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Beschreibung
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Plattenmaterial
oder Bahnmaterial aus synthetischem Harz, mit einer integral mit dem Plattenmaterial
vereinigten oder vermischten Folie aus einem synthetischen Harz bzw. einem integral
mit dem Plattenmaterial vereinigten oder vermischten Film aus einem synthetischen
Harz.
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Aus der DE-PS 1 965 458 und den US-PSen 3 872 197 und 3 988 o98 sind
der Aufbau und der Betrieb einer kontinuierlichen Gießvorrichtung beschrieben, die,
wenn sie mit einem polymerisierbaren Sirup beschickt wird, kontinuierlich ein bewegtes
Band aus dem polymerisierten synthetischen Harz bildet. In der DE-PS 2 402 o63 bzw.
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der ihr entsprechenden US-PS 3 894 826 ist eine Verbesserung dieser
Gießvorrichtung beschrieben. Die US-PSen 3 96G 693, 3 999 686 und 4 o77 755 beschreiben
die Herstellung des in der genannten Vorrichtung verwendeten Sirups, während die
US-PSen 3 892 153, 4 oo9 628 und 4 o44 639 das Zerschneiden der kontinuierlich gebildeten
bewegten Bänder in kommerziell nutzbare Längen offenbaren. Auf diese Druckschriften
sei hiermit ausdrtcklich Bezug genommen.
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Ganz allgemein wird beim kontinuierlichen Vergießen von synthetischem
Harzmaterial ein polymerisierbarer Sirup geeigneter Viskosität als Ausgangsmaterial
verwendet.
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Ein Beispiel hierfür ist Methylmethacrylat, das durch teilweise Polymerisation
unter Bildung einer Monomer/Polymer-Mischung auf die geeignete Viskosität gebracht
worden ist, wobei das Methylmethacrylat auch mit weiteren ungesättigten Monomeren
copolymerisiert werden kann.
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Man kann jedoch auch andere polymerisierbare Sirupe verwenden.
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Dieser Sirup wird dann in das Eingangsende des Gieß/Polymerisations-Paums
der kontinuierlich betriebenen Gießvorrichtuncj eingeführt, welcher Gießraum durch
obere und untere bewegte Abschnitte von hochglanzpolierten Metallbändern gebildet
wird. Ein Bandabschnitt wird mit erhitztem Wasser bespritzt, so daß sich eine erste
Polymerisationszone ergibt, in der der Sirup so weit polymerisiert wird, daß er
im wesentlichen fest ist An diese erste Zone schließt sich eine zweite Polymerisationszone
an, in der der Sirup durch Strahlungswärme über die Außenseite der Bandabschnitte
auf eine höhere Temperatur erhitzt wird, bei der eine im wesentlichen vollständige
Polymelisation erfolgt. Anschließend werden die Bandabschnitte durch eine Kühlzone
geführt, aus der das fertiggestellte Bandmaterial in Form eines kontinuierlich bewegten
Bands austritt, dessen Oberflächen durch den kontakt mit den hochglanzpolierten
Stahlbandabschnitten glatt, eben und glänzend sind. Dieses Band wird dann in Abschnitte
oder Platten der gewünschten Lange zerschnitten.
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Bezüglich weiterer Einzelheiten des Gießverfahrens darf auf die oben
angesprochenen Patentschriften hingewiesen werden, wobei zu berücksichtigen ist,
daß in diesem Fall die Abschnitte der Endlosbänder ausschließlich horizontal angeordnet
sind, wobei die auf den oberen Abschnitt des Endlosbandes in der ersten Zone einwirkende
Schwerkraft durch den Flüssigkeitsdruck des Sirups ausgeglichen wird, der sich dadurch
ergibt, daß der Sirup mit Hilfe der bewegten Bandabschnitte in den Eingang des Gießraums
eingeführt wird. Man kann Bänder oder Bahnen aus synthetischem harz auch mit hilfe
von kontinuierlich betriebenen Vorrichtungen herstellen, die einen hydrostatischen
Druck dadurch bilden, daß die Abschnitte der Endlosbänder in einem rjinkei zur lIorizontalen
geneigt sind, was zu Folge hat, dar der Druck durch die Sci¢rer-
kraft
aufgebaut wird.
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Die in dieser Weise kontinuierlich hergestellten Bänder, Platten oder
Bahnen kann man dadurch färben, daß man Farbstoffe in den in die Vorrichtung eingeführten
Sirup einbringt. Es hat sich jedoch als wünschenswert erwiesen, die Bänder, Bahnen
oder Platten mit einem stärker künstlerischen Aussehen zu versehen, wie es beispielsweise
durch das Bedrucken möglich ist. Jedoch besitzen die letztendlich geschnittenen
Platten aus dem Bahnmaterial harte Oberflächen, die gegen das Markieren oder Bedrucken
resistent und im wesentlichen wasserbeständig sind, d. h. Eigenschaften aufweisen,
die das Bedrucken der Oberfläche des Bahnmaterials nicht eben erleichtern.
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Für das Glaszellenvergießen und -polymerisieren ist bereits vorgeschlagen
worden, eine bereits bedruckte Folie in das Innere einer der Glasplatten der Zelle
einzulegen, bevor der Sirup in die Zelle eingegossen wird. Ein Beispiel hierfür
ist die GB-PS 1 274 516. Diese Verfahrensweise führt jedoch im allgemeinen zu runzeligen
Folien oder Filmen. In allen Fällen ist die Glaszellenmethode notwendigerweise eine
absatzweise zu führende Methode, die nur geringe Produktionsgeschwindigkeiten ermöglicht
und hohe Betriebskosten erforderlich macht.
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Es wurde bereits vorgeschlagen, eine Folie in eine kontinuierlich
betriebene Gießvorrichtung einzuführen, wobei jedoch angenommen wurde, daß man eine
Folie verwenden muß, die sich in ihren physikalischen Eigenschaften während des
iiindurchlaufens durch die Polymerisationszonen nicht verandert und auch nicht erweicht,
d. h., daß man eine unverträgliche Folie einsetzen muß. Hierbei erhält man jedoch
eine übermäßig starke Runzelbildung der Folie, so daß es nicht möglich ist, Produkte
mit
hohem kommerziellem Wert herzustellen.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, ein Verfahren
anzugeben, mit dem es gelingt, runzelfreies Plattenmaterial aus synthevischem Harz
herzustel len, das eine integral mit dem Plattenmaterial vereinigt te Folie aus
einem synthetischen Harz aufweist.
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Diese Aufgabe wird nun durch das Verfahren gemäß Hauptanspruch gelöst.
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Gegenstand der Unteransprüche 2 bis 4 sind erfindungsgemäßen Verfahrens.
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Die Erfindung betrifft ferner ein Plattenmaterial aus polymerisiertem
synthetischem Harz gemäß Anspruch 5, das gekennzeichnet ist durch eine runzelfrei
polymerisierte synthetische Harzfolia, deren innerer Abschnitt in dem Plattenmaterial
gelöst und damit vermischt ist und einen integralen Bestandteil dieses Plattenmaterial
darstellt.
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Die Unteransprüche 6 bis lo betreffen besonders bevorzugte Ausführungsformen
dieses erfindungsgemäßen Plattenmaterials.
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Die vorliegende Erfindung ermöglicht die Anwendung einer kontinuierlich
betriebenen Gießvorrichtung, so daß es glingt, ein kontinuierlich gefördertes Band
aus einem sy1-thetischen Harz herzustellen, das mit beliebigen Muster; bedruckt
ist oder Marmorierungseffekte oder beliebige Effekte, die durch Bedrucken erreichbar
sind, aufweist, wobei die Bandoberfläche ihr charakteristisch hartes und glänzendes
Aussehen besitzt, witterungsbeständig is
und ähnliche vorteilhafte
Eigenschaften aufweist. Dabei gelingt es, das Bahnmaterial oder Plattenmaterial
kontinuierlich mit hoher Produktionsgeschwindigkeit herzustellen, wobei das Material
bereits dekoriert ist, so daß anschließende Maßnahmen des Bedruckens nicht erforderlich
sind.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zur erstellung des Plattenmaterials
aus synthetischem Harz, mit einer integral mit dem Plattenmaterial vereinigten Folie
aus einem synthetischen Harz, ist nun dadurch gekennzeichnet, daß man einen Sirup
aus einem polymerisierbaren synthetischen Harz in den Eingang des Gießraums einführt,
der durch die kontinuierlich bewegten Endlosbänder einer kontinuierlic betriebenen
Gießvorrichtung gebildet wird, welche Bänder parallel zueinander im Abstand angeordnete,
den Gießraum definierende Abschnitte aufweisen, und der Oberfläche mindestens eines
der Bänder kontinuierlich eine Folie oder einen Film aus einem synthetischen Harz
zuführt, die bzw. der durch das Band in Kontakt mit dem Sirup in den Eingang und
mit dem Sirup durch den Gießraum gefördert wird, wobei die Folie oder der Film mit
dem Sirup verträglich ist, so daß sie bzw. er in dem Sirup erweicht und zumindest
teilweise in dem Sirup gelöst und mit dem Sirup vermischt wird, und wobei der Gießraum
zur Polymerisation des Sirups und zur Bildung des Plattenmaterials, das als kontinuierlich
bewegtes Band aus der Vorrichtung austritt, geheizt wird.
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Die oben angesprochenen Bandabschnitte der kontinuierlich betriebenen
Gießvorrichtung bestehen im allgemeinen aus Endlosbändern aus rostfreiem Stahl,
die obere und untere Endlosschleifen bilden, die vorzugsweise horizontal, jedoch
auch in gewissen Fällen geneigt angeordnet sind und fest zwischen einander gegenüberliegend
angeordneten,
sich drehenden Walzen gespannt sind. Für die Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens wird mindestens einem der bewegten Bänder ein Folienstreifen zugeführt,
wobei die Folie auf die den Gießraum bildende Seite des Bandes vorzugsweise in der
Nähe des Eingangsendes des Gießraums abgelegt wird, indem sie kontinuierlich von
einer Vorratsrolle abgespult wird. Die auf die Oberfläche des Bandes abgelegte Folie
besitzt vorzugsweise eine Breite, die der des kontinuierlich gegossenen Plattenmaterials
oder Bandmaterials entspricht, wobei die Folie unter der Einwirkung von Reibungskräften
zusammen mit dem Band mitgenommen und in den durch die Bänder gebildeten Gießraum
an der Stelle eingeführt wird, an der der Sirup zugeführt wird.
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Die in Streifenform vorliegende Folie kann kontinuierlich mit Hilfe
irgendeines geeigneten Druckverfahrens bedruckt sein, beispielsweise durch Offset-Druck,
Rotogravure oder dergleichen. Die Folie kann lediglich auf einer Seite bedruckt
sein und wird in diesem Fall vorzugsweise mit der unbedruckten Seite auf das Band
abgelegt. Man kann auch unbedruckte Folien, beispielsweise gefärbte Folien, verwenden.
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Bevor man die Folie dem Band zuführt, kann man die Oberfläche des
Bandes dünn mit dem zu vergießenden Sirup beschichten, worauf man die Folie dann
auf diesen dünnen überzug auflegt. Hierdurch verhindert man einen direkten Kontakt
der Folie mit dem Band, während der Überzug während des Hindurchführens des Materials
durch die Gießvorrichtung polymerisiert. Der Überzug bildet dann eine äußerste Oberflächenschicht,
die den Finish aufweist, der durch die polierten Bänder erzeugt wird.
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Die Folie sollte mit dem zu vergießenden Sirup verträg-
lich
sein, so daß sie schließlich einen integralen Bestandteil des die Vorrichtung verlassenden
Bandes bildet. Die Folie sollte aus einem Material bestehen, das während der Polymerisation
in dem Sirup quillt und/oder sich darin löst. Wenn man beispielsweise als Gießsirup
oder als Ausgangsmaterial überwiegend Methylmethacrylat in einer Monomer/Polymer-Form
verwendet, kann man eine Folie einsetzen, die entsprechend zusammengesetzt ist,
die jedoch im wesentlichen polymerisiert ist, so daß sie eine flexible, jedoch feste
Folie darstellt. Die Folie sollte im Vergleich zu der Dicke des Bandes oder der
Platte, die in der Vorrichtung vergossen und polymerisiert wird, sehr dünn sein.
Der Monomer-Gehalt des Sirups während der Polymerisation des Sirups in der ersten
Polymerisationszone der kontinuierlich betriebenen Gießvorrichtung führt dazu, daß
die bedruckte Folie an ihrer Oberfläche in Kontakt mit dem Sirup quillt und sich
als Folge des in dem Sirup enthaltenen Monomeren mehr oder weniger stark löst, so
daß sie während der Polymerisation des Sirups ein integraler und im wesentlichen
homogener Bestandteil des in der Gießvorrichtung gebildeten Bandes oder Plattenmaterials
wird. Wenn das Endlosband der Vorrichtung zuvor mit dem oben angesprochenen dünnen
überzug aus dem zu vergießenden Sirup beschichtet worden ist, polymerisiert dieser
auf der Außenseite der Folie zwischen den den Gießraum bildenden Bändern zusammen
mit dem Sirup, wobei er die Oberflächeneigenschaften der Bänder annimmt. Daher besitzt
das fertige Produkt die oben angesprochenen Oberflächeneigenschaften.
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Die Folie, die man einer oder beiden bewegten Bändern zuführen kann
und die vorzugsweise einem Band zugeführt wird, das zuvor dünn mit dem Gießsirup
beschichtet worden ist, kann eine beliebige Länge aufweisen, die lediglich von der
Größe der Vorratsrolle abhängt, die für diese Folie verwendet wird. hierdurch wird
der kon-
tinuierliche Betrieb der Gießvorrichtung nicht merklich
beeinträchtigt. Der Film wird mit dem polymerisierten Band vereinigt und wird ein
integraler Bestandteil dieses Plattenmaterials, im Gegensatz zu einem Schichtgefüge,
wobei dann, wenn die Bänder zunächst mit einem dünnen Überzug des Sirups versehen
worden sind, die Oberfläche des fertigen Bandes oder Plattenmaterials ebenso aus
polymerisiertem Sirup besteht, wie der Rest des Bandes oder Plattenmaterials. In
jedem Fall ist das Druckmuster, wie beispielsweise das Druckmuster, das ein marmoriertes
Aussehen ergibt, stets durch den unbedruckten Abschnitt der Folie und die Außenoberfläche
geschützt, wobei der Schutz wesentlich verstärkt wird, wenn der Überzug aus dem
polymerisierten Sirup auf der Außenseite vorliegt.
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Wenn die Folie auf irgendeines der Bänder aufgelegt wird, wird die
Folie, die sehr dünn sein kann, durch Reibungskräfte in Kontakt mit dem Band in
die erste Polymerisationszone der kontinuierlich betriebenen Gießvorrichtung gezogen,
wobei sie den zugeführten Sirup mitnimmt. In diesem Fall fördert die Folie den Sirup
in die Vorrichtung und baut den Flüssigkeitsdruck im Fall der in den obigen Patentschriften
beschriebenen Vorrichtung auf.
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Die Folie wird durch die Reibungskräfte des Bandes über ihre gesamte
Breite mitgenommen, so daß sie glatt und problemfrei in den Eingang der Vorrichtung
eingezogen werden kann. Die in Reibungskontakt stehenden Oberflächen des Bandes
und der Folie sind sehr groß. Weiterhin drückt der Flüssigkeitsdruck des Sirups
die Folie fest gegen die Oberfläche des Bandes und legt sie dort fest.
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In der ersten Polymerisationszone der Vorrichtung erweicht das auf
der Gießoberfläche vorliegende Monomere die polymerisierte Folie unter den vorliegenden
erhöhten Temperaturbedingungen, während der zugeführte Sirup
gleichzeitig
progressiv auspolymerisiert. In dem Maß, in dem der Sirup am Ende der ersten Polymerisationszone
fest wird, integrieren sich die erweichte oder teilweise gelöste Folie und der Sirup
unter Bildung eines homogenen Bandes, das in die zweite Polymerisationszone der
kontinuierlich betriebenen Gießvorrichtung eingeführt wird. Wenn ein dünner überzug
aus dem Sirup aufgetragen worden ist, wird dieser ebenfalls im wesentlichen polymerisiert.
Das Bandprodukt, das durch die zweite Polymerisationszone mit höheren Temperaturen
geführt wird, ergibt ein in seiner gesamten Dicke homogenes Bandmaterial. Das die
Vorrichtung verlassende Band ist gegenüber äußeren Einflüssen ebenso beständig,
wie die Bänder, die man mit kontinuierlich betriebenen Gießvorrichtungen herstellen
kann, die jedoch keine Dekorationsmuster aufweisen.
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Die Erfindung sei im folgenden näher unter Bezugnahme auf die beigefügten
Zeichnungen erläutert. In den Zeichnungen zeigen: Fig. 1 eine Seitenansicht der
in den oben angesprochenen Patentschriften beschriebenen, kontinuierlich betriebenen
Gießvorrichtung, die erfindungsgemäß modifiziert worden ist; Fig. 2 eine Schnittansicht
längs der Linie II-II der Fig. 3, die Details der Vorrichtung wiedergibt, die dazu
verwendet wird, das obere Band der Vorrichtung mit einer dünnen Sirupschicht zu
versehen; Fig. 3 eine Seitenansicht der in der Fig. 2 dargestellten Vorrichtung;
Fig. 4 eine Seitenansicht der Zuführungsvorrichtung, die dazu verwendet wird, dem
oberen Bandabschnitt die Folie
zuzuführen; und Fig. 5 eine Seitenansicht,
die in schematischer Weise die Beschichtung sowohl des oberen als auch des unteren
Bandes der Gießvorrichtung mit dem Sirup und die Zuführung von Folien zu beiden
Bändern der Vorrichtung verdeutlicht.
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Die Fig. 1 der Zeichnung zeigt eine kontinuierlich zu betreibende
Horizontal-Gießvorrichtung, wie sie in den oben beschriebenen Patentschriften offenbart
ist. Es ist zu bemerken, daß das Wesen der Erfindung auch auf ältere kontinuierlich
zu betreibende Gießvorrichtungen anwendbar ist, die geneigte Endlosbänder aufweisen.
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Wie aus der Fig. 1 zu erkennen ist, werden die Bandschleifen 1 und
1' aus rostfreiem Stahl durch die Walzen 2 und 3 bzw. 2' und 3' unter hoher Spannung
gehalten, wodurch einander gegenüberliegende, horizontale Bandabschnitte A und B
gebildet werden, die den dazwischenliegenden Gießraum und Polymerisationsraum definieren.
Die auf der linken Seite angeordneten Bandabschnitte werden durch die Walzen 4 in
der Weise zusammengepreßt, wie es für die gewünschte Dicke des fertigen Bandes erforderlich
ist. Der Sirup wird mit Hilfe einer geeigneten Dosierpumpe 5 der Zuführungsvorrichtung
6 zugeführt, die den Sirup in den Gießraum einführt. Der Sirup wird mit Hilfe seitlicher
Dichtungen 7 und 7' daran gehindert, seitlich aus dem Gießraum auszutreten. Die
erste Polymerisationszone 18 wird mit heißem Wasser bespritzt, was durch die Bezugsziffern
8, 8' angedeutet ist.
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Die zweite Polymerisationszone wird durch die Strahlungsheizeinrichtungen
9, 9' gebildet. An diese Zone schließen sich eine erste Kühlzone 10 und eine zweite
Kühlzo-
ne 11 an, aus der das gebildete Band aus dem synthetischen
Harz in Richtung des Pfeils 12 aus der Vorrichtung austritt. Die Walzen 3' und vorzugsweise
auch die Walze 3 werden mit Hilfe eines nicht dargestellten Motors M angetrieben,
so daß die beiden Bandabschnitte A und B mit der gleichen Geschwindigkeit in der
gleichen Richtung, wie es der Pfeil 12 wiedergibt, vorwärtsbewegt werden.
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In der Fig. 1 ist eine Filmzuführungsvorrichtung 15 dargestellt, der
eine Sirupbeschichtungsvorrichtung 17 vorgeschaltet ist. Die Wassersprühvorrichtungen
8 sind mit einem Behälter abgeschirmt, während die Bezugsziffer 19 für die Strahlungsheizelemente
der Heizeinrichtungen 9 und 9' der zweiten Polymerisationszone steht.
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Mit Ausnahem der Folienzuführungsvorrichtung 15 und der Sirupbeschichtungseinrichtung
17 zeigt die Fig. 1 im wesentlichen die äußerst erfolgreiche Horizontal-Gießvorrichtung,
die in den US-Patentschriften 3 872 197 und 3 988 o98 beschrieben ist, auf welche
Patentschriften hiermit ausdrücklich Bezug genommen sei.
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Die in der Fig. 4 eingehender dargestellte Filmzuführungsvorrichtung
15 umfaßt die drehbar gelagerte Vorratswalze 151 mit der aufgewickelten Folie und
Klemmwalzen 152, 152', 152" und 152"', die zusammen mit den Führungsrollen 153 und
153' die Folie glatt und ohne sie zu zerreißen einer Druckwalze 154 zuführen, die
die Folie auf den oberen Abschnitt der Bandschleife 1 an einer Position in der Nähe
des Endes des Bandes, das sich in der Nähe der Zuführungsvorrichtung 6 und dem Eingang
des Gießraums befindet, anpreßt.
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Die Fig. 2 und 3 zeigen die Sirupbeschichtungseinrich-
tung
17, die einen Behälter 7 umfaßt, der oberhalb des oberen Abschnitts des Bandes 1
angeordnet ist und der mit einem Docht in Form eines Gazestreifens 173 ausgerüstet
ist, der sich von dem in dem Behälter 171 vorliegenden Sirup S rückwärts in der
Förderrichtung des Bandes erstreckt, wobei ein Ende leicht auf der Oberfläche des
Bandes aufliegt, die nach dem Herumlaufen des Bandes um die Walze 2 die obere Innenseite
des Gießraums bildet. Wie aus der Fig. 2 erkennen ist, kann sich die Gaze 173 über
die gesamte Breite des Abschnitts des Bandes erstrecluen, der dazu verwendet wird,
den Gießraum zu definieren.
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Die Fig. 5 zeigt eine weitere Fiimzuführungsvorrichtung.
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Dabei wird das Monomere oder die Monomer/Polymer-Mischung mit Hilfe
der Beschichtungseinriciltungen 27 und 27' auf die Oberfläche sowohl des unteren
Bandes 1' als auch des oberen Bandes 1 aufgetragen.
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Die Folien F und ' werden von den Vorratsspulen 251 und 251' abgewickelt
und kontinuierlich über Führungsrollen 253 und 253', Spannrollen 256 und 256', Streckrollen
257 und 257' und Zuführungsrollen 258 und 258' den Oberflächen des oberen Bandes
1 bzw. des unteren Bandes 1' zugeführt und haften an dem Monomeren oder der Monomers
Polymer-Mischung an, die auf die Oberfläche dieser oberen und unteren Bänder aufgetragen
ist. Die Bezugsziffern 258" und 258"' verdeutlichen den Verschiebungszustand der
Zuführungswalzen 258 bzw. 258'.
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Das Monomere oder die Nonomer/Polymer-Mischung, das bzw.
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die den Sirup des synthetischen Acrylharzes bildet, wird über die
Zahnradpumpe 5 der Zuführungsvorrichtung 6 zugeführt und von dort in den Raum eingeführt,
der durch die Oberflächen des oberen und unteren Bandes 1 bzw. 1'
und
die Dichtungen 7 und 7' gebildet wird. Dabei haftet mindestens an einer der Oberflächen
des unteren bzw. oberen Bandes eine Folie F bzw. F' an.
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Das zugeführte Monomere oder die zugeführte Monomer/Polymer-Mischung
wird zusammen mit den Folien F und F' in der Förderrichtung der Bänder 1 und 1'
weitergefördert, was zur Folge hat, daß das Monomere oder die Monomer/Polymer-Mischung
die Folien F und F' teilweise quillt und anlöst. In der ersten Polymerisationszone
wird das Monomere oder die Monomer/Polymer-Mischung durch Besprühen der Rückseitenoberfläche
der oberen und unteren Endlosbänder 1 und 1' mit Hilfe der Sprühvorrichtungen 8
und 8' mit heißem Wasser mit einer Temperatur von 60 bis 950C erhitzt. In dieser
Weise werden das Monomere oder die Monomer/Polymer-Mischung, die das synthetische
Acrylharz bildet, polymerisiert und zu einem gehärteten Produkt ausgehärtet, das
sich mit den teilweise gequollenen und gelösten Folien F und F' zu einem homogenen
Material vereinigt. In der zweiten Polymerisationszone 9 und 9' wird das in dieser
Weise gebildete Produkt bei 115 bis 150°C wärmebehandelt, d. h. bei der Temperatur,
die die Endlosbänder 1 und 1' durch Bestrahlen mit den Infrarotstrahlern 19 (die
Licht des fernen Infrarots abgeben) annehmen. Im Anschluß an die zweite Polymerisationszone
9 und 9' wird das zwischen den oberen und unteren Endlosbändern 1 und 1' gehärtete
Polymerisationsproduckt auf eine Temperatur von weniger als 105°C und vorzugsweise
von bis 80°C abgekühlt, indem man das Material durch die erste Kühlzone 10 und die
zweite Kühlzone 11 führt, worauf man das Material am anderen Ende der einander gegenüberliegenden
Endlosbänder 1 und 1' entnimmt.
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I)ie Firdergesclawindigkeit der 1Jndlosbänder 1 und 1' be-
trägt
vorzugsweise o,5 bis 4,o m/min.
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Die Dicke des in dieser Weise erhaltenen Plattenmaterials aus synthetischem
Acrylharz, das mit der Acrylfolie integriert ist, beträgt vorzugsweise 2 bis 12
mm.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein Bandmaterial oder Plattenmaterial
aus synthetischem Acrylharz mit einer Acrylfolie integral laminiert, indem die Acrylfolie
teilweise mit dem Monomeren eines synthetischen Acrylharzsirups angequollen und
darin gelöst wird, bevor die Polymerisation des Materials erfolgt, worauf das Material
zusammen mit dem Sirup polymerisiert und gehärtet wird, so daß die Acrylharzfolie
mit dem polymerisierten und gehärteten Band oder Plattenmaterial aus dem synthetischen
Acrylharz integriert wird.
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Für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann man Methylmethacrylatharze
verwenden, die auch Copolymere einschließen, die aus mindestens 9o Gew.-% Methylmethacrylat
und anderen copolymerisierbaren, monoäthylenisch ungesättigten Verbindungen und/oder
polyfunktionellen Verbindungen bestehen.
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Geeignete monoäthylenisch ungesättigte Verbindungen sind Methylacrylsäureester,
Acrylsäureester, Styrol und dergleichen. Erfindungsgemäß geeignete polyfunktionelle
Verbindungen sind Methacrylsäureester, wie Glykoldimethacrylat, Diallylmethacrylat
und dergleichen, Diallylphthalat, Diäthylenglykol-bisallylcarbonat und Mischungen
davon.
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Als Acrylharzfolien sind Alkylmethacrylat-Folien bevorzugt. Beispiele
hierfür sind Produkte, die man durch Polymerisation von Methylmethacrylat, Äthylmethacrylat,
Butylmethacrylat,
Propylmethacrylat als solche oder in Kombination mit copolymerisierbaren Bestandteilen,
wie anderen Acrylaten, Vinylacetat, Vinylchlorid, Styrol, Acrylnitril, Methacrylnitril
etc. erhält. Eine geeignete Folie ist unter den Bezeichnungen "KORAD" und "SHINKO-LITE
FILM" erhältlich.
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Die erfindungsgemäß verwendeten Acrylharzfolien sind vorzugsweise
farblos und transparent, wenn lediglich verbesserte Wetterbeständigkeit und verbesserter
Oberflächenglanz angestrebt wird, wobei mit Mustern bedruckte oder gefärbte Folien
dann verwendet werden, wenn die als Produkte gebildeten Plattenmaterialien, Bänder,
Folien etc.
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als dekorative Platten, Trennwände etc. verwendet werden sollen.
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Die folgenden Beispiele dienen der weiteren Erläuterung der Erfindung.
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Beispiel 1 Von den Vorratsrollen 251 und 251 wickelt man kontinuierlich
eine Methacrylat/Acrylat-Copolymerfolie ("SHINKOLITE FILM" der Firma Mitsubishi
Rayon Co., Ltd.) mit einer Dicke von 50/um, die mit einem Methylmethacrylat-Halbpolymeren
verträglich und mit einem Master bedruckt ist, ab und fördert sie über die oben
beschriebenen Führungsrollen, Spannrollen, Streckrollen und Zuführungsrollen auf
die Endlosbänder 1 und 1', währenddem man gleichzeitig mittels der Sirupbeschichtungsvorrichtung
6/26 eine Methacrylat-Monomer/Polymer-Mischung mit einer Geschwindigkeit zuführt,
die der Fördergeschwindigkeit der Endlosbänder vollständig synchron ist, so daß
man ein endloses Band aus dem synthetischen Methylmethacrylatharz erhält, das das
gleiche Muster aufweist, wie es auf
der Folie vorlag. Das erhaltene
Sand aus dem s;nthetschen Harz zeigt einen außergewöhnlich guten Oberflächenglanz,
keine Runzeln der Folie und zeigt das auf die Folie aufgedruckte Muster ohne Verzerruny
und Veränderung und besitzt eine gute Qualität.
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B e i s p i e l 2 durch teilweises Vorpolymerisieren von monomerem
Methylmethacrylat bildet man eine Methylmethacrylat-Monomer/ Polymer-mischung (Sirup),
der etwa 30 Gew.-% polymeres Methylacrylat und als Rest das Monomere enthält und
eine Viskosität von etwa 10 P bei 25°C aufweist. In den erhaltenen Sirup arheitet
man 650 ppm Azobisdimethylvaleronitril als Polymerisationskatalysator und 30 ppm
Dioctylsulfosuccinat (Aerosol OT) als Trennmittel ein.
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Unter Anwendung der in der Fig. 1 dargestellten Vorrichtung führt
ntan die erhaltene Mischung unter Verwendung der Zahnradpumpe 5 mit einer festgelegten
Zuführungsgeschwindigkeit über die Zuführungsvorrichtung 6 zwischen die Oberflächen
der Endlosbänder 1 und 1' ein.
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Die Endlosbänder 1 und 1' bestehen aus poliertem rostfreiem Stahl
mit einer Dicke von 1,5 mm und besitzen eine Breite von 1500 nun und werden zwischen
den Streckwalzen 2 und 3 bzw. 2' und 3' mit einem Durchmesser von 1600 mm gespannt.
Die Spannung der Endlosbänder 1 und 1' wird unter Anwendung von hydraulischem Druck
auf 10 kg/ mm2 gehalten und die Endlosbänder werden mit einer Geschwindigkeit von
3 m/min betrieben.
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Mit Hilfe der Folienzuführungsvorrichtung 15 wird dem oberen Band
1 eine Folie F aus einem Copolymeren aus 64 Gew.-% Methylmethacrylat und 36 Gew.-%
Butylacrylat zu-@@@@@, w @@@ @@@@ mit einem Mar@@@@ @@@ @@drucht @@@ @@ @@
rung
der Folie F wird die Oberfläche des oberen Bandes 1 mit Hilfe der Beschichtungseinrichtung
17 mit einem dünnen Überzug aus einem Methylmethacrylatsirup versehen.
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Dann wird die oben beschriebene Methylmethacrylat/Butylacrylat-Copolymerfolie
derart zugeführt, daß sie zusammen mit dem über die Zuführungseinrichtung 6 zugeführten
Methylmethacrylatsirup zwischen den beiden bewegten Endlosbändern 1 und 1' gehalten
wird.
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Der Abstand zwischen dem oberen Endlosband 1 und dem unteren endlosband
1' wird mit Hilfe von Walzengruppen 4 und 4', die in einem Abstand von 40 mm angeordnet
sind, derart eingestellt, daß das erhaltene bandförmige Methylmethacrylat-Polymere
eine gleichmäßige Dicke von 3 mm besitzt. Als Dichtungen 7 und 7' werden hohle Polyvinylchlorid-Scl1läuche
mit einem Außendurchmesser von 13,o mm und einer Wandstärke von o,8 mm verwendet,
die Dibutylphthalat in einer Menge von 44 Gew.-%, bezogen auf das Polymere, als
Weichmacher enthalten.
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Der IWiethylllletllacrylatsirup, der in den Raum eingeführt wird,
der an einer Seite durch die Oberfläche der Folie F aus dem Methylmethacrylat/Butylacrylat-Copolymeren
begrenzt ist, welche Folie zusammen mit dem oberen Band 1 bewegt wird,wird zusammen
mit der Oberfläche des unteren Bandes 1' und den Dichtungen 7 und 7' in die erste
Polymerisationszone 18 geführt. Diese erste Polymerisationszone 18 besitzt eine
Länge von 66 m und wird durch Bespritzen mit heißem Wasser mit einer Temperatur
von 84°C in Form eines Sprüchstrahls auf die Rückseitenoberfläche der Endlosbänder
1 und 1' über die Sprühvorrichtungen 8 und 8' erhitzt. Durch das Erhitzen wird der
Methylmethacrylatsirup weitgehend polymerisiert und gehärtet, so daß man ein bandartiges
oder plattenartiges Polymerisationsprodukt erhält. Die Folie F aus dem
Methylmethacrylat/Butylacrylat-Copolymeren
quillt und löst sich teilweise in dem monomeren Methylmethacrylat in dem Methylmethacrylatsirup,
der über das Eingangsende der beiden Endlosbänder 1 und 1' zugeführt wird, während
des Zeitraums, bevor die Folie die erste Polymerisationszone 18 erreicht und wird
integral mit dem bahnartigen oder plattenartigen Polymerisationsprodukt vereinigt,
das durch die Polymerisation und das Aushärten des Methylmethacrylatsirups in der
ersten Polymerisationszone 18 gebildet wird.
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Das bahnartige oder plattenartige Methylmethacrylat-Polymerisationsprodukt,
das in der ersten Polymerisationszone 18 mit der Methylmethacrylat/Butylacrylat-Copolymerfolie
vereinigt worden ist, wird durch die Bewegung der beiden Endlosbänder 1 und 1' in
die zweite Polymerisationszone überführt. Die zweite Polymerisationszone 9 besitzt
eine Länge von 24 m, in der die Endlosbänder 1 und 1', die mit dem bahnartigen oder
plattenartigen Polymerisationsprodukt in Kontakt stehen, mit Hilfe der Infrarot-Heizstrahler
19 (die Licht des fernen Infrarots abgeben) auf 140°C erhitzt werden. Die Temperatur
am Ausgang der zweiten Polymerisationszone 9 beträgt 1270C.
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Das bahnartige oder plattenartige Produkt, das die zweiten Polymerisationszonen
9 und 9' verläßt, wird mit Hilfe der Endlosbänder 1 und 1' in die erste Kühlzone
1o überführt. Die erste Kühlzone 1o besitzt eine Länge von 5,4 m und bewirkt das
Abkühlen des bahnartigen oder plattenartigen Produkts auf eine Temperatur von 1o3°C
unter Anwendung einer Abkühlgeschwindigkeit von 14,40C/ min, indem die Rückseitenoberflächen
der Endlosbänder 1 und 1' mit Hilfe eines Gebläses mit Luft vertikal angeblasen
werden. Die zweite Kühlzone 11 besitzt eine Länge von 3 m und bewirkt ein Abkühlen
des bahnartigen oder
plattenartigen Produkts durch Anblasen auf
eine Temperatur von 8o0C, worauf das gebildete Band aus den Endlosbändern 1 und
1' herausgenommen wird.
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Das erhaltene bahnartige oder plattenartige Methylmethacrylat-Polymerisationsprodukt,
das mit der Methylmethacrylat/Butylacrylat-Copolymerfolie vereinigt worden ist,
besitzt eine Dicke von 3 + 0,3 mm und zeigt ein marmorartiges Aussehen mit ausgezeichnetem
Glanz und ist frei von Runzeln oder Falten. Weiterhin ergibt sich nicht das Phänomen
der Trennung der Methylmethacrylat/Butylacrylat-Copolymerfolie von dem bahnartigen
oder plattenartigen Methylmethacrylat-Produkt.
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In der Fig. 5 sind die Zuführungswalzen 258 und 258' gestrichelt als
258" und 258'" dargestellt, um anzugeben, daß die Positionen dieser Zuführungswalzen
in der erforderlichen Weise einstellbar sind, um den Winkel zu steuern, mit dem
die Folien die Bandoberfläche berühren. Es ist nämlich möglich, daß in gewissen
Fällen Luft zwischen die Folien und die Oberflächen der Bänder eingeschlossen wird,
welche Probleme dadurch beseitigt werden können, daß man den Einfallswinkel zwischen
den Folien und den Bändern, auf die diese zugeführt werden, entsprechend einstellt.
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Wie ebenfalls in der Fig. 5 gezeigt, fließt der Sirup S, der in nicht
maßstäblicher Dicke dargestellt ist, rUckwärts auf die untere Folie F', die dem
Band 1' zugeführt wird. Eine charakteristische Eigenschaft der in den oben angesprochenen
Patentschriften beschriebenen Vorrichtung ist darin zu sehen, daß die Vorwärtsbewegung
der beiden Endlosbänder, die in diesem Fall die Folien tragen, den Sirup in den
Gießraum fördert, der durch die beiden ,ar*tsbewegten Bandabschnitte definiert wird,
wobei eine gewis-
se Menge des Sirups sich hinter die Zuführunqsstelle
erstreckt, jedoch in dynamischem Gleichgewicht mit der Bewegung des unteren Bandes
steht, wodurch das Rückfließen konstant gehalten wird, während das seitliche Fließen
des Sirups verhindert wird, bis dieser in den Gießraum zwischen den beiden Bandabschnitten
eintritt, in dem die beiden seitlichen Dichtungen ihre Wirkung entfalten.
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Diese seitlichen Dichtungen sind in der Fig. 5 nicht dargestellt,
sind jedoch in der Fig. 1 anyegeben und in den oben angesprochenen Patentschriften
erläutert.
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Im Fall von bedruckten Folien, deren bedruckte Seite dem Sirup während
des Vergießens zugewandt ist, wurde bislang angenommen, daß es erforderlich sei,
Folien zu verwenden, die mit dem Sirup nicht vcrträcJlicl1 sind. Es wurde angenommen,
daß sich sonst: eiiie Verzerrung der aufgedruckten iuster ergeben würde.
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Überraschenderweise führt die erfindungsgemäße Verwendung einer mit
dem Sirup verträglichen Folie, deren bedruckte Seite mit dem Sirup in Kontakt steht,
nicht zu irgendweloben Beeinträchtigungen des Nusters oder des Materials, wenngleich
die Oberfläche der Folie, die das Muster trägt, während der ersten Polymerisationsstufe
in der kontinuierlich betriebenen Gießvorrichtung erweicht wird und sich tatsächlich
in dem Sirup löst und mit diesem vermischt. Das unverzerrte Druckmuster oder das
sonst vorhandene Muster wird in dieser Weise integral geringfügig unterhalb der
Oberfläche des fertigen Produkts eingebettet, wobei die Folie und die Platte oder
die Bahn aus dem synthetischen Harz ein über die gesamte Dicke integriertes Produkt
ergeben. Es wird somit kein Schichtgefü.ge gebildet, das sich später trennen könnte.
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Wenn eines der Endlosbänder zunächst mit einem dünnen Überzug aus
dem Sirup versehen wird, erweicht der Sirup die unbedruckte Seite der Folie und
wird ebenfalls integraler Bestandteil des Endprodukts. Weiterhin erhält man durch
die erfindungsgemäße Verwendung einer mit dem Sirup verträglichen Folie in der kontinuierlich
betriebenen Gießvorrichtung ein Produkt, das, unabhängig davon, ob es bedruck oder
gefärbt ist, von Haus aus eine verbesserte Oberflächenbeschaffenheit besitzt, d.
h.
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härter ist, beständiger gegen eine Markierung der Oberfläche und im
allgemeinen eine bessere Qualität besitzt, als es bei solchen Produkten üblich ist.
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Die Bänder einer kontinuierlich betriebenen Gießvorrichtung werden
natürlich in Form von länglichen Schleifen verwendet, wobei jedes Band endlos ist
und aus einem an den Enden zusammengeschweißten Metallstreifen besteht.
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Die untere Schleife wird normalerweise derart ausgelegt, daß sie sich
am Eingangsende der Vorrichtung über die obere Schleife hinaus erstreckt, wobei
die parallel zueinander angeordneten Bandabschnitte den Gieß- und Polymerisations-Raum
definieren, wobei der Abstand zwischen den Bändern natürlich in der Weise eingestellt
ist, daß man die Bänder der gewünschten Dicke erhält.
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Die zusammengeschweißten Enden der Bänder bilden Markierungen auf
dem gebildeten Bandmaterial oder Plattenmaterial, wobei kommerziell verwertbare
Längen der Bänder oder Platten aus dem Band herausgeschnitten werden, wie es in
den oben angesprochenen US-Patentschriften 3 982 153, 4 oo9 628 und 4 o44 639 beschrieben
ist. Dieser Vorgang des Zerschneidens wird durch die erfindungsgemäße Verfahrensweise
nicht beeinträchtigt, da die in dem Plattenmaterial oder Bahnmaterial enthaltene
Folie und ihre Deckschicht aus dem polymerisieriten Material ein einzi-
ges
integriertes Stück bilden,so daß die Schneidvorrichtungen in der üblichen Weise
betrieben werden können.
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Es erfolgt keine Auftrennung in Schichten, da das erfindungsgemäß
gebildete Bahnmaterial oder Plattenmaterial über seine gesamte Dicke zusammenhängt.
Da jedoch der Schneidvorgang in gewisser Weise statistisch erfolgt, sollte das aufgedruckte
Muster berücksichtigt werden, ein Problem, das auch bei der Herstellung von Tapeten
und anderen bedruckten Materialien in endloser Streifenform auftritt.
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Da die Folien mit dem Sirup, der in den Gießraum der Vorrichtung eingeführt
und hindurchgeführt wird, verträglich sind, verursacht das Erweichen und Lösen dieser
Materialien ineinander ein Vermischen der Bestandteile, ohne daß sichtbare Grenzschichten
zwischen diesen Bestandteilen zurückbleiben. Dies trifft in jedem Fall zu, unabhängig
davon, ob der dünne Sirupüberzug auf ein oder beide Bänder aufgetragen wird, bevor
die Folie oder die Folien dem oder den Bändern zugeführt wird bzw. werden.
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Die Gesamtdicke des erfindungsgemäß hergestellten Plattenmaterials
oder Bahnmaterials kann sicn von 1 bis 15 mm ers recken, wobei die Dicke der als
Ausgangsmaterial eingesetzten Folie im Bereich von lediglich etwa 5Raum liegen kann.
Das Produkt besteht aus im wesentlichen transparenten Materialien, die gewünschtenfalls
gefärbt sein können, durch die der Aufdruck, falls ein solcher verwendet wird, deutlich
sichtbar ist.