DE102005009007B4

DE102005009007B4 - Verfahren für die Herstellung von Platten, hergestellt aus transparentem Kunststoffmaterial, mit nicht-transparenten übersprizten Teilen

Info

Publication number: DE102005009007B4
Application number: DE102005009007.9A
Authority: DE
Inventors: Afro Rossanese; Maurizio Bazzo
Original assignee: Inglass SpA
Current assignee: Inglass SpA
Priority date: 2004-10-11
Filing date: 2005-02-28
Publication date: 2019-06-27
Anticipated expiration: 2025-03-01
Also published as: DE102005009007A1; US20060076710A1; US7674415B2; JP2006110993A; JP4617215B2; US20100038819A1; ITTO20040702A1

Abstract

Verfahren für die Herstellung von Platten (1), hergestellt aus transparentem Kunststoffmaterial (12), insbesondere Polykarbonat, mit überspritzten, nicht-transparenten Teilen, wie beispielsweise einem umlaufenden Rahmen (2) dadurch gekennzeichnet, dass es die folgenden Schritte umfasst:- Bereitstellen einer Form (9), einer ersten Formstation (7) mit wenigstens einem Satz von ersten Injektoren (4) und einer zweiten Formstation (8) mit wenigstens einem Satz von zweiten Injektoren (6), wobei die ersten und zweiten Injektoren (4, 6) aufeinander ausgerichtet sind und in einer Position angeordnet sind, welche direkt mindestens einem peripheren Bereich (10) am Rande der herzustellenden Platte (1) entspricht;- Formen des transparenten Kunststoffmaterials (12) in der ersten Formstation (7) mittels Injektions-Kompression, um die Spannungen am Injektionspunkt zu begrenzen, und so die transparente Platte (1) mit Indikator oder Markierung die den Injektionspunkten der Düsen der Injektoren (u1-u7) entsprechen, herzustellen;- wobei der Schritt der Injektion des transparenten Kunststoffmaterials (12) mit dem ersten Satz von Injektoren (4) entsprechend einer sequenziellen Art und Weise durchgeführt wird, die vom zentralen Injektor (u1) in Richtung der End-Injektoren (u6, u7) startet; und- Bringen der Form (9) in eine Position, die der zweiten Formstation (8) entspricht; und- Einspritzen des nicht-transparenten Kunststoffmaterials (13) in die genannte Form (9) in der zweiten Formstation (8) mittels mindestens einem zweiten Injektor (6), um so die nicht-transparenten Teile auf die transparente Platte (1) zu überformen und dabei die Markierungen, die den Düsen der Injektoren (u1-u7) entsprechen, abzudecken.

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von Gegenständen, hergestellt aus transparentem Kunststoffmaterial, insbesondere aber nicht ausschließlich Platten, wie etwa Fensterscheiben für den Automobilbereich oder Bildschirme für Plasma-Fernsehgeräte, mit mehr oder weniger begrenzten nicht-transparenten Bereichen, ob einzeln oder kontinuierlich, außen oder innen.
Stand der Technik
Traditionell werden solche Platten durch Spritzguss hergestellt. Ein solches Verfahren zur Herstellung von Fensterscheiben für den Automobilbereich ist beispielsweise aus der Offenlegungsschrift DE 38 20 232 A1 bekannt. Das transparente Material, typischerweise Polykarbonat, ist viel empfindlicher als andere Kunststoffmaterialien für Flusslinien, Verbindungen usw., so dass, mit wachsender Dimension des Produktes, die Schwierigkeiten der Injektion von der Art sind, dass es unmöglich ist, einige typische ästhetische und optische Defekte zu eliminieren, außer sehr komplizierte Spritzsysteme werden angewendet. Für Gegenstände von moderaten Abmessungen wir das sog. „Film-Injektions“-System effektiv eingesetzt. Dieses System ermöglicht es, viele typische Probleme dieser transparenten Kunststoffmaterialien zu überwinden, aber mit wachsenden Dimensionen ermöglicht es nicht, genügend hohe Qualitätsniveaus zu erreichen. Darüber hinaus beinhaltet dieser Typ der Injektion das Abschneiden des Überhangs des Films, der aus der geformten Platte ragt, wobei dieser Überhang eine nicht vernachlässigbare Masse in Bezug auf das Produkt hat und eine offensichtliche Verschwendung von Material bedeutet. Aus EP 0 704 290 B1 , sowie aus JP H06 254 895 A sind Spritzpräge- und Spritzgussverfahren bekannt, welche durch die Verwendung mehrere Injektoren eine unerwünschte Deformation der Kunststoffteile nach dem Ausformen aus der Spritzgussform reduzieren.
Weiterhin sind aus DE 695 13 121 T2 Verfahren zur Herstellung von thermoplastischen Harzformteilen in einem kurzen Formgebungszyklus bekannt. DE 44 17 404 C2 offenbart eine geschichtete Linse aus einem synthetischen Harz für eine Fahrzeugbeleuchtungsvorrichtung, die aus einer unteren Linsenschicht und einer oberen Linsenschicht besteht, die auf der unteren Linsenschicht angeordnet ist, und ein Verfahren zum Formen einer solchen geschichteten Linse. DE 20 2004 003 468 U1 betrifft ein transparentes flächiges Kunststoff-Formteil, mit mindestens einer sich an einer optischen Oberfläche des Kunststoff-Formteils befindenden Anguss-Stelle, wobei die Anguss-Stelle von einem Abdeckmaterial geringerer Transparenz als das Kunststoff-Formteil bedeckt ist.
Weiterhin ist aus dem Artikel „Synergie schafft neue Technologie" (Carl-Hanser Verlag, München, KU Kunststoffe Jahrg. 91 (2001) 10, S.96-102) ein Kofferraumdeckel, hergestellt mit einem Hinterpräge-Verfahren, bekannt.
Darüber hinaus ist für diese transparenten Platten entsprechend den verschiedenen Applikationen, für die sie entworfen wurden (und insbesondere im Falle der Verwendung im Automobilbereich) die Verringerung der verbleibenden inneren Spannungen („In-Form-Spannungen“, „In-Mould-Stresses“) von fundamentaler Bedeutung. Diese Spannungen neigen tatsächlich dazu, das Produkt zu deformieren, wobei sie seine optischen Eigenschaften verändern.
Aufgabenstellung
Aufgabe der Erfindung ist es, die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zu überwinden. Insbesondere ist der Zweck der Erfindung, die von den Film-Injektionssystemen auferlegten Beschränkungen zu überwinden und eine effiziente Herstellung von Gegenständen, hergestellt aus transparentem Material mit nicht-transparenten Bereichen zu ermöglichen, die frei von inneren Spannungen sind, oder in jedem Fall mit einem sehr geringen Maß an Spannungen und daher mit optimalen ästhetischen und optischen Eigenschaften.
Zusammenfassung der Erfindung
Der Gegenstand der Erfindung ist im unabhängigen Anspruch 1 definiert. Im Folgenden werden die Teile der Beschreibung und Zeichnungen, die sich auf Ausführungsformen beziehen, die nicht durch die Ansprüche abgedeckt sind, nicht als Ausführungsformen der Erfindung dargestellt, sondern als Stand der Technik oder als Beispiele, die zum Verständnis der Erfindung nützlich sind.
Insbesondere ist mit Blick auf die Erreichung der vorher genannten Zwecke der Gegenstand der vorliegenden Erfindung ein Verfahren nach Anspruch 1 für die Herstellung von Platten, hergestellt aus transparentem Kunststoffmaterial mit überspritzten, nicht-transparenten Teilen, im Wesentlichen dadurch gekennzeichnet, dass es die folgenden Schritte umfasst:

- Bereitstellen einer Form, einer ersten Formstation mit wenigstens einem ersten Injektor, einer zweiten Formstation mit wenigstens einem zweiten Injektor, wobei die Injektoren so angeordnet sind, dass ihre Position direkt einem Bereich der herzustellenden Platte entspricht;
- Formen des transparenten Kunststoffmaterials mittels Injektions-Kompression, um die Spannungen auf die Injektionspunkte zu begrenzen, wodurch die transparente Platte mit Indikatoren der Injektion oder Markierungen hergestellt wird; und
- Injektion des nicht-transparenten Kunststoffmaterials in die Form in der zweiten Formstation mit dem mindestens einem zweiten Injektor, um die Teile auf die transparente Platte zu überformen, so dass die Indikatoren der Injektion überdeckt werden.

Das Verfahren gemäß der Erfindung sieht zweckmäßigerweise den Gebrauch eines ersten Satzes von Injektoren in der ersten Formstation vor, sowie eines Satzes von zweiten Injektoren in der zweiten Formstation, wobei die ersten und zweiten Injektoren in einer Position ausgerichtet sind, die direkt dem Bereich der herzustellenden Platte entspricht.
Typischerweise kann dieser Bereich aus einer äußeren Kante der Platte gebildet werden, oder sonst durch innere Bereiche, und möglicherweise durch den Gesamtumfang der transparenten Platte.
Die Injektion des transparenten Kunststoffmaterials kann vorteilhaft entsprechend einer bestimmten sequenziellen Art und Weise durchgeführt werden. Dazu ist zweckmäßigerweise ein Schritt der Kompression vorgesehen, nicht nur am Ende des Schritts der Injektion des transparenten Kunststoffmaterials, sondern auch am Ende des Schritts der Injektion des nicht-transparenten Kunststoffmaterials, um so mögliche verbleibende Spannungen der Platte vernünftig zu reduzieren.
Ausführungsbeispiel
Figurenliste
Die Erfindung wird jetzt im Detail beschrieben mit Bezug auf ein nicht beschränkendes Ausführungsbeispiel des Verfahrens, unter Bezugnahme auf die angehängten Zeichnungen:

1 ist eine schematische Rückansicht der Platte, hergestellt aus einem Zwei-Komponenten-Kunststoffmaterial, die durch die Anwendung des Verfahrens gemäß der Erfindung erhalten wird.
2 ist eine teilweise aufgeschnittene Seitenansicht von 1.
3 ist eine teilweise aufgeschnittene schematische Seitenansicht, die einen ersten Schritt des Verfahrens gemäß der Erfindung zeigt.
4 ist eine Querschnittsansicht entsprechend der Linie IV-IV von 3.
5 ist eine Ansicht ähnlich zu der von 3, die einen zweiten Schritt des Verfahrens gemäß der Erfindung zeigt und
6 ist eine Querschnittsansicht entsprechend der Linie VI-VI von 5.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Die 1 und 2 der angehängten Zeichnungen sind schematische Darstellungen eines Beispiels eines Produktes, hergestellt aus Zwei-Komponenten-Kunststoffmaterial, das durch das Verfahren gemäß der Erfindung erhalten wurde.
Das Produkt besteht aus einer Platte 1, hergestellt aus transparentem Kunststoffmaterial 12, typischerweise Polykarbonat, auf dessen Rückseite ein umlaufender Rahmen 2 aufgebracht ist, hergestellt aus nicht-transparentem Kunststoffmaterial 13, geformt mit Überständen und Verlängerungen 3, welche für die Montage der Platte 1 im Betrieb verwendet werden.
Das Verfahren für die Herstellung eines solchen Zwei-Komponenten-Produkts sieht zwei aufeinander folgende Schritte vor, beschrieben im Folgenden mit jeweiligem Bezug auf die 3, 4 und 5. 6.
Es sollte beachtet werden, dass das Verfahren gemäß der Erfindung sowohl auf einer Presse für Spritzguss, die mit einer rotierenden Scheibe ausgestattet ist, als auch auf einer Stapelformpresse mit rotierender zentraler Oberfläche durchgeführt werden kann.
In beiden Fällen werden zwei Formstationen bereitgestellt, die erste bezeichnet durch 7 und die zweite bezeichnet durch 8, in einer Position, entsprechend der eine Form 9 nacheinander positioniert wird.
Die erste Formstation 7 weist eine Halbform 7' auf, die mit einem Satz von ersten Injektoren 4 eines allgemeinen konventionellen Typs ausgerüstet ist, mit direktem Einstecken mit einem jeweiligen Verschluss 11, der axial verschoben werden kann zwischen einer Position des Schließens und einer Position des Öffnens für das Einbringen des transparenten Kunststoffmaterials in die Form 9, der, ebenfalls auf einem bekannten Weg, aus einer heißen Kammer kommt und von einem Plastifiziersystem bereitgestellt wird.
Es sollte beachtet werden, dass die Injektoren 4 mit jeweiligen Ringnuten ausgestattet sind, die in wesentlich abgedichtetem Kontakt mit der Form 9 gebracht werden. Deren Gestaltung (hier nicht dargestellt oder beschrieben aus Gründen der Kürze) kann auf innovative Weise für eine optimale Steuerung der Temperatur erfolgen. Dies ist der Gegenstand einer parallelen italienischen Patentanmeldung, angemeldet am selben Tag durch den vorliegenden Anmelder.
Die Injektoren 4 der ersten Formstation 7 sind in Bezug aufeinander ausgerichtet und so in Bezug auf die Form 9 positioniert, dass ihre Position direkt einem peripheren Bereich der transparenten Platte 1 entspricht, die geformt werden soll.
Der genannte periphere Bereich ist in 4 mit 10 bezeichnet, und besteht aus einem Band benachbart zu einer der größeren Seiten der Platte 1 und ist enthalten in der inneren Grenze, bezeichnet durch 5 in derselben 4. des umlaufenden Rahmens 2, der im Folgenden in der zweiten Formstation 8 geformt wird.
Im Fall des hier illustrierten Beispiels sind es sieben Injektoren 4 der ersten Formstation 7: Sie sind in 4 jeweils bezeichnet mit u1 für den mittleren, mit u2 und u3 diejenigen, die auf gegenüber liegenden Seiten des zentralen Injektors u1 benachbart sind, mit u4 und u5 diejenigen, die auf gegenüber liegenden Seiten der Injektoren u3 und u2 benachbart sind, und mit u6 und u7 die am Ende liegenden, die jeweils zu den Injektoren u4 und u5 benachbart sind. Natürlich kann die Anzahl der Injektoren größer oder kleiner sein, entsprechend den Abmessungen der Platte, aber die Weisen ihres Einsatzes werden in jedem Fall ähnlich zu den unten beschriebenen sein.
Nach dem Halbschließen der Form 9 werden die Injektoren 4 aktiviert, um das transparente Kunststoffmaterial 12 in die Form 9 einzubringen. Die Aktivierung kann gleichzeitig oder auf andere Weise erfolgen; eher zweckmäßig kann sie entsprechend einer besonderen sequenziellen Art und Weise durchgeführt werden, die vom zentralen Injektor u1 in Richtung der End-Injektoren u6, u7 startet, wie beschrieben und illustriert in einer parallelen italienischen Patentanmeldung, angemeldet am selben Datum durch den vorliegenden Anmelder.
Obwohl im Falle des hier illustrierten Beispiels die Injektoren 4 nur entlang des peripheren Bereichs 10 der Platte 1 angeordnet sind, d. h., wie bereits gesagt wurde, entlang einer ihrer längeren Seiten, gibt es keine besonderen Einschränkungen, weitere Injektoren auch entlang den schmaleren Seiten und auch entlang der anderen größeren Seite der Platte 1 bereitzustellen. Wie auch immer, vom vorliegenden Anmelder durchgeführte Experimente haben gezeigt, dass die in dem Beispiel illustrierte Anordnung normalerweise ausreichend ist für ein optimales Füllen des Hohlraums der Form 9 auch für Platten von großen Abmessungen.
Natürlich können die die Injektoren 4 auch in einer Position angeordnet sein, die einem inneren Bereich der Platte 1 entspricht.
Im Falle, dass die Platte 1 große Abmessungen hat, ist die Reduktion der verbleibenden inneren Spannungen von fundamentaler Wichtigkeit. Diese können am Ende der Injektion des transparenten Kunststoffmaterials entstehen. Diese In-Form-Spannungen können Deformationen herbeiführen und die optischen Eigenschaften der Platte selbst verändern.
Aus diesem Grund wird die Injektion, durchgeführt in der ersten Formstation 7 wie vorangehend beschrieben, von einem Schritt der Kompression der Platte 1 gefolgt, die aus einem vollständigen Schließen der Form 9 gegen die Halbform 7' resultiert. Dieser Schritt der Nachkompression kann auf konventionelle Weise erfolgen: Im Falle, dass die Vorrichtung eine Stapelformpresse benutzt, kann dieser Schritt entsprechend dem, was in der deutschen Patentanmeldung DE 102 17 584 A1 beschrieben ist, durchgeführt werden. Im Falle, wo der genannte Schritt der Nachkompression - wie im Folgenden sichtbar werden wird - auch in einer Position entsprechend der zweiten Formstation 8 durchgeführt wird, wird es notwendig sein, im Falle der Stapelformpresse spezifische Lösungen vorzusehen, wie etwa solche, die in parallelen italienischen Patentanmeldungen beschrieben und illustriert sind, welche am selben Datum durch den vorliegenden Anmelder eingereicht wurden.
Es sollte beachtet werden, dass der Schritt der Kompression auch gleichzeitig mit dem Injektionsschritt, anstatt danach, durchgeführt werden kann.
Am Ende der Formung der transparenten Platte 1 können auf ihrem peripheren Bereich 10 die Indikatoren oder Markierungen (in der Form von kleinen Kratern) der Injektionspunkte identifiziert werden, die den Düsen der Injektoren u1-u7 entsprechen.
Die Form 9 wird dann in eine Position gebracht, die der zweiten Formstation mit der Halbform 8' entspricht, dargestellt in den 5 und 6. Auch in diesem Fall wird wenigstens ein Satz von Injektoren 6 bereitgestellt, ausgerichtet entlang dem peripheren Bereich 10 der Platte 1, und möglicherweise ein zweiter Satz von Injektoren 6, ausgerichtet auf eine Position entsprechend dem gegenüberliegenden Bereich (d.h., der anderen größeren Seite der Platte 1), wie in 6 illustriert. Die Düsen der Injektoren 6 sind in der genannten Figur mit „us“ identifiziert.
Die Injektoren 6 des einen oder der mehreren Sätze können in der Anzahl geringer sein als die Injektoren 4 der ersten Formstation 7, z.B. von der Anzahl vier, und es ist nicht notwendig für sie, verschließbar zu sein. Diese Injektordüsen „us“ können sequentiell gesteuert werden oder sonst mit gleichzeitiger Öffnung.
Das nicht-transparente Kunststoffmaterial, welches durch die Düsen „us“ injiziert wird, wird den umlaufenden Rahmen 2 formen, ihn auf der Rückseite der transparenten Platte 1 zwischen der Umfangslinie 5' und deren peripherer Kante überformen, und dabei die Markierungen der Injektionspunkte abdecken, die den Düsen u1-u7 der ersten Formstation 7 entsprechen.
Auch in diesem Fall kann die Injektion der peripheren Kante von einem Schritt der Nachkompression gefolgt werden, z. B. im Falle, in dem die Formvorrichtung eine Stapelformpresse verwendet, ausgeführt in einer Art und Weise, die in parallelen italienischen Patentanmeldungen beschrieben ist, welche am selben Datum durch den vorliegenden Anmelder eingereicht wurden.
Der Verfahren gemäß der Erfindung ermöglicht es, alle Einschränkungen auferlegt von konventionellen Formsystemen zu überwinden, und ermöglicht eine effiziente Herstellung von Zwei-Komponenten-Platten, auch mit transparenten Oberflächen von großen Abmessungen, frei von inneren Spannungen oder in jedem Fall mit einem extrem geringen Grad an Spannungen und so, dass Verformungen und Veränderungen ihrer optischen Eigenschaften verhindert werden. Diese Effekte sind eine direkte Konsequenz der besonderen Eigenschaften des Verfahrens gemäß der Erfindung, mit direkter Injektion in mehreren Punkten, die möglicherweise im ersten Schritt nacheinander gesteuert werden, wobei die Markierungen der Injektion des ersten Schritts durch das Material der zweiten Injektion abgedeckt werden.
Natürlich können die Details der Konstruktion der Vorrichtung, die hier nur mittels eines Beispiels beschrieben wurde, für die Umsetzung des Verfahrens in weitem Maße variieren in Bezug auf das, was hierin beschrieben und illustriert ist, ohne vom Anwendungsbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen, wie in den folgenden Ansprüchen definiert ist. Daher, wie schon vorher klargestellt wurde, können die Teile, die auf die Platte 1 überformt werden, von dem hier illustrierten Beispiel abweichen und in mehr oder weniger beschränkten Bereichen, seien sie getrennt oder zusammenhängend, am Rande oder innerhalb der Platte, bereitgestellt werden. Sie können auch die ganze Platte umfassen. Darüber hinaus ist es selbstverständlich, dass der Ausdruck „Platte“ so gemeint ist, dass er Produkte mit beliebigen Formen und Abmessungen beinhaltet, sogar solche von kleinen Abmessungen.
Bezugszeichenliste

1:: Platte
2:: umlaufender Rahmen
3:: Überstände
4:: Satz von ersten Injektoren
5:: innere Grenze des umlaufenden Rahmens 2
5':: innere Umfangslinie des peripheren Bereichs 10
6:: Satz von zweiten Injektoren
7:: erste Formstation
7':: erste Halbform
8:: zweite Formstation
8':: zweite Halbform
9:: Form
10:: peripherer Bereich 11:Verschluss der ersten Injektoren
12:: transparentes Kunststoffmaterial
13:: nicht-transparentes Kunststoffmaterial
u1- u7:: erste Injektoren
us:: Düsen der zweiten Injektoren

Claims

Verfahren für die Herstellung von Platten (1), hergestellt aus transparentem Kunststoffmaterial (12), insbesondere Polykarbonat, mit überspritzten, nicht-transparenten Teilen, wie beispielsweise einem umlaufenden Rahmen (2) dadurch gekennzeichnet, dass es die folgenden Schritte umfasst: - Bereitstellen einer Form (9), einer ersten Formstation (7) mit wenigstens einem Satz von ersten Injektoren (4) und einer zweiten Formstation (8) mit wenigstens einem Satz von zweiten Injektoren (6), wobei die ersten und zweiten Injektoren (4, 6) aufeinander ausgerichtet sind und in einer Position angeordnet sind, welche direkt mindestens einem peripheren Bereich (10) am Rande der herzustellenden Platte (1) entspricht; - Formen des transparenten Kunststoffmaterials (12) in der ersten Formstation (7) mittels Injektions-Kompression, um die Spannungen am Injektionspunkt zu begrenzen, und so die transparente Platte (1) mit Indikator oder Markierung die den Injektionspunkten der Düsen der Injektoren (u1-u7) entsprechen, herzustellen; - wobei der Schritt der Injektion des transparenten Kunststoffmaterials (12) mit dem ersten Satz von Injektoren (4) entsprechend einer sequenziellen Art und Weise durchgeführt wird, die vom zentralen Injektor (u1) in Richtung der End-Injektoren (u6, u7) startet; und - Bringen der Form (9) in eine Position, die der zweiten Formstation (8) entspricht; und - Einspritzen des nicht-transparenten Kunststoffmaterials (13) in die genannte Form (9) in der zweiten Formstation (8) mittels mindestens einem zweiten Injektor (6), um so die nicht-transparenten Teile auf die transparente Platte (1) zu überformen und dabei die Markierungen, die den Düsen der Injektoren (u1-u7) entsprechen, abzudecken.
Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt der Injektion des nicht-transparenten Kunststoffmaterials (13) mit dem zweiten Satz von Injektoren (6) entsprechend einer sequentiellen Art und Weise durchgeführt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt der Injektion des nicht-transparenten Kunststoffmaterials (13) mit dem zweiten Satz von Injektoren (6) auf eine gleichzeitige Art und Weise durchgeführt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt der Injektion des nicht-transparenten Kunststoffmaterials (13) in einer Position durchgeführt wird, die der zweiten Formstation (8) entspricht, wobei die Form (9) halboffen ist, mit einem nachfolgenden Schritt der Kompression mit dem Schließen der Form (9).
Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es mit einer Stapelformpresse durchgeführt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt der Kompression der transparenten Platte (1) nachfolgend zu oder sonst gleichzeitig mit dem Injektionsschritt durchgeführt wird.