Verfahren zur Überführung flüssiger Stoffe in blasenfreie Produkte. Es ist bekannt:, dass man flüssige Stoffe oder Stoffgemische durch Polymerisation, Kondensation, Kondensation und Polymeri- sation und dergleichen Vorgänge in halbfeste oder feste Produkte von wertvollen Eigen- sehaften überführen kann. Für manche Zwecke ist es von Wichtigkeit, dass die halb festen oder festen Produkte in blasenfreiem Zustand erhalten werden.
Dies gilt insbeson dere dann, wenn es sich um die Herstellung von Produkten handelt, welche als Glasersatz oder für die Herstellung von splittersicherem ('t-las Verwendung finden sollen.
Wenn man zum Beispiel polymerisier bare, ungesättigte organische Verbindungen der Polymerisation durch Erwärmen unter wirft, so erhält man zumeist Produkte, wel che Einschlüsse von Gasbläschen enthalten. Werden diese Produkte, welche gegebenen falls noch Weichmachungsmittel enthalten können, nach üblichen Methoden, zum Bei spiel unter Zuhilfenahme von Wärme und hohem Druck in Formkörper, zum Beispiel Platten oder Filme, übergeführt so enthalten auch diese Erzeugnisse störende Einschlüsse von Gasblasen.
Eingehende Untersuchungen haben ge zeigt, da.ss die bei Polymerisationsvorgängen und ähnlichen Prozessen auftretende Blasen bildung auf örtlichen Überhitzungen beruht, und da,ss man die Blasenbildung vermeiden kann, wenn man die Polymerisation der Aus gangsstoffe in dünnen Schichten vornimmt. Man kann zum Beispiel derart verfahren, dass man die zu polymerisierende Flüssigkeit in ganz dünnen, zum Beispiel 2 bis 3 mm dicken, Schichten in flache Gefässe einfüllt, einen Deckel aufbringt und sie der Erwär mung unterwirft. Diese Arbeitsweise hat aber den Nachteil, dass man viel Platz braucht.
Ausserdem entstehen dabei beträcht liche Verluste durch Verdampfung, da die flachen Gefässe, insbesondere solche von grö-, sseren Abmessungen, nur schlecht abgedichtet werden können.
Ausgezeichnete Ergebnisse werden, wie gefunden wurde, dann erzielt, wenn man den Prozess in schmalen, zum Beispiel taschen förmigen Kammern aus Metall oder andern geeigneten Stoffen durchführt. Hierdurch ist man in der Lage, die in die flachen Kam mern eingefüllte Flüssigkeit beiderseitig gleichmässig zu erwärmen und ebenso bei exotherm verlaufenden Prozessen die ent wickelte Wärme gleichmässig abzuführen und hierdurch örtliche zur Schaumbildung bezw. Blasenbildung führende Überhitzungen mit Sicherheit zu vermeiden.
Die Metallkammern können in der Länge und Breite jede für praktische Zeweke in Betracht kommende Grösse haben. Dagegen ist die Schichtdicke begrenzt, da bei zu dicker Schicht ein gleichmässiger Verlauf der Polymerisation nicht gewährleistet ist und infolgedessen Blasenbildung nicht mit Sicherheit vermieden werden kann. Im all g emeinen hat sich gezeigt, dass bei Schicht dicken von 10 mm Störungen und die damit verbundenen Blasenbildungen nicht auf treten.
Man kann aber- auch in gegebenen Fällen mit grösseren Schichtdicken arbeiten und hierdurch entsprechend dickere Poly- merisatplatten herstellen. Die maximalen und die optimalen Schichtdicken können für das jeweils zu polymerisierende Ausgangsmate- rial bezw. Materialgemisch durch Vorver- suche leicht ermittelt werden.
In Ausbildung der Erfindung kann man zum Beispiel derart verfahren, dass man in flache, stehende Metallkammern die zu poly merisierende Flüssigkeit einfüllt, die obere spaltförmige Öffnung verschliesst, die Kam mern unter Bespülung der Hauptflächen oder allseitiger Bespülung mit dem Wärmemedium auf die für die Durchführung des Prozesses geeignete Temperatur bringt und sie bezw. ihren Inhalt bis zur Vollendung des Poly- merisationsvorganges unter Vermeidung von Überhitzungen auf geeigneten Temperaturen hält.
Mit Vorteil kann man zum Beispiel der art verfahren, dass man eine Mehrzahl von Flachkammern zu einem System zusammen stellt, derart, dass das Heizmedium oder auch Kühlmedium die Flachseiten aller Kammern gleichmässig beeinflussen kann, zum Beispiel derart, dass man zwischen den Hauptflächen der einzelnen Kammern Räume für den Durchgang des Heizmediums bezw. Kühl mediums vorsieht. Das System von Kammern kann in einem Heizraum angebracht oder in einen solchen eingeführt werden.
Die Wärmezufuhr bezw. Wärmeabfuhr kann zum Beispiel dadurch bewirkt werden. dass man auf passende Temperatur gebrachte Gase (Luft) gegebenenfalls im Kreislauf durch den Raum, in welchem das Kammer system sich befindet, leitet.
Mit Vorteil, werden zur Flüssigkeiten verwendet, da diese be fähigt sind, in besonders günstiger Weise die ihnen innewohnende Wärme gleichmässig auf den Inhalt der einzelnen Kammern zu über tragen und ebenso überschüssige Wärme gleichmässig abzuführen. Ist zur Einleitung des Vorganges, zum Beispiel eine Temperatur von 70 C erforderlich, so kann zum Beispiel derart verfahren werden, dass man zunächst Flüssigkeit von<B>70'</B> C oder auch von etwas höherer Temperatur durch den Raum leitet.
Ist der Prozess unter Wärmeentwicklung in Gang gekommen, so kann man die Tempera tur der zirkulierenden Flüssigkeit derart er mässigen, dass die überschüssige Wärme ab geführt wird unter Aufrechterhaltung der für den Fortgang des Prozesses erforder lichen Wärme in den Polymerisations- kammern.
Nach Vollendung des Polymerisationsvor- ganges werden die gebildeten Polymerisat- platten aus den Flachkammern herausgenom men. Feste Platten können in der Regel durch einfaches Stürzen der Kammern zum Herausgleiten gebracht werden.
Die Entfer nung der Platten aus den Kammern kann gegebenenfalls auch dadurch erleichtert wer den, dass die Innenflächen der Kammern mit Stoffen ausgekleidet werden, die ein An kleben oder Anbacken des Polymerisates an den Kammerwandungen verhindern. Hierfür können zum Beispiel dünne Auflagen oder Zwischenlagen aus Viskose, Gelatine, Leim oder zum Beispiel auch mit Leim, Gelatine und dergleichen Stoffen imprägniertes Papier verwendet werden. Derartige Massnahmen empfehlen sich besonders bei der Herstellung von halbfesten Polymerisatplatten.
In gegebenen Fällen kann man an Stelle geschlossener Flachkammern auch Flachfor men verwenden, die in bekannter Weise leicht zusammensetzbar bezw. leicht ausein ander nehmbar ausgebildet sind, zum Beispiel derart, dass eine Hauptwandung der Kammer gelöst und nach Herausnehmen der Poly- rnerisatplatte wieder eingefügt wird oder zum Beispiel derart,
dass die der obern spalt- förmigen Öffnung der Kammer gegenüber liegende schmale Wandung entfernt und die Polymerisatplatte mit Hilfe eines Flach stempels oder dergleichen herausgeschoben wird.
Mit besonderem Vorteil wird derart ver fahren, dass man in die Flachkammern Beu tel, deren Abmessungen dem Innenraum der Kammern entsprechen, aus Stoffen, welche einerseits an den Kammerwandungen nicht festkleben, anderseits die zu polymerisieren den Flüssigkeiten nicht durchdringen lassen, einsetzt, diese mit der Ausgangsflüssigkeit füllt und den Polymerisationsvorgang in der oben beschriebenen Weise durchführt. Der artige Beutel können zum Beispiel aus Vis- kosefilmen, Gelatinefilmen und dergleichen oder auch aus Papier, das mit Stoffen wie Leim, Gelatine und dergleichen imprägniert ist, hergestellt sein.
Die Beutel können nach dem Einfüllen des Ausgangsmaterials einfach durch Umbiegen, gegebenenfalls durch mehr faches Umbördeln des obern offenen Teils ge schlossen werden. Es hat sich überraschender Weise herausgestellt, dass alsdann selbst bei mehrstündigem Erhitzen des Beutelinhaltes auf die zur Polymerisati.on erforderliche Temperatur, zum Beispiel etwa<B>70'</B> C nichts von dem Inhalt verdampft, also keinerlei Verluste entstehen. Weiterhin wurde festge stellt, dass bei Verwendung von Zwischen schichten aus oben genannten Stoffen, insbe= sondere von daraus hergestellten Beuteln der Polymerisationsvorgang besonders ruhig und störungsfrei verläuft.
Die Anwendung von Beuteln bietet nach den besonderen Vorteil, dass die fertigen Polymerisatplatten durch Herausziehen der Beutel aus den Flach kammern überaus einfach aus diesen entfernt und gegebenenfalls in den Beuteln aufbe wahrt und versandt werden können.
Die Eifindung gestattet, wie bereits oben dargelegt wurde, die Herstellung blasenfreier Polymerisatplatten, die entweder als solche, sowie sie anfallen, zum Beispiel als Glas ersatz, verwendet werden können oder auch in blasenfreie andere Gebilde übergeführt werden können. Man kann zum Beispiel der art verfahren, dass man die Polymerisat- platten zwischen Metallplatten von grösseren Abmessungen legt und dieselben der Einwir kung von Wärme und Druck unterwirft. Hierdurch kann man das Polymerisat er weichen und in erweichten Zustand zu einer dünneren, aber entsprechend grösseren Platte verpressen.
Zwecks Herstellung von splittersicherem Glas kann man zum Beispiel derart ver fahren, dass man zwischen zwei Glas scheiben, deren Abmessungen zum Beispiel 100 X 50 cm betragen können, . eine Poly- merisatplatte, deren Abmessungen zum Bei spiel 32 X 16 X 1 cm betragen, legt und durch Einwirkung von Wärme und Presse druck das Polymerisat zu einer den gesam ten Zwischenraum zwischen den Glasplatten ausfüllenden dünneren Polymerisatschicht verpresst. Hierdurch erhält man eine völlig blasenfreie, die Glasscheiben fest miteinander verbindende Polymerisatzwischenlage.
Splittersicheres Glas kann zum Beispiel auch so hergestellt werden, dass auf einer Glasscheibe entlang ihren ganten etwa 0,5 mm Dicke und einige Millimeter Breite Filme aus elastischem Material derart aufge legt werden, dass sie bis auf eine Unterbre chung einen geschlossenen Rahmen bilden. Die Filmbänder können zum Beispiel aus einem gummiartigen Polymerisat aus Poly- acrylsäuremethylester, aus Papier, Gummi oder dergleichen bestehen.
Wird auf die Filmlage eine zweite Glasplatte aufgelegt, so entsteht eine Kammer mit den beiden Glas scheiben als Hauptwänden, die getrennt sind durch die zwischenliegende Filmbandlage, deren Unterbrechung nunmehr eine Öffnung bildet.
1 il die so gebildete Kammer wird durch die Öffnung eines der in den Beispielen er wähnten monomeren oder anpolymerisierten Produkte gegossen. Die Polymerisation wird durch Erwärmung erwirkt, und es entsteht ein blasenfreies, gutes nichtsplitterndes Glas.
Soll unter Verwendung elastischer Rand auflagen ein Glasersatz, wie weiter oben er- wälint, hergestellt werden, so können bei spielsweise auf der Glasscheibe in Abständen einzelne Scheibchen aufgeklebt werden, deren Länge z. B. 3 ein und deren Breite - z. B. 0,5 cm und deren Dicke 0,6 cm betragen kann. Hierauf wird eine zweite Glasscheibe auf diese elastischen Zwischenkörper so ge klebt, dass sich die beiden Glasscheiben über decken, und durch die elastischen Zwischen körper in gewünschtem Abstand gehalten werden. Werden nunmehr drei der Seiten flächen dieses Gebildes flüssigkeitsdicht ge schlossen, beispielsweise durch Verkleben mit Papier, so erhält man eine Kammer ähnlich der oben beschriebenen Art.
In die offene Seite wird das zu polymerisierende Material, zum Beispiel 65 Teile monomerer Methacryl- säuremethylester mit 35 Teilen Isobutyl- phthalat und Benzoylsuperoxyd als Poly- merisationsbeschleuniger eingegossen.
Nunmehr wird einige Stunden auf etwa <B>80'</B> erhitzt und polymerisiert. Es tritt dabei eine Zusammenziehung der Flüssigkeit ein. Da das entstehende Polymerisat an den Glasscheiben klebt, entsteht ein Druck auf die elastischen Zwischenkörper, diese geben nach, es kann also kein Hohlraum zwischen Glas und Polymerisat entstehen.
Nach Beendigung der Polymerisation und Abkühlung lässt sich der entstehende Glas ersatz mit vollständig glatter Fläche ablösen, wobei zur Vermeidung von Bruchverlusten zweckmässig die Abkühlung und Ablösung in. warmem Wasser erfolgt. Die Kammer kann auch allseitig geschlos sen werden, sobald das monomere bezw. an polymerisierte Produkt eingegossen ist.
Man ist also vermöge der Erfindung in der Lage, dickere Polymerisatplatten, zum Beispiel solche, deren Dicke 10 mm beträgt, blasenfrei herzustellen und diese durch Ein wirkung von Wärme und Druck in dünnere, dem jeweiligen Verwendungszweck ange passte ebenfalls blasenfreie, flache Gebilde, zum Beispiel solche von 0,5-2 mm Dicke von entsprechend grösseren Abmessungen überzuführen. In gleicher Weise kann man auch noch dünnere, zum Beispiel filmartige Gebilde, herstellen.
Man kann das Verfahren auch so durch führen, dass man an Stelle von Platten stangenförmige Produkte von gewünschtem, zum Beispiel kreisförmigem, ovalem, recht eckigen oder quadratischem Querschnitt her stellt. Die Polymerisation erfolgt alsdann in entsprechend gestalteten, zum Beispiel röh renförmig ausgebildeten Polymerisationsge- fässen, deren Abmessungen so zu wählen sind, dass ein störungsfreier Verlauf des Polymeri- sationsvorganges im Sinne der Erfindung ge währleistet ist und blasenfreie Produkte ent stehen. Bei Herstellung von Rundstangen kann der Durchmesser zum Beispiel 1 cm, gegebenenfalls auch mehr betragen.
Die Weiterverarbeitung der gebildeten Polymeri- satstangen kann dann zum Beispiel so er folgen, dass eine Stange von zum Beispiel rundem oder ovalem Querschnitt in Plättchen in passender Dicke, zum Beispiel 0,5 mm bis 1 cm zerschnitten wird. Diese Stücke können alsdann zwischen Metallplatten oder Glas platten unter Erweichung verpresst und hier durch in entsprechend dünnere Schichten, zum Beispiel solche von 0,05 bis 0,2 mm übergeführt werden. Hierdurch kann man zum Beispiel runde oder ovale Kunst glasscheiben aus splittersicherem Glas für optische Zwecke, zum Beispiel für Schutz brillen und dergleichen, herstellen.
Als Ausgangsstoffe für die Durchführung des Verfahrens kommen in erster Linie unge- sättigte organische Verbindungen, insbeson- dere solche mit Doppelbindungen zwischen zwei C-Atom.en oder Gemische solcher in Be tracht, welche durch Polymerisationsvor- gänge in halbfeste oder feste Produkte über geführt werden können, die als Kunststoffe verwendbar sind.
Die polymerisierbaren Aus gangsstoffe können auch Zusätze, -wie Poly- merisationsbeschleuniger, Weiclimachungs- mittel usw. enthalten. Geeignete Ausgangs stoffe sind zum Beispiel 3lethacrylsäureester, A.crylsäureester, Vinylacetat, Styrol usw. Die Ausgangsstoffe können vor Einführung in die Verfestigungskammer durch bekannte Mittel, wie Evakuieren, Auskochen und der gleichen, blasenfrei gemacht werden.
<I>Beispiele:</I> 1. 60 Teile.Iethacrylsäureäthylester wer den mit einem Weichmachungsmittel, zum Beispiel 40 Teilen Isobutylphthalat, gemischt und unter Mitverwendung eines Beschleuni gers, zum Beispiel von Benzoy lsuperoxyd, in 5 mm dicker Schicht in Flachkammern bei etwa 70 " C polymerisiert.
2. 50 \feile Methacrylsäureäthylester wer den mit 25 Teilen @lcrylsäuremethylester und 25 Teilen Isohutylphthalat gemischt und unter Zuhilfenahme von Benzoylsuperoxyd bei etwa 7 0 C in<B>10</B> mm dicker Schiebt polymerisiert.
3. 7() Teile Vinylacetat werden mit 30 Teilen Isobutylphthalat gemischt und mit Benzoylsuperoxyd bei etwa 70 " C in 5 min dicker Schicht polymerisiert.
4. Methacrylsäureä,thylester wird unter Zuhilfenahme von Benzoylsuperoxyd bei etwa 70 C in 5 mm dicker Schicht polymeri siert.
Auch andere Verfahren, welche geeignet sind, flüssige Ausgangsstoffe in halbfeste oder feste als Kunststoffe verwendbare Pro dukte überzuführen, können nach vorliegen der Erfindung durchgeführt werden. Das Verfahren eignet sich unter anderem für die Herstellung von Kunstharzen nach Art des Bakelites und dergleichen.
Für die industrielle Durchführung der angemeldeten Erfindung kann man mit Vor- teil Apparate verwenden, die aus einer Mehr zahl von schmalen Kammern bestehen und . derart zusammengesetzt sind, dass jede zur Polymerisation eines einzufüllenden flüssi gen Stoffes dienende Kammer an ihren bei den Breitseiten von Heiz- beziehungsweise Kühlkammern begrenzt ist.
Die Formen, in denen die Polymerisation durchgeführt wird - hier kurz "Polymerisationskam- mern" genannt -, können mit Vorteil durch Rahmen gebildet werden, die zwischen je zwei Heiz- bezw. Kühlkammern geschaltet sind, so dass die Polymerisationskammern von je zwei Aussenwandungen der Heiz- bezw. Kühlkammern und den Innenflächen der ein gesetzten Rahmen begrenzt sind.
Nach Öff nen des Systemes durch Auseinanderbewegen der Einzelteile der Apparatur können die Polymerisatplatten in einfachster Weise aus dem Rahmen herausgenommen werden.
Die beigefügte Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel für eine derartige Apparatur, und zwar zeigt Fig. 1 in Seitenansicht ein durch Spindel pressung gehaltenes System von Rahmen und Heiz- bezw. Kühlkammern, wobei der Unter teil des Trägergestelles teilweise aufgeschnit ten gezeichnet ist; Fig. 2 zeigt in einem Schnitt nach A-B der Fig. 1 einen Rahmen im Längsschnitt parallel zu den Breitseiten und einen Quer schnitt parallel zur Stirnseite;
Fig. 3 veranschaulicht eine Heiz- bezw. Kühlkammer im Vertikalschnitt parallel zu den Breitseiten und in einem Querschnitt parallel zur vordern Stirnfläche.
Im einzelnen sind dabei a die Heiz- bezw. Kühlkammern, hier kurz < ; Wärmeregulier- kammern genannt, b die Rahmen. Die Wärmeregulierkammern erhalten das Regu liermedium, zum Beispiel Heizdampf, Kühl wasser oder dergleichen, durch die Zufüh rungsstutzen c, welche zweckmässig durch Schläuche an eine gemeinsame Hauptleitung angeschlossen sind. Die Abführung des Re guliermediums, bei Dampf zweckmässig eben falls in eine zum Beispiel unter Unterdruck stehende Sammeleitung, erfolgt durch die Rohrstutzen und Schläuche d.
Die Füllung der Rahmen bezw. der von diesen im Verein mit den anliegenden Wärmeregulierkammern gebildeten Räumen erfolgt durch etwa mit tels Zweiweghahnen abschliessbare Zulei tungen e und (nicht gezeichnete) Luftaus- lässe oder Abführungs- bezw. Absauge leitungen.
Die Wärmeregulierkammern lagern sich mittels der Laufrollen k auf dem Unter gestell bezw. der auf diesem aufgelagerten Profilschiene f gegeneinander verschiebbar auf, und werden durch die beiden Kopfstücke h und h' und die jene verbindende Spindel g derart gegeneinander gepresst, dass sie die von ihnen eingeschlossenen Rahmen in ge sicherter Stellung erhalten. Gegebenenfalls können aber auch etwa mittels Schnellver- schlusshaken, Kette oder dergleichen je zwei Kammern oder alle Kammern derart unter einander verbunden werden, dass die von ihnen eingeschlossenen Rahmen sich auf die Verbindungselemente mittels Nasen, Haken oder dergleichen auflagern können.
Die Rah men selbst können verschiedene Gestalt be sitzen, beispielsweise rechteckige, ovale, qua dratische, kreisrunde oder dergleichen Form haben. i ist eine Zwischenlage, zum Beispiel aus Viskosefolie.
Zur Erreichung gewünschter Formgebung für die fertigen Polymerisationsprodukte kann man aber auch den äussern Seitenflächen der Wärmeregulierkammern geeignete Ge staltung, zum Beispiel erhabene (bezw. ver tiefte) Prägungen geben, welche sich auf dem fertigen Formprodukt als Vertiefungen (bezw. Erhebungen) darstellen und beispiels weise die Unterteilung der fertigen Gebilde in Einzelteile durch Zerbrechen, Zerschneiden oder dergleichen erleichtern.
Zur Unterteilung des von dem Rah men und den begrenzenden Wärmeregu- lierkammerwänden eingeschlossenen Raumes kann man zum Beispiel auch die Seitenwände der Wärmeregulierkammern mit Längsrillen von halbkreisförmigem, rechteckigem oder dergleichen Querschnitt versehen, und dabei die Seitenwände in das Innere der Rahmen soweit hereinragen lassen, dass sie den von dem Rahmen eingeschlossenen Raume in ein zelne stabförmige Hohlräume unterteilen,
welche in Längsrichtung oder auf der Ober- oder Unterseite nur soviel Verbindungsräume untereinander aufweisen, dass ein störungs loser Durchtritt der Polymerisationsflüssig- keit in sämtliche so geschaffene Kammern.er- möglicht ist. Gegebenenfalls können aber auch bei einer derartigen Unterteilung ver schiedene Zuführungsöffnungen für jede Einzelkammer im Rahmen vorgesehen wer den.
Die zu polymerisierenden Flüssigkeiten können in die Polymerisationskammer auch durch Saugwirkung eingesaugt oder einge- presst werden. Man kann zum Beispiel auch so vergehen, dass man in die Kammern die zu polymerisierende Flüssigkeit einpresst und den Kammerinhalt in den Anfangsstadien des' Polymerisationsvorganges unter Auf rechterhaltung der Verbindung mit den Flüs- sigkeitszuführungsrohren lässt, und die Flüs sigkeit in den Kammern unter einem ge wissen Druck hält.
Diese Arbeitsweise kommt insbesondere dann in Betracht, wenn der Polymerisationsvorgang unter Kontraktion verläuft. In diesem Falle wird durch Nach pressen von Flüssigkeit für eine völlige Aus füllung der Poly merisationskammern Sorge getragen.