DE916116C

DE916116C - Verfahren zur Erzeugung poroeser Oberflaechen an Formkoerpern aus thermoplastischen Kunststoffen

Info

Publication number: DE916116C
Application number: DEB14203A
Authority: DE
Inventors: Dr Fritz Stastny
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1951-03-15
Filing date: 1951-03-15
Publication date: 1954-08-05

Description

Verfahren zur Erzeugung porös er Oberflächen an Formkörpern aus thermoplastischen Kunststoffen Formkörper aus thermoplastischen Kunststoffen, die in der Regel im Spritzgußverfahren hergestellt werden, besitzen eine glatte Oberflächenheschaffenheit, die sich für manche Anwendungsgebiete als nachteilig erwiesen hat.
Es wurde nun gefunden, daß man poröse Oberflächen auf Formkörpern aus thermoplastischen Kunststoffen erzeugen kann, wenn man sie mit einem Gemisch aus einem oder mehreren Lösungsmitteln für den Kunststoff und aus einer oder mehreren den Kunststoff nichtlösenden oder nur quellenden Flüssigkeiten nur so lange behandelt, daß nur die Oberfläche der Formkörper angequollen wird, und hierauf auf Temperaturen oberhalb des Erweichungspunktes des Kunststoffes erwärmt.
Durch dieses Verfahren gelingt es, auf den Formkörpern eine poröse Oberflächenschicht mit kleinen in sich geschlossenen Zellen herzustellen, wodurch das spezifische Gewicht, die Lichtdurchlässigkeit und die Schlagfestigkeit der Formkörper verändert werden. Je nach Dauer der Einwirkung des Flüssigkeitsgemiscbes kann man diese poröse Oberflächenschicht stärker oder schwächer gestalten.
Das Verfahren ist vorzugsweise an Formkörpern aus Polystyrol, Polyvinylchlorid, Polyäthylen, Polyvinylacetat, Polyisobutylen, Polyamiden, Polyurethanen, Polyacryl- und Polymethacrylverbindungen sowie auch Mischpolymerisaten der verschiedenartigsten Zusammensetzung anwendbar.
Das zu verwendende Flüssigkeitsgemisch muß jeweils auf die besonderen Eigenschaften des betreffenden Kunststoffes abgestimmt sein. Für Polystyrol eignen sich beispielsweise Benzol, Toluol, Tetrachlorkohlenstoff und Methylellchlorid als Lösungsmittel und Petroläther, Benzin, Hexan, Pentan, Aceton, Methanol, Chloroform, Diäthyläther, Cyclopentan, Spirocyclan, Methylalkohol u. dgl. als nichtlösende Flüssigkeit. Für Polyvinylchlorid oder Mischpolymerisate des Vinylchlorids kommen als Lösungsmittel Tetrahydrofuran, Cyclohexanon, Aceton oder Methylenchlorid in Frage, als nur quellende Flüssigkeiten Äthylacetat oder Methylacetat. Das Verhältnis zwischen lösender Flüssigkeit und quellender oder nichtlösender Flüssigkeit kann in weiten Grenzen schwanken. Im allgemeinen verwendet man jedoch mehr als 50°/o Quellmittel bzw. nichtlösende Flüssigkeit.
Die Behandlung der Formkörper mit dem Flüssigkeitsgemisch kann beispielsweise durch Tauchen, Besprühen oder Berieseln erfolgen. Die Dauer der Behandlung ist den Eigenschaften des Kunststoffes anzupassen; sie beträgt im allgemeinen eine halbe Sekunde bis einige Minuten. Man erwärmt dann die mit dem Flüssigkeitsgemisch benetzten Formkörper z. B. durch Lagerung in heißem Wasser oder in einer anderen heißen, den Kunststoff nichtlösenden Flüssigkeit oder durch Behandlung mit Heißluft, Wasserdampf oder Infrarotstrahlen, wobei die Aufschäumung der angequollenen Oberflächen erfolgt.
Besonders gute Wirkungen erhält man bei Anwendung dieses Verfahrens auf Formkörper aus farblosem Polystyrol. Die ursprünglich glasklaren Formkörper erhalten hierbei einel schneeartige Oberfläche von kristallartigem Bruch, wie man sie durch Lackierung nicht herstellen kann.
Da das spezifische Gewicht dieser oberflächlich aufgeschäumten Formkörper aus Polystyrol kleiner als I ist, kann man das Verfahren zur Herstellung von Schwimmkörpern, Schwimmtieren, Bojenkugeln u. dgl. verwenden. Aus farblosem Polystyrol lassen sich mit Hilfe dieses Verfahrens auch schneeweiße, kristallartig glänzende Formkörper als Christbaumschmuck, z. B. Glocken, Tannenzweige, Kugeln, Sterne, Figuren u. dgl. herstellen.
Man kann den zur Behandlung der Formkörper dienenden Flüssigkeitsgemischen auch Farbstoffe, Weichmacher, Pigmente und andere Zusatzstoffe einverleiben und so eine Anfärbung der porösen Kunststoffschicht erzielen. Bei sehr kurzer Einwirkung des Flüssigkeitsgemisches kann man an der Oberfläche der Formkörper auch nur eine Mattierung, eventuell unter gleichzeitiger Färbung, erzeugen. Es gelingt auch, Formkörper nur auf einer Seite zu mattieren und anzufärben, z. B. den äußeren Teil einer Glocke oder Obstschale, während der innere Teil in seiner ursprünglichen Form erhalten bleibt. Ebenso können durch Behandlung nur einzelner Stellen der Oberfläche verschiedenartige Muster erzielt werden, beispielsweise Rosen, Sterne, Buchstaben u. dgl., die ein ähnliches Aussehen wie geätztes Glas haben. Auch Verästelungseffekte, d. h. die Herstellung einer unruhigen, modisch effektvollen Oberfläche sind erzielbar.
Die Formkörper mit mattierten Kunststoffoberflächen sind vielseitig verwendbar, z. B. als Lampenschirme. Beim Polystyrol ist dieser Mattierungseffekt durch pigmentierte Lacke nur in unzureichendem Umfang erreichbar, da Pigmente lichtschluckend wirken.
Auch durch die Veränderung der Zeitdauer zwischen der Behandlung mit dem Flüssigkeitsgemisch. und der Durchführung des Schäumungsvorganges kann die Art der porösen Oberfläche beeinflußt werden. Wenn man den mit dem Flüssigkeitsgemisch benetzten Formkörper nicht sofort nach der Benetzung aufschäumt, so erhält man Effekte wie bei blasenbildenden Lackierungen.
Es ist bekannt, Mundstückbeläge aus Celluloseestern oder -äthefn mit Gemischen von Lösungs-und Nichtlösungsmitteln zu behandeln und dann zu trocknen. Durch diese Behandlung werden die Mundstückbeläge aufgerauht und klebefähig gemacht. Während bei dieser bekannten Arbeitsweise lediglich eine Trocknung der behandelten Mundstücke staftfindet, sollen nach der vorliegenden Erfindung die mit den Flüssigkeitsgemischen behandelten Formkörper auf Temperaturen oberhalb des Erweichungspunktes des betreffenden Kunststoffes erwärmt werden, wodurch man Formkörper mit porösen Oberflächen und von niedrigem spezifischem Gewicht oder homogene und ästhetisch wirkungsvolle Mattierungseffekte erhält, wie man sie nach dem bekannten Verfahren nicht erzeugen kann.
Die in den nachfolgenden Beispielen angegebenen Teile sind Gewichtsteile.
Beispiel I Ein glockenartiger, durch Spritzguß aus Polystyrol erzeugter Formkörper wird 3 Sekunden in ein Gemisch aus 55 Teilen Methylenchlorid und 40 Teilen Petroläther von den Siedegrenzen 6o bis 650 getaucht, hierauf 5 Sekunden. in Wasser voll 950 gebracht und dann abgekühlt. Man erhält einen weißen, porösen Überzug auf dem Formkörper.
Dieser eignet sich besonders als Christbaumschmuck. In ähnlicher Weise können auch Formkörper von sternförmiger, kugelförmiger oder ringförmiger Gestalt, hohle Puppen, Engelsköpfe und sonstige Formkörper behandelt werden. Die Behandlung mit dem Flüssigkeitsgemisch kann auch durch Berieseln oder Besprühen erfolgen, wobei diese Behandlung etwas länger, etwa 15 Sekunden, in Anspruch nimmt. Der dem anschließenden Tauchen in Wasser von 950 entsprechende Schäumungsvorgang kann auch durch Behandlung mit Wasserdampf, z. B. von etwa IIoO, durch Bestrahlen mit Infrarotstrahlen, durch Lagerung in heißer Luft oder durch Tauchen in ein Glycerinbad von 950 erfolgen.
Beispiel 2 Ein 4 mm breites, 1 mm starkes Band aus Polyvinylchlorid wird 5 Minuten in einem Gemisch aus 50 Teilen Tetrahydrofuran und 50 Teilen Methylacetat gelagert und sodann für 20 Sekunden in Wasser von 950 ge!,-nrht. Nach dem Abkühlen erhält man ein Band mit weißer, poröser Oberfläche, das ein spezifisches Gewicht unter o,g2 hat.
Ursprünglich hatte das Band ein spezifisches Gewicht von 1,35.
Beispiel 3 Es wird ein kugelförmiger Spritzgußkörper aus Polystyrol hergestellt und 5 Sekunden mit einem Gemisch aus 27 Teilen Methylenchlorid, 32 Teilen Tetrachlorkohlenstoff, 4Teilen Benzol und 43 Teilen Hexan allseitig besprüht. Die Zerstäubung des Flüssigkeitsgemisches wird durch Druckluft vorgenommen. Dann wird der Formkörper I5 Sekunden mit Wasserdampf von IIoO behandelt. Er erhält dadurch eine weiße, poröse Oberfläche. Sein spezifisches Gewicht beträgt o,8, während sein ursprüngliches spezifisches Gewicht I,05 betrug.. Der mit der porösen Oberfläche versehene Formkörper kann als Schwimmkörper für Angelgeräte als Bojenkugel, als schwimmender Träger für Fischereinetze u. dgl. verwendet werden.
Beispiel 4 Eine Obstschale aus farblosem Polystyrol wird mit der Unterseite I Sekunde in ein Gemisch aus 50 Teilen Methylenchlorid und 40 Teilen Petroläther von den Siedegrenzen 60 bis 650 und 4 Teilen eines Azofarbstoffes aus diazotiertem 6-Brom-2, 4-dinitroanilin und N, N-Oxäthyl-butyl-p-kresidin getaucht und hierauf mit der Außenseite in Wasser von 950 für 5 Sekunden gebracht. Es entsteht eine poröse, hellblau gefärbte, matte Außenschicht auf der Obstschale.
Beispiel 5 Ein Lampenschirm aus farblosem, transparentem Polystyrol wird 4 Sekunden in ein Gemisch aus I3 Teilen Dichloräthylen, I3 Teilen Methylenchlorid, 8 Teilen Tetrachlorkohlenstoff, 50 Teilen Petroläther von den Siedegrenzen 52 bis 5TO und I Teil des Azofarbstoffes aus diazotiertem eAnisidin und ß-Naphthol getaucht und nach I Minute in einen Raum, der mit Dampf von IIdO' gefüllt ist, gestellt. Nach einer Lagerzeit von 2 Minuten wird abgekühlt. Der Lampenschirm hat eine matte, rötliche Oberfläche erhalten.

Claims

PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Erzeugung poröser Oberflächen an Formkörpern aus thermoplastischen Kunststoffen mit Hilfe eines Gemisches aus einer oder mehreren den Kunststoff lösenden Flüssigkeiten und einer oder mehreren den Kunststoff nichtlösenden bzw. nur quellenden Flüssigkeiten, dadurch gekennzeichnet, daß die Formkörper nur so lange mit diesem Flüssigkeitsgemisch behandelt werden, daß nur ihre Oberfläche angequollen wird, und hierauf auf Temperaturen oberhalb des Erweichungspunktes des Kunststoffes erwärmt werden.

Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 609986; USA.-Patentschrift Nr. 2 314975.