DEP0012053DA - Verfahren und Herstellung individueller Formteile aus linearen, synthetischen Superpolymeren - Google Patents

Description

Es ist bekannt, dass die Polykondensationsprodukte, die aus Diaminen und Dicarbonsäuren bzw. aus Aminocarbonsäuren entstehen (Polyamide), sowie ihre Analoga auf Diglykolen und Di-Isocyanaten (Polyurethane) sehr wertvolle Kunststoffe sind, die hauptsächlich durch ihre ausserordentliche Härte und Zähigkeit neue Möglichkeiten der Kunststoffverwendung bieten.

In der Verarbeitung dieser Stoffe hat man sich an die bekannten Verfahren gehalten. Manche Polyamide lassen sich in Lösungsmitteln wie Aethylenchlorhydrin, alkoholischem Formaldehyd oder anderen Substanzen bzw. Mischungen auflösen und so durch Streichen, Tauchen oder Sprühen auf Oberflächen auftragen und zu Überzügen oder freitragenden Folien verarbeiten. Andere Einstellungen der genannten Kunststoffe sind nur in Stoffen löslich, die als Lösungsmittel in den bisher üblichen Art nicht technisch in Frage kommen, wie Ameisensäure, konzentrierte Schwefelsäure, Phenol und seine Homologen. Diese Kunststoffe lassen sich aber infolge ihrer thermoplastischen Eigenschaften durch Pressen oder Spritzgiessen zu Formteilen aller Art verarbeiten, ohne dass sie gelöst oder gequollen werden müssen.

Diese Verarbeitungsverfahren sind nun günstig für alle Formteile, die in hoher Anzahl bei stets gleichem Ausfall angefertigt werden sollen. Sie eignen sich wenig für die Herstellung von Gegenständen, die als Einzelstücke gebraucht werden, und bei denen eine spanabhebende Bearbeitung nicht in Frage kommt. So ist es beispielsweise bekannt, serienmässige Ersatzzähne aus Polyamiden oder Polyurethanen zu giessen, zu pressen oder zu spritzen. Eine Plattenprothese oder eine Kunststoffbrücke ist dagegen ein Formstück, das bei jedem Patienten in verschiedener individueller Ausführung angefertigt werden muss, und bei dem es aus Preisgründen unmöglich ist, jedesmal eine neue Press- oder Spritzform aus Stahl herzustellen.

Im Gegensatz zu den Formteilen werden zur Herstellung von Folien o.dgl. keine derartige Formen oder andere schwere und teure Vorrichtungen benötigt. Die Herstellung solcher Folien erfolgt mittels Lösung in dünnen Schichten, weil das Lösungsmittel aus jeder einzelnen Schicht wieder vertrieben werden muss. Das ist aber unmöglich, wenn sich auf einer dicker aufgetragenen Schicht der Lösung eine angetrocknete Oberfläche bildet. Dadurch wird im Innern der Schicht Lösungsmittel zurückgehalten und die mechanischen Eigenschaften der Schicht werden auf die Dauer ungünstig beeinflusst oder aber es tritt bei einer thermischen Entfernung des Lösungsmittels eine Blasen- und Porenbildung auf. Aus diesem Grunde werden bei den bekannten Verfahren zur Herstellung entsprechender Lösungen niedrigsiedende Lösungsmittel, d.h. solche, die bis höchstens 100°C sieden, verwendet. Gegebenenfalls sind in diesen bekannten Lösungsmitteln nur geringe Mengen von mittelsiedenden (bis 160°C siedend) und Spuren von höhersiedenden Lösungsmitteln enthalten. Solche Zusätze sind kaum noch durch eine thermische Verdunstung zu entfernen und wirken daher als Weichmachungsmittel, d.h., sie verändern die physikalischen Eigenschaften des Kunststoffes und des daraus hergestellten Gegenstandes auf die Dauer. Aus diesen Gründen war es bisher nicht möglich, Formteile aus den genannten Kunststoffen über den Weg einer Lösung oder Anquellung herzustellen.

Es wurde nun gefunden, dass man lineare synthetische Superpolymere, insbesondere Polyamide und Polyurethane, mit gutem Ergebnis über den Weg einer Lösung oder Anquellung verformen kann, wenn man sie mit einem mittel- oder sogar hochsiedenden Lösungs- oder Anquellmittel anlöst bzw. anquillt, die erhaltene mehr oder weniger pastöse Masse auf an sich bekannte Art verformt und dann den Formling, gegebenenfalls noch in seiner Form, die beispielsweise aus Gips hergestellt sein kann, in einem Gefäss mit Wasser kocht bzw. einer Wasserdampfbehandlung mit oder ohne Druck unterzieht, so dass das Lösungs- bzw. Anquellmittel gewissermassen durch eine Wasserdampfdestillation entfernt wird. Es wurde des weiteren gefunden, das man besonders günstige Ergebnisse und eine schnellere Entfernung bzw. Austreibung des Lösungs- oder Quellungsmittels aus dem Formling erzielt, wenn man der Badflüssigkeit ein Mittel zusetzt, welches das Lösungs- bzw. Quellungsmittel bindet und so das Gleichgewicht zwischen den Dampfdrucken des Lösungsmittels im Formling und der Badflüssigkeit durch Erniedrigung des letzteren laufend verschiebt, beispielsweise bei dem Lösungsmittel Phenol durch Zugabe von alkalisch reagierenden Stoffen, wie Natronlauge o.dgl. Das alkalische Mittel kann auch dem Gips beigegeben werden, z.B. durch Tränkung der Form.

Es ist überraschend, dass man auf diese einfache Weise das Lösungsmittel bei Temperaturen entfernen kann, die unterhalb seines Siedepunktes und des Erweichungspunktes der Kunststoffe liegen, ohne dass Blasen und Poren durch das Austreten des Lösungsmittels entstehen und ohne dass das gebildete Formteil wesentliche Mengen an Lösungs- oder Quellmittel zurückbehält.

Als Lösungs- bzw. Quellungsmittel können an sich alle Stoffe verwendet werden, die auf den betreffenden Kunststoff lösend bzw. anquellend wirken und die durch eine Wasserdampfdestillation entfernbar sind, insbesondere mittel- bzw. hochsiedende, wie z.B. flüssiges oder kristallinisches Phenol bzw. dessen Homologen.

Aus der deutschen Patentschrift Nr. 727590 ist es bekannt, Gegenstände aus Polyvinylchlorid, gegebenenfalls nach einer Anquellung mit Aceton, mit Phenol zu behandeln. Dadurch soll den Gegenständen eine gummiartige Elastizität gegeben werden. Nach diesem Verfahren erfolgt die Behandlung mit Phenol nach der Verformung der Gegenstände und mit der Zielsetzung, die mechanischen Eigenschaften der geformten Teile aus Polyvinylchlorid bleibend zu verändern. Demgegenüber erfolgt nach der Erfindung die Anlösung bzw. Anquellung des Kunststoffes mit Phenol o.dgl. vor der Verformung und mit der Zielsetzung, die Verformung selbst unter Vermeidung einer bleibenden Beeinflussung des Kunststoffmaterials zu erleichtern bzw. zu vereinfachen.

Das erfindungsgemässe Verfahren ermöglicht es, Formteile aus linearen synthetischen Superpolymeren, z.B. Polyamiden oder Polyurethanen, in individueller Ausführung herzustellen. Beispielsweise kann das Verfahren wie folgt angewendet werden:

Zur Herstellung einer dentalen Plattenprothese wird auf dem üblichen Wege über einen Wachsabdruck ein Gipsnegativ in der Art einer zweiteiligen Form angefertigt. Die mit der Basisplatte zu verbindenden Zähne werden in bekannter Weise in der Form aufgestellt. Hierauf wird ein Polyurethan, wie es beispielsweise durch die Reaktion von 1,6-Hexan-diisocyanat mit 1,4-Butylenglykol entsteht, mit kristallinem oder flüssigen Phenol zu einer bei gelinder Wärme knetbaren Paste vermengt. Nach gründlichem Durchmischen wird die Paste, der noch geeignete Farbstoffe, Füllstoffe o.dgl. zugesetzt werden können, in die Gipsform eingestopft und zwar in der gleichen Weise, wie dies bisher bei stopfbaren Kautschuk- oder Kunststoffmischungen der Fall war.

Die in einer Metallküvette befindliche Gipsform wird nun während etwa einer Stunde in einem Gefäss, das Wasser enthält, auf 100°C erhitzt. Das Wasser, das in den Gips einzieht, nimmt bei seinem Verdampfen das Phenol aus der Kunststoffmasse mit und zwar restlos aber so allmählich, dass die genauen Abmessungen der Basisplatte nicht beeinträchtigt werden und ihre mechanischen Eigenschaften nicht durch das Auftreten von Blasen, Poren oder Lunkern leiden. Eine Erhöhung der Temperatur über 100°C oder ein Arbeiten mit Wasserdampf unter Druck ist in manchen Fällen zweckmässig, z.B. zur Abkürzung der Behandlungszeit oder bei der Verwendung von höhersiedenden Lösungs- mitteln.

Es gelingt auf diese Weise, in billigen Formen aus Gips oder anderen ähnlichen Stoffen individuelle Einzelformteile aus den genannten Kunststoffen herzustellen, die formgetreu sind und alle chemischen und physikalischen Eigenschaften der Kunststoffe zur vollen Geltung kommen lassen

Claims (5)

1.) Verfahren zur Herstellung von individuellen Einzelformteilen aus linearen synthetischen Superpolymeren, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoffe, wie z.B. Polyamide oder Polyurethane, zusammen mit einem Lösungs- oder Quellmittel, vorzugsweise mittel- oder hochsiedende, auf an sich bekannte Art verformt und das im Formling enthaltende Lösungs- oder Quellmittel durch eine anschliessende Behandlung mit Wasserdampf entfernt wird.

2.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoffe und das Lösungs- und/oder Quellmittel unter gelindem Erwärmen miteinander innig verknetet werden.

3.) Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass dem Wasserbad ein das Lösungs- bzw. Quellungsmittel bindender Stoff beigemischt wird, z.B. Natronlauge bei Verwendung von Phenol.

4.) Verfahren nach den Ansprüchen 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, dass der das Lösungs- bzw. Quellungsmittel bindende Stoff dem Formmaterial beigegeben oder zugesetzt wird.

5.) Verfahren nach den Ansprüchen 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, dass zur Herstellung einer dentalen Plattenprothese o.dgl. die durch Verkneten von Kunststoff und Lösungs- oder Quellmittel erhaltene Masse von beispielsweise Polyurethanen und Phenol auf an sich bekannte Art in eine Gipsnegativform eingestopft und die in einer Metallküvette befindliche Gipsform anschliessend etwa eine Stunde in einem Wasser enthaltenden Gefäss auf 100°C erhitzt wird.