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Verfahren zur Oberflächenverzierung von Kunstharzformstücken
Die Erfindung
betrifft ein Verfahren zur Oberflächenverzierung von Kunstharzformstücken, insbesondere
von Formstücken, die gehärtetes Kunstharz enthalten, wobei Verzierung der Oberfläche
in nicht gehärtetem bzw. nicht völlig gehärtetem Zustand durch Aufbringen einer
oder mehrerer oberflächiger, mit Kunstharz versehener Verzierungsschichten erfolgt.
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Die Ob erflächenverzierung von Kunstharzpreß -stücken durch Aufbringen
einer oberflächigen Ornamentierungsschicht nach, während oder vor der Fertigstellung
des Preßstückes, z. B. während oder vor der endgültigen Härtung von aus härtbaren
Kunstharzen, wie z. B. Phenolformaldehydkunstharzen oder Harnstofformaldehydkunstharzen,
hergestellten Preßstücken, ist dann kein Problem, wenn es sich um ebene oder im
wesentlichen ebene Preßkörper, z. B. Platten, handelt. So ist es bei der Herstellung
von sogenannten Hartpapierplatten bekannt, als oberste Papierschicht während der
Herstellung der Hartpapierplatte vor der endgültigen Härtung eine ornamentierte,
z. B. mit farbigem Muster versehene Papierschicht mit den Schichten der Hartpapierplatte
aus z. B. ungefärbtem Papier durch gemeinsames Verpressen zu vereinigen. Auch ist
es bekannt, als Ornamentierungsschicht dünne, mit Kunstharz imprägnierte Holzfolien
auf Platten, z. B. aus Faserstoffmassen, aufzubringen, um den Eindruck einer Holzplatte,
z. B. einer Edelholzplatte, hervorzurufen.
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Es ist ferner kein Problem, eine Verzierung von Kunstharzformstücken
unter Durchmusterung des
gesamten Gegenstandes z. B. durch Verwendung
von Vermengungen von RörnElrn oder Stückchen verschieden gefärbter Kunstharzpreßmassen
vorzunehmen, um bunte oder z. B. marmorierte Stücke herzustellen. Ein Problem dagegen,
und zwar ein bisher ungelöstes Problem stellt die Oberflächenverzierung von Kunstharzformstücken,
d. h. nicht ebenen Preßstücken, die mit einer definierten, z. B. regelmäßig wiederkehrenden
Musterung versehen werden sollen, insbesondere dann dar, wenn es sich um stark geschwungene
oder gebogene Formkörper, wie z. B. Schüsseln oder vertiefte Teller mit scharf abgewinkeltem
Rand, um zylindrische Körper, mit Knopf versehene Deckel und ähnliche Stücke handelt,
die hier im Gegensatz zu ebenen oder fast ebenen bzw. nur leicht und ohne große
Winkeländerung geschwungene Preßstücke als Formstücke bezeichnet werden.
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Man hat, da das Problem einer Oberflächenornamentierung solcher Kunstharzformstücke
nicht befriedigend lösbar schien, sich bisher damit begnügt, entweder eine Oberflächenornamentierung
nur an ebenen oder fast ebenen oder nur um eine Achse gekrümmten Teilen eines solchen
Kunstharzstückes anzubringen, oder man hat auf eine Ornamentierung überhaupt verzichtet
oder eine durchgehende Ornamentierung durch entsprechende Wahl von Preßmassen-Mischungen
herbeigeführt. Durch eine solche durchgehende Musterung lassen sich nun nur verhältnismäßig
begrenzte Effekte erzielen, und vor allem läßt sich kaum eine regelmäßige Ornamentierung
auf diese Weise durchführen, da die Massen während des Pressens fließen und die
Ornamentierung im Einzelfalle dann mehr oder weniger zufällig ist. Auch hat diese
Art des Vorgehens mitunter den Nachteil verhältnismäßiger Schwierigkeit und Kostspieligkeit.
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In jüngster Zeit ist nun ein Vorschlag bekanntgeworden (britische
Patentschrift 605 643), gemäß dem das Problem gelöst sein soll. Nach diesem Vorschlag
soll eine Ornamentierungsschicht aus mit Kunstharz versehenem gefärbtem oder mit
einem Dessin versehenen Papier oder Gewebe mit einem Kunstharzformkörper, z. B.
zur Bildung .einer Untertasse, auf die Weise vereinigt werden, daß zunächst aus
einer härtbaren Kunstharzmasse, z. B. einer Harnstofformaldehydpreßmischung, ein
noch nicht völlig gehäuteter Formkörper auf übliche Weise in einer Presse hergestellt
wird, der die Gestalt und ungefähr die Dicke des endgültigen Gegenstandes, z. B.
der Untertasse, besitzt, bei dem jedoch das härtbare Harz noch nicht völlig in den
Endzustand übergegangen ist, so daß ein Verschweißen des Kunstharzbindemittels dieses
Vorformkörpers mit dem Kunstharz der Ornamentierungsschicht noch möglich ist. Dieser
Vorformkörper wird also unter solchen Bedingungen des Druckes der Temperatur und
der Zeit hergestellt, daß eine endgültige Härtung nicht eintritt, der Körper dagegen
fast völlig die endgültige Form angenommen hat. Es wird dann die Preßform geöffnet
und die Ornamentierungsschicht, z. B. das Papierblatt, auf diesen Vorformkörper
aufgelegt, wonach die Presse geschlossen wird. Durch diese zweite Pressung wird
unter der Einwirkung der Wärme das Kunstharz der Papierschict - dirse kann als Imprägnierung
oder als aufgebrachte Deckschicht vorliegen - erweicht und verbindet sich mit dem
noch nicht völlig gehärteten Kunstharz des Vorformkörpers, wobei, wie bei dem Vorschlag
stillschweigend unterstellt wird, die Papierschicht sich der Form des endgültigen
Körpers bzw. des Vorformkörpers anpaßt und sich mit ihm als Oberflächenschicht verbindet.
Bei dieser zweiten Pressung wird der igunstharzbestandteil des Vorformkörpers und
des Ornamentierungspapiers in den Endzustand übergeführt.
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Aus der Preßform soll dann der oberflächenverzierte Gegenstand, z.
B. die Untertasse, entnommen werden.
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Versuche haben ergeben, daß dieses dem der britischen Patentschrift
349 670 gleichende Verfahren zwar dann ohne weiteres und mit brauchbarem Erfolg
durchführbar ist, wenn lediglich die verhältnismäßig ebenen zentralen Teile der
Untertasse mit einer Oberflãchenornamentierung versehen werden, daß dagegen der
Vorschlag nicht zum Ziele führt, wenn es sich um eine Gesamtornamentierung eines
von der ebenen Form wesentlich abweichenden Formstückes handelt, z. B. einer Untertasse
mit stark aufgebogenem Rand.
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Wird nach dem bekannten Vorschlag in einem solchen Fall der Vorformkörper
so weit fertiggestellt, daß das Fließen der eingebrachten Preßmasse beendet ist
und insofern eine Benachteiligung des Ornamentierungsvorgauges nicht zu befürchten
ist, und dann ein mit Kunstharz imprägniertes oder mit einer Kunstharzschicht versehenes
Ornamentierungspapier eingelegt und die Preßform wieder geschlossen, so zeigt es
sich, daß ein zufriedenstellend oberflächeuornamentierter Formkörper auf diese Weise
nicht erhalten werden kann, da die eingelegte Papierschicht Risse, Zerrungen, Faltenbildung
usw. aufweist, und zwar um so mehr, je geschwungener das Formstück ist.
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Praktisch sind diese Schäden so groß, daß nicht nur von einer verbesserungsfähigen
Lösung, sondern geradezu von einer mangelhaften Lösung des Problems gesprochen werden
muß. Bemerkt sei, daß bei der Verwendung von Geweben, die als Ornamentierungsschichten
bei dem obenerwähnten Vorschlag genannt werden, praktisch die gleichen Übelstände
auftreten, wenn auch eigentliche Zerreißungen hierbei seltener sind. Dagegen zeigen
solche Gewebe fast stets Zerrungen des Fadenverbandes, die einer Laufmasche ähneln
und einen besonders unschönen Eindruck hervorrufen.
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Es ist ferner bekannt, eine Verzierungsschicht als solche - nicht
als Vorformkörper - mit einem gesondert hergestellten Hauptvorformkörper von im
wesentlichen der endgültigen Form durch gemeinsames Verpressen unter Hitze und Druck
zu vereinigen, wobei der Hauptvorformkörper durch entsprechende Regelung von Druck
und Temperatur teilweise gehärtet ist. Ein solches Vorgehen ver-
meidet
die Übelstände der bisherigen Problemlösungen nicht, so daß bei der Herstellung
von Schalen und ähnlichen Formstücken eine Verzerrung oder gar Zerstörung der Verzierungsschicht
leicht eintritt und nicht zu vermeiden ist.
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Diese Nachteile wurden unter Erzielung von Vorteilen durch die Erfindung
dadurch behoben, daß bei einem Verfahren zur Oberflächenverzierung von Kunstharzformstücken
unter Verwendung einerseits eines gesondert hergestellten, im wesentlichen der endgültigen
Form entsprechenden und nur teilweise gehärteten Hauptvorforml ings und andererseits
einer mit Kunstharz imprägnierten Verzierungsschicht aus Faserstoffen, die zusammen
unter Hitze und Druck verpreßt werden, die mit Kunstharz imprägnierte Verzierungsschicht
vor dem Verbinden mit dem Hauptvorformkörper zu einem Vorformkörper von im wesentlichen
der endgültigen Gestalt der Oberflächenschicht des Formstückes verpreßt wird, und
zwar unter solchen Bedingungen der Zeit, des Druckes und der Temperatur, daß das
Kunstharz hinreichend erweicht, um ein Verschieben der die Verzierungsschicht bildenden
Fasern, Fäden ober Bändern gegeneinander zu gestatten.
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Wird z. B. ein mit bunt bedruckten Dessins versehenes Batistgewebe
mit einem härtbaren Kunstharz, z. B. einem Kondensationsprodukt aus Formaldehyd
und Phenol oder Harnstoff oder Melamin, imprägniert und in der Wärme zu einem Vorformkörper
gepreßt und dann der Hauptteil des endgültigen Körpers in einer üblichen Preßform
zu einem Vorformkörper verpreßt, wobei in beiden Fällen ein Übergang des Kunstharzes
in den Endzustand, falls es sich um wärmehärtende Kunstharze handelt, nicht eintreten
soll, und dann der Ornamentierungsvorformkörper auf den in der Preßform befindlichen
Hauptvorformkörper aufgelegt, und werden dann beide Vorformkörper durch Schließen
der Preßform vereinigt unter Überführung des Kunstharzes in den Endzustand, wenn
es sich um härtbare Kunstharze handelt, so ergibt sich überraschenderweise ein oberflächenornamentiertes
Formstück, das keine der oben geschilderten Mängel aufweist, selbst dann nicht,
wenn es sich um Formstücke mit scharfen Biegungen und Kanten handelt.
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Bei dem bekannten Vorschlag wird bei dem Auflegen einer mit Kunstharz
imprägnierten oder bedeckten Ornamentierungsschicht auf den Vorformkörper in der
Preßform bei dem Verbinden in einem Arbeitsgang sowohl die Verformung der Ornamentierungsschicht
als auch ihr Verbinden mit dem Vorformkörper vorgenommen, wobei der Vorformkörper
sozusagen als Matrize dient. Man sollte nun annehmen, daß es keinen wesentlichen
Unterschied ausmacht, ob nach dem bekannten Vorschlag die Ornamentierungsschicht
unter Verwendung des Vorformkörpers als Matrize geformt und im gleichen Arbeitsgang
mit dem Vorformkörper verbunden wird oder ob nach der Erfindung zunächst ein gesonderter
Vorformkörper in gesondertem Verfahrensgang, z. B. unter Benutzung des Preßformunterteils,
in der der endgültige Gegenstand hergestellt werden soll, als Matrize hergestellt
wird, der dann mit dem Hauptvorformkörper verbunden wird. In der Tat aber macht
es einen erheblichen Unterschied aus. Nach der Erfindung können bei der Herstellung
des Ornamentierungsvorformkörpers die Bedingungen vor allem der Einwirkungszeit
der Wärme und auch die Art des Zufahrens der Preßform allein nach den Erfordernissen
der Herstellung eines solchen Ornamentierungsvorformkörpers eingestellt werden.
Daneben macht es offenbar auch einen wesentlichen Unterschied aus, ob nach dem bekannten
Vorschlag momentan ein Anhaften der aufgelegten Ornamentierungsschicht an Teilen
des Vorformkörpers stattfindet oder ob nach der Erfindung bei gesonderter Herstellung
eines Ornamentierungsvorformkörpers ein solches Anhaften von Teilen der Ornamentierungsschicht
an dem zu ornamentierenden Körper dadurch vermieden wird, daß unabhängig von dem
Hauptvorformkörper, z. B. in einer metallenen Preßform, der Ornamentierungsvorformkörper
hergestellt wird, der nun nicht dadurch gefährdet wird, daß Teile von ihm, z. B.
Randteile, festgehalten werden, wonach dann bei weiterer Formung ein Zerreißen oder
Zerren stattfinden müßte, sondern daß alle Teile der Ornamentierungsschicht an den
Wandungen der Form gleiten können, so daß sich überraschenderweise stark geschwungene
Vorformkörper, z. B. aus ornamentierten Geweben und auch aus Papierschichten oder
auch anderen Schichtstoffen, herstellen lassen, die keine Zerrungen, Faltungen oder
Zerreißungen zeigen.
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Dieser Erfolg kann am besten dadurch erklärt werden, daß bei dem
Vorgehen nach der Erfindung die vorgeformte Ornamentierungsfolie bereits genau oder
ziemlich genau die Form des Hauptvorformkörpers bzw. des Endkörpers erhalten hat
und deshalb nicht mehr irgendwelchen Kräften ausge setzt ist, die infolge ihrer
ungleichmäßigen und unkontrollierbaren Richtung zu einem Falten, Verzerren oder
Zerreißen der Folie führen, wie dies nach dem bekannten Verfahren der Fall ist.
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Naturgemäß wird der Preßvorgang zur Herstellung des Ornamentierungsvo,rformkörpers
so eingerichtet, daß die Formung nicht geschieht, ehe das imprägnierende Harz erweicht
ist, so daß dieses erweichte Harz nicht nur ein Gleiten der Schicht bei Formen an
den Wandungen der Preßform begünstigt - gegebenenfalls kann dies durch Zugabe von
Gleitmitteln in an sich bekannter Weise befördert werden -, sondern auch die Verschiebung
der Fasern gegeneinander, z. B. bei Verwendung von Faserstoffvliesen oder Schichtkörpern
wie Papier usw. oder der Fäden gegeneinander bei Geweben und Gewirken bzw. Geflechten,
erleichtert. Hierbei versteht es sich, daß nach der Erfindung der Ornamentierungsvorformkörper
möglichst genau die Form besitzen soll, in der er im Endformstück erscheint, jedenfalls
sind zu große maßliche Abweichungen hiervon zu vermeiden. Vorzugsweise wird die
Ornamentierungsschicht einfach verwen-
det, so daß der Ornamentierungsvorformkörper
einschichtig ist. Unter Umständen kann es vorteilhaft sein, zwei und mehr Schichten
zu einem Ornamentierungsvorformkörper zu vereinigen. Es können Ornamentierungsschichten
auf zwei und mehr Flächen eines Formstückes aufgebracht werden, wobei nach der Erfindung
zwei und mehr Ornamentierungsvorformkörper geformt werden würden, z. B. einer für
die Außenornamentierung und einer für die Innenornamentierung eines Hohlkörpers.
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Daß bei der Herstellung der Vorformkörper ein uebergehen des Kunstharzes,
falls es sich um härtbare Kunstharze handelt, in den Endzustand, in dem eine Vereinigung
nicht mehr möglich ist, vermieden werden muß, ist klar.
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Zweckmäßig wird für die Imprägnierung der Ornamentierungsschicht
ein Kunstharz verwendet, das dem Ornamentierungsvorformkörper in der Kälte eine
gewisse Festigkeit gibt.
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Es kann an sich jedes Kunstharz verwendet werden, doch empfiehlt
es sich für die beiden miteinander zu vereinigenden Vorformkörper Kunstharze gleicher
Art, z. B. also in beiden Fällen härtbare Kunstharze zu verwenden. Bedingung für
das für den Ornamentierungsvorformkörper verwendete Kunstharz ist, daß es bei der
Herstellung des Vorformkörpers unter Einwirkung der Wärme hinreichend flüssig wird,
um die Verschiebung der die Schicht bildenden Elemente, also die Fasern oder Fäden,
gegeneinander zu gestatten und zu erleichtern, und daß es mit dem Kunstharz des
Hauptvorformkörpers verträglich ist.
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Die Ornamentierungsschicht besteht aus Fasern bzw. Fäden, die zweckmäßig
aus Textilmaterial bestehen. Bevorzugt sind Gewebe und besonders Gewebe mit leicht
verschiebbarer Fädenbindung. Es können auch Gewebe, Gewirke oder Geflechte aus anderen
Stoffen, z. B. aus Glasfäden, verwendet werden. Als Faserstoffschichten eignen sich
Papierschichten, vor allem solche, die nicht zu fest verleimt sind, jedoch auch
Furnierholzschichten.
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Das Imprägnieren der Ornamentierungsschicht geschieht auf bekannte
Weise, z. B. durch Tauchen in eine Lösung des gewählten Kunstharzes; nach dem Imprägnieren
wird auf bekannte Weise getrocknet. Die Ornamentierungsschicht kann zugeschnitten
werden, oder es kann vor oder nach dem Vorformen ein Abschneiden der Ränder erfolgen,
oder sie können auch während des Endformvorganges, z. B. durch die Formteile selbst,
abgeschnitten werden.
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Die Temperatur der Vorformung des Ornamentierungskörpers muß so hoch
sein, daß das Kunstharz hinreichend flüssig wird, um eine unbeschädigte Verformung
und ein Verschieben der die Schicht bildenden Teile gegeneinander zu gestatten und
zu erleichtern. Der Druck bei dieser Vorformung braucht nur gering zu sein, was
sich günstig gegenüber dem vorgeschlagenen einstufigen Vorgehen auswirkt. Temperatur,
Druck und Zeit werden so gewählt, daß bei Wahl härtbarer Kunstharze eine Härtung
nicht eintritt.
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Der Ornamentierungsvorformkörper kann noch warm aus der Form- genommen
werden, oder er kann vorher abgekühlt werden.
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Die Herstellung des Hauptvorformkörpers bedarf keiner eingehenden
Beschreibung. Sie kann durch übliches Verpressen oder auch durch Spritzgießen oder
Strangpressen erfolgen unter solchen Bedingungen, daß im wesentlichen die endgültige
Form vorliegt, eine vollständige Härtung jedoch nicht stattgefunden hat.
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Der Ornamentierungskörper wird z. B. in kaltem Zustand auf den Hauptvorformkörper,
z. B. in vor dem Pressen heißem Zustand, in der Form aufge legt und das Verbinden
in einem - dritten -Preßvorgang vorgenommen, bei dem Zeit, Temperatur und Druck
so gewählt werden, daß ein Verbinden und bei Wahl härtbarer Kunstharze ein Härten
eintritt.
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In der Zeichnung ist eine bevorzugte Ausführungsform des Vorgehens
nach der Erfindung einigermaßen schematisch dargestellt.
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Fig. I stellt einen Schnitt durch die vorgeformte Faserstoff-Folie
dar; Fig. II zeigt eine Hälfte der aus Stempel 1 und Matrize 2 bestehenden Preßform,
in die eine Kunstharzpreßmasse in Pulverform eingebracht ist. Sie wird in der üblichen
Weise, jedoch bei niedrigerer Temperatur und/oder verkürzter Preßzeit zu einem nur
oberflächlich angehärteten Vorpreßling 4 (Fig. III) vorgeformt; Fig. III zeigt eine
Hälfte der Preßform in geöffnetem Zustand mit dem Vorpreßling 4, der in der Matrize
haftet.
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Das Verbleiben des Vorpreßlings 4 in der Matrize kann auf bekannte
Weise dadurch sichergestellt werden, daß dieser Teil des Werkzeuges kälter als der
Stempel gehalten wird.
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Die vorgeformte Faserstoff-Folie (der Fig. 1) wird dann, wie in Fig.
III dargestellt, auf den Vorpreßling 4 bzw. zwischen diesem und dem Stempel I eingebracht,
die Form wieder geschlossen und bis zum Aushärten des Vorpreßlings 4 dem Druck und
der Temperatur der Preßform ausgesetzt.
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Nach dem Entformen, Abkühlen und Verputzen wird der fertige Gegenstand
(Fig. IV) erhalten, in dem die Verzierungsfolie ohne Verschiebung der Faser fest
mit dem Formkörper 4 verbunden ist.