DE2200884A1 - Verfahren zur Herstellung eines wenigstens teilweise aus Plastik bestehenden Erzeugnisses - Google Patents

Description

Verfahren zur Herstellung eines wenigstens teilweise aus Plastik bestehenden Erzeugnisses.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Formung von Materialien, die teilweise oder gänzlich aus Plastik bestehen, die bei Raumtemperatur relativ biegsam ist, und durch Bestrahlung in einen festen, die Form behaltenden Zustand vernetzbar ist. Die Erfindung bezieht sich auf plastische Stoffe, die vernetzbare Polymere sind. Ein bevorzugtes plastisches Material ist ein Vinylpolymer, z.B. ein Polymer oder Mischpolymerisat von Vinylchlorid, das derart zusammengesetzt ist, daß es bei Bestrahlung härtet. Andere brauchbare Polymere sind Polyvinylalkohol, Polystyrol, Polyäthylen, Polypropylen, Polyester, Polyacrylate, Polymethaacrylate, Polyamide einschließlich Polyacrylamide, Phenolformaldehydharze, Aminoformaldehydharze und andere vernetzbare Polymere * Polyäthylenharze sind ein Beispiel für Harze mit Gedächtnis, d.h. sie zeigen eine Tendenz, beim Stehenlassen ihre ursprüngliche Form wieder anzunehmen, wenn sie bei Raumtemperatur im unvernetzten Zustand verformt wurden.

Derartige plastische Stoffe sind vor der Vernetzung biegsam oder besitzen ein Gedächtnis oder haben einen derart niedrigen Erweichungspunkt, daß sie bei

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Raumtemperatur fließen. Wenn man ihre Verformung bei Raumtemperatur versucht, besitzen sie rückspringende Eigenschaften, d.h. sie behalten ihre Form nicht, wenn der Formdruck entfernt wird. Erfindungsgemäß wird'ihre Temperatur in der Form derart verringert, daß sie ihre Formgebung bis zur Vernetzung behalten. So können sogar komplizierte Formgebungen präzise hergestellt und gehärtet werden. Sie sind alle durch Vernetzung in feste, nicht fließende Erzeugnisse härtbar, die verbesserte physikalische Eigenschaften aufweisen können einschließlich einer höheren Zugfestigkeit und einem höheren Schmelzpunkt. Derartige Erzeugnisse haben ein weites Anwendungsgebiet in der Industrie z.B. als Zubehör in der Autoindustrie, wie Stoßstangenvorsprüngen, Zierleisten, Halterungen für Instrumententafeln, Kühlerverkleidungen, Borte, Gitterplatten, Hauben; elektrische Isolatoren, Baumaterialien, Haushaltswaren, Plastikschalen zum Servieren von Mahlzeit en in Flugzeugen und in Drive-in Restaurants, wie auch zu Hause, Molbiliar, Zubehörteile für Flugzeuge, Kleinteile, Spielzeug etc.

Die Erzeugnisse können einfache oder kompilierte Formgebungen mit genauen Abmessungen aufweisen; sie können auf hochtourigen Metallstanzeinrichtungen hergestellt werden unter Vermeidung der sonst benötigten teuren Spritzgußverfahren, die bisher notwendig waren. Das Verfahren nach der Erfindung erlaubt auch die Verwendung von billigen Formen aus Gußmetall anstelle der teureren durch maschinelle Formgebung hergestellten Formen aus gehärtetem Stahl.

Dimensionale Stabilität wird den unvernetzten Gebilden dadurch verliehen, daß man sie in zueinander passenden Formen kühlt, indem man ein Kühlmittel durch Kühlkanäle in den Formen oder in den angrenzenden Platten, an denen die Formen befestigt sind, oder durch beides leitet.

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Die Temperatur, auf die ein Formkörper gekühlt wird, hängt von seiner Struktur ab und von dem Plastikmaterial, aus dem er besteht. Die geeignetsten Kühlmittel sind Flüssigkeiten, die durch schnelle Verflüchtigung auf sehr niedrige Temperaturen gekühlt werden (z.B. flüssige Luft, flüssiger Stickstoff, flüssiges Immoniak, flüssiges Schwefeldioxyd, Freon etc.) Nach dem Durchlauf durch die Form kann das Kühlmittel gesammelt und nach Kühlung wieder in den Kreislauf eingebracht werden.

Das Plastikmaterial kann durch Vorheizung, z.B. in einem Ofen oder durch Passieren unter einer Anzahl Infrarotlampen, besser formbar gemacht werden.

Die zu formenden Materialien können ganz aus Plastik, wie der erwähnten bestehen oder die Plastikmaterialien können mit einem verstärkenden oder färbenden Pigment odgl. zusammengesetzt sein. Die Plastikmaterialien können auch zu einem Stoff schichtweise aufgebaut sein, oder ein Stoff kann mit Plastikmaterial imprägniert sein. Das zu behandelnde Material kann ein Polyesterstoff sein, ein Glasstoff, ein Asbeststoff oder ein Stoff irgendeiner geeigneten synthetischen Zusammensetzung, der mit dem Plastikmaterial imprägniert ist. Es können auch Fasern oder andere Materialien in dem Plastikmaterial verteilt sein, z.B. zerteilte Glasfasern, Asbestfasern, Ruß und Farbpigmeiite etc. vorausgesetzt, daß das Zusatzmaterial nicht durch Bestrahlung degradiert wird, wie Nylon oder Rayon oder die meisten Zellulosefasern etc. Das Verfahren er-•laubt gelegentlich die Verringerung kostbaren Faseranteils, der sonst zur Erlangung dimensionaler Stabilität für den Gebrauch oder für die Handhabung in der Fabrikation erforderlich wäre.

Vorzugsweise Strahlungsquellen zur Erreichung der erwünschten Vernetzung sind u.a. Hochgeschwindigkeitselektronen, die durch Hochspannungsbeschleuniger erzeugt

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werden, oder 'Elemente, die radioaktive Isotope erzeugen. Andere mögliche Strahlungsquellen sind Gammastrahlen, Röntgenstrahlen etc.

Die Technik der Vernetzung durch Bestrahlung verlangt in den meisten Fällen eine Abschirmung in Form massiver Wände aus Schlackenblöcken, Beton, Erde, Blei odgl., um das Bedienungspersonal vor der Aufnahme körperlich schädlicher Strahlungdosen zu schützen. Eine andere Sorte einer befriedigenden Abschirmung ist eine vorgefertigte Modulkonstruktion, die z.B. aus parallelen ineinandergreifenden Platten aus geeignetem Material besteht, daß von der Strahlung nicht angegriffen wird, wie z.B. gehärteter, glasfaserverstärkter Polybutadienharz oder nichtkorrodierendes Metall wie rostfreier Stahl, wobei die Platten durch nichtkorrodierende Metallstreben getrennt sind. Der Raum zwischen den Platten wird mit einem geeigneten Abschirmmaterial gefüllt, wie z.B. Blei, Kies oder Wasser.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und der Zeichnung näher erläutert.

#'iß. 1 und
ig." lazeigt schematisch eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung;

Fig. 2 zeigt eine Kappe, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt ist;

Fig. 3 zeigt eine Gitterverkleidung, die entsprechend hergestellt ist.

In Fig. 1 wird das Plastikmaterial von einer Vorratsrole abgewickelt, es kann aus unzusammengesetzter Plastik bestehen oder aus Plastik mit Füllstoffen oder einem mit Plastik imprägnierten Stoff etc. Typischerweie ist der Rohstoff eine Rolle aus Verbundsmaterial aus Preßmasse zwischen

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Trägerfilmen aus Polyäthylen odgl.,.die von der Preßmasse vor dem Einbringen in die Form abgezogen werden. Der Rohstoff wird auf einem Förderband 2 der Stanzpresse 3 zugeführt. Um die Bahn aus Preßmasse leichter formbar zu machen, kann sie vorgeheizt werden, z.B. mittels Lauf durch einen Ofen oder Lauf unter einer Anzahlvon Infrarotlampen, wie die Lampen 4. Eine formgebende oder stanzende Form erhebt sich in einer öffnung in der Platte 5 und arbeitet passend mit einer weiblichen'Form in dem beweglichen Kopf 6 innerhalb des Schneiders 7 zusammen. Somit wird bei jeder Betätigung der Stanzpresse ein Formkörper 8 erzeugt und aus der Materialbahn ausgestanzt. Bei einer anderen Pressenart kann der Formkörper nur geformt sein, ohne daß er aus der Bahn ausgestanzt wird.

Kühlmittel fließt durch eine Leitung 10 in die Platte 5 ein und durch eine Leitung 11 wieder heraus. Der bewegliche Kopf 6 wird ebenfalls durch Kühlmittel gekühlt, das durch eine Leitung 1.4. hinein- und durch eine Leitung 15 herausfließt. Bei jeder Betätigung der Presse wird die Bahn des Plastikmaterials vorgeschoben, so daß eine neue Fläche der Bahn geformt und ausgestanzt wird, wenn die Presse wieder in Tätigkeit tritt.

Die Materialbahn mit den Formkörpern 8 durchläuft eine geeignete Bestrahlungsvorrichtung 16; die gezeigte ist unter dem Namen "Dynamitron" bekannt, deren Stromversorgung durch das USA - Patent 2 875 394 geschützt ist. Diese Vorrichtung enthält einen Beschleuniger 17, der von der Firma Radiation Dynamics Inc. hergestellt wird, einer Tochterfirma der Anmelderin. Der Strahl aus Hochenergieelektronen erzeugt einen Fluß durch ein Abtastsystem 18, das schnell über der sich bewegenden Materialbahn schwingt und deren gesamte Fläche der Strahlung aussetzt. So werden de gesamte Bahn und die Formkörper vernetzt, bevor der unvernetzte Formkörper seine Form ändert.

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Der das Preßmaterial und die Formkörper tragende Förderer wird durch enge Rollen 21 geführt, die die Kanten der Bahn am Eingang 23 und am Ausgang 24 des Gehäuses 25 berühren; die Rollen 26 heben die Bahn an, sodaß Spuren von Röntgenstrahlung an der Oberfläche des bestrahlten Formkörpers nicht am Eingang oder Ausgang durch die öffnungen aus dem Gehäuse austreten können.

Die Geschwindigkeit des Beschleunigers und/ oder des Förderers wird derart gesteuert, daß jede gewünschte Strahlendosis erzeugt werden kann. Gewöhnlich ist ein Beschleuniger von 1,5 Megavolt bei 25 Milliampere für die Vernetzung von Plastikmaterial mit einer maximalen Dicke von 5 mm ausreicheral. Die Strahlungsintensität kann jedoch in Abhängigkeit von der Struktur und der Zusammensetzung des Formkörpers variiert werden. Die Art der für verschiedene Plastikmaterialen notwendigen Dosis ist bekanntlich veränderlich.

Die Formkörper 8 sind noch gefroren und fest, wenn sie der Strahlung ausgesetzt werden. Beim Auslaugen aus der Presse unterstützt die Verlängerung 27 die Formkörper 8 in den durch das Ausstanzen in der Plastikbahn entstandenen öffnungen, sodaß die Formkörper mit der Bahn auf den Förderer und durch das Gehäuse 16 gelangen. Nach dem Verlassen des Gehäuses werden die von der Bahn getrennten Formkörper in geeigneter Weise gesammelt, z.B. in einer Tonne 30 odgl., während der Rest des Bahnmaterials in einer Tonne 31 gesammelt wird.

Der Formkörper 8 kann eine Kappe sein, z.B. eine Verteilerkappe, eine Verschlußkappe für einen Achsstummel odgl. Fig. 2 zeigt eine derartige Kappe in vergrößerter Darstellung.

In der beschriebenen Weise können auch andere Formkörper hergestellt werden, z.B. ein Verkleidungsgitter 40 für

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einen Autokühler, das Fig. 3 zeigt. Dies ist relativ flach, obwohl der in Fig. 3 verdeckte Randabschnitt Vertiefungen aufweisen kann.

Obwohl gewöhnlich der Formkörper aus Bahnmaterial geformt und ausgestanzt und mittels eines Förderers durch eine geeignete Bestrahlungsvorrichtung transportiert wird, kann man das Plastikmateial auch extrudieren und kontinuierlich den Formen zuführen. Das Plastikmaterial kann auch als Pulver in die Form eingebracht werden, gegebenenfalls mit Füllstoffen, oder als teigartige Masse, in welchem Falle der Formkörper aus der Form ausgestoßen und durch den Förderer zur Bestrahlungsvorrichtung transportiert wird. Somit kann man die Formkörper in der Presse lediglich formen oder formen und aus Bahnmaterial in der Presse ausstanzen.

Patentansprüche:

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Claims (3)

1. - 8 Patentansprüche:

   Verfahren zur Herstellung eines Erzeugnisses, das,

   wenigstens teilweise aus Plastik besteht, die vor der Vernetzung biegsam ist, fließt oder ein Gedächtnis bei Raumtemperatur besitzt und in einen festen Zustand vernetzbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß man die Plastik im unvernetzten Zustand verformt, sie auf einer derart tiefen Temperatur hält, daß sie ihre Form beibehält, und sie durch Bestrahlung vernetzt.
2. 2. Verfahren und Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man aus bahnförmigen, wenigstens teilweise aus Plastik bestehendem Material aufeinanderfolgend Erzeugnisse ausformt.
3. 3. Verfahren nach Anspruch·1, dadurch gekennzeichnet,· daß das Erzeugnis gänzlich aus Plastik besteht.

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