CN107835734A - 制造塑料模制品的方法、塑料模制品和模具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种制造经装饰的塑料模制品的方法，其具有步骤：a)提供由纤维复合塑料制成的基体(1)；b)提供装饰膜(2)；c)加热所述基体；d)在模具(5)中接合所述基体和所述装饰膜。本发明还涉及可由此获得的塑料模制品以及用于进行这种方法的模具。

Description

制造塑料模制品的方法、塑料模制品和模具

技术领域

本发明涉及制造塑料模制品的方法、可由此获得的塑料模制品以及用于在这样的方法中使用的模具。

背景技术

纤维复合塑料是多种多样的和可灵活使用的，并可通过纤维类型和结构以及基质材料的选择，在其机械性质方面最佳适应于每种情况下的组件遇到的荷载条件，并在此可以实现与具有相同性能的许多其它材料相比通常获得更薄和/或更轻的组件。

但是，在许多情况下，纤维复合塑料具有光学上缺乏吸引力和/或对于特定应用情况而言不够耐机械和/或耐化学的表面品质。在边缘区域中，纤维复合塑料组件在成型后经常具有仍开放的边缘和/或伸出的纤维。因此，它们通常用于不可见的结构组件或必须对它们进行进一步的昂贵复杂的加工步骤。

用于涂布纤维复合组件的表面的已知方法通常包括多个填充和上漆步骤，因此在实施中复杂并且昂贵。

发明内容

本发明的目的是提供用于制造涂覆的塑料模制品的改进的方法、这样的改进的塑料模制品以及可用于这种方法的模具。

通过根据权利要求1的方法、根据权利要求26的塑料模制品和根据权利要求60的模具实现了这一目的。

为清楚起见，可以指出，包括以任何所需组合的所有列举的、一般的或在优选范围中提到的定义和参数。

装饰膜是指由至少一个清漆层构成的干清漆体系，为了要制造的塑料模制品的工艺集成的表面涂布，其预先施加到载体膜上。干清漆体系在此能够在特定压力、温度和时间状况作用下通过粘合和/或材料粘结与塑料模制品形成粘附的(haftfest)接合，并由此在整个表面上或至少在所选区域中用装饰性和/或功能性表面特征将其涂布。术语“装饰膜”在本发明中因此包括明显形成所述至少一个干清漆层作为所谓的转移系统(其中载体膜在薄膜施加和塑料模制部件成型工艺后可从施加到塑料部件上的转移层上剥离)和也作为所谓的层压系统(其中在模制部件的表面上提供载体膜的残留，特别是与进一步的清漆层一起)。对于层压系统，提供进一步的可能性，例如利用载体膜作为表面保护以及用于“第二表面”装饰，即将装饰用层布置在塑料模制品和载体膜之间。

在下文中，不论宏观成型如何，成形(Umformen)或模制(Formen)也是指出于二维或三维塑料模制部件的成型目的，为了为其在从模具脱出时提供改进的表面性质而必需的塑料基质的任何类型的运动。在此，基于使塑料基质变成可流动和因此可模制态的事实，通过针对各自的基质塑料的温度作用和/或施加压力而产生基质流动性。由此可产生塑料模制部件的更好表面品质。这优选通过下述事实确定：通过在根据本发明的方法中实现的基质分布使纤维复合半成品的表面(其具有低和高基质含量并因此基本上以不平坦性为特征)平整化，至少使得其与已知的包模成型法的表面相比在光学上明显改进。

这种制造根据本发明的塑料模制品的方法包括步骤：

a)提供至少一个基于至少一种纤维复合塑料的基体；

b)提供至少一个装饰膜；

c)加热所述至少一个基体；

d)在模具中接合所述至少一个基体和所述至少一个装饰膜。

由此获得具有至少一个由纤维复合塑料制成的基体和至少一个形成或覆盖塑料模制品的表面的至少一个区域的装饰膜的塑料模制品。

在此特别有利地，在步骤d)中，提供基体与装饰膜在模具中的联合成形。在此，可以同时实施这种联合成形，或交替地首先通过抽吸到模具内侧而将装饰膜预成形，然后通过闭合模具，与装饰膜一起进一步将基体成形。

特别适用于进行所述方法的是一种用于制造塑料模制品的模具，其具有第一半模和至少一个第二半模，在闭合状态下在它们之间形成与该塑料模制品的形状互补的型腔，其中面向型腔的模具表面的至少一个区域可在闭合模具时成形为用于将插入模具中的至少一个基体和插入模具中的至少一个装饰膜成形的成形表面，并且其中型腔的局部区域可成形为用于在整个表面上用一种或多种塑料配混物背部注塑，或将至少一个塑料元件注射到成形基体上，或成形基体的至少一个边缘区域的包覆模塑的模具空腔。

由此，获得兼具纤维复合塑料的优异机械性质以及经由装饰膜及其设计和/或功能特征改进的、有吸引力的和/或可功能化的表面设计的塑料模制品。由于与压力施加结合的在加热和成形过程中引入的热量，同时所述至少一个装饰膜与所述至少一个基体接合，因此可以有利地省略为此进行的单独操作步骤。

由于在同一周期中该模具也允许过注射以及背部注塑或包覆模塑以及注射附加塑料元件，因此可另外在该塑料模制品中引入由聚合物模制配混物制成的结构，其通过所述至少一个基体的简单成形不可能实现。

此外，该方法通过已接近轮廓地提供所述至少一个基体而可以实现材料的更有效利用。通过借助模具将至少两个工艺步骤(成形、功能元件的注塑和表面涂布)集成到单个制造步骤中，也可以节省能量和加工时间。

所述方法另外提供优于用于纤维复合塑料的表面精整的传统清漆涂装和清漆喷涂法的进一步优点。这些通常与多步方法序列相关联，其中实施几个清漆涂装步骤，例如阴极浸涂(CDC)、填料、底涂层和透明涂层的施加。通过在所述方法的范围内或借助所述模具的单步加工得到特别温和的方法，因为避免了由于单个的成型和涂布过程导致的塑料模制品的反复加热和/或压力施加。这也改进可由此获得的塑料模制部件的品质和可靠性。

这还伴随成本节省，特别是由于与现有技术相比降低的材料用量，归因于在所述模具中的单步加工和归因于减少的组件废料的降低的周期时间，这是因为与湿清漆涂装法相比已预先可检查到光学缺陷的装饰膜。

在此优选，该装饰膜作为卷材提供，因此可借助限定的薄膜进给技术作为连续材料传送经过模具。这使得更容易操作该装饰膜，因为根据本发明可优选省略使用单独的夹持工具等将该装饰膜插入模具。这能够实现缩短周期时间的操作比例。此外有利地，通过卷轴的开卷和卷取盘可以使装饰膜保持无皱并且如果必要，套准精确或位置精确地定位。

套准精度或配准精度是指两个或更多个元素和/或层相对于彼此的位置精度。在此，套准精度要在预定公差内变动并在此尽可能低。同时，几个元素和/或层相对于彼此的套准精度是提高工艺安全性的重要特征。在此特别可借助感觉上，优选光学上可检测的对准标记或规矩线实施位置精确的定位。这些对准标记或规矩线可在此代表特殊的单独元素或区域或层，或本身是要定位的元素或区域或层的一部分。

或者，该装饰膜可以在成形前通过冲压或裁切加工。

在此，该装饰膜可以完全切断，并在两个维度上被赋予与所需最终形状的展开图案对应的轮廓。或者，该装饰膜也可以仅穿孔并只有在模具中才完全切断。

该装饰膜可以在成形前施加到基体上，特别是通过卷对卷压花、压延或压塑。

如果首先将装饰膜冲切成所需形状，这特别是有利的。如果在加热前将装饰膜施加到基体上，则可以另外利用加热步骤产生装饰膜和基体之间的粘合剂接合或材料粘结的接合，其在要制造的塑料模制部件在模具中的冷却过程中凝固。在如此预先固定的装饰膜的情况下，随后可省略模具中用于该装饰膜的单独的固定元件，从而使装饰膜和基体的操作更容易，或甚至不用专门为操作装饰膜配备的模具就有可能实现塑料模制品的有利涂布。

或者，另外可以在模具中才通过冲压按照与所需三维最终形状的展开图案对应的轮廓要求那样将装饰膜按尺寸二维切割。

另外优选的是，所述至少一个基体作为薄片形式的半成品提供。这样的半成品(也称作有机片材)可容易切割成所需的最终轮廓，以致在切割过程中损失的材料很少。此外，片材形式的半成品特别容易操作，因此优选。有机片材是由塑料基质制成的轻质和刚性片材半成品，在其中嵌入长纤维或连续纤维，部分或完全浸透。纤维决定性地决定该复合材料的机械性质，如强度和刚度，而由至少一种塑料制成的塑料基质在纤维之间传递力，支撑纤维以抗弯曲并保护它们以防外部侵袭。一方面，该纤维可以以仅一个方向取向(单向，例如作为带材)，在两个方向上相互成直角布置(正交各向异性或平衡)，或相互以任何所需角度准各向同性放置。连续纤维的优点在于它们可以以高取向度很大拉伸地并由此更大量地引入塑料基质中。另一方面，它们使得力有可能仅经由纤维而在有机片材内的力传递点之间流动，这提高基于这样的有机片材/半成品的组件的机械性能。优选使用至少一种热塑性塑料作为塑料。

所述至少一个基体优选通过红外辐照、接触加热、在空气循环加热炉中或在模具内加热。由此以简单和能量有效的方式确保基体的均匀加热。

所述至少一个基体优选在闭合模具前加热。可以在模具中或在模具外，优选在模具中进行加热。

在此优选将所述至少一个基体加热到比要用于该纤维复合塑料的基质的塑料的熔点或玻璃化转变温度高0℃至100℃，优选10℃至50℃的温度。这使得基体有可能在后续方法步骤中可靠成形并使软化的塑料基质均匀流动。

此外，在此有利地将所述至少一个基体加热到100℃至300℃的温度，优选加热到160℃至280℃的温度，更优选加热到200℃至250℃的温度。

在此应该根据用于所述至少一个基体的塑料基质的各自塑料，优选热塑性塑料选择确切温度。

此外有利地，所述至少一个基体和所述至少一个装饰膜通过在模具的两个半模之间液压、气动或电施加压力而至少在局部互相接合。由此能够实现精确控制成形过程中的压力和变形度，从而获得具有高的材料和表面品质的塑料模制品。

进一步优选，该模具是温度受控的。这防止基体匆忙冷却，特别是在成形过程中，这会造成不良成形结果。可以在成形之前和/或过程中和/或之后实施温度控制。

在此优选，该模具等温加热到40℃至180℃，优选70℃至150℃，更优选80℃至120℃的温度。

或者，该模具可以是变温温控的，特别具有在所用聚合物的熔融温度以下0K至250K范围内的温度控制，加热或冷却梯度为1K/s至30K/s。在这一变体中，该温度控制可适应于成形方法，从而可防止收缩和翘曲或表面品质变差，例如通过塑料模制部件的不均匀收缩或缩小或膨胀。

进一步优选,借助施加到装饰膜上的对准标记和/或引入装饰膜中的压印标记将所述至少一个装饰膜在模具中套准精确地定位。为此，优选使用与工艺控制相连的传感器识别该标记。由此确保装饰膜和基体之间的准确相对位置，这是将装饰图形(其可任选在装饰膜上提供)套准精确地施加到基体上和防止由于不正确定位造成的废品所必需的。

此外有利地，通过夹紧装置和/或真空将所述至少一个基体和/或所述至少一个装饰膜在模具中固定。由此防止基体和/或装饰膜在模具中移位或滑动，从而保持所需定位。这样的夹持装置还允许，在水平模具的情况下，将基体或装饰膜定位在上半模中，或在垂直模具的情况下，确保基体或装饰膜在各半模中安全夹持。

特别优选的是，在附加步骤e)中，在整个表面上、在局部或在四周通过注塑将至少一个塑料结构模制到该塑料模制品上。该模制在此可以是或包括注塑，特别是背部注塑和/或注射和/或包覆模塑。由此可实现仅通过成形(Umformen)无法生成的附加结构元素。此外，由此可以包覆模塑所述至少一个基体的边缘区域，以使暴露出的或仅由于该成形才暴露出的无机或有机增强纤维可被该塑料结构包封。由此提供具有特别光滑边缘的塑料模制品。

如果在成形过程中至少在局部将表面结构引入所述至少一个基体中和/或引入塑料结构中和/或引入所述至少一个装饰膜中，也是有利的。这可通过模具中的相应的阴模(Matrize)实现。如果半模之一的内表面例如由未抛光的工具钢形成，可以生成亚光表面。也可通过在成形表面中具有相应负型结构的模具生成其它结构，例如可触觉感知的浮雕等。

在此优选该注塑在200℃至320℃，优选240℃至290℃，更优选240℃至270℃的温度下实施。

此外有利地，在10巴至2000巴，优选200巴至1500巴，更优选500巴至1300巴的压力下实施该注塑。

使该注塑过程的压力和温度在此取决于所用塑料配混物的类型以及要生成的塑料结构的几何尺寸。

该注塑特别优选在模具中实施。优选地，步骤d)和e)在这种情况下联合进行。

由此可以省略附加的注塑模具。这既降低设备支出，又降低生产时间和生产成本。

或者，还可以在单独的注塑模具中实施该注塑。

在这一变体中，例如，可以进一步使用现有注塑模具。

还优选在成形后和/或在注塑后将该塑料模制品冷却到150℃至0℃的温度，特别以1K/s至30K/s的冷却速率。

由此实现注射的塑料结构或整个塑料模制品的受控固化，以防止冷却过程中的翘曲等。

此外优选，在成形后和/或在注塑后，从装饰膜上剥离载体层片。这种载体层片可在加工过程中保护装饰膜，从而实现特别好的表面品质。任选地，也可以仅在塑料模制部件的最终加工过程中，例如仅在其装入后才剥离载体层片。

在此有利地使用具有厚度为5微米至250微米，优选12微米至50微米的由PET制成的载体层片的装饰膜。

还优选所述至少一个基体具有至少一个由在热塑性塑料基质中的连续纤维和/或长纤维和任选短纤维制成的片材层片(ldelage)。

所述至少一个片材层片优选是纺织物和/或稀松织物和/或垫和/或无纺材料和/或针织织物和/或网(Geflechte)和/或单向排列的面料，例如UD带(UD＝单向)。

优选使用无机材料，特别是硅酸盐或非硅酸盐玻璃、碳、硼、芳族聚酰胺、碳化硅、金属、金属合金、金属氧化物、金属氮化物、金属碳化物和硅酸盐，以及有机材料，特别是天然或合成聚合物，优选聚酯、聚酰胺和天然纤维，特别是棉或纤维素及其组合作为纤维材料。

要使用的增强纤维优选为至少10毫米长至连续增强纤维，其中后者可作为单纤维、粗纱、束、纱线、合股线或绳的形式存在。

单根长丝优选具有0.5微米至25微米的直径。

连续增强纤维是指长度通常超过50毫米的那些，尤其是长度大致相当于各自的复合材料的纵向跨度的那些。

但是，在一个实施方案中，也可以使用各种纤维材料的组合。

这样的片材层片赋予所述至少一个基体所需机械性质。它们的结构可适应于该塑料模制品的预期荷载，以使该塑料模制品具有对于实际荷载条件最佳的强度和/或刚度。

该片材层片在此不形成任何与塑料基质分开的层，而是被塑料基质渗透，以使纤维和塑料形成一体部件。

特别有利地，所述至少一个片材层片是或包含由玻璃纤维和/或碳纤维和/或芳纶纤维和/或天然纤维制成的纺织物和/或稀松织物和/或垫和/或无纺材料。

根据应用情况，不同的纤维材料和不同类型的片材层片可以自由地互相组合以实现该塑料模制品的每种情况下最优化的结构。

优选地，所述至少一个片材层片在此具有5克/平方米至3000克/平方米，优选100克/平方米至900克/平方米，特别优选150克/平方米至400克/平方米的单位面积重量。

此外有利地，该基体具有最多100个片材层片，优选2至40个片材层片，特别优选2至10个片材层片。

在此也根据预期的荷载条件和根据基体的所需层厚度选择片材层片数。

在此适宜地，所述至少一个基体具有0.05毫米至6毫米，优选0.1毫米至2毫米，特别优选0.5毫米至1.5毫米的材料厚度，按体积计的纤维含量为25％至85％，优选35％至65％，特别优选45％至55％。

该纤维复合塑料的塑料基质含有至少一种塑料，优选至少一种热塑性塑料作为必要成分。至少一种热塑性塑料优选选自聚烯烃、乙烯基聚合物、聚丙烯酸酯、聚酰胺、聚氨酯、聚脲、聚酰亚胺、聚酯、聚醚、聚苯乙烯、聚乙内酰脲、聚苯醚、聚芳硫醚、聚砜、聚碳酸酯、PMMA、SAN、TPO、TPU和POM。

优选的乙烯基聚合物应该选自聚卤乙烯、聚乙烯基酯、聚乙烯基醚。

优选的聚酰胺应该选自PA 66、PA 6和PA 12。

特别优选地，选择选自PA 66、PA 6、PA 12、PPA、PP、PPS、TPU和PC的至少一种热塑性塑料用于该纤维复合塑料的塑料基质。

相当特别优选地，至少一种热塑性塑料选自TPU、PA 6和PC。

特别优选对该纤维复合塑料的塑料基质使用至少一种阻燃形式的热塑性塑料。热塑性塑料也可以以多种多样的相互组合使用，优选使用PC/ABS的组合。

在一个优选实施方案中，所述至少一个基体被至少一个层，特别是至少一个无纤维的塑料层和/或可实现电功能的层覆盖。

可由此进一步适应性调节该塑料模制品的性质。附加塑料层可优化该基体的机械性质。功能层可将附加功能(例如电子或光学类型)引入基体。

所述至少一个覆盖层优选含有与所述至少一个基体相同的塑料，优选热塑性塑料。

优选地，所述至少一个装饰膜包含至少一个清漆层，特别由任选经自由基(radikalisch)交联的粘结剂，例如丙烯酸酯、氮丙啶、聚氨酯、聚酯、聚碳酸酯、硝化纤维素或这些物质的混合物制成。此类清漆层代表实现装饰的最简单可能性。该清漆层在此可以是透明、半透明或不透明的并在此在每种情况下是有色或无色的。该清漆层可存在于整个表面上或仅部分存在。该清漆层可产生光学和非光学活性两种技术功能效应。

在一个特别简单的实施方案中，这种清漆层本身可充当粘合剂层，由此可利用在该方法中存在或引入的热量产生与基体的接合。装饰膜在这种情况下因此仅是单层的。

所述至少一个清漆层在此优选具有2微米至15微米的层厚度。

在另外优选的实施方案中，该装饰膜包含至少一个底漆层，特别由丙烯酸酯、PVC、氯化聚烯烃或这些物质的混合物制成。

该底漆层优选在此位于清漆层和基体之间。这使得有可能例如实现施加如下的清漆层，其材料与基体材料不相容的方式使得它们能够直接粘附地互相接合。

所述至少一个底漆层优选具有1微米至4微米的层厚度。

进一步优选，所述至少一个底漆层和/或所述至少一个清漆层包含着色剂，特别是彩色或非彩色颜料和/或效果颜料、薄膜层系、胆甾型液晶、染料和/或金属或非金属纳米粒子。

可由此实现各种装饰。着色剂在此不必须均匀存在于各层中，而是也可在其平面延伸上变化并因此形成图形。清漆层和底漆层的着色剂在此也可互相补充，从而可实现复杂设计。

在此优选，所述至少一个清漆层和/或所述至少一个底漆层具有5％至40％的着色度。

在进一步优选的实施方案中，该装饰膜具有至少一个透明清漆层，特别具有任选经自由基交联的粘结剂，例如丙烯酸酯、三聚氰胺、氮丙啶、聚氨酯、聚酯、聚碳酸酯、硝化纤维素或这些物质的混合物。在成品塑料模制品中，这种透明清漆层优选形成外表面并因此用于向外密封装饰膜，从而例如保护其免受机械或化学影响。

所述至少一个透明清漆层在此优选具有3微米至10微米的层厚度。

进一步优选，该装饰膜包含可剥离载体层，其特别由PET制成。在该装饰膜的加工过程中，这种载体层形成其背向基体的表面并在加工过程中保护和稳定该装饰膜。可在该塑料模制品完成后或也可仅在其装入其最终安装位置后才除去该载体层，并借此提供将干清漆上的薄层组作为转移层片转移到模制部件表面上的可能性，由此该转移层片可通过粘合和/或材料接合形成粘附的接头。

该载体层在此优选具有5微米至250微米，优选12微米至50微米的层厚度。

还优选，该装饰膜包含至少一个剥离层，其特别由三聚氰胺、PE、巴西棕榈蜡、PTFE、纤维素制成。

此类剥离层在此优选布置在载体层片和该装饰膜的附加层之间并允许从其上无残留和无损伤地剥离该载体层片。

所述至少一个剥离层在此优选具有0.5微米至3微米的层厚度。

另外适宜地，该装饰膜包含至少一个粘合剂层，其特别由丙烯酸酯、PVC、氯化聚烯烃或这些物质的混合物制成。

该粘合剂层用于将装饰膜与基体接合并因此在将装饰膜粘贴到基体上之前构成该装饰膜的表面。该粘合剂层的材料组成在此取决于基体的材料组成，从而在加热或成形过程中形成装饰膜和基体之间的牢固接合。

所述至少一个粘合剂层在此优选具有1微米至5微米的层厚度。

另外适宜地，该装饰膜包含至少一个复制层，其特别由丙烯酸酯制成，在其中引入表面浮雕。

通过具有这样的浮雕结构的复制层，可以实现各种光学效应，特别是光学可变的效应，以及功能效应，例如触觉或触感性质或接受或排斥液体的性质。特别地，通过复制层的差异性成形结构，可以带来装饰膜的不同光泽度，其从高光泽，经亚光泽(matt)，直到消光或有光泽的拉丝结构(Bürststrukturen)。特别地，可通过复制以及借助特殊拉丝工具将所提到的拉丝结构引入复制层中。

所述至少一个复制层在此优选具有0.3微米至3微米，优选0.5微米至1.5微米的层厚度。

在此特别适宜的是，所述至少一个复制层的表面浮雕形成至少一个光学可变元素，特别是全息图、或、优选线性或交叉正弦衍射光栅、线性或交叉单步或多步矩形光栅、零级衍射结构、不对称浮雕结构、闪耀光栅、优选各向同性或各向异性亚光结构或光衍射和/或光折射和/或光聚焦微米或纳米结构、二元或连续菲涅耳透镜、二元或连续菲涅耳自由曲面、微棱镜结构或它们的组合结构。

可由此实现各种有吸引力的设计，它们另外难以仿制。

在进一步优选的实施方案中，该装饰膜包含至少一个反射层，其特别由金属制成，优选由铝、银、金、铬、锡或它们的合金或氧化物制成，和/或由具有高折光指数的材料制成，特别由ZnS或TiO₂制成。

此类层也可部分存在并因此本身形成图案或图形。此外，反射层也可用于使复制层中的衍射或折射浮雕结构可见或改进它们的对比度，以及实现指定光泽度。

在此适宜地，所述至少一个反射层具有10纳米至200纳米，优选10纳米至50纳米，特别优选15纳米至35纳米的层厚度。

此外，该装饰膜优选具有至少一个功能层，特别是电功能层。例如，在此它们可以是形成电路，如天线结构、耦合面、LED基显示元件、触摸传感器功能、电磁场屏蔽等的功能层。除有吸引力的设计外，由此还可集成功能元件，以使这样的塑料模制部件也可例如用作仪器的控制面。

在一个特别优选的实施方案中，该塑料模制品包含至少一个塑料结构，其由于机械稳定性原因，可以在整个表面上背部注塑，或为了特定塑料元件的功能整合而部分注射，或为了平滑化和/或至少在局部密封边缘区域而包覆模塑。优选地，为此使用与作为必要组分包含在基体中的材料相同的塑料，优选热塑性塑料。可由此确保该塑料结构与基体之间的牢固接合。

或者，可以使用适合与至少一种在基体中所含的热塑性塑料形成粘附接合的热塑性塑料。在进一步实施方案中，可经证实有利的是，用至少两种具有不同性质的热塑性塑料借助注塑法通过结合上述技术(背部注塑、注射和包覆模塑)制造该塑料结构，以例如实现塑料模制品的特定区域的不同着色或在塑料模制品上整合附加密封元件。

优选用于该注塑的热塑性塑料选自聚烯烃、乙烯基聚合物、聚丙烯酸酯、聚酰胺、聚氨酯、聚脲、聚酰亚胺、聚酯、聚醚、聚苯乙烯、聚乙内酰脲、聚苯醚、聚芳硫醚、聚砜、聚碳酸酯、PMMA、SAN、TPO、TPU和POM。

优选的乙烯基聚合物应该选自聚卤乙烯、聚乙烯基酯、聚乙烯基醚。

优选的聚酰胺应该选自PA 66、PA 6和PA 12。

特别优选地，对于注塑，至少一种热塑性塑料选自PA 66、PA 6、PA 12、PPA、PP、PPS、TPU和PC。

相当特别优选地，对于注塑，至少一种热塑性塑料选自TPU、PA 6和PC。

由此可实现仅通过基体的成形无法制造的结构，因为无法实现必要的成形度或通过成形无法实现相应的底切。

此外，优选所述至少一个塑料结构的材料含有添加剂，特别是玻璃、碳或天然纤维(优选填充度为20m％至60m％(m％＝质量百分比))、铜、氧化铝、石墨、流动性改进剂、UV稳定剂、阻燃剂、发泡剂、用于消散静电荷或用于形成导电通路的试剂。

此类添加剂可赋予该塑料结构附加的视觉、机械、化学或功能性质。

此外适宜地，所述至少一个塑料结构的材料包含着色剂，特别是彩色或非彩色颜料和/或效果颜料、薄膜层系、胆甾型液晶、染料和/或金属或非金属纳米粒子。

由此，该塑料结构也可以在光学上适应于其余塑料模制品的外观。

所述至少一个塑料结构进一步优选包围所述至少一个基体的一个或多个边缘区域。

所述至少一个基体的伸出的纤维或通过该成形暴露出的纤维可由此包封在该塑料结构中，从而获得该塑料模制品的光滑的、光学上和触觉上有吸引力的边缘。

此外优选，所述至少一个塑料结构包含增强元件，特别是肋状体或拱顶，和/或固定元件，特别是夹具、锁钩、弹簧钩、托架、螺口、锁口、弹簧、凹槽等。

这有利地能够实现将该塑料模制品连接到附加组件上而不需要单独的固定装置，和/或进一步有助于该塑料模制品的机械稳定化。

该注塑模具的至少一个半模进一步优选具有至少一个用于将注塑配混料注射到模具空腔中的流道。这优选是热流道或冷流道。在冷流道中，该注塑配混料固化并且不得不随成品塑料模制品取出并随后或在取出过程中已与其分离。在热流道中，可注塑的塑料配混物被加热，以致其不会固化并留在模具中。在此可以省略随后从工件上分离流道系统，但这种解决方案在设备方面更昂贵并且可能在流道系统中需要附加的阀。

所述至少一个流道进一步优选包含可相对于型腔位移的元件，借此可以穿透装饰膜的伸出基体的局部区域。这能够实现将塑料配混物也从装饰膜的侧面注射到装饰膜与基体之间的区域中。

此外有利地，至少一个半模具有用于基体和/或装饰膜的固定装置，特别是夹紧装置和/或抽吸装置。基体和装饰膜可由此固定在模具中，从而确保各自部件的可靠定位。

在进一步优选的实施方案中，至少一个半模包含用于密封型腔的密封元件。这能够实现保持型腔中的负压或真空。一方面，这可用于将装饰膜和/或基体固定在模具中，另一方面也可通过型腔的抽真空防止在成形过程中损害光学品质的空气夹带。

此外优选，至少一个半模包含用于将该装饰膜的局部区域分离和/或穿孔的冲压装置。由此，可以省略单独的冲压工具并可将该装饰膜作为卷材输送到模具中。优选随后在闭合半模时将装饰膜冲压成所需形状。

另外适宜地，至少一个半模包含用于引入型腔的材料的温度控制的温度控制装置，特别是至少一个温度控制介质通道和/或至少一个电温度控制装置。可由此适当地影响在成形过程中的基体温度和/或在注塑过程中的塑料配混物温度，使得防止过早冷却并实现特别好的成形和原始成形品质。

在进一步优选的实施方案中，至少一个半模包括至少一个可相对于模具空腔运动并可插入其中的滑阀。可由此在被注射的塑料结构中实现底切。

此外，至少一个半模优选包含至少一个用于推出成品塑料模制部件的推出元件，特别是推杆。这使得有可能从模具中简单取出成品塑料模制品。

另外适宜地，该模具包含电、液压或气动压塑装置，借此可使半模向彼此移动并互相压紧。

该压塑装置的独立的力发生元件有利地可单独控制。可由此精确控制半模的相对运动并可精确控制成形过程中的接触压力。

此外，在成形表面的区域中模具的拔模斜度优选具有大于2°的角度。

在此也适宜的是，在成形表面的区域中模具的内半径大于基体的厚度。

此外，在成形表面的区域中模具的外半径优选大于在成形表面的区域中模具的内半径和基体厚度的总和。

同样有利地，在模具空腔区域中模具的拔模斜度具有大于0.5°的角度。这些几何参数使得成品塑料模制品有可能毫无问题地脱模。

在进一步优选的实施方案中，该成形表面至少在局部具有各向同性或各向异性表面结构。可由此控制成品塑料模制品的外观并例如生成亚光表面或特定的触觉结构。

此外优选，该模具包含用于相对于模具传送装饰膜的传送装置。这使装饰膜有可能作为卷材特别简单地加工，以致不需要附加夹具等。

附图说明

现在参考实施例更详细解释本发明。在其中：

图1显示用于制造塑料模制品的一个实施例的基体的示意性剖视图；

图2显示用于制造塑料模制品的一个实施例的装饰膜的示意性剖视图；

图3显示具有根据图1的基体和根据图2的装饰膜的塑料模制品的一个实施例的示意性剖视图；

图4显示用于制造塑料模制品的方法的一个实施例的方法步骤的示意图；

图5显示用于制造塑料模制品的模具的两个实施例的示意图；

图6显示用于制造塑料模制品的方法的另选实施例的方法步骤的示意图；

图7显示用于制造塑料模制品的方法的再一另选实施例的方法步骤的示意图。

为了制造涂覆的、纤维增强的塑料模制品，首先提供至少一个由纤维增强塑料制成的基体1。所述至少一个基体1包含至少一个由在热塑性塑料基质中的连续纤维和/或长纤维制成的片材层片。

这样的片材层片赋予所述至少一个基体1所需机械性质。它们的结构可适应于该塑料模制品的预期荷载，以使该塑料模制品具有对于实际荷载条件最佳的强度和/或刚度。

该片材层片在此不形成任何与塑料基质分开的层，而是被塑料基质渗透，以使纤维和塑料形成一体部件。

所述至少一个片材层片特别有利地是或包含由玻璃纤维和/或碳纤维和/或芳纶纤维和/或天然纤维制成的纺织物和/或稀松织物和/或垫和/或无纺材料。

根据应用情况，不同的纤维材料和不同类型的片材层片可以自由地互相组合，以实现该塑料模制品的每种情况下最优化的结构。

优选地，在此所述至少一个片材层片具有5克/平方米至3000克/平方米，优选100克/平方米至900克/平方米，特别优选150克/平方米至400克/平方米的单位面积重量。

此外，所述至少一个基体有利地具有最多100个片材层片，优选2至40个片材层片，特别优选2至10个片材层片。

在此也根据预期的荷载条件和根据基体1的所需层厚度选择片材层片数。

所用纤维层片优选具有相同的单位面积重量并由相同的纤维类型制成。但是，也可以使用各种纤维材料的组合。优选的纤维材料是各种类型的硅酸盐和非硅酸盐玻璃、碳、硼、碳化硅、金属、金属合金、金属氧化物、金属氮化物、金属碳化物和硅酸盐，以及各种有机材料，优选天然或合成聚合物，优选聚丙烯腈(Polyacrylnitride)、聚酯、超高拉伸的聚烯烃纤维、聚酰胺、聚酰亚胺、芳族聚酰胺、液晶聚合物、聚苯硫醚、聚醚酮、聚醚醚酮、聚醚酰亚胺、棉和纤维素。

在一个实施方案中，将外层片中的碳纤维纺织物和中间层片中的玻璃纤维层片组合。此外，具有不同单位面积重量的层片的组合也有可能。在这样的复合材料的情况下，中心对称是非常重要的。中心对称在本发明的意义内是指各层片的尺寸和布置使得各层片的任选不同的机械性质以及任选不同的、依赖于温度的膨胀和收缩行为不会导致在一个平面上平坦制成的塑料模制品在温度作用下翘曲并变得不平整，或在组件上受到弯曲荷载的情况下可沿相同弯曲轴测得依赖于弯曲方向的不同稳定性。

在此适宜的是，所述至少一个基体1具有0.05毫米至6毫米，优选0.1毫米至2毫米，特别优选0.5毫米至1.5毫米的材料厚度，按体积计的纤维含量为25％至85％，优选35％至65％，特别优选45％至55％。

优选对该纤维复合塑料的塑料基质使用至少一种阻燃形式的热塑性塑料。热塑性塑料也可以以多种多样的相互组合使用，优选使用PC/ABS的组合。也可以使用所提到的塑料的组合。

在一个优选实施方案中，基体1被至少一个层，特别是至少一个无纤维的塑料层和/或可实现电功能的层覆盖。可由此进一步适应性调节该塑料模制品的性质。附加塑料层可最优化基体1的机械性质。功能层可将附加功能(例如电子或光学类型)引入基体1。

在进一步加工之前，浸渍并固结基体1。浸渍是指完全润湿所有纤维，固结是指挤出(Exprimieren)经热塑性塑料的熔体夹带的空气。浸渍和固结过程因此依赖于参数：温度、压力和时间。

优选地，“固结的”在本发明的意义内是指在纤维复合材料中存在小于10体积％的空气比例。

纤维的浸渍取决于所用塑料，特别是热塑性塑料的粘度。因为热塑性塑料熔体通常具有高粘度，纤维的浸渍依赖于高压力和/或温度和时间。

为实现最佳机械性质，除固结外，还必须用基质的热塑性塑料尽可能完全浸渍长丝。这两种性质都可以通过测定机械特征值测量，特别是拉伸强度。在塑料的情况下根据ISO 527-4或-5的拉伸试验(一种准静态的破坏性测试方法)用于测定拉伸强度。优选使用的热塑性纤维复合材料因此具有250至2000MPa的根据ISO 527-4或-5的拉伸强度，取决于所用纤维。

在完全浸渍和完全固结的形式中，该面料的纤维具有赋予基体1强度和刚度的任务，而基质，与更脆性的纤维相比，对整个复合材料的断裂伸长率具有正面影响。通过例如纺织物形式的纤维的不同取向，可以对抗特定荷载条件而起作用(各向异性)。可以例如通过利用无规纤维无纺材料实现各向同性。

除基体1外，还提供装饰膜2。此类装饰膜的一个实施例显示在图2中。装饰膜2包含载体层片21、剥离层22、保护层23、装饰层片24和粘合剂层25。除装饰层片24外的所有层在此都是任选的。

载体层片21可从装饰膜上剥离并优选由PET制成，其具有5微米至250微米，优选12微米至50微米的层厚度。在装饰膜2的加工过程中，这种载体层片21形成其背向基体1的表面并在加工过程中保护和稳定装饰膜2。可在该塑料模制品完成后或也可仅在其装入其最终安装位置后才除去载体层片21。

为了便利于载体层片21的剥离，提供剥离层22，其特别由三聚氰胺、PE、巴西棕榈蜡、PTFE或纤维素构成并优选具有0.5微米至3微米的层厚度。

保护层23优选作为透明清漆层形成，特别由任选经自由基交联的粘结剂，例如丙烯酸酯、三聚氰胺、氮丙啶、聚氨酯、聚酯、聚碳酸酯、硝化纤维素或这些物质的混合物制成。

在成品塑料模制品中，这种透明清漆层优选形成外表面并因此用于向外密封装饰膜2，从而例如保护其免受机械或化学影响。

保护层23在此优选具有3微米至10微米的层厚度。

装饰层片24形成该塑料模制品的实际装饰。其可以在此由单层或多层构成。

装饰层片24优选包含至少一个清漆层，特别是任选含有经自由基交联的粘结剂，例如丙烯酸酯、氮丙啶、聚氨酯、聚酯、聚碳酸酯、硝化纤维素或这些物质的混合物。这样的清漆层代表实现装饰的最简单可能性。

在一个特别简单的实施方案中，这一清漆层本身可充当粘合剂层，由此在加热基体1时产生与基体1的接合。装饰膜2的清漆层在这种情况下因此仅是单层的。

所述至少一个清漆层在此优选具有2微米至15微米的层厚度。

在进一步优选的实施方案中，装饰层片24包含至少一个底漆层，特别由任选经自由基交联的粘结剂，例如丙烯酸酯、PVC、氯化聚烯烃或这些物质的混合物制成。

该底漆层在此优选位于清漆层和基体1之间。这使得有可能例如实现施加这样的清漆层，其材料与基体1的材料不相容。

所述至少一个底漆层优选具有1微米至4微米的层厚度。

进一步优选，所述至少一个底漆层和/或所述至少一个清漆层包含着色剂，特别是彩色或非彩色颜料和/或效果颜料、薄膜层系、胆甾型液晶、染料和/或金属或非金属纳米粒子。

可由此实现各种装饰。着色剂在此不必须均匀存在于各层中，而是也可在其平面延伸上变化并因此形成图形。清漆层和底漆层的着色剂在此也可互相补充，从而可实现复杂设计。

在此优选，所述至少一个清漆层和/或所述至少一个底漆层具有5％至40％的着色度。

此外适宜地，装饰层片24包含至少一个复制层，其特别由丙烯酸酯制成，在其中引入表面浮雕。

通过具有这样的浮雕结构的复制层，可以实现各种光学，特别是光学可变的效应，以及功能效应，例如触觉或触感性质，或接受或排斥液体的性质。

在此，所述至少一个复制层优选具有0.3微米至3微米，优选0.5微米至1.5微米的层厚度。

在此特别适宜的是，所述至少一个复制层的表面浮雕形成至少一个光学可变元素，特别是全息图、或、优选线性或交叉正弦衍射光栅、线性或交叉单步或多步矩形光栅、零级衍射结构、不对称浮雕结构、闪耀光栅、优选各向同性或各向异性的亚光结构或光衍射和/或光折射和/或光聚焦微米或纳米结构、二元或连续菲涅耳透镜、二元或连续菲涅耳自由曲面、微棱镜结构或它们的组合结构。

可由此实现各种有吸引力的设计，它们另外难以仿制。

在进一步优选的实施方案中，装饰层片24包含至少一个反射层，其特别由金属制成，优选由铝、银、金、铬或它们的合金制成，和/或由具有高折光指数的材料制成，特别由ZnS或TiO₂制成。

此类层也可部分存在并因此本身形成图案或图形。此外，反射层也可用于使复制层中的衍射或折射浮雕结构可见或改进它们的对比度。

在此适宜的是，所述至少一个反射层具有10纳米至200纳米，优选10纳米至50纳米，特别优选15纳米至35纳米的层厚度。

此外，装饰层片24优选具有至少一个功能层，特别是电功能层。在此例如，它们可以是形成电路，如天线结构、耦合面、LED基显示元件、触摸传感器功能、电磁场屏蔽等的功能层。除有吸引力的设计外，由此还可集成功能元件，以使这样的塑料模制部件也可例如用作仪器的控制面。

装饰膜的粘合剂层25特别由ABS、PC或其组合构成并具有1微米至5微米的层厚度。

粘合剂层25用于将装饰膜2与基体1接合并因此在将装饰膜2粘贴到基体1上之前构成装饰膜2的表面。粘合剂层25的材料组成在此取决于基体1的材料组成，从而在加热或成形过程中可形成装饰膜2和基体1之间的牢固接合。

在将装饰膜2施加到基体1上之后，这两个部分经由粘合剂层25牢固接合。现在可剥离载体层片21，从而获得根据图3的成品塑料模制部件3。

图2中所示的装饰膜2的实施例在此仅作为示例理解。其它层序和层组成也有可能，特别是多层结构以及各层仅部分施加的结构。

在另选实施例中，着色的清漆层可同时发挥粘合剂层的功能。在此不提供单独的保护层。这样的装饰膜2因此不是对所有用途都足够耐磨。

例如，在此可以使用基于PVC、丙烯酸酯(和这些的混合物)的清漆，其具有5至15微米的层厚度和30％至75％的着色度。此类装饰膜2优选施加到基于ABS、ABS/PC、PC/ABS、PC、PP、PMMA、SAN、聚苯乙烯、TPO、TPU、POM或PA的基体1上。

在进一步实施方案中，具有大约5微米层厚度和大约40％着色度的由丙烯酸酯制成的第一颜色层可以与具有大约5微米层厚度和大约50％着色度的由丙烯酸酯/PVC制成的第二颜色层组合。优选用于此的基底材料是ABS。

也可以完全省略着色的层。透明或半透明(任选半透明染色的)的保护性清漆层23在此同时发挥粘合剂层的功能。不提供单独的装饰层片24。基体1因此在每种情况下透过装饰膜2可见。

具有3微米至10微米的层厚度的基于丙烯酸酯或聚氨酯(或这些的混合物)的保护性清漆层23在此是优选的。优选的基底材料，因此基体的塑料基质，在此是ABS、ABS/PC、PC/ABS、PC、PMMA、SAN、聚苯乙烯、TPO、TPU或POM。

透明的保护性清漆层23也可以与至少一个附加粘合剂层25组合。至少一个粘合剂层25在此优选用颜料和/或染料(任选半透明地)染色并同时发挥装饰层的功能。

透明清漆层23在此由任选经自由基交联的粘结剂，例如丙烯酸酯、三聚氰胺、氮丙啶、聚氨酯、聚酯、聚碳酸酯、硝化纤维素和这些物质的混合物构成，其层厚度为3微米至10微米并且没有着色。

附加底漆可以由丙烯酸酯、PVC、氯化聚烯烃(和这些的混合物)构成并优选具有大约1微米至4微米的层厚度和5％至35％的着色度。

优选的基质材料在此是ABS、ABS/PC、PC/ABS、PC、PP、PMMA、SAN、聚苯乙烯、TPO、TPU、POM或PA。

在另一个实施例中，剥离层22由PE/纤维素混合物构成，其具有大约0.5微米的层厚度。第一透明清漆层由UV固化性的三聚氰胺交联的丙烯酸酯构成，其具有大约5微米的层厚度。第二透明清漆层由UV固化性的三聚氰胺交联的丙烯酸酯构成，其具有大约1微米的层厚度。此外，在此还提供由PVC制成的具有大约1微米的层厚度和大约15％的着色度的底漆。优选的基底是ABS/PC。

在图4中，显示用于制造涂覆的塑料模制品3的方法的一个实施例。

在此，基体1首先在加热装置4中加热。这优选通过红外辐照、接触加热、在空气循环加热炉中或在模具5本身内实现。由此以简单和能量有效的方式确保基体1的均匀加热。

在此优选将基体1加热到比该纤维复合塑料的塑料基质的熔点高0℃至100℃，优选10℃至50℃的温度。这使得基体有可能在后续方法步骤中可靠成形并使软化的塑料基质均匀流动。

此外，在此有利地将基体1加热到100℃至300℃，优选160℃至280℃，更优选200℃至250℃的温度。在此应该根据基体的各自塑料基质选择确切温度。

在加热后，将基体1转移到模具5中。这可以例如借助带有夹具、抽吸装置等作为操纵器的工业机器人实施。

模具5包括可相对彼此移动的两个半模51、52。半模51、52形成成形表面53、54，它们界定成形的基体1的最终轮廓。带有其成形表面53、54的半模51、52的布置也可以不同于图4以颠倒的顺序存在。此外，该模具包括温度控制介质通道55，借此可调节半模的温度。

借助输送装置56，将装饰膜2输送到模具5中，在此其可借助夹紧框57或也可通过施加真空优选固定到半模51或另选也可固定到半模52上。密封件58在此以真空密闭方式密封模具5。

在此优选，装饰膜2借助对准标记和/或压印标记定位在模具5中。由此确保装饰膜2和基体1之间的准确相对位置，从而可防止由于不正确定位造成的废品。

在已插入基体1和装饰膜2后，通过在模具5的两个半模51、52之间液压、气动或电施加压力而将基体1和装饰膜2成形。由此能够实现精确控制成形过程中的压力和成形程度，从而获得具有高的材料和表面品质的塑料模制品3。

在利用具有水平取向的模具分离平面的模具5(即可垂直移动的半模51、52且半模51的定位在下方，半模52在其上方)的情况下，也可以在贴着半模51导引装饰膜2时将基体1直接插入或置于半模51上。装饰膜2在这一变体中可在基体1和半模52之间布置在插入的基体1上方。

模具5优选在成形过程中借助温度控制介质通道55控制温度。这防止基体在成形过程中在表面上太快冷却，其可能会造成不良成形结果。

在此优选，模具5在成形过程中等温温控到40℃至180℃，优选70℃至150℃，更优选80℃至120℃的温度。

或者，模具5可以在成形过程中变温温控，特别采用在聚合物的熔融温度以下0K至250K的温度控制，加热梯度为1K/s至30K/s。

在这一变体中，该温度控制可适应于成形法，从而可防止翘曲或表面品质变差，例如通过工件的不均匀收缩或膨胀导致的那些。

还优选在成形过程中至少在局部将表面结构引入基体1和/或装饰膜2中。

这可通过模具5中的相应的阴模实现。如果半模51、52之一的内表面例如由未抛光的工具钢形成，则可以产生亚光表面。也可通过在成形表面中具有相应负型结构的模具5产生其它结构，例如可触觉感知的浮雕等。

在成形后，另外还可以将塑料结构31向塑料模制部件3上在整个表面上背部注塑或部分注射，或可以以密封方式包覆模塑边缘区域。为此，该模具包括流道系统59，其未显示在图4中。流道系统的设计的实例显示在图5A和5B中。

如图5A所示，流道592可布置在下半模52(在其中插入基体1)中。或者，如图5B中所示，流道592也可布置在上半模51(装饰膜2贴着其铺设)中。

在这两种情况下，在此都将熔融塑料配混物经流道592导入模具的型腔593，在此其与塑料模制品3接触固化。

由此可实现仅通过成形无法生成的附加结构元件31。此外，由此可以包覆模塑基体1的边缘区域，以使伸出的塑料纤维可被塑料结构31包封。由此提供具有特别光滑边缘的塑料模制品。

在此，PC、PP、TPU、PA或其混合物优选用于该注塑。注射的塑料的选择特别取决于基体的塑料基质的材料。在此适宜的是，所述至少一个塑料结构31由与基体1的塑料基质相同的塑料构成。或者，可以使用适合与至少一种在基体1中所含的热塑性塑料形成粘附的接合的热塑性塑料。

由此可确保塑料结构31和基体1之间的牢固接合。在另一备选方案中，可证实有利的是，用至少两种塑料，优选热塑性塑料，借助注塑法通过结合上述技术(背部注塑、注射和包覆模塑)制造塑料结构31，以例如实现塑料模制品3的特定区域的不同着色或在塑料模制品3上整合附加密封元件。

在此优选，该注塑在200℃至320℃，优选240℃至290℃，更优选240℃至270℃的温度下实施。此外，该注塑有利地在10巴至2000巴，优选200巴至1500巴，更优选500巴至1300巴的压力下实施。

该注塑过程的压力和温度在此取决于所用塑料配混物的类型以及要生成的塑料结构31的几何尺寸。

还优选在成形后和/或在注塑后将塑料模制品3冷却到150℃至0℃的温度，特别以1K/s至30K/s的冷却速率。

由此实现注射的塑料结构31或整个塑料模制品3的受控固化，从而防止在冷却过程中的翘曲等。

此外，所述至少一个塑料结构31的材料优选含有添加剂，特别是玻璃、碳或天然纤维、铜、氧化铝、石墨、流动性改进剂、UV稳定剂、阻燃剂、发泡剂、用于消散静电荷或用于形成导电通路的试剂。此类添加剂可赋予塑料结构31附加的视觉、机械、化学或功能性质。

此外适宜的是，所述至少一个塑料结构31的材料包含着色剂，特别是彩色或非彩色颜料和/或效果颜料、薄膜层系、胆甾型液晶、染料和/或金属或非金属纳米粒子。塑料结构31因此也可以在光学上适应于其余塑料模制品3的设计。

所述至少一个塑料结构31进一步优选包围基体1的边缘区域。由此可将基体1的伸出的纤维包封在塑料结构31中，从而获得塑料模制品3的光滑的、光学上和触觉上有吸引力的边缘。

此外，所述至少一个塑料结构31优选包含增强元件，特别是肋状体或拱顶，和/或固定元件，特别是夹具、锁钩、弹簧钩、托架、螺口、锁口、弹簧、凹槽等。

这能够实现将塑料模制品3与附加组件接合而不需要单独的固定装置，和/或进一步有助于塑料模制品3的机械稳定化。

在注射的塑料结构31冷却后，最后将成品塑料模制品3脱模。为了能够实现无问题的脱模，适宜的是在成形表面53、54的区域中模具5的拔模斜度具有大于2°的角度。在此也适宜的是，在成形表面53、54的区域中模具5的内半径大于基体的厚度。此外，在成形表面53、54的区域中模具5的外半径优选大于在成形表面53、54的区域中模具5的内半径和基体1厚度的总和。

同样有利地，在型腔593区域中模具5的拔模斜度具有大于0.5°的角度。

这些几何参数使得成品塑料模制品有可能毫无问题地脱模。

在图6和7中，显示用于制造塑料模制品3的方法的两个备选实施例。

根据图6的实施例与上文解释的实施例的区别仅在于，在单独模具6中成形之前装饰膜2已与基体1接合。这特别可通过卷对卷压花、压延或压塑实现。

如果首先将装饰膜2冲切成所需形状，这特别有利。如果在加热前将装饰膜2施加到基体1上，则可以另外利用加热步骤制造装饰膜2和基体1之间的牢固接合。在由此预先固定的装饰膜2的情况下，随后可省略模具5中用于装饰膜2的单独固定元件，从而使装饰膜2和基体1的操作更容易。

根据图7的实施例与根据图4的实施例的区别仅在于，不在模具5中实施塑料结构31的注塑。相反，将成形的塑料模制品3从模具5中取出并转移到单独注塑模具7中，在那里以所述方式注射塑料结构31。其可以是水平或垂直的模具。

附图标记列表

1 基体

2 装饰膜

21 载体层片

22 剥离层

23 保护层

24 装饰层片

25 粘合剂层

3 塑料模制品

31 塑料结构

4 加热装置

5 模具

51 半模

52 半模

53 成形表面

54 成形表面

55 温度控制通道

56 传送装置

57 夹紧装置

58 密封件

59 流道系统

591 元件

592 流道

593 型腔

6 模具

7 注塑模具

Claims (76)

1.制造塑料模制品的方法，其具有步骤：

a)提供至少一个由纤维复合塑料制成的基体；

b)提供至少一个装饰膜；

c)加热所述至少一个基体；

d)在模具中将所述至少一个基体的至少一个区域与所述至少一个装饰膜接合。

2.根据权利要求1的方法，其特征在于，在步骤d)中，提供基体(1)与装饰膜(2)在模具中的成形。

3.根据权利要求1或2的方法，其特征在于所述装饰膜作为卷材提供。

4.根据权利要求3的方法，其特征在于所述装饰膜在成形前冲切或切割。

5.根据权利要求4的方法，其特征在于所述装饰膜在成形前施加到基体上，特别是通过卷对卷压花、压延或压塑。

6.根据权利要求3的方法，其特征在于所述装饰膜在模具中冲切。

7.根据前述权利要求之一的方法，其特征在于所述基体作为薄片形式的半成品提供。

8.根据前述权利要求之一的方法，其特征在于所述基体通过红外辐照、接触加热、在空气循环加热炉中或在模具内加热。

9.根据前述权利要求之一的方法，其特征在于将所述基体加热到比所述纤维复合塑料的塑料基质的熔点或玻璃化转变温度高0℃至100℃，优选10℃至50℃的温度。

10.根据前述权利要求之一的方法，其特征在于将所述基体加热到100℃至300℃，优选160℃至280℃，更优选200℃至250℃的温度。

11.根据前述权利要求之一的方法，其特征在于所述基体和所述装饰膜通过在模具的两个半模之间液压、气动或电施加压力而成形。

12.根据前述权利要求之一的方法，其特征在于所述模具是温度受控的。

13.根据前述权利要求之一的方法，其特征在于所述模具等温加热到40℃至180℃，优选70℃至150℃，更优选80℃至120℃的温度。

14.根据前述权利要求之一的方法，其特征在于所述模具是变温温控的，特别采用在所用聚合物的熔融温度以下0K至250K的温度控制，加热或冷却梯度为1K/s至30K/s。

15.根据前述权利要求之一的方法，其特征在于所述装饰膜借助对准标记和/或压印标记定位在模具中。

16.根据前述权利要求之一的方法，其特征在于所述基体和/或所述装饰膜通过夹紧装置和/或真空而固定在模具中。

17.根据前述权利要求之一的方法，其特征在于在成形过程中至少在局部将表面结构引入所述基体和/或所述塑料结构和/或所述装饰膜中。

18.根据前述权利要求之一的方法，其特征在于在附加步骤e)中，特别通过注塑，将至少一个塑料结构模制到所述塑料模制品上。

19.根据权利要求18的方法，其特征在于所述模制在200℃至320℃，优选240℃至290℃，更优选240℃至270℃的温度下实施。

20.根据权利要求18或19的方法，其特征在于所述模制在10巴至2000巴，优选200巴至1500巴，更优选500巴至1300巴的压力下实施。

21.根据权利要求18至20之一的方法，其特征在于所述模制在模具中实施。

22.根据权利要求18至20之一的方法，其特征在于所述模制在单独的注塑模具中实施。

23.根据前述权利要求之一的方法，其特征在于所述塑料模制品，在成形后和/或，在引用权利要求17至21之一的情况下，在注塑后，冷却到150℃至0℃的温度，特别以1K/s至30K/s的冷却速率。

24.根据前述权利要求之一的方法，其特征在于在成形后和/或，在引用权利要求17至21之一的情况下，在注塑后，从所述装饰膜上剥离载体层片。

25.根据权利要求24的方法，其特征在于使用具有厚度为5微米至250微米，优选12微米至50微米的由PET制成的载体层片的装饰膜。

26.塑料模制品，特别可借助根据权利要求1至25之一的方法获得，具有至少一个由纤维复合塑料制成的基体和至少一个形成所述塑料模制品的表面的至少一个区域的装饰膜。

27.根据权利要求26的塑料模制品，其特征在于所述至少一个基体具有至少一个由在热塑性塑料基质中的连续纤维和/或长纤维和/或短纤维制成的片材层片。

28.根据权利要求27的塑料模制品，其特征在于所述至少一个片材层片包括纺织物和/或稀松织物和/或垫和/或无纺材料和/或针织织物和/或网和/或单向排列的面料，例如UD带，其特别由硅酸盐或非硅酸盐玻璃、碳、硼、芳族聚酰胺、碳化硅、金属、金属合金、金属氧化物、金属氮化物、金属碳化物和硅酸盐，以及有机材料，如天然或合成聚合物，如聚酯、聚酰胺和天然纤维，如棉或纤维素及其组合形成。

29.根据权利要求27或28的塑料模制品，其特征在于所述至少一个片材层片具有5克/平方米至3000克/平方米，优选100克/平方米至900克/平方米，特别优选150克/平方米至400克/平方米的单位面积重量。

30.根据权利要求27至29之一的塑料模制品，其特征在于所述基体具有最多100个片材层片，优选2至40个片材层片，特别优选2至10个片材层片。

31.根据权利要求27至30之一的塑料模制品，其特征在于所述基体具有0.05毫米至6毫米，优选0.1毫米至2毫米，特别优选0.5毫米至1.5毫米的材料厚度，按体积计的纤维含量为25％至85％，优选35％至65％，特别优选45％至55％。

32.根据权利要求27至31之一的塑料模制品，其特征在于所述塑料基质由热塑性塑料，特别是由选自下列的单独的热塑性塑料或热塑性塑料的组合构成：聚烯烃、乙烯基聚合物如聚卤乙烯、聚乙烯基酯、聚乙烯基醚、聚丙烯酸酯以及聚酰胺、聚氨酯、聚脲、聚酰亚胺、聚酯、聚醚、聚苯乙烯、聚乙内酰脲、聚苯醚、聚芳硫醚、聚砜、聚碳酸酯、PMMA、SAN、TPO、TPU、POM，优选PA 66、PA 6、PA 12、PPA、PP、PPS、TPU、PC，特别优选TPU、PA 6和PC，特别为阻燃形式。

33.根据权利要求26至32之一的塑料模制品，其特征在于所述基体包含至少一个附加层，特别是无纤维的塑料层和/或电功能层。

34.根据权利要求26至33之一的塑料模制品，其特征在于所述装饰膜包含至少一个清漆层，特别是具有任选经自由基交联的粘结剂，例如丙烯酸酯、氮丙啶、聚氨酯、聚酯、聚碳酸酯、硝化纤维素或这些物质的混合物。

35.根据权利要求34的塑料模制品，其特征在于所述至少一个清漆层具有2微米至15微米的层厚度。

36.根据权利要求26至35之一的塑料模制品，其特征在于所述装饰膜包含至少一个底漆层，特别含有丙烯酸酯、PVC、氯化聚烯烃或这些物质的混合物。

37.根据权利要求36的塑料模制品，其特征在于所述至少一个底漆层具有1微米至4微米的层厚度。

38.根据权利要求34至37之一的塑料模制品，其特征在于所述至少一个底漆层和/或所述至少一个清漆层包含着色剂，特别是彩色或非彩色颜料和/或效果颜料、薄膜层系、胆甾型液晶、染料和/或金属或非金属纳米粒子。

39.根据权利要求38的塑料模制品，其特征在于所述至少一个清漆层和/或所述至少一个底漆层具有5％至40％的着色度。

40.根据权利要求26至39之一的塑料模制品，其特征在于所述装饰膜具有至少一个透明清漆层，特别具有任选经自由基交联的粘结剂，特别是丙烯酸酯、三聚氰胺、氮丙啶、聚氨酯、聚酯、聚碳酸酯、硝化纤维素或这些物质的混合物。

41.根据权利要求40的塑料模制品，其特征在于所述至少一个透明清漆层具有3微米至10微米的层厚度。

42.根据权利要求26至41之一的塑料模制品，其特征在于所述装饰膜包含可剥离载体层，其特别由PET制成。

43.根据权利要求40的塑料模制品，其特征在于所述载体层具有5微米至250微米，优选12微米至50微米的层厚度。

44.根据权利要求26至43之一的塑料模制品，其特征在于所述装饰膜包含至少一个剥离层，其特别由三聚氰胺、PE、巴西棕榈蜡、PTFE、纤维素制成。

45.根据权利要求44的塑料模制品，其特征在于所述至少一个剥离层具有0.5微米至3微米的层厚度。

46.根据权利要求26至45之一的塑料模制品，其特征在于所述装饰膜包含至少一个粘合剂层，其特别由ABS、PC或其组合制成。

47.根据权利要求46的塑料模制品，其特征在于所述至少一个粘合剂层具有1微米至5微米的层厚度。

48.根据权利要求26至47之一的塑料模制品，其特征在于所述装饰膜包含至少一个复制层，其特别由丙烯酸酯制成，在其中引入表面浮雕。

49.根据权利要求48的塑料模制品，其特征在于所述至少一个复制层具有0.3微米至3微米，优选0.5微米至1.5微米的层厚度。

50.根据权利要求48或49的塑料模制品，其特征在于所述至少一个复制层的表面浮雕形成光学可变元素，特别是全息图、或优选线性或交叉正弦衍射光栅、线性或交叉单步或多步矩形光栅、零级衍射结构、不对称浮雕结构、闪耀光栅、优选各向同性或各向异性亚光结构、或光衍射和/或光折射和/或光聚焦微米或纳米结构、二元或连续菲涅耳透镜、二元或连续菲涅耳自由曲面、微棱镜结构或它们的组合结构。

51.根据权利要求26至50之一的塑料模制品，其特征在于所述装饰膜包含至少一个反射层，其特别由金属制成，优选由铝、银、金、铬或它们的合金制成，和/或由具有高折光指数的材料制成，特别由ZnS或TiO₂制成。

52.根据权利要求51的塑料模制品，其特征在于所述至少一个反射层具有10纳米至200纳米，优选10纳米至50纳米，特别优选15纳米至35纳米的层厚度。

53.根据权利要求26至52之一的塑料模制品，其特征在于所述装饰膜具有至少一个功能层，特别是电功能层。

54.根据权利要求25至52之一的塑料模制品，其特征在于所述塑料模制品包含至少一个由热塑性塑料制成的注射的塑料元件，所述热塑性塑料特别选自：聚烯烃、乙烯基聚合物如聚卤乙烯、聚乙烯基酯、聚乙烯基醚、聚丙烯酸酯以及聚酰胺、聚氨酯、聚脲、聚酰亚胺、聚酯、聚醚、聚苯乙烯、聚乙内酰脲、聚苯醚、聚芳硫醚、聚砜、聚碳酸酯、PMMA、SAN、TPO、TPU、POM，优选PA 66、PA 6、PA 12、PPA、PP、PPS、TPU、PC，特别优选TPU、PA 6和PC，特别为阻燃形式，或其组合。

55.根据权利要求54的塑料模制品，其特征在于所述至少一个塑料元件由与所述基体的塑料基质相同的塑料构成。

56.根据权利要求54或55的塑料模制品，其特征在于所述至少一个塑料元件的材料含有添加剂，特别是玻璃、碳或天然纤维，其优选填充度为20m％至60m％，铜、氧化铝、石墨、流动性改进剂、UV稳定剂、阻燃剂、发泡剂、用于消散静电荷或用于形成导电通路的试剂。

57.根据权利要求54至56之一的塑料模制品，其特征在于所述至少一个塑料元件的材料包含着色剂，特别是彩色或非彩色颜料和/或效果颜料、薄膜层系、胆甾型液晶、染料和/或金属或非金属纳米粒子。

58.根据权利要求54至57之一的塑料模制品，其特征在于所述至少一个塑料元件包围所述基体的边缘区域。

59.根据权利要求54至58之一的塑料模制品，其特征在于所述至少一个塑料元件包含增强元件，特别是肋状体或拱顶，和/或固定元件，特别是夹具、锁钩、弹簧钩、托架、螺口、锁口、弹簧、凹槽等。

60.用于制造塑料模制品的模具，特别是借助根据权利要求1至25之一的方法，其具有第一半模和第二半模，在闭合状态下在它们之间形成与所述塑料模制品的形状互补的型腔，其中面向型腔的模具表面的至少一个区域在闭合模具时成形为用于将插入模具中的基体和插入模具中的装饰膜成形的成形表面，并且其中型腔的局部区域成形为用于将塑料元件注射到成形的基体上的模具空腔。

61.根据权利要求60的模具，其特征在于至少一个半模具有至少一个用于将注塑配混料注射到模具空腔中的流道。

62.根据权利要求61的模具，其特征在于所述至少一个流道作为热流道或冷流道形成。

63.根据权利要求61或62的模具，其特征在于所述至少一个流道包含可相对于型腔位移的元件，借此可以穿透装饰膜的伸出基体的局部区域。

64.根据权利要求60至63之一的模具，其特征在于至少一个半模具有用于基体和/或装饰膜的固定装置，特别是夹紧装置或抽吸装置。

65.根据权利要求60至64之一的模具，其特征在于至少一个半模包含用于密封型腔的密封元件。

66.根据权利要求60至65之一的模具，其特征在于至少一个半模包含用于将所述装饰膜的局部区域分离和/或穿孔的冲压装置。

67.根据权利要求60至66之一的模具，其特征在于至少一个半模包含用于引入型腔的材料的温度控制的温度控制装置，特别是至少一个温度控制介质通道和/或至少一个电温度控制装置。

68.根据权利要求60至67之一的模具，其特征在于至少一个半模包含至少一个可相对于模具空腔运动并可插入其中的滑阀。

69.根据权利要求60至68之一的模具，其特征在于至少一个半模包含至少一个用于推出成品塑料模制部件的推出元件，特别是推杆。

70.根据权利要求60至69之一的模具，其特征在于将所述模具装入电、液压或气动压塑装置中，借此可使半模相对彼此移动并互相压紧。

71.根据权利要求60至70之一的模具，其特征在于在成形表面的区域中模具的拔模斜度具有大于2°的角度。

72.根据权利要求60至71之一的模具，其特征在于在成形表面的区域中模具的内半径大于基体的厚度。

73.根据权利要求60至72之一的模具，其特征在于在成形表面的区域中模具的外半径大于在成形表面的区域中模具的内半径和基体厚度的总和。

74.根据权利要求60至73之一的模具，其特征在于在模具空腔区域中模具的拔模斜度具有大于0.5°的角度。

75.根据权利要求60至74之一的模具，其特征在于所述成形表面至少在局部具有各向同性或各向异性表面结构。

76.根据权利要求60至75之一的模具，其特征在于所述模具包含用于相对于模具传送装饰膜的传送装置。