DE2718510A1

DE2718510A1 - Warmformungsverfahren

Info

Publication number: DE2718510A1
Application number: DE19772718510
Authority: DE
Inventors: Peter John Barker; Gerald Robert Cheal
Original assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Current assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Priority date: 1976-04-28
Filing date: 1977-04-26
Publication date: 1977-11-10
Also published as: US4141771A; NO144161B; FI771343A; DE2718510C3; CH630556A5; DK173377A; FR2349425B1; NO144161C; NL7704588A; GB1577517A; DE2718510B2; US4220683A; NO771223L; NL191835C; IE44913L; ZA772236B; NL191835B; FR2349425A1; SE7704841L; IE44913B1

Description

TlEDTKE - BüHLING ~ KiNNE - G&-JPE

2719510

Patentanwälte:

Dipl.-Ing. Tiedtke Dipl.-Chem. Bühling Dipl.-Ing. Kinne Dipl.-Ing. Grupe

Bavarlaring 4, Postfach 20 24 8000 München 2

Tel.:(0 89)53 96 53-56

Telex: 5 24 845 tipat

cable. Germaniapatent München

26. April 1977

B 8097

ICI case Ps 28741

Imperial Chemical Industries Limited London, Großbritannien

Warmformungsverfahren

709845/0971

VII/13

Dresdner Bank (München) Kto. 393«, 844 Postscheck (München) Kto. 670-43-804

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Formung thermoplastischer Platten und insbesondere auf ein Verfahren zur Formung von Polymethylmethacrylat-Platten zu Formteilen oder-gegenständen, insbesondere Sanitärartikeln, welche eine Schutzabdeckung tragen, die zum Schutz der Oberfläche des geformten Gegenstandes bis zum Zeitpunkt seiner Verwendung durch den Verbraucher an diesem Gegenstand bleiben kann.

Es ist bekannt, die Oberflächen von thermoplastischen Platten während des Transports und der Behandlung der Platten vor dem Warmformen durch Ankleben unterschiedlicher Schutzmaterialien, die vor dem Warmformen entfernt werden, vor einer Beschädigung zu schützen. Als Schutzmaterial wurde allgemein Papier verwendet, da dies billig ist. Die Klebstoffe, die zum Ankleben des Papiers an der thermoplastischen Platte verwendet worden sind, sind entweder wasserlösliche Klebstoffe, die in Form von lösungen angewandt werden, wie beispielsweise Gelatine oder hydrolysiertes Polyvinylacetat, oder auf Gummi basierende druckempfindliche Klebstoffe. Das erstere System wurde bevorzugt, da es billig ist und da das Papier leicht von der Platte entfernt werden kann, sogar wenn die geschützte Platte für eine lange Zeit gelagert worden ist. Die Verwendung von auf Wasser basierenden Klebstoffen hat den Nachteil, daß bei Anwendungen, bei denen die Oberflächenqualität der thermoplastischen Platte entscheidend ist, Mängel auftreten können, wenn der Klebstoff nicht gleichförmig auf die Oberfläche der Platte aufgetragen wird. Diese Mängel werden wahrnehmbar, wenn die Platte anschließend bei einem Warmformungsvorgang gezogen wird. Der anscheinend einfache Vorgang, den Klebstoff gleichmäßig aufzutragen, erfordert in der Praxis einen hohen Stand der Prozeßsteuerung.

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Als Alternative zur Verwendung von Papier wird auch eine Polyäthylen-Folie verwendet. Diese Folie wird normalerweise mit heißen Walzen aufgebracht, die die Folie an die thermoplastische Platte kleben, so daß gewöhnlich kein zusätzlicher Klebstoff notwendig ist. Dieses Verfahren vermeidet jegliches mit Restklebstoff oder ungleichförmigem,Klebstoffauftrag auf die Platte zusammenhängende Problem , läßt jedoch weitere Probleme entstehen, die auf den hohen Betrag der statischen Ladung zurückzuführen sind, die auf der Platte nach dem Entfernen der schützenden Polyäthylen-Folie auftritt. Diese statische Ladung ist genügend hoch, um jedem Arbeiter ·» der die Platte durch manuelle Berührung entlädt, einen starken Schlag zu versetzen; zusätzlich zieht die statische Ladung stark den Staub an und ist eine potentielle Brandgefahr. Es ist manchmal notwendig, die Plattfe nach dem Entfernen der Polyäthylen-Folie und vor dem Warmformen der Platte zu waschen. Man hat herausgefunden, daß thermoplastische Platten, die mit einer Polyäthylen-Folie geschützt sind, warmgeformt werden können, ohne daß die vorstehend genannten, von der statischen Elektrizität herrührenden Probleme auftreten.

Ein Nachteil dieser Plattenschutz-und Formungsverfahren liegt darin, daß das entstandene Formteil bzw. der geformte Gegenstand nach dem Formungsvorgang in einem ungeschützten Zustand ist; es ist mühselig und teuer, eine weitere Schutzschicht an dem geformten Gegenstand anzubringen. Bei einigen geformten Gegenständen, insbesondere bei sanitären Gegenständen, unterliegt der Gegenstand einer beträchtlichen weiteren Handhabung, bevor er für die Verwendung durch den Verbraucher endgültig installiert wird, während dieser Zeitdauer besteht für die Oberfläche des geformten Gegenstands das Risiko einer zufälligen Beschädigung.Nunmehr ist ein Verfahren zur

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Warmformung von Platten aus Polymethylmethacry lat entwickelt worden, das das Ausmaß der vorstehend genannten Probleme wesentlich reduziert.

Dementsprechend wird ein Verfahren zur Warmformung einer Platte aus Polymethylmethacrylat mit einer reduzierten Viskosität von mindestens 1,5 und vorzugsweise mindestens 3,0 geschaffen, wobei die Platte eine Schutzschicht aus Polyäthylen trägt, die in engem Kontakt mit mindestens einer Fläche der Platte ist; das Verfahren beinhaltet das Erwärmen der Einheit aus der Platte und ihrer Schutzschicht auf eine Temperatur von mindestens 140 C und vorzugsweise mindestens 15o°C, bis die Platte in einem warmerweichten Zustand ist; das Erwärmen erfolgt nicht so lange, daß die Oberfläche der Platte durch im Polyäthylen entstehende Änderungen verdorben wird, die auf die erhaltene Wärmebehandlung zurückzuführen sind; anschließend wird die Einheit zu einer gewünschten Form gezogen, während das Polyäthylen in engem Kontakt mit der Platte verbleibt.

Die Änderungen, die im Polyäthylen entstehen können, wenn eine übermäßige Wärmebehandlung stattgefunden hat, und die Anlaß zu einem Verlust des engen Kontakts und zu einer Beschädigung der Oberfläche der Polymethylmethacrylat-Platte geben können, sind unterschiedlich. Ein Schrumpfen des Polyäthylens relativ zu der Platte, wenn sich diese in dem erweichten Zustand befindet, kann Mangel verursachen; aber insbesondere kann ein Erhöhen der Adhäsion, zwischen dem Polyäthylen-Film und der Platte eine Beschädigung der Plattenoberfläche bewirken, wobei die Beschädigung offen zu Tage tritt, wenn das Polyäthylen von dem geformten Gegenstand ggf. entfernt wird. Ein übermäßiges Erwärmen kann einen Abbau des Polyäthylens und anschließend Schwierigkeiten ergeben, den Film ohne Beschädigung der Ob erflache des geformten Gegenstandes zu entfernen.

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Mit "Polymethylmethacrylat-Platte" ist ein Plattenmaterial gemeint, bei dem zumindest die Oberfläche, die die exponierte Oberfläche des geformten Gegenstands bilden soll, aus einem Homopolymer aus Methylmethacrylat oder einem Copolymer aus Methylmethacrylat besteht, das einen größeren Anteil und vorzugsweise mindestens einen Gewichtsanteil von 90 % von Methylmethacrylat enthältDie Platte kann beispielsweise ein Schichtstoff sein, bei dem die Oberfläche, die als exponierte Oberfläche verwendet wird, ein Polymer aus Melhylmethacrylat mit der geforderten reduzierten Viskosität und die Unterseite der Platte ein anderes thermoplastisches Material ist.

Die reduzierte Viskosität (RV) des Polymethylmethacrylats wird bei 25°C an einer Lösung von Chloroform festgelegt, die 1 g des Polymers in 1000 cm der Lösung enthält. Polymethylmethacrylat für Sanitärwarenzwecke enthält oft gerirfge Mengen an Vernetzungsmitteln. Ein solches Polymer kann nicht einfach durch die Bestimmung der Lösungsviskosität gekennzeichnet werden; für die Zwecke der Erfindung sollte das Rückgrat-bzw. Gerüst-Molekulargewicht des Polymers so sein, daß ein äquivalentes Polymeres, welches in Abwesenheit von Vernetzungsmitteln hergestellt wird, eine reduzierte Viskosität von mindestens 1,5 und vorzugsweise mindestens 3 hat. Die geeignetste Platte ist die, die durch die bekannten Polymerisations-Gußverfahren entweder in geschlossenen Zellen oder zwischen kontinuierlichen Doppelbändern hergestellt wird.

überraschenderweise kann im Hinblick auf den geringen Erweichungspunkt und der relativ geringen thermischen Stabilität des Polyäthylens der Einheit aus Platten und Folien eine ausreichendeWärmebehandlung erteilt werden, um die Platte mit dem hohen Molekulargewicht leicht warmverformbar zu machen, ohne daß das Polyäthylen entweder schrumpft oder so stark mit dem Polymethylmethacrylat verklebt, daß es entweder die Plattenoberfläche schädigt oder nach dem Verformungs-

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Vorgang schwer entfernbar ist.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren bleibt die Schutzschicht während des gesamten Wärmeformungsvorgangs an der Platte und kann im Bedarfsfall leicht entfernt werden, wobei die Oberfläche des thermoplastischen Formteils unbeschädigt zurückbleibt. Die Schutzschicht kann unmittelbar nach dem Abkühlen der Form entfernt werden; sie kann auch als Schutz bleiben, bis der geformte Gegenstand schließlich verwendet wird . Wenn beispielsweise die Platte zu einer Badewanne geformt worden ist, bei der die Aufbrinqung von Glasfasern und Polyesterharz an der Unterseite der Badewanne zur Vergrößerung der Festigkeit und der Steifheit der Form erforderlich ist, ist es ratsam, die Schutzschicht an Ort und Stelle zu lassen, zumindest bis der Verstärkungsvorgang beendet ist. Dadurch wird verhindert, daß die Glasfasern und das Harz mit dem nach unten gezogenen Rand der Badewanne in Berührung kommen, wodurch ein nachfolgendes Reinigen des Randes zum Entfernen jeglichen abgelagerten Materials vermieden wird. Es kann zum Vermindern des Risikos einer zufälligen Beschädigung auf ein Minimum vorteilhaft sein, die schützende Folie an Ort und Stelle zu lassen, bis das Bad vollständig installiert ist und die Wasseranschlußarbeiten durchgeführt sind. Die Folie kann dann abgezogen werden, wobei sie gleichzeitig dazu dient, Abfälle wie beispielsweise Bruchstücke von Badezimmer fließen, Steine und Mörtel einzusammeln, die während der Arbeiten in die Badewanne gefallen sein können.

Zusätzlich zu dem Schutz, der dadurch erzielt wird, daß die Folie an Ort und Stelle belassen wird, gibt es mehrere, auf das erfindungsgemäße Verfahren zurückzuführende Vorteile. Obwohl eine statische Ladung weiterhin vorhanden

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ist, wenn die Folie ggf. entfernt wird, ist sie normalerweise aufgrund des Abklingens der Ladung nach dem Wärmeformen geringer. Zusätzlich kann das Entfernen der Polyäthylen-Folie zum günstigsten Zeitpunkt ausgeführt werden. Beispielsweise stellt ein Entfernen vor der normalen überprüfung der geformten Gegenstände sicher, daß die statische Entladung in einem Bereich mit geringem Feuerrisiko und zu einer Zeit ausgeführt wird, in der der Gegenstand normalerweise sauber gewischt wird, um jeden Staub oder Abfall zu entfernen., so daß jegliche zusätzliche Arbeitsvorgänge vermieden werden.

Das Vorliegen einer Schutzschicht ist insbesondere im Fall der Polymethytoethacrylat-Platte wichtig, da die ausgezeichnete Oberflächenqualität dieses Materials relativ leicht durch Abrieb gemindert wird. Die Frfindung schafft ein Verfahren zum Schutz von aus Polymethylmethacrylat geformten Gegenständen vor einer Oberflächenbeschädigung bis zu dem Zeitpunkt der Ingebrauchnahme des Gegenstandes.

Als weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung wird ein geformter Gegenstand aus Polymethylmethacrylat mit einer reduzierten Viskosität von mindestens 1,5 und vorzugsweise mindestens 3,0 geschaffen, wobei der Gegenstand eine Schutzschicht aus einer Polyäthylen-Folie in engem Kontakt mit mindestens einer Fläche des Formteils hat.

Dieser Gesichtspunkt der Erfindung ist insbesondere nützlich, wenn der geformte Gegenstand ein sanitärer Gegenstand, beispielsweise eine Badewanne, eine Duschwanne oder ein Waschbecken ist, da bei solchen Gegenständen das Risiko einer Beschädigung während der Herstellung und der Installation besteht.

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Bei den meisten Anwendungen ist es nur notwendig, daß eine Fläche der Platte geschützt wird, da im Gebrauch nur eine Fläche zu sehen ist. In dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es deshalb nur notwendig, eine thermoplastische Platte zu verwenden, die an einer ihrer Flächen geschützt ist, das heißt, die Fläche / die ggf. zu sehen ist. Es ist bei dem erfindungsgemäßeri Verfahren in der Tat vorteilhaft, mit nur einer geschützten Fläche zu arbeiten, da dies einen·größeren Spielraum im Warmformuig sverfahren erlaubt. Es ist nicht wünschenswert, daß eine Polyäthylengeschützte Oberfläche in Berührung mit irgendeiner heißen formenden Oberfläche kommen kann, wenn die Temperatur des Polyäthylens oberhalb etwa 15O°C ist, da das Polyäthylen so stark ander thermoplastische Platte haften kann, daß es schwierig ist, es nach dem Wärmeformungsvorgang zu entfernen.

* Bei Wärmeformungsverfahren, bei denen eine heiße Metalloberfläche zum Erzeugen der gewünschten Form gegen eine erweichte Platte gedrückt wird, ist es wesentlich, daß das Polyäthylen nur an der Fläche der Platte vorhanden ist, die von der Metalloberfläche nicht berührt wird, da man herausgefunden hat, daß das Polyäthylen so stark an entweder der erweichten Platte oder der Metalloberfläche klebt, wenn eine heiße Metalloberfläche gegen das Polyäthylen gedrückt wird, daß es sc.iwierig ist, das Polyäthylen entweder von der Metalloberfläche oder von der Oberfläche der Platte zu entfernen.

Bei einem bevorzugten Formungsverfahren wird eine Platte aus Polymethylmethacrylat, das eine reduzierte Viskosität von mindestens 1,15 und vorzugsweise mindestens 3,0 aufweist und an einer Oberfläche der Platte eine angeklebte Schutzschicht aus Polyäthylen trägt, auf mindestens 140°C erwärmt, bis sie in einem warmformbaren Zustand ist; die

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Platte wird von der Wärmequelle entfernt, bevor Änderungen in der Beschaffenheit des Polyäthylens die Plattenoberfläche verderben; anschließend wird die Platte durch Ziehen der erweichten Platte zusammen mit der anhaftenden Schicht aus Polyäthylen warmgeformt, bis die ungeschützte Oberfläche eine Formfläche mit gewünschter Gestalt berührt.

Die Platten können zum Bilden des geformten Gegenstands durch irgendwelche der herkömmlichen Verfahren wie beispielsweise die Anwendung von Unterdruck oder von Druck gezogen werden, so daß die Platten ohne Berührung mit Formflächen gedehnt werden; die Platten können auch durch Anwendung von Druck oder Unterdruck geformt werden, wobei die Platte auf eine Formfläche qedrückt oder gezogen wird.

) Um einen zufriedenstellenden Gegenstand durch das Verfahren zu erreichen ist es notwendig, daß der Wärmezyklus eine ausreichendeWärmebehandlung ergibt, so daß die Platte zu einer Form hoher Güte warmgeformt werden kann, wobei die Intensität nicht so stark ist, daß der enge Kontakt zwischen der Polyäthylen-Folie und der Polymethylmethacrylat-Platte unterbrochen wird, wodurch ein Oberflächenschaden erzeugt wird, oder daß das Polyäthylen zu stark an die Platte gedrückt wird oder seine Eigenschaften ändert, so daß es nicht möglich ist, es von der Platte sauber abzulösen, nachdem diese auf Umgebungstemperatur abgekühlt ist.

Die Bedingungen für eine gegebene Dicke der Polymethylmethacrylat-Platte mit einer reduzierten Viskosität von mindestens 1,5 können in jedem einzelnen Fall experimentell festgelegt werden; die Erfahrung aus eAner großen Anzahl von Experimenten hat jedoch gezeigt, daß die bevorzugten Bedingungen durch mathematische Beziehungen definiert

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werden können, in die die Dicke der Platte, die Temperatur des Ofens und die Heizdauer eingehen. In einem bevorzugten Verfahren sollte zur Sicherstellung eines guten Warmformungsverhaltens der natürliche Logarithmus der Länge der Heizperiode größer als

(-0,257715T + 9,1484) - (-0,002754T + O,O425526)X

sein, wobei T die Dicke der Platte in mm und X die Ofentemperatur in ⁰C ist. Um ein zufriedenstellendes Verhalten der Polyäthylen-Folie und damit eine Oberfläche hoher Güte an dem geformten Gegenstand sicherzustellen, sollte der natürliche Logarithmus der Dauer der Heizperiode vorzugsweise geringer sein als

(O,24O344T² - 3,40425OT + 20,2842) - (O,OO1567T² O,O222875T + O,1O5177)X.

Diese bevorzugten Bedingungen definieren die Erwärmungszyklen für Polymethylmethacrylat-Homopoylmer-Platten mit einer reduzierten Viskosität von mindestens 1,5, einer Dicke zwischen ungefähr 3,0 mm und 8,0 mm für Temperaturen zwischen mindestens 140⁰C und ungefähr 200⁰C. Diese Bedingungen sind insbesondere für eine Platte mit einer reduzierten Viskosität von 3,0 und darüber geeignet. Für Platten mit einer reduzierten Viskosität zwischen 1,5 und 3,0 sollten Bedingungen ausgewählt werden, die eine Aufheizperiode ergeben, die innerhalb der vorbeschriebenen Grenzen so kurz wie möglich ist. Beispielsweise kann bei der Anwendung der mathematischen Beziehungen damit gerechnet werden, daß für eine Polymethylmethacrylat-Platte von 3,2 mm Dicke ein zufriedenstellendes Verhalten bei 150°C erreicht wird, wenn die Aufheizzeit größer als ungefähr 15 Min. aber geringer als ungefähr 55 Min. ist. Bei 200°C ist die brauchbare Heizdauer viel enger zwischen ungefähr 5 Min. und 8 Min.

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Für die gleiche Platte mit einer Dicke von 8 mm liegt der bevorzugte Bereich bei 16O°C bei 45 bis 60 Min. und bei 2OO°C bei ungefähr 20 bis 22 Min.

Bei der Polyäthylen-geschützten Polymethylmethacrylat-Platte muß für die erfindungsgemäße Verwendung die Polyäthylen-Folie in engem Kontakt mit der Platte sein, bevor mit dem Aufheiz-und Warmformungsvorgang begonnen wird. Dieser enge Kontakt wird erreicht durch richtige Wahl der Polyäthylen-Folie und durch die Anwendungsbedingungen. Die Polyäthylen-Folie sollte einen Schmelzflußindex zwischen 1 und 4 und vorzugsweise zwischen 2 und 3 aufweisen, wie er unter Verwendung des ASTM-Verfahrens 1238-70 festgelegt ist. Die Folie muß eine Dicke von mindestens 40 um und vorzugsweise mindestens 50 pm haben. Wenn die Dicke größer als 100 um ist, wird nicht nur der Schutz teurer, sondern es ist sehr viel schwieriger, die Folie so an der Platte anzubringen, daß sie in engem Kontakt mit der Platte bleibt. Für einen engen Kontakt soll die Folie zumindest an der mit der Platte zu verklebenden Oberfläche durch Koronaentladung behandelt werden, um die Adhäsion der Folie an der Platte zu verbessern, wenn die Folie unter Verwendung von Wärme und Druck an der Platte angebracht wird. Die Folie kann an der Platte durch eine Vielzahl von Verfahren angebracht werden, in denen entweder der Platte oder der Folie Wärme so zugeführt wird, daß das Polyäthylen erweicht und eine größte Adhäsion an der Platte erreicht wird, wenn auf das Laminat aus Folie und Platte Druck aufgebracht wird. Bei einem bevorzugten Verfahren werden Walzen mit einer Temperatur von ungefähr 105⁰C unter einem Druck von ungefähr 2 kp/cm verwendet, so daß eine Polyäthylen-Folie mit einer Dicke von 50 um an einer Polymethylmethacrylat-Platte verklebt, wobei sowohl die Folie als auch die Platte den Walzen bei Umgebungstemperaturen zugeführt wird.

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Während bei diesem Anwendungsvorgang eine gute Adhäsion zwischen dem Polyäthylen und der Platte erforderlich ist, hat man herausgefunden, daß jene Arten von Polyäthylen, die eine vergrößerte Adhäsion ergeben, wenn das Laminat den Temperaturen für das Warmformen unterworfen wird, nicht für die Verwendung in der Erfindung geeignet sind, da es nicht möglich ist, das Polyäthylen nach dem Warmformen ohne Beschädigung der Plattenoberfläche zu entfernen.

Es ist zu verstehen, daß der Ausdruck Polyäthylen Copolymere von Äthylen mit geringen Anteilen von copolymerisierbaren Monomeren einschließt; die Menge des copolymerisierbaren Monomers, falls welches vorhanden ist, sollte nicht ausreichen , irgendeine größere Änderung der physikalischen Eigenschaften des Produkts im Vergleich mit dem Homopolymer zu bewirken. Es wird bevorzugt, daß das Polyäthylen weniger als einen Gewichtsanteil von 5 % an Monomeren wie beispielsweise Vinylacetat oder den Estern der Acrylsäure und der Methacrylsäure enthält. Beispielsweise hat man gefunden, daß Polyäthylen, das die geringe Menge von 6 % Vinylacetat als Comonomer enthält, ungeeignet ist, da es zu stark anklebt und eine ungenügende Festigkeit nach dem Warmformverfahren aufweist, um sauber entfernt werden zu können. Vorzugsweise sollte die Folie aus einem Homopolymer aus Äthylen bestehen, sollte ab ^r auf jeden Fall keine Comonomere enthalten, die ein bemerkenswertes Ansteigen der Adhäsion verursachen, nachdem die Folie an der Platte angebracht und auf Temperaturen zum Warmformen erwärmt worden ist. Zusätze wie beispielsweise Gleitzusätze sollten vermieden werden. In der Praxis wird die Eignung eines besonderen Polyäthylen-Copolymers leicht dadurch festgelegt, daß Platten/Folien-Laminate gemäß dem Verfahren der Erfindung warmgeformt und die Leichtigkeit ermittelt wird, mit der die Folie nach dem Warmformen von dem geformten Gegenstand entfernt werden kann. Es sollte möglich sein, die Folie

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sauber und ohne Hinterlassen von Spuren der Folie auf dem geformten Gegenstand zu entfernen.

Obwohl keine Behandlung notwendig ist, um das Ausmaß der statischen Ladung zu vermindern, wenn die Schutzfolie ggf. entfernt wird, kann es unter manchen Umständen ein Vorteil sein, die erzeugte Ladung zu verringern. Dies kann dadurch erreicht werden, daß eine elektrisch leitende Schicht an der Oberfläche der thermoplastischen Platte aufgebracht wird, bevor die Polyäthylen-Folie aufgebracht wird. Zweckmäßige Materialien zum Bilden -iner solchen Schicht sind die wasserlöslichen, kationischen oberflächenaktiven Mittel wie beispielsweise Alkyl-Pyridin-Bromide. Diese sind üblicherweise als Lösungen bei Konzentrationen von weniger als 0,5 % Gewichtsanteil in Wasser wirksam. Es ist möglich, solche Lösungen leicht auf die thermoplastische Platte aufzubringen und zu trocknen, bevor die Polyäthylen-Folie unter Verwendung von Wärme und Druck aufgebracht wird.

Die geschützten Platten können vor dem Warmformen durch irgendeine der herkömmlichen Einrichtungen wie beispielsweise einen Luftofen oder durch Infrarotheizer erwärmt werden.

Die Erfindung wird ferner durch die folgenden Ausführungsbeispiele erläutert.

Ausführungsbeispiel 1

Eine Platte aus Polymethylmethacrylat mit einer reduzierten Viskosität von 4,0 und einer Dicke von 3,2 mm, die auf einer ihrer Flächen eine Schutzschicht aus einer PoIyäthylen-Homopolymer-Folie (50 pm dick, Schmelzflußindex von 2,3) trägt, wurde in einer horizontalen Lage in einem

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elektrisch beheizten Luftofen, der auf einer Temperatur von 2OO°C gehalten wurde, erwärmt, wobei die Polyäthylen-Folie oben war. Die Platte wurde nach einer Zeitdauer von 5 Min. herausgenommen _und in horizontaler Lage zu einer Vakuumformkammer gebracht. Nach dem Festklemmen der Platte oberhalb der Form wurde die erweichte Platte durch den Unterdruck so angezogen, daß die ungeschützte Oberfläche die Formoberfläche berührte. Nachdem sich die Platte auf ungefähr 5O°C abkühlen konnte, wurde sie aus der Form entfernt. Die Polyäthylen-Folie wurde ohne Schwierigkeit von der Platte entfernt. Die Oberflächenqualität der Platte unter der Folie war ausgezeichnet.

Ausführungsbeispiel 2

Der Vorgang des Ausführungsbeispiels 1 wurde unter Verwendung einer Platte mit 8 mm Dicke wiederholt. Die Platte und die schützende Polyäthylen-Folie wurden 40 Min. lang auf 165°C erwärmt, bevor das Warmformen in einer Form gemäß der vorstehenden Beschreibung stattfand. Nach dem Warmformen wurde die Folie einfach entfernt, so daß sich ein geformter Gegenstand von ausgezeichneter Oberflächenbeschaffenheit ergab.

Ausführungsbeispiel 3

Das Verfahren des Ausführungsbeispiels 1 wurde wiederholt, wobei Platten unterschiedlicher Dicke bei einer Temperatur von 165 C verwendet wurden. Die nachstehend dargestellten Ergebnisse bezeichnen eine sehr zufriedenstellende Leistung. Obwohl die Folien nach dem Abkühlen entfernt wurden, um die Oberfläche des geformten Gegenstands zu untersuchen, haben Versuche gezeigt, daß die Folie zum Erreichen eines wirkungsvollen Schutzes für mindestens einige Monate an Ort und Stelle bleiben können und zu diesem Zeit-

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punkt noch leicht zu entfernen sind.

Folie Plattendicke in mm Ofentemperatur Erwärmungsdauer

'...'." in ⁰C in Min.

Polyäthylen-Homopolymer
(Schmelzflußindex 2,3,)

3,2

5,0 8,0

165

20

35

45

In allen Fällen wurde die Folie nach dem Abkühlen leicht entfernt, wobei die Oberfläche des geformten Gegenstands

unbeschädigt blieb. >

Vergleichsbeispiel

Das Verfahren des Ausführungsbeispiels 1 wurde verwendet, um die Leistungsfähigkeit unterschiedlicher Arten einer Polyäthylen-Folie auszuwerten. Die Bewertung erfolgte mit einer Platte von 3 mm Dicke bei einer Ofentemperatur von 165°C für 20 Minuten. Die erhaltenen Ergebnisse sind wie folgt:

Folie

Polyäthylen mit 1 % Glyzerin-Monooleat

Bemerkungen

Folie wurde während de's Erwärmens durchlöchert, wobei nach dem Entfernen der Folie Oberflächenmarkierungen zurückblieben.

Polyäthylen mit 6,4 % Vinylacetat

Die Folie zeigte eine ausgedehnte Blasenbildung, die Oberflächenmarkierungen verursachte _; die Folie war schwierig zu entfernen.

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Polyäthylen mit 7,5 % Vinyl-acetat-Comonomer (Schmelzflußindex = 2,0)

Die Folie zeigte eine ausgedehnte Blasenbildung; Oberflächenmarkierungen am geformten Gegenstand; Schwierigkeiten beim Entfernen der Folie.

Die Erfindung schafft also ein Verfahren zum Warmformen einer thermoplastischen Platte, die an mindestens einer ihrer Flächen eine Schutzschicht aus Polyäthylen trägt; das Verfahren umfaßt das Erwärmen der Einheit aus Platte zusammen mit ihrer Schutzschicht bis oberhalb des Erweichungspunkts des thermoplastischen Materials und das nachfolgende Ziehen der Einheit in eine gewünschte Form.

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Claims

- 1 Patentansprüche 2 / 10 3 IU

1 .j Verfahren zum Warmformen einer Platte aus Polymethylmethacrylat mit einer reduzierten Viskosität von mindestens 1,5, wobei die Platte eine Schutzschicht aus Polyäthylen in engem Kontakt mit mindestens einer ihrer Flächen trägt, dadurch gekennzeichnet, daß die Einheit aus Platte und ihrer Schutzschicht so lange auf eine Temperatur von mindestens 140⁰C erwärmt wird, bis die Platte in einem warmerweichten Zustand ist, aber kurz genug, daß die Oberfläche der Platte nicht durch Änderungen verdorben wird, die in dem Polyäthylen infolge der erhaltenen Wärmebehandlung auftreten, und daß die Einheit anschließend in eine gewünschte Form gezogen wird, während das Polyäthylen in engem Kontakt mit der Platte bleibt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzschicht aus Polyäthylen eine Polyäthylen-Folie ist, die einen nach dem Verfahren von ASTM 1238-70 ermittelten Schmelztlußindex zwischen 1 und 4 und eine Dicke von mindestens 40 pm aufweist, und die mindestens von der an der Platte haftenden Fläche durch Koronaentladung behandelt worden ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmelzflußindex des Polyäthylens zwischen 2 und 3 liegt und die Dicke mindestens 50 um beträgt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die größte Länge der Erwärmungsperiode durch die Bedingung

In (Erwärmungsperiode) nicht größer als (O,24O344T² - 3,40425OT + 20,2842)-(O,OO1567T² - O,O222875T + O,1O5177)X

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ORIGINAL INSPECTED

definiert ist, wobei X die Ofentemperatur in C und T die Dicke der Platte in mm ist und T zwischen 3,0 und 8,0 und X zwischen 140 und 200 liegt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Erwärmungsperiode durch die Bedingung

In (Erwärmungsperiode) ist größer als (-0,257715T + 9,1484) - (-0,002754T + O,O425526)X

definiert ist, wobei X die Ofentemperatur in ⁰C ist und zwischen 140 und 200 liegt und T die Dicke der Platte in mm ist und zwischen 3,0 und 8,0 liegt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte nur an einer Plattenfläche mit der anhaftenden Schutzschicht aus Polyäthylen versehen ist und durch Ziehen der erweichten Platte zusammen mit der anhaftenden Schutzschicht aus Polyäthylen warmverformt wird, bis die ungeschützte Fläche eine Formfläche mit einer gewünschten Gestalt berührt.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte nur an einer Fläche mit der haftenden Schutzschicht aus Polyäthylen versehen ist und eine gewünschte Form dadurch erzeugt wird, daß ein heißes Werkzeug der gewünschten Form gegen die ungeschützte Fläche der Platte gedrückt wird, bis die Platte die gewünschte Form angenommen hat.
8. Verfahren zum Schutz von aus Polymethylmethacrylat geformten Gegenständen vor Oberflächenbeschädigung, dadurch gekennzeichnet, daß eine Platte aus Polymethylmethacrylat nach einem der Ansprüche 1 bis 7 warmgeformt wird

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und die anhaftende Folie in Berührung mit dem geformten Gegenstand bis zu der Zeit belassen wird, da der Gegenstand für den Gebrauch verwendet wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte eine reduzierte Viskosität von mindestens 3,0 aufweist und die Einheit aus Platte und Polyäthylen auf eine Temperatur von mindestens 150 C erwärmt wird, so daß ein warmerweichter Zustand erreicht wird.
10. Geformter Gegenstand aus Polymethylmethacrylat mit einer reduzierten Viskosität von mindestens 1,5, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenstand eine anhaftende Schutzschicht aus Polyäthylen in engem Kontakt mit mindestens einer seiner Flächen trägt.
11. Geformter Gegenstand nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die reduzierte Viskosität des Polymethylmethacrylat s mindestens 3,0 beträgt.
12. Geformter Gegenstand nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenstand ein sanitärer Gegenstand wie Badewanne, Du9chwanne oder Waschbecken ist.

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