<Desc/Clms Page number 1>
Zur Herstellung von gemusterten Formkörpern aus Kunststoffen waren bisher verschiedene Verfahren bekannt. Man kennt bereits das Herstellen von farblich kontrastierenden, dekorativen Gegenständen aus
Kunststoffen durch stellenweise Ausübung einer Kaltverformung, wodurch diese Teile einen stark kontrastierenden und undurchsichtigen Farbton annehmen. Bekannt ist ferner das Herstellen von
Kunststoffprofilen mit marmoriertem oder gemasertem Aussehen im Strangpressverfahren, bei dem im Zuführungskanal einer Strangpresse und im rechten Winkel zur Strömungsrichtung der Masse Hohlwellen angeordnet sind, die über eine Vielzahl von Bohrungen eine andersfarbige Mischung dem Kanal zuführen und der darin fliessenden Kunststoffmasse beimischen.
Eine Marmorierung oder eine ähnliche Musterung lässt sich durch
Strangpressen auch in der Weise erzielen, dass die Schneckengänge der mehrgängigen Förderspindeln mit unterschiedlich gefärbtem Material beschickt werden. Zum Herstellen von Kunststoffgegenständen mit deutlich voneinander abgegrenztem Farbeffekt ist auch schon vorgeschlagen worden, verschiedenfarbige Kunststoffe gleichzeitig unmittelbar nebeneinanderliegend aus einer Strangpresse auszupressen und den tropfenförmigen
Rohling in gewünschter Grösse vom Mundstück abzunehmen und in einer Matrize zu pressen. Für transparente thermoplastische Kunststoffe, wie z. B. Celluloid, Cellulosederivate usw., mit einer Imitation von Schlidpatt, Büffelhorn od. ähnl. natürlichen Zeichnungen haben sich praktisch andere Musterverfahren bis heute behauptet.
Die gebräuchlichste Methode geht von 2 cm breiten Walzfellen aus gelben und dunkelbraunen Mischungen aus, die aufeinandergelegt mehrfach durch einen engen Walzenspalt hindurchgelassen werden. Durch Vergrössern des Walzenspalts entsteht ein Fell (4 cm), das in handgrosse Streifen geschnitten wird, die hochkant in eine Kochpresse geschichtet und zum Rundblock verschweisst werden. Man kann auch zwecks Umwandlung der wolkigen Musterung in eine mehr gefleckte oder geaderte Zeichnung die Walzfelle in einer "Schiebepresse" aufeinanderschichten. Die aus dem Schlitz abgezogenen Kunststoffbahnen werden dann auf einen Hohlkern gewickelt und zum Rundblock verpresst, von dem schliesslich die Flächengebilde mit dem gewünschten Mustereffekt im spangebenden Verfahren abgeschält werden. Daneben sind gemusterte Gegenstände, wie z. B.
Brillengestelle od. dgl., aus hellfarbiger und dunkelfarbiger Schicht kaschierten Kunststoffen im Handel, bei denen die obere Schicht musterrecht teilweise ausgefräst worden ist. In den letzten Jahren haben sich Giessharzformkörper mit blanker Oberfläche in zunehmendem Masse eingeführt, so z. B. für Brillengestelle, Knöpfe und Teile von geringen Abmessungen und geringem Volumen, sogenannte Kleinteile. Nachdem es gelungen ist, solche Formkörper auch spannungsfrei zu giessen, hat man gesteigerten Wert auf die Erzielung spiegelglatter Oberflächen gelegt. Als Harzmaterial für die Formen wie auch für die herzustellenden Formkörper, z. B.
Brillengestelle, wird vornehmlich Epoxydharz verwendet. Die Vielfarbigkeit von Giessharzformkörpern dient ersichtlich zu dekorativen Zwecken sowie zu Unterscheidungszwecken. Je nach dem Verwendungszweck sind Gegenstände beliebiger Form in unterschiedlichen Farben erwünscht, wobei die Bereiche unterschiedlicher Farben klar und deutlich voneinander getrennt und abgegrenzt sowie die konturentreue Mehrfarbigkeit auf grosser Entfernung erkennbar sind bzw. durch Ineinanderlaufen der Farben eine Marmorierung oder Maserung bis Aderung geben. So bringt man z. B. ungemusterte, verschiedene Kunstharzschichten in einer Formrinne aufeinander, verdichtet den Schichtkörper quer zu seiner Längsachse und unterteilt den Formling quer zur Länge der übereinanderliegenden Schichten in Scheiben, die mit profilierten Formwerkzeugen verpresst werden.
Bei den bekannten Verfahren zur Erzeugung einer Marmorierung war das sich ergebende Muster nur zufällig erzielbar und es war praktisch nicht möglich, eine wiederholbare bestimmte Art einer Musterung zu erzeugen, weil man zu sehr vom Zufall beim Mischen der plastischen Massen und nicht zuletzt von der Geschicklichkeit der mit den Folgeoperationen Beauftragten abhängig war.
Die Erzeugung eines sogenannten Havanna-Effektes in plastischen Werkstoffen, die, wie z. B. Celluoid, bisher zur Herstellung von Brillengestellen verwendet wurden, ist langwierig, aufwendig und hat überdies den Nachteil, dass die Lage von hellen und dunklen Stellen oder Flecken im fertigen Erzeugnis nicht mustergerecht wiederholbar ist. Die Erzeugung eines sogenannten Havanna-Effekts in gegossenen Brillen aus Giessharzen, z. B.
Epoxydharzen, war bisher nur durch wechselweises Vergiessen verschieden gefärbter Harzmischungen möglich.
Auf diese Weise hergestellte Brillengestelle zeigten stets in der Flussrichtung schlierenartige oder wolkige Linien.
Ein Steuern der Lage der hellen und dunklen Stellen ist dabei in wirtschaftlich praktisch vertretbarem Rahmen unmöglich.
Die Erfindung bezieht sich nun auf ein Verfahren zur Herstellung von gemusterten Formkörpern, wie Brillengestellen und-bügeln od. dgl. Kleinteilen, aus Kunststoffen, insbesondere aus härtbaren Kunststoffen wie Epoxydharzen, ungesättigten Polyesterharzen oder Polyurethanharzen und zielt darauf ab, die Nachteile der bisher bekannten Verfahren zu vermeiden. Erfindungsgemäss wird dies bei einem Verfahren der angegebenen Art dadurch erreicht, dass der Formkörper aus einem bei Oxydation unter Wärmeeinwirkung seine Farbe verändernden Kunststoff oder aus einem einen bei Oxydation seine Farbe verändernden Zusatz enthaltenden jedoch unter der Wärmeeinwirkung noch formbeständigen Kunststoff hergestellt und unter Wärmeeinwirkung stellenweise einer unterschiedlichen Sauerstoffeinwirkung ausgesetzt wird.
Hiebei sind unter dem Begriff der Oxydation auch Carboxylierungen, Dehydrierungen bzw. Dehydratisierungen und Carbonisierungen sowie eine Reihe weiterer Folgereaktionen zu verstehen, welche auf Sauerstoffeinwirkung zurückzuführen sind. Auf diese Weise wird es ermöglicht, eine präzise wiederholbare Musterung in einer vorbestimmten Weise zu erzeugen, wobei
<Desc/Clms Page number 2>
weitgehende Variationen in einer gewünschten Weise möglich sind. Das Erhitzen des Formkörpers erfolgt hiebei auf eine Temperatur, bei welcher die Oxydation beschleunigt wird, da andernfalls das Verfahren nicht in praktisch in Betracht kommenden Zeiträumen durchgeführt werden könnte. Die obere Grenze der Erhitzungstemperatur ist dadurch gegeben, dass das Material des Formkörpers nicht zerstört oder beeinträchtigt werden darf.
Zweckmässig erfolgt das Erhitzen auf Temperaturen von etwa 150 bis 350 C.
Die Sauerstoffeinwirkung kann in verschiedener Weise auf die betreffenden vorgesehenen Stellen beschränkt werden. Es kann beim Erhitzen der Formkörper in einer oxydierenden Atmosphäre die Oberfläche der Formkörper teilweise abgedeckt werden. Diese Abdeckung kann gemäss der Erfindung mit einem Schutzlack oder einer Silikonmasse erfolgen, wobei ein dichter Abschluss der betreffenden Oberflächenteile erfolgt.
Gegebenenfalls könnte durch einen undichten Abschluss auch eine Oxydation in geringem Ausmass ermöglicht werden, wodurch wieder ein unterschiedlicher Farbeffekt erzielt werden kann. Die Erhitzung kann hiebei einfach dadurch erfolgen, dass die zu musternden Formkörper durch einen Röhrenofen hindurchgeführt werden, wobei die Durchsatzgeschwindigkeit die Einwirkungsdauer der oxydierenden Atmosphäre bestimmt.
Es können aber auch Teile der Oberfläche des erhitzten Formkörpers mit Sauerstoff angeblasen werden, so dass an diesen Stellen bevorzugt eine Oxydation und damit eine Verfärbung stattfindet. Wenn schärfere Abrenzungen gewünscht sind, können auch die andern Teile der Oberfläche abgedeckt sein und es kann letzten Endes auch ein Teil der Oberfläche abgedeckt, ein Teil einfach der oxydierenden Atmosphäre ausgesetzt und ein Teil mit technisch reinem Sauerstoff angeblasen werden, wodurch dann Farbeffekte in verschiedenem Ausmass erzielt werden können.
Die Abdeckung gegen die Sauerstoffeinwirkung kann gegebenenfalls auch durch teilweises Eintauchen der Formkörper in eine inerte oder reduzierende Flüssigkeit erfolgen. Als inerte Flüssigkeit kommt beispielsweise Glyzerin in Betracht. Ein solches Verfahren hat den Vorteil, dass der Arbeitsgang des Aufbringens eines abdeckenden Überzuges erspart werden kann, wobei Glyzerin den Vorteil bietet, dass es leicht abwaschbar ist. In diesem Falle wird dann die erhitzte Sauerstoffatmosphäre nur auf die nicht eingetauchten Teile des Formkörpers einwirken, wobei es keine Rolle spielt, wenn im Zuge des Verfahrens auch die inerte oder reduzierende Flüssigkeit mit erhitzt wird, da ja kein Sauerstoff für die Einwirkung auf die eingetauchte Partie des Formkörpers zur Verfügung steht.
Es können aber auch umgekehrt die Formkörper in eine erhitzte oxydierende Flüssigkeit eingetaucht werden, in welchem Falle dann die Oxydation nur in dem eingetauchten Teil erfolgt, sofern die Atmosphäre, welcher der nicht eingetauchte Teil des Formkörpers ausgesetzt ist, entweder inert ist oder auf Temperaturen verbleibt, bei welchen eine Oxydation noch nicht stattfindet. Solche Flüssigkeiten können leichter auf bestimmte Temperaturen eingestellt werden als eine gasförmige Atmosphäre und durch Einstellung der Temperatur kann eine grosse Variationsbreite der Musterungen erfolgen.
In allen Fällen kann durch Regelung der Dauer der Sauerstoffeinwirkung und/oder des Ausmasses des Sauerstoffangebotes während der Periode der Wärmeeinwirkung das Ausmass und/oder die Tiefenwirkung der Oxydation und damit der Verfärbung geregelt werden. Im Falle des Anblasens durch einen Sauerstoffstrahl kann aber auch die Abdeckung undicht durch eine Schablone erfolgen, in welchem Falle dann nur das Ausmass, in welchem die erhitzte Oberfläche einer Sauerstoffeinwirkung ausgesetzt ist, verändert wird, während die Übergänge verschwimmen.
Die Erfindung wird im folgenden durch ein Ausführungsbeispiel näher erläutert.
Beispiel : Eine Mischung aus 100 Gew.-Teile eines Polyepoxyds (Epotuf 37 140 der Firma Reichhold Chemie AG) und 100 Teile eines Polyamids (Versamid der Firma Schering AG) wurden innerhalb einer halben Stunde bei 1000C gehärtet. Der so erhaltene Giessharzkörper wurde stellenweise mit Silikonlack abgedeckt und sodann fünf Minuten über auf etwa 5000C erhitzte Heizplatten in einem Abstand von etwa 5 cm geführt, wobei er auf etwa 200 bis 2700C erhitzt wurde. Hiebei wurde der Giessharzkörper an den nicht abgedeckten Stellen oxydiert und veränderte seine Farbe von Hellgelb ins Dunkelbraune.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von gemusterten Formkörpern, wie Brillengestellen und-bügeln od. dgl.
Kleinteilen, aus Kunststoffen, insbesondere aus härtbaren Kunststoffen, wie Epoxydharzen, ungesättigten
EMI2.1
bei Oxydation unter Wärmeeinwirkung seine Farbe verändernden Kunststoff oder aus einem einen bei Oxydation seine Farbe verändernden Zusatz enthaltenden jedoch unter der Wärmeeinwirkung noch formbeständigen Kunststoff hergestellt und unter Wärmeeinwirkung stellenweise einer unterschiedlichen Sauerstoffeinwirkung ausgesetzt wird.
EMI2.2