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Verfahren zur Herstellung von optisch hochwertigen Kunststoffplatten
Nach
dem Verfahren der deutschen Patentschrift 639 095 werden zur Herstellung von Kunststoffplatten
oder I<unststoffscheiben organische, heim Polymerisieren eine Schrumpfung erleidende
Verbindungen unter Anwendung von Wärme in Flachkammern polymerisiert, deren Hauptwandungen
befähigt sind, währen.d des Polymerisatíonlsvorganges zu wandern. Die Wanderungsfähigkeit
der Formwandungen. wird dadurch ermöglicht, daß zwei scher denselben Distanzhalter
angeordnet werden, die verhältnismäßig leicht zusammendrückhar sind. Hierdurch wird
erreicht, daß die Wandungen der Form beim Schrumpfen den, Flächen des entstehenden
Gebildes nachfolgen können, wobei stets eine satte Auflage der Deckplatte auf der
Polymerisatmasse erhalten bleibt.
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Die bekannte Arbeitsweise erfordert besondere, nicht immer leicht
zu treffende Vorkehrungen, wenn fehlerfreie Gebilde, insbesondere durchsichtige
Scheiben von einwandfreier optischer Beschaffenheit, erhalten werden sollen. Die
als Distanzhalter verwendeten zusammendrückbaren Stoffe aus z. B. Kautschuk, elastischen
Polymerisaten, Gelatine usw. müssen von vollkommen gleichmäßiger Beschaffenheit
sein und auf eine ganz gleichmäßige Dickenstärke zugeschnitten werden, wvas sehr
mühevoll ist. Ist die physikalische Beschaffenheit der Distanzhalter nämlich nicht
vollkommen gleichförmig, so ergibt sich ein ungleichmäßiges Wandern der Deckplatten
derart. daß z. B. auf einer Kante stärkere, auf der gegenüberliegenden schwächere
Schrumpfung stattfindet.
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Hierdurch verläuft die Polymerisation, insbesondere an der Oberfläche
der Polymerisationspiatte, ungleichförmig, und es entsteht eine optische Ulnruhe
in und auf der zu erzeugenden Kunststoffplatte, die dieselbe für viele Zwecke, z.
B. als hochwertiger Glasersatz, unbrauchbar macht. Auch treten stellenweise vorzeitige
Ablösungen der Oberflächen des Gebildes von den Hauptwandungen ein, wodurch seen-
oder blumenartige, die Durchsichtigkeit schädigende Stellen auf den Oberflächen
erzeugt werden. Ferner ergibt sich leicht eine ungleichmäßige Dickenstärke der gesamten
Polymerisatpiatte, derart, daß diese z. B. keilförmig anfällt oder aber je nach
Umständen in der Mitte eine Erhöhung oder eine Vertiefung aufweist. Es ist schwierig,
einen Stoff zu finden, der die gleiche Zusammendrückbarloeit besitzt wie die zu
erwartende Schrumpfung der Polymerisatmasse Der Stoff müßte dabei noch die Eigenschaft
haben, daß er ursprünglich hart ist, später aber nachgiebig wird, wobei jedoch gleich
zu Anfang der Polymerisation, also im gewünschten harten Zustand, die Temperatur,
die auf ihn einwirkt, verhältnismäßig hoch ist. Dies wirkt wiederum der gewünschten
Härte entgegen. Brauchbare Stoffe, die bei höherer Temperatur hart .sind und bei
niederer weich werden, gibt es nicht.
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Es wurde bereits vorgeschlagen, Kunststoffplatten oder Kunststoffscheihen
aus polymerisierbaren Flüssigkeiten dadurch herzustellen, daß man auf eine in einem
hölzernen Rahmen lose eingelegte Bodenformplatte eine der Dicke der herzustellenden
Gebilde entsprechende Menge der polymerisierbaren Flüssigkeit aufgoß und dieselbe
alsdann durch eine ebenfalls in den Rahmen lose passende Platte abdeckte, worauf
polymerisiert wurde, bis die zu polymerisierende Masse erstarrt war. Alsdann wurde
das Gesamtgebilde aus dem Rahmen herausgenommen und gegebenenfalls bei höherer Temperatur
zu Ende polymerisiert. Diese Arbeitsweise hat erhebliche Nachteile, denn beim Aufgießen
der polymerisierbaren Flüssigkeit auf die Bodenformplatte berührt erstere auch den
hölzernen Rahmen und verklebt während des P1olymerisierens teilweise mit demselben,
so daß es schwierig ist, Formgebilde ohne Beschädigung aus dem Rahmen herauszunehmen.
im übrigen wird durch die erwähnte Verklebung teilweise auch verhindert, daß die
aufgelegte Deckplatte der Schrumpfung des Polymerisats in genügendem Maße folgen
kann. Hierdurch aber werden schädliche Ablösungen mit den im vorhergehenden beschriebenen
Nachteilen unvermeidlich.
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.Man hat auch bereits vorgeschlagen, die Ränder von in entsprechendem
Abstand gebrachten Formplatten durch umlaufende Papierstreifen miteinander zu verbinden,
wodurch nachgiebige Schmalwände geschaffen wurden, die das Wandern der Platten entsprechend
der eintretenden Schrumpfung gestatten. Die Nachgiebigkeit der Papierwände erwies
sich jedoch nicht immer- als groß genug, um besonders gegen das Ende der Polymerisation,
wo in der Regel ein großer Teil der Schrumpfung schlagartig erfolgt, den Hauptformwänden
in genügendem Maße eine der eintretenden Schrumpfung folgende Bewegung zu gestatten.
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Hierdurch aber kommt es unvermeidlicherweise häufig zu vorzeitiger
Ablösung des Polymerisats von den Hauptformwänden, was zur Entstehung von zahlreichen
Ausschußgebilden führt.
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Es wurde nun gefunden, daß man die erwähnten Nachteile weitgehend
vermeiden und optisch hochwertige Kunststoffplatten durch Polymerisation flüssiger
für die Herstellung von organischem Glas geeigneter organischer Verbindungen, die
die Gruppe C H2 = C < aufweisen, in Formen mit beweglichen, miteinander verbundenen
Hauptformwänden und abne'hmbaren nachgieSigen Seitenwänden ohne Mitbenutzung von
während der Polymerisation anwesenden Distanzstücken dadurch herstellen kann, daß
die in an sich bekannter Weise z. B. aus filmartigem Material bestehenden Seitenwände
entfernt werden, sobald der Eormeninhalt bis zur Bildung einer weichen, jedoch nicht
mehr fließbaren Masse polymerisiert ist, worauf die Polymerisation in bekannter
Weise weitergeführt wird.
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Der richtige Zeitpunkt zur Entfernung der Seitenwände ist dann gekommen,
wenn der Formeninhalt einerseits so fest ist, daß er nicht mehr aus der Form hinansfließen
kann, andererseits aber noch keine wesentliche Erhärtung aufweist, sondern lediglich
eine weiche, elastische Masse bildet.
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Beim Vorgehen in der erfindungsgemäßen Weise kann sich nach Erreichen
einer gewissen Konsistenz des Polymerisats die Fertigpolymerisation vollkommen ohne
das freie Schrumpfen des Polymerisats hindernde Distanzierungsmittel vollziehen.
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Als Träger für die Deckplatten wirkt dann von einem bestimmten Zeitpunkt
ab nur die Polymerisatmasse selbst.
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Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann man Flachkammerformen
verwenden, die aus zwei parallel gelagerten Metall- oder Glasp]atten bestehen, welche
lediglich z. B. durch an den Stirnwänden der Flachkammern angebrachte geleimte Papierstreifen
im gewünschten Abstand gehalten werden. Man kann z. B. wie im folgenden beschrieben
vorgehen: Auf eine hochglanzpolierte Metall oder Glasplatte legt man fünf nicht
zusammendrückbare Flachstäbe der gewünschten Dicke in gleichen Abständen. Diese
bestehen z. B. aus Preßmasse oder einem ähnlichen Material, auch Metalle oder Hartkautschuk
können verwendet werden. Auf diese Stäbe wird eine zweite Glas- oder Metallplatte
gleicher Größe aufgelegt, so, daß beide Platten an allen vier Kanten bündig miteinander
abschneiden.
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Die. Schmalwände des Gebildes werden nun mit einem gummierten, zuvor
befeuchteten Streifen aus Papier beklebt, soweit dies nicht durch die stellen weise
herausragenden Distanzierungsstäbe verhindert wird. Sämtliche vier Ecken des Gebildes
werden dann durch Aufkleben von Taschen versteift und das ganze nun für ungefähr
4 Stunden bei 65° getrocknet. Nach dem Abkühlen werden die
Distanzierstäbe
aus der Form entfernt und die dadurch entstandenen Löcher ebenfalls verklebt.
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Falls man nicht schon bei den vorhergegangenen Randverklebungen OKnungen
für das Einfüllen der zu polymerisierenden Flüssigkeit oder für das Entweichen von
Luft oder Dämpfen vorgesehen hat oder die durch das Herausziehen der Distanzierungsstäbe
erzeugten t)ffnungen zu den erwähnten Zwecken verwenden will, kann man jetzt solche
Öffnungen in den Papierschmalwänden erzeugen.
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Die in der geschilderten Weise hergestellte Schmalkammer ist von
genügender Stabilität und Genauigkeit hinsichtlich des durch die Distanzierungsstücke
ursprünglich eingestellten Plattenabstandes. Nach genügender Abkühlung der Form
wird eine gegebenenfalls anpolymerisierte Lösung von beispielsweise Methacrylsäuremethylester
in die Form eingegossen oder eingewogen, wobei die Eorm gleichzeitig langsam geneigt
wird, bis sie ganz von der Lösung verfüllt ist. Nun werden die Eingieß- bzw. Luftaustrittsöffnungen
mit Papier verklebt, und die gefüllte Form wird einem an sich bekannten Polymerisationsverfahren
unterworfen.
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Nachdem die Polymerisation so weit fortgeschritten ist, daß -die Polymerisatmasse
gerade nicht mehr fließt, sondern eine weiche, gummiartige Beschaffenheit erreicht
hat, werden die aus dem geleimten Papier bestehenden Schmalwände durch Abschaben
mittels eines Messers in einfacher Weise entfernt. Die Deckplatte ruht nun vollkommen
frei auf der weichen, jedoch nicht mehr fließbaren Polymerisatmasse und kann von
derselben bei der nun erfolgenden weiteren Schrumpfung ohne irgendwelche äußere
Hemmung mitgenommen werden. Man erzielt auf diese Weise Platten mit vollkommen einwandfreien,
keinerlei Musterung oder optische Unruhe aufweisenden Oberflächen von einer gleichmäßigen
Dickenstärke, wie sie beim Arbeiten nach dem bisher üblichen Verfahren unerreichbar
waren.
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Die Erfindung ist nicht nur auf die als Beispiel angegebene Bauart
der Flachkammer beschränkt.
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Die Abdichtung der Schmalwände kann auch durch beliebige andere Mittel
an Stelle von Papierstreifen erfolgen. Der Erfindungsgedanke besteht darin, die
zur Abdichtung der Schmalwände verwendeten Mittel zu entfernen, solange das zwischen
den beiden Hauptwänden der Flachform sich bildende Polymerisat noch von weicher,
aber nicht mehr fließender Beschaffenheit ist, so daß die beiden Wände völlig frei
der Schrumpfung des zu Ende polymerisierenden Materials nachgeben können.