CN102427924B - 用于制造具有集成的印制导线的塑料成型件的方法 - Google Patents

Abstract

描述一种用于制造具有集成印制导线(3)的塑料成型件(9)的方法，所述塑料成型件特别是用作用于进一步加工成可电加热的镜子(1)的中间产品。该方法步骤为：a)通过由电绝缘的塑料材料制成的基体(2)制造基片(7)，所述基片具有在所述基体(2)的表面(8)上或表面中的由导电材料制成的印制导线(3)；b)用液态的电绝缘的涂层材料淹盖所述基片(7)的装备有印制导线(3)的表面(8)或者所述基片(7)的与该表面相对置的表面(11)。利用淹盖使由于在所述基体的厚、薄区域中的不均匀的收缩引起的凹陷平坦化，并且可以产生平滑的表面，该表面紧接着可利用反射层覆盖。

Description

用于制造具有集成的印制导线的塑料成型件的方法

技术领域

本发明涉及一种用于制造具有集成的印制导线的塑料成型件的方法，所述塑料成型件例如用于进一步加工成可电加热的镜子。优选的应用领域为制造用于机动车的可电加热的外后视镜。

背景技术

由EP0732865B1已知一种具有加热装置的成型体，特别是机动车的外后视镜。该已知的外后视镜具有加热装置，该加热装置具有导电连接且被胶合剂硬化的碳纤维。该碳纤维与该胶合剂形成碳纤维制的纤维网（Vlies），其中在该纤维网中在碳纤维之间存在自由空间。在浇注工艺中，由电绝缘塑料包围注塑该纤维网，其中该塑料还渗透入自由空间。由此，碳纤维在完成的成型体中除了汇流条导线之外完全被电绝缘塑料包围。

由WO2008/006483A1已知用于机动车的可电加热的外后视镜的另一实施形式。该外后视镜的制造以如下方式实现，即：借助于按照DIN EN657的热注射工艺将电阻材料制的印制导线施设在纤维网的前侧，接着用塑料材料从后方注射成型纤维网的后侧。以这种方式，该塑料材料同时形成用于镜子玻璃的基板，该镜子玻璃借助于胶粘剂或绝缘漆固定在纤维网的前侧。矿物玻璃和由热塑性或热固性材料制成的透明的基板考虑作为镜子玻璃，其中反射层处于基板的侧面。

上述现有技术的缺点在于，外后视镜在多个工作步骤中由多个单独的部件制造，这对次品率产生不利地影响。

发明内容

从该现有技术出发，本发明的目的在于提供一种改进的用于制造作为外后视镜的基础的塑料成型件的方法，该方法的特征在于高度自动化，并且其中次品率相对较小。此外，在此要获得平坦的没有凹陷（Einfallstellen）的外观表面。

该目的通过具有以下特征的方法实现，即：用于制造可电加热的镜子的方法，其特征在于如下步骤：

a）通过由电绝缘的塑料材料制成的基体制造基片，所述基片具有在所述基体的表面上或表面中的由导电材料制成的印制导线；

b）用液态的电绝缘的涂层材料淹盖所述基片的装备有印制导线的表面或者所述基片的与该表面相对置的表面;

c）将反射层涂敷在所述涂层材料上。

由此，首先通过由电绝缘的塑料材料制成的基体制造基片，所述基片具有在所述基体的表面上或表面中的由导电材料制成的印制导线，接着用液态的电绝缘的涂层材料淹盖所述基片的装备有印制导线的表面或者所述基片的与该表面相对置的表面，在基片的这样涂覆的表面上的所有不平整被平坦化。产生具有极其平滑的表面的非常薄的层，接着例如通过喷涂可将用于可加热镜子的反射层施设到该层上。

该不平整由于在基体的材料在该基体的不同厚度区域中的不同收缩而出现。这一方面是用于将制成的后视镜安装在保持器中的夹片所处在的区域，另一方面为在基体中的不同厚度的区域，这些区域由此导致印制导线或深或浅地嵌入到表面中，从而在该表面处出现凹槽。在凹槽附近的区域中，基体相对较厚。由此，在基体的两侧形成或深或浅地的波浪状的表面，该表面不适于直接施设反射镜层。

基片可以在印制导线所处在的一侧设有反射层。在这种情况下，可以视为印制导线处于基片的镜子侧上。但基片也可在相对置的一侧设有反射层。在该情况下可以视为印制导线处于镜子相对侧上。涂层在此总是设置在要施设反射层的位置。

制成的外后视镜的特征在于，没有点状温度峰值（所谓的热点）的可均匀加热的表面。如果印制导线处于镜子侧，则该印制导线非常接近制成的成型件的表面延伸。在印制导线操作时产生的热仅需要穿过由淹盖材料制成的薄层。这使外后视镜能够快速加热。如果印制导线处于镜子相对侧，则产生的热必须穿过基片加热外后视镜的可见表面，这要求更多时间。另一方面由此该表面特别均匀地加热。

优选地使用液态漆作为涂层材料或淹盖材料，例如使用UV时效硬化漆或多组分反应漆（例如PUR漆或丙烯酸漆、特别是基于PMMA的丙烯酸漆）作为涂层材料或淹盖材料。利用这种漆可形成约10μm至50μm的范围内的非常薄的层。有利的是，所述漆在时效硬化之后形成抗刮层。在长流动路程的情况下，特别是在大的流动路程－壁厚比值的情况下，这种漆是有利的，因为其在粘性上类似于水。因此可以说，涂层材料或淹盖材料处于或多或少含水的状态下。

但也可设想到具有例如基于PA的低粘性塑料熔体的涂层。通过适当高的熔体温度和模具温度，塑料熔体的粘性可非常大地减小，从而塑料熔体的流动特性类似于先前所述的液态漆，并可类似地良好加工。为了能够实现长的流动路程，模具温度在过程中动态地向上或向下改变。可获得在约100μm到1000μm范围内的薄层。在长流动路程的情况下，特别是在大的流动路程－壁厚比值的情况下，上述漆将是优选的。

为了通过由电绝缘的塑料材料制成的基体制造具有在所述基体的表面上或表面中的由导电材料制成的印制导线的基片，可以考虑不同的方法变型方案。首先，可以使用多组分注射成型的技术。根据方法过程，首先在一注射过程中制造印制导线，然后注射基体的电绝缘塑料材料，或者该方法过程颠倒地实现，即首先借助于一注射成型过程制造由电绝缘的塑料材料制成的基体，接着借助于一注射成型过程将由导电塑料制成的印制导线引入到基体的表面中的凹槽中或直接施设到基体的表面上。注射成型过程理解为当前所有的将塑料材料注射并成型到模具中的方法步骤。以下本身已知的变型方案也属于挤压注射方法。挤压注射的一个变型方案例如为所谓的封闭压注，其中塑料材料被注射到加大的型腔中，并在随后的减小型腔时被挤压。挤压注射的另一变型方案例如为所谓的开放压注，其中塑料材料被注射到打开的模具中，并在随后的关闭的情况时被挤压。挤压注射的这些和其他方法对本领域技术人员是已知的，在此不需要进一步详细阐述。

关于用于印制导线的材料，可涉及固有导电塑料（所谓的ICP－固有导电聚合物），或者导电热塑性化合物可设置作为导电塑料。这种化合物的电阻可通过适当地选择填充剂及其浓度以希望的方式调节。

在另一实施形式中，在第一制造步骤中，基体可由电绝缘塑料材料借助于注射成型过程制造，其中在基体中构造与希望的印制导线对应的凹槽，接着该凹槽用导电的液态漆灌满，其中在该凹槽中构造印制导线。上述类型的漆用作为导电漆，其中电阻可通过选择和浓缩填充剂以希望的方式调节。但是，为了灌满和填充基体中的凹槽，也可使用类似的低粘性的导电塑料熔体。为了将凹槽相对于周围的面并相对于模具部件密封，用于灌满的凹槽可仅仅部分地出模或露出，并且未出模或未露出的区域作为插入边缘或密封件保持嵌接。

在用于电流供应部的接触位置可设置嵌入件，该嵌入件由印制导线的导电材料并优选附加地由基体的电绝缘塑料材料包围喷射。该嵌入件可例如为一种插头，其接触销从印制导线伸出，以在其上连接电导线。

在该方法步骤的最后形成塑料成型件，其特征在于良好的刚性和非常平滑的表面。还必须例如通过喷涂仅仅施设一个反射层，以获得具有平滑的外观表面的制成的可电加热的镜子。对于对反射度要求很小的镜子，可省略自身的反射层，漆可用作镜反射。由于由涂层材料制成的覆盖层的强度和硬度，也不会使反射层弯曲或刮痕。必要时还可在反射层上施设另外的功能层（例如附加的保护层）。

附图说明

下文中根据实施例并参照图1至13更为详细地阐述本发明。

具体实施方式

图1示出机动车的可电加热的外后视镜1的截面。用于电的电阻加热装置的印制导线3处于由电绝缘的塑料材料制成的基板2的表面中。该印制导线的走向可例如为曲折形或蛇形的。根据应用情况，也可设想到其他的走向。印制导线3和基体2的自由表面利用由液态漆制成的抗刮层4覆盖。这些层一同形成塑料成型件9，外后视镜的反射层5处于该塑料成型件上。

图2示意性示出具有旋转盘－合模单元SE的注射成型机，其包括两个外部模具夹紧板30和32以及中间的可绕竖直轴线旋转的的旋转盘34，其作为另外的模具半部支承件。注射模具36和38的各模具半部处于两个分离平面之间，其中在图2中示出处于打开状态的合模单元。为了更好地一目了然，没有示出用于使合模单元SE关闭和打开的机构以及用于产生合模力的机构。这是本领域技术人员已知的，因此就此而言不需要进一步描述。右侧的外部模具夹紧板30配设有用于制造基体2用的塑料熔体的塑化和注射装置10。在当前的示例中，该塑化和注射装置包括具有旋转驱动装置14的挤出机12（优选为具有两个同向旋转的螺杆的双螺杆挤出机）和具有线性驱动装置24的活塞注射设备22，该挤出机和活塞注射设备经由管路20彼此连接。经由装料漏斗16和18，用于基体或基板2的塑料熔体的原料可输入到挤出机12中并在该挤出机中预加工。例如，基础塑料材料的颗粒可经由漏斗16供应，玻璃纤维材料可经由漏斗18供应，从而基板由稳定的含玻璃纤维的电绝缘的塑料组成。经由另外的注射组件60（处于L形位置或竖直位置），用于印制导线的塑料材料可引入到注射模具38中并与基体2连接。左侧的外部模具夹紧板32配设有聚氨酯装置，该聚氨酯装置具有混合头40，该混合头经由供应管路50和52与用于多元醇组分42和异氰酸酯组分44的容器连接。相应的组分从容器42和44经由中间连接的泵46和48输送到混合头40中。PUR漆可由混合头40引入到模具38中并淹盖基片7的表面，该基片由基体2以及嵌入其中的印制导线3形成。反应混合物在那里反应，其中将基片7的表面中的凹陷平坦化，并形成极为平滑的外表面。其他液态漆也可代替PUR漆使用，例如UV时效硬化漆或丙烯酸漆，特别是基于PMMA的丙烯酸漆。如果已经准备好预混合物，则可省略具有管路50、52和泵46、48的所示的储备容器42、44。

利用漆的淹盖可以如下方式实现，即在模具38中从闭合的模具开始地形成型腔，漆可注射到该型腔中。接着，必要时可执行压注步骤，其中型腔减小，并且漆分布在基片的表面上并可反应。

在该方法过程的最后形成塑料成型件9，该塑料成型件由层2、3和4组成，并且在从注射成型机取出之后仅仅还必须用反射层5涂覆。在需要时，另外的层可施设在该反射层上。

在图3和4中示意性且放大比例地示出由基体2和印制导线3构成的基片7。所述的凹陷15由于材料的不同收缩形成在基板2的不同厚度的位置上。在没有凹槽的区域（线A）中比在用于印制导线3的凹槽所在的区域（线B）中产生更强烈的收缩。虽然通过相应的措施（例如“灵活地”挤压注射），可以减小凹陷的深度。但是还总是保留小的凹陷，这些凹陷出于直接外观的目的而使该表面不可用。由于凹陷，在基片的两侧存在“波浪形”的表面8和11，这些表面不适于施设反射层。在基板2具有用于稍后固定在保持器中的夹部13的位置上，凹陷15以更大的尺寸形成，如在图4的实施例中所示。另外，根据印制导线3和基板2的材料组合，在印制导线3与基体2之间也可形成空隙或裂缝，所述空隙或裂缝可由涂层材料填充。

图5示意性示出在使用旋转盘－合模单元SE的情况下以及利用具有模具半部36a、36b、38a、38b的模具36、38的方法过程，其中固定在旋转盘34上的模具半部36a和38a是相同的。在第一步骤中，基板2通过注射成型方法（例如挤压注射方法）制造，其中电绝缘的塑料材料经由材料供应部M2注射到第一模具36中。接着，旋转盘34远离静止的模具夹紧板30移开一小段，从而露出用于印制导线的凹槽6。但仅仅打开如此远，使得在静止的模具半部36b上的具有印制导线3的轮廓的型芯17还稍微伸进凹槽6中或者与该凹槽平齐地终止（abschlieβen）。型芯17形成所谓的插入边缘并形成密封。以该方式形成用于凹槽6的型腔，用于印制导线3的材料可经由合适的材料供应部M3输入到该型腔中。必要时在此也可设计压注工艺。在该步骤之后，具有印制导线3的基板2（即基片7）处于在旋转盘34上的模具半部36a中。在打开旋转盘－合模单元SE之后，旋转盘34旋转180°，其中基片7保留在模具半部36a中。接着，使合模单元重新关闭，直到保留用于引入涂层材料的间隙。该间隙通常比涂层材料上的已制成的层的厚度大。现在，涂层材料（例如合适的漆）可输入到该间隙中，并且基片7利用漆层4淹盖。相对于该淹盖时间延迟或同时地，模具半部38b和36a（或38a）一同移动，并且涂层材料分配并压注在基片7上，从而最后制成在基片7上的漆层4。在此，基片7的表面上的凹陷15（对此见图3和4）被平坦化，从而在具有漆层4的基片7上提供用于后续的涂层过程的平滑且平坦的表面。在漆层4的时效硬化之后，可以使合模单元SE打开，并取出完成的具有集成印制导线3和漆层4的塑料成型件9。在后续的喷涂过程中，反射层5可施设到漆层4上，以获得镜子，特别是外后视镜1，如它在图1中示出，但当前附加地具有用于将外后视镜稍后固定在车辆上的相应保持部中的夹片13。在本文描述的实施例中印制导线处于镜子侧部。

在图6－11中示意性示出并在下文中描述根据本发明的方法的另一实施形式，其中制成的外后视镜的印制导线处于镜子相对侧部。在该实施例中可以省去使用上述旋转盘－合模单元SE。挤压注射模具62的模具半部固定在具有静止的模具夹紧板30和可运动的模具夹紧板32的合模单元中，其中在附图左侧的模具半部62b借助于合适的压注装置66（例如活塞－缸单元）可向前或向后移动。在模具半部中存在用于引入材料的合适的浇道63、64和65。用于基体2的电绝缘塑料的材料（例如PMMA）可由塑化和注射单元68预加工，并经由材料供应部M2利用浇道63供应。用于印制导线3的导电材料可经由材料供应部M3和模具半部62a中的浇道64供给，并且用于漆层4的涂层材料经由材料供应部M4和模具半部62b中的浇道65供给。

该方法过程如下实现。在第一步骤中，用于基体2的材料注射且必要时压注到相应的型腔中（图6）。在下一步骤中，模具半部62b远离模具半部62a移开一小段，例如借助于压注装置66，以形成与用于印制导线3的凹槽6对应的间隙。移开距离如此地设计，即：使得形成用于印制导线结构的型芯17的模具半部62a与凹槽6保持嵌接并密封该凹槽。从现在起可经由浇道64将用于印制导线3的导电材料注射到凹槽中（图7）并压注（图8），直到形成基片7，该基片在两侧具有上述的但未在此示出的凹陷。在下一步骤中，模具半部62b重新远离模具半部62a移开一小段，其中从现在起在基片7与模具半部62a之间形成用于涂层材料（即用于漆层4）的间隙（图9）。为了平坦化基片7的面对模具半部62b的表面11上的凹陷，现在可将涂层材料（例如合适的漆）经由材料供应部M4和浇道65导入间隙中，并淹盖基片7。接着（图10），借助于压注装置66使模具半部62b再次沿模具半部62b的方向运动并压注漆层4。在制造过程的最后，可以使合模单元打开，使制成的塑料成型件9出模并从注射模具中取出（图11）。在后续的加工步骤中，该塑料成型件9可在漆层4上设有反射层，以获得制成的外后视镜。与上述实施例不同，印制导线3现在处于镜子相对侧部上。

为了能够连接用于向印制导线3供应电力的电缆，可设置一种插头，如其参照图12和13简要地阐述，其中在图12中为了更好地一目了然，没有示出用于基板2的阴影线和用于印制导线3的黑格。插头70具有由良好导电的材料制成的头部72以及嵌入在该头部中的例如由铜或其他合适的材料制成的销74。插头70可作为插入件由基板和印制导线的材料包围注射，如其在图13中示意性所示，其中印制导线3在该区域中用凹进示出，以便能够更好地识别接触销74。实际上，接触销74在印制导线3的区域中由印制导线的材料完全包围。模具半部62a提供用于容纳该插入件的适当的凹进76。该凹进76在图12和13中由虚线表示。在包围注射之后，在导电插头70与印制导线3之间存在整个面状的接触，从而在电流流动时在接触位置不会产生过热。

尽管在上述实施例中首先注射成型基体然后注射成型印制导线，但也可设置颠倒的顺序。也可在第一步骤中制造印制导线，然后用基体的材料对其包围注射。为此，仅仅模具半部以合适的方式构造，并且必要时在旋转盘－合模单元SE中“正确地”设置和运行。

附图标记列表

1 外后视镜

2 基板或基体

3 印制导线

4 漆层

5 反射层

6 凹槽

7 基片

8 基板2的第一表面（在印制导线的一侧）

9 具有集成印制导线的塑料成型件

10 塑化和注射单元

11 基板2的第二表面（在相对置的一侧）

12 挤出机

13 夹片

14 旋转驱动装置

16 用于基础塑料颗粒的装料漏斗

17 印制导线结构的型芯

18 用于玻璃纤维材料的装料漏斗

20 连接管路

22 活塞注射设备

24 线性驱动装置

30 右侧的外部模具夹紧板

32 左侧的外部模具夹紧板

34 旋转盘

36 第一模具

38 第二模具

40 混合头

42 用于多元醇组分的容器

44 用于异氰酸酯组分的容器

46 用于多元醇组分的泵

48 用于异氰酸酯组分的泵

50 用于多元醇组分的供应管路

52 用于异氰酸酯组分的供应管路

60 用于印制导线的塑料材料的注射单元

62 挤压注射模具

62a 静止的模具半部

62b 可运动的模具半部

63 浇道

64 浇道

65 浇道

66 压注装置

68 塑化和注射单元

70 插头

72 头部

74 接触销

76 凹进

M2 用于基板的材料供应部

M3 用于印制导线的材料供应部

M4 用于漆层的材料供应部

Claims (17)

1.用于制造可电加热的镜子（1）的方法，其特征在于如下步骤：

a）通过由电绝缘的塑料材料制成的基体（2）制造基片（7），所述基片具有在所述基体（2）的表面（8）上或表面中的由导电材料制成的印制导线（3）；

b）用液态的电绝缘的涂层材料淹盖所述基片（7）的装备有印制导线（3）的表面（8）或者所述基片（7）的与所述装备有印制导线（3）的表面相对置的表面（11）;

c）将反射层（5）涂敷在所述涂层材料（4）上。

2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，使用液态漆作为涂层材料。

3.按照权利要求2所述的方法，其特征在于，使用液态含水的且抗刮痕的漆作为涂层材料。

4.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于，使用导电塑料作为导电材料。

5.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于，使用固有导电塑料、导电热塑性化合物或导电液态漆作为导电材料。

6.按照权利要求2所述的方法，其特征在于，使用UV时效硬化漆或多组分反应漆作为液态漆。

7.按照权利要求6所述的方法，其特征在于，所述多组分反应漆是PUR漆或丙烯酸漆。

8.按照权利要求6所述的方法，其特征在于，所述多组分反应漆是基于PMMA的丙烯酸漆。

9.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，使用低粘性的塑料熔体作为涂层材料。

10.按照权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，在制造步骤a）中，首先借助于注射成型过程制造由电绝缘的塑料材料制成的基体（2），接着借助于注射成型过程将由导电塑料制成的印制导线（3）引入到所述基体（2）的表面（8）中的凹槽（6）中或者施设在所述基体（2）的表面（8）上。

11.按照权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，在所述制造步骤a）中，首先借助于注射成型过程制造由导电塑料制成的所述印制导线（3），接着借助于注射成型过程将由电绝缘的塑料材料制成的所述基体（2）安装在所述印制导线（3）上。

12.按照权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，在所述制造步骤a）中，首先借助于注射成型过程制造由电绝缘的塑料材料制成的所述基体（2），其中在所述基体（2）中构造与所需的印制导线（3）对应的凹槽（6），接着用液态的导电漆灌满所述凹槽（6），其中在所述凹槽（6）中构造所述印制导线（3）。

13.按照权利要求12所述的方法，其特征在于，使用UV时效硬化漆或多组分反应漆作为导电漆，其中所述漆是固有导电的，或者其中在所述漆中存在导电添加物，从而所述印制导线（3）的漆对于电的电阻加热装置是导电的。

14.按照权利要求13所述的方法，其特征在于，所述多组分反应漆是PUR漆或丙烯酸漆。

15.按照权利要求13所述的方法，其特征在于，所述多组分反应漆是基于PMMA的丙烯酸漆。

16.按照权利要求12所述的方法，其特征在于，使用低粘性的导电塑料熔体作为导电漆，从而所述印制导线（3）的漆对于电的电阻加热装置是导电的。

17.按照权利要求12所述的方法，其特征在于，使用基于固有导电塑料或基于导电热塑性化合物的低粘性的导电塑料熔体作为导电漆，从而所述印制导线（3）的漆对于电的电阻加热装置是导电的。