DE1918215A1 - Verfahren zur Herstellung von Tafeln aus thermoplastischen Kunststoffen - Google Patents

Description

Badische Anilin- & Soda-Fabrik AG 1918215

Unser Zeichen: O.Z. 26 122 Ms/Be 6700 Ludwigshafen, 8. 4. 1969

Verfahren zur Herstellung von Tafeln aus thermoplastischen

Kunststoffen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Tafeln verschiedener Dicke aus thermoplastischen Kunststoffen in Pulver-, Granulat- oder Folienform mit Hilfe von heiz- und kühlbaren Etagenpressen.

Kunststofftafeln aus Polyäthylen (PE), Polypropylen (PP), Polystyrol, Polyvinylchlorid (PVC) und anderen Thermoplasten können mittels Extruder und Breitschlitzdüse hergestellt werden. Werden solche Tafeln aus Kunststoffen mit niedrigem Schmelzindex bzw. mit besonders hohem K-Wert durch Extrudieren hergestellt, so sind sie meist mit anisotrop verteilten Eigenspannungen oder Orientierungen behaftet. Die Eigenspannungen können bei dünnen Tafeln zum Verzug oder zum Verbeulen führen; desgleichen bei dicken Tafeln, wenn sie spanabhebend bearbeitet werden. Orientierungen bewirken hauptsächlich dann Verzug oder Verwerfungen, wenn bei der Weiterverarbeitung oder im Gebrauch Temperaturen auftreten, die in der Nähe des Erweichungs- oder des Kristallit-Schmelzbereiches des Kunststoffes liegen. Die Widerstände innerhalb der Breitschlitzdüsen können ausserdem bei kleiner Plattendicke so gross werden, dass unter Umständen die Extruderfertigung unwirtschaftlich wird. Die Extruderfertigung erfordert schliesslich aus wirtschaftlichen Gründen auch verhältnismässig grosse Produktionsmengen ein und derselben Dimension und eignet sich nicht für geringen Bedarf.

Deshalb wird bei der Herstellung von Kunststofftafeln, insbesondere bei der Verarbeitung von Kunststoffen mit niedrigem Schmelzindex oder hohem K-Wert, vielfach ein Pressverfahren angewendet.

Bei der Herstellung von PVC-hart-Tafeln ist es beispielsweise bekannt, mehrere meist im Kalanderverfahren hergestellte dünne Folien zwischen ebenen Pressblechen in einer der gewünschten 144/69 - 2 -

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Tafeldicke entsprechenden Anzahl übereinander zu legen und in * einer Etagenpresse bei erhöhter Temperatur unter Druck mitein- . ander zu verschweissen und anschliessend zu kühlen.

Bei der Herstellung von PVC-Tafeln ist es ferner bekannt, zur Verringerung des Austriebs und zur besseren Terschweissung der Bänder der einzelnen Folien allseitig abgekantete Pressbleche zu verwenden. Die Summe der Höhe der Abkantungen der Pressbleche ist dabei kleiner als die Dicke der fertigen Tafel.

Diese Arbeitsweise ist nur anwendbar, wenn Einzelfolien aus thermoplastischem Kunststoff zu Tafeln verpresst werden, da das Kunst stoff pulver oder -granulat, dessen Schütthöhe wesentlich grosser ist als die Dicke der daraus hergestellten Tafeln, aus dem Spalt zwischen den Abkantungen herausrieseln würde. Ferner würde der während der Plastifizierphase entstehende Austrieb aus dem Spalt austreten und sich mit den Pressblechen verhaken.

Tafeln aus Polyolefinen im Dickenbereich von 1 bis 10 mm fertigt man beispielsweise mit Hilfe heiz- und kühlbarer Etagenpressen unter Verwendung mehrerer sehr einfacher Presswerkzeuge, die aus je 2 Pressblechen vom Format der herzustellenden Tafeln bestehen, von denen das eine plan ist, während das andere einen aufgesetzten Rahmen von der Höhe der gewünschten Tafeldicke hat. Das Kunst stoffgranulat oder -pulver wird auf dem Rahmenblech verteilt und sodann mit dem planen Blech abgedeckt. Mehrere auf diese Weise vorbereitete Presswerkzeuge werden in der Etagenpresse zugleich einem Heiz- und Kühlzyklus unterworfen, wobei die Granulat- oder Pulverteilchen unter der Wirkung der Presskraft und der Wärme zu einem homogenen, zunächst plastischen Körper verschweisst werden, der anschliessend durch Wärmeabfuhr zu einem festen Körper erstarrt.

Dieses Verfahren ist jedoch nur anwendbar bei Kunststoffen, die aufgrund ihres verhältnismässig hohen Schmelzindex oder ihres niedrigen K-Wertes wenig orientierurgaempfinilich sind. Es versagt beispielsweise bei Polyäthylen mit einem Schmelzindex MFI 190/2<0,l g/10 min, weil sich während des Plastifizieren der durch die Preaskraft bedingte hochviskose Austrieb an den

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Rändern der Pressbleche mehr oder minder stark verhakt. Während der Volumenkontraktion, die eintritt, wenn die Schmelze zum festen Körper erstarrt, entstehen infolgedessen Orientierungen. Ausserdem werden innere Spannungen eingefroren, weil im Verlauf der weiteren Abkühlung die Kontraktion des bereits festen Körpers behindert bleibt.

Es wurde weiter beobachtet, dass eine ungleichmässige Verteilung des Kunststoffpulvers zwischen den Pressblechen ebenfalls zu Orientierungen und damit zu verbeulten Platten führt.

Auch ein längeres Nachtempern dicht unterhalb des Erweichungsoder des Kristallitschmelzbereichs des Kunststoffes unter Kraftwirkung beseitigt diese Nachteile, insbesondere bei Kunststoffen mit niedrigem Schmelzindex oder hohem K-Wert, nicht.

Schliesslich werden zur Herstellung von Tafeln und rahmenförmigen Teilen mit hoher Planparallelität und mit Dicken von mehr als 10 mm heiz- und kühlbare Stempelformen verwendet, bei denen eine Patrize in eine Matrize eingreift, so dass während des gesamten Heiz- und Kühlzyklus ein Pressdruck auf den Kunststoff ausgeübt werden kann. Nach DAS 1 232 730 ist es dabei'vorteilhaft, dass der Kunststoff während des Erstarrens in der Formhöhlung unter auf die grössten gegenüberliegenden Flächen des eingeformten Kunststoffs ausgeübtem Druck an diesen Flächen gekühlt und an den parallel zur Pressrichtung gelegenen Schmalseiten der Form fortgesetzt beheizt wird. Erst am Ende der Kühlperiode werden auch die Schmalseiten der Form gekühlt.

Die hierfür erforderlichen, meist mit Kanälen für das Heiz- und das Kühlmedium versehenen Stempelformen sind jedoch aufwendig und bedingen besonders bei der Herstellung von dicken Tafeln wegen ihrer Bauhöhe und wegen ihres Hubes Pressen, deren Pressflächen beim Beginn des PressVorganges einen grossen Abstand haben. Dadurch wird ein gleichzeitiges Arbeiten in mehreren, übereinanderliegenden Etagen einer Presse praktisch ausgeschlossen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Pressverfah-

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ren anzugeben, das die Verarbeitung von thermoplastischen Kunststoffen, insbesondere von orientierungsempfindlichen Kunststoffen mit niedrigem Schmelzindex bzw. mit hohem K-Wert, zu beulfreien, verzugsarmen Tafeln im Dickenbereich von etwa 2 bis 10' mm· mit Hilfe von heiz- und kühlbaren Etagenpressen ermöglicht und das einfach zu handhaben ist, wobei Abfälle an den Rändern der " Tafeln weitgehend vermieden werden. In abgewandelter Form soll dieses Verfahren es auch ermöglichen, aus Kunststoffen mit niedrigem Schmelzindex bzw.. hohem K-Wert eigenspannungsarme, lunkerfreie Tafeln im Dickenbereich von etwa 10 bis 100 mm und darüber, herzustellen, ohne dass dabei aufwendige Stempelformen erforderlich sind, so dass gleichzeitig zwischen mehreren, übereinanderliegenden heiz- und kühlbaren Pressplatten einer Etagenpresse gepresst werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass der Kunststoff in gleichmässig hoher bzw. gewichtsmässig gleichmassiger Schichtung zwischen zwei Pressblechen verteilt und zur Bildung der Schmalseiten der Tafeln mit einem Holzrahmen umgeben wird, der die Höhe der Schichtung hat und dass sich der Holzrahmen unter der Wirkung der Presskraft an- einanderzugekehrten Abkantungen oder Rahmen der Pressbleche abstützt, wobei die Summe der Höhen der Abkantungen oder Rahmen der Pressbleche kleiner ist als die Dicke der fertigen Kunststofftafel und dass der so eingeformte Kunststoff zwischen den heiz- und kühlbaren Pressplatten einer Etagenpresse unter Aufwendung eines relativ niedrigen, auf die verwendete Kunststoffart abgestellten Pressdruckes einem Heiz-/Kühlprozess unterworfen wird, wobei der Holzrahmen auf die Höhe der fertigen Kunststofftafel zusammengedrückt wird. .Bei der Herstellung von Tafeln mit einer Dicke über 10 mm, aus Polyäthylen oder Polypropylen sind auf den Kunststoff wirkende Pressdrücke von maximal 10,Kp/cm ausreichend.

Bei Tafeln mit einer Dicke bis zu 20 mm genügt es, wenn nur.das untere Pressblech zur Abstützung des Holzrahmens eine Abkantung oder einen Rahmen hat.

Zur besseren Abführung der während des Plastifiziervorgangs aus · der KunststoffSchichtung austretenden Luft kann der Holzrahmen,

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besonders bei der Herstellung von Tafeln mit einer Dicke über 20 mm, vorteilhaft mit Bohrungen versehen sein, die in der Mitte der Rahmenhöhe liegen.

Um das Format der Pressplatten der Etagenpresse zur Herstellung der Kunststofftafeln möglichst gut auszunutzen ist es vorteilhaft, wenn die Innenmaße der Abkantungen oder der Rahmen der Pressbleche gleich oder etwas kleiner sind als die Formatmaße der Pressplatten. Die Rahmen der Pressbleche liegen dann beim Pressvorgang ganz oder zum grossen Teil ausserhalb der Pressplatten der Etagenpresse.

Bei der Herstellung von Tafeln mit einer Dicke bis zu 20 mm be- i steht der Holzrahmen vorzugsweise auis Leisten, wobei marktübliche Leistenhölzer, wie z.B. Pichten- oder Kiefernholz, verwendet werden können. Bei der Herstellung von Tafeln über 20 mm Dicke verwendet man dagegen vorzugsweise besonders weiche Holzarten, wie Pappel- oder Lindenholz.

Obwohl viele Kunststoffarten bei den erfindungsgemäss niedrigen Pressdrücken an dem Holzrahmen nicht oder nur wenig anhaften, kann es bei der Verarbeitung orientierungsempfindlicher Kunststoffe vorteilhaft sein, den Holzrahmen an den Flächen, die mit dem Kunststoff in Berührung kommen, mit Trennmitteln, wie z.B. Seifenlösung oder Silikonöl, zu behandeln. Um zu.vermeiden, dass Pulver- oder Granulatkörner während des Aufschüttens und Vertei- " lens des Kunststoffes unter den Holzrahmen kommen, wird das untere Pressblech bei der Herstellung von Tafeln mit einer Dicke bis zu 10 mm vorzugsweise an den Ecken mit drehbaren Blattfedern versehen, durch die die Leisten des Holzrahmens an das Pressblech gedrückt werden. Beim Pressvorgang drücken sich die Blattfedern in die Leisten hinein, so dass die Abdichtung des zwischen den Pressblechen befindlichen Formraumes gewährleistet bleibt.

Die Handhabung der mit Holzrahmen versehenen Pressbleche wird weiter erleichtert, wenn die Leisten in den Ecken und an Stossstellen miteinander verbunden werden. Bei der Herstellung von Kunststoff tafeln mit einer Dicke bis zu 10 mm werden die Leisten beispielsweise durch U-förmige Heftklammern oder Krampen verbun-

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den. Bei der Herstellung von Kunststofftafeln über 10 mm Dicke werden die Leisten durch Nägel verbunden.

Der Querschnitt der Leisten des Holzrahmens richtet sich nach der gewünschten Dicke der Kunststofftafel;, und zwar ist die Höhe der Leisten gleich der Schichthöhe des unverpressten Kunststoffes. Die Leistenbreite nimmt mit wachsender Tafeldicke ebenfalls zu, um ein Ausknicken der Leisten unter der Wirkung der Presskraft zu vermeiden.

Die Leistenbreite kann auch' bei dicken Tafeln verhältnismässig gering sein, wenn die Leisten gegen ein Ausknicken unter der Wirkung der Presskraft weitgehend gestützt werden. Dies geschieht durch Verwendung von Pressblechen, bei denen die Summe der Abkantungen oder Rahmen nur geringfügig kleiner ist als die Dicke der fertigen Kunststofftafel.

Um mit einem Pressblechpaar verschiedene Tafeldicken herstellen zu können, muss die Höhe der Rahmen der Bleche variabel sein. Man kann deshalb plane Pressbleche mit verschieden hohen Rahmen kombinieren, wobei die Rahmenhöhe durch Aufeinandersetzen von Einzelrahmen gebildet werden kann. Die Einzelrahmen können sine geringe Breite haben, wenn die senkrecht zur Presskraft auftretenden Kräfte zum Teil von den Pressblechen aufgenommen werden. Die Rahmen eines jeden Pressbleches werden daher untereinander und mit den Pressblechen vorteilhaft durch Nieten, Bolzen oder Flachstahlprofilstücke verbunden.

Bei Tafeldicken über 50 mm ist die ungestützte Höhe des Holzrahmens zu Beginn des Pressvorgangs so gross, dass eine Stützung in diesem Bereich vorteilhaft sein kann. Man verwendet zur Stützung des Holzrahmens Bolzen oder Flachstahlprofilstücke, die in vorzugsweise gleichen Abständen an den Rändern der Pressbleche angeordnet sind und beide Pressbleche mit ihren Rahmen untereinander verbinden, wobei sie während des Pressenhubs in einem der Pressbleche und den diesem zugehörigen Rahmen gleiten können.

Nach einer Abwandlung des erfindungsgemässen Pressverfahrens lassen sich auch Kunststofftafeln mit beliebiger, nicht rechteckiger

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Berandung herstellen. Zum Beispiel werden zur Herstellung runder Kunststofftafein runde Pressbleche, die mit Abkantungen oder Rahmen versehen sind, verwendet. Zur Bildung der Berandung der runden Tafeln können anstelle eines Holzrahmens einzelne, vorzugsweise untereinander gleiche Holzklötze, die die Höhe der Kunststoffschichtung haben, verwendet werden. Die Holzklötze werden dicht nebeneinander im Innern der Abkantungen oder Rahmen der Pressbleche so angeordnet, dass ihre der Kunststoffschichtung zugewandten Flächen polygonartig aneinandergrenzen.

Überraschenderweise hat sich gezeigt, dass bei der Herstellung runder Tafeln aus Kunststoffen mit hoher Schmelzviskosität die Spalte zwischen den einzelnen Holzklötzen keiner Abdichtung bedürfen.

Sollen dagegen Kunststoffe mit niedriger Schmelzviskosität zu runden Tafeln verarbeitet werden, so können die dicht nebeneinander angeordneten Holzklötze zum Kunststoff hin durch einige Lagen aus Papierstreifen abgedichtet werden. Dadurch kann ausserdem die Kreisform noch besser angenährt werden.

Nach dem erfindungsgemässen Verfahren können unter anderem auch Kunststofftafeln mit Aussparungen oder Kunststoffrahmen hergestellt werden. Zur Bildung der inneren und äusseren Berandung solcher Tafeln dienen Holzrahmen, die sich unter der Wirkung der Presskraft an einanderzugekehrten inneren und äusseren Rahmen der Pressbleche abstützen. Das obere Pressblech hat zur besseren Handhabung während des Einformens einen Durchbruch.

Einige Beispiele für das erfindungsgemässe Pressverfahren werden im folgenden anhand der Figuren 1 bis 5 der Zeichnung eingehend beschrieben. Figur 1 zeigt eine erfindungsgemässe Anordnung von 2 Pressblechen zur Herstellung von Tafeln mit einer Dicke von etwa 2 bis 20 mm mit der zwischen den Pressblechen eingeformten und von einem Holzrahmen umgebenen Kunststoffschichtung, zwischen den Pressplatten einer nicht im einzelnen dargestellten Etagenpresse.

Figur 2 stellt als Detail von Figur 1 eine Ecke des-mit HoIz-

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leisten versehenen und mit Kunststoff beschichteten unteren Pressbleches in der Draufsicht dar.

In Figur 3 wird eine Anordnung zur Herstellung von Tafeln mit Dicken über etwa 20 mm gezeigt.

Figur 4 zeigt eine Anordnung zur Herstellung von rahmenförmigen Teilen.

In Figur 5 ist in der Draufsicht ein mit Holzklötzen versehenes und mit Kunststoff beschichtetes, rundes Pressblech zur Herstellung von runden Kunststofftafeln dargestellt.

Wie die Figuren 1 bis 4 zeigen, wird zur Herstellung von Kunststo.fftafeln im Dickenbereich von etwa 2 bis 20 mm ein unteres, mit einem Stützrahmen 1 versehenes Pressblech 2 mit einem Holzrahmen 3 ausgelegt und mit einer, den gewünschten Tafelabmessungen entsprechenden Gewichtsmenge Kunststoff 4 gleichmässig hoch beschichtet. Der Holzrahmen 3 wird aus den Leisten 5 gebildet. Die Leisten 5 haben die Höhe der Schüttung des Kunststoffes 4. Bei einer Tafeldicke von 10. mm beträgt die Leistenbreite beispielsweise 10 mm. Der Stützrahmen 1 ist 1 bis 3 mm niedriger als die fertige Kunststofftafel. Die Leisten 5 werden an den Ecken 6 oder Stoßstellen 7 mit Hilfe von U-förmigen Heftklammern oder Krampen 8 verbunden. Werden Tafeln mit einer Dicke bis zu ψ 10 mm hergestellt, so können die Leisten 5 mittels der auf den Stützrahmen 1 drehbar befestigten Blattfedern 9 an das Pressblech 2 angedrückt werden. Schliesslich wird das obere Pressblech 10 aufgelegt.

Die so vorbereiteten Pressbleche werden zwischen 2 heiz- und kühlbaren Pressplatten 11 und 12 einer nicht dargestellten Etagenpresse gebracht und unter Wirkung der Presskräfte 13 und 14 einem _o Heiz-/Kühlzyklus unterworfen. Die in den Pressplatten 11 und ^ liegenden Bohrungen 15 dienen zur Durchleitung von Heiz- und Kühl- *- medien.

Φ Wie aus Figur 1 zu erkennen, wird das zur Verfügung stehende For- ° mat der Pressplatten 11 und 12 weitgehend ausgenutzt, weil die Innenmaße des Stützrahmen 1 nur etwas kleiner sind als die Forma tmaße der Press platten 11 und 12.

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Der Kunststoff 4 wird zunächst auf eine Temperatur oberhalb des Schmelz- oder Erweichungsbereichs der eingesetzten Kunststoffart erwärmt. Der auf das Format der Kunststofftafel bezogene Pressdruck liegt dabei zwischen 0,5 und 20 kp/cm , je nach Kunststoffart und Tafeldicke. Je kleiner die Tafeldicke und je geringer die Pliessfähigkeit des zu verarbeitenden Kunststoffes ist, umso höhere Pressdrücke sind während der Erwärmungsphase anzuwenden.

Nachdem der Kunststoff 4 zu einem homogenen, zunächst noch plastischen Körper verschweisst ist, wird der Kunststoff 4 unter Aufrechterhaltung oder Steigerung des Pressdruckes abgekühlt. Zur besseren Abführung der während des Plastifiziervorgangs aus dem Kunststoff 4 austretenden Luft können die Holzrahmen 3, besonders bei der Herstellung von Tafeln mit einer Dicke über 20 mm, gemäss den Figuren 3 und 4 mit Bohrungen 25 von 2 bis 3 mm Durchmesser versehen sein.

Der Abstand der Bohrungen 25 vom unteren Pressblech 2 ist etwa halb so gross wie die Höhe des Holzrahmens 3. Damit liegen die Bohrungen in der Höhe, in der der Kunststoff 4 am längsten unverschweisst bleibt, so dass die zwischen den Körnern der Schüttung befindliche Luft am besten abgeführt wird.

Während des Presszyklus werden die Leisten 5 des Holzrahmens 3 unter der Wirkung der Presskräfte 13 und 14 plastisch verformt und auf die Dicke der fertigen Kunststofftafel zusammengedrückt. Sie passen sich dabei eventuell vorhandenen Unebenheiten der Pressbleche 2 und 10 an, wobei sich gleichzeitig die Blattfedern 9 in die Leisten 5 hineindrücken, so dass eine gute Abdichtung des zwischen den Pressblechen 2 und 10 befindlichen Kunststoffes 4 gewährleistet ist.

Die gute Abdichtung ist besonders dann von Wichtigkeit, wenn leichtfliessende Kunststoffe mit hohem Schmelzindex oder kleinem K-Wert verarbeitet werden.

Durch die Holzleisten wird, insbesondere beim Vorpressen schwerfliessender, orientierungsempfindlicher Kunststoffe erreicht, dass unter der Wirkung der bei der Tafelherstellung aufgebrachten

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Presskräfte weder die Kunststoffschüttung noch die Schmelze zwischen den Pressblechen ausgetrieben wird. Dadurch wird vermieden, dass -Teile der erkaltenden Schmelze sich an den Rändern der Pressbleche festsetzen bzw. verhaken und durch die bei der Abkühlung einsetzende Volumenkontraktion des Kunststoffes Spannungen in de'r Kunststofftafel eingefroren werden, die bei der Lagerung und Weiterverarbeitung zum Verbeulen und Verziehen der Tafel führen können.

Nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellte Tafeln aus Polyäthylen hoher Dichte, mit einem Schmelzindex MPI 190/2-ΊΟ,Ig/ 10 min. waren auch bei Dicken von 3 nun völlig plan und zeigten nach einer 8-stündigen Temperung bei 120. C weder Verzug noch Verbeulung. Die Tafeln liessen sich leicht ausformen. Sie waren bis dicht an die Berandung plan, so dass nur sehr geringer Verschnitt anfiel.

Anhand von Figur 3 wird die Herstellung von Kunststofftafeln mit einer Dicke über etwa 20 mm beschrieben. Auf ein unteres Pressblech 2 mit einem Stützrahmen 1 wird innerhalb des Stützrahmens 1 ein Holzrahmen 3 gesetzt. Der Holzrahmen wird aus Brettern 5 zusammengenagelt. Die Bretter 5 können beispielsweise aus Pappeloder Lindenholz bestehen. Eine der gewünschten Tafeldicke entsprechende Gewichtsmenge Kunststoff 4 wird innerhalb des Holzrahmens 3 auf dem Pressblech 2 verteilt. Anschliessend wird das ebenfalls mit einem Stützrahmen 1 versehene Pressblech 10, wie in Figur 3 dargestellt, auf den Holzrahmen 3 bzw. auf den Kunststoff 4 gelegt. .

Die Bretter 5 haben die Höhe des aufgeschichteten Kunststoffes 4 und eine mit der Taieldicke zunehmende Breite. Bei 50 mm Tafeldicke beträgt die Breite der Bretter 5 beispielsweise 25 bis

Ist die Summe der Höhen beider Stützrahmen I bti 50 mm Tafeldicke 40 bia 45 mm, ao brauchen die Bretter 3 nur 20 mm breit zu sein. Die Stützrahmen 1 können aus Einzelrahmen 19 aufgebaut sein.

Bei Tafeln mit einer Dicke von mehr als 50 mm werden die Bretter

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durch Bolzen 17 gestützt. Die Bolzen 17 sind in etwa 300 mm Abstand voneinander an den Bändern der Pressbleche so angeordnet, dass sie die Pressbleche 2 und 10 und die beiden Stützrahmen 1 miteinander verbinden, wobei sie während des Presshubes im unteren Pressblech 2 und dem diesem zugehörigen Stützrahmen 1 gleiten können. Die auf die Bretter 5 senkrecht zur Pressrichtung wirkenden Kräfte werden.über Buchsen 18 und die Bolzen 17 in die Pressbleche 2 und 10.eingeleitet. Dadurch werden die Bretter 5 in dem nicht von den Stützrahmen 1 gegen Ausknicken geschützten Bereich mittels der Bolzen 17 gestützt.· . , .

Die Bolzen 17 mit den Buchsen 18 können in die Pressbleche 2 und 10 und die Stützrahmen 1 eingesetzt werden, wenn si«ch die vorbereiteten Pressbleche bereits zwischen Pressplatten der Etagenpresse befinden.

Der Kunststoff 4 wird zunächst auf eine Temperatur oberhalb des Schmelz- bzw. Erweichungsbereiches der eingesetzten Kunststoffart erwärmt. Der auf das Format der Kunststofftafeln bezogene Pressdruck liegt dabei zwischen 1 und 5 kp/cm . Nachdem der Kunststoff zu einem homogenen, zunächst noch plastischen Körper verschweisst ist, wird er unter Aufrechterhaltung oder Steigerung des Pressdruckes abgekühlt. Bei der Verarbeitung von PE mit einer Dichte von 0,95 g/cnr und einem Schmelzindex' Mi¹I 1-90/2< 0,1 g/ 10 min. zu Tafeln mit den Abmessungen 1 000 χ 1 500 χ 50 mm liegt der auf das Format der Kunststofftafel bezogene Pressdruck während der Plastifizierphase bei 5 kp/cm und während der Abkühlung bei 10 kp/cm . .

Der zur Verformung des Holzrahmens 3 notwendige Pressdruck ist den angegebenen Druckwerten zuzurechnen. Er kann experimentell bestimmt werden, wenn der zum Herstellen einer Kunststofftafel erforderliche Holzrahmen 3 für sich allein in einer Presse verformt wird, wobei sich die zur Verformung des Holzrahmens 3" notwendige Presskraft aus dem Druck, des Hydraulik-Mediums und der wirksamen Fläche der Presskolben ergibt. Den Pressdruck erhält man mittels Division der Presskraft durch die Fläche der Kunststoff tafel. Der zur Verformung des Holzrahmens 3 notwendige Anteil des gesamten Pressdrucks wird umso geringer, je grosser

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das Format der Kunststofftafel ist. Durch laufende Messung des Abstandes der Pressplatten 11 und 12 kann während des gesamten Presszyklus kontrolliert werden, ob ein genügender Pressdruck auf den Kunststoff wirkt.Die Presskraft ist dann genügend gross, wenn sich der Abstand der Pressplatten mit zunehmender Presszeit verändert und am Ende des Presszyklus das der gewünschten Tafeldicke entsprechende Maß erreicht.

Die Vorteile des erfindungsgemässen Pressverfahrens liegen bei der Herstellung von Tafeln mit einer Dicke über 20 mm vor allem in der Verringerung des Fertigungsaufwandes.

So sind zur Herstellung dicker Kunststofftafeln keine aufwendigen Stempelformen mehr erforderlich, wenn die Schmalseiten der Kunststofftafeln während des Pressvorgangs durch einen Holzrahmen gebildet werden, weil das Holz eine für den Pressvorgang besonders günstige Kombination von Eigenschaften aufweist.

Holz ist gegenüber den Temperaturen, die bei der Herstellung von Tafeln aus den meisten thermoplastischen Kunststoffen angewendet * werden, ausreichend lange beständig. Der Holzrahmen lässt sich unter Wirkung der Presskraft plastisch verformen, so dass es auch ohne Verwendung einer aufwendigen Stempelform möglich ist, während des ganzen Presszyklus einen Pressdruck auf den Kunststoff auszuüben. Während mit Heiz- und Kühlkanälen versehene Stempelformen eine grosse Einbauhöhe in der Presse und einen grossen Pressenhub erforderlich machen, wodurch die Herstellung von dikken Kunststofftafeln in Etagenpressen praktisch ausgeschlossen ist, lässt sich das erfindungsgemässe Pressverfahren gleichzeitig in mehreren, übereinanderliegenäen Etagen einer Presse durchführen, weil die sehr einfachen Presswerkzeuge nur einen geringen Abstand der Pressplatten und einen geringen Arbeitshub der Presse brauchen. Der einfache Aufbau der Pressformen ermöglicht es schliesslich, dass der Kunststoff ausserhalb der Presse eingefonnt werden kann. Auch dadurch wird ein kleiner Arbeitshub begünstigt. Ferner lässt sich die Pressanlage besser ausnutzen, wenn zwei Satz der sehr einfachen Pressformen verwendet werden und wenn ein Formensatz mit Kunststoff beschickt wird, während der andere sich j η der Presse befindet.

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Nach DAS 1 232 730 ist es vor allem zur Verringerung des Pressdrucks und von Eigenspannungen in der Kunststofftafel während der Kühl phase vorteilhaft, dass der Kunststoff während des Erstarre ns in der Formhöhlung unter auf die gross ten gegenüberliegenden Flächen der Pressform ausgeübten Pressdruck an diesen Flächen gekühlt und an den parallel zur Pressrichtung gelegenen .Schmalseiten der Form fortgesetzt beheizt wird. Dadurch wird vermieden, dass der Kunststoff an den Schmalseiten der Tafeln bereits erstarrt, während sich der Kunststoff in der Mittelzone der Tafel noch in erweichtem oder geschmolzenem Zustand befindet. Der Pressdruck wird nämlich in den Randzonen der Tafeln nicht mehr abgefangen, wenn die Randzonen während der Kühlphase zunächst weiter beheizt werden.

Die Beheizung der Schmalseiten der Form mit dem dafür erforderlichen Aufwand ist nicht mehr notwendig, wenn zur Bildung der Schmalseiten der Kunststofftafel Holzrahmen verwendet werden. Wegen der geringen Wärmeleitfähigkeit des Holzes werden die Schmalseiten der Kunststofftafel noch ausreichend lange auf einer Temperatur in der Nähe des Erweichungsbereichs gehalten, wenn die gross ten, gegenüberliegenden Flächen der Pressform bereits gekühlt werden, so dass die Presskräfte nicht vorzeitig abgefangen werden, wodurch es ermöglicht wird, beispielsweise bei der Herstellung von Tafeln aus Polyäthylen oder Polypropylen mit Presskräften von maximal 10 kp/cm , auszukommen.

Irn Zusammenhang damit ergibt sich, dass Tafeln mit einer Dicke über 20 mm bis dicht an die Berandung maßhaltig sind, so dass nur geringer Abfall entsteht.

Durch die Verformbarkeit des Holzes ist ausserdem eine gute Abdichtung des zwischen den Pressblechen befindlichen Kunatstoffraurnes möglich. Dadurch entsteht in den langen Plaatiflzierzeiten, die besonders bei der Herstellung von Tafeln mit grosser Dicke erforderlich sind, praktisch kein Austrieb.

Beim Arbeiten mit Stempelformen wird eine geringe Menge Kunststoff während des Piastifiziervorganges durch das zwischen Matritee und Patritze befindliche Formspiel hindurch ausgetrieben..

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Ist das Formspiel nicht an allen.Stellen gleich gross, so entsteht unterschiedlich viel Austrieb, sodass die fertige Kunsts tofftafel nicht gleichmässig dick ausfällt. Dieser Nachteil wird durch die gute Abdichtung zwischen dem Holzrahmen und den Pressblechen vermieden.

Bei der Fertigung von Kunststofftafeln mit einer Dicke über 20 mm ist ein weiterer Vorteil des Verfahrens darin zu sehen, dass die Temperatur zu jeder Zeit des Presszyklus und an jedem Ort des Kunststoffs gemessen bzw. registriert werden kann. Zu diesem Zweck können die flolzrahmen während des Pressvorganges - u.U. bei kurzzeitiger Druckentlastung - an der Stelle, an der eine WL Temperaturmessung erfolgen soll, angebohrt werden, sodass eine Temperaturmeßstelle, z.B. ein Thermoelement, in den Kunststoff eingeführt werden kann.

Wenn Kunststofftafeln in verschiedenen Formaten und/oder mit verschiedenartiger, nicht rechteckiger Berandung hergestellt werden sollen, erweist sich das erfindungsgemässe Verfahren wegen des geringen Werkzeugaufwands als variations- und anpassungsfähig.

Anhand von Figur 4 wird das Pressen von Kunststoffrahmen oder von Tafeln, die eine Aussparung haben, beschrieben. Bezüglich des Einformens und des Presszyklus gilt hierbei das bereits bei den vorangehenden Beispielen Gesagte.

Die Pressbleche 2 und 10 haben je einen äusseren Rahmen Ϊ und einen inneren Rahmen 20, gegen die sich unter der Wirkung der Presskräfte die inneren und äusseren Holzrahmen 3 und 21 abstützen können. Das obere Pressblech 10 ist zur besseren Handhabung während des Einformens vorteilhaft mit einem Durchbruch 22 versehen.

Runde Kunststofftafeln lassen sich nach dem erfindungsgemäasen Pressverfahren mit Hilfe von runden Pressblechen, die mit Stützrahmen versehen sind, herstellen. Figur 5 zeigt die Draufsicht auf einen Teil eines Pressblechs 2 mit dem Stützrahmen 1. Anstelle von Holzleisten, die zur Herstellung rechteckiger Tafeln verwendet werden, dienen zur Einfassung des Kunststoffes 4 die vor-

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zugsweise untereinander gleichen, vor allem aber gleich hohen Holzklötze 23, die mit ihren dem Kunststoff zugewandten Flächen 24 polygonartig aneinandergrenzen. Die Maserung der Holzklötze 23 liegt dabei senkrecht zur Pressrichtung.

Überraschenderweise hat sich gezeigt, dass die nebeneinander angeordneten Holzklötze den zwischen den Pressblechen befindlichen Kunststoff 4 ausreichend gut abdichten.

Werden Kunststoffe mit niedriger Schmelzviskosität zu runden Kunststofftafeln verarbeitet, so ist es vorteilhaft, zur besseren Abdichtung des Kunststoffes innerhalb der Holzklötze 23 einige Lagen aus glattem Papier 26 anzuordnen.

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Claims (7)

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   Patentansprüche

   If Verfahren zur Herstellung von Tafeln aus thermoplastischen '" Kunststoffen in Pulver-, Granulat- oder Folienform mit Hilfe von heiz- und kühlbaren Etagenpressen, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoff (4) in gleiehmässig hoher "bzw. gewiehtsmässig gleichmässiger Schichtung zwischen zwei Pressblechen (2,10) verteilt und zur Bildung' der Schmalseiten der Tafeln mit einem Holzrahmen (3) umgeben wird, der die Hohe der Schichtung hat, und dass sich der Holzrahmen unter der Wirkung der Presskraft (13,14) an einander zugekehrten Abkantungen oder Rahmen der Pressbleche abstützt, wobei die Summe der Höhe der Abkantungeri oder Rahmen der Pressbleche kleiner ist als die Dicke der fertigen Kunststofftafel, und dass der so eingeformte Kunststoff zwischen den heiz- und kühlbaren Pressplatten (11,12) einer Etagenpresse unter Aufwendung eines relativ niedrigen, auf die verwendete Kunststoffart abgestellten, Pressdruckes einem Heiz- und Kühlprozess -unterworfen wird, wobei. Holzrahmen auf die Höhe der fertigen'Kunststofftafel zusammengedrückt wird.
2. 2. Verfahren zur Herstellung von Tafeln aus Polyäthylen oder Polypropylen gemäss Anspruch l_t dadurch gekennzeichnet, dass der in der Etagenpresse aufgewendete, auf den Kunststoff wirkende Pressdruck maximal 10 kp/em beträgt.
3. 3. Verfahren gemäss den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Holzrahmen (3) während des" Pressvorganges durch Stützrahmen (l), deren Gesamtdicke nur wenig kleiner ist als die Dicke der fertigen Kunststofftafel, gestützt wird.
4. 4. Verfahren gemäss den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , dass der Holzrahmen (3) zum Schutz gegen das Anhaften des Kunststoffs mit einem Trennmittel behandelt wird.
5. 5. Verfahren gemät;:· den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Holzrahmen (3) vor Beginn des Heiz- und Kühlzyklus mit Bohrungen (25) zur Abführung der in der Kunststoffschicht, bοfind Lichen Luft versehen ist.

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   bad ORpüfco am -

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6. 6. Verfahren gemäss den Ansprüchen 1 bis 5, dad ure h gelee rmz e i chnet, dass der Holzrahmen (3) mittels Blattfedern (9) an das

   ■ untere Pressblech (2) gedrückt wird.
7. 7. Verfahren gemäss den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzelchne__L, dass der Holzrahmen (3) aus einzelnen Holzklötzen (23) kurzer Längenabmessungen die dicht nebeneinander augeordnet sind, gebildet wird.

   6. Verfahren gemäss Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Holzrahmen (3) und Kunststoffschüttung (4) Papierlagen (26) eingelegt werden.

   Badische Anilin- & Soda-Fabrik AG Zeichn. m

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   BAD ORÄÄL -

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