CN103842146A - 用于制造塑料装饰件的方法 - Google Patents
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Abstract
一种用于制造塑料装饰件的方法，其中，a.将聚合膜(2)置入注塑模具中，其中，聚合膜(2)具有在至少250℃的温度下分解稳定的、不透明的或部分不透明的印记(4)或颜色沉积，b.以聚合承载件(1)在后面喷注聚合膜(2)，并且c.将聚合覆盖件(3)喷注到聚合膜(2)和聚合承载件(1)上。
Description
技术领域
本发明包括一种用于制造塑料装饰件(Zierteil)的方法、一种塑料装饰件及其应用。
背景技术
随着对于机动车的二氧化碳排放的规定越来越严格，此外存在降低车辆的重量和因此其燃料消耗的强烈追求。在塑料的领域中的持续的进一步发展使金属车身的大部分能够被由聚合材料构成的相应较轻的元件代替。尤其零件或还整个窗户区域可被由聚合材料构成的元件代替。其在许多情况中在重量明显较低的情况下表现出与在由钢构成的车窗中可比的硬度、稳定性和负荷能力。附加地，由于重量减小使车辆的重心进一步向下移，这对行驶性能具有正面影响。此外，与金属相比聚合材料可在明显更低的温度下被制造、加工和成型。这降低了在制造材料时的能量需求和成本。
在此，由聚合材料构成的模制件可以以实际任何期望的形状和几何尺寸来制造。特殊的高性能塑料(例如芳纶或Kevlar)具有非常高的强度和稳定性。
由塑料构成的许多材料件必须满足不同的要求和功能。在此，重要的参数是稳定性、断裂特性、抗划伤强度、冲击韧性和缺口冲击韧性。除了技术方面(如各个构件的重量和强度)之外，形状、几何尺寸和外观也越来越重要。尤其在汽车工业中，除了机械特性之外在设计和美学的领域中的特征也很重要。
为了联合聚合材料中的不同特征，使它们由不同地成型的和由不同地提供的基本材料组成。所建立的用于制造这些材料的方法包括两个或更多组分注塑工艺。以该方式可能将特征(例如耐天气性、表面光泽和抗断裂性或扭转稳定性)相互联合。此外可减少非常昂贵的材料的份额。
文件DE 196 33 959 A1公开了一种由支架和外部的装饰膜构成的成型体(Formkoerper)。外部的膜具有装饰层和保护层，其中，保护层由可光聚合的树脂成分构成。
文件WO 2006/094484 A1公开了一种用于制造面状的、包含两组分的塑料车身件的方法。在一优选的实施方式中，第一组分由透明的聚碳酸酯构成而第二组分是不透明的聚碳酸酯。
文件DE 197 22 551 A1公开了一种用于以两组分注塑工艺制造塑料件的方法。
文件EP 1 695 808 A1公开了一种用于机动车的装饰件、例如装饰条。该装饰件包括由热塑性塑料构成的承载件和覆盖件。装饰件优选地通过多组分注塑过程来制造。
所建立的用于产生光学效应和用于表面密封的方法是用于薄膜后喷注(Folienhinterspritzung)(FIM/薄膜插入成型)的方法。在该方法中，将相应的薄膜置入注塑模具(Spritzgiesswerkzeug)中且以合适的塑料在后面喷注。以该方式可针对性地且多方面地来影响和修改聚合材料的表面特性和几何尺寸。然而，对于运用薄膜后喷注的方法的重要前提是温度稳定的薄膜。此外，位于薄膜上的印记(Aufdruck)必须耐高温到使得其经受住以液态聚合物(如聚碳酸酯)在后面喷注。此外，该方法不允许在聚合相内材料的针对性的修改。
在此，尤其透明的材料为空间的和光学的设计可能性提供较大活动余地。
发明内容
本发明具有提供一种可调整和改变带有部分透明截段的材料体的光学特性和外观的方法的目的。
本发明的目的通过一种根据权利要求1的方法来实现。优选的实施方案由从属权利要求得出。
根据本发明的塑料装饰件和塑料装饰件的应用由另外的独立权利要求得出。优选的实施方案由从属权利要求得出。
根据本发明的用于制造塑料装饰件的方法包括第一步骤，在其中将聚合膜置入注塑模具中的。接着，以不透明的聚合的材料相(其形成塑料装饰件的承载件)在后面喷注聚合膜。概念“薄膜”在本发明的意义中不仅包括均匀的、单组分或多组分的薄膜，而且包括由不同的或相同的材料织成的、编成的或覆层的多组分薄膜或织物。优选地通过静电相互作用将聚合膜固定在注塑模具的钢表面上。优选地通过充电电极(其由充电发电机(Aufladegenerator)来供应以高压)无接触地将静电电荷传递到聚合膜上。备选地，可机械地或经由真空抽吸(Vakuumansaugung)将聚合膜固定在注塑模具中。将聚合承载材料的液态原材料在注塑模具中喷注到薄膜处且以该方式获得在聚合膜与承载件之间的材料配合的结合。聚合承载件负责塑料装饰件的稳定性且包含带有尽可能高的强度、抗划伤强度、冲击韧性或缺口冲击韧性和较小的断裂倾向的聚合材料。在一备选的设计形式中，首先来注塑承载件且在打开注塑模具之后将聚合膜、优选地自粘的聚合膜布置在制成的承载件上。聚合膜具有在至少250°C、优选地至少320°C的温度下分解稳定的、不透明的或部分不透明的印记或颜色沉积(Farbpigmentierung)。在本发明的意义中，表述“部分不透明的印记”还包括彩色的印记和在灰度级中的印记。不透明的印记优选地包含带有温度稳定的有机颜料(例如氨酯-丙烯酸酯聚合物、碳、偶氮染料(Azofarbstoff)或多环化合物)的印刷颜色(Druckfarbe)。备选地可包含无机颜料，如二氧化钛、炭黑、辰砂、铋-(钒酸铋)、尖晶石颜料、铅-、汞-、锆-、铁-、镉-、铜-、钴-、镍-、铬颜料；硅酸铝(群青)。由于较高的温度稳定性优选地使用无机颜料。在一备选的设计形式中，也可将颜料均匀地加入聚合膜中。这例如可通过将颜料混合至聚合膜的颗粒随着引起的混合的接下来的挤出实现。在另一可选的可能性中，可在一溶剂中将颜料喷注到聚合膜上。在最后的步骤中将聚合覆盖件喷注到由聚合膜和聚合承载件构成的结构上。优选地光学透明地来构造聚合覆盖件。聚合覆盖件优选地在400nm至800nm的范围中具有大于60%、优选地大于80%的平均的(在波长上平均的)光学透明度。较高的光学透明度在自重仅较小且可变形性较高的情况下给予聚合覆盖件类似玻璃的外观。
塑料装饰件优选地以多组分注塑或以多组分压注工艺、特别优选地结合转台技术(Wendeplattentechnologie)、转盘和/或分度盘技术(Indexplattentechnologie)来制造。备选地，也可仅通过转台技术、转盘和/或分度盘技术来制造塑料装饰件。
聚合承载件优选地包含聚乙烯(PE)、聚碳酸酯(PC)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯、聚丁二烯、聚腈、聚酯、聚氨酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸酯、聚酰胺、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)、优选地丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、丙烯酸酯-苯乙烯-丙烯腈(ASA)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯--聚碳酸酯(ABS/PC)、PET/PC、PBT/PC和/或它们的共聚物或混合物。
聚合承载件优选地不透明地或部分不透明地来构造。聚合承载件的不透明的着色通过与优选地透明的聚合覆盖件的对比突显出聚合膜的印记。
优选地以0.5mm至10mm、特别优选地1mm至5mm的厚度来注塑聚合承载件。聚合承载件的厚度取决于制成的构件的尺寸和稳定性要求。
优选地将硬膜层(Hardcoat)、特别优选地热硬化或UV硬化的漆、尤其优选地聚硅氧烷、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯和/或它们的共聚物或混合物涂覆到聚合覆盖件上。硬膜层改善了对老化、机械磨损现象、划伤、天气影响、UV辐射和/或来自空气或喷水的腐蚀性化学物质的抵抗性。附加地，硬膜层也还可感受装饰功能、如光泽或珠光效果)。
聚合膜优选地包含聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)、聚碳酸酯-聚对苯二甲酸丁二酯（PBT/PC)、苯乙烯-丙烯腈(SAN)和/或它们的共聚物或混合物。
聚合膜优选地具有0.1mm至3mm、优选0.12mm至1mm的厚度。该量可根据聚合承载件和聚合覆盖件的尺寸变化。优选地使聚合膜预成型、特别优选地热预成型。聚合膜的事先成型允许更好地匹配覆盖件的几何结构。此外，这在以聚合承载件在后面注塑聚合膜的情况下避免聚合材料相在聚合承载件与聚合膜之间的渗透(Unterwanderung)。
此外，本发明包括一种塑料装饰件，其包括至少一个聚合承载件、聚合覆盖件和聚合膜。聚合膜布置在聚合承载件与聚合覆盖件之间，其中，聚合膜具有在至少250°C、优选地320°C下分解稳定的、不透明的或部分不透明的印记。聚合承载件负责塑料装饰件的稳定性且如上面所说明的那样包含聚合材料如聚乙烯(PE)、聚碳酸酯(PC)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯、聚丁二烯、聚腈、聚酯、聚氨酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸酯、聚酰胺、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)、优选地丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、丙烯酸酯-苯乙烯-丙烯腈(ASA)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯--聚碳酸酯(ABS/PC)、PET/PC、PBT/PC和/或它们的共聚物或混合物。
聚合承载件优选地包含无机的或有机的填料、特别优选地SiO2、Al2O3、TiO2、粘土矿物、硅酸盐、沸石、玻璃纤维、碳纤维、玻璃球、有机纤维和/或它们的混合物。填料可进一步提高承载件的稳定性。此外，填料可减少聚合材料的份额且由此降低构件的制造成本。
聚合覆盖件不仅可承担装饰功能而且可承担在模具抵抗性的领域中的功能。对此的示例是提高天气、UV或化学抵抗性的表面或覆层。聚合膜用作在至少250°C、优选地320°C下分解稳定的不透明或部分不透明的印记的载体。不透明的或部分不透明的印记的较高的温度稳定性是必要的，因为否则印记或颜料在喷注聚合覆盖件时将被分解或洗掉。不透明的或部分不透明的印记优选地在150°C至350°C、特别优选地200°C至320°C的范围中是热分解稳定的。聚合膜优选地同样在至少150°C、特别优选地至少320°C下是分解稳定的，否则可能在制成的工件中在聚合膜的区域中形成气泡和变色。
聚合承载件优选地是不透明的而聚合覆盖件优选地透明地来构造。在该实施方案中，不透明的或部分不透明的印记非常好地可见。
聚合膜优选地在200°C至320°C的范围中是热分解稳定的。合适的薄膜材料这里尤其是聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和聚碳酸酯(PC)。这些聚合膜可以以大量透明聚合物(其形成覆盖件)来喷上。在一备选的设计方案中，聚合膜也可彩色地、黑色地或灰色地来上色。
在聚合承载件与聚合覆盖件之间优选地布置有不带聚合膜的0.1cm至5cm的边缘区域。不带薄膜的边缘区域负责非常均匀的边缘密封。附加地，边缘区域可承担装饰功能。
此外，本发明包括塑料装饰件的应用，其用于在车辆、优选地柱盖板(Saeulenabdeckung)、仪表配件(Armaturenelement)或控制板(Schalttafel)中的内部和外部运用。塑料装饰件优选被用作机动车中的A-、B-或C-柱盖板。
附图说明
下面根据附图来详细阐述本发明。这些附图是纯示意性的图示而不按比例。其决不限制本发明。
其中：
图1显示了根据现有技术的塑料装饰件的示意性的视图，
图2显示了根据本发明的塑料装饰件的示意性的视图以及
图3显示了根据本发明的用于制造塑料装饰件的方法的流程图。
具体实施方式
图1显示了根据现有技术的塑料装饰件(I)的示意性的视图。在聚合承载件(1)、例如机动车的仪表板的一部段上布置有带有装饰性的印记(4)的聚合膜(2)。边缘区域(5)不仅可以以与聚合承载件(1)相同的颜色而且可以以不同的颜色来设计。
图2显示了根据本发明的塑料装饰件(II)的示意性的视图。在由丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)构成的不透明的聚合承载件(1)上布置有由PC或PMMA构成的透明的聚合覆盖件(3)。在聚合承载件(1)与聚合覆盖件(3)之间布置有带有装饰性的印记(4)的聚合膜(2)。透明的聚合覆盖件(3)保护聚合膜(2)免受UV辐射、磨损以及损伤且同时在聚合膜上在装饰性的印记(4)(例如德国Aichstetten，Kremer Pigmente有限&无限两合公司，铜-铬-铁-尖晶石，尖晶石黑38号)的表面上产生类似玻璃的效果。带有装饰性的印记(4)的聚合膜(2)被边缘区域(5)包围。
图3显示了用于制造根据本发明的塑料装饰件(II)的根据本发明的方法的流程图。在第一方法步骤中使聚合膜(2)设有在至少320°C的温度下分解稳定的、不透明或部分不透明的印记(4)。印记(4)优选地通过丝网印刷或喷墨印刷工艺来施加。接下来将聚合膜(2)置入注塑模具中且以聚合承载件(1)在后面喷注(聚合承载件的液化的聚合材料)。在最后的步骤中，将聚合覆盖件(3)喷注到聚合膜(2)和聚合承载件(1)上。在聚合覆盖件(3)硬化之后，优选地还来涂覆硬膜层以改善机械的和化学的抵抗性。尤其对于由聚碳酸酯(PC)构成的覆盖件优选地来涂覆一种硬膜层。该硬膜层可通过漫灌、喷洒或浸渍工艺被涂覆在聚合覆盖件上。在以聚硅氧烷硬膜层涂覆聚合覆盖件(2)的情况下甚至可满足通常仅对于防盗玻璃(由刚性的塑料构成的玻璃片，ECE R43附录14，级别/M)所提出的非常高的要求。
附图标记清单
(1) 聚合承载件
(2) 聚合膜
(3) 聚合覆盖件
(4) 印记
(5) 边缘区域
(I) 根据现有技术的塑料装饰件
(II) 根据本发明的塑料装饰件。
Claims (15)
1. 一种用于制造塑料装饰件的方法，其中，
a. 将聚合膜(2)置入注塑模具中，其中，所述聚合膜(2)具有在至少250℃的温度下分解稳定的、不透明的或部分不透明的印记(4)或颜色沉积，
b. 以聚合承载件(1)在后面喷注所述聚合膜(2)并且
c. 将聚合覆盖件(3)喷注到所述聚合膜(2)和所述聚合承载件(1)上。
2. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述聚合承载件(1)包含聚乙烯(PE)、聚碳酸酯(PC)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯、聚丁二烯、聚腈、聚酯、聚氨酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸酯、聚酰胺、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)、优选地丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、丙烯酸酯-苯乙烯-丙烯腈(ASA)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯--聚碳酸酯(ABS/PC)、PET/PC、PBT/PC和/或它们的共聚物或混合物。
3. 根据权利要求1或2所述的方法，其中，不透明地来构造所述聚合承载件(1)。
4. 根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，以0.5mm至10mm、优选地1mm至5mm的厚度来注塑所述聚合承载件(1)。
5. 根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，所述聚合覆盖件(3)包含聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、苯乙烯-丙烯腈(SAN)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和/或它们的共聚物或混合物。
6. 根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，透明地来构造所述聚合覆盖件(3)。
7. 根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中，将硬膜层(6)、优选地热硬化或UV硬化的漆、特别优选地聚硅氧烷、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯和/或它们的共聚物或混合物涂覆到所述聚合覆盖件(3)上。
8. 根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中，所述聚合膜(2)包含聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)、聚碳酸酯-聚对苯二甲酸丁二酯(PBT/PC)、苯乙烯-丙烯腈(SAN)和/或它们的共聚物或混合物。
9. 根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其中，所述聚合膜(2)具有0.1mm至3mm、优选地0.12mm至1mm的厚度。
10. 根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其中，使所述聚合膜(2)预成型、优选地热预成型。
11. 根据权利要求1至10中任一项所述的方法，其中，通过静电放电、机械地或通过真空抽吸将所述聚合膜(2)固定在所述注塑模具中。
12. 一种塑料装饰件，其至少包括：
a. 聚合承载件(1)，
b. 聚合覆盖件(3)，
c. 在所述聚合承载件(1)与所述聚合覆盖件(3)之间的聚合膜(2)，其中，所述聚合膜(2)具有在至少250℃下分解稳定的、不透明的或部分不透明的印记(4)或颜色沉积，且其中，所述聚合承载件(1)不透明地而所述聚合覆盖件(3)透明地来构造，且其中，在所述聚合承载件(1)与所述聚合覆盖件(3)之间布置有0.1cm至5cm的不带聚合膜(2)的边缘区域(5)。
13. 根据权利要求12所述的塑料装饰件，其中，所述聚合膜(2)在200℃至320℃的范围中是热分解稳定的。
14. 根据权利要求12或13所述的塑料装饰件，其中，所述印记(4)包含有机颜料或无机颜料、优选地氨酯-丙烯酸酯聚合物、碳、偶氮染料或多环化合物、二氧化钛、炭黑、辰砂、铋-(钒酸铋)、尖晶石颜料、铅-、汞-、锆-、铁-、镉-、铜-、钴-、镍-、铬颜料；硅酸铝、群青。
15. 根据权利要求12至14中任一项所述的塑料装饰件一种应用，其应用在车辆、优选地柱盖板、仪表配件或控制板中。
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