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Verwendung von thermoplastischen Polyarylenpolyethern mit mindestens
einer Schicht aus einem Fasermaterial für Formwerkzeuge und Verfahren zur Herstellung
dieser Werkzeuge.
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Die Erfindung bezieht sich auf die Verwendung von thermoplastischen
Polyarylenpolyäthern mit mindestens einer Schicht aus einem Fasermaterial für Formwerkzeuge
zum Formen von polymeren Stoffen Formwerkzeuge, insbesondere Druckplatten, die aus
einem faserartigen Träger und einem wärmehärtenden synthetischen Harzbinder bestehen,
sind in den US-Patentschriften 2 278 291 und 2 509 499 beschrieben ; Bei der Herstellung
von Formgegenständen mit diesen Formwerkzeugen traten jedoch verschiedene Schwierigkeiten
auf, jain solches Problem bestand z.B. in der shclechten Reproduktion insbesondere
bei Vorliegen feiner Rasterhalbtonpunkte te mit 1 120
Rasterlinien
pro 2,5 cm oder mehr, wo es schwierig ist, genügend Tiefe in die Schattenflätten
zu bekommen Dies ist allgemein der nicht homogenen Natur der Druckplatten und insbesondere
der Faserscherung während der Herstellung einer Matrize zuzuschreiben. Ein weiteres
Problem ist die Dimensionsunbeständigkeit aufgrund der Feuchtigkeit in den Platten.
Die Peuchtigkeit bewirkt auch, daß eine Platte (Folie) in verschiedenen Richtungen
während der Herstellung einer Matrize uneinheitlich schrumpft, was zu einer schlechten
Reproduktion des Originals führt. Weiterhin variiert die Sch@umpfung von Platte
zu Platte, was eine FarbUbereinanderlagerung zwischen den Platten eines Satzes schwierig
macht.
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Die Verwendung eines wärmehärtenden Bindemittels fUr den faserhaltigen
Trager erfordert unerwünscht lange Aushärtungsvorgänge.
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Eine 1 ungenugende Aushärtung des wärmehärtenden Harzes bewirkt ein
Kleben der Matrizenoberfläche, was die Dauer der Verwendbarkeit der Matrize verkürzt.
Da das wärmehärtende Bindemittel in einen unschmeizberen Zustand ausgehärtet wird,
kann die Matrize nicht zur H@rstellung anderer Matrizen wioderverwendet werden.
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Thermcplatische, nach üblichen Verfahren hergestellte Materialien
eignen sich gewöhnlich nicht zur Verwendung als Formwerkzeug, da sie bei den gewöhnlich
bei der Verformung auftretenden erhöhten Temperaturen eine schlechte thermische
und Dimensionsstabilität aufweisen. Es wurde festgestellt, daß die maximale Temperatur
für die r;raktische Verwendung eines thermoplastischen Materials
als
Forméwerkzeug unter normalen Verformungsbedingungen etwa 22 - 28° unterhalb der
Glassübergangstemperatur eines Polymerisate liegt. Im Falle hochwertiger Polymerisate,
wie ein Polycarbonatharz mit einer Glasübergangstemperatur von 150°, beträgt die
maximale Verwendungstemperatur etwa 121 . Bei Temperaturen über 1210 verschlechtert
sich der Zugmodul und die Zugfestigkeit des Polycarbonates rapide, was Dieser Harz
zur Verwendung als Formwerkzeug bei Verformungstemperaturen Über etwa 121° ungeeignet
macht.
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Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung von Formwerkzeugen zum
Formen von polymeren Stoffen, o ie insbesondere zur Herstellung von Druckplatten
und Schallplatten aus polymerem material geeignet sind und die obengenannten Nachteile
der bisher bekannten Formwerkzeuge für diesen Zweck nicht aufweisen. Die erfindungsgemäß
verwendeten Formwerkzeuge sollen @@ so eine ausgezeichnete Reproduktion eines Originals,
einschlie#lich feiner Raster-Halbtonpunkte ermoglichen Ferner sollen die erfindungsgemä#
verwendeten Formwerkzeuge eine zufriedenstellende Dimensionsbeständigkeit aufweisen,
d.h. Probleme, die sich aus uneinheitlicher Schrumpfung und Werfen entstehen vermieden
werden. Ferner werden lange Aushärtungsvorgänge und ein Anhaften der Formwerkzeugoberfläche
vermieden.
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Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung von thermoplastischen
Polyarylenpolyäthern mit mindestens einer Schicht aus einem Fasermaterial, vorzugsw@ise
aus Glasfasern, als Formwerkzeuge zum
Formen von polymeren Stoffen,
wobei die Dicke des thermoplastischen Polyarylenpolyäthers an den Öberflächen der
zusammengesetzten Folie dicker ist als die tiefste, während der Herstellung eines
Formwerkzeugs erfolgende Eindrückung. las erfindungsgemä#e Formwerkzeug zeigt eine
einheitliche Verformungsschrumpfung in allen Richtungen von 0,5 % und weniger, ist
bei Verformungstemperaturen bis zu 177° thermisch stabil und dimensionsbeständig
und wiederverformbar. Die Verformungsschrumpfung ist, wie oben angegeben, ein besonderes
Problem bei wärmehärtenden faserverstärkten Kunststoffplatten.
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; Bei Matrizen aus diesen Kunststoffplatten ist die Verformungsschrumpfung
in den verschiedenen Richtungen unelss eitlich, und diese Uneinneitlichkeit variiert
biun zu einen Lewissen La# von Matrize zu Matrize. Eine gewisse Verformungsschrumpfung,
d.h. die Grö#enverringerung einer iiatrize im ver@leich mit der ursprünglichen Vorlage,
nachdem die Matrize daraus hergestellt wurde, kann in Grö#enordnungen bis zu 0,5
% % toleriert werden; es ist jedoch wesentlich und äu#erst zweckmä#ig, daß die Verformungsschrumpfungvon
Matrize zu Matrize einheitlich ist und fr jede Matrize in allen Richtungen einheitlich
ist.
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Die erfindungsgemä#e Matrize besitzt diese Eigenschaft. Sie liefert
eine echte Reproduktion der ursprünglichen Vorlage mit einer tolerierbaren, einheitlichen
Verringerung der Größe, die von Patrize zu Matrize die gleiche ist. Bekannte Matrizen
zeigen auch nicht annähernd diese Einheitlichkeit.
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Ein bescnderes Merkmal der erfindungsgemä#en atrize ist ihre
Wiederverformbarkeit.
Sie e erfolgt durch Eerstellung einer ersten Matrize, ielz @an eine Folie des thermoplastischen
Polyarylenpolyäthers mit einer ersten Vorlage in Berührung bringt und Wärme und
Druck anwendet, worauf man eine zweite Matrize herstellt, indel man die rückseite
der ersten Ka--trize mit einer zweiten Vorlage in Berührung bringt und Warme und
Druck anwendet. Bei diesem Verfahren wir.j die erste Matrize gelöscht und bildet
eine glatte Rückseite für die zweite Ila-trize. Dieses Verfahren kann mehrmals wie@erholt
werden zur herstellung von zwei, drei, vier oder mehr verschiedenen oder identichen
Ilatrizen aus derselben Folie des thermoplastischen Polyarylenpolyäthers. Die thermoplastischen
Polyarylenpolyäther in Folienform, die zu den erfindungsgemä#en Matrizen verformt
werden, sind lineare thermoplastische Reaktionsprodukte aus einem Alkalimetalldoppelsalz
eines zweiwertigen Phenols mit einer Dihalogenbenzenoidverbindung.
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Das rolymerisat hat eine Grundstruktur aus den folgenden, wiederkehrenden
Einheiten : -O-E-O-E'-in welcher E für den Rest des zweiwertigen Phenols und E'
für den Rest der Benzenoidverbindung (irylverbindung) mit einer inerten, Elektronen
abziehenden Gruppe in mindestens einer der oder p- Stellungen zu den Valenzverbindungen
sind und wobei beide Reste valent durch aromatische Kohlenstoffatome an die Äthersauerstoffatome
gebunden sind.
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Der @est E des zweiwertigen Phenols kann z.@. nukleare Phenylengruppe
aus @ydrochinon und Resorcin sein, oder er kann ein zwei oder polynuklearer Rest
sein. Er kann auch mit anderen, inerten nuklearen Substituenten, wie stalogen-,
Alkyl-, Alkoxysubstituenten usw., subs-tituiert sein.
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Das zweiwertige Phenol ist vorzugsweise ein schwach saures dinukleares
Phenol, wie z., die Dioxydiphenylakane oder die nuklear halogenierten Derivate derselben,
die üblicherweise als "Bisphenole" bekannt sind,- wie 2,2-Bis(4-oxyphenyl)-propan,
1 , 1-Bis- ( 4-oxyphenyl)-2-phenyläthan, Bis-( 4-oxy-piienyl ) -methan, oder die
shlorierten Derivate mit ein oder zwei Ohloratomen auf jedem aromatischen Ring.
Andere geeignete, dinukleare zweiwertige Phenole sind die Bisphenole mit einer symmetrischen
oder unsymmetrischenOverbindenden Gruppe, wie z. B. Sauerstoff (-O-), Carbonyl (-C-),
Sulfid (-S), Sulfon (-SO2-)oder einem Kohlenwasserstoffrest, in welchem die beiden
phenolischen Kerne an dasselbe oder an unterschiedliche Kohlenstoffatome des Restes
gebunden sind, wie z.B. das Bisphenol von Acetophenon, das Bisphenol von Benzophenon,
das Bisphenol von Vinylcyclohexen, das Bisphenol vonα-Pinen und ähnliche Bisphenole,
in welchen die Uxyphenylgruppen an dieselben oder unterschiedliche Kohlenstoffatomen
einer oranischen, verbindenden Gruppe gebunden sind.
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Solche dinuklearen Phenole haben die folgende Struktur
in welcher Ar für eine aromatische Gruppe, vorzugsweise eine
Phenylengruppe
steht, e und Y' -leiche oder verschiedene inerte Substituentengruppen ein können,
wie Alkylgruppen mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, Halogenatome, z.B. Fluor, Chlor,
Brom ode Jod, oder Alkoxygruppe mit 1-4 Kohlenstoffatomen; r und z sind ganze Zahlen
mit einen Wert von O bis 4, unu R steht für eine Bindung zwischen aromatischen Kohlenstoffatomen,
wie in Dioxydi@i@nyl, o er für einen zweiwertigen Rest cinschlie#lich beiie@@ @ise
anorganischer $Reste, wie
-SO2- uni zweiwertige organische Kohlenwasserstoffreste, wie Alkylen-Alkyliden-,
cycloaliphatische Reste oder die halogen-, alkyl-. arylsubstituierten Alkylen-,
Alkyliden- und cycloaliphatische Reste sowie alkalicyclisohe, Alkarylen- und aromatische
Reste und einen an beide Ar Gruppen ankondensierten Ring. besondere zweiwertige
polynukleare Phenole sind u.a.: die Bis-(oxyphenyl)-alkane, wie 2,2-Bis-(4-oxyphenyl)-propan,
2,4'-Dioxydiphenylmethan, Bis-(2-oxyphenyl)-methan, Sis-(4-oxyphenyl)-methan, Bis-(4-oxy-2,6-dimethyl-3-methoxyphenyl)-methan,
1,1-Bis-(4-oxyphenyl)-äthan, 1,2-Bis-(4-oxyphenyl)-äthan, 1,1-Bis-(4-oxy-2-chlorphenyl)-äthan,
1 1 1-Bis-(3-methyl-4-pxyphenyl)-propan, 1,3-Bis-(3-methyl-4-oxyphenyl)-propan,
2,2-Bis-(3-phenyl-4-oxyphenyl)-propan, 2,2-Bis-(3-isopropyl-4-oxyphenyl)-propan,
2,2-Bis-(2-isopropyl-4-oxyphenyl)-propan, 2,2-Bis-(4-oxynaphthyl)-propan, 2,2-3-is-(4-oxyphenyl)-pentan,
3,3-Bis-(4-oxyphenyl)-pentan, 2 2,2-Bis-(4-oxyphenyl)-heptan, Bis-(4-oxyphenyl)
phenylmethan, 2,2-Bis-(4-oxyphenyl)-1-phenylpropan, 2, 2-Bis-(4.-oxyphenyl)-1,1,1,3,3,3-hexafluorpropan
usw.;
Di-(oxyphenyl)-sulfone, wie Bis-(4-oxyphenyl)-sulfon, 2,4'-Dioxydiphenylsuflon,
5 '-Chlor-2 , 4' -dioxydiphenylsulfon, 5'-Chlor-4,4'-dioxydiphenylsulfon usw.; Di-(oxyphenyl)-äther,
wie Bis-(4-oxyphenyl)-äther, die 4,3', 4,2', 2,2', 2,3'-Dioxydiphenyläther, 4,4'-Dioxy-2,6-dimethyldiphenyläther,
Bis-(4-oxy-3-isobutylphenyl)-äther, iBis-(4-oxy-3-isopropylphenyl)-äther, Bis-(4-oxy-3-chlorphenyl)-äther,
Bis-(4-oxy-3-fluorphenyl)-äther, Bis-(4-oxy-3-bromphenyl)-äther, Bis-(4-oxynaphthyl)-äther,
Bis-(4-oxy-3-chlornaphthyl )-äther, 4,4' -Dioxy-3, 6-dime-thoxydiphenyläther, 4,4'
-Dioxy-2 , 5-diäthoxydiphenyläther usw.
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Es können auch Mischungen aus zwei oder mehr unterschiedlichen, zweiwertigen
Phenolen verwendet werden0 Der Rest E in der oben genannten Poiymerisatstruktur
kann daher für die gleichen oder verschiedene aromatische Reste stehen.
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Die hier zur Definition des Restes E verwendete Bezeichnung "Rest
des zweiwertigen Phenols" bezieht sich auf den R£-'st des zweiwertigen Phenols nach
Entfernung der beiden aromatischen Hydroxylgruppen. Es ist daher ersichtlich, daß
Polyarylenpolyäther wiederkehrende Gruppen des Restes des zweiwertigen Phenols und
des Restes der Benzenoiaverbindung enthalten, die durch Bindungen von aromatischen
Ätheratomen miteinander verbunden sind.
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Der Rest E' der Benzencidverbindung kann aus jeder Dihalogenbenzenoidverbindung
oder Mischung von Dihalogenbenzenoidverbindungen
stam@en, die
zwei an Benzolringe gebundene Halogenatome haben, die eine Elektronen abziehende
Gruppe in mindestens einer der o- oder p-Stellungten zur Halogengruppe aufweisen.
Die Dihalogenbenzenoidverbindung kann mononuklear sein, wo die Halogenatome an denselben
Benzenoidring gebunden sind, oder polynuklear, o sie an verschiedene Benzenoidringe
gebunden sind, solange es eine aktivierende, elektronen abspaltende Gruppe in der
o- oder p-Btellung dieses Benzenoidkernes gibt.
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Die Halogenatome können irgendwelche reaktionsfunige Ealogensubstituenten
auf den Benzenoidverbindungen sein, wobei fluor-und @hlorsubstituierte Benzenoidmaterialien
bev@rzugt werden.
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Als Aktivatorgruppe in den Dihalogenbenzenoidverbindungen kann jede
Elektronen abziehende Gruppe verwendet werden0 Bevorzugt werden die stark aktivierenden
Gruppen, wie die Sulfongruppe
die zwei halogensubstituierte 3enzenoidkerne verbindet, wie z.B. in 4,4'-Dichlordiphenylsulfon
und 4,4'-Difluordipnenylsulfon, obgleich andere, stark abziehende Gruppen, wie sie
im folgenden genannt werden, ebenfalls verwendet werden können.
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Weiterhin wird bevorzugt, daß der Ring keine Elektronen liefernden
Gruppen auf demselben Benzenoidkern wie das Halogenatom enthält, obgleich die Anwesenheit
anderer Gruppen auf dem Kern oder im Rest der Verbindung toleriert werden kann,
Vorzugsweise sind alle Substituenten auf den Benzenoidkernen entweder Wasserstoffatome
(d.h. die keine Elektr@nen abziehen) oder andere Gruppen mit einem positiven Sigma*-Wert,
vgl. J.F.Bunnet
in Chem. Rev. 49, 277 (1951) und Quart.Rev. 12,
1 (1958).
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Die Elektronen abziehende Gruppe der Dihalogenbenzenoidveroindung
kann entweder durch die Resonanz des aromatischen Ringes, wie sie durch solche Gruppen
mit einem hohen Sigma*-Wert, d.h. ttber etwa +0,7, gegeben sind, oder durch Induktion,
wie in Perfluorverbindungen oder ähnlichen Elektronenfallen ("sinks") wirken.
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Die aktivierende Gruppe sollte vorzugsweise einen hohen Sigma*-Wert,
vorzugsweise über -1,0, haben, obgleich auch in Gruppen mit einem Sigma*-Wert über
0,7 eine ausreichende Aktivierung fesestellt wird Die aktivierende Gruppe kann grundsätzlich
aus einer der beiden folgenden Arten bestehen (a) einwertige Gruppen, wie eines
oder mehrere Ealogenatcme auf demselben Ring aktivieren, wie eine Nitrogruppe, Phenylsulfon
oder Alkylsulfon, Cyan, Trifluormethyl, Nitroso und Heterostickstoff, wie in Pyridin,
(b) zweiwertige Gruppen, die ein Ersetzen von Halogenatomen auf zwei verschiedenen
Ringen aktivieren, wie die Sulfongruppe
| 0 |
| tr |
| li |
| I1 |
| O O |
| die Carbonyls5ruppe-C-; die Vinylgruppe -0=0=; die bulE'oxyd- |
| 1 |
| H |
| II |
| gruppe -5-; die Äzogruppe -N=I{-; die g$ttiten Iluorohlen- |
stoffgruppen -CF2CF2-; organische
Phosphinoxyde steht; und die
wobei R fijr eine Kohlenwasserstoffgruppe Äthylidengruppe
in welcher X für ein Wasserstoff- oder Halogenatom steht; oder die @alogenatome
auf demselben Ring aktivieren, wie z.B. bei Difluorbenzochinon, 1,4-; 1,5- oder
1,8-Difluoranthrachinon.
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Gegebenenfalls können die Polymerisate mit Tiischungen aus zwei oder
mehr Dihalogenbenzenoidverbindungen, von denen jede diese Struktur hat und die unterschiedliche,
Elektronen abziehende Gruppen haben können, hergestellt werden. so kann der Rest
E' der Benzenoidverbindungen in der Polymerisatstruktur gleich oder verschieden
sein.
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Aus einen oben Gesagten geht hervor, d solche linearen thermoplastischen
Polyarylenpolyäther bevorzugt werden, in welchen E der Rest eines dinukhearen zweiwertigen
Phenols und E' der Rest einer dinuklearen Benzenodiverbindung ist. Diese bevorzugten
Polymerisate cnthalten die folgenden wiederkehrenden Einheiten:
in welchen R für eine Bindung zwischen aromatischen Kohlenstoffatomen o@er einer
zweiwertigen verbindenden Rest steht und R' für eine Sulfon-, Carbonyl-, Vinyl-,
Sulfoxyd-, hzo-, gesättigte
Fluorkohl@nstoff-, organische Phosphinoxyd-
und Äthylidengruppe steht; Y und Y' stehen für inerte Substituentengruppen wie Halogenatome,
Alkylgruppen mit 1-4 Kohlenstoffatomen und Alkoxygruppen mit 1-4 Kohlenstoffatomen,
und r und z sind ganze Zahlen mit einem Wert von 0 bis 40 Besonders bevorzugt werden
die thermoplastischen Polyarylenpolyäther der obigen Formel, in welcher r und z
ITull sind, R für einen zweiwertigen verbindenden Rest
steht, wobei R" für ein Wasserstoffatom, eine niedrige Alkylgruppe, niedrige Arylgruppe
und die halogensubstituierten Gruppen derselben steht; und R' ist eine Sulfongruppe.
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Die für die Verwendung von Formwerkzeugen bestimmten thermoplastischen
Polyarylenpolyäther sind gekennzeichnet durch hohe Molekulargewichte, was durch
eine reduzierte Viskositat in angegebenen Lösungsmitteln angezeigt wird. Erfindungsgemä#
wird es bevorzugt, daß die thermoplastischen Polyarylenpolyäther eine reduzierte
Viskosität über etwa o,35, insbesondere über etwa 0,4 haben Das Verfahren zur Bestimmung
der reduzierten Viskosität wird im folgenden beschrieben. Folien thermoplastischer
Polyarylenpolyäther, die zum
in die erfindungsgemäße Slatrize geeignet sind, können nach den zur Herstellung
thermoplastischer Materialien bekannten Verfahren, Strangpressung, Druckverformung,
Spritzguk, Gie#en aus der Lösung usw. , hergestellt werden. Die Dicke der verwendeten
Folien
ist nicht entscheidend, sondern wird hauptsächlich von
praktischen tberlegungen, wie Kosten und Leichtigkeit der Herstellung, bestimmt.
Im allgemeinen liegen die geeigneten Dicken für thermoplastische Polyarylenpolyätherfolien
zwischen etwa 0,75 mm bis etwa 6 mm, obgleich Dicken zwischen etwa 2-3 mm bevorzugt
werden.
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Wie oben angegeben, wird die erfindungsgemäße Matrize aus einem, zusammengesetzten
Folienmaterial eines faserverstärkten thermoplastischen Polyarylenpolyäthers hergestellt
mit der Voraussetzung, daß die Dicke des thermoplastischen Polyarylenpolyäthers
an den Oberflächen der zusammengesetzten Folie dicker ist als die tiefste Eindrückung,
die während der Herstellung einer Matrize erfolgt. Zu diesem Zweck kann jedes faserverstärkende
Material verwendet werden. Solehe Verstärkungen sind z. B. gewebte und ungewebte
faserhaltige Stoffe, Fasermatten, Vliese, kontinuierliche faserartige Fäden und
Stränge usw. Auch Glasfaser, insbesondere in Form einer dünnen Matte oder eines
gewebten Stoffes, hat sich als geeignet erwiesen. Die Verwendung einer Faserverstärkung
erhöht die Festigkeit einer Matrize und verlängert so ihre Lebensdauer und vermindert
die einheitliche Verformungsschrumpfung auf eine GröBenordnung bis zu nur o,l %.
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Gegebenenfalls können eine oder mehrere Schichten derselben oder einer
unterschiedlichen Faserverstärkung verwendet werden0 W.iterhin ist es zweckmäßig,
daß die verwendete Faserverstärkung genügend porös oder offen ist, um eine vollständige
Imprägnierung derselben durch den thermoplastischen Polyarylenpolyäther während
der
Herstellung der Folie und Matrize zuzulassen.
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Eine zusammengesetzte Solide, durchv, elche eine oder mehrere Schichten
von Faserverstärkung zwischen Schichten eines thermoplastischen Materials gebunden
werden, kann zweckmäßig hergestellt werden, indem man eine Zwischenschicht der Faserverstärkung
zwischen zwei Folien des thermoplastischen Polyarylenpolyäthers legt und Wärme und
Druck anwendet, um die Schichten in eine einziges zusammengesetzte, faserverstärkte
Folie zu bringen. Eine zusammengesetzte Folie mit zwei oder mehr Schichten der Faserverstärkung
kann in ähnlicher Weise hergestellt werden, indem man einen Film oder eine dünne
Folie des thermoplastischen Polyarylenpolyäthers zwischen Faserschichten legt, danach
die so hergestellte zu "sandwich"-Struktur zwischen zwei Schichten des thermoplastischen
Polyarylenpolyäthers bringt und Wärme und Druck anwendet, um die Schichten zu einer
einzigen, zusammengesetzten, faserverstärkten Folie zu pressen. Es können auch andere
Verfahren angewendet werden wie Strangpressen und Verbindung zweier Folien des,
thermoplastischen Polyarylenpolyäthers, wobei man vor dem Zusammenbringen der Folien
eine Schicht der Faserverstärkung dazwischenbringtO Andere Verfahren zur Herstellung
einer zusammengesetzten Folie, die gewährleisten, daß'die Dicke des thermoplastischen
Polyarylenpolyäthers an den Oberflächen der zusammengesetzten Folie dicker sind
als der tiefste, bei der Herstellung einer Matrize erfolgende Eindruck, sind dem
Fachmann bekannt. Geeignete Dicken für die zusammengesetste Folie liegen im selben
Bereich, wie er für ine Folie des Polyarylenpoly-Ethers angegeben wurde.
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Die erfindungsgemäße Matrize wird gewöhnlich hergestellt, indem man
eine zusammengesetzte Folie des hier beschriebenen thermoplastischen Polyarylenpolyäthers
mit einer Originalplatte oder Vorlage in Berührung bringt, Wärme und Druck anwendet,
Matrize und Original trennt und die Matrize abkühlen läßt So wird eine ausgezeichnete
Reproduktion des Originals in der Matrize erhalten, gegen die echte Kopien des Originals
in der im folgenden beschriebenen Weise verformt werden können.
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Die Temperatur, bei welcher eine Matrize hergestellt werden kann,
ist nicht sehr entscheidend. Offensichtlich ist die niedrigste Temperatur diejenige,
bei welcher das Polymerisat unter Druck verformt werden kann, und die höchste Temperatur
liegt unterhalb der Zersetzungstemperatur des Polymerisates oder dem 1£'rweichungspunkt
des Originals. Temperaturen zwischen 213 - 2880, vorzugsweise zwischen 218 - 2460,
entsprechen diesen praktischen Überlegungen für den thermoplastischen Polyarylenpolyäther.
Matrizen können von ungerahmten Kupferoriginalen bei Temperaturen von 213 - 2880,
aus Zink- und Magnesiumoriginalen bei Temperaturen von 218 - 2460 und aus Typenmetall,
wie ein "Linotype"-Metall, das sich unter Druck bei 2270 erweicht, bei Temperaturen
von 218 - 2240 hergestellt werden.
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Der Verformungsdruck kann in weiten Grenzen variieren. Geeignete Drucke
liegen zwischen 14 bis 70 kp/cm2, vorzugsweise zwischen 2 17,5 bis 35 kp/cm2.
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Besondere Beispiele geeigneter Herstellungsverfahren-für eine erfindungsgemäße
Matrize sind in den Beispielen. angegeben.
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Wie oben angegeben, ist die erfindungsgemäße Matrize durch eine einheitliche
Verformungsschrumpf@ng in allen Richtungen und durch thermische und Dimensionsbeständigkeit
bei Verformungstemperaturen bis zu 1770 gekennzeichnet. Im allgemeinen wurde gefunden,
daß die hier beschriebenen Folien thermoplastischer Polyarylenpolyäther bei Verformung
in eine Matrize in einer Größenordnung von etwa 0,1 bis 0,5 % schrumpfen. Dieser
Bereich liegt in den in der Techniktaufgestellten Grenzen einer Schrumpfung von
0,5 ffi für Matrizen, die zur Herstellung von Duplikat-Druckplattenteilen verwendet
werden. Es wird bemerkt, daß ein einmaliges Merkmal der erfindungsgemäßen Matrize
darin liegt, daß das Maß an Schrumpfung für jede Matrize, die aus Folien eines thermoplastischen
Polyarylenpolyäthers mit gleichen Eigenschaften, z.B. derselben reduzierten Viskosität,
das gleiche ist, d. h. es ißt von Folie zu Folie einheitlich und einheitlich in
allen Richtungen innerhalb jeder Folie. Dieses Merkmal macht es für einen Matrizenhersteller
möglich, sich auf ein zAheitlich wiederkehrendes Maß an Schrumpfung für eine gegebene
Polymerisatformulierung zu verlassen und so konstante, überlegene Gesamtergebnisse
zu erzielen.
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Die erfindungsgemäße Matrize bietet also die Vielseitigkeit thermoplastischer
Materialien und hält dennoch die scharfen Bedingungen beim Verformen einer Matrize
aus, ohne daß die üblicherweise
bei wärmehärtenden Kunststoffen
auftretenden Probleme erscheinen.
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Das polymere Material, das zur Herstellung von Druckplatten usw0 gegen
die erfindungsgemäße Matrize verformt werden kann, kann ein thermoplastisches wärmehärtendes,
natürliches oder synthetisches polymeres Material sein. Im allgemeinen kann jedes
normalerweise feste polymere Material, das durch Anwendung von Druck und Wärme bis
zu etwa 1770 durchverformt oder ausgehärtet werden kann, gegen die erfindungsgemäße
Matrize verformt werden.
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Geeignete thermoplastische Materialien umfassen natürliche und synthetische
Kautschuks, Polyolefine, wie Polyäthylen und Polypropylen, Polyvinylidenchlorid,
Polyvinyle, Polystyrol, Polyäther, Polyacrylate, Polymethacrylate, Polyamide, Polycarbonate,
Polyoxyäther, Polyoxymethylene, Mischpolymerisate und Mischungen derselben usw.
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Geeignete wärmehärtende Harze umfassen Phenol-Aldehyd-Polymerisate,
Harnstoff-Aldehydpolymerisate, Melamin-Aldehyd-Polymerisate, Epoxyharze, Polyester,
Mischpolymerisate und Mischungen derselben usw.
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Die mit der erfindungsgemäßen Matrize zu verformenden polymeren Materialien
können die bekannten Zusätze, wie Füllmittel, Barbstoffe, Pigmente, Vernetzungsmittel,
Aushärtungsmittel, Stabilisatoren, Weichmacher, Konservierungsmittel, Schmiermittel,
Qxydationßechutzmittel usw., enthalten. Sie sollten Jedoc * eine Lösungsmittel oder
andere Materialien enthalten, die die thermoplastische
Polyarylenpolyäthermatrize
angreifen. In diese Klasse fallen aromatische und chlorierte Lösungsmittel. Im allgemeinen
kann jeder polymere Stoff, der gegenüber der ldatriæe inert ist, verformt werden.
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Die erfindungsgemäße Matrize trennt sich gewöhnlich ohne Hilfsmittel
zum Loslösen aus der Form von einem Original oder dem zu formenden Gegenstand. Gegebenenfalls
können jedoch solche Hilfsmittel zum Loslösen aus der Form zur leichteren Trennung
von Matrize und Original oder herzustellenden Gegenstand verwendet werden. Die Verwendung
solcher Trennmittel hat sich als zweckmäßig erwiesen bei Formlingen aus vernetzten
polymeren Materialien, wie Epoxyharze und Kautschuks. Geeignete Hilfsmittel zum
Loslösen aus der Form sind Graphit, Molybdändisulfid, Siliconöle usw0 Die Verwendung
von Lösungsmitteln oder Hilfsmitteln, die das Matrizenmaterial angreifen, sollte
vermieden werden.
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Die folgenden Beispiele veranschaulichen die vorliegende Erfindung,
ohne sie einzuschränken.
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Der für die Matrizen bzw. Formwerkzeuge verwendete Polyarylenpolyäther
hat die folgende Grundstruktur:
Beispiel 1 D¢r thermoplastische Polyarylenpolyäther mit einer
reduzierten Viskosität von 0,49 wurde in-eine Folie von 1,8 mm Dicke stranggepreßt.
Aus der Folie wurden zwei Platten von 20 x 20 cm geschnitten und mit einer dazwischenliegenden,
2,25 mm dicken Schicht aus Glasfaserstoff übereinandergelegt. Dieses sandwich-Material
wurde in eine elektrisch beheizte hydraulische Presse gegeben und 5 Minuten ohne
Druck bei geschlossenen Preßplatten auf 3000 vorerhitzt. Dann wurde 2 Minuten ein
Druck von 35 kg/cm2 angewendet, um die Schichten in ein Folienmaterial aus einer
Schicht Glasfaserstoff zwischen zwei Schichten des thermoplastischen Polyarylenpolyäthers
zusammenzupressen. Das Folien material wurde aus der Presse genommen und abkühlen
gelassen; es hatte eine Dicke von 3,8 mm, und das Material an den Oberflächen bestand
völlig aus thermoplastischem Polyarylenpolyäther.
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Die zusammengesetzte Folie wurde mit einer Kupferoriginal reliefdruckplatte,
die mit einem Silicanöl zum leichteren Lösen überzogen war, in Berührung gebracht
und in eine elektrisch beheiz hydraulische Presse mit einem 10 cm Stempel gegeben.
Platte und Original wurden 1,5 Minute ohne Druck mit geschlossenen Preßplatten auf
2430 vorerhitzt Dann wurde die Matrize durch 1 Minu-2 ten lange Anwendung von 35
kp/cm2 Druck hergestellt. Die Temperatur wurde auf 930 verringert und Original und
Matrize herausgenommen und auf Zimmertemperatur abgekühlt.
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Die Reproduktion war ausgezeichnet und die Schrumpfung 0,4 % einheitlich
in allen Richtungen.
Eine innige Mischung aus einem Polyoxyäther
der folgenden Struktur:
und 5 Gew.% eines Kautschuks aus 95 % Butadien und 5 % Styrol wurde in der beschriebenen
Presse gegen die hergestellten Matrize verformt0 Die Matrize und berührende Polymerisatmischung
wurden 3 Minuten ohne Druck bei geschlossenen Preßplatten auf 1490 vorerhitzt0 Die
Duplikatdruckplatten wurden dann 30 Sekunden bei 65,45 kp/cm2 verformt0 Die Reproduktion
war ausgezeichnet, und die Matrize zeigte keine thermische oder Dimensionszersetzung.
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Beispiel 2 Vier Schichten eines 0,25 mm dicken Films aus thermoplastischem
Polyarylenpolyäther mit einer reduzierten Viskosität von 0,49 wurden alternierend
mit drei Schichten nicht gewebter Glasfasermatte von 2,39 mm Dicke zusammengebracht.
Die alternierenden Schichten wurden dann zwischen zwei Schichten einer gewebten
Glasfasermatte von 0,78 mm Dicke gelegt, und diesem sandwich-Material wurde dann
zwischen zwei 20 x 20 x 0,075 cm Platten eines thermoplastischen Polyarylenpolyäthers
mit einer reduzierten Viskosität von 0,49 gelegt. Dieser Schichtkörper wurde dann
wie in Beispiel 1 in eine zusammengesetzte Folie verformte Die erhaltene Folie war
3,2 mm dick und bestand aus fünf Schichten der Glasfasermattenverstärkung zwischen
Schichten des thermoplastischen Polyarylenpolyäthers.
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Die zusammengesetzte Folie wurde wie in Beispiel 1 gegen ein Kupferoriginal-zu
einer Matrize verformt. Die Reproduktion war
ausgezeichnet und
die Schrumpfung weniger als 0,1 % einheitlich in allen Richtungen. Eine Duplikatplatte
wurde wie in Beispiel 1 mit Erfolg gegen die Isiatrize verformte Die Reproduktion
war ausgezeichnet, und die Matrize zeigte keine thermische oder Dimensionsveränderung,
Beispiel 3 Beispiel 1 wurde wiederholt, wobei eine Schicht nicht gewebter Glasfasermatte
von 2,39 mm Dicke als Verstärkung und 2,08 mm dicke Platten des thermoplastischen
Polyarylenpolyäthers verwendet wurden. Die zusammengesetzte Folie war 4,1 mm dick;
eine daraus hergestellte Matrize schrumpfte einheitlich in allen-Richtungen um 0,2
. Gegen die Matrize wurde mit Erfolg eine Duplikatplatte verformt. Die Ergebnisse
waren die gleichen wie in Beispiel 1