DE1926017A1

DE1926017A1 - Einrichtung zum Pressen von Kunststoffplatten

Info

Publication number: DE1926017A1
Application number: DE19691926017
Authority: DE
Inventors: Brodhag Earl E; Sorensen L Robert; Casanova John V; Conn Westport
Original assignee: Time Inc
Current assignee: TI Gotham Inc
Priority date: 1968-05-23
Filing date: 1969-05-22
Publication date: 1969-12-18
Also published as: DE1926017B2; US3546741A; NL6907957A

Description

8O5O-69/Dr.v.B/ß

U.S.Ser.Ho. 731,567
Piled: May 23,"" 1968

Time, Incorporated

Time & Life Building, Rockefeller Center New York N.Y. (V.St.A.)

Einrichtung zum Pressen von Kunststoffplatten

Die vorliegende Erfindung betrifft, eine Einrichtung zum Pressen von Kunststoffplatten, insbesondere eine Einrichtung zum Herstellen einer mit einer Elektrotypie-Druckplatte verbundenen Kunststoffplatte.

Elektrotypie-Druckplatten, bei denen die Unterlage oder der Träger aus Kunststoff (Plastik) anstelle des früher allgemein verwendeten Bleis bestehen, sind bekannt. Um eine sichere Verwendung in modernen Schnellpressen zu ermöglichen, müssen alle Elektrtypen, gleichgültig ob sie eine Unterlage aus Blei oder aus Kunststoff enthalten, mit Platten aus einem festeren Material, wie Aluminium oder Magnesium verbunden werden. Kunststoff-Unterlagen und die Laminierung von Unterlagen, sei es aus Kunststoff oder Blei, mit Platten aus einem festeren Werkstoff haben verschiedene Vorteile, die dem Fachmann bekannt-sind und daher nicht näher erläutert zu werden brauchen. Die genannten Maßnahmen sind jedoch auch von gewissen Nachteilen begleitet.

Bekannte Einrichtungen zum Herstellen von Eiektrotypen mit Kunststoff-Unterlage enthalten Formen, die wegen der Dauerhaftigkeit im allgemeinen aus Metall bestehen und ein zu formendes,

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geeigrietes Kunststoffmaterial aufnehmen. Das zu formende, oder verpressende Kunststoffmaterial wird in der Form erwärmt, so daß es deren Gestalt annimmt, und dann abgekühlt, so daß es sich in der Gestalt der Form verfestigt. Da Kunststoffe, insbesondere die zähen, widerstandsfähigen thermoplastischen Polymere wie die synthetischen linearen Polyamide, die für die Unterlage von Elektro-· typen besonders geeignet sind und deren Festigkeit in hohem Maße auf dem Ausmaß ihrer Kristallinität und der Wasserstoffbindung beruht, im allgemeinen einen höheren Wärmeexpansionskoeffizient als Metalle haben, schwindet das Kunststoff- oder Plastikmaterial während des Abkühlungszyklus stärker als die Form, so daß ein Zustand auftritt, in dem der Formhohlraum nicht mehr unter Druck ausgefüllt ist. Als Folge davon, dehnt sich dann Luft, die im Kunststoff eingeschlossen sein kann, aus, in örtlichen heißen Stellen, wo der Kunststoff noch flüssig ist, entstehen Gasblasen durch Verdampfung von flüchtigen Anteilen, wie v/asser, im Kunststoff und es treten unregelmäßige Schwingungs- oder Schrumpfungslinien auf.

Das mit den bekannten Verfahren und Einrichtungen erhaltene gepreßte Produkt läßt daher zu wünschen übrig und selbst wenn es relativ blasenfrei ist, muß es nachbehandelt v/erden, indem man beispielsweise die Rückseite abschleift, um die Schrumpfungslinien zu entfernen. Zur Beseitigung von Gasblasen sind andere Verfahren bekannt, man kann z.B. im Kunststoff ein grobes Gewebe oder eine Fasermatte vorsehen_s um Entlüftungskanäle für Gaseinschlüsse zu bilden, die Preßform durch eine öffnung zu entgasen, gegebenenfalls unter mehrfachem Schlagen mit dem Preßstempel, und die Presse abstellen, während der Kunststoff flüssig ist_s damit das eingeschlossene Gas entweichen kann. Diese Maßnahmen erfordern zusätzliche Verfahrensschritte und Kosten sowie gelegentlich ein hohes Ausmaß an Urteilsvermögen für die Bedienungsperson. Die Gefahr, daß der Kunststoff leidet und die Blasenbildung doch nicht vollständig vermieden wird, ist daher verhältnismäfig groß.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die oben geschilderten Nachteile zu Vermeiden. Durch die Erfindung

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soll insbesondere eine Einrichtung zum Pressen von Kunststoffplatten, vorzugsweise eine Einrichtung zum Verbinden einer Elektrotypie-Druckplatte mit einer Kunststoffunterlage angegeben werden, bei der der Kunststoff zu keiner Zeit plötzlichen Temperaturänderungen ausgesetzt wird und Kunststoffunterlagen erhalten werden, die frei von Gasblasen und Schrumpfungslinien sind.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung bei einer Einrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß eine Rahmenanordnung und zwei mit dieser zusammenarbeitenden und einen Hohlraum zur Aufnahme öiner gewissen Menge Kunststoff und gegebenenfalls einer Elektrotypie-Druckplatte bildenden-Platten, von denen mindestens eine flexibel ist_s ohne örtlich deformierbar zu sein. Zum Schließen der Plattenanordnung auch bei einer überfüllung des Hohlraumes mit Kunststoff ist eine bewegende Anordnung vorgesehen., wobei die Mitte der biegsamen Plattenanordnung und die bewegende Anordnung voneinander so beabstandet sind, daß beim Schließen der Plattenanordnung ein begrenztes Biegen der biegsamen Plattenanordnung möglich ist. Es ist ferner eine Temperatursteuervorrichtung vorgesehen, um zuerst den Kunststoff zu erwärmen und hierdurch das Verbinden mit der Elektrotypie-Druckplatte zu erleichtern, sowie ihn dann auf Gebrauchstemper-atur abzukühlen, wobei die Flexibilität der biegsamen Plattenanordnung es gestattet, auf den Kunststoff einen ausreichenden Druck auszuüben, um die Bildung von Gasblasen und Schrumpfungslinien im-Kunststoff während der Abkühlung zu verhindern.

Die Erfindung wird im.folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert, es zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Vertikalschnitt eines ersten typischen Ausführungsbeispiels einer Preßeinrichtung gemäß der Erfindung im geöffneten Zustand;

Fig, 2 einen schematischen Vertikalschnitt der Preßeinrichtung gemäß Fig. 1 im geschlossenen Zustand;

Fig. 3 eine perspektivische Darstellung einer Laminiervorrichtung, die zwar keinen Teil der vorliegenden Erfindung bil-

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det aber zeigt, wie das durch die Einrichtung gemäß der Erfindung j hergestellte Produkt am zweckmäßigsten verwendet v/erden kann; Fig. H einen vereinfachten Vertikalschnitt eines zwei-

ten typischen Ausführungsbeispiels einer Preßeinrichtung gemäß derj Erfindung im geöffneten Zustand, und j

Fig. 5 einen vereinfachten Vertikalschnitt der Einrich« ' tung gemäß Fig. 4 im geschlossenen Zustand.

In Fig. 1 ist eine Einrichtung 9 zum Formpressen eines Materials, wie eines Polyamid-Preßpulvers, zu einem Produkt, wie einer Unterlage oder Rückplatte für eine Elektrotypie-Druckplatte dargestellt. Als zu verpressendes Material eignen sich insbesondere vorgeformte, synthetische, lineare Polyamide, die allgemein als "Nylon" bezeichnet werden und eine bekannte Klasse von Substanzen darstellen, Nylon zeichnet sich durch große Härte und ausgezeichnete Verschleißfestigkeit aus. *

Auf die Rückseite II¹ eines Elektrotypie-Mantels 11, der von einer Rahmenanordnung 12 umgeben ist, wird eine abgemessene Menge eines Polyamidpreßpulvers 10 aufgebracht. Der Elektrotypie-Mantel 11 ist in übliher Weise ausgebildet, er besteht z.B. aus einer elektrisch gebildeten Platte aus Kupfer und Nickel, deren Vorderseite 11" mit einer Relieffläche gebildet ist, während die Rückseite 11' sauber und trocken ist. Die Rahmenanordnung 12 ruht auf einer flexiblen Platte 13, die ihrerseits auf einem Umfangsteil 14 einer Matrizenbasis 15 ruht, deren mittlerer Teil mit 16 bezeichnet ist.Der Umfangsteil 14 ist höher als der Mittelteil 16, so daß die biegsame Platte 13 nur am Umfang unterstützt ist.

Die flexible Platte 13 und die Matrizenbasis 15 bilden zwischen sich eine luftdichte Kammer 17, die mit einer öffnung 22 versehen ist, durch die Druckluft oder ein anderes Druckmedium in die Kammer 17 eingeleitet werden kann, um das Bestreben der biegsamen Platte 13, beim Gebogenwerden wieder in den geraden Zustand zurückzukehren, zu unterstützen. Die andere Platte 20 kann am Rahmen 12 angreifen, so daß die biegsame Platte 13, der Rahmen 12 und die Platte 20 im geschlossenen Zustand (Fig. 2)einen Hohlraum 21

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bilden, der das Polyamidpreßpulver 10 enthält.

Die Hence des Polyamidpreßpulvers, die auf die Rückseite 11^! des Galvanos- oder der Elektrotypie-Platte 11 aufgebracht wird, ist so bemessen, daß das Polyamidpreßpulver 10 bei auf dem Rahmen 12 aufliegender Platte 20 den Hohlraum der Form vollständig ausfüllt, wenig oder gar keine Luft eingeschlossen wird und die biegsame Platte 13 sogar nach unten ausfedert (Pip. 2). Während die Platte 20 mit kleiner Gesamtkraft (etwa 7 bis 90 kp) langsam in die Schließstellung gebracht wird, hält nan eine Preßtemperatur von 177 °C aufrecht. Wenn das Preßpulver zwischen der erwärmten Elektrotypie-Platte 11 und der Platte 20 zusammengedrückt wird, schmilzt es allmählich und nimmt die Form des Hohlraumes 21 an. -Wie weit sich die biegsame Platte 13 beim Schließen der Form nach unten biegt, hängt von der Dicke der Platte 13, dem Material, aus welchem sie hergestellt worden ist, und der Menge des auf der Elektrotypie-Platte 11 aufgebrachten Preßpulvers 10 ab.

V/enn die Form geschlossen ist, wird der Druck der Platte 20 und der Matrizenbasis 15 innerhalb des Rahmens 12 und der Peripherie der biegsamen Platte auf mindestens 14 kp/em erhöht und in die luftdichte Kammer 17 wird durch die öffnung 13 Luft oder ein anderes Druckmedium mit einem Druck von 3,5 bis

10,5 kp/cm eingeführt. Die öffnung 22 ist hierfür mit einer üblichen, nichtdargestellten Druckmittelquelle, z.B. einem Druckluftbehälter oder einem Luftverdichter verbunden. Der Kunststoff 10' wird dabei dem Druck ausgesetzt, der aus dem Biegen der biegsamen und elastischen Platte 13 und dem Druck des Druckmediums in der Kammer 17 resultiert. Dieser Druck verhindert ein Verdampfen von flüchtigen Materialien und eine Ausdehnung von Luft, die gegebenenfalls im Kunststoff enthalten sein können, und damit auch weitestgehend eine Bildung von Gasblasen im Kunststoff. Außerdem preßt er den Kunststoff in die feinen Rillen auf der Rückseite 11» der Platte 11.

Die Wärmequelle wird dann von der Presse abgeschaltet und der Kühlzyklus wird eingeleitet. Der Druck in der Kammer 17

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kann dauernd aufrecht erhalten oder momentan verringert v/erden und die geschlossene Form kann in eire zweite Presse mit kalten Preßplatten übergeführt werden. In beiden Fällen sind Maßnahmen, wie eine Temperatursteueranordnung 23, 2¹J vorgesehen, um den gepreßten Kunststoff von einer Preßtemperatur oder einem ersten Zustand in eine Gebrauchstemperatur oder einen zweiten Zustand, also auf eine Temperatur oder einen anderen Zustand zu bringen, bei vie Ichein der gepreßte Kunststoff zu einem vorgesehenen Zweck, z.n. zum Drucken, zugeführt werden kann.

Bei Verwendung der vorliegenden Einrichtung ist der gepreßte Kunststoff praktisch frei von Gasblasen und unregelmäßigen Schrumpfungslinien, so daß keine ilachbearbeitung erforderlich ist. Die Herstellung von Elektrotypie-Jruckplatten wird auf diese '..'eise sehr einfach, schnell und wirtschaftlich und es geht praktisch kein Material verloren. Man benötigt weder folienförmige noch flüssige Klebstoffe und spart Einkaufs-, Behandlungsund Anwendungskosten. Außerdem lassen sich in der beschriebenen Weise Pulver, die bis zu 2,5p V/asser enthalten, mit Erfolg verarbeiten, während bei den bekannten Einrichtungen nur Pulver verwendet v/erden konnten, die höchstens O,2# V/asser enthalten.

Die Preßeinrichtung gemäß der Erfindung erlaubt außerdem eine genaue Steuerung der Abmessungen, insbesondere der Dicke des gepreßten Kunststoffproduktes, was insbesondere für das Auflaminieren des gepreßten Kunststoffproduktes auf eine Verstärkungs- oder Basisplatte aus einem festen, leichten Material, wie Aluminium oder Magnesium, von großer Bedeutung ist. Die überfüllung des Formhohlraumes 21 ist insbesondere ausreichend, um zu gewährleisten, daß die Dicke der gepreßten Kunststoffunterlage an einer bestimmten Stelle, wie L, einen Maximalwert hat und mit zunehmender Entfernung von dieser Stelle in allen Richtungen kontinuierlich abnimmt.

Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht einer Laminirungsvorrichtung 29, die zeigen soll, wie das mittels der Einrichtung gemäß der Erfindung hergestellte Produkt am besten verwendet werden kann. Die Vorrichtung 29, die nicht unter den Ge-

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. BADORtGJNAL

genstand der vorliegenden Erfindung fällt, enthält zwei Präzisionsmatrizen 30, 31. Um Punkte 33a und 35a sowie Linien 33b-33d und 3!5b-35d, auf die in folgenden bei der Erläuterung der Arbeitsweise der Vorrichtung 29 Bezug genommen wird, deutlich zu zeigen, ist die Matrize 30 mit ihren dem Beschauer zugewandten Ende bezüglich der Matrize 31 nach unten geschwenkt dargestellt (oder die Matrize 31 ist mit ihren dem Beschauer zugewandten Ende bezüglich der Matrize 30 nach oben geschwenkt). Die Matrizen 30, 31 können ähnlich wie es in der USA-Patentschrift 3 0^5 535 beschrieben ist, ausgebildet sein und beispielsweise eine Einlaßleitung 30a sowie eine Auslaßleitung 30b und nicht dargestellte Verbindungsleitungen aufweisen, um ein relativ kühles Medium durch die Matrize 30 zirkulieren zu lassen, damit der gepreßte Kunststoff 10' in der IJühe der Elektrotypie-Platte 11 im festen Zustand gehalten wird. Ferner können-eine Einlaßleitung 31a, eine Auslaßleitung 31b und nichtdargestellte Verbindungsleitungen vorgesehen sein, tun durch die Matrize 31 ein relativ warmes Medium zu leiten, was den Zweck hat, gleichzeitig aufeinanderfolgende Teile des gepreßten Kunststoffes 10' im Abstand von der Elektrotypie-Platte 11 in den flüssigen oder halbflüssigen Zustand zu bringen. Die Bindung zwischen der Elektrotypie-Platte 11 und flem gepreßten Kunststoff 10' kann auf diese Weise erhalten werden ₃ während gleichzeitig der Kunststoff 10' mit einer Grundplatte 35 aus Aluminium oder einem ähnlichen Material verbunden wird. Die Matrize 31 wird dann mittels einer die Einlaßleitung 31a, die Auslaßleitung. 31b und die nichtdargestellte Verbindungsleitungen durchströmende, relativ kühle Flüssigkeit abgekühlt und das laminierte Produkt kann schließlich in üblicher V/eise auf einer Druckerpresse montiert werden,,

Die in Fig. 3 dargestellte Vorrichtung schafft also die Möglichkeit, eine erste Oberfläche 33' des gepreßten Kunststoffes 10' mit einer zweiten Oberfläche 35' der Aluminium- oder Magnesiumgrundplatte 35 in einem vorgegebenen Bereich zu verbinden. Die Oberfläche 35' ist kawex-zylindrisch gekrümmt und hat eine höhere Schmelztemperatur als die Oberfläche 33'. Durch eine Anordnung, wie die untere konkave Matrize 30 oder die in Verbin-

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dung mit Pig. 1 und 2 beschriebene Preßeinrichtung wird die Oberfläche 33' komplementär zur Krümmung der Oberfläche 35' gekrümmt, die Krümmung ist jedoch etv/as schwächer als die Krümmung der Oberfläche 35'. Anders gesehen, ist die Oberfläche 33' in Ebenen senkrecht zur Krümmungsachse der Oberfläche 35' in einem etwas geringeren Grade gekrümmt als die Oberfläche 35's und sie ist in Ebenen der Krümmungsachse der Oberfläche 35' konvex gekrümmt. Ein querschnitt bei der gestrichelten Linie 33" ist also in der Mitte ; dicker als an seinen Enden.

Die Matrize 31 dient zur Erwärmung der Oberfläche 35' : auf eine über der Schmelztemperatur der Oberfläche 33' liegenden Temperatur und die Matrize 31 und eine obere Platte 38 (oder die Matrize 30) dienen als Mittel um die Oberflächen 33' und 35' zusammenzubringen. Wegen der Krümmungsverhältnisse der Oberflächen werden dabei sukzessive Teile der Oberfläche 33' in Berührung mit sukzessiven Teilen der Oberfläche 35' gebracht und bilden eine Laminierung oder Verbindung, die sich progrssiv zu den Bereichsgrenzen der beiden miteinander in Berührung stehenden Oberflächen er- ^: streckt, ohne daß irgend ein· Teil der ersten Oberfläche umgeben wird, der sich nicht in Berührung mit der Oberfläche 35' befindet. Die Punkte 33a und 35a berühren sich also zuerst unter Bildung eines ersten Verbindungsbereiches, später treten die Linien 33b und 35b, die außerhalb der Punkte 33a bzw. 35a liegen^ miteinander in Berührung, noch später die Linien 33c und 35Cj die außerhalb der Linien 33b bzw. 35b liegen, dann die Linien 33d und 35d, die ihrerseits außerhalb der Linien 33c bzw. 35c liegen usw. bis zur Grenze des Bereiches der Oberfläche 33' oder irgend eines anderen vorgegebenen Bereiches, über den die Schichtverbindung hergestellt werden soll.

Wenn als Kunststoff ein Nylon (erhältlich von der Firma E.I. du Pont de !lemöurs & Co. unter dem Handelsnamen Zytel 61 oder Zytel 63) verwendet wird, darf die Matrize 30 inder Nähe der Elektrotypie-Platte 11 nicht wärmer als 38 ⁰C werden und der Laminieruhgsdruck soll 4^6*1 kp/em² nicht überschreiten.

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Es wurde gefunden, daß eine gute Haftung zwischen dein Nylon und einer Aluminiumgrundplatte auch ohne Verwendung eines Klebers erreicht werden kann, wenn man die Aluminiumoberfläche vorbehandelt. Eine Verbindung mittlerer Festigkeit ergibt sich, wenn man das Aluminium zuerst drei Hinuten in einem etwa 70 ⁰C warmen Bad, das 3 Gewichtsprozent Natriumhydroxid enthält, reinigt und ätzt. Eine stärkere Verbindung, deren Festigkeit die des Nylons übersteigt, erhält man, wenn man das Aluminium 1 Minute bei einer Temperatur von,82 ⁰C in einer 3 Gewichtsprozent Trinatriumphosphat enthaltenden Lösung reinigt und anschließend 5 Minuten in einem 50 Gewichtsprozent Phosphorsäure enthaltenden Bad mit einer positiven Gleichspannung von 15 V am Aluminium anodisch be~ handelt, wobei die Temperatur des Säurebades zwischen 18 und 27 ⁰C gehalten wird.

Durch geringfügiges überfüllen der Preßeinrichtung gemäß Fig. 1 und 2 wird das erhaltene gepreßte Produkt an einer Stelle L, die in der Mitte liegen kann, etwas dicker als an anderen Stellen. Außerdem nimmt die Dicke in allen Richtungen kontinuierlich mit zunehmendem Abstand von L ab. Das richtige Verhältns zwischen den Krümmungen der Oberfläche 33' und der Oberfläche 35' kann daher auch dann erreicht werden, wenn die Matrizen 30 und 31 konventionell sind. D.h. also daß auch wenn die Oberfläche 30' einen Grad von konkaver Krümmung hat, der in konventioneller Weise dem Grad der konvenxen Krümmung der Oberfläche 31' angepaßt ist, der Oberfläche 33' ein Grad von Krümmung, der komplementär aber um den erforderlichen Betrag kleiner als der Grad der Krümmung der Oberfläche 35 ist-, gegeben wird, wenn das gepreßte Produkt 10' von Hand mit einem Galvano oder einer Elektrotypie-Platte 11 auf der Oberfläche 30* zusammengepaßt wird.

Die Fig. 4 und 5 zeigen ein anderes typisches Bei-.spiel einer Einrichtung gemäß der Erfindung. Bei dieser Einrichtung wird ein Galvano oder eine Elektrotypie-Platte 40 mit einer Kunststoffunterlage 42 verbunden. Die Einrichtimg enthält eine Rahmenanordnung 64 mit einem abgeschrägten inneren Rand 45, der

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nach innen und unten geneigt ist. Der Rahmen bildet mit zwei Platten 46 und 48 einen Formhohlraum 50 zur Aufnahme der Elektrotypie-Platte 40 sowie einer abgemessenen Menge von Plastikmaterial öder Kunststoff 52.

Wie die Platte 13 sind die Platten 46 und 48 oder mindestens eine von ihnen biegsam ohne örtlich deformierbar zu sein. iS ist wichtig, daß die Platten örtlich nicht "deformierbar sind, da dies gewährleistet > daß die Platte 46 und 48 beim Biegen glat.-te, gekrümmte Flächen definieren und daß der von ihnen auf den Kunststoff 52_ausgeübte Druck überall den gewünschten Wert hat. Insbesondere wird hierdurch gewährleistet, daß örtliche Erhöhungen, die sich im Kunststoff zu bilden streben, niedergedrückt sowie geglättet werden und daß Schrumpfungslinien aufgefüllt werden, auch wenn der Kunststoff anfänglich ungleichmäßig im Hohlraum 50 verteilt war.

Zum Schließen der durch die Platten 46 und 48 gebildeten Preßform trotz der überfüllung des Hohlraumes 50 mit dem Kunststoff 52 ist eine bewegliche Anordnung vorgesehen, z.5. Platten 54 und 56j von denen mindestens eine beweglicn ist. Der Hohlraum wird vorzugsweise derart überfüllt, daß er 103 % seines normalen Fassungsvermögens an Kunststoff 52 enthält. Beim Schließen der Platten 46 und 48 biegen sich dann die biegsame Platte oder, wenn beide biegsam sind, die biegsamen Platten. Durch das Bestreben der biegsamen Platte oder Platten., wieder in den ebenen Zustand zurückzukehren, wird während des Kühlzyklus ein Druck auf den Kunststoff 52 ausgeübt und dies verhindert die Bildung von Gasblasen und Schrumpfungslinien im Kunststoff.

Um das Biegen der Platten 46 und 48 zu erleichtern, bestehen Abstände von der beweglichen Anordnung, also den Platten 54 und 56. Die auf diese Meise ermöglichte Biegung der Platten 46 und 48 ist in Fig. 5 dargestellt, die zeigt, daß die Mitten 58 bzw. 60 der biegsamen Platten 46 und 48 näher an den Platten 5k und 56 liegen als es bei Fig.4 der Fall ist, die die Einrichtung im offenen Zustand zeigt.

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Un den Kunststoff 62 zuerst zu erwärmen und sein Verbinden mit der Elektrotypie-Platte 40 zu erleichtern und ihn dann \ auf Gebrauchstenperatur abzukühlen, ist eine Temperatursteueranordnung 62 und 64 vorgesehen. Die Temperatursteueranordnung 62 I- und 64 kann elektrische Heizelemente oder Kanäle für V;asser, Dampf, öl oder einen anderen "Wärmeträger enthalten. Man kann z.B. ein ^: heißes und dann ein kaltes Medium vervienden, um zuerst die Erhitzung und dann die Abkühlung zu bewirken. Eine andere Möglichkeit besteht. darin, die Platten 46 und 48, den Rahmen 44, die Elektrotypie-Platte 40 und den mit dieser verbundenen Kunststoff von den nur zur Erhitzung dienenden Platten 54 und 56 in eine andere Presse, die nur zum Kühlen benutzt wird, überzuführen.

Die Biegsamkeit der Platten 46 und/oder 48 erlaubt auf jeden Fall, daß auf dedJKunststoff 52 während des Abkühlungszyklus ein Druck ausgeübt wird, der das Auftreten von Gasblasen und Schrumpfungslinien im Kunststoff verhindert.

Durch den Abstand zwischen den Mitten 58 und 60 der Platten 46 bzw..48 von den Platten 54 bzw. 56 bildet bildet Lufträume 66 und 68, die als Wärmeisolation wirken und während des Abkühlungszyklus eine raschere Abkühlung des Kunststoffes am Umfang (wo eine körperliche Berührung zwischen den Platten 46, 48, 54 und 56 sowie dem Rahmen 44 besteht) als in der Mitte erleichtert. Dies wurde experimentell durch-spezielle-Wärmefühler bestätigt, die in die Form in der Mitte und in einem Abstand von etwa 20 mm von ihrem Ende eingesetzt wurden. Die Temperatur wurde an diesen Stellen vom Beginn des Kühlzyklus an 130 Sekunden lang in Intervallen von 10 Sekunden gemessen. Die Ergebnisse dieser Messungen sind in der folgenden Tabelle aufgeführt:

SO 985 1/164 1

-12-Abkühlungszeit insges. Temperatur (⁰G) des Kunststoffes

(Sekunden)	in der Mitte der Form	im Abstand von ca 20mm vom Ende der Form
O	177	177
10	160	149
20	138	127
30	116	104
40	99	93/
50	88	79,5
60	77	66
70	66	57
80	60	49
90	54	•43".
100	49	40
110	40	• 35 ;. '
120	38	29,4
130	32,2	26,7

Wie die obige Tabelle zeigt, tritt bei der Einrichtung gemäß der Erfindung am Rande des Kunststoffes eine schnellere Ab? . kühlung ein als in der Mitte. Die in der Tabelle angegebenen Daten wurden mit einem Hylon-Mischpolymerisat erhalten, das eine Schmelztemperatur von 129,5 ⁰C und eine Einfriertemperatur von 82' bis 88 °c, bei der die Bildung von Sphärolitfen eine Zunahme, der Dichte), also eine Volumenverringerung, bewirkt, hat. Ähnliche Ergebnisse werden auch mit vielen anderen Kunststoffen erhalten.

h h

Die Sphärolii^fe oder Globuline bilden sich nicht äugen-¹

blicklich, der Kunststoff wird vielmehr, allmählich kristalliner, während er sieh von 82 ⁰C auf Raumtemperatur abkühlt. Dabei schwindet der Kunststoff laufend. Wie die Tabelle zeigt, wird der Kunststoff in der Nähe der Ränder des Formhohlraumes einige Sekunden früher fest als der Kunststoff in der Mitte der Form. Bei der Einrichtung gemäß der Erfindung wird der sich zusammenziehende Kunststoff durch die rücktreibende Kraft der biegsamen Platten 46

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und/oder 48 unter Druck gehalten. Das Auftreten von Schrumpfungs-'

markierungen wird dadurch verhindert, daß vom mittleren Teil der '

Form noch geschmolzener Kunststoff in die Erstarrungszone gedrückt wird. ;

Die beobachteten Dichteänderungen, die auf die Bildung von Sphärolifen zurückzuführen sind, betrugen bis zu 2 %. Wenn der Kunststoff während der Phasenänderung von Druck entlastet wird, bilden sich in der Kunststoffoberfläche kleine unregelmäßige Schrumpfungslinien oder Vertiefungen. Hierdurch können Fehler oder Flecken im Druck entstehen_s wenn die Kunststoffplatte als Druckelement verwendet wird. Wenn der Kunststoff durch die biegsamen aber nicht örtlich deformierbaren Form- oder Pressenplatten immer unter Druck gehalten und von den Rändern der Form her abgekühlt lfird, beginnt das Wachstum der Sphäroliten an den Rändern der Form. Auf dieselbe Weise wird dann auch die Endstufe des Sphä-* rolithenwachsturns auf die mittleren Bereiche der Form begrenzt. Der mechanische Aufbau der Form entsprechend den Lehren der Erfindung ermöglicht die größte Bewegung der biegsamen Plattenanordnung in der Mitte der Form, wo auch die Auswirkungen der Schwindung des kunststoffes am größten sind.

Wenn der Abkühlungszyklus nicht zwischen den für den Erwärmungszyklus verwendeten Pressenplatten sondern zwischen anderen, kalten Platten durchgeführt wird, ist es wünschenswert, Vertiefungen zwischen den Pressenplatten und jeder der Formplatten 46 und 48 vorzusehen. Hierdurch wird eine wärmebedingte Verformung der Formplätten während des Abkühlungszyklus verhindert. Wenn andererseits die Abkühlung zwischen den gleichen Pressenplatten 54 und 56 durchgeführt wird, die schon während des Heizzyklus verwendet wurden, genügt eine einzige Ausnehmung angrenzend an die biegsame Formplatte.

Die biegsame Formplatte, die örtlich nicht vetformbar sein darf₉ wird aus einem starken Material, z.B. Metall, hergestellt. Der vom Rahmen 44 umschlossene Bereich ist typischerweise 2},5 x 30,5 cm groß und die Außenabmessungen des Rahmens betragen 30,5 x 38 cm. Die Platten 46 und 48 haben Ausnehmungen 66 bzw.68

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(die auch in den Pressenplatten 54 und 56 gebildet sein konnten),: die 21,75 x 29,37 cm groß sind, und die Außenabmessungen der PIaIbr ten 46 und 48 betragen 30,5 χ 38,1 cm. Vienn die Platten aus-Stahl} . bestehen, sind sie ungefähr 3,2 mm dick. Bei Verwendung von Alu- f minium beträgt ihre Dicke etv;a 6,35 wan. Die. Tiefe der Auonehmun- ■ cen 66 und 68 beträgt etwa 0,076 bis 0,1 mm, v/enn zwei Ausnehmungen vorgesehen sind und zwar jeweils eine zwischen den fexibleh Platten 46 und HQ und den zugehörigen Pressenplatten 54 und 56. '; V.'enn nur eine Ausnehmung vorhanden ist, hat sie etwa die doppelte; Tiefe wie eine Ausnehmung in Falle, daß deren zwei vervrendet v/er-^: den. Der Rahmen 46 kann aus Stahl -bestehen und ganz mit Poly- ^: tetrafluoräthylen überzogen sein.

V.'ie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 und 2 können Vorkehrungen getroffen sein, um während des Abkühlungszyklus ein Druckmittel auf die denKunststoff abgewandten Seiten der biegsamen Platten 46 und 48 einwirken su lassen, um die Anwendung von Druck auf den Kunststoff während der Abkühlung zu erleichtern. Wenn jedoch flexible Platten 46 und 48 mit den oben angegebenen Dicken verwendet werden, arbeitet die Einrichtung. auch ohne Verwendung eines Druckmittels einwandfrei.

Es war bereits erwähnt worden, daß die Form um etwa 3% überfüllt werden soll, um eine Platte mit der erwünselr&en Dickenmitte herzustellen. Bei einem typischen Rahmen mit den Abmessungen 23,5 cm χ 30,45 cm χ 0,21 cm und einem Preßpulver_a das 1,5 % flüchtige Bestandteile enthält, errechnet sich eine Pulvermenge von l66g für eine ebene Platte, Gemäß der vorliegenden Erfindung werden jedoch gepreßte Platten erhalten, deren Dicke vom Band zur Mitte in der gewünschten Weise zunimmt, indem.man 170g Pulver verwendet. Man erhält auf diese Weise immer Platten, die frei von Blasen und Schrumpfungslinien sind.

Man kann auch andere Materialien als Aluminium und Stahl verwenden, vorausgesetzt daß sie biegsam aber nicht örtlich verformbar sind. Dies erfordert selbstverständlich eine entsprechende Dicke. Bei geeigneter Bemessung können Werkstoffe wie Kupfer, Gußeisen und sogar .Hartgummi verwendet werden. -......-

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Die beschriebenen Ausführungsbeispiele lassen sich selbstverständlich in der verschiedensten 'ieise abwandeln, ohne don Rahmen der Erfindung zu überschreiten. Man kann z.B. andere Materialien als Polyamidpulver als zu verpressendes Material verwenden, insbesondere Polyäthylen, syntaktische Polymere aus Äthylen und Eopylenj, Polyvinylchlorid und Copolymere von Vinyl- und Vinylidenchloriden.

Ob eine oder zwei Ausnehmungen 66 und 68 verwendet werden und ob mit einem Druckmedium gearbeitet wird, kann ebenfalls vom Typ des verwendeten liunststoffes abhängen. Bei hochkristallinen Polymeren, bei denen während der Verfestigung eine Schwindung bis zu l\ % auftritt, wird man im'allgemeinen mit zwei Ausnehmungen 66 und 68 arbeiten. Wenn die Schwindung während der Verfestigung 2% oder weniger beträgt und der Anteil an flüchtigen Bestandteilen 1 Gewichtsprozent nicht übersteigt, reicht im allgemeinen eine Ausnehmung aus.

- Weiterhin braucht man auch kein Galvano oder keine Elektrotypie-Platte, sondern nur eine abgemessene Menge des Kunststoffes zum Pressen in die Form einzubringen, da eine Kunststoffplatte, die zu einer der Preßform entsprechenden Gestalt gepreßt worden ist, auch unabhängig von ihrer Kombination mit einer Elektrotypie-Platte oder einem Galvano in der Drucktechnik Verwendung finden kann, insbesondere wenn der Kunststoff lichtempfindlich ist.

Der Rahmen kann aus einem Stück mit einer der Platten bestehen. ;

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^BAD

Claims

Patentansprüche ■.~ ■

Einrichtung zum Pressen einer Kunststoffplatte mit einem Rahmen" sowie zwei mit diesem zusammenarbeitenden und einen Hohlraum zur Aufnahme einer gewissen Menge Kunststoff bildenden Platten, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Platten (13, 20; 46, 48) flexibel ist ohne örtlich deformierbar zu sein, daß eine Anordnung zum Schließen der Platten auch bei einer überfüllung des Hohlraumes mit Kunststoff (10, 52) vorgesehen ist, daß die Mitte der flexiblen Platte oder Platten und der beweglichen Anordnung einen derartigen Abstand voneinander aufweisen, daß sich die bewegliche Platte oder Platten beim Schließen begrenzt biegen können und daß eine Temperatursteueranordnung vorgesehen ist, um den Kunststoff zuerst zu erhitzen und sein Pressen sowie seine Verfoririting in die Gestalt des Hohlraumes zu erleichtern und dann den Kunststoff auf die Gebrauchstemperatur abzukühlen, wobei die Flexibilität und Elastizität der flexiblen Platte oder Platten so bemessen sind, daß auf den Kunststoff ein ausreichender Druck ausgeübt wird, um die Bildung von Gasblasen und Schrumpfungslinien während der Abkühlung zu verhindern.

2. Einrichtung nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß die Mitten beider Platten (46, 48) und der beweglichen Anordnung (54, 56) Abstände voneinander aufweisen, durch die eine ^T.-.^rärmeisolation gebildet v/ird, die ein schnelleres Abkühlen des Kunststoffes am Umfang als an den Rändern erleichtert.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die biegsame Platte oder Platten aus Metall bestehen.

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¹J. Einrichtung nach Anspruch 3> dadurch β ekennzei c h η e t, daß die biegsame Platte oder Plat-, ten aus Stahl bestehen und-etwa 3_S1 nun dick sind. '.

5. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch

gekennzei ahnet, daß die biegsame Platte oder Platten aus Aluminium bestehen und etwa 6,35 mm dick sind.

6. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche * gekennzeichnet durch eine Anordnung (22) \ durch die der Seite der biegsamen Platte (13), die dem Kunststoff: (10¹) abgewandt ist, während des Abkühlens ein Druckmittel zuführbar ist.

7. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Biegsamkeit der biegsamen Platte oder Platten ein Schließen der , durch die Platten gebildeten Form auch dann noch erlaubt, wenn ^; der Formhohlraum mit 103£ seines normalen Passungsvermögens gefO.lt ist.

8* Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum

eine Elektrotypie-Platte (11) enthält, welche während der Erwärmung mit dem. Kunststoff (10) verbunden wird.

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