CN113165238A - 用于在塑料成形体中产生虚拟三维图案的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及：用于借助于注塑模制方法在聚合物成形体中产生虚拟三维图案的两阶段方法以及借助于所述方法产生的聚合物成形体及其尤其用于装饰性目的地用途，所述方法尤其是如下方法：在其中以适合的方式将常用的注塑模制方法与反应性注塑模制方法组合，以获得具有在表面处可见的、通过薄片状效果颜料构成的虚拟三维图案的聚合物成形体。

Description

用于在塑料成形体中产生虚拟三维图案的方法
本发明涉及用于借助于注塑模制方法在聚合物成形体中产生虚拟三维图案的两阶段方法以及借助于所述方法产生的聚合物成形体及其尤其用于装饰性目的地用途，所述方法尤其是一种如下方法：在其中以适合的方式使用常用的注塑模制方法和反应性注塑模制方法，以获得具有通过薄片状效果颜料构成的虚拟三维图案的聚合物成形体。
在塑料制品上的装饰性三维图案是已知的并且长期以来已经得以应用。它们赋予所述的商品独有的外观、暗示其深度并且以有利的方式与常规的图案设计区分开。成形体或箔通常在其表面中的至少一个表面上被压制或以其他方式结构化，以便最终具有三维图案。为了实现特别的视觉效果，成形体以及箔通常以多层组合成并且压制成层复合物。此外，成形体和箔还可以设置有功能性和/或装饰性涂层，常见地以漆料的形式，所述涂层任选地还可以包含金属效果颜料和类似物，以便例如提高三维结构的光泽度。
这样的结构化方法通常与高设备成本相关。聚合物成形体的三维压制的表面另外具有以下缺点，即它们容易脏污并且针对机械变形只能受到不充分的保护。
因此已经开发了不同方法，借助于这些方法可以为聚合物成形体(其一般为箔)设置三维图案，使得这些图案对于观察者而言虽然是视觉上可感知的但是触觉上不可感知的。
于是，例如从JP-A-07-137221和JP-A-05-092538已知装饰性层体系，所述层体系分别压制在聚合物基材与聚合物覆盖层之间或者以其他方式包含经结构化的层，在所述层中还可以包含光泽颜料(大多数情况下通过印刷油墨施加)。此类复合材料的制备要求许多不同的工作步骤以及不同材料层彼此的高耗费的叠层或其他方式连接。此外，以此方式可以制备仅仅平面状的(即基本上二维的)成形体，例如装饰箔，而不能制备具有压制的三维构型的成形体。
从DE 10 2004 041 833 A1已知一种用于制备装饰性注塑模制制品的方法，其中包含位于(设置有脱离层的)载体箔上的装饰元件的转移箔在注塑模制模具中在背离载体箔一侧用塑料注塑物质涂覆，随后使载体箔脱离并且将如此预制的成形体在第二注塑模制模具中在转移箔一侧同样用注塑模制物质涂覆。所获得的聚合物成形体在内部包含转移箔的承载装饰物的传输子层。装饰物可以为全息图或衍射结构，其在这两个注塑模制步骤期间保持不变并且在所获得的聚合物成形体中从两侧可见。
即使在这种方法中产生了具有不可触觉获知的图案的、视觉上有吸引力的聚合物成形体，其中图案可以具有三维形状，但是此类方法只有用高设备耗费和材料耗费才能实现。于是，首先必须预制具有高耗费制备的图案中间子层的多层转移箔，所述图案中间子层随后必须借助于两个不同的注塑模制工具依次在两侧被涂覆。对于制备大批量制品而言，此类方法耗费过高并且因此在经济上是不可用的。
由EP 2960039 A1已知一种用于在塑料成形体中产生三维图案的注塑模制方法，其中用效果颜料着色的热塑性箔在注塑模制工具中在其背面设置三维图案并且同时在其正面用热塑性塑料物质涂覆。在此产生了塑料成形体，所述塑料成形体具有穿过热塑性塑料物质良好可见的三维图案。然而，由热塑性塑料形成的表面仅有条件地适合于要求高耐受性和/或耐刮擦性的应用。
因此希望提供相对简单、快速且成本低廉的制备方法，所述制备方法适合于制备聚合物成形体，所述聚合物成形体由热塑性基础成形体与由跟基础成形体不同的材料形成的、机械稳定的聚合物表面层构成，其中在观察聚合物成形体的聚合物表面层时，聚合物成形体显示出在视觉上可感知但是在触觉上不可感知的展现为三维的图案，并且聚合物表面层的独特之处在于对环境影响的高耐受性和/或高耐刮擦性，其中所述方法可以用相对少量的方法步骤和常用的工具来实施、保证了热塑性基础成形体和聚合物表面层的良好粘附性，并且其中所述图案为在成形体内部的有吸引力的、有光泽的、展现为三维的图像，还希望提供如此制备的成形体。
因此，本发明的一个目的在于提供方法，所述方法允许以相对较少的工作步骤借助于本身已知的变形方法和设备来制备在以二维或三维成形的聚合物成形体内部具有精细线式结构的有光泽的展现为三维的图案，所述聚合物成形体由彼此牢固粘附的至少两个由不同聚合物塑料构成的部件组合成并且具有机械稳定的、视觉上有吸引力的表面。
本发明的又一个目的在于，提供二维或三维的聚合物成形体，在观察其至少一个表面时所述成形体显示出位于所述成形体内部的有光泽的展示为三维的具有精细线结构的图案，而在其机械稳定的表面上没有同样的三维图案，其中所述成形体由至少两个由彼此不同的聚合物塑料构成的、彼此不可分离地连接的部件组成并且不具有流线。
本发明的另一个目的在于展示如此生成的聚合物成形体的用途。
本发明的目的通过用于在成形体中产生虚拟三维图案的注塑模制方法来实现，其中
-在第一方法步骤中
-在注塑模制工具中，所述注塑模制工具具有能够彼此分离的注塑模制子模具A和B，所述注塑模制子模具分别具有内表面A'和B'并且一起形成内部空腔，其中所述内表面A'在基面上具有形成三维图案的凸起和/或凹陷，在所述注塑模制工具打开时
-用薄片状效果颜料着色的热塑性箔被固定在表面A'处，
-将所述注塑模制工具闭合，
-将热塑性塑料熔体输入到所述热塑性箔与注塑模制子模具B的表面B'之间的内部空腔中，
-将所述注塑模制工具调温或冷却以形成聚合物基础成形体，其中所述基础成形体具有由热塑性塑料形成的本体和由热塑性箔形成的表面，所述表面具有由凸起和/或凹陷形成的三维图案，通过将薄片状效果颜料在所述热塑性箔中平行于所述凸起和/或凹陷配向来虚拟地增强所述三维图案，并且其中
-在第二方法步骤中
-所述聚合物基础成形体如下地引入到具有内部空腔的注塑模制工具中，使得所述基础成形体的具有带有凸起和/或凹陷的所述热塑性箔的外表面面向所述内部空腔，
-将所述注塑模制工具闭合，以及
-将由至少两种彼此聚合式反应的能够流动的组分形成的混合物输入到剩余的内部空腔中，使得所述热塑性箔至少部分被包覆，其中所述能够流动的组分通过聚合互相固化成透明塑料并且所述热塑性箔与所述塑料形成牢固粘附且形状配合的连接，以及
-将所述注塑模制工具调温或冷却，并且随后
-将所获得的成形体脱模或取出，所述成形体具有由所述透明塑料形成的外表面并且在所述外表面的至少一部分上显示出虚拟的、由所述薄片状效果颜料形成的三维图案。
此外，本发明的目的通过聚合物成形体实现，所述成形体具有热塑性基础成形体以及位于其上的透明表面层，所述透明表面层由通过至少两种能够流动的组分的反应性聚合形成的透明塑料构成，其中所述热塑性基础成形体和所述透明的表面层相对彼此具有界面，所述界面由热塑性箔形成，所述热塑性箔用薄片状效果颜料着色并且具有箔表面，所述箔表面面向所述聚合物成形体的透明表面并且具有由凸起和/或凹陷构成的三维图案，通过将所述薄片状效果颜料在所述热塑性箔中平行于所述凸起和/或凹陷配向来虚拟地增强所述三维图案并且通过所述透明的表面层能够看到所述三维图案，所述聚合物成形体按照上述方法制备。
此外，本发明的目的还通过上述成形体作为日用商品的装饰性和/或标识性元件或部件的用途来实现。
本发明的主题因此是用于制备二维或三维成形的聚合物成形体的两阶段注塑模制方法，所述成形体不具有流线并且在所述聚合物成形体中至少在其外表面的一部分上可以看到有光泽的展现为三维的图案，所述图案在表面的这个部分上不是以相同方式在空间上三维存在的，也就是说，形成了虚拟的三维图案，并且其中所述外表面具有针对环境影响的高耐受性和/或高耐刮擦性并且具有与聚合物基础成形体不同的材料组成。
本发明的注塑模制方法由两个子步骤组合而成，这些子步骤就自身而言是本身已知的，但是以有利的方式被彼此关联。
第一方法步骤基本上对应于根据EP 2960039 A1的方法，其中用薄片状效果颜料着色的热塑性塑料箔在注塑模制设备(其内表面A'设置有三维图案)中在背面的箔表面上被三维成形并且同时在相反的箔表面上用热塑性塑料物质覆盖。箔在内表面A'处的临时固定例如可以通过施加真空、静电式地、通过点状的在高温作用下容易松脱的粘合位置或者其他适合的临时固定措施(例如夹具或框架)来进行。在这种方法中获得了聚合物塑料体，其背面A"具有三维图案，所述三维图案从由热塑性塑料物质形成的透明的正面B"是可见的。为了保证通过效果颜料在视觉上增强的三维图案的良好可见度，由热塑性塑料物质形成的层的厚度必定受到限制。此外，所述层应具有高透明度，即优选不用颗粒状染色剂着色。
相反，在本发明注塑模制方法的第一方法步骤中，正面(即可见侧)设置有用薄片状效果颜料着色的热塑性箔，所述箔具有由凸起和/或凹陷构成的三维图案，并且同时所述正面通过输入基础成形体的本体的热塑性塑料熔体来形成并且与热塑性箔连接成聚合物基础成形体。
在用薄片状效果颜料着色的热塑性箔被固定在注塑模制模具的内表面A'处时，将注塑模制工具闭合并且向在热塑性箔与注塑模制模具的表面B'的剩余空腔中输入热塑性塑料熔体。在向空腔中输入塑料熔体之后将其用塑料熔体完全填满。向注塑模制模具的空腔中输入透明塑料熔体优选在升高的压力和升高的温度下进行，这分别取决于所使用的材料。塑料熔体的温度在此至少与热塑性箔的塑料部分的玻璃化转变温度TG一样高且优选更高。通过热的塑料熔体和在引入到注塑模制模具的空腔中期间熔融的透明塑料物质施加到经着色的热塑性箔上压力，热塑性箔达到了允许箔的机械变形的温度。具体的工作温度分别取决于所加工的塑料，并且通常在120℃至400℃、优选200℃至280℃的范围内。在所述方法中，在将热塑性塑料熔体输入到注塑模制模具的空腔中期间，所使用的压力也分别取决于机器和材料，并且通常在100至2500bar(1x107N/m2至2.5x108N/m2)的范围内。
作为用于热塑性箔的聚合物塑料材料可以考虑常见的热塑性塑料材料，例如聚苯乙烯(PS)、聚苯乙烯共混物、苯乙烯-丙烯腈(SAN)、丙烯酯-苯乙烯-丙烯腈(ASA)、聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、苯乙烯-丙烯腈(SAN)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)和ABS/PC共混物、多胺(PA)或聚酯(PE)。还可以使用再另外的、与上述不同的、包含上述聚合物的共聚产物。
根据本发明，由热塑性塑料材料成形的箔是用薄片状效果颜料着色的。根据本发明，热塑性箔的着色通过对箔的本体染色
Figure BDA0003100209210000061
来进行。这意味着，在箔制备时已经将薄片状效果颜料以适当的形式和量加入聚合物塑料中，所述效果颜料与塑料一起被加工成箔，这一般通过挤出来完成。这可以通过向塑料颗粒直接加入薄片状效果颜料或者还可以通过制备含效果颜料的混配物或者通过母料以及随后的共同粒化来进行。由于其中作用的剪切力，挤出方法本身已经导致薄片状效果颜料相对于所产生的经着色箔的表面的基本上平行的配向。薄片状效果颜料的这种平行配向可以通过箔的后续拉伸来进一步增强。
箔的组合式着色还可以借助于本体染色和附加的印刷方法或涂覆方法来进行。
根据本发明使用的经着色的热塑性塑料箔以相对于经着色箔的总重量0.1至20重量％的量包含所述薄片状效果颜料。在此，0.5至5重量％的比例是特别优选的。
除了薄片状效果颜料之外，经着色的热塑性箔还可以包含其他无机或有机有色颜料、染料和/或填充剂。在此，可以考虑常见的、一般用于对塑料箔或印刷油墨或涂层组合物染色的染色剂，只要它们不会不利地妨碍由薄片状效果颜料实现的视觉效果。
可以使用所有已知的薄片状效果颜料作为在根据本发明方法中的薄片状效果颜料，只要它们在热塑性箔中是可见的。此类薄片状效果颜料有利地选自下组：珠光颜料、干涉颜料、金属效果颜料、薄片状功能颜料、薄片状结构化颜料或其混合物。这些效果颜料由彼此不同的材料的一个或多个层构成并且以薄片状存在。
这些颜料优选具有薄片状基材，其上存在一个或多个层，其中至少基材和直接位于基材上的层和/或涂层的至少两个分别相邻的层在其折射率n方面至少彼此相差数值Δn＝0.1。位于基材上的层在此优选为金属、金属氧化物、水合金属氧化物或其混合物、金属混合氧化物、金属低氧化物、金属氮氧化物、金属氟化物或聚合物材料。
珠光颜料由具有高折射率的透明薄片组成并且在平行的取向下由于多次反射而显示出特征性的珠光。另外还显示出干涉颜色的那些珠光颜料被称为干涉颜料。
虽然经典的珠光颜料如TiO2薄片、碱式碳酸铅、BiOCl颜料或鱼银颜料在理论上自然也适合，但是在本发明的意义上优选使用在薄片状基材上具有由金属、金属氧化物、水合金属氧化物或其混合物、金属混合氧化物、金属低氧化物、金属氮氧化物、金属氟化物或聚合物形成的至少一个突出的薄片状干涉颜料或金属效果颜料作为效果颜料。
具有至少一个金属基材或金属层的那些效果颜料被称为金属效果颜料。
所使用的效果颜料的薄片状基材优选由天然或合成的云母、高岭石或其他层状硅酸盐、玻璃、硼硅酸铝钙、SiO2、TiO2、Al2O3、Fe2O3、聚合物薄片、石墨薄片或金属薄片例如铝、钛、青铜、银、铜、金、钢或各种金属合金组成。
特别优选的是由云母、玻璃、硼硅酸铝钙、石墨、SiO2、Al2O3或铝构成的薄片状基材。
薄片状基材颗粒的大小自身不重要，但是薄片状效果颜料必须是在热塑性箔中可见的并且可以在箔中取向。基材颗粒一般具有介于0.01与5μm之间、尤其介于0.05与4.5μm之间且特别优选0.1至1μm的厚度。在长度或宽度上的延伸尺寸通常为5至250μm、优选5至100μm且尤其5至125μm。基材颗粒一般具有至少2:1、优选3:1至500:1且尤其6:1至250:1的长径比(平均直径与平均颗粒厚度之比)。
薄片状基材的上述尺度在理论上也适用于根据本发明使用的经涂覆的效果颜料，因为额外的涂层一般存在于仅几百纳米的范围内并且由此不会实质性影响颜料的厚度或长度或者宽度(粒径)或厚度。
在根据本发明使用的薄片状效果颜料中优选存在被施加在基材上的涂层，所述涂层由金属、金属氧化物、金属混合氧化物、金属低氧化物或金属氟化物构成并且尤其由无色或有色的金属氧化构成，所述金属氧化物选择TiO2、低氧化钛、氮氧化钛、Fe2O3、Fe3O4、SnO2、Sb2O3、SiO2、Al2O3、ZrO2、B2O3、Cr2O3、ZnO、CuO、NiO或其混合物。
金属涂层优选由铝、钛、铬、镍、银、锌、钼、钽、钨、钯、铜、金、铂或包含这些金属的合金构成。优选使用MgF2作为金属氟化物。
特别优选的是具有由云母、玻璃、硼硅酸铝钙、石墨、SiO2、Al2O3或者由铝构成的薄片状基材和在基材上的至少一个层，所述层选自TiO2、低氧化钛、氮氧化钛、Fe2O3、Fe3O4、SnO2、Sb2O3、SiO2、Al2O3、MgF2、ZrO2、B2O3、Cr2O3、ZnO、CuO、NiO或其混合物。
效果颜料可以具有多层构造，其中多个层彼此重叠地位于金属或非金属基材上，所述层优选由上述材料组成并且具有如下的折射率，使得在基材上交替地存在分别至少两个具有不同折射率的层，其中在单独层中的折射率彼此相差至少0.1并且优选至少0.3。在此，位于基材上的层既可以是无色的也可以是有色的，是大体上透明的、半透明的或者还可以是不透明的。
依据所使用的不同的基材材料和所施加的层的类型，由此所获得的效果颜料也是无色的或具有本体颜色，或者大体上透明的、半透明或不透明的。但是通过基材上的单层或多层体系，另外还能产生强度和光泽度或高或低的干涉颜色。
同样还可以使用被称为全息图像颜料的聚合物薄片或金属薄片作为薄片状效果颜料。此外，还可以使用如下的薄片状效果颜料，其基材或涂层中的材料选择额外地产生了对应效果颜料的磁性、导电、荧光或其他功能性特性。
上述效果颜料可以在根据本发明使用的经着色的热塑性箔中单独地或作为两者或更多者的混合物而存在。
作为效果颜料例如可以使用可商购的功能性颜料、干涉颜料或珠光颜料，这些颜料在名称
Figure BDA0003100209210000091
Figure BDA0003100209210000092
Figure BDA0003100209210000093
和
Figure BDA0003100209210000094
下由Merck KGaA公司提供，在名称
Figure BDA0003100209210000095
下由Mearl提供，Eckart公司的金属效果颜料以及外观可变效果颜料例如BASF公司的
Figure BDA0003100209210000096
Flex Products Inc.公司的
Figure BDA0003100209210000098
Wacher公司的
Figure BDA0003100209210000097
Spectratec公司的全息图像颜料以及其他可商购的效果颜料。
根据本发明使用的着色的热塑性箔的几何厚度可以在宽广的范围内变化并且优选在20至2000μm、尤其50至500μm的范围内。
作为在本发明方法的第一方法步骤中用于热塑性塑料熔体的材料可以考虑上文已经提及的热塑性材料，即尤其聚苯乙烯(PS)、聚苯乙烯共混物、苯乙烯-丙烯腈(SAN)、丙烯酯-苯乙烯-丙烯腈(ASA)、聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、苯乙烯-丙烯腈(SAN)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)和ABS/PC共混物、多胺(PA)或聚酯(PE)。
其他的内含物质是任选的添加剂和助剂，所述添加剂和助剂可以影响本体或基础成形体的机械强度、功能特性或视觉特性，例如增强的玻璃纤维或碳纤维、炭黑、导电添加物质、颗粒状填料和/或无机或有机染色剂以及其他的助剂和添加物质。
在选择用于热塑性箔和热塑性塑料熔体的材料时，尤其要注意，这两种材料的熔融行为和熔融温度要设计得尽量相近，由此可以将聚合物基础成形体的这两种组成部分良好地彼此连接，而无须两者之间的辅助粘附的层。因此特别优选的是，对于热塑性塑料熔体和热塑性箔的塑料部分使用完全相同或至少部分相同的材料。如果这不可行，则有利的是使用熔融行为和熔融温度彼此相容且具有较大相似性的塑料材料。在此，热塑性塑料熔体的温度应至少具有经着色的热塑性箔的塑料部分的玻璃化转变温度值TG。此外，参与的塑料材料的分子和形貌结构及其表面能和极性对于这两种塑料材料的相互粘附也起到重要作用。可以对应于这一前提条件选择用于热塑性箔的初始材料和透明的热塑性熔体，对于本领域技术人员而言这可以借助于其专业知识来完成。
对于需要将不满足以上条件的塑料材料用于薄片状效果颜料着色的热塑性箔和热塑性塑料熔体的情况，在将箔和熔体热连接时在热塑性箔的伸入注塑模制模具的空腔中的表面上施加辅助粘附的层可能是有帮助的。辅助粘附的层提供箔与塑料熔体之间的不可松脱的连接并且同样可以由本领域技术人员借助于其专业知识来选择。然而，此类辅助粘附的层仅应在例外情况下使用。因此优选的是，在没有辅助粘附的层的情况下实施本发明的方法，确切地说在第一方法步骤还有第二方法步骤中。
此外，对于热塑性箔的材料选择还必须考虑到与在第二方法步骤中产生的透明塑料的良好粘附。但是，为后者提供的初始材料在聚合之后一般在没有困难的情况下与上述用于热塑性箔的材料牢固连接。
在本发明方法的第一方法步骤中，将固定在表面A'处的热塑性箔升温，同时向注塑模制模具中输入热塑性塑料熔体直至塑料熔体可以被机械变形并且可以形状配合地融接到内表面A'处。由此可以将在A'中存在的三维图案复制在箔的面向表面A'的表面上(正面侧的箔表面)，确切地说以存在于表面A'上的三维图案的阴模的形式。同时，热的塑料熔体流入热塑性箔与内表面B'之间的空腔中并且“包覆模制”背面侧的箔表面。在所产生的基础成形体的后续固化中出现了在用薄片状效果颜料着色的热塑性箔与由热塑性塑料熔体形成并且构成基础成形体的本体的塑料之间的牢固附着的形状配合连接。基础成形体在其由热塑性箔形成的正面侧外表面(A")上具有三维图案，所述三维图案对应于存在于注塑模制模具内部的表面A'上的三维图案的阴模图。依据内表面B'的外部造型及其表面质量，聚合物基础成形体的背面侧表面B"可以是光滑且平坦的或者是粗糙的和/或精细结构化的。
基础成形体的表面A"的染色、功能性和光泽度行为受到在经着色的热塑性箔中所包含的薄片状效果颜料的决定性影响，任选地由还存在于热塑性箔中或其上的附加的染色剂和/或填料补充。
此外，对于成品聚合物成形体的表面的三维图案的稍后的可见度而言有利的是，热塑性塑料熔体包含可溶性染色剂或颗粒状染色剂。基础成形体的本体的深色染色或其不透明度尤其有利地提高了三维图案的稍后的可见度。可溶性染色剂产生了热塑性塑料熔体以及由此聚合物基础成形体的本体的适合的彩色度，然而几乎没有或完全没有妨碍聚合物成形体的这个部分的透明度。相反，可以以足够的量用常见的颗粒状染色剂(即用常见的有机或无机有色颜料)来获得基础成形体的不透明本体。
在热塑性塑料物质在注塑模制模具中固化之后，由此获得的本体可以采取任何所希望的二维或三维形状并且尤其在其染色和透明度方面不受限制。优选地，本体是有色的同时具有透明度或半透明度，但是还可以尤其实施为不透明的，这是特别优选的。
根据本发明，当塑料和由其制造的聚合物成形体或本文中的本体透射可见光的波长使得它是可透视的(即可以穿过此物体看到对应的底层或背景)，则认为它是透明的。
根据本发明，当塑料和由其制造的聚合物成形体或本体一定程度透射可见光的波长使得光线可以透过但不能透视(即穿过此物体不能看到对应的底层或背景)，则认为它是半透明的。
根据本发明，当塑料和由其制造的聚合物成形体或本体几乎完全吸收和/或反射和/或散射可见光的波长并且由此光线不能透过也不能透视，则它是不透明的。
在第一方法步骤中输入聚合物塑料熔体期间聚合物箔材料的软化同时可以实现存在于热塑性箔中的薄片状效果颜料的再次可移动。这些效果颜料在热塑性、但是还未受热处理的箔中通常以大体上配向的形状存在、确切地说以其主轴基本上平行于箔表面配向，如上所述。对应的经着色的箔因此不具有流线。通过在内表面A'处的经着色的热塑性箔的变形产生了包含在箔中的薄片状效果颜料在空间上的重新配向。在加热箔的同时，箔的塑料部分对注塑模制模具的内表面A'的形状配合的适配度，造成薄片状效果颜料在表面A'的承载三维图案的部分中如此配向，使得除了箔体的局部变形之外，薄片状效果颜料还在塑料物质中重新平行于三维图案的凸起和/或凹陷配向并且由此复制表面A'的三维图案并通过其变化的反射行为虚拟地增强三维图案。在这些凸起和/或凹陷的边缘处，薄片状效果颜料从其平行的配向偏转并且在箔的热塑性聚合物物质中以锐角或钝角保持在相对于箔表面倾斜的配向中。由此，在箔的这些位置处薄片状效果颜料的反射行为发生变化，这在钝角的观察角度下产生与平面式表面区域相比通常减小的反射率。效果颜料的这种配向改变在热塑性塑料物质的硬化工艺期间被固定。
根据本发明，在成形体的前侧外表面上的由热塑性箔形成的三维图案具有凸起和凹陷，所述凸起和凹陷可以具有自约2μm起直至若干厘米的高度/深度和50μm至2000μm的线宽。凸起/凹陷的高度/深度优选为10μm至50mm、尤其10μm至500μm，并且线宽优选在100μm至1000μm的范围内。三维图案的按面积计的延伸尺寸可以从几个平方毫米到几百平方厘米。在此，这些尺度基本上符合基础成形体的大小和厚度以及在所得的聚合物成形体中可见的虚拟的三维图案，试图实现线清晰度并且可以对应地进行适配。
在基础成形体的正面侧的外表面上的一起形成三维图案的凸起和/或凹陷至少在正面侧的外表面的子表面上，选择性地还在整个正面侧的外表面上，形成基础成形体。这种图案优选为宏观可见的并且例如以图画物体、字母数字主题、线和/或点图案、标志、编码或幻想图案的形式存在。
在此，在本发明的范围内重要的是，在基础成形体的正面侧的外表面上的三维图案与基础成形体的外部形状不一致，也就是说，在基础成形体表面上的形成图案的凸起和/或凹陷不形成其外部形状，而是另外地能够实现：在基础成形体的外表面上存在确定外形的凸起和/或凹陷并且可以将其清晰地识别为由经着色的箔形成的外表面材质。于是例如在具有位于平面板上的半球外形的基础成形体的情况下，不是在板基体上的半球形凸起形成根据本发明的三维图案(虽然在此同样涉及在外表面上的凸起)，而是例如在半球上或半基体上的三维印制的标志。
根据本发明，三维图案应为由基础成形体的表面上的凸起和/或凹陷形成的优选在触觉上可感知的图案，所述凸起和/或凹陷并不限定基础成形体的外形，但可以清晰地被识别成在其正面侧的外表面上的材质。
如果基础成形体的这个外表面的仅一个子表面被布置为面向第二注塑模制模具的空腔，根据本发明不言而喻的是，由凸起和/或凹陷形成的三维图案恰位于基础成形体的外表面的这个子表面上。
本发明注塑模制方法的第二方法步骤在其实质性的工作步骤中对应于多年以来就已知的反应性注塑模制方法[RIM(Reaction Injection Molding)技术]，其中使用可分的注塑模制模具，其内部空腔对应于待制备的塑料成形体的最终形状。向这个空腔中引入预制的基础塑料成形体，其中基础塑料成形体随后在其外表面中的至少一个外表面上用混合物包覆并且使基础塑料成形体的此时获得的表面涂层在注塑模制工具中固化，所述混合物由具有反应性、能够彼此聚合、能够流动的初始物质构成。塑料成形体的此时产生的固态表面涂层在理论上对应于注塑模制工具之内的直接涂漆。然后将所产生的塑料成形体从打开的注塑模制模具中脱模或将其取出。
这样的方法以及为其开发的特殊的注塑模制工具和反应性材料是本身已知的并且在ColorForm、SkinForm、Clearmelt等名称下由不同制造商提供。它们形成了常见的注塑模制方法对PUR技术的适配，因为用于最终表面涂层的有反应活性的初始材料中的大多数为多元醇/异氰酸酯混合物。对于根据本发明的两阶段注塑模制方法，既可以使用用于一阶段RIM技术(一次过程)的注塑模制模具，也可以使用用于两阶段RIM技术的两个分开的注塑模制模具。
在所谓的一次过程方法中，制备聚合物基础成形体及其表面涂层在单一的注塑模制工具中进行，所述注塑模制工具具有两个彼此不同的内部空腔。在此，首先根据本发明如上所述地在第一方法步骤中从热塑性塑料熔体和用效果颜料着色的热塑性箔在注塑模制工具的第一空腔中制备聚合物基础成形体，所述注塑模制工具在其内表面之一(A')处设置有由凸起和/或凹陷构成的第三结构。在这个第一方法步骤中，聚合物基础成形体至少在其外表面的由热塑性箔形成的部分上设置有一起形成三维图案的凸起和/或凹陷。
在基础成形体固化之后，将注塑模制模具打开并且通过适合的扭转、旋转或推移装置将基础成形体供应到注塑模制工具，所述注塑模塑工具具有两个内部子表面的第二空腔，这个空腔的内部子表面的一个已经承载聚合物基础成形体并且已经形成注塑模制工具的第一空腔的表面B'。由基础成形体的箔表面上的凸起和/或凹陷产生的三维图案在此面向位于基础成形体的这个外部箔表面与第二空腔的第二内表面之间的空腔。
然而将注塑模制工具闭合并且将由至少两种彼此聚合式反应的、能够流动的组分形成的混合物输入到注塑模制模具的在热塑性箔的经结构化的表面与注塑模制模具的第二内表面之间剩余的第二空腔中。自然应理解，注塑模制模具的喷嘴必须具有对应的技术设计，所述技术设计保证将有反应活性的初始组分快速输入到第二空腔中并且阻止有反应活性的初始混合物提前聚合。注塑模制工具的温度和压力引导以及设备设计也必须对应地适配。但是这些构造前提条件在存在于现有技术中的系统中已经出现。
由于有反应活性的初始组分的混合物的黏度一般非常小，非常容易用这种混合物完全填充剩余的空腔。向注塑模制工具的第二内部空腔中输入有反应活性的初始组分的混合物优选在仅中等提高的压力(0.5至约15MPa)下且在提高的温度下进行，这分别取决于所使用的材料。通过经调温的有反应活性的初始化合物以及在向注塑模制模具的空腔中引入期间和在聚合反应期间液态的有反应活性的初始化合物施加在经着色的热塑性箔上的压力和温度，热塑性箔到达了如下的表面温度，所述表面温度允许箔与由输入的组分形成的塑料的牢固粘附的连接。初始组分的具体温度分布取决于所加工的初始组分的类型及其反应能力，并且在40至180℃范围内的常见工具温度下，通常在20℃至150℃、优选40℃至70℃的范围内。在必要情况下，反应还可以在惰性气体下、例如在氮气气氛中进行。
因为在上游的第一方法步骤中热塑性箔已经与聚合物基础成形体的本体牢固粘附地连接，所以由凸起和/或凹陷形成的三维图案在经着色箔的表面上被基础成形体的本体机械地支承并且因此是形状稳定的，使得所述三维图案在无损伤的情况下承受在第二方法步骤中有反应活性的塑料组分的输入(即使在提高的温度下进行时)。
该至少两种有反应活性的初始组分在第二方法步骤中在形成透明塑料的情况下的聚合反应和固化(交联)在注塑模制工具之内在短时间内进行(循环时间约0.5至5分钟)。
在由至少两种彼此聚合式反应的能够流动的组分形成的混合物向注塑模制工具中的输入和固化期间，位于基础成形体的正面侧表面上的热塑性箔，虽然工作温度相对较低，但升温至使其与在所输入的有反应活性的初始组分的聚合反应中形成的透明塑料连接。与第一方法步骤中一样，这是热塑性箔与透明的原位形成的塑料的牢固粘附且形状配合的连接，使得箔以牢固包封在所获得的聚合物成形体的内部中的形式存在。
同时，经调温的由至少两种彼此聚合式反应的能够流动的组分形成的混合物流入在热塑性箔与内表面B'之间的空腔中并且包覆在热塑性箔的正面侧表面上的三维图案。这个图案对应于施加在第一注塑模制模具的内表面A'上的图案的镜像，并且从由所产生的透明塑料形成的聚合物成形体表面观察在其视图中与基础成形体的外表面上的真实三维图案相同，但是由于从颜料出发的光反射而被感知为更清楚且视觉上更有吸引力。在如此产生的聚合物成形体的后续凝固和固化中，产生了在用薄片状效果颜料着色的热塑性箔与透明塑料之间的牢固粘附的形状配合的连接，所述透明塑料由可进行聚合的能够流动的组分的混合物形成，所述连接在后续的冷却过程或调温过程中有所表现。
由透明塑料形成的外部层(构成所获得的成形体的外部可见表面)通过额外的视觉深度效果增强了在成形体内部中获得的、由取向不同的薄片状效果颜料形成的虚拟三维图案。
如果成形体充分固化，则可以将其脱模或从注塑模制工具中取出。然后在注塑模制工具之外进行在大多数情况下必需的后续固化。
所获得的成形体具有一方面由基础成形体的形状确定且另一方面由第二注塑模制模具的第二内表面的形状确定的外形。从透明塑料的为所获得成形体的“可见侧”的一侧观察(也就是说聚合物成形体的正面侧的外表面)，根据本发明的成形体在其内部显示出虚拟的、有深度的、有光泽的由薄片状效果颜料形成的三维图案。如果第二注塑模制模具的第二表面为通常使用的抛光表面，则所获得的聚合物成形体在其外表面(可见侧)处不具有与在成形体内部中可见的三维效果颜料图案相对应的三维造型。但是，注塑模制模具的所提及的第二表面同样可以类似地具有粗糙的或精细的材质，所述材质在所获得的成形体中在其外表面上产生粗糙的或精细的结构，所述结构额外地以三维方式增强或补充了在成形体内部中可见的三维图案。
在热塑性箔中薄片状效果颜料的光泽和染色产生了对在所制备的成形体的表面上的虚拟三维图案的特别强烈的感知。可见的三维图案在此比在将热塑性箔实际变形的情况下所预期的明显更突出，因为薄片状效果颜料从平行位置的偏转即使在较小的角度级下就已经具有在其反射特性方面的明显改变。
当基础成形体的本体是不透明的和/或优选染色为灰色或黑色时，尤其当热塑性箔用完全由透明材料组成且仅具有干涉颜色而没有吸收颜色的薄片状效果颜料着色时，产生了所获得的成形体的外表面上的三维图案的特别好的可见度。
如果原位制备的透明塑料包含可溶性染色剂或少量的颗粒状染色剂，则还可以根据希望来改变从所获得的成形体的正面外表面一侧出发可感知的虚拟三维图案的彩色印象。适合量的可溶性染色剂虽然产生了原位制备的塑料以及聚合物成形体的由此所制备部分的适合的彩色度，然而几乎没有或完全没有妨碍成形体的这个部分的透明度。
除了一阶段RIM方法之外，使用多阶段RIM方法也特别适合于根据本发明的反应性注塑模制方法。
在应用多阶段RIM方法时，根据本发明方法的第一方法步骤以注塑模制方法预先分开地制备基础成形体。如果在本发明方法中应用此类多阶段RIM方法，则用于第二方法步骤的注塑模制工具仅具有唯一的内部空腔。
为此提供了一种常见的适合于RIM方法的注塑模制模具，所述注塑模制模具在这两个注塑模制子模具之一中具有插入件或另外的装置，所述插入件或装置可以接纳来自第一方法步骤的预制的基础成形体。这种基础成形体可以以二维或三维方式形成，其中在本发明的意义上，平坦的构造(例如铂或板)应被认为是二维的，而其他非平面式形成的空间构造应为三维。在此，对于三维基础成形体没有形状上的限制，只要注塑模制模具可以接纳对应的基础成形体并且可以将其固定在对应的注塑模制子模具的内表面处、其中或其上。
基础成形体在此如下地固定在注塑模制子模具的内表面处，使其正面的、由热塑性箔形成的外表面面向注塑模制模具的空腔(根据本发明，基础成形体的正面的外表面理解为：箔或板的两个主表面之一；在三维中空体的情况下为向外鼓起的表面或其子表面；在具有封闭表面的三维成形物体的情况下为整个外表面的至少一部分)。
所有其他的方法步骤在此对应于先前所述的在使用一阶段方法情况下的方法步骤，即：
在将具有二维或三维造型以及由用效果颜料着色的箔形成的正面侧外表面的基础成形体被固定在注塑模制模具的内表面之一上，使得基础成形体的正面侧外表面面向空腔之后，其中所述外表面至少在其子表面上具有一起形成三维图案的凸起和/或凹陷，将注塑模制工具闭合并且随后将由至少两种彼此聚合式反应的、能够流动的组分形成的混合物输入到在热塑性箔与注塑模制模具的第二内表面之间的内部空腔中，使得热塑性箔至少部分被包覆，其中所述能够流动的组分通过聚合互相固化成透明塑料并且所述热塑性箔与在聚合时形成的透明塑料形成牢固粘附且形状配合的连接。随后依据所使用的组分来将注塑模制工具调温或冷却并且将所获得的聚合物成形体脱模或取出。在此，所获得的成形体具有由透明塑料形成的外表面，其中至少在所述外表面的一部分上可以看到虚拟的、由薄片状效果颜料形成的三维图案，所述三维图案在表面自身上并不存在。外表面仅用作在成形体之内由薄片状效果颜料形成的三维图案的视觉增强介质，并且依据厚度和材料品质可以形成为有光泽的、哑光的、光滑的或经结构化的、硬的或具有软触感效果的。在每种情况下，外表面都给所获得的成形体赋予所希望的针对外部影响(例如老化、气候、机械影响)的耐受性和/或所需的耐刮擦性。
作为用于由至少两种彼此聚合式反应的、能够流动的组分形成的混合物的材料可以考虑在已知RIM工具中可加工的且通过所述至少两种组分互相聚合原位产生透明塑料的所有材料混合物。
已知的适合的混合物是通过聚合产生聚氨酯或聚脲塑料的双组分混合物。此类混合物一般包括一种液态粘合剂组分以及一种液态固化剂或交联剂组分。在此，作为液态粘合剂组分已知的体系通常包含对异氰酸酯有反应活性的组分，如多胺或多元醇，而液态交联组分包括异氰酸酯。这两种组分在混合时通过多加成发生反应形成经交联的聚脲或聚氨酯塑料。在此交联反应在中等的温度和压力条件下就已经发生。
可以在根据本发明的方法中使用的液态的有反应活性的混合物因此优选包含至少一种异氰酸酯组分以及至少一种针对异氰酸酯有反应活性的组分，例如多元醇或多胺。
此外，可以根据需要额外添加催化剂、辅助和添加物质、颗粒状填料、脱模剂或还有聚合延迟剂。
尤其聚合物或寡聚物型多元醇，例如聚醚多元醇、聚酯多元醇和/或聚碳酸酯多元醇，已经证实为特别适合的用于聚氨酯制备的对异氰酸酯有反应活性的多元醇。
聚合物或寡聚物型多胺，例如聚醚多胺和/或聚酯多胺，优选用作对异氰酸酯有反应活性的多胺。
作为异氰酸酯化合物尤其可以考虑芳香族、芳香脂肪族、脂肪族或环脂肪族的二异氰酸酯和/或多异氰酸酯或其混合物。在某些实施方式中，异氰酸酯组分包括式R(NCO)2的二异氰酸酯，其中R为具有4至12个碳原子的脂肪族烃残基、具有6至15个碳原子的环脂肪族烃残基、具有6至15个碳原子的芳香族烃残基或者具有7至15个碳原子的芳香脂肪族烃残基。适合的异氰酸酯化合物的特殊实例是苯二亚甲基二异氰酸酯、四亚甲基二异氰酸酯、1,4-二异氰酸酯基丁烷、1,12-二异氰酸酯基十二烷、六亚甲基二异氰酸酯、2,3,3-三甲基六亚甲基二异氰酸酯、1,4-亚环己基二异氰酸酯、4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯、4,4'-二环己基二异氰酸酯、1,4-亚苯基二异氰酸酯、2,6-亚甲苯基二异氰酸酯、2,4-亚甲苯基二异氰酸酯、1,5-亚萘基二异氰酸酯、2,4'-或4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯、4,4'-二苯基二甲基甲烷二异氰酸酯、a,a,a',a'-四甲基-m-苯二亚甲基二异氰酸酯、a,a,a',a'-四甲基-p-苯二亚甲基二异氰酸酯、三苯基甲烷-4,4',4"-三异氰酸酯或其混合物。适合的还有包含异氰脲酸酯、亚胺基噁二嗪二酮、氨基甲酸酯、缩二脲、脲基甲酸酯、脲二酮和/或碳二亚胺基团的单体型三异氰酸酯或多异氰酸酯加合物。异氰酸酯可以具有3或更高的异氰酸酯官能度并且例如异氰酸酯通过三聚或寡聚或者通过异氰酸酯与具有羟基或胺基的多官能化合物反应来制备。
此外，涂层组合物还可以包括硅酮化合物。
在这个方法步骤中还可以制备其他热固化型树脂(如果其在注塑模制模具中的制备产生不希望的副产物)。例如同样可以借助于与制备热固化型聚二环戊二烯树脂或热固化型聚酯树脂一样的适合的催化剂将ε-己内酯阴离子聚合成PA6。但是优选使用产生作为在热塑性箔上的表面涂层的聚氨酯或聚脲的有反应活性的组分。
尤其优选使用对异氰酸酯有反应活性的组分如多胺或多元醇以及交联组分如芳香族、芳香脂肪族、脂肪族或环脂肪族二异氰酸酯和/或多异氰酸酯(如上所述)以制备聚氨酯。
用于原位制备透明塑料的液态的有反应活性的初始物质可以以无色或有色的形式使用并且在硬化之后产生透明的塑料层。
由透明塑料形成的外部层(构成所获得的成形体的外表面)通过额外的视觉深度效果增强了在成形体内部中获得的、由薄片状效果颜料形成的虚拟三维图案。
本发明的主题还有聚合物成形体，所述成形体具有热塑性基础成形体以及位于其上的透明表面层，所述透明表面层由通过至少两种能够流动的组分的反应性聚合形成的透明塑料构成，其中所述热塑性基础成形体和所述透明的表面层相对彼此具有界面，所述界面由热塑性箔形成，所述热塑性箔用薄片状效果颜料着色并且具有箔表面，所述箔表面面向所述聚合物成形体的透明表面并且具有由凸起和/或凹陷构成的三维图案，通过将所述薄片状效果颜料在所述热塑性箔中平行于所述凸起和/或凹陷配向来虚拟地增强所述三维图案并且通过所述透明的表面层能够看到所述三维图案。所述聚合物成形体的外表面层自身不具有对应的空间上的三维图案。根据上述本发明注塑模制方法来制备此类成形体。
根据本发明的成形体为由至少两种彼此不同的塑料材料组成的聚合物成形体，其中一种塑料材料至少形成基础成形体的本体并且另一种塑料材料形成在基础成形体正面的由热塑性箔形成的外表面上的透明表面层。热塑性箔的塑料材料特别优选与基础成形体的本体的材料相同。
由热塑性箔中的薄片状效果颜料的空间配向产生的虚拟三维图案的可见度可以有利地如下得以增强：使基础成形体的本体包含可溶性和/或颗粒状染色剂。由此获得了有色的且同时在视觉上表现为透明、半透明或不透明的本体。特别有利的是使用产生本体的不透明外观的颗粒状染色剂(有色颜料)。基础成形体的本体的此种不透明度增强了在本体与包含在基础本体的由热塑性箔形成的表面层中的薄片状效果颜料之间的视觉对比度，并且产生在所获得的聚合物成形体的表面上的虚拟三维图案的非常好的可见度。
本体、热塑性箔、薄片状效果颜料和透明塑料的材料组成在上文已经进行了详细说明。在此关于本发明成形体方面，明确参考此说明。
任选地，在经着色的热塑性箔与经固化的原位制备的透明塑料之间，本发明的成形体还可以具有辅助粘附的层。然而所述层不是优选的并且在热塑性箔的塑料部分和用于透明塑料的初始物质的针对性材料选择的情况下(如先前所述)既非必要也非有利。相反，本发明方法的特别的优点是，可以保证在聚合物塑料体的所有聚合物组成部分之间的良好粘附，而无须使用辅助粘附的层或者附加层，所述附加层在所述方法期间必须保护位于基础成形体的正面表面上的三维图案免受机械和热学影响。
在本发明成形体的外表面(可见侧)上可见的虚拟三维图案为位于基础成形体的正面侧表面上的凸起和/或凹陷的阳模图像。然而，这个图像主要通过位于本发明成形体内部中的热塑性中间层(箔)中的薄片状效果颜料的不同取向来产生，相反，在所获得的成形体中真实地位于基础成形体表面上的三维图案只能较弱地在视觉上感知至完全无法在视觉上感知。
如上文已经说明的，在本发明成形体的外表面上的可见三维图案的竖直和水平延伸尺寸的大小可以在宽广的范围内移动，依据基础成形体的大小以及热塑性箔的厚度和聚合物成形体上的三维图案的使用目的(例如：编码作用还是装饰性效果)来选择所述范围。在此，热塑性箔的厚度一般为在基础成形体的表面上的凸起和/或凹陷的高度或深度，但是在具体情况下还可以超过热塑性箔的厚度。
在成形体的前侧外表面上的三维图案具有高度/深度为自约2μm起直至若干厘米且线宽为50μm至2000μm的凸起和凹陷。三维图案的平面状的延伸尺寸可以从几个平方毫米延伸到几百平方厘米并且与凹陷或凸起的高度/深度和宽度一样按照上述标准进行度量。
基础成形体的由热塑性箔形成并且具有三维图案的正面侧表面在此存在于所获得的聚合物成形体的内部中并且与其不可分离。
在箔中间层中布置的薄片状效果颜料分别具有与颜料的最长延伸尺寸相对应的纵轴线，并且以所述纵轴线在箔中间层中以相对于中间层的基础面的不同取向存在，如上文已经说明的。薄片状效果颜料的不同取向产生了在光入射时效果颜料的不同的光反射并且产生了在本发明聚合物成形体内部中的虚拟的、有光泽的展现为三维的图案，所述图案在外表面上可见但是无法在触觉上感知。
更确切地说，成形体的外表面层由透明塑料组成并且从外部造型看优选不具有附加的表面结构。但是，在具体情况下，外表面的此类附加的材质/结构可以是适当的或有意义的。根据本发明，由原位制备的透明塑料形成的外表面层的厚度可以可变地适配于使用最终成形体的相应要求。厚度可以在0.1至30mm的范围内、优选在0.1至20mm的范围内且特别优选在0.1至5mm的范围内。
在聚合物成形体的外表面上可见的虚拟三维图案本身在表面上不能在触觉上感知并且因此针对机械影响受到保护。同时，由于薄片状效果颜料的不同的光反射，所述图案可以被良好地感知并且在视觉上是有吸引力的。形成聚合物成形体的外表面的透明塑料层增强了图案的深度印象以及因此图案的在视觉上可感知的三维性。另外，成形体的表面由于所使用材料而具有针对负面外部影响的高耐受性和/或高耐刮擦性，并且可以在其触觉和视觉方面从硬且高光泽的变至哑光的并且具备软触感。在外表面上的可变材质同样是可能的，所述材质可以对由效果颜料形成的三维虚拟图案进行有利的补充。
本发明的主题还有上述聚合物成形体作为日用商品的装饰性和/或标识性元件或部件的用途。
所述日用商品基本上并且优选为包装、电力和电子工业的产品、家用电器、家具、服饰、皮革制品、鞋、运动制品或尤其运输工具和运输工具部件。然而，本发明的聚合物成形体理论上可用于优选可以使用具有良好可见的、有吸引力的、同时在表面上不可触碰的三维图案的聚合物成形体的所有领域。可以单纯出于造型和装饰原因，但是还可以为了用批次编号、生产日期等标注产品，将虚拟三维图案用在此类物体中。
本发明提供了注塑模制方法，借助于所述方法可以生产聚合物成形体，所述成形体在其表面中的至少一个表面上显示出有光泽的、外观有吸引力的虚拟三维图案，所述图案在其彩色度、其光泽度及其功能性方面具有可变地可设定的外观并且可以具有高精确度的细线。对于要求聚合物材料的特殊组合的注塑模制成形体的许多应用领域而言，由此创造了用于改进其视觉外观的方法，而没有造成不同塑料之间的粘附问题。此外，本发明的方法具有以下优点：即使在聚合物成形体的情况下也无须将整个聚合物成形体用薄片状效果颜料着色，而是仅仅将相对于聚合物成形体的总质量而言成形体的一部分(根据需求还可以是相对较小的部分，例如仅10重量％)着色，即可实现以这些薄片状效果颜料的空间配向为基础的令人印象深刻的三维图案。此外，本发明的聚合物成形体不具有流线。本发明的方法可以用常见的一阶段和多阶段RIM注塑模制系统执行，并且因此成本相对低廉且可适配于需求。借助于本发明的方法可以以简单可变的方式生产具有机械稳定表面的无流线的复杂的聚合物成形体，所述表面以令人印象深刻的方式用效果颜料染色并图案化。所获得的本发明的聚合物成形体是耐久的并且一般具有高视觉吸引力和机械吸引力的未压印表面和线清晰度较高的实际上不可毁坏的三维虚拟图案。所述成形体具有统一的彩色度、具有根据需要的高光泽度并且可以在许多技术和装饰应用领域中可变地使用。下面借助于实施例阐释本发明，然而本发明不限于这些实施例。
实施例1：
借助于注塑模制方法以100x150mm的大小制备具有2.0重量％的
Figure BDA0003100209210000241
F 10-51Lava Red含量(基于SiO2基材的薄片状效果颜料，粒径5-50μm，Merck KGaA的产品)、具有约300μm厚度的箔(PC/ABS，
Figure BDA0003100209210000242
T 65Hl，Covestro公司的产品)。
将用效果颜料本体染色的箔放入Arburg Allrounder 320M型注塑模制机的注塑模制模具中，其面向注塑模制模具的空腔的一个内表面设置有呈标志的镜像形式的三维结构。将箔静电固定在这个内表面处。
在闭合工具之后将塑料熔体(PC/ABS
Figure BDA0003100209210000243
T 65Hl，Covestro AG公司的产品)注入在经着色的热塑性箔与注塑模制模具的未设置三维结构的另一个内表面(喷嘴侧)之间的剩余的空腔中。注入过程在180至260℃范围内的温度和300至900bar范围内的压力下进行。在此，箔利用所产生的本体形状配合地连接到聚合物基础成形体，所述基础成形体在其表面上具有三维图案，所述三维图案呈用效果颜料着色的有光泽表面中的标志形状。由于标志具有仅各自约100-600μm的不同凹陷，其真实的三维结构仅在视觉上可感知，但是在触觉上无法获知。
在适合的RIM注塑模制工具中将如上制备的基础成形体放置在注塑模制模具的内表面处，使得基础成形体的箔表面上的标志面向注塑模制模具的内部空腔。接着将工具闭合。将反应性混合物(2组分-PUR体系)引入在经着色的箔表面与注塑模制工具的自由的内表面之间仍剩余的空腔中并且使其固化。作为反应性混合物使用由49重量％的组分1(由24.15重量％的
Figure BDA0003100209210000251
XP2488、24.15重量％的
Figure BDA0003100209210000252
C1100、0.5重量％的
Figure BDA0003100209210000253
T-12和0.2重量％的FC983组成)和51重量％的由
Figure BDA0003100209210000254
N-3600组成的组分2形成的混合物。
在冷却过程和打开工具之后获得成形体，其一个外表面表现为如位于玻璃之下、规则地有强红色光泽的表面，表面中存在有光泽的精细结构化的虚拟三维图案，所述图案呈由箔中的薄片状效果颜料形成的标志形式，所述标志对应于基础成形体的表面上的标志主题。成形体的另外的主表面是平坦的、半透明的且具有较浅的着色。
实施例2：
借助于注塑模制方法以100x150mm的大小制备具有2.0重量％的
Figure BDA0003100209210000255
5411含量(基于硼硅酸盐基材的薄片状效果颜料，粒径20-200μm，Merck KGaA的产品)以及0.2重量％的PV Echtblau B2G01(Clariant International Ltd.的产品)、具有约300μm厚度的箔(PC/ABS，Novodur Ultra 4105，Ineos Styrolution Group GmbH公司的产品)。
将用效果颜料本体染色的箔放入Arburg Allrounder 320M型注塑模制机的注塑模制模具中，其面向注塑模制模具的空腔的一个内表面设置有呈标志的镜像形式的三维结构。将箔静电固定在这个内表面处。
在闭合工具之后将塑料熔体(ABS，
Figure BDA0003100209210000256
GP22，BASF公司的产品，具有0.5重量％的炭黑比例)注入在经着色的热塑性箔与注塑模制模具的未设置三维结构的另一个内表面(喷嘴侧)之间的剩余的空腔中。注入过程在180至260℃范围内的温度和300至900bar范围内的压力下进行。在此，箔利用所产生的本体形状配合地连接到聚合物基础成形体，所述基础成形体在其表面上具有三维图案，所述三维图案呈用效果颜料着色的光亮蓝色表面中的标志形状。
由于标志具有仅各自约100-600μm的不同凹陷，其真实的三维结构仅在视觉上可感知，但是在触觉上无法获知。
在适合的RIM注塑模制工具中将如上制备的基础成形体放置在注塑模制模具的内表面处，使得基础成形体的箔表面上的标志面向注塑模制模具的内部空腔。接着将工具闭合。将反应性混合物(2组分-PUR体系)引入在经着色的箔表面与注塑模制工具的自由的内表面之间仍剩余的空腔中并且使其固化。使用根据实施例1的混合物作为反应性混合物。
在冷却过程和打开工具之后获得成形体，其一个外表面表现为如位于玻璃之下、规则地有蓝色光泽的表面，表面中存在有亮光泽的、部分闪光的、精细结构化的虚拟三维图案，所述图案呈由箔中的薄片状效果颜料形成的标志形式，所述标志对应于基础成形体的表面上的标志主题。成形体的另外的主表面是平坦的、不透明的且具有深灰的着色。

Claims (14)

1.用于在聚合物成形体中产生虚拟三维图案的注塑模制方法，其中
-在第一方法步骤中
-在注塑模制工具中，所述注塑模制工具具有能够彼此分离的注塑模制子模具A和B，所述注塑模制子模具分别具有内表面A'和B'并且一起形成内部空腔，其中所述内表面A'在基面上具有形成三维图案的凸起和/或凹陷，在所述注塑模制工具打开时
-用薄片状效果颜料着色的热塑性箔被固定在表面A'处，
-将所述注塑模制工具闭合，
-将热塑性塑料熔体输入到所述热塑性箔与注塑模制子模具B的表面B'之间的内部空腔中，
-将所述注塑模制工具调温或冷却以形成聚合物基础成形体，其中所述基础成形体具有由热塑性塑料形成的本体和由热塑性箔形成的表面，所述表面具有由凸起和/或凹陷形成的三维图案，通过将薄片状效果颜料在所述热塑性箔中平行于所述凸起和/或凹陷配向来虚拟地增强所述三维图案，并且其中
-在第二方法步骤中
-所述聚合物基础成形体如下地引入到具有内部空腔的注塑模制工具中，使得所述基础成形体的具有带有凸起和/或凹陷的所述热塑性箔的外表面面向所述内部空腔，
-将所述注塑模制工具闭合，以及
-将由至少两种彼此聚合式反应的能够流动的组分形成的混合物输入到剩余的内部空腔中，使得所述热塑性箔至少部分被淹没，其中所述能够流动的组分通过聚合互相固化成透明塑料并且所述热塑性箔与所述塑料形成牢固粘附且形状配合的连接，以及
-将所述注塑模制工具调温或冷却，并且随后
-将所获得的成形体脱模或取出，所述成形体具有由所述透明塑料形成的外表面并且在所述外表面的至少一部分上显示出虚拟的、由所述薄片状效果颜料形成的三维图案。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，用薄片状效果颜料对所述热塑性箔进行本体染色。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述三维图案为呈图画物体、字母数字主题、线和/或点图案、标志、编码或幻想图案形式的宏观图案。
4.根据权利要求1至3中一项或多项所述的方法，其特征在于，所述薄片状效果颜料选自下组：珠光颜料、干涉颜料、金属效果颜料、薄片状功能颜料、薄片状结构化颜料或其混合物。
5.根据权利要求1至4中一项或多项所述的方法，其特征在于，所述薄片状效果颜料具有在5至250μm范围内的粒径和至少2的长径比。
6.根据权利要求1至5中一项或多项所述的方法，其特征在于，所述薄片状效果颜料以相对于经着色的热塑性箔的总重量0.1至20重量％的量被包含在所述经着色的热塑性箔中。
7.根据权利要求1至6中一项或多项所述的方法，其特征在于，所述经着色的热塑性箔除了所述薄片状效果颜料之外还包含其他的有机或无机有色颜料、染料和/或填充剂。
8.根据权利要求1至7中一项或多项所述的方法，其特征在于，所述热塑性塑料熔体包含颗粒状或可溶性染色剂。
9.根据权利要求1至8中一项或多项所述的方法，其特征在于，所述基础成形体的本体是透明、半透明或不透明的。
10.聚合物成形体，所述成形体具有热塑性基础成形体以及位于其上的透明表面层，所述透明表面层由通过至少两种能够流动的组分的反应性聚合形成的透明塑料构成，其中所述热塑性基础成形体和所述透明的表面层相对彼此具有界面，所述界面由热塑性箔形成，所述热塑性箔用薄片状效果颜料着色并且具有箔表面，所述箔表面面向所述聚合物成形体的透明表面并且具有由凸起和/或凹陷构成的三维图案，通过将所述薄片状效果颜料在所述热塑性箔中平行于所述凸起和/或凹陷配向来虚拟地增强所述三维图案并且通过所述透明的表面层能够看到所述三维图案，所述聚合物成形体按照根据权利要求1至9中一项或多项所述的方法制备。
11.根据权利要求10所述的聚合物成形体，其特征在于，所述热塑性基础成形体具有本体，所述本体包含颗粒状和/或可溶性染色剂。
12.根据权利要求11所述的聚合物成形体，其特征在于，所述本体是透明、半透明或不透明的。
13.根据权利要求10至12中一项或多项所述的聚合物成形体作为日用商品的装饰性和/或标识性元件或部件的用途。
14.根据权利要求13所述的用途，其特征在于，所述日用商品为包装、电力和电子工业的产品、家用电器、家具、服饰、皮革制品、鞋、运动制品、运输工具或运输工具部件。
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