DE2256130A1 - Verfahren zur herstellung von kuenstlichem holz mit verschoenerter oberflaeche - Google Patents

Description

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13.11.1972 1G/R0

Verfahren zur Herstellung von künstlichem Holz mit verschönerter Oberfläche

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von künstlichem Holz mit verschönerter Oberfläche, wobei der bzw. das einen Aufblähzusatz enthaltende Kunstatoff^bzw, „. ,Kunstharz durch ein Werkzeug einer Strangpresse extrudiert wird, wobei durch die Vielzahl der öffnungen des Werkzeuges eine Mehrzahl einen feinen Schaum enthaltender Fäden gebildet wird, wonach die Fäden zu einem Körper bzw. Bündel verschmolzen werden, und das synthetische Holz hiervon hergestellt wird.

Zwar ist bereits ein Verfahren zur Herstellung von netzförmigen bzw. wellenförmigen Gegenständen vorgeschlagen worden.·. Dieses Verfahren sieht die Verwendung eines Blähzusatzes in einem aufblasbaren Kunststoff vor, der durch eine Anzahl von öffnungen in einem Werkzeug extrudiert wird, um eine Mehrzahl von Fäden mit unbestimmter Anzahl feiner Schaumpartifcel · zu bilden, wonach diese Fäden parallel ausgerichtet werden anä zu einem Körper verschmolzen bzw, durch Zusammenfließen vereinigt werden. (US-PS 3121130 und bekanntgemaohte japanische Patentanmeldung Hr, 10518-60.) Jedoch liegt den bekannten Verfahren eine unterschiedliche Aufgabe zugrunde, nämlich einen gleichförmig aufgeschäumten Gegenstand durch gleichmäßiges Dehnen der Fäden zu erhaltenj insofern ist nicht vorgeschlagen worden, Schichten durch ein© ungleiche Ausdehnung

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für ein endgültiges Erzeugnis zu bilden. Ferner betreffen die bekannten Verfahren den Zweckt das endgültige Erzeugnis durch eine maximale Aufblähung zu gewinnen. Aus gleichem Grunde sind die stranggepressten Fäden maximal ausgedehnt» Ferner ist ea bekannt, für einen ähnlichen Zweck ein mit Öffnungen versehenes Werkzeug zu verwenden. Pie öffnungen haben gleiche Form and sind in gleichen Abständen angeordnet. Deshalb kann man durch daa bekannte Verfahren nicht Schichten herstellen, die unterschiedliche Sichten haben, und ein solches Erzeugnis kann nicht natürliches Holz nachahmen.

Vom Erfinder selbst ist vorgeschlagen worden, unter Berücksichtigung der Wechselbeziehung zwischen der Gestalt des Werkseages und der Größe der Expansion ein Verfahren sum Heratelllen ▼on künstlichem HoIz₁ wobei Fäden eines ausdehnbaren Kunstharzes durch solche Öffnungen eines Werkzeuges stranggepresst werden, wobei gleichzeitig in stärkstem Maß« die Abstände vermindert werden, in die hinein die Fäden expandieren können, am die Expansionsgeschwindigkeit der Kunstharzfäden zu unterdrücken bzw. um eine unterschiedliche Dichte jedes Fadens des stranggepressten Kunstharzes zu erhalten (US-Patentanmeldung Aktenzeichen 61247). Mit anderen Worten, das vorgeschlagene Verfahren sohafft eine unterschiedliche Dichte in Teile eines jeden Kunstharzfadens, um einen aus den Fäden gewonnenen Gegenstand zu gewinnen, der Teile hoher Dichte and Teile niedriger Dichte wechselweise in Längsrichtung des Gegenstandes hat. Hierbei wird dem zellenförmigen gegossenen Gegenstand eine ringförmige, dem natürlichen Holz ähnliche Struktur gegeben.

Der Erfindung liegt die folgende Entdeckung zugrunde ι Um ein dem natürlichen Holz ähnliches Aussehen in synthetischem Holz su erhalten, ist es notwendig, Farbtöne wie beim natürlichen Holz in Kunstharz zu erzeugen. Zu diesem Zweok ist es notwendig, dem Kunstharz solche Farbzusätze zuzugeben, die verschiedene Farben oder Pigmente haben, von Gelb, Braun und je nach Einzelfall schwaches Schwarz. Wenn man jedoch solche Kunstharzfäden mit solchen Farbzusätzen mischt, wenn die Kunstharz-

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fäden dann wesentlich unterschiedliche Dichte haben, dann wird die Farbe der Kunstharzfäden niedriger Dichte (hohe Ausdehnangsgeschwindigkeit) außerordentlich blaß bzw, schwach, während die Farbe der Fäden hoher Dichte (niedrige Expansionsgeschwindigkeit) außerordentlich dunkel wird. Wenn solche Farbe auf der Oberfläche des Erzeugnisses erscheint, wird das Aussehen des Erzeugnisses unschön. Deshalb wurde erfindungsgemäß ermittelt, daß es wünschenswert ist, daß die auf der Oberfläche des Crießerzeugnisaes erscheinenden Kunstharzfäden nicht einen derartig hohen Unterschied an Dichte haben dürfen.

Dementsprechend liegt der Erfindung die* Erkenntnis zugrunde, daß Bauteile verwendet werden müssen» die Querschnittfläche des ausgangseitigen Seiles (des Kunstharzes) jeder der Öffnungen des Werkzeuges vergrößern f.a:~.._t wobei diese Bauteile mindestens hintereinander bzw. in Reihe nahe der öffnungen angeordnet sein sollen, welche am äußersten Bereich des Werkzeuges vorhanden sind, um die Ausdehnung der Kunstharzfäden zu unterdrücken, welche durch diese öffnungen stranggepresst werden.

Kit anderen Worten besteht die Erfindung im folgenden. Ausgehend von einem Verfahren zur Herstellung eines feinzellenförmigen Spritzgegenstandes, der einen vorbestimmten Querschnitt hat, wird ein Dferkzeug vorgesehen, das eine Kehrzahl von öffnungen zum Herauspressen des Kunstharzes, aus der Strangpresse hat, wobei das erweichte thermoplastische Kunstharz, das mit einem Bläh- bzw. Ausdehnungszusatz versehen ist, aus den Öffnungen herausgepresst wird, um eine Mehrzahl von ausgedehnten Faden zu bilden, daß diese Fäden dann zum Zusammenfließen gebracht werden und ein Körper gebildet ist, während die Fäden noch im erweichten Zustand sind und daß ein zellenförmiges Erzeugnis hieraus gebildet ist. Hierzu anschließend wird synthetisches Holz verschönerter Oberfläche dadurch gewonnen, daß ein T"il jeder der öffnungen vergrößert welche mindestens in einer benachbarten Reihe zu den

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Öffnungen liegen, die im äußersten Teil des Werkzeuges angeordnet sind, wobei der Querschnitt des vergrößerten Teiles des bzw. der öffnungen 1,1 bis 1,6 mal breiter 1st, als der Querschnitt der öffnungen, die im äußersten Bereich des Werkzeuges angeordnet sind, wobei der vergrößerte Teil an der Ausatoßaeite des Kunstharzes der öffnung sich befindet und die Länge des vergrößerten Teiles der Öffnung im Bereich 10 80 $> der Länge der öffnung liegt, wobei die Ausdehnung der durch die öffnungen stranggepressten Fäden, die mindestens in einer Reihe liegen, unterdrückt wird·

Eine Aaafuhrungaform der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 - Fig. 4 zeigen Werkzeuge, wobei Fig. 1 und Fig. 3

StirrAnsichten der Werkzeuge sind, bei Betrachtung von der Ausstoßseite für das Kunstharz, und Fig. 2 und Fig. 4 Querschnitte der Werkzeuge sind, gemäß Linie II-II und IV-IV der Fig. 1 bzw. Fig. 3.
Flg. 5 ist eine Vorderansicht des Werkzeuges, das für das

Beispiel 1 bentutzt wird.
Figv 6 ist ein Querschnitt eines Spritzlings, hergestellt

durch das Werkzeug gemäß Fig. 5. Flg. 7 1st eine Vorderansicht des Werkzeuges, das gemäß Bei·

spiel 2 benutzt wird.
Fig. 8 ist der Querschnitt eines Spritzlings, hergestellt

mit dem Werkzeug gemäß Fig. 7· Fig. 9 und Fig. 10 sind Werkzeuge, die beim Beispiel 3

verwendet sind. Hierbei ist Fig. 9 eine Vorderansicht des Werkzeugs, gesehen von der Ausstoßseite für Kunstharz und Fig. 10 let ein Querschnitt, gemäß Lini X-X der Fig. 9.

In Fig. 1 und in Fig. 2 sind Löcher A, B, 0 und D in einem Werkzeug 1 vorhanden und die kleinen Löcher A befinden sich soweit wie möglich nahe am umfang des Werkzeuges am Ausstoßende einer Strangpresse. Löcher B sind diejenigen, die in

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einer Linie nahe an¹ den Öffnungen A liegen, und die Öffnungen C liegen in Beine nahe zu den Öffnungen B, d. h. die in der dritten Seihe von der untereaten linie der öffnungen A angeordneten Öffnungen« Bei de_n bekannten Ausführungen jede der Öffnungen A, B, und 0 . eine gleiche Querschnittsfläche über die ganze Länge der Öffnung hinweg, während bei den erfindungsgemäßen Werkzeug jede der öffnungen B oder die Öffnungen B und C haben jeweils einen Teil, der eine verlängerte Querschnittsfläche an der Kunstharzausstoßseite hat bzw. haben. Die Querschnittsfläche des vergrößerten Teiles der Öffnung ist 1,1 bis 3»6 aal breiter als di« Querschnittsfläche der Öffnung A und die länge des verlängerten Teiles der öffnung B oder C liegt im Bereich von 10 bis 80 i* der Gesamtlänge oder liefe der Öffnung B oder C. Die Querschnitts^lache der anderen öffnungen D kann gleich sein mit derjenigen der öffnung A oder kann größer oder kleiner sein als die der Öffnung A.^Terner können die öffnungen D wahlweise verteilt sein. Ein so ausgebildetes Werkzeug wird erfindungsgemäß benutzt.

Aus Vorstehendem geht hervor, daß die Funktion bzw. Wirkung der öffnungen A, die am äußersten Teil des Werkzeugs am Ausstoßende der Strangpresse angeordnet sind, verständlich ist, jedoch wird zusätzlich ihre Punktion anhand verschiedener Werkzeuge erläutert.

Das in Pig. 5 oder Fig. 4 gezeigte Werkzeug dient zur Herstellung eines Spritzgegenstandes, der einen örtlich in der I/Iitte vertieften Teil hat, und die Öffnungen A sind in diesem Werkzeug am äußersten Teil (Bereich) des Werkzeugs oder möglichst nahe zum Umfang.des Werkzeugs vorhanden. Somit sind öffnungen B diejenigen,· die in der ersten Reihe bzw, Linie, benachbart zu den Öffnungen A, angeordnet sind, während Öffnungen C diejenigen sind, die in der zweiten Heihe, nahe an den Öffnungen B, angeordnet sind. In dem Werkzeug gemäß Erfindung wird der Querschnittsbereich an der Ausstoßaeite jeder der Öffnungen B oder der öffnungen B und C vergrößert,.

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mm Q mm

In dem Werkzeug für Beispiel 1, Fig. 5, sind nur die öffnungen B, die in der ersten Reihe nahe den öffnungen A (die wiederum im äußersten Bereich des Werkzeuge sind) von der Aasstoßseite für Kunstharz vergrößert, und die Öffnungen C sind nicht vergrößert, and die fernere Verteilung der öffnungen A and B und diejenige der öffnungen C und D ist unterschiedlich voneinander, Hach diesen Gesichtspunkten ist das Werkzeug der Fig. 5 unterschiedlich von den Werkzeugen der Fig. 1 und Fig, 2. Wenn man daa Werkzeug der Fig. 5 benutzt, gewinnt man. einen Spritzgegenstand, dessen Querschnitt in Fig. 6 gezeigt ist. Das gemäß Beispiel 2 verwendete Werkzeug ist in Fig, 7 dargestellt. In diesem Werkzeug sind die öffnungen A, die im äußersten Teil des Werkzeugs angeordnet Bind, vergrößert um das 1,1 bis 1,7-fache hinsichtlich der öffnungen G und D, die im mittleren Teil des Werkzeuges vorhanden sind. Benutzt man das Werkzeug gemäß Fig. 7, erh'-lt man einen Spritzgegenstand, dessen Querschnitt in Fig. 8 gezeigt ist. In Fig. 9 und Fig. 10 ist das für Beispiel 3 verwendete Werkzeug dargestellt. Dieses Werkzeug stellt eine Abänderung hinsichtlich desjenigen gemäß Fig. 7 dar, wobei der Umfangerand jeder der öffnungen A₁ die am äußersten Teil des Werkzeugs angeordnet sind, um 1,5 bis 5,0 mm-vorsteht. In Fig. 10 wird ein Kühlbauteil 2 verwendet, während eine Leitung oder dergleichen 3 für Kühlwasser die Kühleinrichtung 2 durchsetzt. Kühleinrichtung 2 befindet sich in Berührung mit den stranggepressten Fäden am äußersten Teilbereich, um die letzteren zu kühlen und zu pressen.

Soll ein Spritzgegenstand in Form eines Brettes hergestellt werden, das große Breite, verglichen zur Dicke, hat, entsteht keine Schwierigkeit hinsichtlich der Oberflächen in Richtung der Dicke, und deshalb können die öffnungen der Gattung A nur an der äußersten Seite in Richtung der Breite angeordnet werden.

ein dehnbares Harz mit Hilfe des obigen Werkzeuges stranggepresst wird, gewinnt man einen Gießling oder gegossenen Gegenstand durch folgende Verfahrenssohrittet Zunächst wird das dehnbar·, durch Öffnungen A im äußersten Teil des Werkzeuges

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stark gepresste, dehnbare Harz frei ausgedehnt bzw. dehnt sich frei aus, gleichzeitig mit dem Strangpressen, so daß der expandierende Harz Päden bildet» Da diese Päden jedoch an der äußersten Seite der Gesamtmasse der Päden liegen, werden sie durch Luft gekühlt und ihre Expansionageachwindigkeit wird beschränkt. Deshalb ist die Dichte der äußersten, dünner Glieder relativ hoch, andererseits, weil .der durch Öffnungen B oder 0 extrudierte Harz wegen der Lage der letzteren in den tieferen Teilen, verglichen mit den Teilen für Öffnungen A, weniger in Berührung mit Luft kommt₉ ist die Dichte dieses Harzes relativ niedrig. V/enn deshalb die Öffnungen B oder ö den gleichen Querschnitt wie die Öffnungen A haben oder die gleiche Verteilung wie die Öffnungen A haben, werden die Harzfäden stärker ausgedehnt, verglichen mit dem Fall, wenn die Päden durch die Öffnungen A stranggepresst werden. Wenn djementsprechend farbiges Harz verwendet wird, wird die Parbe der durch die Öffnungen B oder 0 des bekannten Werkzeuges extrudierte Earzfaden schwächer, verglichen mit den Päden, die durch die Öffnungen A stranggepresst werden. Als Polge davon neigen die durch die Öffnungen B oder 0 stranggepressten Päden dazu zur Oberfläche des gegossenen Erzeugnisses herausgestellt zu werden, und sie erscheinen deshalb als schwache Streifen und setzen dadurch den Verschönerungseffekt des gegossenen Gegenstandes herab. Andererseits, wenn das Y/erkzeug gemäß Erfindung verwendet wird, haben nur die Öffnungen B oder nur die Öffnungen B und G einen vergrößerten Teil, und dadurch wird die Expansion der durch die Öffnungen stranggepressten Harzfaden vermindert, wodurch eine Vergrößerung der Harzdichte erreicht wird. Zwar ist der zugehörige funktionelle Ablauf nicht genau bekannt, jedoch führt die Verwendung des erfin— dungsgemäßen Werkzeuges zur Beseitigung der schwachen Streifen auf der Oberfläche und somit wird die Verschönerung des Spritzgegenstandes nicht herabgesetzt.

Im Werkzeug gemäß Pig. 7 wird der Quersehnittsbereich der Öffnungen A, die sich la auf >rsten Teil des Werkzeuges befinden, von einem Ende der öffnung durchweg zum anderen Bn&e

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vergrößert, verglichen mit der ursprünglichen öffnung (d. ix. den nicht vergrößerten Teil der öffnungen B als auch der Öffnungen C oder D), und deshalb wird, die Menge des durch die' Öffnungen A hindurchgehenden Harzes vergrößert und die hieibei gebildeten Harzfäden enthalten eine größere Harzcengc. Ea ferner die durch die öffnungen A hindurch, gebildeten Harzfäden liu äußersten Teil bezüglich der ganzen Fädemnenge angeordnet sind, wird sie unmittelbar durch Aussetzen an die Luft gekühlt und man kann sie ferner ebenfalls leicht zwangsweise durch an der Außenseite angesetzte Kühlmittel kühlen. Deshalb haben die durch die öffnungen A gebildeten Harzfäden nie eine niedrige Dichte. Somit werden im äußersten Bereich des Fadenpaketes Fäden mit außerordentlich hoher Dichte gebildet und als Folge hiervon wird eine Oberflächenharzachlcht gebildet. _v

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• 9 -dam erflndungsgemäasen Werkzeug, da die Öffnungen B in dom

benachbarten Teil zu den vorbezeichneten öffnungen A <

werden „, oder die Öffnungen B und C» teilweise vergrössert,

wie bereits vorstehend angegeben» ~ ■:■: wird die diese öffnungen durchsetzende Menge an Hara eweitens ebenfalls auf die

gemäss
Menge Öffnungen A vergrößert «und deshalb wird die Ausdehnung des Harzes entsprechend unterdrückt, und die Dichte vergrößert sich nicht» Folglich kann man das Auftreten aller feiner Streifen auf der Oberfläche des erzeugten Produktes tatsächlich verhindern, und desshalb wird das Aussehen des Glessgegenatandes qualitativ .nicht herabgesetzt« wodurch der gleiche Torteil erreicht vird, wie In Verbindung mit den werkzeugen der Figuren 1 - Flg« 6«

Ba im Verkzeug geni&as Flg. 9 und Fig· Io die umlaufende Vand jeder öffnungen A, verglichen mit anderen öffnungen» vorsteht,» wird die Ausdehnung dor durch die öffnungen A extrudierten Harzfäden verzögert, und deshalb treten diese durch die öffnungen A extrudierten Fäden mit solchen Fäden in Berührung» welche durch die anderen öffnungen B, 0 und D extrudiert wurden»' nachdem

letztere nahezu vollständig gedehnt wurden» Als Ergebnis hierdünner von wird das Auftreten aller streifen auf der Oberfläche des Giessgegenstandes vollständig beseitigt, die in anderem Falle durch die freistehende bzw· herausgestellte Lage der durch die öffnungon B und C extrudierten Harzfäden entstünde, welches das Aussehen des Giessgogenstandes an der Oberfläche unschön machen würde«

Erfindungsgemäss unterliegt dem Arb@:vSäschritt dar Ausdehnung ein hartes thermoplastisches Hare,und somit fliestet eine An-

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zahl von ausgedehnter Fäden zu einem Körper zusammen, Deshalb unterliegt nicht Jeder Faden der freien maximalen Auedehnung und sie verschmelzen mit benaohbarten Fäden, bevor ihre maximale ' Ausdehnung erfolgen konnte. Deshalb xst die äußere Schale der Fäden in einem relativ hochdichtem Zustand* Dftίλ ferner die Brfi» a dung bezweckt, einen holzartigen Gloss- bzv. Spritzkörper herzustellen, ist eine rorbestimmte Grenze hinsichtlich der Dichte vorgesehen und diese wird, im Durchaohnltt, veniger als um Io χ beschränkt· Deshalb hat der Spritz* bzv. Glos«gegenstand gemäss Erfindung Teile niedriger Dichte und Teile hoher Dichte, welche in ihm in Längsriohtung angeordnet sind, und hat insgesamt eine ringförmige, dem natürlichen HoIs ähnelnd· Struktur·

N.

Di··· Beschreibung gibt nur das Verhältnis zwischen den Fäden an, die am äußersten ausliegenden Teil des Giesagegenstandes angeordnet sind, sowie der Fäden, die relativ hierzu in der ersten

oder in der ersten und zweiten benachbarten Reihe angeordnet sind· Jedooh kann auch vorgesehen werden, daO andere innenliegende Fäden entweder stärker gedehnte Fäden oder auch veniger gedehnte Fäden, Je nach Einzelfall, sind. Derart werden Bereiche niedriger Diohte und Bereiche hoher Dichte, dl· In Längsrichtung des Gieesgegenstandes liegen, in anderen Teilen bzv, Bereichen des Giessgegenstandes gebildet, die unterschiedlich zu den früher bezeichneten Teilen bzw· Bereichen sind, wobei eine ähnliche ringförmige Struktur genäse natürlichem Holz noch lebhafter nachgeahmt werden kann.

Das orfindungsgemaaae Verfahren wird nachfolgend anhand einiger Beispiele näher erläutert«

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Beispiel 1

Der Versuch, bezweckte, ein Breit zu erhalten, das eins Dicke von 2o aus und eine Breite von 600 mm haben sollt ο _β Ea wurde das Werkzeug gemfiss Fig· 5 benutzt· Bar Aufbau des Werkzeugs iet vie folgt»

Die Stirnplatte des Werkzeugs let eine Sechieckplatte mit einer Dioke von 2o mm und enthält In ihr eine Mehrzahl von Öffnungen· Unter diesen Öffnungen haben die Öffnungen A, die ist äußersten Außenteil oder nahe am Umfang der Platte liegen» einen Durchmesser von 1,6 ana. Si· werden in Reihe Über eine Breite von 600 Boa angeordnet alt einem Abstand zwischen Lockmittel* von 2,5 mm. Die in erster Linie, am nächsten zu den äußersten öffnungen, angeordneten Öffnungen B, haben ebenfalls einen Durchmesser von 1,6 mm. Öffnungen B werden nahe an den Öffnungen A mit einem Abstand zwischen ihren Mitten von 2,5 mm sowie über «ine Breite von 600 um angeordnet· Ferner werden die Öffnungen C in der zweiten Reihe und in Abstand von der Reihe mit öffnungen B an· geordnet, mit einem Lochabstand von 5iO ™n hinsichtlich der Reihen, Die Öffnungen C werden Über eine Breite von 600 ma angeordnet, mit einem Loohabstand untereinander von 5»ο mm.

Die Durchmesser der Öffnungen B und öffnungen C betragen, wie diejenigen der öffnungen A, 1,6 mm, Aber jede der öffnungen B wurde auf 2,ο mm über eine Tiefe von 1o mm, auf der Seite des HarzausstOeSe₁S vergrößert, d.h. um die halbe Plattendicke der Verkzeugvorderplatte, Auch werden die Öffnungen D im inneren Teil der Platte so angeordnet, daß jede von ihnen zwischen zwei benachbarten Öffnungen C mit einem geeigneten Abstand hierzu, angeordnet sind. Somit wird die öffnungen A₁ B, C und D üb©r

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die Höhe ( in Richtung der Dicke des zu bildenden Gegenstandes ) von 2o mm in der Vorderplatte des Werkzeuge verteilt, welche Vorderplatte am Ausstoßende des Extruders vorgesehen **^s*. Als Harz kann man Polystyren und als Mittel zur Förderung der Ausdehnung Butan verwenden· Das im Versuch verwendete Rohmaterial wurde hergestellt, indem 68 Kg« Polystyrenteilchen, die 6 % Butan enthalten, und 12o Kg* Polystyren, ohne Ausdehnungszusatz, gemischt wurden^ und ferner der Mischung 2,8 Kg* Talkum als feine» Puder mit Korngröße von 1o- 3o Mikron zugesetzt wird· Um der Mischung eine teakholzartige Farbe zu geben, wurdeno,75Kg· Farbzusätze aus Pulver zugesetzt und alles gut vermischt· Dann wurde die Mischung gemäss Erfindung stranggepresst·

Die in Beispiel verwendete Strangpresse hat einen Durchmesser 9o mn und ein Verhältnis L/D von 3o. Das Rohmaterial wurde des Extruder zugeführt, die Temperatur im ZufUhrbereich des Extruders

ι O _Λ O **

betrug IW C, 185 C im Schmelzbereich und I5o C in der Vorderplatte des Werkzeugs· Das Rohmaterial wurde mit einer Geschwindigkeit von 58 Kg./Std· durch das Werkzeug extrudiert· ■·

Das ausdehnbare Harz wurde durch das Werkzeug zu Fäden extrudiert und diese konnten sich gleichzeitig frei ausdehnen· Die ausgedehnten Harzfäden wurden in einen QiessrahiPen mit Abmessung 2o χ 6oo mm eingeführt, wobei die miteinander verschmelzen und einen brettartigen Giessgogenetand mit einer Dicke von 2o mm, einer Breite vpn 600 tan und einer mittleren Dichte von O,25 g/ccm ( Ausdehnungsgoschwindigkeit 4,2 mal ) bildeten«

Zn beidon Oborflüchon eines solchen Brettes sind die Fäden gut

miteinander verschmolzt?/?

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miteinander verschmolzen und sie sind gleich stark aingefärbt bzv. zeigten koine nennenswerte Abweichung in der Farbtönung· Man erzielte somit einen Gegenstand von gutem Xußersn« Der Querschnitt des so erreichten Gegenstandes ist in Fig. 6 dargestellt» aus der ersichtlich ist, daß die durch die Öffnungen B extrudierten Fäden hohe Dichte ( niedrige Ausdehnungsge— echwindigkeit ) haben und nicht an der Oberfläche des Giesser« Zeugnisses herausgestellt sind bzw· ihr nicht zugekehrt sind.

Beispiel 2

Hier bezweckte der Versuch, ein Brett mit einer Dicke von 2o mm und Breite von 6oo mm zu erzielen, ähnlich dem Beispie-I 1. Es wurde das in Fig* 7 gezeigte ¥erkz«ug verwendet· Das Werkzeug ist wie folgt aufgebaut! Did Vorderplatte ist eine Sechtackplatte mit einer Dicke von 2o rom und hat eine Vielzahl von öffnungen· Hierbei haben die öffnungen A₉ die im äußersten Außenteil naheοam Umfang der Platte angeordnet sind« einen Durchmesser von 1,9 mm* Sie sind in Reihe über eine Öffnung von 6oo Bim hinweg angeordnet, mit einem Abstand von 2₈5 mm zur lütte. Die in der ersten benachbarten Reih» hierzu angeordneten Öffnungen B haben einen Durchmesser von ΐ,6 mm. Die öffnungen B werden nahe an den Öffnungen A angeordnet, mit einem Lochabstand zu den letzteren von 2,5 mm über eine Breite von öoo m» Ferner sind die öffnungen C Xn einer zweiten abstehenden Reih· hinsichtlich der öffnungen B angeordnet, mit einam Lochabstand hierzu von 5,ο mn, auch hier besagen auf di* Mitten, Die öffnungen C sind über eine Breite von 6©i? mm angeordnet₈ mit einem Abstand zu den Lochmitten von 5*® mm»

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Dia Durchmesser der öffnungen B und C betragen 1,6 mm, aber Jede der öffnungen B wurde auf 2,1 nun im Durchmesser und um 1o mm Tiefe an 4er Austrittseite des Harzes vergrössert, d.h. um die halbe Plattandicke der Verkzeugvorderplatte· Ebenfalls wurden die Öffnungen D im inneren Teil der Platt* so angeordnet, daQ β io zwischen zwei benachbarten öffnungen C, mit geeignetem Ab-

verden
stand hierzu, liefen. Somit . die öffnungen A_t B, C und D über di· ganze Höhe ( in Richtung der Dicke des zu bildenden GIes«gegenständeα ) von 2o um in der Vorderplatte des Verkzeugs verteilt, wobei letzteres am Ausgangeende dos Extruders sich be-* findet.

Das Harz, der Zusatz für die Ausdehnung und der Farbsaiz sind die gleichen vie bein Beispiel 1, Ferner sind der Extruder und die Extrusionsbedingungen gleich denjenigen genMss Beispiel 1· DaD »it dem Dehn — Zusatz und Farbzusatz versehene Harz, wird sonit durch das Yerkzeug, wie vorstehend angegeben, extrudiert bzw· strang—gepres st»

NachdeQ$%ai Harz wurde durch die öffnung des Werkzeuges in Form einer Mehrzahl von Fäden ext rudier t und dies· Fäden wurden rrit Hilfe einer Kühleinrichtung zwangsgokühlt, wobei di· Kühleinrichtung am Harzausstoßende des Werkzeuges angeordnet ist und die Kühlung durch ein adimbatisches Material hindurch erfolgte. Dia Kühleinrichtung 2 ist in Fig. Io gezeigt» wobei eine Kühlleitung 3 für di· Zirkulation eines auf 55°C befindlichen KÜhl-SIs vorgesehen ist. Mit Hilfe der KiIh 1 einrichtung werden die im äußersten Bereich befindlichem Harzfäden gekühlt und gleichzeitig einem Druck unterworfen. Dia ausgedehnten Hareftlden wurden in

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in einen Gi β 3 sr ahmen von 2o nan χ 6οο mm. eingeführte -wobei, sie noch im gleichen Zustand gehalten -wurden» sodaß nunmehr die Fäden ineinander fliessem, um einen bredfcartigen Gegenstand zu bilden, der eine Dicke von 2o bss₉ eine Breite ve-» 600 ms issid eine mittlere Dichte von o,25 g/ecns hat. .

An beiden Oberflächen eines solchen Brettes sind di© Harzfädea gut miteinander-verschmolzen und die Oberfläch© ergab eine Harzschicht hoher Dichte· Forner war jeder Faden ±a den ©fe©3>° flächen gleichmässig gefärbt und man konnte keine aennetisirerte _t ungleiche Farbtönung feststellen· Es wurde also ein Brett mit verschönertem Aussehen erhalten* Das Brett hatte ein® Ober— flächenhHrte von 35 — ^g gemessen mit einem B-Härtesaeinor ge· mäss Vorschrift AS154 D 224o - 6h D. Im übrigen betrug die Oberflächenhärte des gemäss Beispiel 1 gebildeten Brettes 2o ~ 35, Der Querschnitt des so durch Giessen gewoaneaen Brettes ist int Fig. 8 dargestellt, welches Harzfäden hoher Dichte, durcia die Öffnungen A und B extrudiert, zeigt»

Beispiel 3

Dieser Versuch bezweckte ein Brett mit oiner Dicke von Zo em und Breite von 600 ma herzustellen, analog eu den Beispielen 1 und 2* Das Werkzeug gcaäss Fig. 9 und Fig. Io wurde hierzu verwendet« Das Werkzeug ist* tfie folgt aufgebaut 1

Die Vorderplatte des Werkzeugs ist feine Rechteckplatte nlt einer Dielte von 2o mm und hat eine Vielzalil von öffnungen_a Unter¹ diesen Öffnungen befindet sich Öffnungen Ä im äußersten Außen» toil, nahe an Unfang der Plattet und haben einen

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von 1,8 ton. Sie sind in Reihe über «ine Breite von 6oo mm angeordnet, nit einem Lochabetand von 2,5 mm. Die umlaufende Yand, Jeder dieser öffnungen A, steht um etwa 2 οία über jede der öffnungen B₁ C und D vor* Die öffnungen B in der ersten benachbarten Reihe haben einen Durchmesser von 1,6 tarn. Der Abstand der öffnungen B zu den öffnungen JL beträgt»von Lochmitte zu Lochmitte, 2,5 nun über eine Broite von 6oo mm· Ferner sind öffnungen C In der zweiten,Reihe, im Abstand zur Lochlinie B angeordnet, mit einem Abstand zwischen ihren Lochraitten von 5tο ram» Öffnungen C sind über eine Breite von 6oo ana angeordnet, mit Abstand von LochEitton in Grüße 5,ο mm· Die Durchmesser dor öffnungen B und C betragen 1,6 nun,aber jede der öffnungen B wurde

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auf 2 mm im Durchmesser über Io DDa in Tiefe an der tfäruzauastoO-aelte vergrößert, d.h. um die halbe Vorderplattondicke des Werkzeugs. Ebenfalle sind die öffnungen B im inneren Teil der Platt« angeordnet, derer, daß sie zwischen zwei benachbarten öffnungen C, mit geeignetem Abstand hierzu, liegen. Somit werden die öffnungen A, B, C und S über die ganze Höhe ( Richtung der Dicko des zu giessenden Gegenstand·» ) von So mm in der Torderplatte des Yorksteuge verteilt, vobel das Werkzeug am Ausstoßende des Extruders vorgesehen ist.

Als Harz vurdo Polyatyren, als Dehn-Zusatz Butan verwendet. Man verwendete Rohmaterial,in doa 8o Kg. Polystyrenteilchen , welche 6 56 Butan enthielten und 15o Kg, Polystyren, Aas keinen Dehnungszusatz enthielt, mit 3,75 Kg. Talkum in Form von Feiupulver gemischt wurde, wobei die Talkumkörnung etwa 2o Mikron betrug. Om der Mischung eino teakholzUhnllche Farbe zu geben, wurde als Pulver o,92 Kg. Farbzusatz der Mischung zugegeben und alles gut verrührt,

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verrührt» Dann wurde die Mischung gemäas Erfindung extrudiert.

Der in diesem Beispiel verwendete Extruder hat einen Durchmesser von 115 mm und ein Verhältnis L/D von 30· Das Rohmaterial wurde

dem Extruder zugeführt« wobei die Extrudertemperatur I4o C im Einführbereich, I85 C im Schmelzbereich und I50 C an der Vorderplatte des Werkzeugs betrug· Das Rohmaterial wurde durch das Werkzeug mit einer Arbeitsgeschwindigkeit von 72 Kg./Std» axtrudiert.

zu Fäden Das dehnbare Harz wurde durch das Werkzeug extrudiert und die Harzfäden im äußeren Bereich wurden durch eine Küh-leinrichtung zwang»gekühlt» wobei diese Einrichtung am Harzausstoßende des Werkzeugs angeordnet wurde· Di« Kühleinrichtung 2 ist in Fig. 1o dargestellt, wobei si« über adiabatiachea Material mit dem Werkzeug in Verbindung steht und durch die Kühlleitung 3

ο Dehnen

auf 55 C befindliches KühltJl zirkuliert wurde. Das , der jeweiligen Harzfäden begann mit ihrem Extrudieren durch das Werkzeug. Die dermasaen gedehnten Harzfäden wurden einem Giessrahmen von 2o mm χ 6"oo mm zugeführt» in welchem die Fäden aneinander verschmolzen wurden, um einen Gies»körper nach Art eines Brettes mit einer Dicke von 2o mm, Breite von 600 mm und einer mittleren Dicht« von 0,25 g/cm"⁷ zu bilden·

An jeder Brettoberfläche sind die Harzfäden gut !miteinander verschmolzen und die Oberfläche ergab eine Harzsohicht hoher Dichte. Zn der Oberfläche waren die Fäden glelchmä&sig gefärbt und eine nennenswerte Abweichung der Farbtbnxü-ug¹ konnte niclifc festgestellt werden. Das Brett hatte deshalb ein schönes Xuß©r©s. Das Her«

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gestellte Brett hatto eine Oberflächehärto von 4i- k5$ gemessen mit dem D- H&rtemesser in Übereinstimmung mit ASTM - D -22bo~6k D. Gemäss Beispiel 1 war di· Oberflächenhärte des Brettserzougnisses, das dort erreioht wurde, 2o - 35· Bs iet deshalb ersichtlich, daß die Oberfläohenhärte des gemäss Beispiel 3 gewonnenen Erzeugnisses wesentlich raltiv zu demjenigen geailss Beispiel 1 verbessert ist«

Beispiel k

Der Versuch bezweckte, ein Brett mit einer Dicke von 2o mm,Breite von 15o ami herzustellen· Hierfür wurde das Werkzeug gemäss Fig.9 und Fig· Io verwendet· Das Werkzeug ist wie folgt aufgebaut 1 Die Vorderplatte des Werkzeuges ist eine Rechteckplatte mit einer Dicke von Io mm und hat eine Mohrzahl von öffnungen· Unter diesen öffnungen sind die öffnungen Λ im äußersten Aussenbereich, nahe am Plattenumfang angeordnet und haben einen Durchmesser von 1,8mm» Sie sind in Reihe angeordnet über eine Breite von I50 mm mit Abstand der Lochmitten von 2,ο mm· Die Umfangewand jeder der öffnungen A Steht hinsichtlich derjenigen der öffnungen B, C und D um etwa 1,5 am vor. öffnungen B in der ersten, den äußersten öffnungen benachbarten Belhe, haben einen Durchmesser von 1,6 mm* Die nahe an öffnungen A angeordneten öffnungen B haben einen Abstand zu ersteren, gemessen von Lochiaitte zu Lochmitte von 2,ο mo über eine Breite von 15o mm. Ferner sind Öffnungen C in der zweiten Linie mit Abstandzur Öffnungsreihe B angeordnet» mit einem Abstand hierzu, von Lochmitte zu Lochmitte, von h,o mia. Die öffnungen C sind über eine Breite von 15ο mm angeordnet mit einem Abstand von Lochmitte zu Lochmitte von h_t ο mm.

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der,
Di· Durchmesser der Öffnungen B und Öffnungen C betragen 1,6 mm, aber jede der öffnungen B vurde auf 2_eo mm la Durchmesser über 5 mi Tiefe vergrößert, und zwar an der AussteSselte für Harz,d„h« ca die halbe Yorderplattendicke des Werkzeugs* Äueh waren die öffnungen la Inneren Teil der Platte angeordnet, sodaß jede öffnung ζvisehen zwei benachbarten öffnungen C, salt geeignetem Abstand hierzu»angeordnet war· Demgomäss was¹®» öffnungen A, B» C und D über dl«-ganz· HÜhe ( In Sichtung dös· Diök© des ßiessgegenstandes ) von 2o mm in der V@rdes?plait® de» ¥®rkzeuge verteilt» welches am Ausstoßende des Extruders vorgesehen

Als Harz vurde Polymethylmethacrylstg als DebiirZusatzi Butan verwendet. Als Rohmaterial vermischte man in dlasetn Yersush 6k Kg* PoIystyrenteilchen, die 6 £ Butan enthi»iten,tsnd 166 Kg. Poly» styren ohne den Zusatz, sowie 3₉?5 Kg« Talkum als deines Puder mit einer durchschnittlichen Körnung von 2o Mikron· Vm einen teakhoIzähnlichen Farbeffekt zu erhalten, wurde O₈92 Kg. In Form von Pulvern von Farbzusätzen dieser iiisdhung sugegeben und alles

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gut verrührt. Die Mischung wurde wie vorstehend angegeben, «xtru diert. Der In diesem Beispiel verwendet« Sxtruder hatte «inen Durchmesser -von $o mm und ein Verhältnis X./D von 25· Das Rohmaterial wurde dem Extruder !zugeführt, wobei di® Extrudertemperatur I8o C in der Einführzone, 2ho Q in der Sohmelzzone und 22o°C an der Yorderplatte des Werkzeugs betrüge Das Roh» material wurde durch das Werkzeug mit einer Geschwindigkeit von 5o Kg./Std, extrudiert·

Das dehnbare Harz wurde durch das Werkzeug in FMd«n extrudiert und die extrudierten Harzfäden ans äußeren Umfang wurden elf

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Hilfe einer Kühleinrichtung zwangegekühlt, wobei letztere Einrichtung am Ausstoßende für das Harz angeordnet war· Die Kühleinrichtung hat einen Aufbau gemäss Fig. 2, wobei die Kühleinrichtung 2 über adiabatiechas Material mit dem Werkzeug in Verbindung steht und eine Kühlleitung 3 bei 55 C zirkulierendes Kühlöl enthält« Die jeweiligen Harzfäden wurden gleichzeitig mit der Extrusion durch das Werkzeug,der Ausdehnung ausgesetzt. Die ausgedehnten*Harzfäden werden einem Giessrahmen von 2o mm χ 15o mm zugeführt, in der die Fäden miteinander zu einem brettartigen Giessgegenstand verschmolzen wurden, welcher eine Dicke von 2o mm, eine Breite von 15o mm und eine mittlere Dichte von ο 125 g/cm bekam«

Xn jeder so gebildeten Brettoberfläche sind die Harzfäden gut miteinander verschmolzen, und es wurde eine Oberfläche alt einer Haraschicht -grosser Dichte gebildet. M

Obgleich die Erfindung im einzelnen und unter Angabe bevorzugter Ausführungsbeispiele beschrieben ist, ist es für einen Durchschnittefachmann erkennbar, daß verschiedene Xnderungon und äquivalente Ausführungen im Rahmen des Erfindungsprlnzips möglich sind«

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Claims (1)

1. .13. 11. 1972 IG/du

   SEKISUI KASEIHIH KOGYO KABUSHIKI
   KAISHAt

   *" * Patentansprüche

   1· Verfahren zur Herstellung von Gloss- bzw» Spritzgegenständen mit.."*einer Zellenstruktur vorbestimmten Querschnitts, unter Vervendung eines Strangspritzenwerkzeuge» das am Harzausstoßende angeordnet und «ine Vielzahl von Öffnungen aufweist» wobei ein weiches, bzw« erweichtes, mit einem Ausdehnungszusatz zersetztes thermoplastisches Harz, insbesondere Kunstharz durch diese

   öffnungen stranggepresst wird, sodaß eine Mehrzahl von ausgedehnten Fäden gebildet wird» wonach diese Fäden zu einem Körper verschmolzen bzw· duroh ZusammenfHessen vereinigt worden» solange die Fäden sich im weichen Zustand befinden» und dadurch ein Giesskörper mit Zellenstruktur und gemaserter Oberfläche, insbesondere mit Holzmaserung, gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil jeder derjenigen Öffnungen ( B ) vergöosert wird, die in •iner Reih· angeordnet sind, welche den in äußersten Aussenbereich angeordneten öffnungen ( A ) des Werkzeugs benachbart sind, derart, daß die Querschnittsfläche dee vergrösserten Teiles der Öffnung. 1,3 «- 3,6 χ grosser, als die Quersehnittsfläeh© derjenigen öffnung (a) wird, die im äußersten Aussonbereich liegt, wobei der vergrößerte Teil an der AusstoBseite des Harzes liegt, und daß dl« Länge ώβ vergröaserten Öffnungeteiles etwa Io - 8o <f>

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   der Länge der öffnung beträgt, derart, daß die Ausdehnung der durch die in mindestens einer Reihe liegenden Öffnungen strang·» gepressten Fäden unterdrückt bzw· vermindert wird*

   2· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die am Umfang liegende Wand jede der Offnungen, die im äußersten Aussenbereich liegen, in Richtung des Ausstoßendes für das Harz vor» steht ι insbesondere 1,5 - 5 »» über die an dbre Öffnung bzw. dia anderen öffnungen vorsteht·

   3. Verfahren nach Anspruoh 1, insbesondere nach Anspruch 2, daduroh gekennzeichnet, daß die am meisten aussen angeordneten öffnungen über ihre ganze Länge hinweg vergrö" β sert werden, womit die Querachnittsflache des vergrößerten Teiles 1,1 — 1,7 mal grosser bzw· breiter als diejenige der ursprünglichen Öffnungen wird.

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