DE3048003A1

DE3048003A1 - Verfahren zum herstellen bespielter platten durch formen und pressen eines vorformlings sowie giessform zum herstellen des vorformlings

Info

Publication number: DE3048003A1
Application number: DE19803048003
Authority: DE
Inventors: Thomas Edward Indianapolis Ind. Smith
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Corp
Priority date: 1979-12-28
Filing date: 1980-12-19
Publication date: 1981-09-10
Also published as: FR2477466B1; IT1134663B; US4318877A; IT8026554A0; GB2066726A; ATA626280A; FR2477466A1; AT369905B; JPS6261419B2; JPS56101831A; GB2066726B

Description

Nach dem Ausformen eines Vorformlings wird dieser entweder automatisch oder manuell durch eine Bedienungsperson zentral zwischen ein Paar erhitzter Formbacken oder Preßmatrizen gesetzt. Daraufhin wird ein Luftdruckventil zum Schließen der Preßplatten beaufschlagt und es folgt eine zeitlich gesteuerte Folge von Heiz- und Kühlphasen zwischen den Preßplatten. Die Formbacken werden in Richtung auf die Vorform geschlossen, treffen auf das thermoplastische Material und komprimieren es. Dadurch beginnt das Material nach außen zu fließen und den Formraum zu füllen, so daß die gewünschte Platte entsteht. Am Ende des Zyklus öffnet sich die Presse automatisch und die Platte wird entweder selbsttätig oder manuell von den Preßmatrizen abgenommen. Die Platte bzw. der Aufzeichnungskörper hat dann meist noch einen ringförmigen Grat am äußeren Rand, der entweder durch Handbearbeitung oder durch ein Putzgerät abzutrennen ist.

Beim Pressen der Aufnahmekörper bzw. Platten wird angestrebt, Oberflächenfehler, wie Blasen zu verhindern oder zumindest auf ein Minimum zu vermindern, da solche Fehler in die Oberfläche der Platte eingebrachte Strukturen unterbrechen können. Beim Herstellen von Platten mit hoher Informationsdichte, zum Beispiel bei Bildplatten, ist es in noch stärkerem Maße wünschenswert, die Oberflächenfehler zu verhindern. Bei solchen Platten kommen Rillendichten in der Größenordnung von etwa 4000 Rillen pro Zentimeter vor; selbst der kleinste Oberflächenfehler kann daher eine große Zahl von Rillen stören bzw. unterbrechen.

Die zum Herstellen von Bildplatten verwendeten Vorformlinge werden im allgemeinen auf einem in der Nähe der Plattenpresse angeordneten Extruder mit Hilfe einer zweiteiligen Topfform hergestellt, die im allgemeinen auch als "Spritzform" oder "Vorform" bezeichnet wird. Die erhitzte Preßmasse wird dabei durch eine Öffnung in die Vorform solange eingespritzt, bis der Topf der Form mit der Preßmasse gefüllt ist. Nach dem

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen "bespielter Platten, insbesondere Bildplatten, durch Extrudieren einer erhitzten Preßmasse aus einer Strangpresse in eine Gießform, Formen der Preßmasse zu einem Vorformling bzw. Rohling und Pressen des Vorformlings zwischen dem erhitzten Plattenpaar bzw. den Matrizen einer Plattenpresse zum Ausformen der bespielten Platte. Die Erfingung betrifft ferner eine Gießform zum Herstellen eines Vorformlings bzw. Rohlings aus einer Preß masse mit einem einen konkaven in Richtung auf eine Außenfläche geöffneten und zur Aufnahme der Preßmasse vorgesehenen Formraum enthaltenden Topfteil, mit einem zwischen einer "Offen"- und einer "Zu"-Stellung des Formraums relativ zu der Außenfläche zu verstellenden Deckelteil und mit einer in der "Zu"-Stellung des Deckelteils durch dieses hindurch zum Formraum führenden Öffnung.

Im allgemeinen wird beim Preßformen bespielter Platten folgendermaßen vorgegangen: Die in einen Schrauben- Extruder einzugebende Preßmasse wird zunächst sorgfältig in einem Rührwerk, zum Beispiel in einem Gummikneter, gemischt. Im Extruder wird die eingebrachte aus Kunstharz bestehende Preßmasse gemischt und geschmolzen. Daraufhin wird die Masse mit der gewünschten Formtemperatur in jeweis abgemessenen Teilmengen an die Plattenpresse weitergeleitet. Im einzelnen wird dabei eine abgemessene Menge der geschmolzenen und erhitzten Preßmasse aus der Düse des Extruders ausgestoßen und in die Plattenpresse eingegeban. Zu dieser gehören oft als Spritzform oder Gießform bezeichnete Mittel zum Aufnehmen, Formen und Festhalten der Preßmasse-Füllung. Die in der Gießform geformte, abgemessene Menge einer Preßmasse wird auch als "Vorformling" bzw. "Rohling" bezeichnet. Die Gießform wird oft angrenzend an die Extruder-Düse und meist ebenfalls in der Nähe der Preßform gelenkig an einem Gestell angebracht. Diese Gießform kann so zu verfahren angeordnet werden, daß sie den Vorformling der Arbeitsstelle der Plattenpresse zuführt und im geeigneten Moment des Arbeits-Zyklus der Presse zwischen die Platten oder Formteil der Plattenpresse setzt.

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inspected

Ausformen des Vorformlings wird dieser dem Topf der Form entnommen und in die Plattenpresse gesetzt. Beim Eingeben bzw. Einspritzen in den Formraum der Vorform extrudiert die Preßmasse vom Einlaß aus sich schlängelnd durch das Innere des Formhohlraums, bis dieser gefüllt ist. Hierbei kommt die Preßmasse mit dem relativ kühlen Inneren bzw. der Innenwand des Topfes der Form in Berührung und es bildet sich eine hautartige Außenschicht auf dem Vorformling. Diese Haut kann zusammen mit anderen bei der ungleichen Abkühlung der Preßmasse in dieser möglicherweise entstehenden Ungleichförmigkeiten zu Unstetigkeiten und Dichteänderungen des Vorformlings führen, die die Qualität der bespielten Platte in sehr ungünstiger Weise beeinträchtigen und zu den erwähnten Fehlern in der Oberfläche der bespielten Platte führen können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Herstellungsverfahren und/oder beim Herstellen der Platten benötigte Bauelemente so zu verbessern, daß auf dem Vorformling kein bei der Weiterverarbeitung schädlicher Überzug entsteht. Bex dem Verfahren zum Herstellen bespielter Platten durch Extrudieren einer erhitzten Preßmasse, Formen der Preßmasse zu einem Vorformling bzw. Rohling und Pressen des Vorformlings in einer Plattenpresse besteht die erfindungsgemäße Lösung darin, daß die Preßmasse zwischen dem Extrudieren in die Gießform und dem Pressen der bespielten Platte auf erhöhter Temperatur gehalten wird. Vorzugsweise soll diese erhöhte Temperatur etwa 66% der Temperatur in Grad Celsius der extrudierten Preßmasse (Extrudier-Temperatur) betragen. Auf diese Weise hergestellte Platten besitzen eine verbesserte Qualität und ein besseres Wiedergabeverhalten als ohne Anwendung der erfindungsgemäßen Lehre hergestellte Platten.

Bei einer Gießform zum Herstellen eines Vorformlings mit einem einen konkaven, in Richtung auf eine Außenfläche geöffneten und zur Aufnahme der Preßmasse vorgesehenen Formraum enthaltenden

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Topfteil, mit einem zwischen einer "Offen"- und einer "Zu"-Stellung des Formraums relativ zu der Außenfläche zu verstellenden Deckelteil wird die Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch eine elektrische Heizung am Topfteil zum Erwärmen der Form und einer in den Formraum gebrachten Preßmasse. Als elektrische Heizung kann vorzugsweise eine elektrische Widerstandsheizung verwendet werden. Diese soll sich insbesondere als Ring auf der der Topföffnung gegenüberliegenden Rückseite der insbesondere zylindrischen Form erstrecken. Zum gewünschten Betätigen der Heizung kann ein von einem Thermoelement gesteuerter Regler verwendet werden. Das Thermoelement wird vorzugsweise in der Nähe des Formraums innerhalb des Topfteils untergebracht.

Anhand der schematischen Darstellung in der Zeichnung werden weitere Einzelheiten der Erfindung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Ablaufschema des Verfahrens zum Herstellen von Platten hoher Informationsdichte; und

Fig. 2 einen Schnitt durch eine Gießform in geöffneter Stellung mit Beschaltung.

Anhand vom in Fig. 1 wiedergegebenen Ablaufschema werden die Verfahrensschritte zum Pressen bzw. Herstellen bespielter Platten oder sonstiger Aufzeichnungsträger, insbesondere von Trägern hoher Informationsdichte, im folgenden Bildplatten genannt, erläutert. Im Zusammenhang mit Preßverfahren allgemeinster vorstehender Art bringt die Erfindung insbesondere die Vorteile, daß die gepreßten Bildplatten verbesserte Qualität und Wiedergabeeigenschaft aufweisen.

Beim üblichen Herstellen von Platten wird die Preßmasse nach sorgfältigem Mischen in einem Rührer oder ähnlichem und Einfüllen in einen Extruder bzw. eine Strangpresse aus deren

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Mündung extrudiert (10). Die Funktion des Extruders besteht u.a. darin, die Preßmasse sorgfältig zu mischen und zu schmelzen, so daß ein Kunstharz mit einer vorgegebenen erhöhten Temperatur entsteht. Sobald das zu pressende Material die vorgesehene Konsistenz und Temperatur erreicht hat, wird es durch den Ausgang des Extruders in dosierter Menge in eine Preßform bzw. Gießform gegeben, um zum Erzielen eines Vorformlings oder Rohlings vorgeformt (12) zu werden. Aus dem im Topf der Gießform aus der Füllung hergestellten Vorformling wird anschließend der Träger, z.B. die Platte gepreßt. Dazu wird der Vorformling nach dem Herstellen seiner Vor-, Spritzbzw. Gießform entnommen und mittig zwischen ein Paar beheizter Formbacken der Plattenpresse gesetzt, in der der Vorformling unter Einwirkung von Wärme und Druck zum Erzielen eines Aufzeichnungsträgers bzw. einer Platte gepreßt (14) wird.

Erfindungsgemäß hat sich herausgestellt, daß eine Platte verbesserter Qualität und besseren Wiedergabeverhaltens geschaffen werden kann, wenn die Preßmasse während des gesamten Plattenherstellungsvorgangs auf erhöhter Temperatur gehalten bzw. erhitzt wird; der erfindungsgemäß zu erzielende Effekt tritt insbesondere dann ein, wenn das Erwärmen bzw. die erhöhte Temperatur zwischen der Extrusionsstufe 10 und der Preßstufe 14 eingestellt bzw. aufrechterhalten werden. Die Preßmischung läßt sich gemäß weiterer Erfindung auf dem Weg zwischen dem Extruder und den erhitzten Preßplatten in einem erhitzten Zustand halten, wenn die Form bzw. der Topf der Gießform entsprechend erhitzt werden. Eine solche Gießform wird anhand von Fig. 2 beschrieben. Durch das Heizen der Gießform wird eine übermäßige oder auch nur schnelle Abkühlung der Preßmasse während des Vorformschritts 12 vermieden und es wird das Entstehen einer Haut oder einer hautartigen äußeren Schicht auf dem Vorformling verhindert. Wie bereits erwähnt, kann eine solche Haut des Vorformlings Fehler in der daraus gepreßten, bespielten Platte zur Folge haben.

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In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel hat sich als optimale Temperatur für die Gießform bzw. deren Topf ein Temperaturwert in Grad Celsius herausgestellt, der etwa 66% der Temperatur der Preßmasse beträgt, mit der letztere aus der Düse der Strangpresse extrudiert wird. Auf dieser etwa 66% in Grad Celsius der Extrudier-Temperatur betragenden Temperatur sollte die Gießform bei Betrieb gehalten werden. Besonders gute Ergebnisse wurden gefunden, wenn bei einer Extrudier-Temperatur von 182⁰C des Kunststoffs die Gießform auf einer Temperatur von 121⁰C gehalten wurde.

Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen, zu beheizenden Gießform bzw. Spritzform wird anhand von Fig. 2 erläutert. Zu der beheizten Gießform 20 gehören ein Topfteil 22 mit im wesentlichen zylindrischer Form und ein Deckelteil 24 mit ähnlicher Zylinderform und ähnlichem Durchmesser wie das Topfteil 22. Die zu beheizende Gießform 20 wird in Fig. 2 in der "Offen"-Stellung gezeigt; bei Gebrauch zum Ausformen eines Vorformlings liegt das Deckelteil 24 jedoch dichtend mit seiner Frontseite 26 an der Frontseite 28 des Topfteils 22 an. Das Topfteil 22 der zu beheizenden Gießform 20 weist einen topfförmigen Formraum 30 mit einer geneigten Seitenwand oder Fläche 32 und einem im allgemeinen ebenen Boden 34 zum Aufnehmen, Halten und Formen der erhitzten Preßmasse auf. Das Deckelteil 24 der Form enthält eine axial durchgehende Öffnung bzw. Mündung 36. Diese steht mit einer Mündung des nicht gezeichneten Extruders über die Extruderdüse 38 in Verbindung. Nach Verlassen des Extruders bzw. der Strangpresse gelangt die erhitzte Preßmasse durch die Düse 38 und Mündung 36 in den Formraum 30 der Gießform.

Das Topfteil 22 der Gießform 20 wird vorzugsweise so aufgebaut, daß seine Raumform einer sich ringförmig am Umfang der rück^ seitigen Oberfläche 42 des Topfteils 22 umlaufeiden Widerstandsheizung 40 angepaßt ist. Die ringförmige Heizung 40 stellt die Heizung der Gießform 20 dar und wird mit Hilfe einer sich

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längs des Umfangs des Topfteils 22 erstreckenden Spannscheibe 44 an dem vorgesehenen Platz gehalten. Außen um das Topfteil 22 erstreckt sich ein die ringförmige Heizung 40 und die Spannschexbe bedeckender Isolator 48. Der Isolator sorgt für eine wenigstens teilweise thermische Isolierung der Bauteile gegenüber der Umgebung. Eine solche Isolierung ist wichtig, da die angrenzenden Bauteile bei Betrieb der beMzten Gießform relativ warm werden. Die ringförmige Heizung 40 wird mit Hilfe eines Paars elektrischer Leitungen 50 über einen Regler 52 versorgt. Der Regler 52 wiederum wird über ein Paar elektrischer Leitungen 54 mit einer nicht gezeichneten elektrischen Spannungsquelle verbunden. Die erfindungsgemäße beheizte Gießform 20 wird ferner mit einem Thermoelement 56 versehen. Dieses wird nahe der Fläche bzw. geneigten Wandung 32 des Formhohlraums 30 in der Wand so angeordnet, daß es die Temperatur des Topfes und der darin befindlichen Preßmasse bzw. des Vorformlings abfühlen kann. Das Thermoelement 56 wird über ein Paar elektrischer Leitungen ebenfalls mit dem Regler 52 gekoppelt. Die Temperatur der Topffläche 32 kann also abgefühlt und mit Hilfe des Reglers 52 durch Einschalten oder Abschalten der Heizung 40 gesteuert werden.

Die Erfindung ist zwar anhand einer speziellen Gießform, nämlich der Form 20 nach Fig. 2 und einem speziellen mit der Form 20 hergestellten Vorformling beschrieben worden, sie ist aber unabhängig von der Ausbildung der Form und des damit hergestellten Vorformlings. Beispielsweise kann die Erfindung zum Herstellen eines Vorformlings gemäß DE-OS 30 15 107 verwendet werden.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von speziellen Beispielen noch näher erläutert:

Prüfbeispiel:

Mit diesem Beispiel wird das Pressen von Platten unter Zuhilfenahme der Verfahrensschritte nach Fig. 1 erläutert, ohne jedoch

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die erfindungsgemäße Verfahrensverbesserung "bzw. Verbesserung der Gießform anzuwenden.

Es wurden mehrere Platten unter Anwendung der Verfahrenschritte nach Fig. 1 aber ohne die beheizte Vorform 20 von Fig. 2 hergestellt. Für jede der Platten wurde eine Preßmischung in einem Extruder gemischt und geschmolzen und aus diesem bei einer Temperatur von 182⁰C in eine unbeheizte Spritz-, Topf- bzw. Gießform gegeben. Während diese Gießform etwa Zimmertemperatur von 21⁰C hatte, wurde die darin befindliche Preßmasse geformt und derart ausgehärtet, daß ein Vorformling entstand, aus dem die Platte herzustellen war. Der Vorformling wurde dann in eine Plattenpresse gesetzt und zwischen den auf einer Temperatur von etwa 182⁰C geha!
der Platte gepreßt.

von etwa 182⁰C gehaltenen Preßplatten bzw. Matrizen zum Bilden

Nach dem Entnehmen aus der Presse wurde jede Platte zu Ende bearbeitet und sowohl visuell als auch mit einem Mikrοfehleranzeiger auf Fehler untersucht. Es ergaben sich dabei pro Plattenseite im Durchschnitt 5,0 gesperrte Rillen.

Ausführungsbeispiel:

Anhand dieses Beispiels wird die erfindungsgemäß zu erzielende Verbesserung erläutert. Es wurde eine Reihe von Plattenebenso wie beim vorgenannten Prüfbeispiel hergestellt, jedoch wurde das Verfahren erfindungsgemäß vebessert und eine beheizte Gießform benutzt.

Zunächst wurde wiederum für jede Platte die Preßmischung in vorgegebenen Chargen mit einer Temperatur von 182°C aus einer Strangpresse in eine Gießform gegeben. Hierbei wurde jedoch die erfindungsgemäß beheizte Gießform 20 gemäß Fig. 2 benutzt. Diese Form wurde während der gesamten Dauer des Herstellungs-

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Verfahrens auf einer Temperatur von 121 C gehalten. Der entstandene Vorformling wurde zwischen den auf einer Temperatur von 182⁰C beheizten Platte:
presse in eine Platte umgeformt.

ratur von 182⁰C beheizten Platten bzw. Matrizen der Platten-

Nach der Entnahme aus der Plattenpresse wurde die Platte ebenso wie beim vorausgehenden Beispiel nachbearbeitet und auf Fehler untersucht. Es ergaben sich bei der Versuchsreihe durchschnittlich 2,2 gesperrte Rillen pro Plattenseite. Gegenüber herkömmlich hergestellten Platten ergibt sich bei Anwendung der Erfindung also eine Verminderung der Zahl defekter Rillen von etwa 2:1. Außer dieser wesentlichen Verbesserung hinsichtlich der durchschnittlichen Zahl gesperrter oder defekter Rillen wurden auch die sichtbaren Fehler der Platten vermindert, und es ergab sich ein geringerer Trägerausfall beim Abspielen der erfindungsgemäß hergestellten Platten als bei den Platten nach dem Prüfbeispiel.

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Claims

w ο η η ο Dr.-Ing. Reirnar König ■ Dipl.-Ing. Klaus Ber*gen

Cecilienallee 7β A Düsseldorf 3O Telefon 452DD8 Patentanwälte

18. Dezember 1980 33 761 B

RCA Corporation, 30 Rockefeiler Plaza, New York, N.Y. 10020 (V.St.A.)

"Verfahren zum Herstellen bespielter Platten durch Formen und Pressen eines Vorformling sowie Gießform zum Herstellen des

Vorformling"

Patentansprüche;

Verfahren zum Herstellen bespielter Platten, insbesondere Bildplatten, durch Extrudieren einer erhitzten Preßmasse aus einer Strangpresse in eine Gießform, Formen der Preßmasse zu einem Vorformling bzw. Rohling und Pressen des Vorformlings zwischen dem erhitzten Plattenpaar einer Plattenpresse zum Ausformen der bespielten Platte, dadurch gekennzeichnet, daß die Preßmasse zwischen dem Extrudieren (10) in die Gießform und dem Pressen (14) der bespielten Platte auf erhöhter Temperatur gehalten wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,dadurch gekenn zeichnet, daß als erhöhte Temperatur etwa 66% der Temperatur in ⁰C der extrudierten Preßmasse (Extrudier-Temperatur) eingehalten werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn ζ ei c h η e t, daß eine erhitzte Gießform (20) zum Bilden des Vorformlings verwendet wird.

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ORIGINAL INSPECTED
4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3> dadurch gekennzeichnet, daß die Gießform (20) auf etwa 66% der Temperatur (in Grad Celsius) der extrudierten Preßmasse (Extrudier-Temperatur) gehalten wird.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der extrudierten Masse auf etwa 182 C und die Temperatur der Gießform (20) auf etwa 121⁰C eingestellt wird.
6. Gießform zum Herstellen eines Vorformlings bzw. Rohlings aus einer Preßmasse mit einem konkaven in Richtung auf eine Außenfläche geöffneten und zur Aufnahme der Preßmasse vorgesehenen Formraum enthaltenden Topfteil, mit einem zwischen einer "Offen"- und einer "Zu"-Stellung des Formraums relativ zur Außenfläche zu verstellenden Deckelteil und mit einer in der "Zu"-Stellung des Deckelteils durch dieses hindurch zum Formraum führenden Öffnung, gekennzeichnet durch eine elektrische Heizung (40) am Topfteil (22).
7. Gießform nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Heizung eine elektrische Widerstandsheizung (40) ist.
8. Gießform nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Topfteil (22) die Form eines Zylinders hat, daß der Formraum (30) nach einem der sich einander gegenüberliegenden Enden des Zylinders geöffnet ist, und daß die elektrische Heizung vorzugsweise die ringförmige Widerstandsheizung (40) umlaufend im peripheren Bereich an dem der Formraum-Öffnung gegenüberliegenden Ende des Zylinders vorgesehen ist.

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9. Gießform nach einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis 8, gekennzeichnet durch ein im Topfteil (22) nahe dem Formraum (30) angeordnetes Thermo-Element (56).
10. Gießform nach einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis 9, gekennzeichnet durch ein mit der ringförmigen Widerstandsheizung (40)* dem Thermo-Element (56) und einer elektrischen Stromquelle gekoppelten Regler (52) zum Steuern der Energiezufuhr zur Heizung in Abhängigkeit von der mit dem Thermo-Element gemessenen Temperatur.

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