einen Block mit einem Handgriff aufgebracht, die Seiten mit einem rasch trocknenden Lack besprüht
oder beklebt und auf die Druckfläche Farbe aufgetropft.
Die gesamte Prozedur beansprucht bei etwas Übung nicht mehr als 7 bis 10 Minuten.
Wie aus diesem Beispiel hervorgeht, lassen sich mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens Gebilde herstellen, die
unmittelbar verwendet werden können und den bisherigen Handelsprodukten mit ähnlichen Eigenschaften sowohl in der Einfachheit
der Herstellung als in der Zweckmäßigkeit überlegen sind.
909836/1296
Claims (1)
- Patentansprüche1. Verfahren zur Herstellung eines porösen, Flüssigkeit zurückhaltenden Strukturgebildes, das einige Elastizität besitzt, wobei ein kautschukartiges Material in Form von kleinen abgerundeten Teilchen in einer aus einem durch Wärme aktivier-r baren Harzbinder, einem .Lösungsmittel für diesen Harzbinder und einem Erweichungsmittel für das kautschukartige Material bestehenden Lösung gleichmäßig verteilt' wird, dadurch g e —-kennzeichnetdaß man der Lösung zwecks Bildungeiner Dispersion, worin ein Hauffcanteil des Harzbinders auf den kautschukartigen Teilchen niedergeschlagen ist, Wasser zufügt, die entstandene Dispersion filtriert, wobei die den Harzbinder enthaltenden Teilchen als feuchte Masse isoliert werden, die Masse zu einer gewünschten Struktur vergießt bzwo ausformt und das so erhaltene Strukturgebilde trocknet, bis die darin verbliebene Flüssigkeit im wesentlichen entfernt ist und sich ein poröser Körper gebildet hat, in welchem die Teilchen in gewissen Abständen durch das Harz miteinander derart verbunden sind, daß Zwischenräume gebildet werden, die eine Flüssigkeit aufnehmen können, und der an mindestens einer seiner Oberflächen verformbar isto2e Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß man als kautschukartige Teilchen abgerundete Teilchen eines (^polymerisates aus Butadien und Acrylnitril mit etwa 40 G-ew.-$ Acrylnitril verwendet.9ü9836/129b•-4Γ- lA-35 5933ο Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η - · F-zeichnet, daß man als Harzbinder ein Phenolformaldehydharz vom zweistufigen Typ verwendet»4· Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß man als lösungsmittelsystem ein Gemisch aus einem niedrigeren aliphatischen Alkohol und einem Keton verwendet, in welchem der Ketonanteil nicht mehr als 15 i° des Gesamtgewichts beträgto5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Menge des in der Dispersion anwesenden Harzbinders etwa 5 - 30 $> des Gewichtes des kautschukartigen Materials beträgt«,6β Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5t dadurch gekennzeichnet , daß man beim Trocknen des vergossenen oder anderweitig ausgeformten feuchten Strukturgebildes eine Temperatur und eine Zeit anwendet, die dazu ausreicht, den Harzbinder· und die kautschukartigen Teilchen vollkommen zu härten* ''7β Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß man zum Trocknen des vergossenen oder anderweitig ausgeformten feuchten Strukturgebildes eine Temperatur anwendet, die noch unterhalb der Temperatur liegt, bei welcher der Harzbinder voll ausgehärtet wirde8β Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis'7, dadurch gekennzeichnet , daß man eine oder mehrere Oberflächen des vergossenen oder anderweitig ausgeformten Strukturgebildes vor dem Trocknen mit einer Lösung des für seinen Aufbau benützten Harzbinders behandelt und die- 3 909836/1296. - *r- ' lA-35 593imprägnierte(n) Oberfläche(n) gegebenenfalls durch Formpressen verändert, worauf man das Gebilde trocknet und die Oberfläche(n) härtet«9ο Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß man die Poren des Strukturgebildes mit einer inerten Flüssigkeit, vorzugsweise mit Wasser, füllt ehe man die mit der Harzbinderlösung imprägnierte(n) Oberfläche(n) durch Formpressen verändert«9Ü9836/1296ORIGINAL.
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