DE102005009551A1

DE102005009551A1 - Spritzgußteil, Herstellungsverfahren und Folienverbund zur Herstellung des Spritzgußteils

Info

Publication number: DE102005009551A1
Application number: DE102005009551A
Authority: DE
Inventors: Dietmar Wechselberger; Josef Mair
Original assignee: Schreiner Group GmbH and Co KG
Current assignee: Schreiner Group GmbH and Co KG
Priority date: 2005-03-02
Filing date: 2005-03-02
Publication date: 2006-09-07
Also published as: WO2006092346A1

Abstract

Beschrieben sind ein Spritzgußteil mit einem Folienverbund (309; 409), bei dem eine Folienlage mit einem Formteil (102; 202) verschmolzen ist und der Folienverbund eine lasermarkierbare Schicht (105; 205; 405) aufweist, sowie ein Verfahren zur Herstellung des Spritzgußteils und eine hierfür geeignete Folienanordnung.

Description

Die Erfindung betrifft ein Spritzgußteil und ein Herstellungsverfahren für ein derartiges Spritzgußteil. Weiterhin betrifft sie einen Folienverbund zur Herstellung eines solchen Spritzgußteils.

Spritzgußteile haben oft neben dem funktionalen Aspekt dekorative und/oder Informationszwecke zu erfüllen. Deshalb werden sie mit Dekorations- und/oder Informationselementen versehen. Meist geschieht dies mit Hilfe des Inmould-Verfahrens, d.h. des Hinterspritzens von Etiketten oder Farbschichten beim Spritzgießen. Der Kunststoff des Formteils verbindet sich dabei mit dem Etikett oder der Farbschicht zu einem festen Verbund. Das einfachste Beispiel für derartig dekorierte Spritzgußteile sind Kunststoffbehälter im Lebensmittelbereich, beispielsweise Joghurtbecher.

Mittlerweile ist dieses Prinzip jedoch in der technischen Industrie weitverbreit, wobei härtere Anforderungen an die Qualität der Kennzeichnung und die Präzision gestellt werden. So ist es beispielsweise notwendig, dass entsprechende Inmould-Etiketten oder -Farbschichten eine hohe Farbgenauigkeit aufweisen und sehr präzise in das Gießwerkzeug eingeführt werden können.

Die gängigste Methode des Inmould-Verfahrens stellt das Einlegen einer Folie in eine Spritzguß-Form dar, wonach die Folie mit der heißen Spritzgußmasse hinterspritzt wird. Das Einlegen der Folie geschieht üblicherweise maschinell.

Der Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, dass der Prozeß durch das Zuführen der einzelnen Folienteile verlangsamt wird und eine präzise Plazierung der Folie hohe Anforderungen an die Maschinenanordnungen stellt. Die Folienteile werden teilweise in tiefgezogener Form, das heißt vorgeformt, in das Spritzgusswerkzeug eingebracht. Alternativ ist es bekannt, Farbschichten, aber auch Folien, von einer Rolle in die Spritzgußform einzuführen. Dabei wird entweder eine Folie als ganzes zugeführt und ein Teilbereich während seiner Positionierung in der Spritzgußform konfektioniert oder mit Hilfe eines Transferverfahrens von einer Trägerfolie abgelöst. Im Falle der Konfektionierung in der Spritzgußform kann die Folie entweder mit Hilfe von Stanzen oder anderweitigen Schneidwerkzeugen oder entlang von Schwächungslinien, vorzugsweise Perforationen, vereinzelt werden.

In der technischen Industrie besteht oftmals das Problem, dass baugleiche Spritzgußteile für verschiedene Märkte auch unterschiedliche Markierungen aufweisen müssen. Dies können beispielsweise verschiedene Sprachen oder Warnhinweise sein. Variable Markierungsmethoden wie etwa der Thermotransferdruck sind für Inmould-Folien nicht brauchbar, da die variable Beschriftung nicht ausreichend hitzebeständig ist, um den Spritzgießprozeß unbeschadet zu überstehen. Hinzu kommt, dass eine Nachbeschriftung oftmals deshalb nicht möglich ist, weil die dekorativen Markierungsschichten unterhalb des eigentlichen Formteils liegen, so dass über der Markierungsschicht eine nicht beschriftbare Kunststoffschicht liegt.

Der vorliegenden Erfindung liegen daher folgende Aufgaben zugrunde: Es soll ein nachbeschriftbares markiertes Spritzgußteil zur Verfügung gestellt werden, dessen Markierungsbereich (d.h. der Bereich der Inmould-Folie) präzise eingefügt ist. Weiterhin soll ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Spritzgußteils bereitgestellt werden. Zuletzt soll die Aufgabe gelöst werden eine entsprechende Folie bereitzustellen, die zur Integration in ein derartiges Spritzgußteil geeignet ist.

Die erste Aufgabe wird durch ein Spritzgußteil nach den Ansprüchen 1–15 gelöst, die zweite Aufgabe durch ein Verfahren gemäß der Ansprüche 16–20, und die Folienanordnung nach den Ansprüchen 21–35 stellt eine besonders bevorzugte Ausführungsform zur Lösung der dritten Aufgabe dar.

Zum besseren Verständnis wird die Erfindung in den 1–4 näher be schrieben. Alle Figuren sind nicht maßstäblich. Vor allem die Foliendimensionen sind zur Verbesserung der Anschaulichkeit deutlich vergrößert dargestellt.
Es zeigen:
1: eine erste bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Spritzgußteils im Querschnitt,
2: eine zweite bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Spritzgußteils im Querschnitt,
3: eine erfindungsgemäße Folienanordnung in Draufsicht,
4: die selbe erfindungsgemäße Folienanordnung im Querschnitt.
1 stellt ein Spritzgußteil 101 dar, bestehend aus einem spritzgegossenen Formteil 102 und einem Folienverbund, der wiederum aus folgenden Schichten besteht: einer Verbindungsschicht 103, die den Folienverbund und das Formteil miteinander fest verbindet, in dem sie während des Spritzgußprozesses mit dem Formteil mindestens teilweise verschmolzen wurde, optional einer Grundschicht 104 und einer lasermarkierbaren Schicht 105. Ebenfalls optional liegt oberhalb der lasermarkierbaren Schicht 105 noch eine Schutzschicht 106. Bei dieser Schutzschicht handelt es sich üblicherweise um eine transparente Folie; es sind prinzipiell jedoch auch andere Schutzschichten wie beispielsweise Farbschichten oder ähnliches denkbar. Als Mittel zum Fixieren der einzelnen Schichten übereinander können beispielsweise Klebstoff- oder Lackschichten dienen. Sie sind aus Anschaulichkeitsgründen nicht in den Zeichnungen enthalten. Ebenso ist es möglich, Schichten durch physikalische Beeinflussung, beispielsweise durch Einwirkung von Druck und/oder Hitze miteinander zu verbinden oder mit Hilfe von Druck- oder anderen Aufbringungsverfahren (Aufdampfen, Sputtern und andere Verfahren) zu applizieren.
Die optionale Grundschicht 104 dient zwei unterschiedlichen Zwecken: Sie kann als Schutzschicht für den restlichen Bereich des Folienverbunds gegen über der großen Hitze beim Spritzgußprozess dienen und gleichzeitig eine Farbreferenzschicht bilden, so dass nach Belaserung der lasermarkierbaren Schicht 105 ein Farbkontrast entsteht. Als Grund- und Farbreferenzschicht kann jedoch auch prinzipiell die Verbindungsschicht 103 dienen, die im Spritzgießprozess teilweise oder ganz mit dem Formteil 102 verschmilzt.
Durch diesen Aufbau wird eine Lasermarkierung des Spritzgußteils im Bereich der lasermarkierbaren Schicht 105 ermöglicht. Im Gegensatz zu Spritzgußteilen mit aufgeklebten oder aufgeschweißten lasermarkierbaren Folien wird bei dem hier vorliegenden Spritzgußteil 101 durch die Verbindungsschicht 103 eine sehr feste Verbindung hergestellt, bei der der Folienverbund auch im Randbereich vom Formteil 102 umgeben ist. Hierdurch ist der Folienverbund auch seitlich von Umweltfaktoren wie eindringenden Flüssigkeiten oder ähnlichem geschützt. Es ergibt sich ein an der Oberfläche planes Bauteil.
Dieser Effekt wird ebenfalls bei der zweiten bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Spritzgußteils erreicht, wie sie in 2 dargestellt ist. Analog zu 1 nummeriert liegt ein Spritzgußteil 201 vor, bestehend aus einem Formteil 202, in dem unterseitig ein sehr ähnlicher Folienverbundaufbau zum Liegen kommt. Lediglich die Anordnung der Verbindungsschicht 203 wurde von der Unterseite des Folienverbunds auf die Oberseite verlegt. Dadurch sind die Funktionen der Schichten 204 und 206 ebenfalls leicht verändert: Schicht 204 dient nun dem Schutz des Gesamtverbunds gegenüber Außeneinflüssen (analog der Funktion der Schutzschicht 106 in 1) und wiederum als Farbreferenzschicht. Schicht 206 kann (analog zur Grundschicht 104 in 1) wiederum teilweise oder ganz mit dem Formteil verschmelzen. Sie ist jedoch bei diesem Aufbau nicht zwingend notwendig, da das Formteil 202 den Folienverbund ohnehin schützt.
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform dieser Erfindungsvariante beinhaltet, dass das Formteil 202 zumindest teilweise (vorzugsweise im Bereich der lasermarkierbaren Schicht 205) transparent ausgeführt ist. Hierdurch kann der Nutzer durch das Formteil auf den lasermarkierbaren Bereich sehen bzw. durch das Formteil hindurch lasermarkieren. Hierzu ist es ebenfalls notwendig, dass sowohl die Verbindungsschicht 203 als auch die Schicht 206 transparent ausgeführt sind.
3 stellt eine erfindungsgemäße Folienanordnung 307 dar, die dazu dient, mit Hilfe des erfindungsgemäßen Herstellungsprozesses ein Spritzgußteil wie oben beschrieben bereitzustellen. Sie besteht aus einer Trägerfolie 308 und darauf angeordneten Folienverbünden 309.
4 illustriert den Aufbau dieser Folienverbünde (analog zu den vorherigen Zeichnungen nummeriert) in Seitenansicht. Folienanordnung 407 besteht aus einer Trägerfolie 408 und Folienverbünden 409, welche jeweils aus folgenden Schichten bestehen (von oben nach unten aufgezält): einer Verbindungsschicht 403, die nach dem Spritzgießprozess den restlichen Folienverbund und das Formteil miteinander fest verbindet, in dem sie während des Spritzgußprozesses mit dem Formteil mindestens teilweise verschmolzen wird, optional eine Grundschicht 404, sowie eine lasermarkierbare Schicht 405. Ebenfalls optional liegt unterhalb der lasermarkierbaren Schicht 405 noch eine Schutzschicht 406. Der ablösbaren Fixierung des Verbundes auf dem Träger dient eine Transferschicht 410. Dabei kann es sich sowohl um eine Heiß- als auch eine Kalttransferschicht handeln, die sich beim Transfer vorzugsweise rückstandsfrei vom restlichen Folienverbund ablöst. Möglich ist auch die Verwendung eines sogenannten Cling-Coatings, d.h. einer (vorzugsweise transparenten) Druckfarbe oder eines Drucklacks, die bzw. der bei der Übertragung des Folienverbunds auf das Formteil im Spritzgießprozess in sich bricht. Er haftet sowohl am Folienverbund als auch an der Trägerfolie mit einer stärkeren Haftkraft als seiner eigenen Kohäsionskraft.
Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Folie kann das oben beschriebene Spritzgußteil hergestellt werden. Das entsprechende erfindungsgemäße Verfahren umfasst dabei folgende Schritte: Die Folienanordnung wird von der Rolle in ein Spritzgußwerkzeug eingebracht und hinterspritzt, und der hinterspritzte Folienbereich wird vom restlichen Folienverbund mit Hilfe der Transferschicht abge löst.
Möglich ist jedoch auch, statt der beschriebenen Folienanordnung einen durchgehenden Folienverbund ohne Träger zu verwenden und diesen entweder mit Schnitt- und/oder Stanzvorrichtungen zu vereinzeln oder entlang von Schwächungslinien, vorzugsweise Perforationen, abzutrennen.

Claims

Spritzgußteil mit einem Folienverbund (309; 409), bei dem mindestens eine Folienlage mit einem Formteil (102; 202) mindestens teilweise verschmolzen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Folienverbund (309; 409) mindestens eine lasermarkierbare Schicht (105; 205; 405) aufweist.
Spritzgußteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine lasermarkierbare Schicht (105; 205; 405) nicht vom Formteil (102; 202) überdeckt ist.
Spritzgußteil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass über der mindestens einen lasermarkierbaren Schicht (105; 205; 405) eine Schutzschicht (106; 204) liegt.
Spritzgußteil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzschicht (106; 204) über der mindestens einen lasermarkierbaren Schicht (105; 205; 405) mindestens aus einer Folie besteht.
Spritzgußteil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzschicht (106; 204) über der mindestens einen lasermarkierbaren Schicht (105; 205; 405) mindestens aus einer transparenten Folie besteht.
Spritzgußteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine lasermarkierbare Schicht (105; 205; 405) mittelbar oder unmittelbar vom Formteil (102; 202) bedeckt ist.
Spritzgußteil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass auf der mindestens einen lasermarkierbaren Schicht (105; 205; 405) mindestens eine Beschichtung (103; 203; 403) liegt, die mit dem Formteil (102; 202) mindestens teilweise verschmolzen ist.
Spritzgußteil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der mindestens einen lasermarkierbaren Schicht (105; 205; 405) und der mindestens einen Beschichtung (103; 203; 403) mindestens eine weitere Schutzschicht liegt.
Spritzgußteil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzschicht mindestens aus einer Folie besteht.
Spritzgußteil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzschicht mindestens aus einer transparenten Folie besteht.
Spritzgußteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es mindestens bereichsweise transparent ist.
Spritzgußteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine lasermarkierbare Schicht (105; 205; 405) eine opake durch einen Laserstrahl ablatierbare Schicht ist.
Spritzgußteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine lasermarkierbare Schicht (105; 205; 405) eine überwiegend metallische Schicht ist.
Spritzgußteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine lasermarkierbare Schicht (105; 205; 405) eine Metalllegierung enthält.
Spritzgußteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine lasermarkierbare Schicht (105; 205; 405) eine aufgedampfte oder aufgesputterte Metallisierung ist
Verfahren zur Herstellung eines Spritzgußteils nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit folgenden Schritten: a) Einbringen eines Folienverbunds (309; 409) mit mindestens einer lasermarkierbaren Schicht (105; 205; 405) in ein Spritzgußwerkzeug, b) Hinterspritzen des Folienverbundes (309; 409) mit einer Spritzgußmasse, so dass mindestens eine Folienlage mit dem dahinter entstehenden Formteil (102; 202) mindestens teilweise verschmolzen wird, c) Ablösen des hinterspritzten Folienbereichs vom restlichen Folienverbund (309, 409).
Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Ablösen des Folienbereichs durch Schneiden erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Ablösen des Folienbereichs durch Transfer von einer Trägerschicht (308; 408) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Ablösen des Folienbereichs durch Abtrennen entlang einer Schwächungslinie erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Ablösen des Folienbereichs durch Abtrennen entlang einer Perforationslinie erfolgt.
Folienanordnung zur Herstellung eines Spritzgußteils nach einem der Ansprüche 1–11, bestehend aus mindestens folgenden Schichten: a) einer Schicht (103; 203), die mit dem Formteil (102; 202) mindestens teilweise verschmelzbar ist und b) einer lasermarkierbaren Schicht (105; 205; 405).
Folienanordnung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zum Ablösen eines Folienbereichs bereitgestellt sind.
Folienanordnung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Mitteln zum Ablösen eines Folienbereichs um Schwächungen in der Folienanordnung handelt.
Folienanordnung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Schwächungen um Perforationen handelt.
Folienanordnung nach Ansprüchen 21 oder 22, weiterhin bestehend aus mindestens folgenden Schichten: a) einer Trägerfolie (308; 408), b) einer Transferschicht (410), die durch mechanische und/oder thermische Einwirkung ein Ablösen des restlichen Verbundes von der Trägerfolie (308; 408) ermöglicht.
Folienanordnung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Transferschicht (410) um eine Heißtransferschicht handelt.
Folienanordnung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Transferschicht (410) um eine Kalttransferschicht handelt.
Folienanordnung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Transferschicht (410) um eine Farb- oder Lackschicht handelt, die sowohl am Folienverbund (309: 409) als auch an der Trägerfolie (308; 408) mit einer Haftkraft haftet, die stärker als ihre eigene Kohäsionskraft ist.
Folienanordnung nach den Ansprüchen 22–28, dadurch gekennzeichnet, dass über der mindestens einen lasermarkierbaren Schicht (105; 205; 405) eine Schutzschicht (106; 204) liegt.
Folienanordnung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzschicht (106; 204) über der mindestens einen lasermarkierbaren Schicht (105; 205; 405) mindestens aus einer Folie besteht.
Folienanordnung nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzschicht (106; 204) über der mindestens einen lasermarkierbaren Schicht (105; 205; 405) mindestens aus einer transparenten Folie besteht.
Folienanordnung nach einem der Ansprüche 21–31, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine lasermarkierbare Schicht (105; 205; 405) eine opake durch einen Laserstrahl ablatierbare Schicht ist.
Folienanordnung nach einem der Ansprüche 21–32, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine lasermarkierbare Schicht (105; 205; 405) eine überwiegend metallische Schicht ist.
Folienanordnung nach einem der Ansprüche 21–33, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine lasermarkierbare Schicht (105; 205; 405) eine Metalllegierung enthält.
Folienanordnung nach einem der Ansprüche 21–34, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine lasermarkierbare Schicht (105; 205; 405) eine aufgedampfte oder aufgesputterte Metallisierung ist