Verfahren zur Herstellung einer lichtstreuenden Kunstharzplatte
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer lichtstreuenden Kunstharzplatte sowie auf die nach dem Verfahren hergestellte Platte.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass man eine dünne Folie derart mechanisch verformt, dass die verformte Folie viele ungleichmässig erhobene und vertiefte Stellen aufweist, von denen ein überwiegender Teil die Form scharfer Knicke besitzt und die, in einer Richtung senkrecht zur Folie betrachtet, eine Vielzahl unregelmässiger, regellos verteilter, juwelenartiger und prismenartiger Schrägflächen bilden; dass man diese Folie als Formoberfläche verwendet; dass man aus lichtdurchlässigem, flüssigem Kunstharz eine Schicht giesst, die Formoberfläche und mindestens eine Oberfläche der flüssigen Harzschicht über ihre ganzen Flächen hinweg miteinander derart in Berührung bringt, dass sich zwischen den beiden Oberflächen praktisch keine Luftblasen befinden;
und dass man das Harz unter Aufrechterhaltung der genannten Berührung derart aushärtet, dass man eine Platte oder Teilplatte mit mindestens einer in ihrer Form der Folie angepassten Oberfläche erhält, bei der die erhabenen und vertieften Teile das durch die Platte bzw. Teilplatte fallende Licht streuen, reflektieren und brechen, worauf man, falls eine Teilplatte hergestellt wurde, diese mit mindestens einer weiteren, gleichartigen oder verschiedenen Teilplatte zusammensetzt, um die Platte zu erhalten.
Eine nach diesem Verfahren hergestellte Platte kann für viele Zwecke verwendet werden, z. B. für lichtdurchlässige Organe, die buntem Glas ähneln, Raumzwischenwände, Zeichen, Fenster, Lampen, Lampenteile, Lampenschirme und Lampenzylinder, Wände, Markisen, Vorhangwände, Innenhof- und Duschraumtüren und Bauplatten im allgemeinen. Die Platte kann gewünschtenfalls auch eine undurchsichtige Schicht enthalten, so dass das durch die Platte fallende Licht reflektiert wird. Die Platte kann biegsam und elastisch, aber auch starr sein. Sie kann für sich allein oder mit einem Kernmaterial oder anderen Stoffen gegossen werden. Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann die Platte aus einem flüssigen, wärmehärtenden oder thermoplastischen Kunstharz, das einen Härtungskatalysator enthält, in einem einzigen Giessvorgang hergestellt werden.
Auch andere flüssige Harze, wie geschmolzene thermoplastische Harze, sind verwendbar.
Wie eingangs angegeben, erhält die Platte mindestens eine Oberfläche, die in ihrer Form der als Formoberfläche verwendeten Folie angepasst ist und die somit eine Vielzahl erhabener und vertiefter Stellen in Form scharfer Knicke besitzt. Diese Ausbildung einer Oberfläche der Platte mit scharfen Knicken ergibt eine völlig andere Zierwirkung als die bisher bekannten Platten mit welligen, mattierten, getüpfelten oder sonstigen Oberflächen, wie sie in der Technik der verstärkten Platten üblich sind.
Bei bekannten Verfahren zur Herstellung lichtstreuender Kunststoff- oder Glasplatten wurden die aufgerauhten Oberflächen, die für das Lichtstreuvermögen verantwortlich sind, durch Ätzen, Prägen und mit Hilfe von Folien entwickelt, die erhabene und vertiefte Teile aufweisen, welche durch chemische Wirkung oder durch Schrumpfen von Kunstharzen während des Aushärtens erzeugt worden waren. Im Falle von durch chemische Einwirkung, Lösungsmittelwirkung oder Schrumpfung gerunzelten Kunststoffilmen oder -folien waren die erhabenen und vertieften Stellen von verhältnismässig gleichmässiger Grösse und Form, von wurmförmigem Aussehen, und in Form von gewundenen oder sinusförmigen Erhebungen. In gewissen Fällen orientieren sich die Erhebungen und Vertiefungen in einer Richtung oder sie bilden ein eintöniges regelmässiges Muster.
Im Querschnitt sind die Erhebungen und bzw. oder Vertiefungen verhältnismässig abgerundet und in einigen Fällen durch ebene Teile der Folie voneinander getrennt. Solche gerunzelten Folien sind zwar, wenn man sorgfältig genug ist, geeignet, um Licht durchzulassen und gegossenen Kunstharzen Lichtstreuvermögen zu verleihen; jedoch sind die umständliche Art des hierfür anzuwendenden Verfahrens und die Schwierigkeit der genauen Steuerung offensichtliche Nachteile. Gewöhnlich werden giftige oder entflammbare Lösungsmittel, wie Azeton und Methyläthylketon, in grossen Mengen verwendet, und es können Schwierigkeiten auftreten, z. B. im Zusammenhang mit der Dicke der verwendeten Folie.
So können schwache oder dünne Stellen in der Folie vollständig aufgelöst werden und zu sichtbaren Fehlern führen, während dickere Folien eine längere Zeitdauer erfordern können, um die gewünschte rauhe oder runzlige Oberfläche zu erzielen. Oft lässt auch der Ziereffekt oder die ästhetische Wirkung viel zu wünschen übrig.
Es sind auch andere Methoden bekannt, um lichtstreuende Platten aus Kunstharzen herzustellen. Zum Beispiel kann man eine Formoberfläche mit einem regelmässigen wiederkehrenden Muster, wie eine getüpfelte Oberfläche, mit dem Sandstrahlgebläse bearbeiten oder chemisch anätzen, um eine mattierte bzw. eisblumenartige Oberfläche zu erhalten. Nach einem anderen Verfahren wird eine Polyesterfolie vorgeprägt und dann nach dem Kaschiergussverfahren gemäss der USA-Patentschrift Nr. 3 072 973 durch Giessen mit einer Mehrzahl von Schichten beschichtet.
Demgegenüber kann nach einem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Verfahrens eine lichtstreuende Kunstharzplatte in einem einstufigen Giessverfahren hergestellt werden. Eine bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens nach der Erfindung umfasst das mechanische Knittern einer dünnen Folie, so dass in ihr viele erhabene und vertiefte Stellen entstehen, die Verwendung dieser Folie als Formoberfläche, das Vergiessen einer einheitlichen Schicht aus lichtdurch lässigem Kunstharz in flüssiger Form, welches gegebenenfalls einen Härtungskatalysator enthält, auf die Oberfläche, Glätten der einheitlichen Schicht und Aushärten derselben. Vorzugsweise wird auf die glatte Oberseite der einheitlichen Schicht aus flüssigem Harz eine zweite, ähnlich geknitterte Formoberfläche aufgebracht, wodurch die Flüssigkeit gewissermassen geprägt und in der Form festgehalten wird.
Eine bevorzugte Methode zur Herstellung einer geknitterten Folie besteht darin, dass eine Folie so zerknittert, zerknüllt, gezogen und gequetscht wird, dass eine grössere Anzahl von scharfen Knicken entsteht. Dann wird die Folie teilweise ausgebreitet und das Harz z. B. darauf gegossen. Wenn man dabei beispielsweise ein durchsichtiges Harz verwendet, erhält man eine halb durchsichtige Platte mit einer Oberfläche, die in der senkrechten Draufsicht eine Vielzahl unregelmässiger, regelloser, juwelenartiger und prismenartiger Schrägflächen aufweist. Der Ausdruck halbdurchsichtig bezieht sich hier auf eine Platte, die so beschaffen ist, dass, wenn sie auf ein Druckerzeugnis, z. B. eine Zeitung, gelegt wird, die Buchstaben lesbar sind, und die Platte, wenn sie etwas, z. B. um 1,3 cm, abgehoben wird, dem Beobachter durchscheinend erscheint.
Eine solche Platte kann ein ästhetisch gefälliges Aussehen und gleichzeitig ein verbessertes Lichtstreuvermögen besitzen. Die geknitterte Folie kann einen dauerhaften Teil der Platte bilden, oder sie kann von der Platte abgezogen werden. Die Folie kann aus verschiedenen anhaftenden oder nichtanhaftenden Stoffen bestehen, undurchsichtig, durchsichtig oder durchscheinend, farbig oder farblos sein und mit oder ohne aufgedruckte Muster ausgebildet sein.
Solche Platten eignen sich beispielsweise für halbdurchsichtige Fenster, z. B. als Erzeugnis, welches buntem Glas ähnelt, in Leuchten zur Erzeugung von indirektem und bzw. oder diffusem Licht.
Nach einer anderen Ausführungsform des Verfahrens nach der Erfindung können Platten hergestellt werden, die sich zur Herstellung von Schildern sowie für Ziergegenstände mit Mustern eignen, die einen örtlich begrenzten tiefgeprägten Effekt aufweisen sowie zur Erzielung ausgesprochener Kontraste in der Lichtdurchlässigkeit. Gemäss dieser letztgenannten Ausführungsform des Verfahrens wird eine Schicht aus einem katalysatorhaltigen flüssigen Kunstharz gegossen, welches zweckmässig einen Farbstoff, ein Pigment oder einen anderen Stoff zur Steuerung der Lichtdurchlässigkeit durch die Platte enthält, was von der Dicke der Platte oder von Teilen derselben abhängt.
Sodann wird auf die Oberfläche der flüssigen Schicht eine dünne, geknitterte Folie gelegt, und es wird an den dem gewünschten Muster entsprechenden Stellen ein örtlicher Druck auf die Folie ausgeübt, so dass sich in der Schicht eine Vertiefung bildet, indem das flüssige Harz verdrängt wird. Der Druck wird so lange aufrechterhalten, bis entweder die ganze flüssige Schicht zu einem Gel erstarrt oder sogar ausgehärtet ist, oder bis mindestens das die Vertiefung unmittelbar umgebende Harz erstarrt ist. Zur Erzielung der besten Ergebnisse ist es vorteilhaft, zur Verstärkung eine Bahn, eine Matte oder ein Blatt (z. B. ein Vlies aus endlosen oder zerschnittenen Glasfasersträngen) einzubringen, welches genügend Substanz besitzt, um die Verdrängung einer übermässigen Menge flüssigen Harzes aus der tiefgeprägten Einsenkungsfläche zu verhindern.
Das letztere Ergebnis lässt sich beschleunigen, wenn man den Druck mit Hilfe eines erhitzten Organs zur Einwirkung bringt und ein wärmehärtendes Harz verwendet. Die dünne Folie ist zweckmässig scharf geknickt, wie es oben im Zusammenhang mit einer anderen Ausführungsform der Erfindung beschrieben wurde, um eine Formoberfläche und eine Plattenoberfläche zu erhalten, die an der Vorderfläche der Platte eine Vielzahl unregelmässiger, regellos angeordneter, juwelenartiger und prismenartiger Schrägflächen aufweist. Die die Formoberfläche bildende Folie kann gegebenenfalls ein dauernder Bestandteil der fertigen Platte sein.
Noch nach einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens kann eine verstärkte, lichtdurchlässige Platte mit aneinander anstossenden Harzbereichen von verschiedenen Farben hergestellt werden. Bei dieser Ausführungsform werden einfach einzelne Teile flüssigen, katalysatorhaltigen, farbigen Harzes in Berührung miteinander und mit einer geknitterten Folie der beschriebenen Art vergossen, so dass auf mechanischem Wege ein gesprenkeltes Muster gebildet wird, indem sich die gegossenen flüssigen Anteile miteinander vermengen, worauf man eine Glasfaserbahn oder eine sonstige Verstärkung in die flüssige Schicht eintaucht und die so erhaltene einheitliche Schicht zu einer Zierplatte mit homogenem Harzgefüge, aber heterogenen Farben, aushärtet.
Anhand der Zeichnung werden nachstehend Ausführungsbeispiele des Verfahrens und der Kunstharzplatte nach der Erfindung näher erläutert.
Fig. 1 bis 4 sind photographische Ansichten von Platten, die unter Verwendung einer Formoberfläche hergestellt sind, welche scharfe Knicke aufweist, wie sie durch mechanisches Zerknittern eines Blattes oder einer Folie entstehen. Die Abbildungen erläutern die Natur der erhabenen und vertieften Stellen der Platten, die bei senkrechter Draufsicht eine Vielzahl unregelmässiger, regellos verteilter, juwelenartiger und prismenartiger Schrägflächen aufweisen. Fig. 2 und 3 erläutern eine als Aushängeschild oder Zierfenster geeignete Ausbildungsform. Anstelle eines abstrakten Musters, wie es in Fig. 1 und 4 dargestellt ist, kann das undurchsichtige Material auch in Form einer graphischen Darstellung, z. B. eines Zeichens, vorliegen.
Fig. 5 und 6 erläutern Verfahren zur Herstellung von Kunstharzplatten.
Fig. 7 und 8 zeigen lichtstreuende Kunstharzplatten, bei denen zwei Teilplatten parallel aneinander befestigt sind. Diese Befestigung erfolgt mit Hilfe eines wabenartigen Kernmaterials, und die Bauweise dieser Platten ist viel einfacher als diejenige von ähnlichen bekannten Platten.
Fig. 9 zeigt eine Leuchte mit einer lichtstreuenden Kunstharzplatte. Wie unten näher erläutert, können hierbei lichtstreuende Pigmente und bzw. oder ultraviolettes Licht absorbierende Stoffe verwendet werden.
Fig. 10 und 11 erläutern schematisch verschiedene Arten von erhabenen und vertieften Stellen, wie sie bei den geknickten und bzw. oder zerknitterten Folien vorkommen können. Solche Stellen können geriffelt oder sinusförmig sein, oder nach einer bevorzugten Ausführungsform können sie eine Kombination beider Ausbildungsformen aufweisen, die als geriffeltsinusförmig, unregelmässig und vorwiegend geriffelt bezeichnet werden kann.
Fig. 12 bis 23 zeigen lichtstreuende Kunstharzplatten mit einem Verstärkungsorgan oder mit verschiedenen durchsichtigen, durchscheinenden, undurchsichtigen oder reflektierenden oder spiegelartigen Schichten.
Fig. 24 bis 30 dienen zur Erläuterung der Abmessungen der Schrägflächen oder Facetten 4, die von den scharf geknickten erhabenen oder vertieften Teilen 2 und 3 begrenzt werden.
Fig. 31 bis 37 beziehen sich auf Fig. 2 und 3 und erläutern Verfahren zum Einprägen von Mustern an örtlich begrenzten Stellen, während sich das Kunstharz in flüssigem Zustand befindet, um auf diese Weise ein tiefgeprägtes Erzeugnis zu erhalten.
Fig. 38 zeigt verschiedene Arten von flachen, regelmässigen, abgerundeten, wurmförmigen Runzeln, wie sie nach bekannten Verfahren erhalten wurden.
Fig. 39 bis 42 zeigen Verfahren und Vorrichtungen zum Formen ebener Harzschichten, die sich im Härtungszustand eines weichen Gels befinden.
Fig. 43 erläutert ein Verfahren zur Herstellung des in Fig. 44 abgebildeten Zylinders oder eines ähnlichen säulenartigen Gebildes.
Fig. 1 bis 4 zeigen die Oberflächenausbildung von lichtstreuenden Kunstharzplatten, die nach Ausführungsbeispielen des erfindungsgemässen Verfahrens erhalten werden können. Die dargestellten Oberflächen werden erhalten durch Giessen in Berührung mit einer zuvor mechanisch geknitterten dünnen Folie, wie Kunststoffolie, Wachspapier usw. Die erhabenen Teile 2 und die vertieften Teile 3 bilden scharfe Knicke. Die in Fig. 1 und 4 dargestellte Platte 1 weist ein undurchsichtiges Muster 6 auf, welches aus einem undurchsichtigen, flüssigen, katalysatorhaltigen Kunstharz besteht, das in den Körper des Kunstharzes der Platte 1 eingebracht oder auf die mit erhabenen und vertieften Stellen ausgebildete Folie 18, die die Formoberfläche bildet, aufgelegt wird.
Wenn das Harz des Musters 6 auf die Folie aufgelegt wird, kann es vor oder nach dem Giessen der endgültigen Schicht oder Platte 1 gehärtet werden. Das Muster 6 kann nach Wunsch variiert werden und bedeckt die Folie nur teilweise an bestimmten Stellen, wie bei einem künstlerischen Muster, einer Schilderbeschriftung oder einer sonstigen erwünschten Form. Wenn das Harz dieses Musters beim Aushärten schrumpft, oder wenn die Folie durch die bei der Aushärtung des Harzmusters entwickelte Wärme erweicht oder sich dehnt, so bildet sich, falls das Harz 6 vor dem Giessen des Harzes 19 ausgehärtet wird, eine kleine Einbuchtung 34 (vergleiche Fig. 14). Diese unterstreicht das Muster.
Die durch die Knicke in der Formoberfläche erzeugten regellosen, harzreichen, juwelenartigen und prismenartigen Schrägflächen 4 sind besonders gut in Fig. 30 zu erkennen. Die Schrägflächen sind nicht vollständig eben, sondern sie bilden unregelmässige Facetten zwischen den erhabenen und den vertieften Stellen.
Die schattierten Flächen 5, 5' (Fig. 1 bis 4) deuten verschiedene Farben an und werden aus einer Anzahl von durchsichtigen, flüssigen, einen Katalysator enthaltenen Harzanteilen hergestellt, von denen jeder vorzugsweise in einer anderen, nichtverblassenden Farbe gefärbt oder pigmentiert ist. Diese Harzanteile werden dann durch Giessen in Form von einzelnen, aneinander angrenzenden Teilen über die Oberfläche verteilt, so dass eine einheitliche Schicht entsteht, die die Platte 1 liefert.
Fig. 2 und 3 zeigen eine Platte mit einem Muster, das von einer begrenzten Fläche 7 gebildet wird, die eine grössere Menge Licht durchlässt als der Rest der Platte. Faktoren, die die Tiefe der Vertiefungen 7 beeinflussen, sind z. B. die Dicke des Deckfilms bzw. der Deckfolie (wie 18'), die von dem Druckorgan bedeckte Fläche, der auf die Fläche ausgeübte Druck, die Viskosität des flüssigen Harzes und die Dicke und Elastizität des Verstärkungsmaterials in der Harzschicht.
Ein solches Muster wird nach dem schematisch in Fig. 31 bis 37 dargestellten und nachstehend näher beschriebenen Verfahren hergestellt. Die Vertiefungen 7 besitzen eine Tiefe ( d in Fig. 33), die viel grösser ist als die maximale oder mittlere Höhendifferenz a zwischen den die Schrägflächen 4 begrenzenden erhabenen Teilen 2 und vertieften Teilen 3 (Fig. 24 bis 30).
Einige Beispiele für die Grösse der Schrägflächen 4 und ihre Beziehung zur Dicke der Platte sind schematisch in Fig. 15 und 24 bis 30 dargestellt. Der ästhetische Reiz des Erzeugnisses hängt von der Steuerung der Grösse der Schrägflächen und der Tiefe der Knicke ab. So kann zwar eine mit dem Sandstrahlgebläse bearbeitete Oberfläche von mattiertem bzw. eisblumenartigem Aussehen in einigen Fällen und bis zu einem gewissen Ausmasse den dargestellten Querschnitten ähneln, wenn auch nur in mikroskopischem Massstabe; die ästhetische Wirkung ist jedoch völlig verschieden.
Ebenso haben das Lichtstreuungsvermögen und die Lichtdurchlässigkeit solcher Platten kaum eine ähnlich keit mit den entsprechenden Eigenschaften der hier beschriebenen und dargestellten Platten.
Die Schrägflächen 4 besitzen im allgemeinen vieleckige Form, wenn auch nicht im strengsten Sinne, da die Seiten der Vielecke nicht notwendigerweise gerade Linien sind. Ihre endgültige Form hängt von der Art und dem Ausmass der Knitterung ab. Die Grundrisse typischer Schrägflächen bzw. Facetten sind in Fig. 24 bis 29 dargestellt. Diese Grundrisse von im allgemeinen vieleckiger Gestalt werden von erhabenen Knicken 2 und vertieften Knicken 3 begrenzt (vergleiche auch Fig. 15 und 30). Fig. 24 zeigt eine Schrägfläche in Form eines im allgemeinen dreieckigen Vielecks. Fig. 25 ist ein Schnitt nach der Linie 25-25 der Fig. 24. Die fünfseitige Facette 4 der Fig. 26 besitzt vier eingesenkte Knicke 3 und einen erhabenen Knick 2. Fig. 27 ist ein Schnitt nach der Linie 27-27 der Fig. 26.
Die vertieften und die erhabenen Knicke können miteinander verschmelzen, und vielfach ist dies tatsächlich der Fall.
Fig. 28 zeigt stark langgestreckte Facetten bzw. Schrägflächen 4; Fig. 29 ist ein Schnitt nach der Linie 29-29 der Fig. 28. Fig. 30 zeigt einen Teilschnitt durch eine Platte und veranschaulicht die Abmessungen der Schrägflächen 4, wenn auch nicht massgetreu.
Der Abstand a ist die Differenz zwischen den erhabenen und den vertieften Stellen und bestimmt gro ssenteils die optischen Eigenschaften, die juwelenartige Wirkung und sonstige ästhetische Eigenschaften des Erzeugnisses. Zum Beispiel lässt eine bunte Platte durch den Teil einer Schrägfläche 4, der einem vertieften Knick 3 benachbart ist, Licht in einem anderen Grade durchtreten als durch einen Teil, der einem erhabenen Knick 2 benachbart ist. Der Abstand a liegt maximal vorzugsweise im Bereich von 2,5 bis 12,5 mm. Weniger bevorzugt wird ein maximaler Abstand a im Bereich von 1,25 bis 25 mm. Die Höhe a kann zwar auch Abmessungen ausserhalb dieses Bereichs aufweisen; bei geringeren Höhen als den oben genannten leidet jedoch die ästhetische Wirkung, während grössere Abstände das Lichtstreuvermögen der Platte beeinträchtigen.
Der Abstand c ist der mittlere waagrechte Abstand zwischen der höchsten Seite oder der erhabenen Stelle 2 einer Schrägfläche und der gegenüberliegenden niedrigsten Seite oder vertieften Stelle 3 der Schrägfläche 4 und bestimmt die Anzahl der Schrägflächen innerhalb einer gegebenen Fläche, d. h. die höhere oder niedrigere Musterdichte. Der Abstand c beträgt vorzugsweise 2,5 bis 25 mm. Der mittlere Abstand c kann auch ausserhalb dieses Bereiches liegen; jedoch ist die Oberfläche, die man besonders bei Abständen c ; c unter 2,5 mm erhält, weniger zufriedenstellend. Bei Anwendung der maximalen Abmessung von a liegt das Verhältnis a: c vorzugsweise zwischen 1 : 50 und 1:1 und ins besondere zwischen 1 20 und 1 : 3.
In Fig. 15 und 30 hängt der Abstand e von den Grössen a und b ab. Der Abstand b anderseits ist ausschlaggebend und hängt von dem Ausmass der Festigkeit ab, die von der Platte verlangt wird. Normalerweise ist dieser Abstand grösser als 2,5 mm; vorzugsweise liegt er im Bereich von 2,5 bis 12,5 mm.
Der Abstand e ist die maximale Dicke irgendeines Teiles einer gegebenen Platte, und der Abstand b ist die minimale Dicke irgendeines Teiles einer gegebenen Platte. Während festere und elastischere Harze die Anwendung sehr dünner Flächen gestatten und viel dickere Platten hergestellt werden können, richtet sich die Abmessung für eine gegebene Platte nach praktischen Erwägungen.
Das mechanische Zerknittern einer dünnen Folie, insbesondere derart, dass die teilweise wieder ausgebreitete Folie erhabene und vertiefte Stellen mit einer gro ssen Anzahl von scharfen, regellosen Knicken aufweist, hat verschiedene Vorteile. Es wird eine Kontrolle über die Knitterung einer Folie und eine Kontrolle über das Lichtstreuungsvermögen und die Lichtdurchlässigkeit einer Platte erzielt, die auf die Formoberfläche gegossen wird, welche eine der geknitterten Folie entsprechende Gestalt aufweist. Bei den bisher bekannten Methoden, nämlich dem Runzeln von Folien durch Lösungsmittelwirkung, chemische Wirkung oder Schrumpfung eines auf die Folie gegossenen Harzes, ist die Steuerung schwierig.
Ferner ergibt sich aus der Herstellung einer Platte unter Anwendung einer Verfahrensstufe des mechanischen Zerknitterns einer Folie eine Verbesserung in der ästhetischen Wirkung und in den Lichtdurchlässigkeitseigenschaften.
Das mechanische Knittern einer dünnen Folie kann auf verschiedene Weise erfolgen. Ein Verfahren besteht darin, dass ein grosses Stück Folie auf eine ebene Oberfläche gelegt und von Hand zerknittert oder zerknüllt wird, indem die Folie 2 bis 5 cm unter der Oberfläche gehalten wird, wobei Teile der Folie wahllos zusammengerafft und unter Bildung von Knicken zusammengebracht werden und eine genügende Kraft ausgeübt wird, um scharfe Knicke hervorzubringen. Das Zusammenraffen erfolgt zweckmässig in mehreren Richtungen; regellose Knicke oder Falten können aber auch erhalten werden, indem man die Folie in der gleichen Richtung zusammenrafft, so dass die entstehenden Knicke zwar noch regellos verteilt, aber etwas parallel zueinander angeordnet sind.
Eine andere Methode besteht darin, die Folie zu einer Kugel zusammenzuknüllen, die Folie dann zweckmässig teilweise zu öffnen oder auszubreiten und das Material dann wieder in einer anderen Richtung zu einer Kugel zusammenzuknüllen. Diese Verfahren können von Hand oder mit der Maschine, absatzweise oder kontinuierlich durchgeführt werden. Eine Abänderung des Verfahrens zur Erzeugung etwas parallel gerichteter Knicke besteht darin, dass man die Folie von Hand oder mit der Maschine wringt oder verdreht, wie es beim Auswringen eines nassen Handtuchs geschieht.
Wenn man die Folie in einer Richtung ihrer beiden Hauptabmessungen wringt oder verdreht, sie dann teilweise glättet und anschliessend in der Richtung der anderen Hauptabmessung wringt oder verdreht, erhält man ebenfalls eine Oberfläche mit regellosen, unregelmässigen, juwelenartigen und prismen artigen Facetten bzw.
Schrägflächen. Eine weitere Abänderung besteht darin, ein Ende der Folie zusammenzuraffen und elastischen, kraftschlüssig angetriebenen Walzen zuzuführen. Gegebenenfalls kann die Folie dann einem zweiten Walzenpaar zugeführt werden, jedoch im rechten Winkel zur Richtung der ersten Verfahrensstufe. Weitere Methoden sind dem Fachmann, der sich mit diesem neuen Verfahren vertraut macht geläufig. Die Folie wird dann teilweise ausgebreitet, so dass sich erhabene und vertiefte Stellen bilden, von denen ein grösserer Teil die Form scharfer, winkelförmiger Knicke aufweist. Sodann wird die Folie als Formoberfläche zum Giessen eines Harzes verwendet, um dem Kunstharz eine der geknitterten Folie entsprechende Oberflächengestalt zu verleihen. Dies kann erfolgen, indem man das flüssige Harz auf die Folie giesst.
Gleichgültig, ob eine Verstärkung verwendet wird oder nicht, kann auch nach dem Gie ssen des Harzes die Folie auf das gegossene Harz aufgelegt werden, worauf Lufttaschen ohne dauerhaftes Flachdrücken derart entfernt werden, dass die Knitterungen erhalten bleiben. Es gibt zwar auch andere Methoden, die nachstehend erwähnt werden; die oben genannte Methode wird jedoch bevorzugt.
Es gibt auch andere Möglichkeiten, die genannte
Formoberfläche auf eine Seite der flüssigen Harzschicht in verformendem Flüssigkeitskontakt so aufzubringen, dass die beiden aneinandergrenzenden Flächen vollstän dig miteinander in Berührung stehen. Es ist z. B. möglich, das Harz in einer solchen Lage zu vergiessen, dass die Hauptabmessung der Platte senkrecht gerichtet ist; diese Methode ist jedoch schwieriger durchzuführen, und es ist schwieriger, eine Vorrichtung zur Durchführung dieser Methode herzustellen, besonders wenn eine Ver stärkungsbahn oder ein Verstärkungskern verwendet wird; die Methode lässt sich jedoch gemäss Fig. 43 ent weder mit einem für die Dauer bestimmten Kern oder mit einem herausnehmbaren Kern durchführen.
Nach der bevorzugten Methode wird die geknitterte Folie auf einer waagrechten Oberfläche angewandt oder das Harz auf eine waagrechte Oberfläche gegossen und die Folie über das Harz gelegt, worauf die Luftblasen entfernt werden, solange das Harz noch flüssig ist. Normaler weise lässt man die Luftblasen in der flüssigen Harz schicht durch die Verstärkungsbahn hindurch aufsteigen und zerspringen, bevor man die geknitterte Deckfolie auflegt, und Blasen, die etwa später aufsteigen, können zusammen mit der von der Deckfolie eingeschlossenen
Luft später in der nachstehend beschriebenen Weise ent fernt werden. Man verwendet also die geknitterte Folie selbst als Formoberfläche, und zwar entweder als dau ernden Teil der herzustellenden Platte oder in abzieh barer Form, in welchem Falle sie nach der Fertigstel lung der Platte entfernt wird.
Es ist äusserst zweckmässig, in das Innere der Schicht aus gegossenem Harz eine Verstärkungsmatte oder einen
Verstärkungskern einzubringen. Dieses Verstärkungsmaterial ist vorzugsweise leicht von dem flüssigen Harz benetzbar und durchdringbar und kann aus einem Glas faservlies, z. B. aus einer Matte aus Endlossträngen, aus einem Glasfasergewebe, einem dünnen Blatt aus Glasfaserpapier, metallischen Strängen, Textilsträngen oder gewebten oder ungewebten Textilstoffen aus anderen Fasern, wie Polyamiden, Polyestern, streckbaren Fäden, Polyurethanen, Cellulose, Leinen oder anderen Fasern, bestehen. Das Verstärkungsmaterial kann auch eine dünne Kunststoffolie sein, die mit dem Giessharz verträglich ist und an demselben anhaftet, in welchem Falle die Folie zweckmässig durchlocht ist, um das Harz durch die Verstärkung hindurch zu binden.
Vorzugsweise besteht die Verstärkung aus Glasfaservlies von etwa der gleichen Brechungszahl wie das Harz. Die Auswahl von Glasfasern und Harzen zur Herstellung von Platten, in denen die Fasern unsichtbar sind, lässt sich leicht durch Anwendung eines niedrigen Verhältnisses von Glasfasern zu Harz bewerkstelligen. Bei den bisher bekannten Methoden zur Herstellung von verstärkten Kunstharzplatten war es üblich, einfach ein Glasfaservlies mit einem härtbaren Harz zu tränken, das Vlies mit Hilfe geriffelter Formplatten zu verformen, und das Harz dann zu härten. Bei diesen bekannten Platten beträgt das Gewichtsverhältnis von Glasfasern zu Harz gewöhnlich 2 : 3 (z. B. enthält eine Platte von etwa 3,2 mm Dicke 30 g Glasfasern und 45 g Harz je m2), und die Glasfasern sind sichtbar, besonders an den Oberflächen der Platte.
Bei den beschriebenen Platten werden dagegen harzreiche Erhebungen bevorzugt. Unter harzreich ist ein Gewichtsverhältnis von Glasfasern zu Harz zwischen etwa 1 : 3 und 1: 40, vorzugsweise zwischen etwa 1 : 5 und 1: 30, zu verstehen.
Die Dicke einer vorgefertigten Glasfaserverstärkungsbahn, wenn eine solche Verstärkung verwendet wird, ist vorzugsweise geringer als die minimale Dicke der Platte (z. B. geringer als der Abstand b in Fig. 15 und 30), um eine faserfreie äussere Harzoberfläche der Platte zu erhalten. Es ist wichtig, dass das Verstärkungsmaterial sich so dicht wie möglich an der Mitte der Harzplatte befindet, damit kein Werfen stattfindet. Wenn andere Verstärkungsmittel als Glasfaserbahnen verwendet werden, soll die Harzoberfläche vorzugsweise ebenfalls frei von derartigen Stoffen sein.
Die dünne Folie kann aus jedem Werkstoff bestehen, der sich mechanisch knittern lässt. Eine geeignete Beschaffenheit besitzt eine Polyvinylfluoridfolie, die von der Firma E. 1. du Pont de Nemours and Company unter der Bezeichnung Tedlar in den Handel gebracht wird. Diese Folie kann durchsichtig, durchscheinend oder undurchsichtig sein und jede beliebige Farbe besitzen. Die normale unbehandelte Polyvinylfluoridfolie eignet sich zur Verwendung als abziehbare Folie; sie eignet sich aber auch als dauernder Bestandteil der fertigen Platte. Dies erfordert allerdings eine besondere Behandlung der Folie. Bekannte Verfahren zur Behandlung sind dasjenige gemäss der USA-Patentschrift Nr. 2 871144, wonach die Oberfläche der Polymerisatfolie mit einer Lösung einer Anlagerungsverbindung von Natrium an einen aromatischen Kohl
Bevorzugte Verfahren zur Herstellung einer Platte sind in Fig. 5 und 6 dargestellt und können absatzweise oder kontinuierlich durchgeführt werden. Fig. 5 erläutert eine absatzweise arbeitende Methode. Die oben offene Form hat einen ebenen Boden 17 und aufwärtsgerichtete Seiten 16. Eine Folie wird mechanisch geknittert und teilweise flachgelegt und dann in den Boden der Form eingebracht. Zweckmässig wird die Folie über die Formkante gehängt, wie es in Fig. 5 links dargestellt ist, oder sie kann am Rand des Formbodens eingespannt werden, wie es in Fig. 5 rechts dargestellt ist. Wenn eine geknitterte Deckfolie angewandt wird, wird sie in ähnlicher Weise in bezug auf die Seiten und den Boden der Form aufgehängt oder angeordnet.
Dann wird das katalysatorhaltige flüssige Kunstharz in einem Arbeitsgang oder in mehreren Arbeitsgängen auf die von der geknitterten Folie gebildete Formoberfläche gegossen.
Die Masse des flüssigen Harzes 19 ist vorzugsweise flüssig genug, um von selbst eine glatte Oberfläche anzunehmen, und breitet sich auf der Folie 18 aus. Infolge der Oberflächenspannung und der Kapillareigenschaften des Harzes steigt dieses an den Stellen, wo es mit den Formwandungen in Berührung kommt, unter Bildung einer Rundung oder eines Meniskus 12 an.
Nach einer kurzen Zeit von beispielsweise 5 Minuten bis 1 Stunde, die von der Konzentration des Katalysators und bzw. oder Beschleunigers abhängt, beginnt das thermoplastische oder wärmehärtende Harz auszuhärten, wobei sich Reaktionswärme entwickelt, die die Härtung weiter beschleunigt. Die flüssige Harzschicht 19 wird mindestens so weit ausgehärtet, bis sie erstarrt oder geliert und die Platte hantiert werden kann, worauf die Platte aus der Form herausgenommen und auf einen Hilfsträger gelegt oder an eine Stelle verbracht wird, wo sie weiter härtet. Hierfür eignet sich z. B. ein Schrank mit gegenüberliegenden Türen und einer Mehrzahl von waagrechten Regalen, der zwischen zwei Tischen angeordnet ist, auf denen die Platten hergestellt werden. Während eine Platte auf einem Tisch zu einem Gel erstarrt, kann der Arbeiter auf dem andern Tisch die zweite Harzplatte herstellen.
Dann wird die erste Platte auf eines der Regale gelegt, und der Tisch ist für die weitere Plattenherstellung frei. Der Schrank hat zweckmässig 10 bis 20 Regale, die in Abständen von 2,5 bis 5 cm voneinander angeordnet sind, und er kann ausserdem Heizschlangen enthalten, um die Aushärtung zu beschleunigen und das Anhaftenlassen der Folie an der Platte zu unterstützen. Bei geschlossenen Türen wird die exotherme Härtungswärme ebenfalls eingefangen und ausgenutzt.
Statt das flüssige Harz 19, wie oben an Hand von Fig. 5 beschrieben, härten zu lassen, kann eine zweite, von einer geknitterten Folie 18' gebildete Formoberfläche unmittelbar auf die Oberfläche der einheitlichen Schicht 19 aufgelegt werden. Dies geschieht z. B. mittels der Walze 20 und der hölzernen Klinge 14 (vergleiche Fig. 6) vorzugsweise derart, dass die unter. der Deckfolie 18' befindliche Luft ausgetrieben wird. Wenn das Harz zu einem Gel erstarrt ist, aber bevor es zu einem starren Zustand ausgehärtet ist, kann man der Platte jede beliebige Form geben. Zum Beispiel kann man eine gekrümmte Platte in Form eines Segmentes oder eines rohrförmigen Zylinders herstellen. Man kann der gelförmigen Platte auch kompliziertere Formen geben, wie z. B. die eines Stuhlsitzes und einer Lehne, worauf das Erzeugnis vollständig ausgehärtet wird.
Fig. 6 erläutert die kontinuierliche Herstellung einer Harzplatte. Die vorgeknitterte Folie 18 wird kontinuierlich auf ein in Bewegung befindliches Förderband 15 aufgebracht, das z. B. durch eine Rinne 16, 17 abgestützt ist. Dann wird das flüssige Harz entweder in einem einzigen Strom oder einer einzigen Schicht oder anteilweise zu einer einheitlichen Schicht auf die geknitterte Folie 18 gegossen. Das Harz enthält natürlich Stoffe, wie Härtungsmittel, Beschleuniger, Farbstoffe oder Pigmente, Stabilisatoren, Ultraviolett-Strahlenschutzmittel oder andere Stoffe. Derartige Zusätze werden z. B. in abgemessenen Mengen einem Rohr, mehreren Rohren, einem Vorratsbehälter oder Vorratsbehältern zugeführt, in denen sich das flüssige Harz befindet, welches sodann vergossen wird.
Obwohl dies in den Abbildungen nicht dargestellt ist, wird ein fortlaufendes, durchlässiges Verstärkungs-Glasfaservlies (oder ein anderes Verstärkungsmaterial mit oder ohne gleichzeitiges, vorheriges oder nachheriges Einbringen von Ziermitteln in die Harzschicht) fortlaufend und vollständig in die Schicht aus flüssigem Harz eingetaucht. Wenn eine vorgeknitterte Deckfolie 18' angewandt wird, wird diese sodann kontinuierlich auf die Oberfläche der flüssigen Harzschicht 19 aufgebracht.
Die Walze 20 drückt die Folie 18'g-linde gegen die flüssige Harzoberfläche, wodurch die unter der Folie befindliche Luft entfernt wird. In der Abbildung ist zwar nur eine Walze 20 dargestellt; man kann jedoch mehrere Walzen verwenden, und diese können in jedem geeigneten Winkel zur Bewegungsrichtung der Platte angeordnet sein, wie es in Fig. 6 durch den Pfeil angedeutet ist. Ein Messer oder eine Klinge 14 aus Holz, elastischem Werkstoff, wie Kautschuk, oder anderem Material, welches die Deckfolie nicht ankratzt, wird in ähnlicher Weise wie die Walze verwendet, um die Luft unter der Folie zu entfernen. Man kann auch mehrere Messer verwenden, die in geeigneten Winkeln zum Weg der flüssigen Harzschicht 19 angeordnet sind.
Ebenso kann man die zur Entfernung der Luft dienenden Vorrichtungen 14 und 20 hin und her gehende Bewegungen ausführen lassen.
Fig. 12 bis 23 zeigen Teilquerschnitte von Platten, die nach den in Fig. 5 und 6 erläuterten Verfahren hergestellt werden können. Die in diesen Abbildungen dargestellten Platten brauchen natürlich nicht notwendigerweise ebenso orientiert zu sein, wie sie hergestellt worden sind. Das heisst, die Platten können mit ihrer Unter- und Oberseite in den in den Abbildungen dargestellten Stellungen hergestellt werden, oder in den meisten Fällen können sie in der umgekehrten Reihenfolge hergestellt werden. Zum Beispiel kann die in Fig. 13 gezeigte, der Folie 18 benachbarte unregelmä ssige Oberfläche sich bei der Herstellung der Platte am Boden der flüssigen Harzschicht befinden, und die obere Fläche kann eine glatte oder ebene Oberfläche 24 sein.
Anderseits kann die Formoberfläche, auf die die flüssige Harzschicht gegossen wird, wie die Glasplatte 29 in Fig. 23, zur Bildung einer glatten oder ebenen Oberfläche 24 führen, und die unregelmässige Oberfläche kann an der Oberseite der flüssigen Harzschicht gebildet werden, wie es in Fig. 6 erläutert ist. Obwohl die meisten Abbildungen keine Verstärkungsbahn oder -matte 23 zeigen, wie sie in Fig. 12, 13 und 16 dargestellt ist, wird eine solche Matte vorzugsweise verwendet. Die Matte 23 wird vorzugsweise in die flüssige Schicht eingebracht, nachdem diese Schicht gegossen worden ist, indem das durchlässige Verstärkungsmaterial auf und in die Oberseite des flüssigen Harzes gelegt und benetzt wird, worauf man das Harz durch die Verstärkung 23 hindurchtreten und dieselbe umgeben lässt.
Natürlich können auch andere Verfahren angewandt werden; diese führen jedoch zu Schwierigkeiten, wie Luftblasen und einer harzarmen Oberfläche, die sich, wenn auch mit einiger Schwierigkeit, nachträglich beseitigen lassen. So kann das Verstärkungsmaterial mit Harz vorgetränkt werden, oder man kann das Harz auf die Oberseite des Verstärkungsmaterials giessen und es das Material benetzen lassen. Die geknitterte Folie 18 kann zum Anhaften an der ausgehärteten Harzplatte 1 gebracht werden, wie es in Fig. 13 dargestellt ist, oder sie kann an beiden Seiten der Platte erscheinen. Zweckmässig wird die Folie von der Platte abgezogen, besonders wenn die Platte nur zur Verwendung im Inneren eines Gebäudes bestimmt ist.
Die in Fig. 14 gezeigte Platte wird erhalten, indem man eine Folie 25 auf der Giessfläche anordnet und ein Muster herstellt, indem man ein farbiges undurchsichtiges oder durchsichtiges flüssiges Harz 6 über einen Teil der Fläche der Folie 25 giesst. Da die meisten katalysatorhaltigen Giessharze bei der Härtung schrumpfen und bzw. oder Wärme entwickeln, kann das Harz dieses Musters schrumpfen, oder die Wärme kann die Folie erweichen und dehnen, so dass sie vom Formboden fortgezogen wird und sich in der Folie 25 eine kleine Einbuchtung 34 (Fig. 14) bildet. Die Bildung der Einbuchtung findet in der dargestellten Weise statt, wenn das Muster aus einem flüssigen, katalysatorhaltigen Harz hergestellt und das Harz dieses Musters vollständig erhärten gelassen wird, bevor die flüssige Harzschicht 19 gegossen wird, aus der sich die feste Harzplatte 1 bildet.
Das Muster kann aus einem undurchsichtigen, durchsichtigen oder durchscheinenden Harz hergestellt werden.
Fig. 15 und 16 zeigen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung, bei denen beide Seiten einer lichtstreuenden und lichtdurchlässigen Platte scharfe Knicke, wie Rinnen und Vorsprünge, aufweisen, insbesondere derart, dass die Platte halbdurchsichtig ist und eine Vielzahl von unregelmässigen, regellos angeordneten, juwelenartigen und prismenartigen Facetten aufweist. Die geknitterte Kunststoffolie kann von einer oder von beiden Seiten der Platte abgezogen werden, oder sie kann für die Dauer an diesen Seiten befestigt werden.
Fig. 17, 18, 19 und 20 erläutern Platten mit einer reflektierenden Folie 26, 26' oder einem gleichwertigen reflektierenden Film oder Pulver, wobei die Schicht 26, 26' einen dauernden Bestandteil der Platte bildet. Das reflektierende Material kann spiegelartig sein, wie die polierte Seite einer Aluminiumfolie, oder es kann etwas lichtstreuend sein, wie die spiegelnde oder matte Seite einer üblichen Form von Aluminium, oder wie eine dünne Schicht aus Bronzepulver. Wenn Aluminiumfolie verwendet wird, kann sie durch elektrolytisches Eloxieren mit einem Oxydfilm versehen sein, der in jeder gewünschten Farbe angefärbt oder mit einem Muster bedruckt werden kann.
Die Folie 26 in Fig. 17 kann in ähnlicher Weise, wie es an Hand von Fig. 5 beschrieben wurde, in eine einzelne Schicht von flüssigem Harz eingelagert werden, worauf das Harz in aufeinanderfolgenden Anteilen vergossen wird. Wenn die Folie durchlocht ist, braucht sie nur auf eine Schicht des flüssigen Harzes aufgelegt und darin eingetaucht zu werden. Der reflektierende Film ist vorzugsweise undurchsichtig, wie eine Metallfolie, und kann auf die glatte oder ebene Seite der Platte aufgebracht werden oder diese Seite bilden, wie es in Fig. 18 dargestellt ist, oder er kann die geknitterte und teilweise abgeflachte Folie bilden, die, wie gemäss Fig. 19, als Formoberfläche 26 dient. Fig. 20 erläutert ein Erzeugnis, das erhalten werden kann, indem eine Kunststoffolie 28 mit einem lichtreflektierenden Material 27 metallisiert oder anderweitig beschichtet wird.
In diesem Falle dient die kaschierte oder beschichtete Folie als Formoberfläche und bleibt in dauernder Haftverbindung mit der entstehenden Platte aus gehärtetem Kunstharz.
Fig. 21 und 22 zeigen Ausführungsformen, bei denen das flüssige, katalysatorhaltige Harz selbst ein Pigment, wie Titandioxyd, enthält, wie es in Fig. 22 dargestellt ist; das Pigment kann auch in der in Fig. 21 gezeigten Weise eingelagert werden. Im Falle der Fig. 21 ist die pigmentierte Schicht entweder ein Überzug auf einer lichtdurchlässigen Folie 10, oder das Pigment ist in der lichtdurchlässigen Folie verteilt. Eine andere Abwandlung, nach der die in Fig. 21 gezeigte Platte hergestellt werden kann, besteht darin, eine gesonderte Schicht 10 aus flüssigem, katalysatorhaltigem Kunstharz zu giessen, die das Pigment enthält. In diesen Abbildungen ist das Pigment vorzugsweise in solcher Menge vorhanden, dass die Platten, wenn sie von der gegenüberliegenden Seite betrachtet werden, mindestens für Licht, welches auf sie gerichtet wird, durchscheinend sind.
Diese Platten eignen sich für Leuchten und andere Erzeugnisse, bei denen ein stark diffuses weisses Licht erwünscht ist.
Die Platten gemäss Fig. 21 und 22 eignen sich gut für Leuchten gemäss Fig. 9. Die dort dargestellte Leuchte besitzt ein Gehäuse oder einen Trägeraufbau 30 mit einer Leuchtröhre 31. Die Platte 1, deren Schicht 10 ein Pigment, wie Titandioxyd, enthält, ist zweckmässig in der dargestellten Weise zwischen der Lichtquelle und dem Raum angeordnet, in den das Licht eingestrahlt wird. Zweckmässig besteht die Folie oder Schicht 10 aus einem Stoff, der ultraviolettes Licht absorbiert oder aussiebt, oder aus einem Stoff, wie Polyvinylfluorid, der ein dieses Licht absorbierendes Mittel enthält. Platten, wie sie in Fig. 12 bis 16 und 21 bis 23 dargestellt sind, eignen sich für Beleuchtungskörper.
Die in Fig. 23 dargestellte Ausführungsform wird vorzugsweise unter Verwendung einer Glasplatte 29 hergestellt. Vorzugsweise bildet das Glas die Bodenoberfläche der Form, und das durchsichtige flüssige Harz 19 wird auf das Glas gegossen, worauf eine Formoberfläche, wie die Folie 18', auf die flüssige Harzschicht 19 in verformender Flüssigkeitsberührung aufgelegt wird, so dass sich die ganzen gegenüberliegenden Flächen der flüssigen Harzschicht und der Formoberfläche berühren; sodann wird das Harz ausgehärtet, so dass die gehärtete Harzplatte 1 entsteht. Wenn das Harz an dem Glas nicht anhaftet, lässt sich die Platte von dem Glas abnehmen.
Anderseits haften Harze, wie Epoxyharze, in dauerhafter Weise an dem Glas an, und selbst wenn nichtanhaftende flüssige oder gehärtete Harze verwendet werden, kann das Glas mit einem Epoxyharz oder einem anderen an dem Glas anhaftenden Material überzogen werden. Vorzugsweise wird in das flüssige Harz ein Verstärkungsmaterial eingebracht.
Ausführungsbeispiele des erfindungsgemässen Verfahrens sind in der nachstehenden Tabelle erläutert. Tabelle
EMI8.1
<tb> <SEP> Hauptverfahrensstufen
<tb> <SEP> Zusätzliche <SEP> oder <SEP> freigestellte <SEP> Verfahrensstufen
<tb> <SEP> a) <SEP> Man <SEP> vergiesse <SEP> Anteil <SEP> eines <SEP> lichtdurchlässigen, <SEP> farbigen, <SEP> a) <SEP> Man <SEP> nehme <SEP> eine <SEP> Giessober <SEP> 1. <SEP> Man <SEP> vergiesse <SEP> Anteile <SEP> eines <SEP> lichtdurchlässigen, <SEP> farbigen, <SEP> f--- <SEP> fläche <SEP> mit <SEP> gesonderten <SEP> festen
<tb> <SEP> flüssigen, <SEP> katalysatorhaltigen <SEP> Kunstharzes <SEP> in <SEP> einem <SEP> Musterelementen.
<tb>
<SEP> Muster <SEP> zu <SEP> einer <SEP> einheitlichen <SEP> Schicht <SEP> auf <SEP> einer <SEP> Giess
<tb> <SEP> oberfläche <SEP> (z. <SEP> B. <SEP> einer <SEP> zerknitterten <SEP> Kunststoffolie).
<tb> <SEP> b) <SEP> Man <SEP> ordne <SEP> gesonderte <SEP> feste
<tb> <SEP> Musterelemente <SEP> auf <SEP> der <SEP> flüs
<tb> <SEP> sigen <SEP> Schicht <SEP> an.
<tb>
<SEP> 2. <SEP> Man <SEP> lege <SEP> eine <SEP> poröse <SEP> Glasfaserbahn <SEP> über <SEP> die <SEP> ganze <SEP> Fläche <SEP> der <SEP> einheitlichen <SEP> Schicht <SEP> und <SEP> lasse <SEP> das <SEP> flüssige
<tb> <SEP> Harz <SEP> ohne <SEP> Störung <SEP> des <SEP> farbigen <SEP> Musters <SEP> die <SEP> Matte <SEP> benetzen, <SEP> durch <SEP> die <SEP> Matte <SEP> hindurchdringen <SEP> und <SEP> dieselbe
<tb> <SEP> umgeben.
<tb> <SEP> c) <SEP> Man <SEP> lege <SEP> einen <SEP> durchlochten <SEP> Gerippekern <SEP> (z. <SEP> B. <SEP> mit <SEP> Wabenmuster) <SEP> derart <SEP> auf
<tb> <SEP> die <SEP> Bahn, <SEP> dass <SEP> er <SEP> teilweise <SEP> in <SEP> den <SEP> oberen <SEP> Teil <SEP> der <SEP> Schicht <SEP> eindringt.
<tb>
<SEP> + <SEP> d) <SEP> Man <SEP> lege <SEP> eine <SEP> Oberfläche <SEP> (z. <SEP> B. <SEP> eine <SEP> geknitterte <SEP> Kunststoffolie) <SEP> auf <SEP> das <SEP> flüs <SEP> sige <SEP> Harz <SEP> und <SEP> bzw. <SEP> oder <SEP> bilde <SEP> durch <SEP> Eindrücken <SEP> ein <SEP> Muster.
<tb>
> ,
<tb> 3. <SEP> Man <SEP> härte <SEP> das <SEP> Harz <SEP> zu <SEP> einer <SEP> lichtdurchlässigen <SEP> Platte <SEP> aus, <SEP> deren
<tb> <SEP> inneres <SEP> Muster <SEP> von <SEP> beiden <SEP> Seiten <SEP> her <SEP> sichtbar <SEP> ist.
<tb>
EMI8.2
e) Man wiederhole die Verfahrensstufen 1 und 2 (mit oder ohne die freigestellten
Verfahrensstufen a und/oder b; dann kehre man die Platte um und lege die
Oberseite der in Stufe 3 erhaltenen Platte auf das bei der Wiederholung der
Stufe 2 erhaltene flüssige Harz oder man arbeite bei Verwendung eines durch lochten Kernes nach Stufe c, worauf das nach Wiederholung der Verfahrens stufen erhaltene flüssige Harz ausgehärtet wird.
Um eine Kunstharzplatte mit einem darin befindlichen farbigen Muster, z. B. einem dem Buntglas ähnelnden Muster, herzustellen, die aus einer Vielzahl von verschiedenfarbigen Harzen besteht, wobei die farbigen Flächen unter Bildung eines einheitlichen gesprenkelten Musters aneinander angrenzen, kann man Dämme oder zeitweilige Trennwände verwenden, um die Harzbereiche voneinander zu trennen, dann das Harz aushärten, die zeitweiligen Trennwände herausnehmen und die dadurch entstandenen Täler mit weiterem flüssigem Harz füllen, welches dann unter Bildung einer einheitlichen Schicht ausgehärtet wird.
Wenn in diesem Falle ein Verstärkungsmaterial eingelagert werden soll, so erfolgt dies entweder in den einzelnen Flächen oder nach der Aushärtung oder Teilaushärtung der einzelnen Flächen, worauf die zeitweiligen Trennwände herausgenommen werden und eine weitere Harzschicht gegossen wird, so dass ein selbstgebundenes Erzeugnis entsteht. Eine andere Methode besteht darin, eine verstärkte Platte aus einem einfarbigen Harz herzustellen, den gleichen Vor gang mit Harzen von anderen Farben zu wiederholen, die einzelnen Platten in Abschnitte zu zerschneiden und diese Abschnitte auf eine andere Schicht aus Harz oder einem sonstigen Material unter Bildung einer einheitlichen Platte aufzukaschieren, wie es in der USA-Patentschrift Nr. 2 905 580 beschrieben ist.
In der vorstehenden Tabelle ist ein viel einfacheres Verfahren dargestellt. Bei diesem Verfahren werden aus einzelnen, verschiedenfarbigen, lichtdurchlässigen, katalys atorhaltigen flüssigen Kunstharzen Anteile in Form eines gesprenkelten Musters zu einer einheitlichen Schicht gegossen. Besonders zufriedenstellend ist es, wenn dieses Verfahren in der Weise durchgeführt wird, dass aneinanderstossende Flächen von Harzen mit verschiedenen Farben zu einer einheitlichen Platte gegossen werden, wobei sich die verschiedenfarbigen Schichten sogar gegenseitig überlappen, so dass Kombinationen von gesprenkelten Farben entstehen. Nach dem Giessen einer solchen vielfarbigen Schicht kann man gegebenenfalls eine weitere Farbvermischung bzw.
Sprenkelung erreichen, indem man die Zinken oder Finger einer Vorrichtung, wie eines handförmigen elastischen Kammes, in das Harz einführt und diese eine wischende Wirbelbewegung oder Hin- und Herbewegung oder eine streichende Bewegung ausführen lässt. Dieses einstufige Giessverfahren, bei dem eine einzige einheitliche Schicht aus gegossenem Harz entsteht, ist viel einfacher als die Methode, bei der eine Vielzahl von Schichten verwendet wird. Das Harz ist vorzugsweise ein durchsichtiges Harz, und die erhaltene Platte ist vorzugsweise halbdurchsichtig.
Gemäss dieser Ausführungsform der Erfindung wird eine einheitliche Schicht aus farbigem, flüssigem, katalysatorhaltigem Kunstharz mit einem darin befindlichen Muster gegossen. Über die ganze Fläche dieser einheitlichen Schicht wird ein durchlässiges Glasfaservlies oder ein gleichwertiges Verstärkungsmaterial gelegt, das Vlies wird, ohne das Muster zu stören, von dem Harz umgeben, und die so verstärkte flüssige Schicht wird zu einer lichtdurchlässigen Platte ausgehärtet, deren Muster von beiden Seiten sichtbar ist. Vorzugsweise wird auf die Oberseite der flüssigen Schicht vor dem Aushärten eine Folie aus Polyäthylenterephthalat oder Polyvinylfluorid gelegt.
Hierdurch werden luftempfindliche Harze geschützt, und die Ebenheit der Harzplatte wird verbessert. Ausserdem lassen sich Lufttaschen so leicht entfernen.
In dem Fliessdiagramm der vorstehenden Tabelle sind die Hauptverfahrensstufen als von ausgezogenen Linien umgrenzte Kästen dargestellt, die in der Verfah rensfolge durch ausgezogene Pfeile miteinander verbunden sind. Zusätzlich anwendbare Verfahrensstufen sind durch gestrichelte Linien gekennzeichnet. Die Hauptverfahrensstufen sind die folgenden: Zunächst werden Anteile von lichtdurchlässigem, farbigem, flüssigem, härtbarem Kunstharz in einem gesprenkelten Muster auf eine Giessnäche zu einer einheitlichen Schicht gegossen.
Als Harz wird vorzugsweise ein solches verwendet, das sich durch einen Härtungskatalysator härten lässt, und zwar entweder ein wärmehärtendes Harz, wie ein ungesättigtes Polyester-Styrol-Mischpolymerisat oder ein thermoplastisches Harz, wie ein in Gegenwart eines geeigneten Katalysators polymerisierter Polyacrylsäuremethylester. Es können jedoch auch andere Verfahren angewandt werden, um die einheitliche Schicht aus flüssigem Harz herzustellen. Die Giessoberfläche ist vorzugsweise die oben beschriebene geknitterte und teilweise wieder flachgelegte, ausgebreitete oder geöffnete feste Folie mit scharfen Knicken.
In der zweiten Verfahrensstufe wird ein Verstärkungsmaterial, wie ein aus Endlossträngen hergestelltes Glasfaservlies, über die ganze Fläche der flüssigen Harzschicht gelegt, worauf man das farbig gemusterte Harz das Glasfaservlies benetzen, durch dasselbe hindurchdringen und dasselbe umgeben lässt. In der dritten Verfahrensstufe wird das Harz zu einer lichtdurchlässigen Platte ausgehärtet, die ein von beiden Seiten her sichtbares Muster aufweist. Die Verstärkungsmatte besteht vorzugsweise aus Fasern von etwa der gleichen Brechungszahl wie das gehärtete Harz, so dass sie in der fertigen Platte für das unbewaffnete Auge praktisch unsichtbar ist, besonders wenn das Verhältnis von Harz zu Fasern hoch ist und die Brechungszahlen beider aufeinander abgestimmt sind.
Man kann auch Ziermittel einlagern, vorzugsweise in der Form von gesonderten festen Musterelementen, wie ein durchsichtiges, durchscheinendes oder undurchsichtiges Muster 6 aus gehärtetem Harz, wie es in Fig. 1, 4 und 14 dargestellt ist, natürliche Pflanzenblätter, natürliche Blätter, die so behandelt worden sind, dass alle Teile ausser dem spitzenartigen Adernetz aus ihnen entfernt worden sind. Perlmutterschuppen, Flitter, Schmetterlinge, wie in Fig. 13 dargestellt, oder andere gesonderte Musterelemente. Die gesonderten Musterelemente werden einzeln eingelegt oder zuvor an dem Verstärkungsmaterial oder an einem äusserst durchlässigen Material, wie einem gazeartigen Blatt aus sehr dünnem Cellulosepapier, befestigt. Wenn das letztere verwendet wird, werden die Cellulosefasern in der Platte praktisch unsichtbar.
Die festen Musterelemente werden entweder vor dem Giessen des flüssigen Harzes gemäss Stufe 1 der Tabelle auf die Giessoberfläche aufgebracht, wie es für Stufe a angegeben ist, oder sie werden auf die Oberfläche der in Stufe 1 gegeossenen flüssigen Harzschicht aufgebracht, wie es für Stufe b angegeben ist. Wenn das Verfahren in der in der Reihenfolge von Stufe 1 zu Stufe b durchgeführt wird, drückt das poröse Glasfaservlies oder das sonstige Verstärkungsmaterial die Musterelemente abwärts weiter in die flüssige Harzschicht hinein. Wenn die Stufe a durchgeführt wird, hält die Verstärkungsmatte die Zierelemente in der Harzschicht fest.
Gleich, nach welchen Verfahrensstufen man arbeitet, bleibt das durch das aufeinanderfolgende Giessen von verschiedenartigen Harzanteilen erzeugte gesprenkelte Muster durch die Ziermittel oder Musterelemente oder durch die eingelegte Verstärkungsmatte im wesentlichen ungestört.
Eine weitere freigestellte Verfahrensstufe (die in der Tabelle nicht angegeben ist) besteht darin, dass man im Anschluss an die Verfahrensstufe 2 Ziermittel als geson- derte feste Musterelemente auf die Oberfläche des flüssigen Harzes legt und dann die Stufe 3 mit oder ohne Stufe c oder Stufe d durchführt. Nach diesem Verfahren arbeitet man vorzugsweise, wenn undurchsichtige Flächen oder undurchsichtige Effekte gewünscht werden.
Wenn das Verfahren unmittelbar von der Stufe 2 zur zusätzlichen Stufe c durchgeführt wird, wird ein Gerippekern auf die Oberseite des flüssigen Harzes aufgebracht, welches die Verstärkungsmatte eingebettet enthält. Wenn der Gerippekern bienenwabenartig ausgebildet ist, wie in Fig. 7 und 8 dargestellt, soll vorzugsweise der Meniskus 12 von jeder Seite her bis zu einem solchen Ausmasse ansteigen, dass das wabenartige Organ 11 entweder von den Menisken selbst vollständig bedeckt wird, oder dass die Menisken auf jeder Seite mit Hilfe einer Harzfolie mit denjenigen auf der anderen Seite verbunden sind. Eingeschlossene Monomerdämpfe helfen bei der Bildung eines solchen Harzfilms auf der wabenartigen Struktur. Wenn sich die Verfahrensstufen 3 und e anschliessen, erhält man eine ähnliche Struktur, wie sie in Fig. 7 und 8 dargestellt ist.
Es können auch andere Gerippekerne verwendet werden, die der fertigen Platte Starrheit und Festigkeit verleihen. Wenn die Kerne undurchsichtig sind, wie im Falle von Holz, Sperrholz, Pressholz oder Schaumkunststoff, ist das lichtdurchlässige, farbig gesprenkelte Muster durch die Dicke der Harzschicht hindurch bis zu der Tiefe sichtbar, in der sich der Gerippekern oder das undurchsichtige Material befindet. Im Falle eines wabenartigen Kerns ist das farbige Muster natürlich durch die Öffnungen desselben hindurch von beiden Seiten sichtbar.
Die zusätzliche Verfahrensstufe d , d. h. das Bedecken des flüssigen Harzes mit einer Folie, wird zweckmässig zwischen den Verfahrensstufen 2 und 3 nach einem ähnlichen Verfahren durchgeführt, wie es in Fig. 6 erläutert ist.
Obwohl es unmöglich erscheinen könnte, durch Auflegen einer geknitterten Folie auf die waagrechte Oberfläche eines flüssigen Harzes ein blasenfreies Erzeugnis mit einer facettierten Oberfläche zu erhalten, ist anzunehmen, dass die gemäss der vorstehenden Beschreibung anzuwendenden Bedingungen, Verfahrensstufen und Faktoren zur Erzielung dieses erwünschten Ergebnisses führen. Die Verformung der Harzoberfläche erfolgt durch drucklose Kontaktanpassung des Harzes an die Folie, wobei die Verdrängung der Luft durch eine fortschreitend vorrückende Meniskusbildung erzielt wird. Eine wichtige Verfahrensstufe betrifft die Art und Weise, wie die geknitterte Folie aufgelegt wird. Wenn dies in der richtigen Weise geschieht, wird der Einschluss von Luft unter den höheren Teilen der facettierten Folie weitgehend vermieden.
Dies geschieht derart, dass die Neigung des flüssigen Harzes zur Bildung eines Meniskus oberhalb des normalen Flüssigkeitsspiegels bei Berührung mit einer senkrechten oder schrägen Oberfläche ausgenutzt wird. Um die Luftblasen zu vermindern, ist die Art und Weise wichtig, in der die Folie gehandhabt wird. Es ist nämlich von Vorteil, die Berührung der Folie mit dem Harz an einem einzelnen Punkt (z. B. an einer Ecke oder in der Mitte der geknitterten Folie) oder längs einer Linie (z. B. am Rand der geknitterten Folie) beginnen zu lassen, wie es in Fig. 6 dargestellt ist. Ein zweites wichtiges Merkmal beim Hantieren der Folie ist die Geschwindigkeit, mit der der Rest der Folie mit dem Rest der Harzoberfläche in Berührung gebracht wird, wenn erst einmal der Anfangsberührungspunkt oder die Anfangsberührungslinie (nachstehend als Kontaktpunkt bezeichnet) hergestellt ist.
Diese Geschwindigkeit ist für die meisten flüssigen Harze derart, dass, wenn man an einem Ende einer 3 m langen Platte beginnt, es normalerweise etwa 10 Sekunden bis 5 Minuten dauert, bis der Rest der Folie, fortschreitend vom anfänglichen Kontaktpunkt, allmählich mit dem Rest der flüssigen Oberfläche in Berührung gebracht worden ist. Diese Zeit variiert natürlich bei verschiedenen Harzen und Folien und hängt weitgehend davon ab, dass man dem Meniskus die Möglichkeit gibt, sich zu entwickeln und zusammen mit der fortschreitenden Berührung zwischen Folie und Harz fortzuschreiten. Ein dickes, zähflüssiges, sirupartiges Giessharz, wie der unter der Handelsbezeichnung Lucite erhältliche Polyacrylsirup, kann einen langsamer fortschreitenden Kontakt zwischen Folie und Harz vom anfänglichen Kontaktpunkt aus erfordern als eine dünnflüssigere Flüssigkeit.
Wenn man ein Harz von sehr niedriger Viskosität verwendet, kann sich der Meniskus fortschreitend mit viel höherer Geschwindigkeit bilden. Der Winkel zwischen der Ebene, die im grossen und ganzen der Länge und Breite der Folie entspricht (nachstehend als Ebene der Folie bezeichnet) und der waagrechten Oberfläche des Harzes an der Berührungsstelle ist auch zu einem gewissen Masse ausschlaggebend. Er soll nämlich so klein wie möglich, aber grö sser als 0 und kleiner als 900 sein. Anders ausgedrückt: Dieser Neigungswinkel der Ebene der fort kel ist, wodurch der Knick in der Folie nachgeahmt wird. Eine andere Veranschaulichung dieses Zusammen hanges besteht darin, dass man eine geknitterte Folie in schräger Stellung teilweise in Berührung mit einer Harzoberfläche hält und das Harz dabei aushärtet.
Wenn man dann die ausgehärtete Platte an verschiedenen Stellen zerschneidet, kann man den Meniskus beobachten.
Bei der grosstechnischen Durchführung des Verfahrens müssen diese Faktoren berücksichtigt werden.
Mitunter werden einige Blasen versehentlich eingeschlossen oder erst später von dem durchlässigen Verstärkungsmaterial in Freiheit gesetzt. Es wurde gefunden, dass diese Blasen sich immer noch ohne Zerstörung der vielfach facettierten Oberflächenanordnung nachträglich entfernen lassen, obwohl sie von den facettierten Erhebungen oder erhabenen Teilen der Folie festgehalten werden. Wenn nämlich die erhabenen Teile vorübergehend herabgedrückt und flachgedrückt werden, so dass sich die Blasen zum Rand hin bewegen (vergleiche Fig. 6), springt die Folie infolge ihres geknitterten Zustandes zurück und bleibt mit dem flüssigen Harz in Berührung. Dies ist eine andere wichtige Verfahrensstufe zur Herstellung blasenfreier Platten.
Nach dem in der vorstehenden Tabelle erläuterten Verfahren wird also, solange die einheitliche Schicht des das Muster enthaltenden Harzes noch flüssig ist, ein poröses Glasfaservlies oder ein gleichwertiges Verstärkungsmaterial über die ganze Fläche der flüssigen Schicht ausgebreitet, das Vlies wird mit dem flüssigen Harz benetzt und wird in die flüssige Schicht ohne wesentliche Störung des Farbmusters so eingetaucht, dass das Harz das Faservlies durchdringt, durch die Matte hindurchtritt und dieselbe bedeckt. Dann wird das Harz zu einer lichtdurchlässigen Platte ausgehärtet, deren Muster von beiden Seiten her sichtbar ist.
Ein wichtiges Merkmal des in der Tabelle erläuterten Verfahrens ist die Einstufigkeit der Methode zur Herstellung einer Platte, die in ihrem Inneren ein Ziermuster und eine Verstärkungsbahn aus Glasfasern oder gleichwertigem Material enthält. Ein anderes Merkmal ist eine vereinfachte Methode zur Herstellung einer Struktur, wie sie in Fig. 7 und 8 dargestellt ist. Eine allgemein übliche bekannte Methode zum Kombinieren eines wabenförmigen Kerns mit lichtdurchlässigen Kunstharzplatten bestand darin, eine vorgefertigte, ausgehärtete Kunstharzplatte zu verwenden, diese mit einem Klebstoff zu überziehen oder auf die Platte eine Kunstharzschicht zu giessen (mit oder ohne Ziermuster oder Ziermittel in der zweiten gegossenen flüssigen Harzschicht oder in dem Klebstoff), und dann einen wabenförmigen Kern in die flüssige Kunstharzschicht oder Klebstoffschicht einzubringen.
Das Harz oder der Klebstoff können in bekannter Weise eine Verstärkungsbahn enthalten. Wenn man nach dem beschriebenen einstufigen Giessverfahren arbeitet, indem man eine flüssige, z. B. durch Pigmente oder Farbstoffe gefärbte Kunstharzschicht in dem gewünschten gesprenkelten Muster herstellt, darin ein Verstärkungsmaterial eintaucht, einen wabenförmigen Kern mit der Verstärkungsbahn in Kontakt bringt, dann die Oberseite des wabenförmigen Kerns mit einem luftdichten Material, wie einer Folie, bedeckt, um den Einschluss von Monomer- und anderen Dämpfen herbeizuführen, die auf diese Weise den Papierkern beschichten, und indem man den Kern mit einer Kraft abwärts drückt, die die Verstärkungsbahn zusammenquetscht, während das Harz sich in flüssigem Zustande befindet,
und wenn dabei die einwirkende Kraft erheblich ist und die Verstärkungsmatte in Verbindung mit der Messerschneide des wabenartigen Materials weiter bis auf einen verhältnismässig kleinen Teil ihrer ursprünglichen Dicke an der Berührungsstelle verdichtet wird, wird eine Anzahl von bei den bisher bekannten Verfahren erforderlichen Stufen vermieden. (Beispiele für bekannte Verfahren finden sich in der USA-Patentschrift Nr. 2477 852, in British Plastics , Juni 1952, Seite 201-205, und in der USA-Patentschrift Nr. 3 072973). Man sieht also, dass durch Anwendung des in der vorstehenden Tabelle erläuterten Verfahrens in Kombination mit der Verfahrensstufe c eine Zierplatte von ausgezeichneter Festigkeit nach einem recht einfachen Verfahren erhältlich ist.
Die in der Verfahrensstufe 1 gemäss der Tabelle erhaltene flüssige Kunstharzschicht 19, die das Ziermuster enthält, kann auf eine glatte Oberfläche, auf eine geprägte Oberfläche, wie die die juwelenartigen und prismen artigen Facetten erzeugende mechanisch geknitterte Folie, oder auf irgendeine andere Oberfläche gegossen werden. Fig. 7 z. B. zeigt einen wabenartigen Kern 11 aus Papier, Metall, Kunstharz, Textilstoff oder gleichwertigem Material, der auf beiden Seiten der Wabenstruktur fest an die Kunstharzplatte 1 gebunden ist.
Das Ziermuster ist derart, dass das von einer Seite zur anderen Seite der Platte durchfallende Licht durch das durchsichtige Kunstharz hindurchtritt, welches Farbstoffe und Pigmente enthält und gefärbte, gesprenkelte, vielfarbige, halb durchsichtige Muster oder Flächen bildet, so dass ein gefälliger ästhetischer Effekt zustande kommt.
Das Wabenmaterial 11 und die Menisken 12 verleihen dem Erzeugnis zusätzliche Festigkeit und ästhetische Eigenschaften, besonders wenn das Harz alle Oberflächen des Materials 11 vollständig bedeckt und auf diese Weise von einer Fläche der Platte zur anderen einheitlich verläuft, wobei das Harz auf jeder Seite der Platte unmittelbar mit dem Harz auf der anderen Seite in Verbindung steht, so dass ein einheitliches, durchgehend zusammengeschlossenes Gefüge zustande kommt.
Es ist zu beachten, dass die Abbildungen nicht notwendigerweise massgetreu sind. Zum Beispiel ist der Teil des Harzes, der das Wabenmaterial 11 bedeckt und die Menisken 12 miteinander verbindet, zweckmässigerweise nur so dick, dass die Oberfläche des Wabenmaterials gerade bedeckt wird. Dickere Überzüge sind von Vorteil, wenn noch höhere Festigkeit verlangt wird. Obwohl das Wabenmaterial 11 recht dünn ist, geben die Menisken 12, wenn eine durchsichtige oder halbdurchsichtige Platte senkrecht zu ihrer Vorderfläche betrachtet wird, den Eindruck einer viel dickeren, festen Wabenstruktur. Die scheinbare Dicke des wabenartigen Kerns ist viel grösser als die tatsächliche.
Eine blasenartige Wirkung kommt auch durch die Lichtreflexion von der gekrümmten Oberfläche des Kunstharzes zustande, das den Gas- oder Dampfraum oder die leeren Taschen einschliesst, die von den Menisken 12 und den ausgehärteten Harzplatten 1 begrenzt werden.
Während die in Fig. 7 und 8 dargestellten, mit einem wabenartigen Kern versehenen Platten eine glatte oder ebene Oberfläche 24 besitzen und die andere Fläche 18 die juwelenartigen und prismenartigen Schrägflächen 4 aufweist, die von den Erhebungen 2 und von den Einsenkungen 3 begrenzt werden, können auch beide Flächen gleich sein.
Fig. 31 und 32 zeigen die Verfahrensstufen zur Herstellung von Mustern, die durch örtlich begrenzte Flächen 7 gebildet werden, welche eine grössere Lichtmenge durchlassen als der Rest der Platte (vergleiche auch Fig. 2, 3 und 33 bis 37), und die sich zur Herstellung von Zeichen, Zierfenstern und ähnlichen Gegenständen eigenen. Während diese Abbildungen die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung erläutern, bei der eine Folie mit scharfen Knicken angewandt wird, können zur Herstellung der Muster 7 auch geprägte Folien, glatte Folien oder Folien von anderweitiger Gestalt verwendet werden, wie es in der USA-Patentschrift Nr. 3 072 973 beschrieben ist.
Das flüssige Harz 19 in Fig. 31 enthält vorzugsweise eine Verstärkungsbahn 23, 23'. Wenn z. B. die Harzschicht in Fig. 31 eine Dicke von 3,2 mm hat, verwendet man zweckmässig als Verstärkung ein Glasfaservlies mit einer Dicke von etwa 1,6 mm. Ein solches Vlies ist zweckmässig etwas starr, z. B. so, dass ein 15 cmx 60 cmx 1,6 mm grosses Stück des Vlieses, wenn es an einem Ende in der Hand gehalten wird, sich durch sein Eigengewicht nur wenig biegt. Mit anderen Worten: das Glasfaservlies ist vorzugsweise selbsttragend, wie z. B. das in den nachstehenden Beispielen genannte Erzeugnis M9600 der Owens-Corning Fiberglas Company. Es ist aber nicht wesentlich, dass das Verstärkungsmaterial selbsttragend ist. Dies wird jedoch bevorzugt, weil dadurch die Starrheit und andere Strukturfaktoren unterstützt werden.
Wie Fig. 31 zeigt, wird die Oberfläche der einen Härtungskatalysator und einen Härtungsbeschleuniger enthaltenden flüssigen Harzschicht 19 nach der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung mit einer geknitterten Folie beschichtet, die die oben beschriebenen Schrägflächen und Prismen liefert, und obwohl dies in der Abbildung nicht dargestellt ist, ist der Boden der flüssigen Schicht zweckmässigerweise ebenfalls mit der bevorzugten geknitterten Folie versehen. Nachdem die Schicht 19 aus flüssigem Harz gegossen und eine Folie über sie gelegt worden ist, wird der Formstempel 21 auf die obere Folie gesetzt. Der Formstempel selbst kann ein ausreichendes Gewicht besitzen, um das flüssige Harz 19 teilweise zu verdrängen (wie es durch die Pfeile in Fig. 32 dargestellt ist) und eine Vertiefung in der Deckfolie und in dem flüssigen Harz zu erzeugen, so dass eine Tiefprägung erfolgt.
Nötigenfalls kann der Stempel auch mit Gewichten belastet werden. Ein leichter Druckstempel, z. B. aus 6,35 mm dickem Sperrholz, mit Gewichten, hat sich als zufriedenstellend erwiesen. Ein Verstärkungsmaterial, wie ein Glasfaservlies 23, wie es in Fig. 31 bis 37 dargestellt ist, verbessert die Struktur der Platte und begrenzt die Tiefe der örtlichen Einbuchtung 7. Vorzugsweise ist die Matte 23 durch die auf den Druckstempel 21 ausgeübte Kraft praktisch unkomprimierbar, so dass sie ein Bett von gleichmässiger Dicke bildet, auf dem das Gewicht des Druckstempels lastet. Gleich, ob ein Verstärkungsmaterial verwendet wird oder nicht, muss die Tiefe der tiefgeprägten Fläche geringer sein als die Dicke der Platte. Das heisst, etwas flüssiges Harz muss unter dem Druckstempel erhalten bleiben. Wenn ein Verstärkungsmaterial von geeigneter Dicke verwendet wird, bietet dies keine Schwierigkeiten.
Wenn ein solches Verstärkungsmaterial jedoch ausgelassen wird, erzielt man die Steuerung der Tiefe des Eindrückens durch sorgfältige Steuerung des Gewichtes oder der auf den Druckstempel einwirkenden Kraft, z. B. durch Abstützen von obenher. An dieser Stelle sei eine Erklärung in bezug auf die Ausdrücke Druck , Vertiefung und Verdrängung eingeschaltet. Das flüssige Harz besitzt vorzugsweise eine Viskosität zwischen derjenigen des Wassers und derjenigen eines dicken Sirups. Zweckmässig ist es dünnflüssig genug, um von selbst eine ebene Oberfläche anzunehmen. Die Folie 18 besitzt zweckmässig solche Dicke, dass sie sich knittern oder anderweitig verformen lässt.
Wenn eine Fläche der geknitterten Folie (oder einer Folie mit einer anderweitigen Oberflächenausbildung) mit der Oberfläche des flüssigen Harzes in Berührung gebracht wird, verdrängt oder verformt die Folie das flüssige Harz durch den Kontakt derart, dass die beiden Flächen sich aneinander anpassen. Wenn ein beschwerter fester Musterstempel, wie 21, 21' oder 21" (vergleiche Fig. 32, 34 und 37), auf die obere Folie 18' gesetzt wird, herrscht in der Masse des Harzes praktisch Atmosphärendruck, und das Harz wird ohne Entwicklung innerer Spannungen ausgehärtet, wie sie z. B. bei der Pressformung auftreten.
Wenn der Druckstempel eine Fläche der Folie einschliesst, wie in Fig. 3, kann die Tatsache, dass die geknitterte Folie in reibendem Eingriff mit dem Druckstempel steht und, wenn eine dicke oder viskose Giessflüssigkeit verwendet wird, auch das Fliessen des Harzes die Knicke in der eingeschlossenen Fläche teilweise ausglätten. Vielfach besitzt das Harz eine derartige Viskosität, dass das flüssige Harz in der Nachbarschaft der Vertiefung 7 in der Platte eine kleine Verdickung bildet. Wenn z. B. ein Stein in Wasser gelegt wird, wird das Wasser einfach verdrängt, und durch die Gegenwart des Steines wird keine merkliche Druckänderung zur Einwirkung gebracht. Obwohl der Stein also einen Eindruck oder eine Vertiefung erzeugt, wird von dem Stein auf das Wasser kein wirklicher Druck ausgeübt.
Im vorliegenden Falle widersteht die Folie natürlich bis zu einem gewissen Ausmasse der Verformung, und wenn die Kunstharzschicht 19 durch eine Bahn, wie ein Glasfaservlies, verstärkt ist, können die Folie und die Bahn der Verformung Widerstand entgegensetzen. Die von dem beschwerten Stempel 21 ausgeübte Kraft kommt daher in erster Linie auf die Folie und bzw. oder das Verstärkungsvlies zur Einwirkung, während die auf das Harz ausgeübte Kraft von dessen Viskosität und Widerstandsfähigkeit gegen das Fliessen abhängt. Wenn daher von der Ausübung eines örtlichen Druckes oder von der Erzeugung einer Vertiefung in einer flüssigen Schicht aus Kunstharz die Rede ist, so ist darunter zu verstehen, dass das bevorzugte Ergebnis darin besteht, dass das flüssige Harz aus seiner Lage verdrängt wird.
Dies ist durch die Pfeile in Fig. 32 angedeutet, die die Strömungsrichtung des von dem Druckstempel verdrängten und tiefgeprägten Harzes anzeigen. Wenn der horizontale Abstand zwischen den Einbuchtungen 7 klein ist, kann die geknitterte Folie an der Oberfläche der Harzschicht zwischen den Einbuchtungen etwas gestreckt werden, vorzugsweise aber nicht so stark, dass die geknitterte Struktur ganz verschwindet.
Ausserdem kann sich angrenzend an die Vertiefungen infolge der Verdrängung eine etwas erhöhte Harzschicht ausbilden. Das Tiefprägeverfahren kann auch mit einem erhitzten Druckstempel ausgeführt werden, um die Folie etwas auszurecken, ohne sie zu zerreissen oder zu schmelzen.
Fig. 33 zeigt ein Erzeugnis, wie eine Zierplatte oder ein Zeichen, das in Verbindung mit natürlicher oder künstlicher Beleuchtung angewandt werden kann. Die Vertiefung 7 wird ähnlich wie in Fig. 31 und 32 her gestellt, jedoch mit einer Formoberfläche oder Folie mit erhabenen Teilen 8 und vertieften Teilen 9, die so abgerundet sind, dass sie einen sinusförmigen Querschnitt aufweisen. Solche abgerundeten Teile werden weniger stark bevorzugt als die scharfen Knicke. Die Formfläche, wie eine geknitterte Folie, ist, wie die Zeichnung zeigt, von der Platte 1 abgezogen worden. An der ebenen Fläche der Platte wird eine lichtstreuende Schicht 10, ähnlich der in Fig. 21 dargestellten, zum Anhaften gebracht. Die Abstände d und f addieren sich zu dem oben erläuterten Abstand e .
Die Tiefe d der Vertiefung 7 ist so gross, dass das von den örtlich vertieften Flächen 7 gebildete Muster, wenn Licht durch die Platte fällt, für einen Beobachter klar erkennbar ist. Mit anderen Worten: die Vertiefung 7 ist so gross und die Mindestdicke f der Platte so klein, dass durch die Musterfläche 7 ein viel grösserer Teil des Lichtes fällt als durch den Rest der Platte. Was die Festigkeitserfordernisse anbelangt, ist der Abstand f nicht besonders ausschlaggebend, da das Muster ja nur einen Teil der Fläche der Platte, des Verstärkungsmaterials und des etwa darin enthaltenen Harzes einnimmt, während der Rest der Platte immer noch die erforderliche Festigkeit liefert. Vorzugsweise beträgt die Tiefe der Vertiefung d je nach der Gesamtdicke e der Platte
1,27 bis 22,86 mm.
Vorzugsweise liegt das Verhältnis d : f zwischen 1:10 und 10:1. Das gleiche gilt für die Vertiefungen 7 gemäss Fig. 32 bis 37. Die ausgehärtete, lichtdurchlässige Harzplatte 1 besteht vorzugsweise aus einem durchsichtigen farbigen Kunstharz.
Fig. 34 zeigt eine Methode zur Herstellung von Einbuchtungen oder Vertiefungen 7 in der flüssigen Harzschicht 19 mittels eines Druckstempels 21'. In dieser Abbildung sind die Gewichte 32 dargestellt, die dem Druckstempel 21' die Abwärtsbewegung erteilen, so dass das Harz in der begrenzten Fläche 7 verdrängt wird. Diese Abbildung erläutert die bestehenden Mög lichkeiten. Zum Beispiel können die versenkten Teile 7 in Fig. 34 Scheiben aus Buntglas ähneln, und die Erhebungen zwischen ihnen können metallische Bleistreifen (z. B. hergestellt durch Anstreichen mit einer Metallfarbe) zwischen den Scheiben darstellen. Wenn man eine Vertiefung am Rand der Platte anbringt, wie es auf der linken Seite von Fig. 34 dargestellt ist, so erhält man hierdurch eine Möglichkeit zum Verglasen oder zum Befestigen eines Rahmens.
Die Anordnung gemäss Fig. 35 wird ähnlich wie die in Fig. 31 bis 34 gezeigten Anordnungen hergestellt, wobei jedoch nach dem Aufbringen des Verstärkungsvlieses 23 auf die Oberfläche des flüssigen Harzes und nach dem Umgeben desselben mit flüssigem Harz der Bauteil 33, in diesem Falle ein Metallrohr, auf die Oberfläche des flüssigen Harzes aufgebracht und darin eingebettet wird und ein zweiter schmalerer Streifen Verstärkungsmaterial 23' in das flüssige Harz eingebettet wird. Hierauf wird die Folie 18', wie oben beschrieben, aufgelegt, der Druckstempel 21 oder 21' wird auf die Oberfläche aufgesetzt und das Harz unter dem Druckstempel unter Bildung der Vertiefungen 7 verdrängt, so dass der Bauteil völlig eingebettet wird.
Der Bauteil 33 kann jede beliebige Gestalt haben, besteht aber vorteilhaft aus einem verhältnismässig starren Metall, wie Kupfer, Aluminium oder Stahl. Er kann rohrförmig oder ein massiver Stab und im Querschnitt zylinderförmig oder rechteckig oder von jeder beliebigen Gestalt sein.
Wie Fig. 36 zeigt, kann ein solcher Bauteil mit einem Befestigungsorgan 39 zum Befestigen der Platte als Baueinheit, wie eine Wand, versehen sein. Der Bau teil 33 kann sich über die volle Länge oder Breite der
Platte erstrecken, oder er braucht sich nur teilweise durch die Platte zu erstrecken, um lediglich eine Mög lichkeit für die Anbringung des Befestigungsorgans 39 zu bieten, welches die Platte an ihrer Verwendungs stelle befestigt. Das dargestellte Befestigungsorgan 39 ist ein herkömmliches Schnappschloss zum Anbringen von
Platten und Türen, in einigen Fällen so, dass sie um die Achse des Befestigungsorgans geschwenkt werden können. Der dargestellte Mechanismus besteht aus einem Zapfen 35, der an der Stelle, wo die Platte befestigt werden soll, durch Druck in Eingriff mit einem mit ihm zusammenarbeitenden (nicht dargestellten) Befestigungsorgan gehalten wird.
Gewöhnlich ist dieses Befestigungsorgan ein Arm mit einem Loch zur Aufnahme des Zapfens 35. Der Zapfen wird durch den Druck der Feder 37 mit dem Befestigungsorgan in Eingriff gebracht, während die Kappe 38 und die Buchse 36 ein
Gehäuse bilden. Dieses Gehäuse ist zweckmässig mit Gewindegängen versehen, die zu entsprechenden Gewindegängen auf dem Bauteil 33 passen.
Fig. 37 erläutert eine andere Ausführungsform, die parallele, örtlich begrenzte Einbuchtungen 7 und parallele abgeflachte Teile 40 aufweist und infolgedessen in Anbetracht der prismatischen Wirkung der Einbuchtungen 7 und der abgeflachten Teile 40, die sich an gegenüberliegenden Seiten der Platte unmittelbar gegen überliegen, ein erhöhtes Lichtstreuvermögen aufweist.
Die gerippte Ausbildung verleiht dieser Ausführungsform eine erhöhte Festigkeit.
Fig. 38 erläutert die bisher bekannten Kunststoffplatten mit abgerundeten oder sinusförmig erhabenen und vertieften Teilen 8 und 9. Die gerunzelte Folie 18"wird z. B. durch Schrumpfen des Harzes bei der Aushärtung oder durch chemische Einwirkung von Lösungsmitteln oder anderen Stoffen vor der Herstellung der Platte 1 erzeugt.
Fig. 39 und 40 zeigen schematisch einen Tisch 50 zur Herstellung von Harzplatten, der bewegliche Teile 52 aufweist, die durch Scharniere mit dem feststehenden Teil 51 verbunden sind. Die facettierte Harzplatte 1 mit den geknitterten Folien 18 und 18' auf ihrer Oberund Unterseite wird in waagrechter Lage teilweise gehärtet, bis sie den Zustand eines weichen Gels erreicht hat, und dann werden die aufklappbaren Teile 52 in die in Fig. 40 dargestellte senkrechte Stellung gebracht.
Im Bedarfsfalle können (nicht dargestellte) Klammern verwendet werden, um das Einsacken der aufrecht stehenden Teile der Harzplatte zu verhindern. Dann wird das Harz zum starren Zustand ausgehärtet, wobei es in der in Fig. 40 dargestellten Lage gehalten wird.
Fig. 41 und 42 zeigen schematisch eine Abänderung zum Verformen der in Fig. 39 dargestellten Platte. Die Feder 62 ist mittels der Klammern 64 an dem Tisch 60 festgeklemmt, und wenn die Platte hergestellt ist und den Zustand eines weichen Gels erreicht, werden die Klammern entfernt, worauf die Feder ihre normale Lage annimmt. Nach dem Aushärten bis zum starren Zustand wird die Platte abgenommen. Man kann auch andere Vorrichtungen verwenden, um komplizierte Kurvenformen herzustellen.
Fig. 43 und 44 zeigen einen Hohlkörper und ein Verfahren zur Herstellung desselben. Die geknitterten Folien 18 und 18' werden zwischen einer Innenform 72 und einer Aussenform 70 befestigt, wobei die Achse, z. B. durch Einklemmen mit Hilfe von Spaltringen oder auf andere Weise, z. B. durch Klebstoffe, in senkrechter Lage angeordnet wird. Dann wird das Harz 1 in den Raum zwischen den geknitterten Folien eingeführt und erhärten gelassen. Wenn dann beide Formen entfernt werden, erhält man ein zylinderförmiges Erzeugnis, wie es in Fig. 44 dargestellt ist. Wenn die Innenform 72 in dauerhafter Weise an der Folie 18 befestigt wird, erhält man einen Bauteil, wie eine Säule. Das in den Abbildungen dargestellte Erzeugnis ist zwar zylinderför mig; es kann jedoch von dreieckiger, rechteckiger, ellipsoider oder sonstiger Querschnittsform sein.
Wenn das Harz ohne Deckfolie aus gehärtet wird und an seiner Oberfläche der Luft ausgesetzt ist, verwendet man zweckmässig ein Harz, das durch Aushärtung an der Luft nicht leidet. Wenn die Aushärtung beispielsweise eines wärmehärtenden ungesättigtenPolyester-Styrolgemisches an der Luft durchgeführt wird, ist es zweckmässig, dem zuletzt gegossenen Harz einen Wachszusatz zu geben, damit die gekrümmte Oberfläche nicht klebrig wird. Eine geeignete Mischung zum Zusatz zu einem solchen Harz ist ein Gemisch aus 20,4 kg Styrol und 6 Kuchen (0,5 kg) Haushalt-Paraffinwachs in Lösung in dem Styrol. Hiervon werden 170 cm3 zu 20,4 kg des flüssigen Harzgemisches zugesetzt. Hierbei erhält man eine trockene harte Oberfläche, die etwas trüb ist, sich aber auf Hochglanz polieren lässt.
Wenn zur Aushärtung der oben beschriebene Schrank mit mehreren Regalen verwendet wird, dann kann er so abgeändert werden, dass die Platten in ihm auch ohne Luftzutritt ausgehärtet werden können. Wenn die Schranktüren z. B. nach oben verschiebbare Schiebetüren sind, können Abdichtungen für die oberen Regale gegen die Atmosphäre vorgesehen sein. Wenn der obere Teil des Schrankes durch die Schiebetüren abgedichtet wird und die Ränder der Regale auf einem geringen horizontalen Abstand von den Schiebetüren stehen, werden dadurch, dass die Unterseiten der Türen mit elastischen, kautschukartigen Dichtungen versehen werden, die mit den Rändern der benachbarten Regale in Berührung stehen, die oberen Regale gegen die Atmosphäre abgedichtet.
Durch Anordnung einer Tür mit einem Ventil und mit einem an eine Vakuumleitung oder an eine Inertgasleitung (wie Stickstoff) angeschlossenen Schlauch kann die Luft aus jeder beliebigen Anzahl von Regalen entfernt werden. Wenn man vier synchronisierte Schiebetüren vorsieht, können vier Arbeitstische rings um den Schrank angeordnet werden. Die oben erwähnte Heizung besteht zweckmässig aus Strahlungserhitzern in Form von Heizschlangen, die am Boden eines jeden Regals angeordnet sind.
Geeignete Giessharze sind in der Technik bekannt.
Vorzugsweise werden die Harze nach dem Verfahren der homogenen Polymerisation in Masse hergestellt, wobei das Monomere oder die Monomeren, teilweise polymerisierte Polymerisate und Gemische derselben, in flüssiger Form mit einem Katalysator, Erreger oder Beschleuniger, mit anderen Stoffen, wie Farbstoffen oder Pigmenten, gemischt werden und das Gemisch dann gegossen und ausgehärtet wird. Der hier verwendete Ausdruck flüssiges Harz umfasst auch zum Zustand eines festen Harzes aushärtbare Monomere. Bekannte Beispiele hierfür sind Polymethacrylsäuremethylester und Mischpolymerisate aus ungesättigten Polyestern und Styrol. Einzelheiten über die Verfahren zur Herstellung und zum Giessen von flüssigen Monomeren, Monomer Polymersirupen oder flüssigen Polymerisaten finden sich im Schrifttum, z. B. in dem Werk Polymer Processes von Schildknecht, Band X, 1956, z.
B. auf Seiten 53 bis 58, 462471, 552-624, 763-786 und in den dort angegebenen Literaturstellen.
Als monomere Flüssigkeiten, Harzflüssigkeiten oder Sirupe verwendet man vorzugsweise solche, die sich durch eine chemische Verbindung, nämlich einen Härtungskatalysator, bei Raumtemperatur oder höheren Temperaturen und bei Atmosphärendurck polymerisieren oder aushärten lassen. Die so erhaltenen Polymerisate sind vorzugsweise wärmehärtend (unschmelzbar), z. B. die Epoxyharze und die wärmehärtenden Polyester; jedoch können auch thermoplastische Harze, wie die Polyacrylharze und die linearen Polyester, verwendet werden. Schmelzbare thermoplastische Harze lassen sich unter Zuhilfenahme der bekannten Schmelzverfahren anwenden.
Besondere Beispiele für geeignete Monomere und Polymerisate sind Allylester, wie Phthalsäurediallylester, Diäthylenglykol-bis-allylcarbonat (erhältlich von der Pittsburgh Plate Glass Company unter dem Warenzeichen CR 39), Triallylcyanurat (erhältlich von der American Cyanamid Corporation), Mischpolymerisate aus Diäthylenglykol-bis-allylcarbonat und Methacrylsäuremethylester, ein Mischpolymerisat aus einem Vinylmonomeren, wie Styrol, mit einem ungesättigten Polyester, welcher z.
B. durch Kondensation von Maleinsäure oder Fumarsäure mit Äthylenglykol oder Propylenglykol, Acrylsäure und Methacrylsäure sowie Estern derselben mit oder ohne Anwendung gelöster oder suspendierter Polymerisate derselben hergestellt wird, Epoxyharze in flüssiger, ungehärteter Form, wie sie von der Shell Chemical Company unter dem Warenzeichen Epon in den Handel gebracht werden (zweckmässig ein flüssiges, niedermolekulares Polymerisat aus Polyhydroxyverbindungen, wie Phenolen oder Glykolen, z. B. Glycerin und Epichlorhydrin), und andere, an sich bekannte, lichtdurchlässige Harze.
Ein Beispiel für ein nach dem Schmelzverfahren verarbeitbares thermoplastisches Harz ist ein Plastisol eines Mischpolymerisates aus 85 bis 95 % Vinylchlorid und 5 bis 15 % Vinylacetat oder Vinylidenchlorid in Form von feinen Teilchen, die in Adipinsäure-di-2 äthylhexylester oder Phthalsäuredioctylester als Weichmacher suspendiert sind. Die Mengenverhältnisse werden so gewählt, dass das Plastisol fliessfähig ist (z. B.
100 Teile Harz auf 60 Teile Weichmacher). Dieses Harz wird in ähnlicher Weise, wie oben beschrieben, gegossen und verwendet, mit dem Unterschied, dass es, z. B. durch strahlende Wärme, zu einem homogenen klaren flüssigen Harz geschmolzen wird. Das Harz erstarrt dann durch einfaches Abkühlen. Solche Plastisole können bekanntlich wärmehärtbar gemacht werden, wenn man einen Teil des Weichmachers durch ein geeignetes reaktionsfähiges Monomeres ersetzt. Ein anderes Beispiel ist das gleiche Harz in Pulverform, welches beim Schmelzen in den flüssigen Zustand übergeht.
Auch andere thermoplastische Plastisole oder Pulver sind im Rahmen der Erfindung verwendbar. Das Harz soll besonders dann, wenn es geschmolzen wird, so beschaffen sein, dass es durch Einwirkung von Luft nicht ernsthaft beeinträchtigt wird, oder es soll unter Luftabschluss verwendet werden. Das letztere kann durch Anwendung eines Vakuums, einer inerten Atmosphäre oder eines unschmelzbaren Schutzfilms über dem Harz erzielt werden.
Die Harze werden durch bekannte Zusätze modifiziert. Solche Zusätze sind z. B. Stabilisatoren, die die Oxydation, die Versprödung oder andere Zersetzungserscheinungen verhindern, Flammenschutzmittel oder andere ähnliche Stoffe. Ein Beispiel für einen flammenverzögernden ungesättigten Polyester, der chemisch mit Hexahalogencyclopentadien und einer Phosphorverbindung, wie Tris-methylolphosphinoxyd, verbunden ist, ist in der USA-Patentschrift Nr. 2 931 746 beschrieben.
Natürlich sind solche Zusätze erforderlich, die die Lichtdurchlässigkeit der Platte nicht beeinträchtigen.
Man verwendet die üblichen Härtungskatalysatoren (die in der Technik auch als Härtungsmittel, Erreger und Beschleuniger bezeichnet werden, wobei der letztere Ausdruck oft verwendet wird, um einen zusätzlichen Härtungskatalysator zu bezeichnen, wenn zwei oder mehrere solcher Stoffe gleichzeitig verwendet werden).
Für Epoxyharze bekannte Härtungskatalysatoren sind Diäthylentriamin, p-Phenylendiamin, Pyridin, Piperidin, Diäthylaminopropylamin und andere Amine. Bekanntlich können auch organische Säureanhydride und andere Stoffe als Härtungskatalysatoren verwendet werden. Vorzugsweise wird die Menge des Härtungskatalysators so bemessen, dass das Gemisch aus Katalysator und E Harz dann erstarren gelassen.
Das undurchsichtige flüssige Harz enthält 320 g ungesättigtes Polyesterharz, welches monomeres Styrol enthält (PE9405, in den Handel gebracht unter der Bezeichnung Plaskon von der Allied Chemical & Dye Corporation, Plastics and Coal Chemicals Division), eine schwarze Pigmentpaste in einer Menge von 6 Ges. % des Harzes (schwarzes Pigment Ferro, VF ), 0,177 g Kobaltnaphthenat (mit einem Kobaltgehalt von 6 %) und 2 Ges. % Methyläthylketonperoxyd, bezogen auf das Harz, von 60 % iger Konzentration, und diese Bestandteile werden unmittelbar vor dem Formen des Musters, wie oben beschrieben, miteinander gemischt.
Nachdem die undurchsichtigen Musterelemente (die z. B. dem Muster 6 in Fig. 1, 4 und 14 entsprechen) erstarrt sind, wird eine einheitliche Kunstharzschicht, die ein gesprenkeltes Muster enthält, aus verschiedenfarbigen flüssigen, katalysatorhaltigen Kunstharzanteilen auf die ausgebreitete Folie und über das erhärtete Muster gegossen. Die flüssige Schicht ist etwa 3,2 mm dick, was unter Berücksichtigung des Dampfverlustes einem Flächengewicht von 3,5 kg flüssigem Harz je m2 entspricht. Für eine Dicke von 6,4 mm würde das Flächengewicht des flüssigen Harzes daher 7 kg/m2 betragen. Als aushärtbares flüssiges Kunstharz werden 15,42 kg eines acrylmodifizierten ungesättigten Polyesterharzes verwendet (DD-568 oder 93-073 der Reichhold Chemical Company).
Um die Härtung innerhalb 40 Minuten herbeizuführen, werden im vorliegenden Falle 170 g Beschleuniger zugesetzt (ED-793 der Reichhold Chemical Company). Diese Harzmenge wird in fünf gleiche Teile zu je 3,084 kg geteilt, und nach Zusatz eines Farbstoffes oder Pigments werden zu jedem Teil 14 cm3 Methyläthylketonperoxyd (in 60 % iger Konzentration) als Härtungskatalysator zugesetzt.
Diese fünf Harzanteile sind hellgrün, hellgelb, hellolivgrün, hell-bernsteingelb bzw. hellorgange gefärbt und sind in den Schichtdicken, in denen sie in der Platte auftreten, praktisch durchsichtig.
Die einzelnen Anteile der verschiedenfarbigen, katalysatorhaltigen flüssigen Kunstharze werden in mehreren, jeweils einfarbigen, und voneinander auf Abstand stehenden Anteilen vergossen. Nachdem sich die einzelnen Anteile infolge ihres Fliessvermögens in kurzer Zeit, z. B.
1 Minute, ausgebreitet haben, besitzen sie Durchmesser von 5 bis 25 cm. Nachdem die Anteile der farbigen Harze gegossen worden sind und die geknitterte Folie von innen bedeckt ist, ist das gesprenkelte Muster sichtbar. In diesem Beispiel wird nicht versucht, zwischen den verschiedenen Farben eine klare Trennungslinie zu erhalten, sondern die einzelnen farbigen Anteile werden sogar zum Überlappen gebracht und zum Teil von Hand miteinander vermischt, so dass zusätzliche Farben und Tönungen entstehen. Als Verstärkungsmatte wird ein 3,2 mm dickes, 1,25 m breites und 3 m langes, aus Endlosfäden hergestelltes Glasfaservlies mit einem Flächengewicht von 458 g/m2 (erhältlich von der Owens Corning Fiberglas Company unter der Bezeichnung M-9600) auf das flüssige Harz aufgelegt.
In wenigen Augenblicken hat das flüssige Harz die Masse benetzt, ist durch sie hindurchgetreten und umgibt die Matte ohne wesentliche Störung des farbig gesprenkelten Musters.
Eine 25 etc dicke Polyvinylfluoridfolie, die in ähnlicher Weise geknittert worden ist wie die als Unterlage verwendete Polyesterfolie, wird ausgebreitet und auf die Oberseite der flüssigen Harzschicht über dem Glasfaservlies derart aufgelegt, dass möglichst wenige Luftblasen eingeschlossen werden. Die wenigen eingeschlossenen Blasen werden mechanisch entfernt, so dass ein blasenfreies Erzeugnis erhalten wird. Eine Seite der Folie besitzt die Eigenschaft, an Polyesterharzen anzuhaften, und mit dieser Seite wird die Folie auf das flüssige Harz aufgebracht. Dann wird das Harz zu einer lichtdurchlässigen Platte ausgehärtet, in der das Muster von beiden Seiten sichtbar ist.
Durch die vertieften Knicke wird die Verstärkungsmatte so weit hinabgedrückt, dass sie sich in der Mitte der Platte befindet (vergleiche Fig. 16) und von faserfreien Harzoberflächenzonen überschichtet ist. Nach vollständiger Aushärtung wird die unbehandelte, nichtanhaftende Polyesterfolie abgezogen, während die chemisch vorbehandelte Polyvinylfluoridfolie ein Bestandteil der Platte bleibt. Man kann die beiden Folien auch in umgekehrter Reihenfolge verwenden, und wenn die Polyvinylfluoridfolie nicht, wie oben beschrieben, vorbehandelt ist, lässt sie sich ebenfalls ablösen.
Beispiel 2
Man arbeitet nach Beispiel 1, jedoch mit einem klaren Harz. Das Harz wird zu einer Platte von etwa 3,2 mm Dicke vergossen. Ein weiterer Unterschied besteht darin, dass das Muster in diesem Falle nicht durch Giessen eines dünnen Stromes eines Zierharzes hergestellt wird, sondern dadurch, dass Ziermittel in Form von gesonderten festen Musterelementen aus spitzenartigen Blattadern und goldfarbigem Flitter unter der Verstärkungsmatte in das flüssige Harz eingebracht werden, worauf die Deckfolie aufgelegt und die Luft entfernt wird.
Beispiel 3
Man arbeitet nach Beispiel 1 mit verschiedenfarbigen Harzen und setzt nach dem Aufbringen der Deckfolie auf die Oberseite derselben mit Gewichten beschwerte Druckstempel auf, die z. B. den Mustern gemäss Fig. 2 und 3 entsprechen. Die durch die Gewichte ausgeübte Kraft verdrängt die Flüssigkeit in der Fläche, wo der Druck ausgeübt wird, und verursacht eine Tiefprägung der durch die erhabenen und vertieften Teile der geknitterten Folie verformten Flüssigkeitsoberfläche, wobei die erhabenen und vertieften Teile unter dem Druckstempel in ihrer Höhe bzw. Tiefe wesentlich vermindert werden. Das flüssige Harz wird durch die Druckstempel so lange in dieser Form gehalten, bis es erhärtet ist.
Der Ausdruck tiefgeprägt bezieht sich auf die Kombination des teilweisen Flachdrückens der Folie unter dem Druckstempel mit der Verdrängung des flüssigen Harzes und des Festhaltens in der erzeugten Form, und wird auch auf die so behandelten Flächen in der ausgehärteten Platte angewandt. Dann wird das Harz ausgehärtet, und die Druckstempel und Gewichte werden entfernt.
Beispiel 4
Eine 38 EG dicke, 1,25 m breite und 3 m lange Polyvinylfluoridfolie wird an den beiden Enden ihrer Breite zusammengerafft und um ihre längere Abmessung fest verdrillt, wobei die beiden Enden in entgegengesetzten Richtungen verdreht werden, bis man ein zylinderförmiges Tau von 19 mm Durchmesser erhält. Dann wird die Folie auf einer waagrechten Oberfläche ausgebreitet. Die Folie weist nunmehr langgestreckte, im allgemeinen parallel verlaufende, prismenartige und juwelenartige Facetten (Schrägflächen) auf.
Ein Muster aus katalysatorhaltigem undurchsichtigem flüssigem Kunstharz ähnlich demjenigen, das für das Muster gemäss Beispiel 1 verwendet wurde, wird in willkürlicher Anordnung in dünnem Strom über die Folienoberfläche tropfen gelassen und dann erhärten gelassen. Dann werden 15,42 kg klares Harz hinzugefügt, welches aus einem acrylmodifizierten, ungesättigten Polyesterharz (HU-332 oder 32-032 der Reichhold Chemical Company) besteht und zusätzlich 8 % Methacrylsäuremethylester enthält. In diesem Harz ist bereits ein Beschleuniger enthalten, so dass nur noch 60 % iges Methyläthylketonperoxyd als Härtungskatalysator zugesetzt zu werden braucht. Der Härtungskatalysator wird in einer Menge von 155 cm3 zugesetzt.
Das klare Harz wird auf die Folie über das undurchsichtige Harz gegossen, nachdem das letztere erhärtet ist, und eine geknitterte Folie wird auf die Oberfläche der flüssigen Schicht gelegt, wobei die Luft unter der Folie ausgetrieben wird. Nach dem Aushärten wird die Platte an den Rändern beschnitten.
Man erhält eine klare durchsichtige Platte von gleichmässiger Dicke mit dauerhaft gebundenen Folienoberflächen, indem man auf einem waagrechten Tisch eine vorbehandelte, haftfähige Polyvinylfluoridfolie als Grundfolie glatt ausbreitet und nach dem Giessen der flüssigen Schicht eine glatte Polyvinylfluoridfolie als Deckschicht auflegt, wobei man dafür sorgt, dass die Luftblasen austreten, und indem man die Deckfolie von der Oberseite her mit einer Klinge glättet.
Beispiel 5
Das Verfahren des Beispiels 1 wird bis zu dem Verfahrenspunkt unmittelbar nach dem Einbringen der Verstärkungsmatte in die Harzschicht durchgeführt.
Nun wird ein wabenförmiges steifes Kraftpapier mit sechseckigen Öffnungen von 19 mm Weite und einer Dicke von 9,5 mm ausgebreitet und auf die Glasfasermatte gelegt. Die Oberfläche des Wabenkörpers wird mit einer Folie bedeckt und mit einem ebenen starren Brett belastet. Die Unterkante des Wabenkörpers wird in die Glasfasermatte eingedrückt und mit derselben in dem Harz bis zu dem unten beschriebenen Ausmasse in Berührung gehalten, worauf man das Harz erstarren lässt.
Nach dem Aushärten des Harzes wird eine klare Schicht aus 15,42 kg Harz auf eine zuvor mit einem Ablösemittel beschichtete ebene Oberfläche gegossen.
Das Ablösemittel ist ein Gemisch aus 25 Teilen Lecithin und 75 Teilen Spezialbenzin, und die Oberfläche wird nach dem Aufbringen des Ablösemittels sorgfältig trockengewischt. Dann wird eine Glasfasermatte, entsprechend derjenigen gemäss Beispiel 1, auf diese klare Harzschicht aufgelegt, die Glasfasermatte wird mit dem Harz benetzt und in dasselbe eingebettet, und der Wabenkörper wird dann aus seiner Lage von dem vorhergehenden Vorgang umgedreht und die freie Fläche desselben auf die Glasfasermatte gelegt, wodurch die Glasfasermatte herabgedrückt wird, die Flüssigkeit über die Ränder des Papiers steigt und das Harz an den freiliegenden Rändern des Wabenkörpers einen Meniskus bildet. Auf diese Weise entsteht eine Kunststoffplatte, die für jede Seite des Wabenkörpers durch einen einstufigen Giessvorgang hergestellt ist.
Die Viskosität des Harzes und der Wabenkörper werden so ausgewählt, dass der Meniskus 12 (vergleiche Fig. 7) sich auf jeder Seite über mindestens 1,6 mm der Dicke des wabenförmigen Kerns erstreckt, wenn der letztere in die Flüssigkeitsschicht gelegt wird, und derart, dass das Harz oder die Dämpfe die Oberflächen des wabenförmigen Papierkörpers vollkommen bedecken. Durch das Bedecken oder Abschliessen der offenen Oberfläche des Wabenkörpers während des Erhärtens des Harzes werden die Dämpfe am Entweichen gehindert, und der wabenförmige Papierkörper wird in diesem Falle vollständig gesättigt und benetzt. Wenn dies nicht geschieht, entweichen die Dämpfe, das Papier erscheint unbeschichtet, und die zusätzliche Festigkeit wird nicht erzielt.
Beispiel 6
Eine 1,6 mm dicke elastische biegsame Platte wird unter Verwendung von Deck- und Grundfolien aus Polyvinylfluorid hergestellt, die so vorbehandelt worden sind, dass sie dauernd an dem Giessharz anhaften. Die Platte wird ähnlich wie nach Beispiel 1 hergestellt, jedoch mit dem Unterschied, dass als Verstärkungsmittel ein aus zerhackten Glasfasersträngen hergestelltes Vlies mit einem Flächengewicht von 229 g/mS (erhältlich von der Ferro Corporation unter der Bezeichnung MS-HSB Uniformat) und als Harz ein vollständig biegsames ungesättigtes Polyesterharz (hergestellt von der Reichhold Chemical Company unter der Bezeichnung 8151 oder von der American Cyanamid Corporation unter der Bezeichnung 4134) in einer Menge von 10,89 kg verwendet wird.
Das Harz wird in ähnlicher Weise in mehrere Teile geteilt, die, wie in Beispiel 1, in verschiedenen Farben gefärbt werden, wobei jedoch als Beschleuniger zu den gesamten 10,89 kg Harz nur 17,7 g Kobaltnaphthenat (6% Kobalt) zugesetzt werden, während zu jedem einzelnen, eine Farbe aufweisenden Harzansatz 14 cm3 Methyläthylketonperoxyd (60 S) zugesetzt werden. Das Harz wird dann gemäss Beispiel 1 in einzelnen Anteilen vergossen.
Beispiel 7
Man arbeitet nach Beispiel 1, wobei jedoch zunächst 3,2 mm hohe, regellos angeordnete Dämme oder Vergusslinien hergestellt werden, die einzelne, vollständig voneinander getrennte Flächen abschliessen. Die Vergusslinien können aus jedem beliebigen klaren und durchsichtigen, farbigen und durchsichtigen oder pigmentierten Material bestehen. Wenn die Vergusslinien erhärtet sind, werden die farbigen Harze in die einzelnen gesonderten Flächen bis zur Oberkante der Dämme eingegossen, so dass die einzelnen Flächen verschiedene Farben aufweisen und ein buntglasähnliches Erzeugnis entsteht. Man kann auch so arbeiten, dass in jede Fläche ein mehrfarbiges Harzgemisch eingegossen wird. Vorzugsweise sind die Vergusslinien pigmentiert, so dass sie eine silberartige oder bleiartige metallische Farbe aufweisen.
Zur Herstellung der Vergusslinien eignet sich gut ein Zuckergussverteiler, wie er für die Kuchendekoration verwendet wird.
Beispiel 8
Man arbeitet nach Beispiel 1, jedoch mit dem Unterschied, dass ein handelsübliches flüssiges Epoxyharz ( Epon 815 der Shell Chemical Company) und ein handelsüblicher Härtungskatalysator (Ciba 956, hergestellt von der Resin Coatings Company) verwendet werden. Ausser in dem oben angegebenen Werk von Shildknecht sind die Epon -Harze auch in Handbook of Material Trade Namens, von Zimmerman und Mit arbeitern, Ergänzungsband 1, Verlag Ind. Research Service Ind., 1956, beschrieben.
Beispiel 9
Man arbeitet nach Beispiel 1, wobei jedoch die mit Deck- und Grundfolie versehene blasenfreie Platte zu dem Zeitpunkt, zu dem das Harz geliert, aber noch nicht erstarrt ist, in eine Form von U-förmigem Querschnitt eingebracht wird. Zu diesem Zeitpunkt fliesst das Harz nicht mehr, lässt sich aber noch, z. B. durch Biegen der Platte, verformen und wird in der verformten Stellung ausgehärtet. Der Zustand, in dem das Harz sich noch verformen lässt, wird hier als Zustand eines weichen Gels bezeichnet. Nachdem die Platte in die Form eingebracht worden ist, wo sie durch Absacken die Umrisse der Form annimmt, wird das Harz ausgehärtet und der Formkörper sodann herausgenommen.
Statt die Platte beim Einbringen in die Form zu bewegen, kann die Giessfläche bewegliche Organe aufweist sen, die, sobald das Harz zu einem nichtfliessfähigen Zustand geliert ist, in die gewünschte Lage gebracht werden. Zum Beispiel kann die Form aus mehreren aneinander befestigten Blattfedern bestehen, die in entspanntem Zustande die gewünschte Gestalt, z. B.
U-Form, aufweisen und zunächst auf eine waagrechte Oberfläche gelegt werden, worauf die einzelnen Federn in horizontaler Lage festgeklemmt werden. Auf dieser Unterlage wird dann, wie oben beschrieben, die Kunstharzplatte hergestellt, und sobald der Zustand eines weichen Gels erreicht ist, werden die Federn freigegeben, so dass sie in ihre normale Lage zurückkehren. Dann wird die Platte ausgehärtet und von der Form abgenommen.
Ein weiteres Beispiel für ein im Rahmen der Erfindung verwendbares Harzgemisch findet sich in der USA-Patentanmeldung Serial Nr. 251 420 vom 14. Januar 1963. Dieses Gemisch besteht aus 10,89 kg wärmehärtendem Harz, 200 g gereinigtem Styrol, 104 g Methyläthylketonperoxyd und 14 g Kobalt.
Method of making a light diffusing synthetic resin sheet
The invention relates to a method for producing a light-diffusing synthetic resin plate and to the plate produced by the method.
The method according to the invention is characterized in that a thin film is mechanically deformed in such a way that the deformed film has many unevenly raised and depressed points, a predominant part of which has the shape of sharp kinks and which, viewed in a direction perpendicular to the film, have a Form a multitude of irregular, randomly distributed, jewel-like and prism-like inclined surfaces; that this film is used as a molding surface; that a layer is cast from translucent, liquid synthetic resin, the mold surface and at least one surface of the liquid resin layer are brought into contact with one another over their entire surfaces in such a way that there are practically no air bubbles between the two surfaces;
and that the resin is cured while maintaining said contact in such a way that a plate or partial plate is obtained with at least one surface which is adapted in its shape to the film and in which the raised and recessed parts reflect the light falling through the plate or partial plate and breaking, whereupon, if a partial plate has been produced, this is put together with at least one further, similar or different partial plate in order to obtain the plate.
A plate made by this method can be used for many purposes, e.g. B. for translucent organs that resemble colored glass, partition walls, signs, windows, lamps, lamp parts, lampshades and lamp cylinders, walls, awnings, curtain walls, courtyard and shower room doors and building panels in general. If desired, the plate can also contain an opaque layer so that the light passing through the plate is reflected. The plate can be flexible and elastic, but also rigid. It can be cast on its own or with a core material or other substances. According to a preferred embodiment of the invention, the plate can be produced from a liquid, thermosetting or thermoplastic synthetic resin which contains a curing catalyst in a single casting process.
Other liquid resins such as molten thermoplastic resins can also be used.
As stated at the outset, the plate has at least one surface whose shape is adapted to the film used as the mold surface and which thus has a large number of raised and recessed points in the form of sharp creases. This formation of a surface of the plate with sharp kinks results in a completely different decorative effect than the previously known plates with wavy, matted, stippled or other surfaces, as are customary in the art of reinforced plates.
In known methods for producing light-diffusing plastic or glass plates, the roughened surfaces, which are responsible for the light-diffusing ability, were developed by etching, embossing and with the help of foils, which have raised and recessed parts, which are caused by chemical action or by shrinkage of synthetic resins during of curing. In the case of plastic films or foils wrinkled by chemical action, solvent action or shrinkage, the raised and depressed areas were of relatively uniform size and shape, of worm-like appearance, and in the form of sinuous or sinusoidal elevations. In certain cases, the elevations and depressions are oriented in one direction or they form a monotonous, regular pattern.
In cross-section, the elevations and / or depressions are relatively rounded and in some cases separated from one another by flat parts of the film. Such corrugated films are, if one is careful enough, suitable for transmitting light and imparting light-diffusing properties to cast synthetic resins; however, the cumbersome nature of the method to be used and the difficulty of precise control are obvious disadvantages. Usually, toxic or flammable solvents such as acetone and methyl ethyl ketone are used in large amounts, and difficulties may arise, e.g. B. in connection with the thickness of the film used.
Thus, weak or thin areas in the film can be completely dissolved and lead to visible defects, while thicker films can require a longer period of time in order to achieve the desired rough or wrinkled surface. Often the decorative effect or the aesthetic effect leave a lot to be desired.
Other methods are also known for making light diffusing sheets from synthetic resins. For example, a mold surface with a regularly recurring pattern, such as a stippled surface, can be processed with the sandblasting fan or chemically etched in order to obtain a matt or ice flower-like surface. According to another process, a polyester film is pre-embossed and then coated with a plurality of layers by casting using the laminating casting process according to US Pat. No. 3,072,973.
In contrast, according to an exemplary embodiment of the method according to the invention, a light-scattering synthetic resin plate can be produced in a one-step casting process. A preferred embodiment of the method according to the invention comprises the mechanical creasing of a thin film, so that many raised and recessed areas arise in it, the use of this film as a mold surface, the casting of a uniform layer of translucent synthetic resin in liquid form, which optionally a Curing catalyst contains, on the surface, smoothing the uniform layer and curing the same. A second, similarly wrinkled mold surface is preferably applied to the smooth upper side of the uniform layer of liquid resin, as a result of which the liquid is to a certain extent embossed and held in the mold.
A preferred method of producing a wrinkled film is that a film is wrinkled, crumpled, pulled and squeezed in such a way that a large number of sharp creases are produced. Then the film is partially spread and the resin z. B. poured onto it. If, for example, a transparent resin is used, a semi-transparent plate is obtained with a surface which, in a vertical plan view, has a large number of irregular, random, jewel-like and prism-like inclined surfaces. As used herein, the term semi-transparent refers to a plate which is such that when it is placed on a printed product, e.g. B. a newspaper is placed, the letters are legible, and the plate, if something, z. B. by 1.3 cm, is lifted, appears translucent to the observer.
Such a plate can have an aesthetically pleasing appearance and at the same time have improved light diffusion properties. The wrinkled film can form a permanent part of the panel, or it can be peeled off the panel. The film can consist of various adherent or non-adherent substances, be opaque, transparent or translucent, colored or colorless and be designed with or without a printed pattern.
Such panels are suitable, for example, for semi-transparent windows, e.g. B. as a product, which resembles colored glass, in lights to generate indirect and / or diffuse light.
According to another embodiment of the method according to the invention, panels can be produced which are suitable for the production of signs and for decorative objects with patterns that have a localized, deeply embossed effect and for achieving pronounced contrasts in light transmission. According to this last-mentioned embodiment of the method, a layer of a catalyst-containing liquid synthetic resin is cast, which expediently contains a dye, pigment or other substance for controlling the light transmission through the plate, which depends on the thickness of the plate or parts thereof.
A thin, wrinkled film is then placed on the surface of the liquid layer, and local pressure is exerted on the film at the points corresponding to the desired pattern, so that a depression is formed in the layer by displacing the liquid resin. The pressure is maintained until either the entire liquid layer has solidified into a gel or even hardened, or until at least the resin immediately surrounding the depression has solidified. To achieve the best results, it is advantageous to add a reinforcement sheet, mat or sheet (e.g. a fleece made of endless or cut fiberglass strands) that has enough substance to displace an excessive amount of liquid resin from the deeply embossed To prevent sinking surface.
The latter result can be accelerated if the pressure is applied with the help of a heated organ and a thermosetting resin is used. The thin film is appropriately creased sharply, as described above in connection with another embodiment of the invention, in order to obtain a mold surface and a plate surface which has a plurality of irregular, randomly arranged, jewel-like and prism-like inclined surfaces on the front surface of the plate. The film forming the mold surface can optionally be a permanent part of the finished sheet.
According to yet another embodiment of the method according to the invention, a reinforced, translucent plate with adjoining resin areas of different colors can be produced. In this embodiment, individual parts of liquid, catalyst-containing, colored resin are simply cast in contact with one another and with a wrinkled film of the type described, so that a speckled pattern is mechanically formed by mixing the cast liquid parts with one another, whereupon a glass fiber web is formed or another reinforcement is dipped into the liquid layer and the uniform layer obtained in this way cures to form a decorative panel with a homogeneous resin structure but heterogeneous colors.
Exemplary embodiments of the method and the synthetic resin plate according to the invention are explained in more detail below with reference to the drawing.
Figures 1 through 4 are photographic views of plates made using a molding surface having sharp creases such as those produced by mechanically wrinkling a sheet or film. The illustrations explain the nature of the raised and recessed areas of the plates, which, when viewed from above, have a large number of irregular, randomly distributed, jewel-like and prism-like inclined surfaces. FIGS. 2 and 3 illustrate an embodiment suitable as a figurehead or decorative window. Instead of an abstract pattern, as shown in FIGS. 1 and 4, the opaque material can also be in the form of a graphic representation, e.g. B. of a character.
Figs. 5 and 6 illustrate methods of making synthetic resin panels.
7 and 8 show light-diffusing synthetic resin plates in which two sub-plates are attached to one another in parallel. This attachment is made by means of a honeycomb core material and the construction of these panels is much simpler than that of similar known panels.
Fig. 9 shows a lamp with a light-diffusing synthetic resin plate. As explained in more detail below, light-scattering pigments and / or substances that absorb ultraviolet light can be used here.
FIGS. 10 and 11 schematically explain different types of raised and depressed points as they can occur in the case of the kinked and / or crumpled films. Such locations can be corrugated or sinusoidal, or according to a preferred embodiment, they can have a combination of both forms, which can be referred to as corrugated sinusoidal, irregular and predominantly corrugated.
Figures 12 to 23 show light diffusing synthetic resin sheets with a reinforcing member or with various transparent, translucent, opaque or reflective or mirror-like layers.
FIGS. 24 to 30 serve to explain the dimensions of the inclined surfaces or facets 4 which are delimited by the sharply bent raised or recessed parts 2 and 3.
Figures 31 to 37 relate to Figures 2 and 3 and illustrate methods of embossing patterns in localized locations while the resin is in a liquid state to thereby obtain an embossed product.
Fig. 38 shows various types of flat, regular, rounded, worm-shaped wrinkles obtained by known methods.
39 to 42 show methods and apparatus for molding flat resin layers which are in the soft gel state of hardening.
FIG. 43 illustrates a method of manufacturing the cylinder or the like columnar structure shown in FIG. 44.
1 to 4 show the surface formation of light-diffusing synthetic resin plates which can be obtained according to exemplary embodiments of the method according to the invention. The surfaces shown are obtained by casting in contact with a previously mechanically creased thin film, such as plastic film, wax paper, etc. The raised parts 2 and the recessed parts 3 form sharp creases. The plate 1 shown in Fig. 1 and 4 has an opaque pattern 6, which consists of an opaque, liquid, catalyst-containing synthetic resin, which is introduced into the body of the synthetic resin of the plate 1 or on the foil 18 formed with raised and recessed areas, which forms the mold surface, is placed.
When the resin of the pattern 6 is placed on the film, it can be cured before or after the final layer or plate 1 is cast. The pattern 6 can be varied as desired and only partially covers the film at certain points, such as in the case of an artistic pattern, sign lettering or any other desired shape. If the resin of this pattern shrinks during curing, or if the film softens or expands as a result of the heat developed during the curing of the resin pattern, a small indentation 34 is formed if the resin 6 is cured before the resin 19 is cast (cf. Fig. 14). This underlines the pattern.
The irregular, resin-rich, jewel-like and prism-like inclined surfaces 4 produced by the kinks in the mold surface can be seen particularly well in FIG. The inclined surfaces are not completely flat, but rather they form irregular facets between the raised and recessed areas.
The shaded areas 5, 5 '(Figures 1 to 4) indicate different colors and are made from a number of clear, liquid, catalyst-containing resin portions, each of which is preferably colored or pigmented in a different, non-fading color. These resin components are then distributed over the surface by casting in the form of individual, mutually adjacent parts, so that a uniform layer is created which provides the plate 1.
Figures 2 and 3 show a plate with a pattern formed by a delimited area 7 which allows a greater amount of light to pass through than the rest of the plate. Factors that affect the depth of the depressions 7 are, for. B. the thickness of the cover film or the cover sheet (such as 18 '), the area covered by the pressure member, the pressure exerted on the surface, the viscosity of the liquid resin and the thickness and elasticity of the reinforcing material in the resin layer.
Such a pattern is produced according to the method shown schematically in FIGS. 31 to 37 and described in more detail below. The depressions 7 have a depth (d in FIG. 33) which is much greater than the maximum or average height difference a between the raised parts 2 delimiting the inclined surfaces 4 and the recessed parts 3 (FIGS. 24 to 30).
Some examples of the size of the inclined surfaces 4 and their relationship to the thickness of the plate are shown schematically in FIGS. 15 and 24-30. The aesthetic appeal of the product depends on the control of the size of the inclined surfaces and the depth of the kinks. Thus, a surface treated with a sandblasting blower and having a matt or ice flower-like appearance can in some cases and to a certain extent resemble the cross-sections shown, even if only on a microscopic scale; however, the aesthetic effect is completely different.
Likewise, the light scattering capacity and the light permeability of such panels have hardly any similarity with the corresponding properties of the panels described and illustrated here.
The inclined surfaces 4 are generally polygonal in shape, although not in the strictest sense, since the sides of the polygons are not necessarily straight lines. Their final shape depends on the type and degree of wrinkling. The floor plans of typical inclined surfaces or facets are shown in FIGS. 24 to 29. These floor plans of generally polygonal shape are delimited by raised creases 2 and recessed creases 3 (see also FIGS. 15 and 30). Fig. 24 shows an inclined surface in the shape of a generally triangular polygon. 25 is a section along the line 25-25 of FIG. 24. The five-sided facet 4 of FIG. 26 has four recessed creases 3 and one raised crease 2. FIG. 27 is a section along the line 27-27 of FIG 26.
The recessed and raised kinks can, and in many cases, they do.
28 shows greatly elongated facets or inclined surfaces 4; 29 is a section along the line 29-29 in FIG. 28. FIG. 30 shows a partial section through a plate and illustrates the dimensions of the inclined surfaces 4, although not true to size.
The distance a is the difference between the raised and the recessed areas and largely determines the optical properties, the jewel-like effect and other aesthetic properties of the product. For example, a colored plate allows light to pass through the part of an inclined surface 4 which is adjacent to a recessed crease 3 to a different degree than through a part which is adjacent to a raised crease 2. The maximum distance a is preferably in the range from 2.5 to 12.5 mm. A maximum distance a in the range from 1.25 to 25 mm is less preferred. The height a can also have dimensions outside this range; at lower heights than those mentioned above, however, the aesthetic effect suffers, while larger distances impair the light-diffusing ability of the plate.
The distance c is the mean horizontal distance between the highest side or the raised point 2 of an inclined surface and the opposite lowest side or recessed point 3 of the inclined surface 4 and determines the number of inclined surfaces within a given area, i.e. H. the higher or lower pattern density. The distance c is preferably 2.5 to 25 mm. The mean distance c can also be outside this range; however, the surface that is found especially at distances c; c gets below 2.5mm, less satisfactory. When using the maximum dimension of a, the ratio a: c is preferably between 1:50 and 1: 1 and in particular between 1 20 and 1: 3.
In FIGS. 15 and 30, the distance e depends on the quantities a and b. The distance b, on the other hand, is decisive and depends on the degree of strength that is required of the plate. Usually this distance is greater than 2.5 mm; it is preferably in the range from 2.5 to 12.5 mm.
The distance e is the maximum thickness of any part of a given plate and the distance b is the minimum thickness of any part of a given plate. While stronger and more resilient resins allow very thin surfaces to be used and much thicker panels to be made, the dimension for a given panel is based on practical considerations.
The mechanical crumpling of a thin film, in particular in such a way that the partially re-expanded film has raised and recessed points with a large number of sharp, random creases, has various advantages. A control over the wrinkling of a film and a control over the light scattering power and the light transmittance of a plate which is poured onto the mold surface which has a shape corresponding to the wrinkled film is achieved. In the previously known methods, namely the wrinkling of films by solvent action, chemical action or shrinkage of a resin cast on the film, control is difficult.
Furthermore, the production of a plate using a process step of mechanically wrinkling a film results in an improvement in the aesthetic effect and in the light transmission properties.
Mechanical wrinkling of a thin film can be done in a number of ways. One method is to place a large piece of foil on a flat surface and crumple or crumple it by hand by holding the foil 2 to 5 cm below the surface, randomly gathering portions of the foil and bringing it together to form creases and sufficient force is applied to produce sharp creases. The gathering is best done in several directions; Random kinks or folds can also be obtained by gathering the film in the same direction, so that the creases that arise are still distributed randomly, but are arranged somewhat parallel to one another.
Another method is to crumple the film into a ball, then expediently partially open or spread the film and then crumple the material again in a different direction to form a ball. These processes can be carried out by hand or by machine, batchwise or continuously. A modification of the method of producing somewhat parallel creases is to wring or twist the film by hand or with the machine, as is done when wringing out a wet towel.
If you wring or twist the film in one direction of its two main dimensions, then partially smooth it and then wring or twist it in the direction of the other main dimension, you also get a surface with random, irregular, jewel-like and prism-like facets or facets.
Sloping surfaces. Another modification consists in gathering one end of the film and feeding it to elastic, non-positively driven rollers. If necessary, the film can then be fed to a second pair of rollers, but at right angles to the direction of the first process stage. Other methods are familiar to those skilled in the art who are familiar with this new process. The film is then partially spread out so that raised and recessed areas are formed, a larger part of which has the shape of sharp, angular kinks. Then, the sheet is used as a molding surface for molding a resin in order to give the synthetic resin a surface shape corresponding to the wrinkled sheet. This can be done by pouring the liquid resin onto the film.
Regardless of whether reinforcement is used or not, the film can also be placed on the cast resin after the resin has been cast, whereupon air pockets are removed without permanent flattening in such a way that the creases are retained. While there are other methods as well, mentioned below; however, the above method is preferred.
There are other ways mentioned
To apply the mold surface to one side of the liquid resin layer in deforming liquid contact so that the two adjoining surfaces are completely in contact with one another. It is Z. B. possible to cast the resin in such a position that the main dimension of the plate is perpendicular; however, this method is more difficult to perform and it is more difficult to make an apparatus for performing this method, especially when a reinforcing sheet or core is used; However, according to FIG. 43, the method can be carried out either with a core intended for the duration or with a removable core.
In the preferred method, the wrinkled film is applied to a horizontal surface or the resin is poured onto a horizontal surface and the film is placed over the resin, whereupon the air bubbles are removed while the resin is still liquid. Normally, the air bubbles in the liquid resin layer are allowed to rise and burst through the reinforcement sheet before the wrinkled cover sheet is applied, and bubbles that rise about later can be trapped together with the cover sheet
Air can be removed later in the manner described below. So you used the wrinkled film itself as a mold surface, either as a permanent part of the plate to be produced or in peelable form, in which case it is removed after the completion of the plate development.
It is extremely useful to put a reinforcement mat or a reinforcement mat inside the layer of cast resin
Bring reinforcement core. This reinforcing material is preferably easily wettable and penetrable by the liquid resin and can be made of a glass fiber fleece, for. B. from a mat of continuous strands, from a glass fiber fabric, a thin sheet of glass fiber paper, metallic strands, textile strands or woven or non-woven fabrics made of other fibers such as polyamides, polyesters, stretchable threads, polyurethanes, cellulose, linen or other fibers. The reinforcement material can also be a thin plastic film which is compatible with the casting resin and adheres to the same, in which case the film is expediently perforated in order to bind the resin through the reinforcement.
The reinforcement is preferably made of glass fiber fleece of approximately the same refractive index as the resin. The selection of fiberglass and resins for making panels in which the fibers are invisible is easily accomplished by using a low fiberglass to resin ratio. In the previously known methods for producing reinforced synthetic resin panels, it has been customary to simply soak a glass fiber fleece with a curable resin, to deform the fleece with the aid of corrugated molding plates, and then to cure the resin. In these known panels, the weight ratio of glass fiber to resin is usually 2: 3 (e.g. a panel about 3.2 mm thick contains 30 g of glass fiber and 45 g of resin per m2) and the glass fibers are visible, especially on the Surfaces of the plate.
In the case of the plates described, however, raised areas rich in resin are preferred. Resin-rich is to be understood as meaning a weight ratio of glass fibers to resin between approximately 1: 3 and 1:40, preferably between approximately 1: 5 and 1:30.
The thickness of a prefabricated glass fiber reinforcement sheet, if such a reinforcement is used, is preferably less than the minimum thickness of the plate (e.g. less than the distance b in FIGS. 15 and 30) in order to obtain a fiber-free outer resin surface of the plate. It is important that the reinforcement material is as close as possible to the center of the resin plate so that there is no throwing. If reinforcing agents other than fiberglass sheets are used, the resin surface should preferably also be free of such substances.
The thin film can be made of any material that can be mechanically creased. A suitable composition has a polyvinyl fluoride film which is marketed by E. 1. du Pont de Nemours and Company under the name Tedlar. This film can be transparent, translucent or opaque and can have any color. The normal untreated polyvinyl fluoride film is suitable for use as a peelable film; but it is also suitable as a permanent part of the finished panel. However, this requires special treatment of the film. Known methods of treatment are that according to US Pat. No. 2,871,144, according to which the surface of the polymer film is treated with a solution of an addition compound of sodium on an aromatic cabbage
Preferred methods of making a plate are shown in Figures 5 and 6 and can be carried out batchwise or continuously. Figure 5 illustrates a batch method. The open top mold has a flat bottom 17 and upwardly facing sides 16. A film is mechanically creased and partially laid flat and then placed in the bottom of the mold. The film is expediently hung over the molding edge, as shown on the left in FIG. 5, or it can be clamped on the edge of the mold base, as shown on the right in FIG. 5. Similarly, if a wrinkled cover sheet is used, it is hung or placed with respect to the sides and bottom of the mold.
The catalyst-containing liquid synthetic resin is then poured onto the mold surface formed by the wrinkled film in one operation or in several operations.
The mass of the liquid resin 19 is preferably liquid enough to assume a smooth surface by itself and spreads out on the film 18. As a result of the surface tension and the capillary properties of the resin, it rises at the points where it comes into contact with the mold walls, forming a curve or a meniscus 12.
After a short time of, for example, 5 minutes to 1 hour, which depends on the concentration of the catalyst and / or accelerator, the thermoplastic or thermosetting resin begins to harden, with the development of reaction heat which accelerates the hardening further. The liquid resin layer 19 is cured at least until it solidifies or gels and the plate can be handled, whereupon the plate is removed from the mold and placed on an auxiliary carrier or moved to a location where it hardens further. For this purpose z. B. a cupboard with opposite doors and a plurality of horizontal shelves, which is arranged between two tables on which the panels are made. While one plate on one table solidifies into a gel, the worker on the other table can produce the second resin plate.
Then the first plate is placed on one of the shelves, and the table is free for further plate production. The cabinet expediently has 10 to 20 shelves, which are arranged at a distance of 2.5 to 5 cm from one another, and it can also contain heating coils to accelerate the hardening and to help the film adhere to the plate. When the doors are closed, the exothermic hardening heat is also captured and used.
Instead of allowing the liquid resin 19 to harden, as described above with reference to FIG. 5, a second mold surface formed by a wrinkled film 18 ′ can be placed directly on the surface of the uniform layer 19. This happens e.g. B. by means of the roller 20 and the wooden blade 14 (see Fig. 6) preferably such that the under. the cover film 18 'located air is expelled. If the resin has set into a gel, but before it has set to a rigid state, the plate can be given any shape. For example, a curved plate can be made in the shape of a segment or a tubular cylinder. You can give the gel-shaped plate also more complicated shapes, such as. B. that of a chair seat and a backrest, whereupon the product is fully cured.
Fig. 6 illustrates the continuous manufacture of a resin plate. The pre-wrinkled film 18 is continuously applied to a moving conveyor belt 15 which, for. B. is supported by a channel 16, 17. The liquid resin is then poured onto the wrinkled sheet 18 either in a single stream or in a single layer, or in part into a unitary layer. The resin naturally contains substances such as hardeners, accelerators, dyes or pigments, stabilizers, ultraviolet radiation protection agents or other substances. Such additives are z. B. supplied in measured quantities to a pipe, several pipes, a storage container or storage containers in which the liquid resin is located, which is then cast.
Although not shown in the figures, a continuous, permeable reinforcing nonwoven fiberglass (or other reinforcing material with or without simultaneous, prior or subsequent incorporation of ornaments in the resin layer) is continuously and completely immersed in the layer of liquid resin. If a pre-creased cover sheet 18 'is used, this is then continuously applied to the surface of the liquid resin layer 19.
The roller 20 presses the foil 18'g-linde against the liquid resin surface, whereby the air located under the foil is removed. In the figure, only one roller 20 is shown; however, a plurality of rollers can be used and these can be arranged at any suitable angle to the direction of movement of the plate, as indicated in FIG. 6 by the arrow. A knife or blade 14 made of wood, resilient material such as rubber, or other material which does not scratch the cover sheet is used in a similar manner to the roller to remove the air from under the sheet. It is also possible to use a plurality of knives which are arranged at suitable angles to the path of the liquid resin layer 19.
Likewise, the devices 14 and 20 used to remove the air can be made to perform reciprocating movements.
12 to 23 show partial cross-sections of plates which can be produced according to the method explained in FIGS. 5 and 6. Of course, the panels shown in these figures do not necessarily have to be oriented in the same way as they were manufactured. This means that the panels can be made with their top and bottom in the positions shown in the figures, or in most cases they can be made in the reverse order. For example, the irregular surface adjacent the sheet 18 shown in FIG. 13 may be at the bottom of the liquid resin layer when the panel is manufactured, and the upper surface may be a smooth or flat surface 24.
On the other hand, the mold surface on which the liquid resin layer is poured, such as the glass plate 29 in Fig. 23, can result in the formation of a smooth or even surface 24, and the irregular surface can be formed on the top of the liquid resin layer, as shown in Fig 6 is explained. Although most of the figures do not show a reinforcing sheet or mat 23 as shown in Figures 12, 13 and 16, such a mat is preferably used. The mat 23 is preferably incorporated into the liquid layer after that layer has been poured by placing and wetting the permeable reinforcement material on and in the top of the liquid resin, then allowing the resin to pass through and surround the reinforcement 23.
Of course, other methods can also be used; however, these lead to difficulties, such as air bubbles and a resin-poor surface, which can be subsequently eliminated, albeit with some difficulty. The reinforcement material can be pre-soaked with resin, or the resin can be poured onto the top of the reinforcement material and let it wet the material. The wrinkled sheet 18 can be made to adhere to the cured resin plate 1 as shown in Fig. 13, or it can appear on both sides of the plate. The film is expediently peeled off the panel, especially if the panel is only intended for use inside a building.
The plate shown in FIG. 14 is obtained by placing a film 25 on the casting surface and making a pattern by pouring a colored opaque or transparent liquid resin 6 over part of the surface of the film 25. Since most catalyst-containing casting resins shrink and / or develop heat when they cure, the resin of this pattern can shrink, or the heat can soften and stretch the film, so that it is pulled away from the bottom of the mold and a small indentation 34 appears in the film 25 (Fig. 14) forms. The formation of the indentation takes place as shown when the pattern is made from a liquid, catalyst-containing resin and the resin of this pattern is allowed to harden completely before the liquid resin layer 19 is poured from which the solid resin plate 1 is formed.
The pattern can be made from an opaque, translucent, or translucent resin.
15 and 16 show preferred embodiments of the invention in which both sides of a light-diffusing and translucent plate have sharp creases, such as grooves and projections, in particular such that the plate is semi-transparent and a multitude of irregular, randomly arranged, jewel-like and prism-like Has facets. The wrinkled plastic sheet can be peeled off one or both sides of the panel, or it can be permanently attached to those sides.
Figures 17, 18, 19 and 20 illustrate panels having a reflective sheet 26, 26 'or equivalent reflective film or powder, the layer 26, 26' forming a permanent part of the panel. The reflective material can be mirror-like, like the polished side of an aluminum foil, or it can be somewhat light-diffusing, like the reflective or matt side of a common form of aluminum, or like a thin layer of bronze powder. If aluminum foil is used, it can be provided with an oxide film by electrolytic anodizing, which can be colored in any desired color or printed with a pattern.
In a manner similar to that described with reference to FIG. 5, the film 26 in FIG. 17 can be incorporated into a single layer of liquid resin, after which the resin is cast in successive portions. If the film is perforated, it only needs to be placed on a layer of the liquid resin and immersed in it. The reflective film is preferably opaque, like a metal foil, and can be applied to or form the smooth or flat side of the plate as shown in Figure 18, or it can form the wrinkled and partially flattened foil which, as shown in FIG. 19, serves as the mold surface 26. FIG. 20 illustrates a product that can be obtained by metallizing or otherwise coating a plastic film 28 with a light-reflecting material 27.
In this case, the laminated or coated film serves as a mold surface and remains in permanent adhesive bond with the resulting sheet of hardened synthetic resin.
21 and 22 show embodiments in which the liquid catalyst-containing resin itself contains a pigment such as titanium dioxide, as shown in FIG. 22; the pigment can also be incorporated in the manner shown in FIG. In the case of FIG. 21, the pigmented layer is either a coating on a transparent film 10, or the pigment is distributed in the transparent film. Another modification, according to which the plate shown in FIG. 21 can be produced, is to cast a separate layer 10 of liquid, catalyst-containing synthetic resin which contains the pigment. In these figures, the pigment is preferably present in such an amount that the plates, when viewed from the opposite side, are at least translucent to light directed at them.
These panels are suitable for lights and other products where a very diffuse white light is desired.
The plates according to FIGS. 21 and 22 are well suited for lights according to FIG. 9. The light shown there has a housing or a support structure 30 with a luminous tube 31. The plate 1, the layer 10 of which contains a pigment such as titanium dioxide expediently arranged in the manner shown between the light source and the room into which the light is radiated. The film or layer 10 expediently consists of a substance which absorbs or screens out ultraviolet light, or of a substance such as polyvinyl fluoride which contains an agent which absorbs this light. Plates as shown in Figures 12-16 and 21-23 are suitable for lighting fixtures.
The embodiment shown in FIG. 23 is preferably produced using a glass plate 29. Preferably, the glass forms the bottom surface of the mold and the transparent liquid resin 19 is poured onto the glass, whereupon a mold surface, such as the film 18 ', is laid on the liquid resin layer 19 in deforming liquid contact so that the entire opposing surfaces of the touch the liquid resin layer and the mold surface; then the resin is hardened, so that the hardened resin plate 1 is produced. If the resin does not adhere to the glass, the plate can be removed from the glass.
On the other hand, resins such as epoxy resins permanently adhere to the glass, and even when non-adherent liquid or hardened resins are used, the glass can be coated with an epoxy resin or other material adhering to the glass. A reinforcing material is preferably incorporated into the liquid resin.
Exemplary embodiments of the method according to the invention are explained in the table below. table
EMI8.1
<tb> <SEP> main procedural steps
<tb> <SEP> Additional <SEP> or <SEP> optional <SEP> procedural stages
<tb> <SEP> a) <SEP> Man <SEP> forget <SEP> portion <SEP> one <SEP> translucent, <SEP> colored, <SEP> a) <SEP> Man <SEP> take <SEP> one <SEP> Giessober <SEP> 1. <SEP> Man <SEP> forget <SEP> shares <SEP> one <SEP> translucent, <SEP> colored, <SEP> f --- <SEP> area <SEP> with <SEP> separate <SEP> fixed
<tb> <SEP> liquid, <SEP> containing catalyst <SEP> synthetic resin <SEP> in <SEP> one <SEP> sample elements.
<tb>
<SEP> pattern <SEP> to <SEP> one <SEP> uniform <SEP> layer <SEP> on <SEP> one <SEP> pour
<tb> <SEP> surface <SEP> (e.g. <SEP> B. <SEP> one <SEP> wrinkled <SEP> plastic film).
<tb> <SEP> b) <SEP> Man <SEP> arrange <SEP> separate <SEP> fixed
<tb> <SEP> sample elements <SEP> on <SEP> the <SEP> flow
<tb> <SEP> sig <SEP> layer <SEP> on.
<tb>
<SEP> 2. <SEP> Man <SEP> lay <SEP> one <SEP> porous <SEP> fiberglass web <SEP> about <SEP> the <SEP> whole <SEP> area <SEP> the <SEP> uniform <SEP> layer <SEP> and <SEP> let <SEP> that <SEP> liquid
<tb> <SEP> resin <SEP> without <SEP> fault <SEP> des <SEP> colored <SEP> pattern <SEP> the <SEP> mat Wet <SEP>, <SEP> through <SEP> the <SEP> mat <SEP> penetrate through <SEP> and <SEP> the same
<tb> <SEP> surrounded.
<tb> <SEP> c) <SEP> Man <SEP> lay <SEP> one <SEP> pierced <SEP> skeleton core <SEP> (e.g. <SEP> B. <SEP> with <SEP> honeycomb pattern) <SEP> like that <SEP> on
<tb> <SEP> the <SEP> train, <SEP> that <SEP> he <SEP> partially <SEP> in <SEP> the <SEP> upper <SEP> part <SEP> the <SEP> layer <SEP> penetrates.
<tb>
<SEP> + <SEP> d) <SEP> Man <SEP> lay <SEP> one <SEP> surface <SEP> (e.g. <SEP> B. <SEP> one <SEP> wrinkled <SEP> plastic film) <SEP> on <SEP> that <SEP> flow <SEP> sige <SEP> resin <SEP> and <SEP> or <SEP> or <SEP> form <SEP> through <SEP> push in <SEP> on <SEP> pattern.
<tb>
>,
<tb> 3. <SEP> Man <SEP> hardness <SEP> that <SEP> resin <SEP> to <SEP> one <SEP> translucent <SEP> plate <SEP> off, <SEP> their
<tb> <SEP> inner <SEP> pattern <SEP> from <SEP> both <SEP> pages <SEP> here <SEP> visible <SEP> is.
<tb>
EMI8.2
e) Repeat process steps 1 and 2 (with or without the optional
Process steps a and / or b; then turn the plate over and place the
Top of the plate obtained in step 3 on the when repeating the
Stage 2 obtained liquid resin or work using a perforated core according to stage c, whereupon the liquid resin obtained after repeating the process stages is cured.
To make a synthetic resin sheet with a colored pattern therein, e.g. B. a stained glass-like pattern made of a variety of different colored resins, with the colored areas adjoining each other to form a uniform mottled pattern, one can use dams or temporary partitions to separate the resin areas from each other, then the resin cure, remove the temporary partitions and fill the resulting valleys with more liquid resin, which is then cured to form a uniform layer.
If, in this case, a reinforcement material is to be stored, this is done either in the individual surfaces or after curing or partial curing of the individual surfaces, whereupon the temporary partition walls are removed and another resin layer is poured, so that a self-bonded product is created. Another method is to make a reinforced sheet from a single color resin, repeat the same process with resins of different colors, cut each sheet into sections, and place these sections on another layer of resin or other material to form a laminate unitary plate as described in U.S. Patent No. 2,905,580.
A much simpler procedure is shown in the table above. In this process, individual, different-colored, translucent, catalyst-containing liquid synthetic resins are poured into a uniform layer in the form of a speckled pattern. It is particularly satisfactory if this method is carried out in such a way that abutting surfaces of resins with different colors are cast into a unitary sheet, the different colored layers even overlapping one another so that combinations of mottled colors are created. After such a multicolored layer has been poured, a further mixture of colors or
Achieve mottling by inserting the prongs or fingers of a device, such as a hand-shaped resilient comb, into the resin and causing it to perform a swiping whirling motion or a reciprocating motion or a stroking motion. This one-step molding process, which creates a single, uniform layer of molded resin, is much simpler than the multiple layer method. The resin is preferably a transparent resin and the plate obtained is preferably semi-transparent.
According to this embodiment of the invention, a uniform layer of colored, liquid, catalyst-containing synthetic resin with a pattern located therein is cast. A permeable glass fiber fleece or an equivalent reinforcing material is placed over the entire surface of this uniform layer, the fleece is surrounded by the resin without disturbing the pattern, and the thus reinforced liquid layer is cured to a translucent sheet, the pattern of which is on both sides is visible. Preferably, a film made of polyethylene terephthalate or polyvinyl fluoride is placed on top of the liquid layer prior to curing.
This protects air-sensitive resins and improves the flatness of the resin plate. In addition, air pockets can be easily removed.
In the flow diagram of the table above, the main process stages are shown as boxes surrounded by solid lines, which are connected to one another in the process sequence by solid arrows. Additionally applicable process steps are indicated by dashed lines. The main process steps are as follows: First, portions of translucent, colored, liquid, curable synthetic resin are poured in a speckled pattern onto a casting surface to form a uniform layer.
The resin used is preferably one that can be cured by a curing catalyst, either a thermosetting resin such as an unsaturated polyester-styrene copolymer or a thermoplastic resin such as a polyacrylic acid methyl ester polymerized in the presence of a suitable catalyst. However, other methods can be used to produce the unitary layer of liquid resin. The casting surface is preferably the above-described wrinkled and partially flattened, spread out or opened solid film with sharp creases.
In the second process step, a reinforcing material, such as a glass fiber fleece made from continuous strands, is placed over the entire surface of the liquid resin layer, whereupon the colored patterned resin wet the glass fiber fleece, penetrates through it and surrounds it. In the third process step, the resin is cured to form a translucent plate which has a pattern that is visible from both sides. The reinforcement mat is preferably made of fibers of approximately the same refractive index as the hardened resin, so that it is practically invisible to the naked eye in the finished plate, especially when the ratio of resin to fibers is high and the refractive indices of both are matched.
Ornamental means can also be incorporated, preferably in the form of separate solid pattern elements, such as a transparent, translucent or opaque pattern 6 of hardened resin as shown in Figs. 1, 4 and 14, natural plant leaves, natural leaves so treated have been that all parts except the pointy vein network have been removed from them. Mother-of-pearl scales, tinsel, butterflies, as shown in Fig. 13, or other separate pattern elements. The separate pattern elements are inserted individually or previously attached to the reinforcement material or to an extremely permeable material, such as a gauze-like sheet of very thin cellulose paper. When the latter is used, the cellulosic fibers in the panel become practically invisible.
The solid pattern elements are either applied to the casting surface prior to pouring the liquid resin according to stage 1 of the table, as indicated for stage a, or they are applied to the surface of the liquid resin layer poured in stage 1, as indicated for stage b is. When the process is carried out in the order from step 1 to step b, the porous glass fiber fleece or other reinforcing material presses the pattern elements further downward into the liquid resin layer. When step a is performed, the reinforcing mat holds the decorative elements in the resin layer.
Regardless of which process steps are used, the speckled pattern produced by the successive casting of various types of resin remains essentially undisturbed by the decorative means or pattern elements or by the inserted reinforcement mat.
A further optional process stage (which is not specified in the table) consists in that following process stage 2, decorative agents are placed as separate solid pattern elements on the surface of the liquid resin and then stage 3 with or without stage c or stage d performs. This method is preferably used when opaque surfaces or opaque effects are desired.
If the process is carried out directly from step 2 to additional step c, a skeleton core is applied to the top of the liquid resin which contains the reinforcement mat embedded. If the skeleton core is honeycomb-like, as shown in FIGS. 7 and 8, the meniscus 12 should preferably rise from each side to such an extent that the honeycomb-like organ 11 is either completely covered by the menisci themselves, or that the meniscus on each side are connected to those on the other side by means of a resin sheet. Trapped monomer vapors help form such a resin film on the honeycomb structure. If process stages 3 and e follow, a structure similar to that shown in FIGS. 7 and 8 is obtained.
Other skeleton cores can also be used that provide rigidity and strength to the finished panel. When the cores are opaque, as in the case of wood, plywood, compressed wood or foam plastic, the translucent, colored speckled pattern is visible through the thickness of the resin layer to the depth where the skeleton core or opaque material is located. In the case of a honeycomb core, the colored pattern is of course visible through the openings of the same from both sides.
The additional process stage d, d. H. the covering of the liquid resin with a film is expediently carried out between process stages 2 and 3 using a process similar to that illustrated in FIG.
Although it might appear impossible to obtain a bubble-free product with a faceted surface by placing a wrinkled film on the horizontal surface of a liquid resin, it is to be assumed that the conditions, process steps and factors to be used as described above lead to the achievement of this desired result. The deformation of the resin surface takes place through pressure-free contact adaptation of the resin to the film, the displacement of the air being achieved by a progressively advancing meniscus formation. An important step in the process concerns the manner in which the wrinkled film is applied. When done in the right way, the entrapment of air under the higher parts of the faceted foil is largely avoided.
This is done in such a way that the tendency of the liquid resin to form a meniscus above the normal liquid level when it comes into contact with a vertical or inclined surface is used. In order to reduce the air bubbles the way in which the film is handled is important. It is namely advantageous to begin the contact of the film with the resin at a single point (e.g. at a corner or in the middle of the creased film) or along a line (e.g. at the edge of the creased film) as shown in FIG. A second important feature in handling the film is the rate at which the remainder of the film is brought into contact with the rest of the resin surface, once the initial point of contact or line of contact (hereinafter referred to as the point of contact) is established.
This rate for most liquid resins is such that when starting at one end of a 3 m long panel, it typically takes about 10 seconds to 5 minutes for the rest of the sheet, progressing from the initial contact point, to gradually join the rest of the sheet liquid surface has been brought into contact. This time will of course vary with different resins and films, and depends largely on allowing the meniscus to develop and progress along with the continued contact between the film and resin. A thick, viscous, syrupy casting resin, such as the polyacrylic syrup available under the trade name Lucite, may require a slower progressive contact between film and resin from the initial contact point than a more fluid liquid.
If a resin of very low viscosity is used, the meniscus can progressively form at a much higher rate. The angle between the plane, which by and large corresponds to the length and width of the film (hereinafter referred to as the plane of the film) and the horizontal surface of the resin at the point of contact is also decisive to a certain extent. It should be as small as possible, but larger than 0 and smaller than 900. In other words: this angle of inclination of the plane which is fort kel, whereby the kink in the foil is imitated. Another illustration of this relationship is that a wrinkled sheet is held in an inclined position partially in contact with a resin surface and the resin cures in the process.
If you then cut the hardened plate in different places, you can observe the meniscus.
When carrying out the process on an industrial scale, these factors must be taken into account.
Occasionally, some bubbles are accidentally trapped or later released from the permeable reinforcement material. It has been found that these bubbles can still be subsequently removed without destroying the multiple faceted surface arrangement, although they are held in place by the faceted elevations or raised parts of the film. Namely, when the raised parts are temporarily depressed and flattened so that the bubbles move towards the edge (see FIG. 6), the film springs back due to its wrinkled state and remains in contact with the liquid resin. This is another important stage in the process of making bubble free plates.
According to the method explained in the table above, as long as the uniform layer of the resin containing the pattern is still liquid, a porous glass fiber fleece or an equivalent reinforcing material is spread over the entire surface of the liquid layer, the fleece is wetted with the liquid resin and becomes immersed in the liquid layer without significant disturbance of the color pattern so that the resin penetrates the nonwoven fabric, passes through the mat and covers the same. The resin is then cured into a translucent plate, the pattern of which is visible from both sides.
An important feature of the process outlined in the table is the one-step nature of the method of manufacturing a panel that contains a decorative pattern and a reinforcement sheet made of fiberglass or equivalent material inside. Another feature is a simplified method of making a structure such as that shown in FIGS. 7 and 8. A well-known method of combining a honeycomb core with translucent synthetic resin panels has been to use a prefabricated, cured synthetic resin panel, to coat it with an adhesive or to cast a synthetic resin layer on the panel (with or without ornaments or ornaments in the second poured liquid Resin layer or in the adhesive), and then to introduce a honeycomb-shaped core into the liquid synthetic resin layer or adhesive layer.
The resin or adhesive may contain a reinforcing sheet in a known manner. If you work according to the one-step casting process described by using a liquid, z. B. by making pigments or dyes colored synthetic resin layer in the desired mottled pattern, dipping a reinforcing material into it, bringing a honeycomb core into contact with the reinforcing sheet, then covering the top of the honeycomb core with an airtight material, such as a film, to form the enclosure induce monomer and other vapors thus coating the paper core and by pushing the core downward with a force that squeezes the reinforcement sheet while the resin is in a liquid state,
and if the acting force is considerable and the reinforcement mat in connection with the knife edge of the honeycomb material is further compressed to a relatively small part of its original thickness at the point of contact, a number of steps required in the previously known methods are avoided. (Examples of known methods can be found in U.S. Patent No. 2,477,852, in British Plastics, June 1952, pages 201-205, and in U.S. Patent No. 3,072,973). It can thus be seen that by using the method explained in the table above in combination with the method step c, a decorative panel of excellent strength can be obtained by a fairly simple method.
The liquid synthetic resin layer 19 obtained in process step 1 according to the table and containing the decorative pattern can be poured onto a smooth surface, onto an embossed surface, such as the mechanically creased film producing the jewel-like and prism-like facets, or onto any other surface. Fig. 7 e.g. B. shows a honeycomb core 11 made of paper, metal, synthetic resin, textile fabric or equivalent material, which is firmly bonded to the synthetic resin plate 1 on both sides of the honeycomb structure.
The decorative pattern is such that the light transmitted from one side to the other side of the plate passes through the transparent synthetic resin, which contains dyes and pigments and forms colored, speckled, multi-colored, semi-transparent patterns or surfaces, so that a pleasing aesthetic effect is created .
The honeycomb material 11 and the meniscuses 12 give the product additional strength and aesthetic properties, particularly when the resin completely covers all surfaces of the material 11 and in this way runs uniformly from one surface of the plate to the other, with the resin directly on each side of the plate is connected to the resin on the other hand, so that a uniform, continuously connected structure is created.
Please note that the illustrations are not necessarily true to size. For example, the part of the resin which covers the honeycomb material 11 and connects the menisci 12 to one another is expediently only so thick that the surface of the honeycomb material is just covered. Thicker coatings are advantageous when even higher strength is required. Although the honeycomb material 11 is quite thin, the menisci 12 give the impression of a much thicker, solid honeycomb structure when a transparent or semi-transparent plate is viewed perpendicular to its front surface. The apparent thickness of the honeycomb core is much greater than the real one.
A bubble-like effect is also produced by the light reflection from the curved surface of the synthetic resin, which encloses the gas or vapor space or the empty pockets which are delimited by the menisci 12 and the hardened resin plates 1.
While the plates provided with a honeycomb core shown in FIGS. 7 and 8 have a smooth or flat surface 24 and the other surface 18 has the jewel-like and prism-like inclined surfaces 4 which are delimited by the elevations 2 and the depressions 3 both surfaces also be the same.
31 and 32 show the process steps for the production of patterns which are formed by localized areas 7 which allow a greater amount of light to pass through than the rest of the plate (compare also FIGS. 2, 3 and 33 to 37) and which are related to Manufacture of signs, decorative windows and similar items own. While these figures illustrate the preferred embodiment of the invention, in which a film with sharp creases is used, embossed films, smooth films or films of some other shape, as described in U.S. Patent No. 3, can also be used to produce the patterns 7 072 973 is described.
The liquid resin 19 in Fig. 31 preferably includes a reinforcement sheet 23, 23 '. If z. For example, if the resin layer in FIG. 31 has a thickness of 3.2 mm, a glass fiber fleece with a thickness of about 1.6 mm is expediently used as reinforcement. Such a fleece is expediently somewhat rigid, e.g. B. so that a 15 cm x 60 cm x 1.6 mm large piece of the fleece, when it is held at one end in the hand, bends only a little by its own weight. In other words: the glass fiber fleece is preferably self-supporting, such as. B. Owens-Corning Fiberglas Company's M9600 product mentioned in the examples below. However, it is not essential that the reinforcement material is self-supporting. However, this is preferred because it supports rigidity and other structural factors.
As shown in Fig. 31, the surface of a curing catalyst and a curing accelerator containing liquid resin layer 19 according to the preferred embodiment of the invention is coated with a wrinkled film which provides the above-described inclined surfaces and prisms, and although this is not shown in the figure, the bottom of the liquid layer is also expediently provided with the preferred wrinkled film. After the layer 19 of liquid resin has been cast and a film has been placed over it, the forming die 21 is placed on the upper film. The molding die itself can be of sufficient weight to partially displace the liquid resin 19 (as shown by the arrows in FIG. 32) and to produce a depression in the cover sheet and in the liquid resin, so that deep embossing takes place.
If necessary, the stamp can also be loaded with weights. A light pressure stamp, e.g. From 6.35 mm thick plywood, with weights, has been found to be satisfactory. A reinforcing material, such as a glass fiber fleece 23, as shown in FIGS. 31 to 37, improves the structure of the plate and limits the depth of the local indentation 7. Preferably, the mat 23 is practically incompressible by the force exerted on the pressure stamp 21, so that it forms a bed of uniform thickness on which the weight of the pressure ram rests. Whether or not a reinforcement material is used, the depth of the embossed area must be less than the thickness of the plate. This means that some liquid resin must be retained under the pressure stamp. If a reinforcing material of suitable thickness is used, this presents no problem.
However, if such reinforcement material is omitted, control of the depth of indentation is achieved by careful control of the weight or the force applied to the plunger, e.g. B. by supporting from above. At this point, an explanation with regard to the terms pressure, deepening and displacement is included. The liquid resin preferably has a viscosity between that of water and that of a thick syrup. It is useful if it is thin enough to assume a flat surface by itself. The film 18 expediently has a thickness such that it can be creased or otherwise deformed.
When a surface of the wrinkled film (or a film with another surface formation) is brought into contact with the surface of the liquid resin, the film displaces or deforms the liquid resin through the contact in such a way that the two surfaces conform to one another. When a weighted solid pattern stamp such as 21, 21 'or 21 "(see Figures 32, 34 and 37) is placed on top sheet 18', the bulk of the resin is essentially atmospheric pressure and the resin becomes more internal without development Tensions hardened, such as occur e.g. during press forming.
When the plunger encloses a surface of the film, as in FIG. 3, the fact that the wrinkled film is in frictional engagement with the plunger and, if a thick or viscous casting liquid is used, the flow of the resin can also cause the kinks in the Partially smooth out the enclosed area. In many cases, the resin has such a viscosity that the liquid resin forms a small thickening in the vicinity of the recess 7 in the plate. If z. For example, when a stone is placed in water, the water is simply displaced and the presence of the stone does not cause any noticeable change in pressure to act. So even though the stone creates an indentation or indentation, there is no real pressure from the stone on the water.
In the present case, of course, the film resists deformation to a certain extent, and if the synthetic resin layer 19 is reinforced by a sheet such as a glass fiber fleece, the sheet and the sheet can resist the deformation. The force exerted by the weighted punch 21 therefore primarily acts on the film and / or the reinforcing fleece, while the force exerted on the resin depends on its viscosity and resistance to flow. Therefore, when the application of local pressure or the creation of a depression in a liquid layer of synthetic resin is mentioned, it is to be understood that the preferred result is that the liquid resin is displaced from its position.
This is indicated by the arrows in FIG. 32, which indicate the direction of flow of the resin displaced and deeply embossed by the pressure stamp. If the horizontal distance between the indentations 7 is small, the wrinkled film on the surface of the resin layer between the indentations can be stretched somewhat, but preferably not so much that the wrinkled structure disappears completely.
In addition, a somewhat increased resin layer can form adjacent to the depressions as a result of the displacement. The deep embossing process can also be carried out with a heated pressure stamp in order to stretch out the film a little without tearing or melting it.
Fig. 33 shows a product, such as a plaque or sign, which can be used in conjunction with natural or artificial lighting. The recess 7 is made similarly as in Fig. 31 and 32 ago, but with a mold surface or film with raised parts 8 and recessed parts 9, which are rounded so that they have a sinusoidal cross-section. Such rounded parts are less preferred than the sharp kinks. As the drawing shows, the molding surface, such as a wrinkled film, has been peeled off from the plate 1. A light-scattering layer 10 similar to that shown in FIG. 21 is made to adhere to the flat surface of the plate. The distances d and f add up to the distance e explained above.
The depth d of the recess 7 is so great that the pattern formed by the locally recessed areas 7 can be clearly recognized by an observer when light falls through the plate. In other words: the recess 7 is so large and the minimum thickness f of the plate so small that a much larger part of the light falls through the pattern surface 7 than through the rest of the plate. As far as strength requirements are concerned, the distance f is not particularly important since the pattern only takes up part of the surface of the plate, reinforcement material and any resin contained therein, while the rest of the plate still provides the required strength. The depth of the depression is preferably d depending on the total thickness e of the plate
1.27 to 22.86 mm.
The ratio d: f is preferably between 1:10 and 10: 1. The same applies to the depressions 7 according to FIGS. 32 to 37. The cured, translucent resin plate 1 preferably consists of a transparent colored synthetic resin.
34 shows a method for producing indentations or depressions 7 in the liquid resin layer 19 by means of a pressure stamp 21 '. In this figure, the weights 32 are shown, which give the pressure ram 21 ′ the downward movement, so that the resin in the limited area 7 is displaced. This figure explains the existing options. For example, the countersunk parts 7 in Fig. 34 may resemble sheets of stained glass, and the bumps between them may represent strips of metal lead (e.g. made by painting with a metal paint) between the sheets. If a recess is made on the edge of the plate, as shown on the left-hand side of Fig. 34, this provides an opportunity for glazing or for attaching a frame.
The arrangement according to FIG. 35 is produced similarly to the arrangements shown in FIGS. 31 to 34, but after the reinforcement fleece 23 has been applied to the surface of the liquid resin and after it has been surrounded by liquid resin, the component 33, in this case a Metal tube, applied to and embedded in the surface of the liquid resin and a second narrower strip of reinforcement material 23 'embedded in the liquid resin. The film 18 'is then placed on this, as described above, the plunger 21 or 21' is placed on the surface and the resin is displaced under the plunger, forming the depressions 7, so that the component is completely embedded.
The component 33 can have any shape, but is advantageously made of a relatively rigid metal, such as copper, aluminum or steel. It can be tubular or a solid rod and in cross-section cylindrical or rectangular or of any shape.
As FIG. 36 shows, such a component can be provided with a fastening element 39 for fastening the plate as a structural unit, such as a wall. The construction part 33 can extend over the full length or width of the
Extend plate, or it needs to extend only partially through the plate in order to provide only a possibility for attaching the fastening member 39, which attaches the plate to its point of use. The illustrated fastening member 39 is a conventional snap lock for attaching
Panels and doors, in some cases so that they can be pivoted about the axis of the fastening member. The mechanism shown consists of a pin 35 which, at the point where the plate is to be fastened, is held by pressure in engagement with a fastening member (not shown) cooperating with it.
Usually this fastener is an arm with a hole for receiving the pin 35. The pin is brought into engagement with the fastener by the pressure of the spring 37, while the cap 38 and the socket 36 are engaged
Form housing. This housing is expediently provided with threads that match the corresponding threads on the component 33.
37 illustrates another embodiment, which has parallel, locally limited indentations 7 and parallel flattened parts 40 and consequently, in view of the prismatic effect of the indentations 7 and the flattened parts 40, which are directly opposite one another on opposite sides of the plate, a raised one Has light scattering ability.
The ribbed design gives this embodiment increased strength.
38 illustrates the previously known plastic plates with rounded or sinusoidally raised and recessed parts 8 and 9. The corrugated film 18 ″ is made, for example, by shrinking the resin during curing or by chemical action of solvents or other substances before the production of the Plate 1 generated.
39 and 40 schematically show a table 50 for making resin sheets, which table 50 has movable parts 52 connected to the fixed part 51 by hinges. The faceted resin plate 1 with the wrinkled films 18 and 18 'on its top and bottom is partially cured in a horizontal position until it has reached the state of a soft gel, and then the hinged parts 52 are brought into the vertical position shown in FIG .
If necessary, clamps (not shown) can be used to prevent the upright parts of the resin sheet from sagging. Then, the resin is hardened to the rigid state while being held in the position shown in FIG.
41 and 42 schematically show a modification for deforming the plate shown in FIG. The spring 62 is clamped to the table 60 by means of the clamps 64, and when the plate is made and reaches the soft gel state, the clamps are removed, whereupon the spring assumes its normal position. After hardening to a rigid state, the plate is removed. Other devices can be used to create intricate curve shapes.
43 and 44 show a hollow body and a method for producing the same. The wrinkled foils 18 and 18 'are secured between an inner mold 72 and an outer mold 70, the axis, e.g. B. by clamping with the help of split rings or in some other way, e.g. B. by adhesives, is arranged in a vertical position. Then the resin 1 is introduced into the space between the wrinkled sheets and allowed to harden. Then, when both shapes are removed, a cylindrical product as shown in Fig. 44 is obtained. When the inner mold 72 is permanently attached to the film 18, a component such as a column is obtained. The product shown in the figures is zylinderför mig; however, it can have a triangular, rectangular, ellipsoidal or other cross-sectional shape.
If the resin is cured without a cover sheet and is exposed to the air on its surface, it is expedient to use a resin which does not suffer from curing in air. If, for example, the curing of a thermosetting unsaturated polyester-styrene mixture is carried out in air, it is advisable to add a wax to the last resin cast so that the curved surface does not become sticky. A suitable mixture for addition to such a resin is a mixture of 20.4 kg of styrene and 6 cakes (0.5 kg) of household paraffin wax in solution in the styrene. 170 cm3 of this are added to 20.4 kg of the liquid resin mixture. This results in a dry, hard surface that is a little cloudy, but can be polished to a high gloss.
If the above-described cabinet with several shelves is used for curing, it can be modified in such a way that the panels can also be cured in it without access to air. If the cabinet doors z. B. sliding upward sliding doors, seals can be provided for the upper shelves against the atmosphere. If the upper part of the cabinet is sealed by the sliding doors and the edges of the shelves are at a small horizontal distance from the sliding doors, the bottom of the doors are provided with elastic, rubber-like seals, which are attached to the edges of the adjacent shelves in The upper shelves are sealed against the atmosphere.
By arranging a door with a valve and a hose attached to a vacuum line or an inert gas line (such as nitrogen), air can be removed from any number of shelves. If you have four synchronized sliding doors, four work tables can be arranged around the cabinet. The above-mentioned heating expediently consists of radiant heaters in the form of heating coils, which are arranged on the floor of each shelf.
Suitable casting resins are known in the art.
The resins are preferably produced in bulk by the homogeneous polymerization process, the monomer or monomers, partially polymerized polymers and mixtures thereof, in liquid form with a catalyst, pathogen or accelerator, being mixed with other substances such as dyes or pigments and then the mixture is poured and cured. The term liquid resin as used herein also includes monomers curable to a solid resin state. Well-known examples of this are methyl polymethacrylate and copolymers of unsaturated polyesters and styrene. Details of the process for producing and pouring liquid monomers, monomer polymer syrups or liquid polymers can be found in literature, e.g. B. in the work Polymer Processes by Schildknecht, Volume X, 1956, e.g.
B. on pages 53 to 58, 462471, 552-624, 763-786 and in the references cited there.
The monomeric liquids, resin liquids or syrups used are preferably those which can be polymerized or hardened by a chemical compound, namely a hardening catalyst, at room temperature or higher temperatures and at atmospheric pressure. The polymers obtained in this way are preferably thermosetting (infusible), e.g. B. the epoxy resins and the thermosetting polyesters; however, thermoplastic resins such as the polyacrylic resins and the linear polyesters can also be used. Meltable thermoplastic resins can be used with the aid of known melting processes.
Particular examples of suitable monomers and polymers are allyl esters, such as diallyl phthalate, diethylene glycol bis-allyl carbonate (available from Pittsburgh Plate Glass Company under the trademark CR 39), triallyl cyanurate (available from American Cyanamid Corporation), copolymers of diethylene glycol bis-allyl carbonate and methyl methacrylate, a copolymer of a vinyl monomer, such as styrene, with an unsaturated polyester, which z.
B. by condensation of maleic acid or fumaric acid with ethylene glycol or propylene glycol, acrylic acid and methacrylic acid and esters of the same with or without the use of dissolved or suspended polymers thereof, epoxy resins in liquid, uncured form, as are available from the Shell Chemical Company under the trademark Epon in be brought on the market (expediently a liquid, low molecular weight polymer of polyhydroxy compounds, such as phenols or glycols, e.g. glycerol and epichlorohydrin), and other, per se known, translucent resins.
An example of a thermoplastic resin that can be processed by the melt process is a plastisol of a copolymer of 85 to 95% vinyl chloride and 5 to 15% vinyl acetate or vinylidene chloride in the form of fine particles suspended in di-2ethylhexyl adipate or dioctyl phthalate as a plasticizer. The proportions are chosen so that the plastisol is flowable (e.g.
100 parts resin to 60 parts plasticizer). This resin is cast and used in a similar manner to that described above, with the difference that it is e.g. B. by radiating heat, is melted into a homogeneous clear liquid resin. The resin then solidifies simply by cooling. It is known that such plastisols can be made thermoset by replacing some of the plasticizer with a suitable reactive monomer. Another example is the same resin in powder form, which turns into a liquid state when melted.
Other thermoplastic plastisols or powders can also be used in the context of the invention. Particularly when the resin is melted, it should be such that it is not seriously affected by exposure to air, or it should be used in the absence of air. The latter can be achieved by applying a vacuum, an inert atmosphere, or an infusible protective film over the resin.
The resins are modified by known additives. Such additives are z. B. Stabilizers that prevent oxidation, embrittlement or other decomposition phenomena, flame retardants or other similar substances. An example of a flame retardant unsaturated polyester chemically linked with hexahalocyclopentadiene and a phosphorus compound such as tris-methylolphosphine oxide is described in U.S. Patent No. 2,931,746.
Of course, additives are required which do not impair the transparency of the plate.
The usual curing catalysts are used (which are also referred to in the art as curing agents, exciters and accelerators, the latter term often being used to denote an additional curing catalyst when two or more such substances are used simultaneously).
Curing catalysts known for epoxy resins are diethylenetriamine, p-phenylenediamine, pyridine, piperidine, diethylaminopropylamine and other amines. It is known that organic acid anhydrides and other substances can also be used as curing catalysts. The amount of the curing catalyst is preferably such that the mixture of catalyst and resin is then allowed to solidify.
The opaque liquid resin contains 320 g of unsaturated polyester resin which contains monomeric styrene (PE9405, marketed under the name Plaskon by Allied Chemical & Dye Corporation, Plastics and Coal Chemicals Division), a black pigment paste in an amount of 6 Ges. % of the resin (black pigment Ferro, VF), 0.177 g cobalt naphthenate (with a cobalt content of 6%) and 2 total% methyl ethyl ketone peroxide, based on the resin, of 60% concentration, and these ingredients are immediately before the pattern is formed , as described above, mixed together.
After the opaque pattern elements (which, for example, correspond to pattern 6 in FIGS. 1, 4 and 14) have solidified, a uniform synthetic resin layer, which contains a speckled pattern, is made of different colored liquid, catalyst-containing synthetic resin components on the spread film and over the cast hardened pattern. The liquid layer is about 3.2 mm thick, which, taking into account the loss of steam, corresponds to a surface weight of 3.5 kg liquid resin per m2. For a thickness of 6.4 mm, the basis weight of the liquid resin would therefore be 7 kg / m2. The curable liquid synthetic resin used is 15.42 kg of an acrylic-modified unsaturated polyester resin (DD-568 or 93-073 from Reichhold Chemical Company).
In order to bring about hardening within 40 minutes, 170 g of accelerator are added in the present case (ED-793 from Reichhold Chemical Company). This amount of resin is divided into five equal parts of 3.084 kg each, and after adding a dye or pigment, 14 cm3 of methyl ethyl ketone peroxide (in 60% concentration) are added to each part as a curing catalyst.
These five resin components are colored light green, light yellow, light olive green, light amber yellow or light orange and are practically transparent in the layer thicknesses in which they appear in the plate.
The individual parts of the different colored, catalyst-containing liquid synthetic resins are cast in several, each one-colored, and spaced apart parts. After the individual parts due to their fluidity in a short time, z. B.
1 minute, they have a diameter of 5 to 25 cm. After the portions of the colored resins have been poured and the wrinkled film is covered from the inside, the speckled pattern is visible. In this example, no attempt is made to get a clear dividing line between the different colors, but the individual colored components are even made to overlap and sometimes mixed with one another by hand so that additional colors and tints are created. As a reinforcement mat, a 3.2 mm thick, 1.25 m wide and 3 m long, made of continuous filaments glass fiber fleece with a basis weight of 458 g / m2 (available from the Owens Corning Fiberglas Company under the designation M-9600) on the liquid Resin applied.
In a few moments, the liquid resin has wetted the mass, has passed through it and surrounds the mat without significantly disturbing the colored speckled pattern.
A 25 etc thick polyvinyl fluoride film, which has been creased in a similar way to the polyester film used as a base, is spread out and placed on top of the liquid resin layer over the glass fiber fleece in such a way that as few air bubbles as possible are enclosed. The few trapped bubbles are removed mechanically so that a bubble-free product is obtained. One side of the film has the property of adhering to polyester resins, and with this side the film is applied to the liquid resin. The resin is then cured into a translucent plate in which the pattern is visible from both sides.
As a result of the recessed kinks, the reinforcement mat is pressed down so far that it is located in the center of the plate (see FIG. 16) and is covered by fiber-free resin surface zones. After complete curing, the untreated, non-adherent polyester film is peeled off, while the chemically pretreated polyvinyl fluoride film remains a component of the plate. The two films can also be used in reverse order, and if the polyvinyl fluoride film has not been pretreated as described above, it can also be removed.
Example 2
Example 1 is used, but with a clear resin. The resin is cast into a plate about 3.2 mm thick. Another difference is that the pattern in this case is not produced by pouring a thin stream of a decorative resin, but rather that decorative agents in the form of separate solid pattern elements made of pointed leaf veins and gold-colored tinsel are introduced into the liquid resin under the reinforcement mat, whereupon the cover sheet is placed and the air is removed.
Example 3
You work according to Example 1 with different colored resins and after applying the cover sheet to the top of the same weighted pressure stamps, z. B. correspond to the patterns according to FIGS. The force exerted by the weights displaces the liquid in the area where the pressure is exerted and causes a deep embossing of the liquid surface deformed by the raised and recessed parts of the creased film, the raised and recessed parts under the pressure stamp in their height or Depth can be reduced significantly. The liquid resin is kept in this form by the pressure stamp until it has hardened.
The term deeply embossed refers to the combination of the partial flattening of the film under the pressure die with the displacement of the liquid resin and the retention in the created form, and is also applied to the areas in the cured plate treated in this way. The resin is then cured and the dies and weights are removed.
Example 4
A 38 EG thick, 1.25 m wide and 3 m long polyvinyl fluoride sheet is gathered at the two ends of its width and tightly twisted around its longer dimension, the two ends being twisted in opposite directions until a cylindrical rope 19 mm in diameter is obtained receives. Then the film is spread out on a horizontal surface. The film now has elongated, generally parallel, prism-like and jewel-like facets (inclined surfaces).
A sample of catalyst-containing opaque liquid synthetic resin similar to that used for the sample according to Example 1 is dripped in a thin stream over the surface of the film in a random arrangement and then allowed to harden. Then 15.42 kg of clear resin are added, which consists of an acrylic-modified, unsaturated polyester resin (HU-332 or 32-032 from Reichhold Chemical Company) and additionally contains 8% methacrylic acid methyl ester. This resin already contains an accelerator, so that only 60% methyl ethyl ketone peroxide needs to be added as a hardening catalyst. The curing catalyst is added in an amount of 155 cm3.
The clear resin is poured onto the sheet over the opaque resin after the latter has set, and a wrinkled sheet is placed on the surface of the liquid layer, expelling the air from under the sheet. After hardening, the board is trimmed at the edges.
A clear, transparent plate of uniform thickness with permanently bonded film surfaces is obtained by spreading a pretreated, adhesive polyvinyl fluoride film as a base film on a horizontal table and, after pouring the liquid layer, placing a smooth polyvinyl fluoride film as a cover layer, making sure that the Air bubbles escape, and by smoothing the cover sheet from the top with a blade.
Example 5
The procedure of Example 1 is followed up to the procedure point immediately after the reinforcement mat is placed in the resin layer.
A honeycomb-shaped stiff Kraft paper with hexagonal openings 19 mm wide and 9.5 mm thick is then spread out and placed on the glass fiber mat. The surface of the honeycomb body is covered with a film and loaded with a flat rigid board. The lower edge of the honeycomb body is pressed into the glass fiber mat and kept in contact with the same in the resin to the extent described below, whereupon the resin is allowed to solidify.
After the resin has cured, a clear layer of 15.42 kg resin is poured onto a flat surface previously coated with a release agent.
The release agent is a mixture of 25 parts of lecithin and 75 parts of specialty gasoline and the surface is carefully wiped dry after the release agent has been applied. Then a glass fiber mat, corresponding to that according to Example 1, is placed on this clear resin layer, the glass fiber mat is wetted with the resin and embedded in the same, and the honeycomb body is then turned over from its position from the previous process and the free area of the same on the glass fiber mat laid down, whereby the glass fiber mat is pressed down, the liquid rises over the edges of the paper and the resin forms a meniscus at the exposed edges of the honeycomb body. In this way, a plastic plate is created which is produced for each side of the honeycomb body by a one-step casting process.
The viscosity of the resin and the honeycomb bodies are selected so that the meniscus 12 (see Fig. 7) extends on each side over at least 1.6 mm of the thickness of the honeycomb core when the latter is placed in the liquid layer, and such that that the resin or the vapors completely cover the surfaces of the honeycomb paper body. By covering or closing off the open surface of the honeycomb body while the resin is hardening, the vapors are prevented from escaping, and the honeycomb paper body is completely saturated and wetted in this case. If this is not done, the fumes will escape, the paper will appear uncoated, and the added strength will not be achieved.
Example 6
A 1.6 mm thick resilient, flexible plate is produced using cover and base films made of polyvinyl fluoride that have been pretreated so that they adhere permanently to the casting resin. The plate is produced similarly to Example 1, but with the difference that a nonwoven fabric made from chopped glass fiber strands with a basis weight of 229 g / mS (available from Ferro Corporation under the name MS-HSB Uniformat) and as a resin are used as reinforcement fully flexible unsaturated polyester resin (manufactured by Reichhold Chemical Company under the designation 8151 or by American Cyanamid Corporation under the designation 4134) is used in an amount of 10.89 kg.
The resin is similarly divided into several parts, which are colored in different colors as in Example 1, but only 17.7 g of cobalt naphthenate (6% cobalt) are added as an accelerator to the total 10.89 kg of resin, while 14 cm3 of methyl ethyl ketone peroxide (60 S) are added to each individual resin batch. The resin is then cast according to Example 1 in individual parts.
Example 7
The procedure is as in Example 1, but initially 3.2 mm high, randomly arranged dams or potting lines are produced which close off individual surfaces that are completely separate from one another. The potting lines can be made of any clear and translucent, colored and translucent, or pigmented material. When the potting lines have hardened, the colored resins are poured into the individual separate surfaces up to the upper edge of the dams, so that the individual surfaces have different colors and a product similar to stained glass is created. You can also work in such a way that a multicolored resin mixture is poured into each surface. The potting lines are preferably pigmented so that they have a silver-like or lead-like metallic color.
A frosting spreader, such as that used for cake decorations, is well suited for creating the potting lines.
Example 8
The procedure is as in Example 1, but with the difference that a commercially available liquid epoxy resin (Epon 815 from Shell Chemical Company) and a commercially available curing catalyst (Ciba 956, manufactured by the Resin Coatings Company) are used. In addition to the work by Shildknecht cited above, the Epon resins are also described in Handbook of Material Trade Names, by Zimmerman and employees, Supplementary Volume 1, Verlag Ind. Research Service Ind., 1956.
Example 9
The procedure is as in Example 1, except that the bubble-free plate provided with the cover and base film is introduced into a shape of U-shaped cross section at the point in time at which the resin has gelled but not yet solidified. At this point the resin no longer flows, but can still be used, e.g. B. by bending the plate, deform and is cured in the deformed position. The state in which the resin can still be deformed is referred to here as a soft gel state. After the plate has been placed in the mold, where it sags and assumes the outline of the mold, the resin is cured and the molded body is then removed.
Instead of moving the plate when it is introduced into the mold, the casting surface can have movable members which, as soon as the resin has gelled to a non-flowable state, are brought into the desired position. For example, the shape can consist of several leaf springs attached to one another, which in the relaxed state have the desired shape, e.g. B.
U-shape, and are first placed on a horizontal surface, whereupon the individual springs are clamped in a horizontal position. The synthetic resin plate is then produced on this base, as described above, and as soon as the state of a soft gel has been reached, the springs are released so that they return to their normal position. Then the plate is cured and removed from the mold.
Another example of a resin mixture that can be used in the context of the invention is found in U.S. Patent Application Serial No. 251 420 dated January 14, 1963. This mixture consists of 10.89 kg of thermosetting resin, 200 g of purified styrene, 104 g of methyl ethyl ketone peroxide and 14 g cobalt.