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Verfahren zum Herstellen von durchsichtigen Gebilden aus warmformbaren
Kunststoffen Es ist bekannt, Platten aus durchsichtigen, warmformbaren Werkstoffen
mit Hilfe von beim Glasblasen üblichen Arbeitsweisen zu verformen, um Hohlkörper,
gebogene oder gewölbt Scheiben lo. dgl. herzustellen. Man kann hierbei z. B. so
vorgehen, daß man mit Hilfe von Matrizen oder Patrizen arbeitet oder aber auch mit
Hilfe einer Matrize und Flüssigkeits-, Gas- oder Dampfdruck oder mit derartigen
Druckwirkungen allein. In allen diesen Fällen werden in der Regel Gebilde erhalten,
deren Oberflächen infolge der unter Druck eintretenden Berührung mit der Formmand
mechanische oder optische Unregelmäßigkeiten, insbesondere ungleiche Wandstärken
haben. Ferner treten bei Verfahren der beschriebenen Art Imienspannungen des Werkstoffes
ein, die eine mangelnde Wärmebeständigkeit der Formstücke zur Folge haben.
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Ferner ist bekannt, Platten aus formbaren plastischen Massen auf den
Rand einer Form nachschlüpfbar aufzulegen, so daß die gesambe Werkstoffmenge für
den Hohlkörper ausgenutzt werden kann. Auch das Einzichen von Platten aus plastischen
Massen in Formen durch Unterdruck ist nicht neu.
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Gemäß der Erfindung werden einwandfreie Hohlkörper, gebogene oder
gewölbte Scheiben 0. dgl., die in besonderem Maße spannungsfreit und wärmebeständig
sind, aus warmfrombaren Werkstücken durch Einziehen von erwärmten Platten in Formen
durch Unterdruck dadurch hergestellt, daß durchsichtige Platten aus festen Polymerisationsprodukten
von organischen Verbindungen, welche die Gruppe CH2 = C < lenthalten, in an sich
bekannter Weise auf den Rand einer Form saulgdicht, aber nachschlüpfbar aufgelegt
und durch Unterdruckwirkung nur so weit eingezogen
werden, daß
eine formgebende Berührung der Formwand nicht eintritt. Hierbei kann man während
des Verformens dlen Unterdruck stellenweise oder in zeitlichen Abständen verändern
oder aufheben.
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Rei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist man imstande,
die Formgebung so zu leiten, daß das zu verformende Platten gut mit den Formwänden
nicht in Berührung kommt bzw. daß besondere Gestaltausbildung erreicht werden kann.
Wesentlich ist hierbei, daß das Verformen lediglich durch die infolge des vorhandenen
Unterdrucks auf die Platte einwirkenden Zugkräfte erfolgt, wobei die endgültige
Gestalt des Gebildes einer Raumkurve entspricht, die, ihre Entstehung einem Ausgleich
zwischen der Unterdruckniirkung und den plastisch-elastiischben Eigenschaften des
angewandten Werkstoffes verdankt.
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Als Werkstoffe für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
eignen sich z. B. Polymerisate von niederen Estern der Methacrylsäure, von Styrol,
Vinylacetat o. dgl., mit oder ohne zusatzstoffe, z. B. Weichmacher und Farbstoffe.
Es können auch Mischpolymerisate, z. B. aus Estern der Methacrylsäure und der Acrylsäure,
sowie Polymerisatgemische verwendet werden. Voraussetzung ist natürlich, daß die
betreffenden Platten bei Raumtemperatur eine genügende Festigkeit haben, die nachträgliche
Formveränderungen aus schließt und ferner, daß sie durch Anwendung höherer Temperaturen,
z. B. solcher von 120 bis I80°, in einen plastisch-elastischen Zustand versetzt
werden können.
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Im besonderen wird das erflndungsgemäße Verfahren derart durchgefülirt,
daß man eine gleichmäßig dicke Platte aus dem angegjebenem Werkstof mit ihrem Rand
so auf den Rand einer Hohlform aufbringt, daß der Plattenrand über den Formrand
ringsum so weit übersteht, daß durch Nachschlüpfen des über stehenden Randteiles,
wie es an sich beim Formen von Hohlkörpern aus plastischen Massen bekannt ist die
Möglichkeit gegeben ist, dem zu formenden Gebilde trotz Vergrößerung seiner Oberfläche
durch Auswölbung überall eine gleichmäßige Wandstärke zu verleiten. Zu diesem Zweck
wird der Plattenrand zwar saugdicht mit dem Form rand in Verbindung gebracht, jedoch
so, daß leichtes Nachseblüpfen während des Saugvorganges olme weiteres möglich ist.
Sobald nun die äußere Oberfläche des in Verformung begriffenen Gebildes in unmittelbare
Nähe der Formwand gelangt oder dann, wenn Berührung unmittelbar zu erwarten ist,
wird der Unterdruck gegebenenfalls teilweise. aufgehoben.
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Er kann aber auch schon vorher geregelt werden, d. h. stellenweise
oder zeitweise verändert oder aufgehoben werden.
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Die zu verwendenden Formen könne aus beliebigem Werkstoff, z. B.
Gips, Steinzeug, Metall, bestehen. Sie können auf der Innenfläche poliert oder mit
Auskleidungen, z. B. mit Stoffschichten, versehen sein. Im allgemeinen ist es zweckmäßig,
die Formen der gewünschten Endform des herzustellenden Gebildes anzupassen. In die
Formwand mündet an einer beliebigen Stelle eine Absaugleitung. Für die Herstellung
von unregelmäßig geformten Gebilden ist es vorteilhaft, mehrere Absaugleitungen
an die Form derart anzuschließen, daß diese sich besonders an den Stellen stärksten
Verformens befinden und getrennt voneinander rSege] bar sind. Die Formen selbst
können z. B. als regelmäßige Hohlkörper, z. B. als Halbkugeln, Ellipsloide oder
in ähnlicher Weise, ausgebildet sein, doch können sie im übrigen, je nach Anforderungen,
jede beliebige oder auch unregelmäßige Gestalt haben. Der Formrand kann in einer
Ebene liegen, jedoch kann er auch von dieser abweichend verlaufen.
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In der Regel arbeitet man so, daß die Außenwand des geformten Gebildes
im Augenblick des Stillstandes der Ausdehnung an seiner am stärksten verformten
Stelle I oder 2 mm von der Formwand entfernt ist. Man kann sich die Lösung der betreffenden
Aufgabe dadurch erleichtern, daß man an der inneren Formwand in der Nähte der stärksten
Verformungsstelle kleine Körper aus Fett, z. B.
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Kegel von bestimmter Höhe oder Kügelchen, anordnet und die Saugwirkung
in dem Augenblick unterbricht, in dem die Außenwand der in Verformung befindlichen
Platte das Körperchen berührt. Auf diese Weise erreicht man Formkörper, die eine
gute Gleichmäßigkeit der Wandstärke haben, wobei die Wandstärke fast die der Ausgangsplatte
erreicht.
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Hierdurch werden Spannungen vermieden, wie sie z. B. bei dem Druckverfahren
auftreten und die Wärmefestigkeit der Formkörper lerheblich beeinträchtigen.
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Infolge Vermeidung einer Berührung der Formwand durch den sich unter
Wirkung des Unterdrucks ausdehnenden Werkstoff wird eine Vergrößerung der Oberfläche
der Platten herbeigeführt, wobei sie eine Dehnung erfährt und aus den darunterliegenden
Schichten neue Masseteilchen zur Oberflächenbildung herangezogen werden. Es findet
also in dem im Verformen begriffenen Gebilde eine Werkstoffwanderung statt, der
sich die elastischen Kräfte des Werkstoffes zunächst entgegenstellen, um druch die
Unterdruckwirkung fortschreitend überwunden zu werden. Da sich die Erfindung ausdrücklich
auf bei gewissen Temperaturgraden, z. B. bei 120 bis I500, erweichbare Massen der
erwähnten Art bezieht, die bei den genannten Temperaturen
nicht
als plastisch schlechthin bezeichnet werden können, sondern denen bei diesen Temperaturen
infolge ihres durch chemische Eigenschaften bedingten physikalischen Aufbaues auch
ein gewisses Maß von Elastizität zukommt, war es ohne weiteres nicht zu erwarten,
daß sich diese- Werkstoffwanderuug unter Wirkung des Unterdrucks und der Bildung
einer einwandfreien, glatten und wellenfreien Oberfläche vollzieht.
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Beispiele 1. Als Form wird eine Metallform von der Gestalt einer
Kugelkappe, deren oberer, in waagerechter Lage befindlicher Rand nach innen zu im
Zuge der gewünschten Formgestaltung etwas abgeschrägt ist, verwendet. Am tiefsten
Punkt der Form ist eine Bohrung angebracht, durch die mit Hilfe einer Vakuumpumpe
die Luft aus der Form gezogen werden kann. Zweckmäßig bledeckt man die Absaugöffnung
mit einem dünnen Scheibchen aus porösem Stoff, das der einzusaugenden Luft etwas
Widerstand bietet und verteilen auf die Luftströmung wirkt. Die auf 120 bis 1500
erwärmte Platte aus Polymethacrylsäuremethylester wird über den eingefetteten Formrand
gelegt und mit Hilfe eines Spannringes ganz leicht auf den Formrand gedrückt. Dann
wird die Vakuumpumpe angeschlossen. Blei genügender Saugleistung wird das erwärmte
thermoplastische Gut durch den entstandenen Ringspalt schlüpfend in die Form eingezogen,
so daß die Kugelkappe nicht ausschließlich durch Verformen des über der Fromöffnung
befindlichen Teils der Platte hergestellt wird, sondern durch Nachschlüpfen der
richtig bemessenen Platte entsteht. Am Boden der Form hatte man vor Auflegen der
Platte in der Nähte der Absaugöffnung einige Kügelchen aus rotgefärbtem Schmlerfett
angeordnct. In dem Maße, wie sich die äußere Wand des Gebildes diesen Kügelchen
nähert, wird nun die Saugwirkung vermindert, um im Augenblick der Berührung der
Formwände mit dem Kügelchen plötzlich abgestellt zu werden. Man -erhält eine Kugelkappe,
deren Wandstärke sehr gleichmäßig und fast dieselbe wie die der Ausgangsplatte ist.
Statt des P, olymlethacrylsäurem, ethylesters kann auch Polystyrol verwendet werden,
ferner Mischpolymerisate aus Methacrylsäuremethylester und geringen Mengen von Acrylsäureestern.
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2. Auf entsprechende Weise wie nach Bei, spiel 1 wird ein Körper
von der Form eines längs der Längsachse halbierten Eies hiergestellt. Die Form enthält
unten auf der Linie des Längsschnittes eine Reihe von Sauiglöchern, die während
des Verformungsvorganges der Reihe nach von dem Vakuum abgeschlossen werden, das
tiefste zuletzt.
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3. Unter Verwendung von Formen zweckentsprechender Größe werden nach
dem Verfahren des Beispiels 1 kugelkappenförmige Formlinge hergestellt, deren Rand
durch gleichzeitige Anwendung eines Stempels zylindrisch gestaltet wird. Die so
hergestellten-Formlinge k<>"nnen als Augenschutzgläser Verwendung finden.