DE10151281A1

DE10151281A1 - Farblack für die Siebbedruckung der Innenseite von Insert-Moulding-Teilen

Info

Publication number: DE10151281A1
Application number: DE10151281A
Authority: DE
Inventors: Uwe Numrich; Michael Enders; Lothar Kruska
Original assignee: Roehm GmbH Darmstadt
Current assignee: Roehm GmbH Darmstadt
Priority date: 2001-08-27
Filing date: 2001-10-22
Publication date: 2003-03-20
Also published as: ZA200401599B; HK1068910A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Farblack, geeignet zum Bedrucken von Folien aus transparentem thermoplastischem Kunststoff, bestehend im wesentlichen aus DOLLAR A a) einem oder mehreren Pigmenten, DOLLAR A b) einem Bindemittel, welches in DOLLAR A c) einem organischen Lösungsmittel oder einem Gemisch aus organischen Lösemitteln gelöst ist, sowie DOLLAR A d) üblichen Hilfsstoffen, DOLLAR A dadurch gekennzeichnet, daß als Bindemittel ein Poly(meth)acrylat- oder eine Poly(meth)acrylimid-Verbindung verwendet wird, die eine Vicaterweichungstemperatur VET (ISO 306 B) von mindestens 115 DEG C aufweist. Die Erfindunbg betrifft weiterhin bedruckte Folien und Insert-Moulding-Teile, die mit dem erfindungsgemäßen Lack hergestellt wurden sowie das entsprechende Herstellungsverfahren und Verwendungen der erfindungsgemäßen Insert-Moulding-Teile.

Description

Die Erfindung betrifft einen Farblack, geeignet zum Bedrucken der Innenseite von Insert-Moulding-Teilen, bestehend im wesentlichen aus einem oder mehreren Pigmenten, gegebenenfalls üblichen Hilfsstoffen, einem Bindemittel, welches in einem organischen Lösungsmittel oder einem Gemisch aus organischen Lösemitteln gelöst ist.

Stand der Technik

Siebdruckfarben bzw. Siebdrucklacke finden eine breite Verwendung. Es können z. B. Folien aus transparenten Kunststoffen mit Siebdruckfarben rückseitig bedruckt werden. Die bedruckten Folien werden anschließend umgeformt und in einer Spritzgiessform rückseitig hinterspritzt (Insert-Moulding). Auf diese können verschiedenste Kunststoffteile, wie z. B. unterschiedlich bedruckte oder einfärbte, austauschbare Schalen für Handys, hergestellt werden. Dabei werden hohe Anforderungen an die Qualität des Siebdrucks gestellt, da er bei Hinterspritzvorgang gegenüber Temperaturen im Bereich von 260°C und Drücken um die 1000 bar beständig sein muß und auch im Laufe des Benutzungszeitraums der Teile im Druckbild nicht nachlassen soll.
DE 44 21 561 A1 beschreibt hochtemperaturbeständige flexible Siebdruckfarben. Als Bindemittel für die Pigmente werden thermoplastische, aromatische Polycarbonat-Polymere gelöst in üblichen Lösungsmitteln offenbart. Unter Verwendung einer beispielsgemäßen Lackformulierung können kontrastreiche Farbdruckmuster erhalten werden. Im Gegensatz dazu werden mit einem Polyacrylat-Bindemittel lediglich verwischte Farbdruckmuster erhalten.

Aufgabe und Lösung

Es hat sich gezeigt, daß Siebdruckfarben bzw. Siebdrucklacke auf Basis von Polycarbonat-Verbindungen, die zum rückseitigen Bedrucken von Folien, die in einem anschließenden Hinterspritzvorgang zu Insert-Moldingteilen verarbeitet werden nicht immer gegenüber dem Hinterspritzvorgang beständig sind auch mit der Zeit und je nach Beanspruchung mehr oder weniger zum Vergilben neigen.
Es wurde als Aufgabe gesehen einen Farblack, geeignet für Siebdruck auf der Innenseite von Insert-Moulding-Teilen, bereitzustellen, der gegenüber dem Hinterspritzvorgang im Druckbild vergleichsweise beständig ist auch nach längerer Bewitterung eine möglichst hohe Farbechtheit aufweist.
Die Aufgabe wird gelöst durch einen Farblack, geeignet zum Bedrucken von Folien aus transparentem thermoplastischem Kunststoff, insbesondere zum Bedrucken von Folien, die für Insert-Moulding-Teile verwendet werden, bestehend im wesentlichen aus

a) einem oder mehreren Pigmenten,
b) einem Bindemittel, welches in
c) einem organischen Lösungsmittel oder einem Gemisch aus organischen Lösungsmitteln gelöst ist
d) gegebenenfalls üblichen Hilfsstoffen

Ausführung der Erfindung

Farblack

Der Farblack besteht aus

a) einem oder mehreren Pigmenten, bevorzugt in einer Menge von 10 bis 50 Gew.-%
b) einem Bindemittel, bevorzugt in einer Menge von 10 bis 50 Gew.-%, welches in
c) einem organischen Lösungsmittel oder einem Gemisch aus organischen Lösungsmitteln gelöst ist, sowie
d) gegebenenfalls üblichen Hilfsstoffen, bevorzugt in einer Menge bis 10 Gew.-%, insbesondere von 0,1 bis 10 Gew.-%,

Pigmente

Der Lack enthält Pigmente, bevorzugt in einer Menge von 10 bis 50, besonders bevorzugt von 15 bis 30 Gew.-% bezogen auf den flüssigen Lack.
Geeignete Pigmente sind z. B. Ruße, Titandioxid, Metallpigmente, Eisenoxidrot bzw. Eisenoxidrot-Typen, Kobalt-Pigmente, z. B. Kobaltblau-Typen, Kobaltgrüntypen, Organische Pigmente.

Bindemittel

Der Lack enthält ein Bindemittel, insbesondere ein polymeres Bindemittel, bevorzugt in einer Menge von 10 bis 50, insbesondere 15 bis 35 Gew.-% bezogen auf den flüssigen Lack.
Als Bindemittel können Poly(meth)acrylat- oder Poly(meth)acrylimid-Verbindung verwendet werden, die eine Vicaterweichungstemperatur VET (ISO 306 B) von mindestens 115°C, z. B. von 115 bis 180°C, bevorzugt mindestens 118°C, z. B. von 118 bis 125°C, besonders bevorzugt mindestens 125°C, insbesondere mindestens 130°C, z. B. von 140 bis 180°C oder von 145 bis 160°C aufweisen. Die genannten Bindemittel sind sehr temperatur- und zugleich witterungsbeständig und daher wesentlich für die Eigenschaften des Lacksystems.
Es kann eine Poly(meth)acrylat-Verbindung eingesetzt wird, die ein Polymer ist aus

1. 50 bis 90 Gew.-% Alkylmethacrylat mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen im Esterrest,
2. 5 bis 25 Gew.-% wenigstens eines Vinylaromaten,
3. 1 bis 25 Gew.-% Maleinsäureanhydrid, sowie gegebenenfalls
4. 0 bis 5 Gew.-% Alkylacrylat mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen im Esterrest.

Die Monomeren (m1), (m2), (m3) und (m4)

Die in 50 bis 90 Gew.-%, bezogen auf die gesamten Monomeren, eingesetzten Monomeren (m1) sind ausgewählt aus der Gruppe der Alkylmethacrylate mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen im Esterrest, wie beispielsweise Ethylmethacrylat, Propylmethacrylat, iso-Propylmethacrylat, Butylmethacrylat, iso-Butylmethacrylat, tert.-Butylmethacrylat, Pentylmethacrylat, iso-Pentylmethacrylat, Hexylmethacrylat, 2,2-Dimethylbutylmethacrylat, Cyclopentylmethacrylat, Cyclohexylmethacrylat, sowie besonders bevorzugt Methylmethacrylat.
Die Monomeren (m2) sind ausgewählt aus der Gruppe der Vinylaromaten, wie beispielsweise - Halogenstyrol, p-Methylstyrol, p-tert.-Butylstyrol, Vinylnaphthalin, sowie bevorzugt α-Methylstyrol und besonders bevorzugt Styrol.
Das monomere Maleinsäureanhydrid (m3) wird mit einer Reinheit von mindestens 95%, bevorzugt von mindestens 99%, eingesetzt. Um das Maleinsäureanhydrid in den flüssigen Aggregatzustand zu überführen, wird es über seinen Schmelzpunkt von 52,85°C erhitzt, bevorzugt auf Temperaturen zwischen 55 und 80°C, besonders bevorzugt zwischen 60 und 80°C. Das flüssige Maleinsäureanhydrid kann unter Inertgasatmosphäre bei den oben angegebenen Temperaturen über mehrere Wochen hinweg gelagert werden.
Die Alkylacrylate (m4) können in Anteilen von bis zu 5 Gew.-% zur Verbesserung der rheologischen Eigenschaften der Terpolymerisate TP eingebaut werden. Beispiel für Alkylacrylate mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen im Esterrest sind Ethylacrylat, Isopropylacrylat, Propylacrylat, iso-Butylacrylat, tert.-Butylacrylat, Pentylacrylat, Hexylacrylat, sowie bevorzugt Butylacrylat und besonders bevorzugt Methylacrylat.
Die Monomeren (m1), (m2) und (m4) bzw. deren Gemische sind unter den Mischungsbedingungen flüssig.
Entsprechende Copolymere können in sich bekannter Weise durch radikalische Polymerisation erhalten werden. EP-A 264590 beschreibt z. B. ein Verfahren zur Herstellung einer Formmasse aus einem Monomerengemisch aus Methylmethacrylat, Vinylaromat, Maleinsäureanhydrid sowie gegebenenfalls aus einem niederen Alkylacrylat, bei dem die Polymerisation bis zu einem Umsatz von 50% in An- oder Abwesenheit eines nicht polymerisierbaren organischen Lösungsmittels durchgeführt wird und bei dem die Polymerisation ab einem Umsatz von mindestens 50% im Temperaturbereich von 75 bis 150°C in Gegenwart eines organischen Lösungsmittels bis zu einem Umsatz von mindestens 80% fortgesetzt wird und anschließend die niedermolekularen flüchtigen Bestandteile verdampft werden.
In JP-A 60-147 417 wird ein Verfahren zur Herstellung einer hochwärmeformbeständigen Polymethacrylat-Formmasse beschrieben, bei dem eine Monomermischung aus Methylmethacrylat, Maleinsäureanhydrid und mindestens einem Vinylaromaten in einen Polymerisationsreaktor, der für Lösungs- oder Massepolymerisation geeignet ist, bei einer Temperatur von 100 bis 180°C eingespeist und polymerisiert wird. DE-OS 44 40 219 beschreibt ein weiteres Herstellungsverfahren.
Als Bindemittel kommen auch solche Poly(meth)acrylat-Verbindungen in Betracht, die z. B. aus 90 bis 100 Gew.-% Methylmethacrylat-Einheiten bestehen und aufgrund eines besonderen Herstellungsverfahrens Vicaterweichungstemperaturen VET (ISO 306 B) von mindestens 115°C, bevorzugt von 116 bis 122°C erreichen. EP-A 245 647 beschreibt z. B. ein Verfahren zur Herstellung von Poly(meth)acrylat-Formmassen mittels Emulsionspolymerisation bei Polymerisationstemperaturen von 0 bis 100°C, z. B. von 20 bis 90°C, in Gegenwart eines Initiator-Regler-Verhältnisses von mindestens 1 : 2, bevorzugt 1 : 5 oder darüber. Die so erhaltenen Poly(meth)acrylat-Formmassen weisen einen Taktizitäts-Anteil syndiotaktischer Triaden von über 60% auf, während der isotaktische Anteil bevorzugt weniger als 5% beträgt. Die TD-Werte der Formmassen (2% Depolymerisation bei einer Aufheizrate von 5°C/min) betragen vorzugsweise mindestens 290°C. Die Vicaterweichungstemperaturen VET (ISO 306 B) liegen im Bereich von 115 bis 122°C. Entsprechend hergestellte Polymerisate können aus 90 bis 100 Gew.-% Methylmethacrylat-Einheiten bestehen. In Mengenanteilen von 0 bis 10, bevorzugt 0 bis 5, insbesondere 0 bis 2 Gew.-% können gegebenenfalls radikalisch polymerisierbare Comonomere wie z. B. Methylacrylat, Ethylacrylat, Methacrylnitril, Maleinsäure, Maleinsäureanhydrid, Methacrylsäureester- oder -Amide, Styrol, p-Methylstyrol, Vinylester oder Vinylamide enthalten sein.
Ein weiteres Herstellungsverfahren für Poly(meth)acrylat-Verbindungen, die z. B. aus 90 bis 100 Gew.-% Methylmethacrylat-Einheiten bestehen und Vicaterweichungstemperaturen VET (ISO 306 B) von mindestens 115°C, erreichen, ist die sogenannte "anionische Polymerisation" in Gegenwart von Katalysator-Komplexen (s. z. B. Elias, H. G. (1996): Polymere; Von Monomeren und Makromolekülen zu Werkstoffen, Hüthig & Wepf Verlag). Das Verfahren ist jedoch sehr aufwendig, so daß es in der Praxis bisher kaum eine Rolle spielt.
Als Bindemittel können weiterhin Poly(meth)acrylimid-Verbindung eingesetzt wird, die aus einer teilweise oder vollständige Imidierung von Polymerisaten von Alkylestern der Methacrylsäure durch die Umsetzung mit einem Imidierungsmittel erhalten wurden (s. z. B. EP-A 441 148 oder EP-A 666 161). Bevorzugt sind Poly(meth)acrylimid-Verbindungen mit einem Imidierungsgrad (Glutarimidgehalt) von 50 bis 100, bevorzugt 60 bis 95, insbesondere 65 bis 80 Gew.-%. Die Poly(meth)acrylimid-Verbindungen enthalten bei Imidierungsgraden unter 100% als Nebenprodukte des Imidierungsvorgangs meist noch weitere Comonomere wie Methacrylsäure und Methacrylsäureanhydrid z. B. in Mengen von jeweils 1 bis 15 Gew.-%.
Herstellungsverfahren für die genannten Polymethacrylimide sind aus EP-A 216 505, EP-A 666 161 oder aus EP-A 776 910 bekannt.

Lösungsmittel

Geeignete Lösungsmittel sind halogenierte oder bevorzugt halogenfreie aliphatische, cycloaliphatische, aromatische Kohlenwasserstoffe, Ketone, Ester, Ether, Alkohole oder Phenole, in denen sich die genannten Bindemittel gut lösen.
Geeignete Lösungsmittel sind z. B. Toluol, Xylol, Tetrahydrofuran, Ketone, wie Aceton, Methylisobutylketon, Isophoron, Butanon, Methylethylketon Ester, wie Methylacetat, Ethylacetat, Butylacetat, Butylpropionat, Methoxypropylacetat, Alkohole wie Methanol, Ethanol oder Isopropanol, halogenierte Kohlenwasserstoffe wie Chloroform, Methylenchlorid, Chlorbenzol.
Geeignet sind z. B. Gemische aus Methylethylketon und Alkoholen, z. B. Ethanol, Isopropanol und/oder Butanol.
Bevorzugt sind Gemische aus Xylol, Methylethylketon, Butylacetat, ethyoxylierten Alkoholen, z. B. Ethoxy-Butanol, und/oder Methoxybutylacetat (Butoxyl®), wobei die Mischung gegebenenfalls geringere Anteile an Solventnaphta (Lösungsbenzol bzw. Schwerbenzol), Gemische aus 50 bis 10% Cumol, 30 bis 40 Xylol und 2 bis 7% Naphtalinöl enthalten kann.
Besonders bevorzugt sind Gemische aus zwei bis drei Gew.-Teilen Xylol, etwa einem Gew.-Teilen Methylethylketon, etwa einem Gew.-Teile Butylacetat, etwa einem Gew.-Teil eines Ethyoxyl-Alkohols, z. B. Ethoxy-Butanol, und einem Gew.-Teil Methoxybutylacetat (Butoxyl®) und etwa einem halben Gew.-Teil Solventnaphta (Lösungsbenzol bzw. Schwerbenzol, Gemisch aus Chemical Abstracts. 60% Cumol, 35% Xylol und 5% Naphtalinöl)

Hilfsstoffe

Der Lack kann gegebenenfalls übliche Hilfsstoffe, bevorzugt in einer Menge bis 15 Gew.-%, insbesondere von 0,1 bis 10 Gew.-% enthalten. Übliche in Lacken verwendete Hilfsstoffe sind z. B. Verlaufshilfsmittel oder UV-Schutzmittel bzw. UV-Absorber, gegebenenfalls Füllstoffe, Netzmittel, Konservierungsstoffe.
Eine verbesserte Witterungsbeständigkeit der erfindungsgemäßen Beschichtung wird durch eingearbeitete UV-Schutzmittel, wie sie als Zusätze zu Kunststoffen bekannt sind und in Ullmanns Enzyklopädie der technischen Chemie, 4. Auflage, Band 15, Seiten 253 bis 260, aufgeführt sind und/oder vorteilhafterweise durch polymerisierbare UV-Stabilisatoren erreicht. Als Beispiel für polymerisierbare UV-Stabilisatoren sei 3-(2-Benzotriazolyl)-2- hydroxy-5-tert.-octylbenzylmethacrylamid genannt. UV- Absorber können z. B. in Mengen von 0,1 bis 10 Gew.-% bezogen auf die Lacktrockensubstanz enthalten sein.

Insert-Moulding/Verfahren

Beim Insert-Moulding Verfahren werden Folien aus transparenten oder transluzenten Kunststoffen, die rückseitig mit Siebdruckfarben bedruckt sind verwendet. Die bedruckten Folien werden umgeformt und in einer Spritzgießanlage rückseitig durch Hinterspritzen mit thermoplastischen Kunststoffen zu dickeren Insert-Moulding-Teilen verstärkt.

Folien

Folien die sich zur rückseitigen Bedruckung eigenen können z. B. aus thermoplastischen, bevorzugt transparenten thermoplastischen Kunststoffen wie z. B. Polystyrol, Polycarbonat, Polyethylenterephthalat oder Polymethylmethacrylat, bevorzugt aus schlagzähmodifiziertem Polymethylmethacrylat bestehen. Geeignet sind z. B. Poly(meth)acrylate die zu 80 bis 99,9 Gew.-% aus Methylmethacrylat und zu 0,1 bis 20 Gew.-% aus weiteren Comonomere bestehen. Geeignete Comonomere sind z. B. Ester der Methacrylsäure (z. B. Ethylmethacrylat, Butylmethacrylat, Hexylmethacrylat, Cyclohexylmethacrylat), Ester der Acrylsäure (z. B. Methylacrylat, Ethylacrylat, Butylacrylat, Hexylacrylat, Cyclohexylacrylat) oder Styrol und Styrolderivate, wie beispielsweise α-Methylstyrol oder p-Methylstyrol. Schlagzähmodifizierungsmittel für Polymethacrylat-Kunststoffe sind hinlänglich bekannt. Als Schlagzähmodifizierer für die Poly(meth)acrylate können vernetzte ein- oder mehrschalige Emulsionspolymerisate, die z. B. aus vernetztem Polybutylacetat bestehen, eingesetzt werden. Herstellung und Aufbau von schlagzähmodifizierten Polymethacrylat-Formmassen sind z. B. in EP-A 0 113 924, EP-A 0 522 351, EP-A 0 465 049 und EP-A 0 683 028 beschrieben.
Die Foliendicke kann z. B. 10 bis 500, bevorzugt 50 bis 300 µm betragen. Die bedruckte Folie stellt ein Zwischenprodukt für die entsprechenden Insert-Moulding-Teile dar.

Druckvorgang

Die Folien werden in an sich bekannter Weise im Siebdruckverfahren bedruckt (siehe z. B.: E. Schulz: Ein lehrreiches Fachseminar in Stuttgart: Bedrucken von Kunststoffen, Verpackungs-Rundschau 11/1985, S. 1262-1270 oder W. Krause: "Siebdruck auf Kunststoffen, Entwicklungstendenzen", Plastverarbeiter, Nr. 9, 1981, S. 1249-1251).

Hinterspritzvorgang/Verfahren

Das Verfahren zur Herstellung von Insert-Moulding-Teilen, schließt die folgenden Verfahrensschritte ein,

a) Bedrucken einer Folie aus einem thermoplastischen Kunststoff im Siebdruckverfahren mit einem Farblack,
b) Umformen der Folie, z. B. mit dem High Pressure Forming Verfahren. Dabei wird die Folie in einer Haltevorrichtung, z. B. einem Niederhalter, fixiert und bei einer Temperatur, die zwischen der Raumtemperatur, also ab ca. 20°C, bis unterhalb der Vicat-Erweichungstemperatur (VET nach ISO 306 Verfahren B) liegen kann, unter Druck, z. B. mittels Preßluft von z. B. 50 bis 300 bar, umgeformt. Ein entsprechendes Verfahren ist z. B. aus EP-A 0 371 425 bekannt.
c) Hinterspritzen der bedruckten Folie auf der bedruckten Seite im einem Spritzgießwerkzeug mit einem thermoplastischen Kunststoff sowie
d) Entnahme des Insert-Moulding-Teils aus der Form.

Die bedruckten Folien werden in so ein Spritzgußwerkzeug gelegt, daß die Bedruckung zur Düsenseite gerichtet ist und werden mit einer z. B. 0,5 bis 10, bevorzugt 0,6 bis 2 mm dicken Schicht eines thermoplastischen Kunststoffs hinterspritzt. Es kann z. B. ein Heißkanal-Werkzeug mit Nadelverschlußanguß verwendet werden. Zum Hinterspritzen eignen sich thermoplastische Kunststoffe wie z. B. Polycarbonat, Mischungen aus Polycarbonat mit Acrylnitril-Butadien-Stryrol (ABS), ASA und bevorzugt Polymethylmethacrylat.
Geeignet sind z. B. Poly(meth)acrylate die zu 80 bis 99,9 Gew.-% aus Methylmethacrylat und zu 0,1 bis 20 Gew.-% aus weiteren Comonomeren bestehen. Geeignete Comonomere sind z. B. Ester der Methacrylsäure (z. B. Ethylmethacrylat, Butylmethacrylat, Hexylmethacrylat, Cyclohexylmethacrylat), Ester der Acrylsäure (z. B. Methylacrylat, Ethylacrylat, Butylacrylat, Hexylacrylat, Cyclohexylacrylat) oder Styrol und Styrolderivate, wie beispielsweise α-Methylstyrol oder p-Methylstyrol.
Besonders bevorzugt sind Polymethylmethacrylate, die Copolymerisate aus 98 bis 95 Gew.-% Methylmethacrylat und 2 bis 5 Gew.-% Methylacrylat sind mit einem mittleren Molekulargewicht (Gewichtsmittel; gemessen nach DSC oder mittels Gelchromatographie bestimmt) in Bereich von 100.000 bis 200.000, bevorzugt von 100.000 bis 130.000 (Dalton). Insbesondere geeignet ist z. B. eine Formmasse, die ein Copolymer aus 97 Gew.-% Methylmethacrylat und 3 Gew.-% Methylacrylat ist und ein mittleres Molekulargewicht von ca. 110.000 aufweist.
Geeignete Werkzeugtemperaturen liegen im Bereich von 40 bis 80°C, bevorzugt von 55 bis 65°C. Die Schmelztemperatur kann insbesondere bei einem Polymethylmethacrylat-Copolymer im Bereich von 220 bis 300°C, bevorzugt von 240 bis 260°C liegen. Die Heißkanaltemperatur des Werkzeugs kann im Bereich von 220 bis 300°C, bevorzugt von 240 bis 260°C liegen. Die Einspritzgeschwindigkeit kann von niedrig bis hoch variiert werden.

Insert-Moulding-Teile

Nach dem Hinterspritzvorgang kann das fertige, abgekühlte Insert-Moulding-Teil dem Werkzeug entnommen werden.
Ein erfindungsgemäßes Insert-Moulding-Teil besteht aus einer Folie aus einem thermoplastischem Kunststoff, bevorzugt einem transparenten thermoplastischen Kunststoff, insbesondere aus einer Folie aus einem Polymethylmethacrylat-Copolymer, die auf der Rückseite mit dem erfindungsgemäßen Farblack bedruckt ist und auf dieser Seite mit einer Lackschicht aus einem thermoplastischem Kunststoff, der bevorzugt ein Polymethylmethacrylat-Copolymer ist, versehen ist, die in einem Hinterspritzvorgang aufgetragen wurde.

Verwendungen

Die erfindungsgemäßen Insert-Moulding-Teile können zahlreiche Verwendung z. B. als Geräteabdeckungen-Abdeckungen z. B. für elektronische Geräte, Mobiltelefone (Handys), hinterleuchtbare Displays z. B. für Instrumente oder z. B. als farbige Leuchten, z. B. Blinklichter oder Rückleuchten, z. B. in Kraftfahrzeugen, Schienenfahrzeugen oder Flugzeugen, finden.

Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung

Der erfindungsgemäße Farblack bietet den Vorteil, daß er gegenüber hohen Drücken und Temperaturen beim Hinterspritzvorgang zur Herstellung von Insert-Moulding-Teilen beständig ist. Weiterhin ist zeigt das Druckbild auch nach längerer Gebauchsdauer der Insert-Moulding-Teile keine wahrnehmbaren Verfärbungen bzw. Vergilbungen. Die erfindungsgemäßen Insert-Moulding-Teile zeichnen sich, insbesondere wenn die äußere Folien und/oder der Hinterspritzlack ein Polymethylmethacrylat-Copolymer ist, durch hohe Transparenz und Witterungsbeständigkeit aus. Die erfindungsgemäß erhältlichen Insert-Moulding-Teile erfüllen daher hohe Qualitätsanforderung wie sie z. B. für hinterleuchtbare Displays oder Leuchten im Automobil- oder Luftfahrtbereich gestellt werden.

BEISPIELE

Handelsübliche Folien aus schlagzähmodifiziertem Polymethylmethacrylat wurden mit verschiedenen Siebdrucklacken (Lacke 1 bis 3) einseitig bedruckt und anschließend auf der bedruckten Seite mit einem Polymethylmethacrylat- Kunststoff hinterspritzt und so zu Insert Moulding-Teilen (Testkörpern) verstärkt. Die Testkörper wurden anschließend auf Auswaschungen der Bedruckung geprüft.
Die Dicke der eingesetzten Folien betrug 250 µm.
Die Folien wurden mit (MT) und ohne (OT) vorherige Trocknung der Siebbedruckung hinterspritzt.

Lack 1 (erfindungsgemäß)

Der Lack 1 besteht aus einem Lösungsmittelgemisch aus
40 Vol.-% Xylol,
17 Vol.-% Methylethylketon,
17 Vol.-%. Methoxybutylacetat (Butoxyl®),
17 Vol.-% Butylacetat und
9 Vol.-% Solventnaphta
(Lösungsbenzol bzw. Schwerbenzol, Gemisch aus etwa 60% Cumol, 35% Xylol und 5% Naphtalinöl),
welches bezogen auf den feuchten Lack 10 Gew.-% Ruß-Pigment und 20 Gew.-% eines Bindemittels enthält, das ein Copolymer aus 65 Methylmethacrylat, 20 Gew.-% Styrol und 15 Gew.-% Maleinsäureanhydrid ist.
Die Vicaterweichungstemperatur des Bindemittels VET nach ISO 306 B liegt im Bereich von 119 bis 123°C.

Lack 2 (erfindungsgemäß)

Die Zusammensetzung entspricht Lack 1 mit dem Unterschied, daß als Bindemittel ein Polymethacrylimid-Copolymer aus einem zu ca. 70% imidiertem Polymethylmethacrylat enthalten ist. Das Copolymer enthält weiterhin ca. 4 bis 6 Gew.-% Methacrylsäure und ca. 4 bis 6 Gew.-% Methacrylsäureanhydrid als Comonomere. Die Vicaterweichungstemperatur des Bindemittels VET nach ISO 306 B liegt im Bereich von 143 bis 152°C.

Lack 3 (Vergleichsversuch)

Die Zusammensetzung entspricht Lack 1 mit dem Unterschied, daß als Bindemittel ein handelsübliches Polycarbonat eingesetzt wird.

Versuchsbedingungen

Es wurde ein Heißkanalwerkzeug mit Nadelverschlußanguß verwendet. Die Kavität hatte eine Abmessung von 100 × 100 mm mit vier verschiedenen Höhenstufen von 1, 2, 3 und 4 mm (Stufenplatte).
Die bedruckten Folien wurden zugeschnitten und so ins Werkzeug eingelegt, daß die Bedruckung in Richtung der Einspritzdüse zeigt.
Das Hinterspritzen erfolgte unter den vier verschiedenen Bedingungen A bis D, wobei A die höchste Anforderung für die Beständigkeit des Siebdrucks darstellt und D die niedrigste.
Hinterspritzt wurde mit einer Formmasse aus Polymethylmethacrylat (Copolymer aus 97 Gew.-% Methylmethacrylat und 3 Gew.-% Methylacrylat mit einem mittleren Molekulargewicht von ca. 110.000, gemessen nach DSC oder mittels Gelchromatographie bestimmt).
Hohe Einspritzgeschwindigkeit = 100% der möglichen Leistung der Anlage. Niedrige Einspritzgeschwindigkeit = etwa ca. 25% der möglichen Leistung der Anlage.
Die Insert-Moulding-Teile wurden dem Werkzeug entnommen und die Auswaschung des Siebdrucks jeweils visuell mit einem Notensystem auf Auswaschungen des Druckbilds hin beurteilt.

Note ++: keine Auswaschung erkennbar
Note +: kaum Auswaschungen erkennbar
Note -: Auswaschungen deutlich erkennbar.
Die Versuchsreihen und deren Ergebnisse der sind in folgender Tabelle zusammengestellt.

Claims

1. Farblack, geeignet zum Bedrucken von Folien aus transparentem thermoplastischem Kunststoff, bestehend im wesentlichen aus

a) einem oder mehreren Pigmenten,

b) einem Bindemittel, welches in

c) einem organischen Lösungsmittel oder einem Gemisch aus organischen Lösemitteln gelöst ist, sowie

d) gegebenenfalls üblichen Hilfsstoffen

dadurch gekennzeichnet, daß als Bindemittel eine Poly(meth)acrylat- oder eine Poly(meth)acrylimid- Verbindung verwendet wird, die eine Vicaterweichungstemperatur VET (ISO 306 B) von mindestens 115°C aufweist.

2. Farblack nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Bindemittel eine Poly(meth)acrylat-Verbindung eingesetzt wird, die ein Polymer ist aus

1. 50 bis 90 Gew.-% Alkylmethacrylat mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen im Esterrest,

2. 5 bis 25 Gew.-% wenigstens eines Vinylaromaten,

3. 1 bis 25 Gew.-% Maleinsäureanhydrid, sowie gegebenenfalls

4. 0 bis 5 Gew.-% Alkylacrylat mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen im Esterrest.

3. Farblack nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Bindemittel eine Poly(meth)acrylat-Verbindung eingesetzt wird, die ein Polymer aus 90 bis 100 Gew.-% Methylmethacrylat und gegebenenfalls 0 bis 10 Gew.-% weiteren radikalisch polymerisierbaren Comonomeren ist.

4. Farblack nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Bindemittel eine Poly(meth)acrylimid-Verbindung eingesetzt wird, die aus einer teilweise oder vollständige Imidierung von Polymerisaten von Alkylestern der Methacrylsäure durch die Umsetzung mit einem Imidierungsmittel erhalten wurde.

5. Farblack nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Lösungsmittel aliphatische, cycloaliphatische, aromatische Kohlenwasserstoffe, Ketone, Ester, Ether, Alkohole, Phenole oder Gemische derselben eingesetzt werden.

6. Folie aus thermoplastischem Kunststoff, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit einem Farblack nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5 bedruckt ist.

7. Insert-Moulding-Teil, bestehend aus einer Folie aus einem thermoplastischem Kunststoff, die auf der Rückseite mit einem Farblack nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5 bedruckt ist und auf dieser Seite mit einer Lackschicht aus einem thermoplastischem Kunststoff versehen ist, die in einem Hinterspritzvorgang aufgetragen wurde.

8. Insert-Moulding-Teil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie und/oder der Kunststoff für den Hinterspritzvorgang ein Polymethylmethacrylat-Copolymer ist.

9. Verfahren zur Herstellung von Insert-Moulding-Teilen, gekennzeichnet durch die Verfahrensschritte,

a) Bedrucken einer Folie aus einem thermoplastischen Kunststoff im Siebdruckverfahren mit einem Farblack nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5 und

b) Umformen der Folie,

c) Hinterspritzen der bedruckten Folie auf der bedruckten Seite im einem Spritzgießwerkzeug mit einem thermoplastischen Kunststoff sowie

d) Entnahme des Insert-Moulding-Teils aus der Form.

10. Verwendung eines Farblacks nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5 zur Herstellung einer mittels Siebdruckverfahren bedruckten Folie nach Anspruch 6, die zur Herstellung von Insert-Moulding-Teilen nach Anspruch 7 oder 8 geeignet oder vorgesehen ist.

11. Verwendung von Insert-Moulding-Teilen nach Anspruch 7 oder 8 als Geräteabdeckungen, als hinterleuchtbare Displays oder als Leuchtenabdeckungen für Automobile, Schienenfahrzeuge oder Flugzeuge.