DE102006005089B4 - Bedienelement - Google Patents
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Abstract
Bedienelement für ein Kraftfahrzeug, aus einem transluzenten Werkstoff (2), das mit mindestens einer opaken, mit einer Symbolik (5) versehenen Beschichtung (3) versehen ist und mit einer transparenten Lackschicht (4) auf der Beschichtung (3), wobei in die Lackschicht (4) mittels Laserenergie aktivierbare Partikel (11) eingebracht sind und in der jeweils mittels Laser entfernbaren Beschichtung (3) und in der Lackschicht (4) bereichsweise und durch beide Schichten (3, 4) identische Bereiche der Beschichtung (3) und der Lackschicht (4) unter Ausbildung der Symbolik (5) entfernt sind, die Partikel (11) einen Durchmesser von 10 nm bis 10 µm aufweisen, in einer Volumenkonzentration von 0,01% bis 10% vorliegen und aus Metalloxiden bestehen.
Description
- Die Erfindung betrifft ein Bedienelement, insbesondere ein Bedienelement für ein Kraftfahrzeug, aus einem durchleuchtbaren Werkstoff, das mit mindestens einer opaken Beschichtung versehen ist und mit einer transparenten Lackschicht auf der Beschichtung.
- Ein bevorzugtes Anwendungsgebiet der Erfindung liegt im Bereich der Kraftfahrzeuge und dort bei Bedienelementen, die zum größten Teil hinterleuchtet sind. Es ist darüber hinaus ebenfalls vorstellbar, die Erfindung an Bedienelementen der Unterhaltungselektronik, im Bereich von Küchengeräten oder an Waschmaschinen, der sogenannten weißen Ware, einzusetzen, eben dort, wo Bedienelemente eingesetzt werden, die hinterleuchtet sind und die von ihrer Optik her ein metallisches Aussehen aufweisen sollen. Zur Hinterleuchtung werden hierbei bevorzugt transluzente Kunststoffe eingesetzt, die die Möglichkeit bieten, mittels eines Leuchtmittels das Bedienelement oder den Taster von einer Rückseite her auszuleuchten und eine in die Beschichtung des Bedienelementes oder der Taste eingebrachte Symbolik zu hinterleuchten. Ein hierfür bevorzugt eingesetzter Werkstoff ist Polycarbonat (PC) oder Polymethylmethacrylat (PMMA), diese Kunststoffe bieten günstige Eigenschaften in Bezug auf die Verarbeitung und die Durch- oder Hinterleuchtung.
- Ein Trend, der sich bei Bedienelementen in Kraftfahrzeugen durchsetzt, ist der, die Bedienelemente oder Taster mit einer metallisch anmutenden Optik zu versehen. Hierbei werden die Bauelemente aus einem Kunststoff gespritzt und nach verschiedensten Verfahren mit einer metallischen Beschichtung versehen. Metallische Beschichtungen, die eine hochglänzende Chromoptik oder das Aussehen von Aluminium (AL) oder Ruthenium (RU) oder eine vergleichbare glänzende Oberfläche aufweisen, werden nach heutigem Stand der Technik zumeist durch ein Galvanisierungs- oder PVD(Physical Vapor Deposition)-Verfahren aufgetragen.
- Beim Galvanisieren erfolgt eine Metallisierung üblicherweise nach den Prozessschritten: Palladiumbekeimung, Reduktion, chemische Metallisierung, zum Beispiel mittels Nickel oder Kupfer, und galvanische Verstärkung, zum Beispiel mit Chrom. Beim PVD-Verfahren erfolgt das Metallisieren mittels einer physikalischen Abscheidung aus der Gasphase, zum Beispiel mittels Aufdampfens.
- Ein Einsatz eines PVD-Verfahrens in Bezug auf Kunststoffe zur Erzeugung von metallischen Beschichtungen auf Werkstücken ist in der
DE 103 37 456 A1 beschrieben. So bietet dieses Verfahren die Möglichkeit einer Direktmetallisierung der Oberfläche des Werkstoffes oder eines Bauteils, wobei die metallische Beschichtung aus einer oder mehreren aufeinander liegenden gleichen oder unterschiedlichen Metallschichten besteht. Mittels der in dem Verfahren beschriebenen Technik können auch Werkstoffe oder Bauteile mit niedrigeren Oberflächenenergien beschichtet werden. Hierbei werden die Oberflächenenergien der Werkstoffe oder Bauteile mittels eines Plasmas aktiviert, wodurch eine sehr gute Haftung auf Polymeren erzeugt wird. Bei der Plasmaaktivierung wird ein Gas oder ein Gasgemisch einer elektrischen Gasentladung im Vakuum unterzogen. Dabei werden Elektronen, Ionen, Radikale und Neutralteilchen erzeugt, die auf die Oberfläche des Werkstoffs des Bauteils prallen, dadurch können Kontaminationen entfernt und die Oberfläche aufgeraut und chemisch modifiziert werden. Danach erfolgt eine Direktmetallisierung, bei der in einem beschriebenen Ausführungsbeispiel eine Chrom- und Aluminiumschicht erzeugt wird, die eine Gesamtschichtdicke von etwa 330 nm aufweist. - In der zum Anmeldetag noch unveröffentlichten
DE 10 2005 006 459 A1 ist ein metallisiertes Kunststoffbauteil und ein Verfahren zur Herstellung eines metallisierten Kunststoffbauteils mit einer metallischen Beschichtung und einer auf die metallische Beschichtung aufgebrachten Lackschicht, die in ungefärbter Form vorliegen kann, beschrieben. Beschrieben ist ein Bedienelement, das mit einer metallischen Beschichtung versehen ist, die beispielsweise mittels eines PVD-Verfahrens aufgetragen ist. Nach dem Aufbringen der metallischen Beschichtung wird mittels eines Lasers eine Symbolik in das Bedienelement eingebracht. Auf diese erste metallische Beschichtung wird anschließend beispielsweise mittels eines galvanischen Verfahrens eine Metallschicht abgeschieden, so dass eine aus zwei Lagen bestehende metallische Beschichtung erzeugt ist, bei der der vorab freigelaserte Bereich nicht mit der metallischen Beschichtung versehen ist. Wird nun das Bedienelement hinterleuchtet, so tritt das Licht lediglich im Bereich des freigelaserten Bereichs des Bedienelementes aus. Der opake Bereich, auf dem die metallische Beschichtung vorhanden ist, erscheint hierbei als Metallteil, in das eine Symbolik eingebracht ist. Beschrieben ist ebenfalls das Auftragen einer ungefärbten Lackschicht, die auch als Klarlackschicht bezeichnet ist. Nachteilig hierbei ist, dass die Symbolik einen zusammenhängenden Bereich darstellen muß, da die haftvermittelnde erste Beschichtung zum Galvanisieren unter Spannung gelegt werden muß. Es sind somit keine Symbole darstellbar, die in ihrem Inneren metallische Bereiche aufweisen. - Aus der
DE 203 18 656 U1 sind ferner Bedienelemente bekannt, die auf der Oberseite eines Grundkörpers eine farbgebende Schicht aufweisen, die entsprechend eines darzustellenden Zeichens ausgenommen ist. Dabei ist das Material des Grundkörpers für einen die Zeichen herstellenden Laserstrahl transparent und wird beim Heraustrennen der Zeichen durch Laserstrahlung nicht beschädigt. - Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Bedienelement bereit zu stellen, dass mit mindestens einer opaken Beschichtung versehen ist und darüber hinaus eine transparente Lackschicht aufweist, wobei in die Lackschicht und die Beschichtung eine beliebige Symbolik einbringbar ist. Darüber hinaus soll die Symbolik in einem Arbeitsschritt einbringbar sein.
- Die erfindungsgemäße Aufgabe wird gemäß Anspruch 1 durch ein Bedienelement gelöst, bei dem die transparente Lackschicht mit Partikeln versehen ist und die Beschichtung und die Lackschicht bereichsweise mittels eines Lasers entfernt sind. Durch die erfindungsgemäße Zusammensetzung der transparenten Lackschicht, die auch als Klarlackschicht bezeichenbar ist, und den integrierten Partikeln, ist erfindungsgemäß nun die Möglichkeit gegeben, dass der Klarlack mittels der Energie der Laserbestrahlung abtragbar ist. Durch die Auswahl der Partikel beispielsweise im Nanometerbereich bleibt die Klarlackschicht transparent und wird gleichzeitig mittels der Laserbestrahlung aktivierbar. Es ist somit möglich, das Bedienelement oder den Bedienknopf mit einer opaken Beschichtung und einer darüber angebrachten Klarlackschicht herzustellen und anschließend in einem Arbeitsgang eine Symbolik in das Bedienelement oder die Taste einzuarbeiten. Ein weiterer wesentlicher Vorteil in Bezug auf den bekannten Stand der Technik ist der, dass in das Bedienelement als letzten Arbeitsschritt die Symbolik eingebracht wird. Verschmutzungen des Bedienelementes durch das Einbringen der Symbolik in einen Zwischenschritt der Fertigung in die Beschichtung oder während des Transportes des Bedienelementes vor dem Lackieren können sich somit nicht nachteilig auf das Bedienelement, d. h. das Endprodukt oder den gesamten Fertigungsprozeß auswirken.
- Durch die gezielte Auswahl der Durchmesser der in die Klarlackschicht eingebrachten Partikel bleibt die Klarlackschicht transparent, so dass die metallisch anmutende Optik des Bedienteils erhalten bleibt. Die Durchmesser der Partikel liegen dabei in Bereichen zwischen 10 nm bis etwa 10 μm und sind somit in der Klarlackschicht nicht sichtbar.
- Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels eines Bedienelementes erläutert.
- Es zeigt
-
1 den Schnitt durch ein Bedienelement für ein Kraftfahrzeug, das beispielsweise eine Taste für ein Klimabediengerat darstellt. - Die
1 zeigt den Schnitt durch ein erfindungsgemäß ausgebildetes Bedienelement1 , das in Form einer Taste1 ausgebildet ist. Die Taste1 ist in ihrem Inneren hohl ausgeführt, und weist unterschiedliche Dicken auf. Auf den Tastengrundkörper2 ist eine opake Beschichtung3 aufgebracht, auf die wiederum eine Klarlackschicht4 aufgetragen wurde. In die Beschichtung3 und die Klarlackschicht4 wurde eine Symbolik5 mittels eines Lasers eingebracht. Hierbei ist das Einbringen der Symbolik5 mittels eines Lasers an der filigranen und beliebigen Form der Symbolik und anhand der Abtragung der Beschichtung3 und der Klarlackschicht erkennbar, wobei die Abtragung in einem Arbeitsschritt und somit durch beide Schichten3 ,4 identisch, das heißt übereinstimmend erfolgt. Im Inneren6 ist ein Leuchtmittel7 angeordnet, das Licht L zumindest in Richtung der Oberseite8 der Taste1 emittiert. - Der Tastengrundkörper
2 ist hinsichtlich seiner chemischen und physikalischen Eigenschaften nur insoweit eingeschränkt, dass er zumindest bereichsweise aus einem transluzenten Werkstoff besteht, ausgewählt aus der Gruppe: Glas, Keramik und Polymeren. Vorzugsweise ist der Werkstoff aus einem Polymer gefertigt. Bevorzugte Polymere sind Kunststoffe, wie Polycarbonat (PC), Acrylnitril-Butadien-Styrol(ABS, (PC + ABS)-Blendes, Polyamid (PA) oder Polymethylmethacrylat (PMMA). Weiterhin einsetzbar sind transparente Keramiken, wie zum Beispiel sogenanntes Saphirglas, sowie der Werkstoff Glas. Je nach geforderter Lichtintensität des Symbols5 ist es hierbei vorstellbar, den Werkstoff des Tastengrundkörpers2 in unterschiedlichen Dicken9 ,10 auszubilden. Wie in der1 dargestellt, sind die Dicken in den Bereichen9 und10 unterschiedlich, um somit eine ausreichende Leuchtdichte im Bereich des Symbols5 bereit zu stellen. - Auf den Tastengrundkörper
2 ist eine opake Beschichtung3 , aus einer oder mehrerer unterschiedlichen Werkstoffen herstellbar. So ist es erfindungsgemäß vorstellbar, eine Metallschicht oder ein Metallschichtsystem mittels eines PVD- oder CVD-Verfahrens auf dem Tastengrundkörper2 abzuschneiden. Die Beschichtung3 hatte hierbei eine Dicke von bis zu 5 μm und besteht aus Übergangsmetallen, Edelmetallen, Legierungen oder auch aus Oxiden, Carbiden oder Nitriden von Metallen, die in einer oder mehreren Lagen aufgetragen sind. Die Dicke der Beschichtung3 ist abhängig vom eingesetzten Werkstoff und ist in jedem Fall derart zu wählen, dass sie mittels einer Laseraktivierung abtragbar ist. Darüber hinaus ist die Beschichtung3 auch aus einem eingefärbten Lack herstellbar. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, den Tastengrundkörper2 einer geeigneten Vorbehandlung, wie beispielsweise einer Plasmabehandlung, zu unterwerfen. Darüber hinaus ist es ebenfalls vorstellbar, auf den Tastengrundkörper2 eine Primer-Lackierung als Beschichtung3 aufzubringen. Die Beschichtung3 ist auf jeden Fall lichtundurchlässig auszuführen, und besitzt die vorteilhafte Eigenschaft, dass der Tastengrundkörper mit einer metallischen oder optisch aufwertenden Beschichtung3 versehen ist. - Auf diese Beschichtung
3 wird die erfindungsgemäße transparente Klarlackschicht4 aufgebracht. Das Aufbringen der Klarlackschicht4 erfolgt in der üblichen Art und Weise mittels Sprühen. In die Klarlackschicht4 sind Partikel eingebracht, die mittels der Energie des Laserstrahls aktivierbar sind, so dass die Klarlackschicht4 mittels des Lasers abtragbar ist. Die Partikel bestehen aus Metalloxiden wie beispielsweise Zinkoxid, Indiumzinnoxid (ITO) und sind transparent. Die Partikel weisen einen Durchmesser zwischen 10 nm und 10 μm auf. Eingesetzt werden die Partikel in einer Volumenkonzentration von 0,01% bis zu 10%. Die Partikel11 sind in der Klarlackschicht4 gleichmäßig verteilt und als Punkte11 in der Klarlackschicht4 der1 dargestellt. - In das Schichtsystem
3 ,4 aus Beschichtung3 und Klarlackschicht4 wird nach dem Aufbringen der Beschichtung3 und der Klarlackschicht4 mittels eines Lasers ein Symbol5 eingebracht. Dies wird erfindungsgemäß dadurch möglich, dass die Klarlackschicht4 mittels des Lasers aktivierbar wird und weil die Beschichtung3 eine Dicke aufweist, die mittels der Energie des Lasers abtragbar ist. Es ist somit erfindungsgemäß möglich, in das Bedienelement1 eine beliebige Symbolik5 nach dem Beschichten und Besprühen der Taste in die Taste1 und in einem Arbeitsgang oder Verfahrensschritt einzubringen. Es ist somit erfindungsgemäß vorstellbar, ein Bedienelement1 herzustellen, dass eine metallische Optik aufweist, und in dem eine hinterleuchtbare Symbolik eingearbeitet ist. - Derartige Bedienelemente
1 sind beispielsweise im Kraftfahrzeug als Bedienelemente, in Gebrauchsartikeln der Unterhaltungselektronik, in Küchengeräten oder in der sogenannten weißen Ware, wie beispielsweise einer Waschmaschine im Edelstahllook, einsetzbar. - Die Klarlackschicht
4 weist eine Dicke von bis zu 100 μm auf. Die Symbolik ist somit bei geeignetem Werkstoff, das heißt Substrat, hinterleuchtbar, wenn zum Beispiel als transluzenter Werkstoff Polycarbonat Verwendung findet.
Claims (7)
- Bedienelement für ein Kraftfahrzeug, aus einem transluzenten Werkstoff (
2 ), das mit mindestens einer opaken, mit einer Symbolik (5 ) versehenen Beschichtung (3 ) versehen ist und mit einer transparenten Lackschicht (4 ) auf der Beschichtung (3 ), wobei in die Lackschicht (4 ) mittels Laserenergie aktivierbare Partikel (11 ) eingebracht sind und in der jeweils mittels Laser entfernbaren Beschichtung (3 ) und in der Lackschicht (4 ) bereichsweise und durch beide Schichten (3 ,4 ) identische Bereiche der Beschichtung (3 ) und der Lackschicht (4 ) unter Ausbildung der Symbolik (5 ) entfernt sind, die Partikel (11 ) einen Durchmesser von 10 nm bis 10 µm aufweisen, in einer Volumenkonzentration von 0,01% bis 10% vorliegen und aus Metalloxiden bestehen. - Bedienelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lackschicht (
4 ) eine Dicke aufweist, die kleiner ist als 100 μm. - Bedienelement nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstoff (
2 ) ein transluzenter Kunststoff (2 ), vorzugsweise ein Polycarbonat (PC) oder ein Polymethylmethacrylat (PMMA), oder eine transparente Keramik oder ein Glas ist. - Bedienelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (
3 ) eine Metallschicht oder eine eingefärbte Lackschicht ist. - Bedienelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallschicht eine Dicke von < 5 μm aufweist und mittels eines PVD- oder CVD-Verfahrens ein- oder mehrlagig aufgebracht ist.
- Bedienelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (
3 ) mittels eines reaktiven PVD-Verfahrens erzeugt ist und mit einer Dicke von < 5 µm als Oxid, Carbid oder Nitrid eines Metalls ein- oder mehrlagig vorliegt. - Bedienelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstoff (
2 ) mit einer unterhalb der Beschichtung (3 ) angeordneten zusätzlichen Haftschicht, insbesondere einer Primer-Lackierung, versehen ist.
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