DE820967C - Verfahren zur Herstellung von Formgebilden, insbesondere blasenfreien Flaechengebilden auf der Grundlage von Polymerisaten - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung von Formgebilden, insbesondere blasenfreien Flächengebilden auf der Grundlage von Polymerisaten Die Herstellung von Formgel,ilden, insbesondere Flächengebilden aus ungesättigten, flüssigen, polymerisierl,aren Substanzen, wie Methakryl- und Akrylverbindungen, insonderheit ihren Estern, Styrol, anderen Vinyl- und Allylverbindungen allein oder in Mischung miteinander oder mit anderen Stoffen, wie Polymerisaten, Weichmachern, Celluloseverbindungen, Füll- und Farbstoffen, künstlichem und natürlichem Kautschuk usw., durch Polymerisation bereitet wegen der hierbei auftretenden zum Teil sehr beachtlichen Schrumpfung erhei)! iche Schwierigkeiten, die durch die auftretende heträchtliche Polymerisationswärme noch erhöht werden. I)urch anwendung des Verfahrens der Kammern mit den wandernden Wandungen wurde bisher eine bedingt brauchbare Lösung dieser Schwierigkeiten gefunden. Bei diesem Verfahren werden Flachkammern, vorzugsweise aus Glas verwendet deren Hauptwandungen während des Polymerisationsvorganges gegeneinander wandern können. Da die Kanten der Hauptwandungen aber flüssigkeitsdicht zur Füllung miteinander verbunden und auf die gewiinsellte genaue Entfernung eingestellt werden mußten, ergaben sich außerordentliche Schwierigkeiten für den Bau der Formen. Zunächst wurde eine Innendistanzierung angewandt, indem Distanzierstückchen an den Kanten angebracht und die Kanten durch Papier verklel)t und dadurch +-erschlossen wurden. Die Distanzierstückehen wurden aus den verschiedensten Materialien hergestellt, an die aber sämtlich die Forderung gestellt wurde, daß sie zusammendrückbar sein mußten, um das Gegeneinanderwandern der Kammerwandungen nicht zu stören. Alle geprüften Stoffe haben aber den Anforderungen nicht entsprochen, und zwar aus den verschiedensten Gründen. Vor allem war die Nachgiebigkeit nicht ausreichend, so daß sich seenartige Vertiefungen an der Oberfläche der Formgebilde ergaben, die meist an den Rändern auftraten. Dies war ein Hinweis, daß die Beweglichkeit der Kanten nicht genügend groß war. Die Innendistanzierung der Kammern wurde deshalb ganz aufgegeben und nur eine Außendistanzierung angewendet. Diese Außendistanzierung hat der Form aber keinen ausreichenden Halt gegeben.
• Auch bei vorsichtiger Handhabung der fertigen Form, die auf genaue Distanz eingestellt ist, läßt sich eine nachträgliche Deformation der Kammer schwer vermeiden. Wird weiterhin die Form anschließend in senkrechter oder nahezu senkrechter Stellung gefüllt, so tritt eine Ausbauchung ein, die zwar beim Umlegen der Kammer wieder verschwindet, aber Anlaß zu Deformation der Kammer ist.
• Eine nachträgliche planparallele Einstellung der Formwände hat sich als undurchführbar erwiesen, weil die Kammern nicht flüssigkeitsdicht blieben.
• Ein Füllen der Form in horizontaler Lage ist wegen des Durchhängens der oberen Formwand nicht möglich, da hierdurch die Planparallelität der Formwände verlorengeht und ebenfalls nachträglich nicht wiederhergestellt werden kann, auch wenn heim Füllen die durchhängende obere Formwand durch die Flüssigkeit wieder etwas gehoben wird.
• Um dennoch planparallele Scheiben herstellen zu können, wurde eine Richtmaschine entwickelt, die es gestattet, die Füllung der Form sowohl in senkrechter wie waagerechter Form vorzunehmen, weil sie verhindert, daß die Formwände sich nach außen oder innen durchbiegen. Aus wirtschaftlichen Gründen kann eine solche Richtmaschine nur für den Füllvorgang eingesetzt werden. Die Polymerisation muß also außerhalb durchgeführt werden, so daß neue Ungenauigkeiten auftreten und nur ein bedingter Erfolg erzielt werden kann. Dieser Erfolg wird mit einer komplizierten und teueren Maschine erzielt, die eine technische Überkonstruktion zu sein scheint und sich praktisch schwerlich durchsetzen dürfte. Augenscheinlich werden zur Zeit lieber die bisher vorhandenen Mängel in Kauf genommen.
• Es wurde gefunden, daß man die vorhandenen Schwierigkeiten überwinden kann, wenn man von <!em Verfahren der Kammern mit den wandernden Wandungen mit ihren nicht ausreichend festgelegten Kanten abgeht und zu Kammern übergeht, die entweder allein oder unter einem gewissen Druck genau festgelegte Kanten besitzen und die unter gewollter Ausbauchung mit einem Übermaß an monomerem Material versehen werden. Dabei wird das Übermaß so eingestellt, daß nach erfolgter Polymerisation die Ausbauchung verschwindet und die Kammer ihren genauen polymeren Inhalt mit den gewünschten Abmessungen besitzt. Die erforderliche Verlagerung des Materials wird, soweit die Federkraft der Formwand nicht ausreicht, durch einen Druck bewirkt, der zweckmäßig mit einer Gegenform auf die Formwände so lange ausgeübt wird, bis die Gegenform praktisch anliegt und die Polymerisation genügend weit durchgeführt ist. Der erforderliche Druck ist im allgemeinen nur gering und kann mit einfachen Mitteln wie Belastung mit entsprechend schweren Gegenformwänden ausgeübt werden. Dabei ist es zweckmäßig. den Druck erst dann anzuwenden, wenn sich die monomere Füllung durch Polymerisation genügend verdickt hat, jedoch noch nicht so weit, daß das Material schon praktisch verfestigt ist, weil sonst ein Reißen der Oberfläche der Formgebilde eintritt. Durch Dosierung der Füllung und Ausrichtung der durch Ausbauchung deformierten Hauptformwände im Laufe der Polymerisation unter Federung und Gegendruck wird bei diesem Verfahren die einzelne Formwand genau festgelegt. Die Nehenwände der Form, vor allem bei Flachformen, können vollkommen starr ausgebildet werden oder höchstens eine geringe und bekannte Nachgiebigkeit besitzen, so daß sie unter dem gewählten Druck eine bestimmte Abmessung besitzen und so ebenfalls in ihrer Dickenabmessung genau festgelegt sind. Als brauchbare Druckhöhe seien beispielsweise 0,05 bis 0,2 kg/cm2 angegeben, berechnet auf die Gesamtformfläche. Solange die Ausl>aucbung vorhanden ist, ist die spezifische Belastung daselbst wesentlich größer, auch empfiehlt es sich, auf die Ausbauchung selbst, besonders gegen Ende der Belastung, einen etwas stärkeren Druck auszuüben. Sowie die Verlagerung des hlaterials aus der Ausbauchung unter weitgehender Polymerisation erfolgt ist, ist es zweckmäßig, im Fall von Flachformen die mehr oder minder starre Distanzierung zu entfernen und die Polymerisation durch entsprechende Maßnahmen, wie stärkeres Erhitzen. gegebenenfalls auf Temperaturen über IooO, oder durch starke Belichtung, zu hcenden. Für das Verfahren sind nur solche Formen brauchbar, die so weit ausbauchfähig sind, daß sie mit annähernd der Mehrfüllung an monomerem Material versehen werden können, die in Ansehen des Ausmaßes der bei der Polymerisation eintretenden Kontraktion erforderlich ist. Dies ist bei Kammern, die aus Glas oder ähnlichem Material hergestellt sind, also auch aus dünnen Metallplatten, und die beispielsweise mit Papier verklebt und mit starren Distanzierungsstücken, wie Glas, Pertinaxstreifen usw., an den Kanten distanziert sind, ohne weiteres der Fall.
• Bei dieser Arbeitsweise hat überraschenderweise das Ausrichten der Formkammer unter Polymerisationsbedingungen praktisch nie zu einem Undichtwerden der Kammer geführt. Dies steht im Gegensatz zu den oben angegebenen, bekannten Erfahrungen mit den bisherigen Kammern mit den wandernden Wandungen. Bei dem Ausbauchunaverfahren können mehrere Platten übereinander angeordnet werden, auch kann am laufenden Band bearbeitet werden, indem das Verfahren so ausgeführt wird, daß laufend neue Formkammern vorzugsweise am unteren Ende eines in Polymerisation befindlichen Stoßes übereinanderliegender Kammern angefügt und die fertigen Kammern oben entfernt werden.
• Die Kammern können auch nebeneinander angeordnet werden in ähnlicher Weise, wie dies bei den Kammern einer Filterpresse der Fall ist. Die einzelnen Kammern werden vorteilhaft durch Metallfolien getrennt, die auf der Oberseite der Kammern aufgeklebt sein können und so gleichzeitig die Stabilität der Kammern besonders im Fall der Anwendung von Glas erhöhen. Durch Verbindung der an den Außenseiten der Kammern befindlichen Folien mit Hilfe metallischer Leiter kann derWärmedurchfluß günstig beeinflußt werden. Die Wärmepolymerisation kann mit den verschiedensten Hilfsmitteln durchgeführt werden. Es können Luft- oder Flüssigkeitsbäder zur Anwendung kommen, letztere insbesondere zur Durchführung der Endpolymerisation. e i 5 p i e 1 Zwei Glasplatten von etwa 3 mm Dicke und 75OX95o mm Breite und Länge werden an den Kanten durch 3,7 mm dicke Glasstreifen distanziert (Innendistanzierung), mit Papier flüssigkeitsdicht verklel)t und mit 2900 g leicht unter Verwendung von nenzoylperoxyd aiipolymerisiertem Methakrylsäuremethylester beschickt. Statt der Glasstreifen können auch Pertinaxstreifen, Metallstreifen. Metalldrähte usw. verwendet werden.
• Es wird zunächst etwa 2 Stunden auf etwa 50 bis 650 erhitzt. Nach dieser Zeit wird auf die auf einer ebenen Unterlage liegenden Formkammer eine 80 kg schwere helle Ei senl)latte aufgelegt und weiterpolymerisiert. Nach insgesamt etwa 7 Stunden ist die Polymerisation so weit fortgeschritten, daß die belastung entfernt werden kann ebenso wie die festen nistanzierungsstrei fen bzw. -drähte. Es wird noch einige Stunden steigend auf loo bis 1200 ZU Ende polymerisiert und die gebildete organische Glasplatte aus der Form entfernt.

Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Herstellung von Formgebilden, insbesondere blasenfreien Flächengebilden von Polymerisaten aus ungesättigten, flüssigen polymerisierbaren Substanzen, wie Methakryl-und Akrylverbindungen, insonderheit ihren Estern, Styrol, anderen Vinyl- und Allylverbindungen allein oder in Mischung miteinander oder mit anderen Stoffen, dadurch gekennzeichnet, daß die Polymerisation in Kammern ausgeführt wird, die unter Volumenvergrößerung ausbauchungsfähig sind und die unter Ausbauchung mit dem erforderlichen Mehrvolumen an monomerem Material versetzt werden unter nachträglicher Beseitigung des Mehrvolumens und der durch sie bedingten Ausbauchung durch die Polymerisation mit Hilfe eines Gegendruckes.
2. 2. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegendruck nur durch die Elastizität der Formwand ausgeübt wird.
3. 3. Verfahren nach den Ansprüchen I und 2, gekennzeichnet durch die Verwendung von verklebten Glaskammern als Form, die gegebenenfalls mit Metallfolien an ihren Außenseiten überzogen sind.
4. 4. Verfahren nach den Ansprüchen I und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausbauchung mit Hilfe einer Gegenform weggedrückt wird, wobei vorzugsweise die Endpolymerisation wieder drucklos durchgeführt wird.
5. 5. Verfahren nach den Ansprüchen I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Kammern übereinander oder nebeneinander geordnet werden und hierbei vorzugsweise am laufenden Band gearbeitet wird.