DE2730078C2 - Process for the production of objects from acrylic glass - Google Patents
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Description
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Zur Herstellung von Gegenständen aus Acrylglas ist es bekannt. Methacrylsäureester in Formen zu gießen und ihn danach durch Zufuhr von Wärme oder in ihm enthaltene Härter auszuhärten (polymerisieren) zu lassen. Durch dieses bekannte Verfahren lassen sich Gegenstände mit großen Abmessungen nur unter hohem Zeitaufwand schaffen, da sich leicht Blasen oder Risse bilden. Will man Gegenstände oder Platten aus zwei oder mehr Schichten, insbesondere mit unterschiedlichen Eigenschaften herstellen, so kann eine Schicht immer erst aufgegossen werden, nachdem die darunter befindliche erhärtet ist. Dadurch ist das so Verfahren zeitraubend und erschwert die Herstellung in großen Stückzahlen. Ferner sind die einzelnen Schichten sichtbar. Auch ist ein Verformen oder Verarbeiten des Materials nach dem Gießen und vor dem Erhärten nicht möglich.It is known for the production of objects from acrylic glass. Pour methacrylic acid ester into molds and then to harden (polymerize) it by supplying heat or hardeners contained in it permit. With this known method, objects with large dimensions can only be avoided take a lot of time, as bubbles or cracks easily form. If you want objects or plates out two or more layers, in particular with different properties, can be one The layer should only be poured on after the one underneath has hardened. This is how it is Process time-consuming and difficult to manufacture in large numbers. Furthermore, the individual layers visible. There is also deformation or processing of the material after casting and before hardening not possible.
Aus der FR-PS 9 19 809 ist es bekannt, Mischungen aus einer pulverförmiger), polymerisierten Ethenoidverbindung und einem Monomeren zu verwenden, wobei die Mischung nicht mehr fließt, sondern eine derartige Zähigkeit besitzt, daß sie nur noch gepreßt oder als Masse in eine Form gelegt werden kann. Diese Mischung ist bei Zimmertemperatur nicht gießfähig. Deshalb preßt man die Masse in eine Form oder versucht, durch Zufuhr von Wärme eine ausreichende Gießfähigkeit zu erreichen. Eine Zufuhr von Wärme kann insbesondere dann, wenn dies nicht sehr gleichmäßig geschieht, zu einem zu frühen, insbesondere teilweisen Polymerisieren führen und verzögert den Arbeitsablauf, Eine kontinuierliche Verarbeitung ist hierdurch ausgeschlossen. Ein Einpressen einer nicht fließfähigen Masse in eine Form führt zu der Schwierigkeil, daß die Form nicht immer vollständig ausgefüllt wird, sondern Luft eingeschlossen wird,From FR-PS 9 19 809 it is known, mixtures of a pulverulent), polymerized ethenoid compound and to use a monomer, the mixture no longer flowing, but such It has toughness that it can only be pressed or placed in a mold as a mass. These Mixture cannot be poured at room temperature. Therefore one presses the mass in a form or tries to achieve sufficient castability by supplying heat. A supply of heat especially if this does not happen very evenly, too early, in particular Partial polymerization lead and delays the workflow, continuous processing is thereby excluded. Forcing a non-flowable mass into a mold leads to the Difficulty wedge that the form is not always completely filled, but air is enclosed,
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Art derart zu verbessern, daß das Gemisch vor der Polymerisation fließfähig und tragfähig istThe object of the invention is to improve a method of the type mentioned in such a way that the Mixture is flowable and stable before polymerization
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man als körnigen Polyacrylsäureester ein perlförmiges Produkt mit einer Korngröße von 50 bis 500 μ verwendet und dieses in einer Menge von 45 bis 75 g pro 100 g der Mischung einsetzt und diese Mischung in an sich bekannter Weise verformt und auspolymerisiert.According to the invention, this object is achieved by that as a granular polyacrylic acid ester, a bead-like product with a particle size of 50 to 500 μ used and this is used in an amount of 45 to 75 g per 100 g of the mixture and this mixture in on deformed and polymerized in a known manner.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird ein zuerst gießfähiges und danach elastisches, gallertartiges Zwischen- oder Vorprodukt geschaffen, auf das leicht eingewirkt werden kann und das in seinem gallertähnlichen Zustand für Objekte tragfähig ist, so daß Gegenstände aufgelegt werden können, ohne daß sie wesentlich in die gallertähnliche Masse eindringen. Die gallertähnliche Masse ist darüber hinaus leicht schneid- und verformbar und kann in mehreren Schichten, insbesondere Schichten unterschiedlicher Eigenschaften, aufeinandergelegt werden. Die Oberflächen aufeinandergelegter Schichten reagieren währen der Aushärtung miteinander chemisch, so daß eine untrennbare, nicht sichtbare Verbindung entsteht Es lassen sich somit als Zwischenprodukt flexible Schichten und Körper schaffen, die bis zur Aushärtung chemisch reaktionsfähig bleiben.The method according to the invention results in a first pourable and then elastic, gelatinous Intermediate or preliminary product created that can easily be acted upon and that in its gelatinous form State for objects is stable, so that objects can be placed without them penetrate substantially into the gelatinous mass. The gelatinous mass is also easy to cut and deformable and can be in several layers, in particular layers with different properties, are placed on top of each other. The surfaces of layers placed on top of one another react during curing with each other chemically, so that an inseparable, invisible connection is created Create flexible layers and bodies as an intermediate product, which are chemically reactive until hardened stay.
Durch die Perlform des Acrylglases wird bei ausreichender Dichte der Perlen — die Perlen setzen sich nicht mehr ab — eine ausreichende Fließfähigkeit der Mischung erreicht, so daß sie ohne zusätzliche Wärmezufuhr in die jeweilige Form gegossen werden kann und dort sämtliche Luft verdrängt Diese Fließfähigkeit erreichen die Perlen im Gegensatz zu scharfkantigen oder unregelmäßig geformten Teilen durch ihre kugelige Form, da Kugeln aneinander besser vorbeigleiten und damit bei hoher Dichte eine nur noch knetfähige oder preßbare Masse bilden. Durch die Fließfähigkeit lassen sich auch Folien gießen. Große oder zwei- bzw. mehrschichtige Gegenstände sind auf einfache Weise schnell und fehlerfrei herstellbar. Es kann ein Zwischenprodukt geschaffen werden, auf das weiterverarbeitend eingewirkt werden kann.Due to the pearl shape of the acrylic glass, the pearls will set if the pearls are sufficiently dense no longer off - a sufficient flowability of the mixture is achieved, so that it can be used without additional Heat supply can be poured into the respective form and there displaces all air The pearls achieve flowability in contrast to sharp-edged or irregularly shaped parts due to their spherical shape, since balls slide past each other better and therefore only one at high density Form kneadable or pressable mass. Due to the flowability, foils can also be cast. Size or two-layer or multi-layer objects can be produced quickly and without errors in a simple manner. It an intermediate product can be created that can be processed further.
Sollen Gegenstände von optisch einwandfreier Qualität geschaffen werden, so wird vorgeschlagen, daß der perlförmige Polyacrylester und das aus dem Monomeren gebildete Polymeren den gleichen Brechungsindex aufweisen. Um eine gute Haftung der gallertähnlichen Masse an den Oberflächen anderer Gegenstände zu erreichen, wird vorgeschlagen, daß Haftvermittler eingerührt werden, die die chemische Haftung der gallertähnlichen Massen an Oberflächen anderer Materialien, insbesondere an Metalloberflächen, verbessern. Diese Haftvermittler bleiben in der gallertähnlichen Masse reaktionsfähig.If objects of optically perfect quality are to be created, it is proposed that the bead-shaped polyacrylic ester and the polymer formed from the monomer have the same refractive index exhibit. To ensure that the gelatinous mass adheres well to the surfaces of others To achieve objects, it is proposed that adhesion promoters be stirred in that the chemical Adhesion of the gelatinous masses to the surfaces of other materials, especially to metal surfaces, to enhance. These adhesion promoters remain reactive in the gelatinous mass.
Vorzugsweise wird vorgeschlagen, daß unter Druck und Zuführung von Wärme die gallertähniiche Masse polymerisiert. Zur Schaffung einer Oberflächenverformung der Gegenstände oder Platten kann die die Mischung aufnehmende Form mindestens eine entsprechend verformte Fläche aufweisen.It is preferably proposed that the gelatinous mass be formed under pressure and with the addition of heat polymerized. To create a surface deformation of the objects or plates, the Mixture receiving form have at least one correspondingly deformed surface.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Sie zeigt einen Teil einesAn embodiment of the invention is shown in the drawing. It shows part of a
Schnittes durch ei.>r von Acrylglas mehrschichtig umgebene Solarzelle,Section through a layer of acrylic glass surrounding solar cell,
Zur Herstellung von Platten, Folien oder Gegenständen aller Art aus Acrylglas wird perlförmiges Acrylglas vorzugsweise mit einer Korngröße von 90 bis 250 μ in einem Methacrylsäureester (ein reines Monomer) bzw. in Styrol eingerührt, wobei das Polymer in einer Konzentration von 50 bis 70 g je 100 g Gemisch vorliegt. Das Monomer lösi die Perlen, an, die daraufhin quellen und ständig größer werden. Durch das Anwachsen der Perlen, steigt die Viskosität der Mischung, bis sie zu einer zähelastischen Masse geliert Diese flexible, gallertähnliche gummiartige Masse ist für Objekte tragfähig, d.h. auf ihre obere Oberfläche können Gegenstände gelegt werden, ohne daß sie wesentlich in die Masse eindringen.For the production of sheets, foils or objects of all kinds from acrylic glass, pearl-shaped acrylic glass is used preferably with a grain size of 90 to 250 μ in a methacrylic acid ester (a pure monomer) or stirred into styrene, the polymer in a concentration of 50 to 70 g per 100 g mixture is present. The monomer dissolves the pearls, which then swell and keep getting bigger. As the pearls grow, the viscosity of the increases Mix until it gels into a tough elastic mass This flexible, gelatinous rubbery mass is for Objects stable, i.e. objects can be placed on their upper surface without them penetrate substantially into the mass.
Ehe die Mischung ihren gallertähnlichen Zustand einnimmt, ist sie gießfähig, so daß sie zuvor in Formen oder zu Platten oder Folien gegossen wird. Die dadurch geschaffenen gallertähnlichen flexiblen Schichten und Körper sind bis zu ihrer Polymerisierung ein Zwischenprodukt, das leicht geformt, gestanzt, geschnitten oder gepreßt werden kann. Die Reaktionsfähigkeit dieser Masse ist erhalten geblieben, so daß bei einem Kontakt einer Oberfläche dieser Masse mit einem Gegenstand, z. B. einer Metalloberfläche, oder mit der Oberfläche einer ähnlichen oder gleichen flexiblen Masse nach der Polymerisierung ein fester Halt entsteht In der Masse enthaltene Haftvermittler reagieren während der Polymerisation in gleicher Weise wie bei üblichen mit Haftvermittlern versetzte Methacrylsäureestern bzw. Styrolen.Before the mixture assumes its gelatinous state, it can be poured, so that it can first be molded or is cast into sheets or foils. The gelatinous flexible layers and Until they polymerize, bodies are an intermediate product that can easily be shaped, punched, cut, or can be pressed. The reactivity of this mass is retained, so that upon contact a surface of this mass with an object, e.g. B. a metal surface, or with the surface a similar or identical flexible mass after the polymerisation a firm hold is created in the mass Adhesion promoters contained react during the polymerization in the same way as with conventional ones Methacrylic acid esters or styrenes mixed with adhesion promoters.
Die anschließende Polymerisation der gallertähnlichen Masse geschieht auf übliche Weise durch Zufuhr von Wärme oder durch in der Masse enthaltene Härter. Soll bei einem ein- oder mehrschichtigen Aufbau der Masse ein enger Kontakt zwischen Schichtoberflächen erreicht werden, so wird während der Polymerisation auf die Masse insbesondere senkrecht zu den Oberflächen Druck von mindestens 3 bis 4 atü ausgeübt. Ein Druck von mindestens ca. 3 bis 4 atü entfernt auch eine in der Masse enthaltene milchige Trübung und zwischen den Schichten befindliche Luftblasen. Während der Polymerisation der flexiblen Masse kann diese durch Pressen umgeformt oder durch eine an der Masse anliegende Metallplatte, deren Oberfläche profiliert oder geprägt ist, strukturiert werder. Hierdurch wird z. B. der Oberfläche von derartig hergestellten Acrylglasplatten eine Geometrie mitgegeben, die eine Sammel- und/oder Richtungsänderung der einfallenden oder ausfallenden Strahlen erreicht. Dies ist z. B. bei der Herstellung von Lampengläsern, Rückstrahlern oder photovoltaischen Solarzellen von Bedeutung. Wird eine hohe optische Qualität einer aus mehrpren Schichten nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Platte verlangt, so müssen das perlförmige Acrylglas und der polymerisierte Methacrylsäureester bzw. das Styrol den gleichen Brechungsindex aufweisen.The subsequent polymerization of the gelatinous mass takes place in the usual way by feeding from heat or from hardeners contained in the mass. Should the A close contact between layer surfaces can be achieved during the polymerization pressure of at least 3 to 4 atmospheres is exerted on the mass, in particular perpendicular to the surfaces. A Pressure of at least approx. 3 to 4 atm also removes a milky cloudiness contained in the mass and between air bubbles in the layers. During the polymerization of the flexible mass, this can through Pressing formed by a metal plate resting against the mass, the surface of which is profiled or is shaped, structured. This z. B. the surface of acrylic sheets produced in this way given a geometry that a collection and / or change of direction of the incident or failing rays. This is e.g. B. in the manufacture of lamp glasses, reflectors or photovoltaic solar cells of importance. A high optical quality is made up of multiple layers Requires plate produced by the method according to the invention, the pearl-shaped acrylic glass and the polymerized methacrylic acid ester or the Styrene have the same refractive index.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist eine mehrschichtige Platte P herstellbar, in der z. B., wie in Fig. I zu sehen, eine pholovoltaische Solarzelle 3 eingeschlossen ist. Die Solarzelle 3 ist von zwei Acrylglasschichten 2, 4 umgeben, die auch nach der Polymerisation bzw. Aushärtung weich und elastisch bleiben. In diesen Schichten 2, 4 isi ein Haftvermittler, z. B. Silane (Siliciumwasserstoff) enthalten, der die Haftung der Schiclitcücrflächcn an den Solaroberflächen erhöht. Die beiden weichen Acrylglasschichicn sind auf der Ober- und Unterseite von je einer harten Aerylglasschicht 1,5 umgeben, die jeweils eine Einlage aus Glasfaser enthalten. Auf der Oberseite der Platte P ist ein Lacküberzug 6 auf Siliziumoxidbasis angebracht, der sehr hart und damit kratzfest ist Durch diesen Aufbau ist es möglich, eine Platte mit einer großen Zahl von Solarzellen zu schaffen (photovoltaischer Solarzellenmodul), die bei einer hohen mechanischen Festigkeit die unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten zwischen der Solarzelle und dem Kunststoff ausgleicht und die darüber hinaus UV-beständig, witterungsbeständig und kratzfest istBy the method according to the invention, a multilayer plate P can be produced, in which z. B., as can be seen in Fig. I, a pholovoltaic solar cell 3 is included. The solar cell 3 is surrounded by two acrylic glass layers 2, 4, which remain soft and elastic even after polymerization or curing. In these layers 2, 4 isi an adhesion promoter, z. B. contain silanes (silicon hydrogen), which increases the adhesion of the Schiclitcücrflächencn to the solar surfaces. The two soft acrylic glass layers are each surrounded on the top and bottom by a hard aryl glass layer 1.5, each of which contains an insert made of glass fiber. A silicon oxide-based lacquer coating 6 is applied to the top of the plate P, which is very hard and therefore scratch-resistant compensates for different expansion coefficients between the solar cell and the plastic and which is also UV-resistant, weather-resistant and scratch-resistant
Zur Massenherstellung einer derartigen Platte mit mehreren oder einer Vielzahl von Solarzellen kann aufgrund des erfindungsgemäßen Verfahrens eine Vorrichtung verwendet werden, wie sie schematisch in Fi g. 2 gezeigt ist In einem Rührer 16 werden Acrylglas in Perlform und Methacrylsäureester bzw. Styrol in der obengenannten Konzentration gemischt und über ein Blech 7 auf ein unteres Förderband 8 gegeben, über deim ein kürzeres, oberes Förderband 9 angeordnet ist, zwischen denen die fließfähige N^schung zu einer bandförmigen Schicht la und in der Stärke bestimmt wird. Die Schicht la wird von dem unteren Förderband 8 weitertransportiert und wird währenddessen gsllertähnlich, so daß sie für weitere Schichten tragfähig wind. Sobald sie tragfähig geworden ist, werden auf sie Glasfasermattenabschnitte 16 in bestimmten Abständen gelegt, die von einer Rolle 10 ablaufen und durch eineFor mass production of such a plate with several or a plurality of solar cells can Due to the method according to the invention, a device can be used as shown schematically in Fi g. 2 is shown In a stirrer 16, acrylic glass in bead form and methacrylic acid ester or styrene in the Above concentration mixed and given over a plate 7 on a lower conveyor belt 8, about deim a shorter, upper conveyor belt 9 is arranged, between which the flowable mixture to a band-shaped layer la and is determined in the strength. The layer la is from the lower conveyor belt 8 is transported onwards and is meanwhile similar to a gsllert, so that it can bear the wind for further layers. Once it has become viable, be on it Glass fiber mat sections 16 laid at certain intervals, which run off a roll 10 and through a
-to Schneidvorrichtung 11 getrennt werden. Auf die Matten 16 bzw. die untere Schicht la wird eine gailertähnliche flexible Masse Xc gelegt, die wie die Schicht la hergestellt worden ist und die gleichen Bestandteile enthält, so daß nach der späteren Polymerisation die Schicht la, 16 und Xc sich zu der Schicht 1 aus hartem-to cutting device 11 are separated. On the mats 16 or the lower layer la, a Gailert-like flexible mass Xc is placed, which was produced like the layer la and contains the same components, so that after the subsequent polymerization, the layers la, 16 and Xc become the layer 1 from hard
Acrylglas verbinden (F i g. 1).
Auf diese Schichten wirdConnect acrylic glass (Fig. 1).
On these layers will be
eine Schicht 2 aus gallertähnlicher Masse gelegt, die wie auch die späteren Schichten 4,5a und 5c in der oben beschriebenen Weise aus einem Gemisch hergestellt wurde und zusätzlich einen Haftvermittler enthält. Auf diese Schicht werdein Solarzellen 3 gelegt, die entweder zu ihrer einfachein Anbringung und exakten Ausrichtung an Bändern aus Kunststoffolie befestigt sind oder aber durch saugende Greifer aufgelegt werden. Danach wird eine der Schicht 2 entsprechende Schicht 4 aufgelegt, wobei die Schichten 2 und 4 nach der Polymerisation weiches elastisches Acrylglas bilden. Zur Bildung der obersten Schicht 5 werden nacheinander Schichten 5a, 56 und 5c aufgelegt, die den Schichten la, 16 und Ic entsprechen, so daß wiederum eine Glasfaserabschnitte erzeugende Schneidvorrichtung 13 und eine Vorratsrolle 12 vorgesehen sind.put a layer 2 of gelatinous mass, which as well as the later ones Layers 4,5a and 5c in the manner described above was made from a mixture and additionally contains an adhesion promoter. On this layer you will be Solar cells 3 are laid out, either for their easy attachment and precise alignment on tapes Plastic film are attached or are placed by suction grippers. After that one of the layer 2 corresponding layer 4 is applied, the layers 2 and 4 being soft after the polymerization Form elastic acrylic glass. Layers 5a, 56 and 5c are successively used to form the top layer 5 applied, which correspond to layers la, 16 and Ic, so that in turn a cutting device 13 producing glass fiber sections and a supply roll 12 are provided.
Das aus sechs Kunststoffschleifen von flexibler Mnsse, aus zwei Glasfaserschichten und Solarzellen bestehende Band wird zu einer Presse gefördert, die eine größere Anzahl oben angeordneter umlaufender Stempel 14a, 146 aufweist, die auf ihrer Unterseite in der Form eines nach unten offenen Kastens ausgebildet sind. Die Stempel laufen in Bandrichtung mit dem Band in gleicher Geschwindigkeit mit und schneiden mit den unteren Bändern ihrer senkrechten Seitenwflnde eine rechteckige Platte aus dem Band aus, wobei die Stempel einen Druck von j bis 4 atü auf das Rand ausüben undThat made up of six plastic loops of flexible dimensions, two layers of glass fiber and solar cells existing belt is conveyed to a press, which has a larger number of rotating Has punch 14a, 146, which is formed on its underside in the form of a box open at the bottom are. The punches run in the direction of the tape with the tape at the same speed and cut with the Lower bands of their vertical side walls made a rectangular plate from the band, with the stamp exert a pressure of j to 4 atm on the edge and
!>'> durch eine eingcbadte Wärmequelle die in dem Kasten des Star;·'.:1·; hefindlHic Platte derarl erwärmen. <';ιΓ> die gailertähnliche Masse aller KuiiMsioffsrhichtcn polymerisiert. Da ehe Solarzellen .3 nur uher die Breite!>'> by a bathed heat source in the star's box; ·' .: 1 ·; Heat the hefindlHic plate derarl. <';ιΓ> the gailert-like mass of all KuiiMsioffsrhichtcn polymerized. Since before solar cells .3 only about the width
der Glasfaserabschnilte \b und 56 angeordnet sind und die Seitenwände des Stempels diesen Bereich übergreifen, wird durch jeden Stempel 14a, 146 ein photovoltaisches Solarzellenmodul hergestellt. Auf der Unterseite des Kunststoffbandes laufen Pressentische 15a. 156 synchron mit. die für die erforderliche Auflage sorgen. Ober- und Unterwerkzeuge 14a. 146, 15a, 156 sind zu ihrem Transport vorzugsweise an Ketten befestigt. Dieof the glass fiber sections \ b and 56 are arranged and the side walls of the stamp overlap this area, a photovoltaic solar cell module is produced by each stamp 14a, 146. Press tables 15a run on the underside of the plastic belt. 156 in sync with. who ensure the necessary conditions. Upper and lower tools 14a. 146, 15a, 156 are preferably attached to chains for their transport. the
auf die Oberseite der .Solarzellenmodule einwirkenden Flächen der Stempel 14a. 146 können Ausprägungen aufweisen, um bestimmte regelmäßige Verformungen der Oberfläche der .Solarzellenmodule zu erreichen. Nach dem Preß- und Schneidvorgang werden die Solarzellenmodule mit einem kratzfesten I.acküberzug 6 versehen. Areas of the stamp 14a that act on the upper side of the solar cell modules. 146 can have characteristics in order to achieve certain regular deformations of the surface of the solar cell modules. After the pressing and cutting process, the solar cell modules are provided with a scratch-resistant lacquer coating 6.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
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Applications Claiming Priority (1)
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| DE2730078A DE2730078C2 (en) | 1977-07-02 | 1977-07-02 | Process for the production of objects from acrylic glass |
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