NL7904808A - Werkwijze en inrichting voor het maken van een voortbrengsel uit thermohardende kunststof. - Google Patents

Description

*7 Λ /, Q Λ Ο 1 ‘ '" ^ . / “ί ο ν u U-,.

ΤΟ 7934 ___

Safilo S.p.A., • Pieve di Cadore (Belluno), Italië.

- Werkwijze en inrichting voor het maken ran een voortbrengsel uit thermohardende kunststof.

I Be uitvinding heeft· betrekking op een werkwijze voor ! het maken van voortbrengselen uit thermohardende kunststof, in het bijzonder kunsthars; Meer in het bijzonder heeft de uitvin-: ding betrekking op een werkwijze, waarbij gebruik wordt gemaakt _ 5 van thermohardende kunsthars, zoals epoxy, polyurethaan en polyester voor het maken van voortbrengselen met een meer- samengsstel- • de vorm en een lengte, welke enkele malen groter is dan de dwars- , afmetingen, bijv. zoals het montuur van een bril of dergelijke. /

Eet is bekend voortbrengselen van het bedoelde type ^ 10 ' volgens verschillende systemen te vervaardigen,door het doen ver harden van een vloeibare thermohardende kunsthars, bijv. voortbrengselen, welke aanvankelijk vloeibaar zijn, doch niet omkeerbaar worden omgezet in een vaste stof, als gevolg van warmte en/ of katalysatoren, initiatoren, activatoren of dergelijke.

15 Toor het verkrijgen van voortbrengselen uit thermo hardende kunststof zodanig, dat de sterkte, de optische, elektrische en, niet in het minst, de esthetische eigenschappen van ) het voortbrengsel aan de gestelde eisen voldoen, is het noodzakelijk, dat de werkwijze, de technologie en de apparatuur, welke 20 wordt gebruikt vDor het vervaardigen van de voortbrengselen zodanig moet zijn, dat het materiaal, in het bijzonder kunsthars na verharding homogeen is en vrij van luchtbellen. Zoals bekend, vormen luchtbellen zwakke plaatsen,_welke aanleiding kunnen geven tot scheuren in het gerede produkt, wanneer daarop een mechanische 25 kracht woz;dt uitgeoefend. Zij vormen voorts een discontinuïteit waardoor het voortbrengsel niet meer voldoet aan de optische, elektrische en esthetische eisen· en als uitval moet worden beschouwd.

De meest gebruikelijke en ook meest ontwikkelde en 30 meest beproefde methoden bij het maken van voortbrengselen uit , } \ * 79048 08 2 - * thermohardende kunsthars zijns 1. Het onder vacuum gieten in een vorm? 2. het in de vorm gieten bij atmosferische druk en het onder druk laten verharden of geleren van kunststof en 5 3* gieten in een centrifuge.

•Deze werkwijzen, hoewel doelmatig bij het maken van voortbrengselen van eenvoudige vorm, zijn eskfcer minder geschikt wanneerhet gevormde produkt vele malen langer is dan de dwarsaf-metingen en/of wanneer de dwarsdoorsnede in het voortbrengsel va-10 rieert, zoals dit het.geval is bij de voor- en zijdelen van een brilmontuur.

Dikwijls- is ondervonden, dat gerede produkten, ver- : vaardigd volgens de bovenbedoelde bekende methode discontinuïteiten vertoont, waarvan de mate varieert, afhankelijk van de werk-15 wijze en de soort thermohardende kunsthars, welke wordt gebruikt. Dit kan worden teruggevoerd tot twee oorzaken, namelijk: 1) het niet geheel vullen van de vorm en 2) krimp, welke resulteert uit het harden of geleren van de kunsthars.

20 Ia het geval van het vervaardigen van brilmonturen of delen daarvan, d.w.z, voortbrengselen, welke van nature een gevarieerde, complexe vorm hebben, is de meest toegepaste methode het onder vacuum in een vorm gieten, waarbij speciale maatregelen zijn getroffen om er zeker van te zijn, dat de vormen zich 25 geheel vullen en de krimp als gevolg van het geleren van de kunst-, hars op doelmatige wijze wordt gecompenseerd, teneinde de nadelen van een discontinuïteit en het vormen van luchtbellen in het gerede artikel te verminderen,.zo mogelijk geheel te ondervangen.

Deze technische maatregelen resulteren normaliter in 30 een aanzienlijk moeilijker vorm, d.w.z. verhoging van de kosten, terwijl ook maatregelen getroffen dienen te worden om de krimp al's gevolg van het geleren op te vangen.

Voorts is het noodzakelijk een aanzienlijk grotere hoeveelheid kunsthars (meer dan twee- of driemaal de hoeveelheid, 35 welke strikt noodzakelijk is voor het maken van het produkt) te \ H 790 4 8 08 - 3 ·* gebruiken, terwijl tijdrovend en dure mechanische werkzaamheden vereist zijn om opkomers of dergelijke van het gerede produkt te verwijderen.

Een ander punt met betrekking tot brilmonturen, is 5 dat zij zich continu ontwikkelen en veranderen, afhankelijk van de mode. Dienovereenkomstige variaties moeten in de vormen worden aangebracht. Het is derhalve doelmatig en gewenst om de vormen zo eenvoudig mogelijk uit te voeren en geschikt te maken voor het vervaardigen van gevormde artikelen, welke geen nabewerking ver-10 langen.

Het onder atmosferische druk gieten, gevolgd door . het verbaden of geleren. van de kunsthars onder druk,, geeft, wanneer deze methode wordt toegepast bij het maken van brilmonturen grote moeilijkheden met betrekking tot het vullen van de vorm met 15 hars,. Een brilmontuur heeft verschillende dwarsdoorsneden en dientengevolge moet de vorm met kunsthars worden gevuld door deze op een aantal punten teinjecteren om .luchtinsluitingen te voorkomen, als gevolg van veranderingen in de stroomsnelheid van de vloeibare kunsthars, hetgeen het resultaat is van de variaties in de 20 dwarsdoorsnede in de vorm. Bij deze werkwijze moet ook volledig ontluchte vloeibare kunsthars worden gebruikt, terwijl.ook veel hars verloren gaat, aangezien men er zeker van wil zijn, dat de vorm geheel gevuld is.

De uitvinding stoelt op het probleem een methode en 25 een inrichting te verschaffen voor het maken van voortbrengselen uit thermohardende kunsthars, meer in het bijzonder voortbrengselen met een complexe, variabele vorm, zoals brilmonturen, waarbij de hierboven besproken nadelen van de bekende methode ondervangen kunnen worden.

50 Tolgens de uitvinding wordt daartoe vanaf de bodem vloeibare, thermohardende kunsthars in de vorm gebracht, waarna T* de hars in een centrifugaal krachtenveld kan verhaden.

Bij voorkeur wordt de thermohardende kunsthars via de bodem gegoten onder invloed van een centrifugaal krachtenveld, 55 waarna de hars in dit krachtenveld kan verharden.

t t • 4 -r

De uitvinding heeft voorts betrekking op een inrich-' ting, welke dient voor het toepassen van de bovenomschreven werk wijzen, welke inrichting een ronde vorm bevat, welke zodanig is opgesteld, dat de as. vertikaal staat met een halve boven en een 5 halve ondervorm, een aantal in de vorm aanwezige uitsparingen, een gietopening in het midden van de vorm coaxiaal met de verti-, kale as en welke toegankelijk is vanaf de bovenste vormhelft, een aantal radiale kanalen in een van.de- halve vormen, welke door-; lopen tot nabij de omtrek, van de vorm, waarbij elk kanaal in ver-· 10 : binding staat met de gietopening enerzijds en met tenminste een . van de uitsparingen anderzijds, tenminste een holte aanwezig is . voor elke uitsparing in. de halve bjïvenvorm, nabij de invoer en i welke aan, de- onderzijde- in verbinding staat met de betreffende . ! uitsparingeü en aan de bovenzijde met de buitenkant van de vorm, 15 welke holte wordt gebruikt ter vorming van een invoerkop voor het opnemen van de krimp als gevolg van het verharden van de hars en ; middelen voor het doen draaien van de vorm om een vertikale as, alsmede middelen voor het verhitten van de vorm op een voorafbepaalde werktemperatuur.

20 Het grote voordeel van de nieuwe werkwijze, resp.

het toepassen van de nieuwe inrichting is, dat de vorm voldoende met vloeibare, thermohardende kunsthars wordt gevuld, en wel doordats 1) de lucht uit de uitsparingen in de vorm wordt 25 weggeperst, aangezien de kunsthars van onderen af wordt gegoten , vanaf de omtrek naar het midden van de vorm; 2) luchtbellen in de vloeibare kunsthars zullen wanneer deze de uitsparingen gaan vullen, langzamerhand verdwijnen als gevolg van de opwaartse druk.

30 De krimp, welke resulteert uit het harden of geleren van de kunsthars binnen het centrifugaal krachtenveld wordt gecompenseerd door de druk, welke wordt uitgeoefend door elke invoer-kop, welke aanwezig is voor elke uitsparing en welke zich vanaf de draaiingsas van de vGrm uitstrekt. De krimp wordt eveneens ge-compenseerd door een voorafbepaalde tegendruk van de vloeibare \ 790 4808 • 5 ¥ kunsthars in de radiale toevoerkanalen, bij het vanaf de bodem toevoeren, van kunsthars naar de uitsparingen. Se hoeveelheid ther-mohardende kunststof, welke wordt gebruikt voor het vormen is niet meer dan 5i° boven de theoretische bepaalde.

5 Een verder voordeel is, dat bij de thermohardende kunsthars katalysatoren, versnellers en initiatoren, zo dit gewenst is, bijgemengd kan worden zonder dat ontlucht behoeft te worden; dit voorkomt voorbehandelingen van het mengsel, zoals dit vereist is bij de tot nog toe bekende methode, om lucht zo snel 10 mogelijk uit te drijven.

Een ander voordeel is, dat de te gebruiken vormen eenvoudiger zijn dan tot nog toe-, zodat aan kosten en investeringen bespaard kan worden. Aan het gevormde produkt kan dóór een eenvoudige, snelle en goedkope nabewerking de uiteindelijke vorm wor-15 dèn gegeven.

Een verder groot voordeel van de nieuwe methode is, dat gebruik gemaakt kan worden van thermohardende kunstharsen van verschillende viscositeit, doordat het centrifugaal krachten-. * veld en de vormtemperatuur op geschikte wijze regelbaar zijn.

20 "Verdere bijzonderheden van de uitvinding worden onder verwijzing naar de tekening nader toegelicht. Daarin toont: figuur 1 schematisch een inrichting.'·'voor het uitvoeren van de werkwijze volgens de uitvinding; figuur 2 een bovenaanzicht van de onderste helft van 25 een vorm, welk? wordt gebruikt bij de inrichting volgens figuur 1 en welke dient voor het vormen van de voorste delen van brilmonturen ; figuur 3 is op vergrote schaal een gedeeltelijk aanzicht van figuur 2; en 30 figuur 4 een bovenaanzicht van de onderste vormhelft van de inrichting volgens figuur 1, welke dient voor het gieten van de zijdelen van brilmonturen.

Zoals in figuur 1 is weergegeven, bestaat de inrichting volgens de uitvinding in hoofdzaak uit thermostatisch gere-35 gelde kamer, welke schematisch is aangeduid door 1, bestaande uit %. een plaat of basis 2 en een kap 3, uit varmteisolerend materiaal,

'V

\ *> 790 4 8 08 Υ- _ 6 ..

welke kap in vertikale zin "beweegbaar wordt geleid en voorzien is van gebruikelijke, niet weergegeven, hefmiddelen, Een aandrijfas 4 reikt door de basis 2 en wordt door een verder niet weergegeven motor aangedreven met een snelheid van bijv.100-1500Com-5 wentelingen/minuut.·

Een cylindrische bodemplaat 5 met een voorafbepaalde diameter en dikte is op de as 4 binnen de kamer 1 daarop vastge-• zet. Een cylindrische bovenplaat 6 is coaxiaal boven de plaat 5 eveneens aan de as 4 bevestigd. Een ronde vorm 7 is coaxiaal 10 tussen de platen 5 en 6 en bestaat uit een halve bodemvorm .8 en ’ een halve bovenvorm 9· De platen 5 se 6 zijn door klemmiddelen vastgezet, waarbij de· halve vormen 8 en 9 in afdichtend contact ; met elkaar gebracht kunnen worden, zoals dit wordt vereist bij : het in werking zijn van de inrichting.

15 De vorm 7 heeft een centrale, coaxiale gietopening 10 met een gesloten bodem 11 in 'de onderste vormhelft 8 en een doorgaande opening· 12 in. de bovenste helft 9·

De· doorgaande opening 12 is bij voorkeur conisch uitgevoerd en divergeert naar buiten toe, De gietopening 10 is 20 van buitenaf ten opzichte van de kamer 1 toegankelijk door een cylindrische opening 13' in de plaat 6 en een opening 14 in het midden van de kap 3·

Toorts is de vorm 7 voorzien van een aantal uitsparingen 15 net een halve uitsparing 15a in de vormhelft 8 en een 25 korresponderende halve uitsparing 15b in de vormhelft 9·

Wanneer de uitsparingen 15 dienen voorhet gieten van de voorste gedeelten van een brilmontuur (figuur 2 en 3) dan heeft de vorm 7 acht uitsparingen 15, welke regelmatig over de omtrek zijn verdeeld en zich radiaal uitstrekken in een richting 30 tussen de gietopening 10 en de omtrek van de vorm 7.Elke uitsparing 15 ligt op een voorafbepaalde radiale afstand van de gietopening JQ en de omtrek van de. vorm 7·

De bodemhelft 8 van de vorm heeft voorts een aantal kanalen 16, welke radiaal tussen de halve uitsparingen 15a lopen 35 en in verbinding staan enerzijds met de gietopening 10, bij voor- 3 790 4 8 08 - Ί- keur het gedeelte 11 daarvan, dat zich "bevindt in de bodemhelft 8. Eet andere uiteinde van elkekanaal 10 is verdeeld in twee kanalen 16a, 16b (figuur 2 en 3) j welke in hoofdzaak concentrisch met de vormhelft 8 verlopen, gevolgd door eindgedeelten 116a, 116b, 5 welke radiaal op de gietopening 10 staan en in verbinding zijn met de uitsparingen 15a, 15b waartussen zich het kanaal 16 bevindt.

Elke uitsparing 15 staat in verbinding met een bijbehorende vulkopholte 17 in de vorm 7> gelegen tussen de inlaat 10 en de uitsparing 15, Elke holte 17 bevindt zich in de bovenste 10 vormhelft 9 in een richting, welke evenwijdig loopt aan de as van die vormhelft en staat in verbinding met het inwendige van de kamer 1 via een ventilatiekanaal 18,-

Figuur 4 toont een uitvoeringsvorm van een bodem-

O

helft van de vorm, welke wordt gebruikt voor het maken van. de zij-15 delen van een brilmontuur► In dat geval zijn er zestien uitsparingen 115 (115a en 115b) aanwezig, acht aan de rechter en acht aan de linkerzijde, welke uitsparingen paarsgewijs in verbinding staan met een radiaal kanaal 16, dat op zijn beurt verbonden is met de gietopening 10.

20 De werkwijze voor het gieten van een produkt volgens de uitvinding verloopt als volgt: de vormhelften 8 en 9 worden behandeld met een schei-disgsmiddel, bijv. siliconen of gefluorserde koolwaterstof en vervolgens tot een voorafbepaalde temperatuur tussen 50 en 80°C, 25 bijv. 70°C verhit.

De vorm 7 wordt vervolgens gesloten tussen de platen 5 en 6 binnen de kamer 1, welke wordt afgedicht en op een voorbepaalde temperatuur wordt gehouden door het doen circuleren van een stroom op temperatuur geregelde lucht, welke via de door-30 gang in de basisplaat 2 van de kamer 1 wordt toegelaten (figuurl).

Een voorafbepaalde hoeveelheid hars voor het vormen van het voorste of dezijdelen van brilmonturen wordt gemengd en op-bekende wijze gecombineerd met een geschikt verwarmingsmiddel en vervolgens in de gietopening 10 gebracht. De hoeveelheid hars 35 wordt zodanig gekozen, dat de uitsparingen 15 of 115 en ongeveer 790 4808 _ 8 - ✓ tweederde van de holten 17 of 117 worden, gevuld voor het vullen van de opkomers.

In dit stadium wordt het stelsel, bestaande uit de : gesloten vorm en de platen 5 en 6 door de as 4 gedraaid met een 5 snelheid van bijv. JQO omwentelingen/minuut.

Het resulterende centrifugaalkrachtenveld drijft de vloeibare kunsthars uit de gietopening 10, zodat dit via de i kanalen 16 naar de omtrek van de vorm wordt- gestuwd. Zonder discontinuïteiten in de stroom splitst deze zich in de delen 16a en 10 16To in elk kanaal 16, waarna de kunsthars wordt gevoerd naar de uitsparingen 15, 15 aan het einde van de delen 116a, 116b.

Als. gevolg, van het centrifugaal krachtenveld, en het ; I beginsel van de;· communicerende vaten,, zal het kunstharsmengsel elke uitsparing 15 langzamerhand vullen en naar- omhoog bewegen 15 'in de richting van. de draaiingsas van de vorm resp.. de gietopening 10. Gedurende het vulproces zal de lucht in elke uitsparing 15 in de richting van de draaiingsas worden uitgedreven en via de holte 17 en de ventilatieopening 18, welke in verbinding staat met de holte 17 nabij de rotatieas van de vorm worden afgevoerd.. 20 Tijdens het vullen van elke uitsparing 15» d.w.z.

van onderaf in een centrifugaal krachtenveld, zal de lucht uit het kunstharsmengsel, welke zich aanvankelijk in de gietopening 10 bevond, uit de kunstharsmassa verdwijnen in de vorm van luchtbellen, welke via de ventilatieopening 18 worden afgevoerd.

25 Nadat de uitsparingen 15 met kunstharsmengsel zijn gevuld, wordt de vorm met dezelfde snelheid gedraaid, totdat de massa in het krachtenveld gegeleerd is. Bij de bovenbedoelde temperatuur en rotatiesnelheid en wanneer aan een mengsel uit epoxyhars een verwarmingsmiddel is toegevoegd, kan het geleren 50 binnen het centrifugaal krachtenveld binnen 7 minuten plaatsvinden,

Aan het einde van deze periode wordt de vorm gestopt uit de inrichting gehaald en gedurende ongeveer 50 minuten in een oven bij 70-80eC verhit, waarna het materiaal wordt gelost, 55 Wanneer de temperatuur lager wordt gekozen, bijv, . Ί Λ ^ 790 48 08 -9 - ongeveer 503C> dan wordt langer gedraaid, bijv. 20 minuten, waarbij de rotatiesnelheid ook lager is, bijv. 200-300 omwentelingen/ minuut.

Ba het lossen van het materïiaal heeft de vorm prak-5 tisch dezelfde temperatuur als boven bedoeld en is dan weer gereed voor een volgende cyclus, terwijl de gerede produktea worden nabewerkt, hetgeen eenvoudig en snel kan geschieden, aangezien de opkomer na verwijdering van het produkt daarop geen sporen achterlaat.

10 Het kunstharsmengsel kan ook in de gietopening 10 worden gebracht, terwijl de vorm draait. De gegeleerde kunsthars kan in de vorm verharden, terwijl deze draait, d.w.z. in een centrifugaal krachtenveld, in plaats van in een oven als boven besproken.

15 Gevonden werd, dat de hoeveelheid vloeibare kunst harsmengsel, welke bij het gieten wordt vereist, niet groter is dan 5$ van de theoretisch bepaald. Herhaalde proefnemingen hebben aangetoond, dat de overmaat kunsthars gelegen is tussen 0,5 en •3 gew.fs van het gerede produkt.

Q

\ 790 4 8 08

Claims (6)

1. Werkwijze τοογ het maken van voortbrengselen uit thermohardende kunststof, meer in het bijzonder voortbrengselen met een complexe, variabele vorm, zoals brilmonturen, met het ken-5 merk, dat vloeibare thermohardende kunsthars van onderaf in een vorm wordt gebracht en de hars in een centrifugaal krachtenveld - verhard

) } 2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk,. : dat ook het van onderaf gieten van vloeibare, thermohardende kunst-10 hars geschiedt in een centrifugaal krachtenveld, terwijl ook : het verharden in dat krachtenveld plaatsvindt, j

3- Werkwijze voor het vervaardigen van voortbreng- s el en. uit thermohardende kunsthars,, meer in het bijzonder voort--i brengselen met een complexe, variabele vorm, zoals brilmonturen, ‘ 15. net het kenmerk, dat vloeibare, thermohardende kunsthars van on- : deren af in de vorm wordt gebracht, in een centrifugaal krachten-. veld geleert, waarbij verwarmings plaatsvindt voor het geheel ui.t-' harden van de hars.

4. Werkwijze volgens conclusie 3, met het kenmerk, 20 dat het van onder af begieten van de vloeibare, thermohardende kunsthars geschiedt in een centrifugaal krachtenveld, waarbij de kunsthars in dat krachtenveld geleert, waarna verwarming plaatsvindt om het geleerproces te completeren.

5· Inrichting voor toepassing van de werkwijze vol-25 gens conclusies 1-4, met het kenmerk, dat deze bestaat uit een ronde vorm (7), welke zodanig is opgesteld, dat de as vertikaal staat, welke vorm bestaat uit een bovenhelft (9) en een onder-helft (8), een aantal uitsparingen (15» 115)» in de vorm (7) aanwezig is, een ingietopening (10) in het midden van de vorm, 30 en coaxiaal met de as, welke opening van buitenaf via de bovenhelft (9) toegankelijk is, een aantal kanalen (16) radiaal in een van de vormhelften (8, 9) aanwezig is, welke doorlopen tot nabij de omtrek van de vorm, waarbij elk kanaal (16) in verbinding staat met de gietopening (10) enerzijds en met tenminste een 13¾ van de uitsparingen (15, .115) anderzijds, tenminste een holte 790 4 8 08 ‘5 (1T»117) voor elke uitsparing- (15. 115) aanwezig is in de bovenhelft (9), waarbij de gietopening (10), welke in verbinding staat met de bodem van een betreffende uitsparing (15» 115) en aan de bovenzijde met de buitenkant van de vorm (7), welke holte (17» 5 117) wordt gebruikt voor het vormen van een opkomer, voor het ondervangen van krimp bij het verharden van de kunsthars, terwijl tenslotte middelen (4) aanwezig zijn voor het doen draaien van de vorm (7) om.de vertikale as,alsmede middelen (19) voor het verhitten van de vorm (j) tot een voorafbepaalde werktempera- 10 tuur.

6, Inrichting volgens conclusies 1-5, met het kenmerk, dat de vorm (7) coaxiaal gemonteerd is op het einde van een drijfas (4) en zich bevindt in een op temperatuur regelbare kamer (1)* 15 \l 7 9 O 4 8 O 8 V