DE102005013879A1

DE102005013879A1 - Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffformteils

Info

Publication number: DE102005013879A1
Application number: DE200510013879
Authority: DE
Inventors: Till Fiegler
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 2005-03-24
Filing date: 2005-03-24
Publication date: 2006-09-28

Abstract

Es wird ein Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffformteils in einem Spritzgießverfahren vorgeschlagen mit den Verfahrensschritten: DOLLAR A - Einlegen einer Kunststofffolie in einen ersten Bereich eines Spritzgießwerkzeugs (Schritt S2), DOLLAR A - Positionieren eines eine Beschichtung aufweisenden Teilabschnitts eines Folienbandes in einem zweiten Bereich des Spritzgießwerkzeugs (Schritt S3), DOLLAR A - Hinterspritzen der Kunststofffolie und des Teilbereichs, wobei die Beschichtung des Teilbereichs des Folienbandes auf den Grundkörper übergeht (Schritt S5).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffformteils in einem Spritzgießverfahren.

Kunststoffformteile werden häufig in einem Spritzgießverfahren hergestellt, wobei ein Kunststoffmaterial in eine Spritzgießform eingespritzt wird. In einer Variante des Spritzgießverfahrens wird eine Kunststofffolie in das Spritzgießwerkzeug eingelegt und anschließend mit dem Kunststoffmaterial hinterspritzt. Hierbei geht die Kunststofffolie eine dauerhafte Verbindung mit dem Kunststoffmaterial ein. Bei der Kunststofffolie kann es sich beispielsweise um eine Dekorfolie handeln, so dass ein bestimmtes Erscheinungsbild der Oberfläche des Kunststoffformkörpers erreicht wird.

Aus der DE 103 12 250 B3 ist ein Spritzgießverfahren bekannt, bei dem zwei Kunststofffolien hinterspritzt werden. Hierzu wird eine Einzelfolie in das Spritzgießwerkzeug eingelegt und die zweite Folie direkt von einem zugeführten Folienband abgeschnitten und ebenfalls in dem Spritzgießwerkzeug positioniert. Somit wird ein Kunststoffformkörper erzielt, der auf einer Seite mit einer Dekorfolie und auf einer gegenüberliegenden Seite mit einer Streufolie versehen ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Spritzgießverfahren anzugeben, bei dem ebenfalls zwei Seiten eines Kunststoffgrundkörpers mit jeweils einer Zusatzschicht in einem einzigen Verfahrensschritt versehen werden und das einen weiter vereinfachten Verfahrensablauf aufweist.

Die Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird einerseits eine Kunststofffolie in einen ersten Bereich eines Spritzgießwerkzeuges eingelegt und andererseits ein eine Beschichtung aufweisender Teilabschnitt eines Folienbandes in einen zweiten Bereich des Spritzgießwerkzeuges positioniert. Anschließend wird das Spritzgießwerkzeug zur Bildung einer Spritzgießkavität geschlossen. Die Kunststofffolie und der Teilbereich des Folienbandes werden mit einem Kunststoffmaterial zur Bildung des Kunststoffformteils hinterspritzt. Hierbei bildet das Kunststoffmaterial einen Grundkörper, der mit der Kunststofffolie eine dauerhafte Verbindung eingeht. Die Beschichtung des Teilbereichs des Folienbandes geht von dem Folienband auf den Grundkörper über und bildet ebenfalls eine dauerhafte Verbindung mit dem Grundkörper. Nach Abschluss des Spritzgießvorganges wird das Spritzgießwerkzeug geöffnet und das Kunststoffformteil entnommen. Anschließend wird das verbleibende Folienband weitertransportiert, so dass ein neuer Teilabschnitt des Folienbandes, der eine Beschichtung aufweist, zugeführt wird. Das Folienband selbst bleibt als solches vollständig erhalten. Lediglich die Beschichtung des Folienbandes geht auf den Grundkörper des Kunststoffformteils über.

Vorzugsweise wird das Folienband getaktet von einer Rollenvorrichtung geführt. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass das Folienband auf einfache Weise zugeführt werden kann und zur Herstellung einer Vielzahl von Kunststoffformteilen genutzt werden kann.

In einer Ausführungsform ist die Beschichtung des Folienbandes eine Metallschicht. Somit kann ein Kunststoffformteil hergestellt werden, das auf einer Fläche eine metallische Anmutung aufweist. Bei der Metallschicht kann es sich beispielsweise um eine Chromschicht handeln. Metallisch beschichtete Kunststoffteile werden insbesondere für Kraftfahrzeugkomponenten oder auch Bedienblenden eingesetzt.

In einer anderen Ausführungsform ist die Beschichtung des Folienbandes eine Hartschichtbeschichtung, deren Härte deutlich höher ist als die Härte des Kunststoffmaterials des Grundkörpers. Eine derartige Hartschichtbeschichtung wird auch als Kratzfestbeschichtung bezeichnet. Bei der Kratzfestbeschichtung kann es sich insbesondere um eine Beschichtung auf Siloxanbasis handeln. Weitere geeignete kratzfeste Beschichtungen sind beispielsweise aus der EP 0 604 750 B1 bekannt.

In einer anderen Ausführungsform enthält die Beschichtung des Folienbandes ein Symbol. Hierbei kann die Beschichtung des Folienbandes insbesondere die Form des Symbols selbst aufweisen. Andererseits kann das Symbol aber auch durch unterschiedliche Farben auf dem Folienband gebildet werden.

In einer Ausführungsform ist die Kunststofffolie eine Dekorfolie, insbesondere kann die Kunststofffolie auch ein Symbol enthalten. Somit kann durch die Dekorfolie eine Dekorierung des Kunststoffformteils erreicht werden, während beispielsweise durch die Beschichtung des Folienbandes eine Kratzfestbeschichtung aufgebracht wird. Hierdurch entsteht eine größere Gestaltungsfreiheit.

In einer Ausführungsform sind der erste und der zweite Bereich einander gegenüberliegend angeordnet. Somit können beispielsweise zwei sichtbare Seiten eines Kunststoffformteils dekoriert oder mit einer Kratzfestbeschichtung versehen werden. Ist das Kunststoffmaterial zudem transparent, so können durch diese Ausgestaltung beispielsweise durchleuchtbare Kunststoffformkörper hergestellt werden, die sowohl ein Symbol auf der einem Bediener abgewandten Seite und eine Kratzfestbeschichtung auf einer dem Bediener zugewandten Seite aufweisen, wobei das Symbol durch die Kratzfestbeschichtung und den Grundkörper jedoch sichtbar bleibt.

Das Verfahren ist insbesondere geeignet zur Herstellung von Kunststoffformteilen in Form von Bedien- oder Anzeigeelemen ten, wie sie insbesondere für Kraftfahrzeugkomponenten verwendet werden. Derartige Bedien- oder Anzeigeelemente weisen in der Regel Symbole auf, die durchleuchtbar sind und somit einem Bediener einen Hinweis auf die Funktion geben. Ein derartiges Anzeigeelement kann beispielsweise eine Bedienblende einer Heizungs- und Klimasteuerung sein, wobei die Symbole in der Bedienblende beispielsweise die eingestellte Luftverteilung anzeigen, indem eines der Symbole hinterleuchtet wird.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels und der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
1: ein Flussdiagramm eines Verfahrensablaufs,
2: eine schematische Darstellung eines Spritzgießwerkzeugs,
3: ein nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestelltes Tastenelement.
1 zeigt den Verfahrensablauf eines Spritzgießverfahrens, das die erfindungsgemäßen Verfahrensschritte enthält. In Schritt S1 wird zur Vorbereitung des eigentlichen Verfahrens zunächst ein Folienband eine Rollenvorrichtung eingelegt, wobei das Folienband eine Beschichtung, hier eine Hartschichtbeschichtung als Kratzfestbeschichtung, aufweist. Dieser Verfahrensschritt ist nicht bei der Herstellung jedes einzelnen Kunststoffformteils erforderlich. Vielmehr kann mit einem einzigen Folienband eine Vielzahl von Kunststoffformteilen hergestellt werden. In Schritt S2 wird die Kunststofffolie, die beispielsweise als reine Dekorfolie ausgebildet ist oder ein Funktionssymbol enthält, beispielsweise in Form eines Eiskristalls für ein Bedienelement der Klimaanlage, in einen ersten Bereich des Spritzgießwerkzeugs eingelegt.
In Schritt S3 wird das Folienband soweit weitergeführt, dass ein mit der Beschichtung versehener Teilabschnitt des Folienbandes in einem zweiten Bereich des Spritzgießwerkzeugs positioniert wird.
Die Verfahrensschritte S2 und S3 können auch gleichzeitig oder in umgekehrter Reihenfolge durchgeführt werden. Mit dem Einlegen der Kunststofffolie und dem Positionieren des Folienbandes sind die Vorbereitungen abgeschlossen und die Spritzgießform wird in Schritt S4 geschlossen. Über eine Spritzgießöffnung wird nun in Schritt S5 flüssiges Kunststoffmaterial, insbesondere einer der transparenten Kunststoffe PMMA oder PC, in an sich bekannter Weise in die Spritzgießform eingespritzt und damit die Kunststofffolie und der Teilbereich des Folienbandes hinterspritzt.
Das erkaltende und damit erstarrende Kunststoffmaterial bildet einen Grundkörper des Kunststoffformteils. Die Kunststofffolie geht dabei eine dauerhafte Verbindung mit dem Grundkörper ein, wie es an sich vom Hinterspritzen von Kunststofffolien bekannt ist. Ein solches Hinterspritzen einer Kunststofffolie wird auch als In-Mold-Labeling (IML) bezeichnet.
Weiterhin geht die Beschichtung des Teilbereichs des Folienbandes auf den Grundkörper über, wie es aus dem Verfahren der so genannten In-Mold-Decoration (IMD) bekannt ist.
In Schritt S6 wird die Spritzgießform geöffnet, so dass in Schritt S7 das Kunststoffformteil entnommen werden kann. Mit Einlegen einer Folie im Schritt S2 startet das Verfahren erneut von vorne zur Fertigung eines weiteren Kunststoffformteils.
2 zeigt schematisch eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens mit einem aus einer ersten und einer zweiten Komponente (1, 2) bestehenden Spritzgießwerkzeug.
Im dargestellten Zustand ist in einem ersten Bereich 3 des Spritzgießwerkzeugs eine Kunststofffolie 4 eingelegt, die beispielsweise als Dekorfolie ausgebildet ist. Über eine Rol lenvorrichtung 5 mit einer ersten Rolle 6 und einer zweiten Rolle 8 wird eine von der ersten Rolle 6 abgewickeltes Folienband 7 durch das Spritzgießwerkzeug hindurchgeführt, wobei ein vorderes Ende des Folienbandes 7 auf der zweiten Rolle 8 aufgewickelt wird. Das Folienband 7 wird so in dem Spritzgießwerkzeug positioniert, dass ein Teilabschnitt 9, der eine Beschichtung 13 aufweist, an einem zweiten Bereich 10 anliegt. In der Momentaufnahme der 2 ist der Teilabschnitt 9 noch nicht endgültig positioniert.
Während des erfindungsgemäßen Verfahrens geht die Beschichtung 13 des Teilabschnitts 9 des Folienbandes 7 auf den durch Einspritzen von Kunststoffmaterial in die Spritzgießform entstehenden Grundkörper über, während das Folienband 7 an sich keine Verbindung mit dem Grundkörper eingeht und später auf der zweiten Rolle 8 wieder aufgewickelt wird.
3 zeigt einen in Form einer Taste ausgebildeten Kunststoffformkörper 11, der mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt wurde. Der Kunststoffformkörper 11 besteht aus einem Grundkörper 12, der durch Spritzgießen eines Kunststoffmaterials hergestellt wurde, sowie der Kunststofffolie 4 und der von dem Folienband übertragenen Beschichtung 13. Die Beschichtung 13 ist in diesem Fall eine Hartschichtbeschichtung auf Siloxanbasis, während die Kunststofffolie 4 ein Symbol enthält. Der Grundkörper 12 ist lichtdurchlässig, so dass durch Hinterleuchten der Taste das Symbol durch das Kunststoffformteil hindurch sichtbar ist.

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffformteils in einem Spritzgießverfahren mit den Verfahrensschritten: – Einlegen einer Kunststofffolie (4) in einen ersten Bereich (3) eines Spritzgießwerkzeugs, – Positionieren eines eine Beschichtung (13) aufweisenden Teilabschnitts (9) eines Folienbandes (7) in einen zweiten Bereich (10) des Spritzgießwerkzeugs, – Schließen des Spritzgießwerkzeugs zur Bildung einer Spritzgießkavität, – Hinterspritzen der Kunststofffolie (4) und des Teilbereichs (9) des Folienbandes (7) mit einem Kunststoffmaterial zur Bildung des Kunststoffformteils (11), wobei das Kunststoffmaterial einen Grundkörper (12) bildet, die Kunststofffolie (4) eine dauerhafte Verbindung mit dem Grundkörper (12) eingeht und die Beschichtung (13) des Teilbereichs (9) des Folienbandes (7) auf den Grundkörper (12) übergeht, – Öffnen des Spritzgießwerkzeugs und – Entnahme des Kunststoffformteils (11).
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Folienband (7) getaktet von einer Rollenvorrichtung (5) geführt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (13) des Folienbandes (7) eine Metallschicht ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (13) des Folienbandes (7) eine Hartschichtbeschichtung ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (13) des Folienbandes (7) ein Symbol enthält.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststofffolie (4) eine Dekorfolie ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststofffolie (4) ein Symbol enthält.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite Bereich (3; 10) einander gegenüberliegend angeordnet sind.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststoffmaterial transparent ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststoffformteil (11) ein Bedien- oder Anzeigeelement, insbesondere für Kraftfahrzeugkomponenten, ist.