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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines dreidimensionalen
Gestaltungselementes, insbesondere zur Herstellung eines Markenemblems
oder einer Markenplakette. Ferner betrifft die Erfindung ein Gestaltungselement
gemäß Anspruch 17.
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Produkte,
wie Kraftfahrzeuge, Fahrräder etc., werden bereits seit
Jahrzehnten mit dreidimensionalen Gestaltungselementen, wie bedruckten Zierelementen,
Markenemblemen und Markenplaketten, versehen.
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Bis
heute werden derartige Gestaltungselemente hergestellt, in dem zunächst
ein Metallblech, üblicherweise aus Aluminium, mit der entsprechenden
Information, beispielsweise einem Markenlogo, bedruckt und anschließend
in eine gewünschte dreidimensionale Form umgeformt und
beschnitten wird. Anschließend wird die später
sichtbare Oberfläche des als Pigmentträgers dienenden
umgeformten Metallbleches mit einem durchsichtigen Kunststoffmaterial, üblicherweise
Polyurethan oder Polyacryl, beschichtet. Parallel dazu wird ein
dreidimensionaler Halteabschnitt aus einem galvanisierbaren Kunststoffmaterial
gefertigt und der Halteabschnitt anschließend durch Galvanisieren
mit einem Metall wie Chrom beschichtet. Schließlich wird
das umgeformte und beschichtete Metallblech mit dem Halteabschnitt üblicherweise
durch Kleben fest verbunden und der noch bestehende Übergang
zwischen dem Metallblech und dem Halteabschnitt mit Hilfe eines
Lackes abgedichtet.
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Aus
der
DE 20 2005
010 582 U1 ein Gestaltungselement bekannt, bei dem eine
ebene bedruckte Folie mit einer durchsichtigen Kunststofflinse versehen
und die Kunststofflinse mit der Folie anschließend an einem
vorgefertigten Halteabschnitt befestigt wird.
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Ausgehend
von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren
zur Herstellung eines dreidimensionalen Gestaltungselementes bzw.
ein dreidimensionales Gestaltungselement anzugeben, durch dessen
Verwendung bzw. bei dem verglichen mit dem Stand der Technik der
Aufwand bei der Herstellung vermindert ist.
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Erfindungsgemäß wird
die Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen nach Anspruch
1 gelöst, bei dem eine auf mindestens einer Fläche
mit einer Farbpigmente enthaltenden Trägerschicht versehene
Folie bereitgestellt wird, die mit der Trägerschicht versehene
Folie in eine Form eingelegt wird, in die Form ein erstes Kunststoffmaterial
in fließfähigem Zustand eingebracht wird, die
in der Form positionierte Folie entsprechend dem Verlauf der Form ausgeformt
wird, das erste Kunststoffmaterial nach dem Erstarren oder Aushärten
zumindest mit der die Farbpigmente enthaltenden Trägerschicht
einen einstückigen Rohling bildet, und ein zweites Kunststoffmaterial
in fließfähigem Zustand auf den Rohling derart
aufgebracht wird, dass das zweite Kunststoffmaterial nach dem Erstarren
oder Aushärten die nicht mit dem ersten Kunststoffmaterial
bedeckten Abschnitte des Rohlings sowie die Übergange dieser Abschnitte
in das erste Kunststoffmaterial abschließt und mit diesen
fest verbunden das dreidimensionale Gestaltungselement bildet. Ferner
wird die Aufgabe durch ein dreidimensionales Gestaltungselement
mit den Merkmalen nach Anspruch 17 gelöst.
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Mit
dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich,
in nur wenigen Fertigungsschritten ein dreidimensionales Gestaltungselement
auf einfache und elegante Weise zu fertigen. Unter dem Begriff Gestaltungselement
werden in diesem Zusammenhang nicht nur Markenembleme oder Markenplaketten
verstanden, sondern auch Formelement, die beispielsweise als Dekorelemente,
als Leuchtmittel oder ähnliches Verwendung finden. Das
erfindungsgemäße Verfahren ist gegenüber
dem Stand der Technik deutlich vereinfacht, da bei dem erfindungsgemäßen
Verfahren durch die Verwendung der Folie als Träger für die
die Farbpigmente enthaltende Trägerschicht das im Stand
der Technik sonst übliche Umformen des Pigmentträgers
entfällt, um die dreidimensionalen Strukturen des Gestaltungselementes
zu erzeugen. Diesbezüglich ist zu bemerken, dass die Trägerschicht
in einer oder auch in mehreren Lagen auf die Folie aufgebracht worden
sein kann. Bei der aus mehreren Lagen gebildeten Trägerschicht
muss nicht jede Lage Farbpigmente enthalten. Enthält die
Trägerschicht jedoch mehrere Lagen mit Farbpigmenten, lassen
sich insbesondere holographische Effekte oder Tiefeneffekte erzielen.
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Die
Folie, die an zumindest einer ihrer Flachseiten mit der die Farbpigmente
enthaltenden Trägerschicht versehen ist, welche beispielsweise
durch Aufdrucken, durch Aufspritzen oder auch durch Aufkleben auf
die Folie aufgebracht wurde, wird erst unmittelbar vor oder während
des Einbringens des zu diesem Zeitpunkt fließfähigen
ersten Kunststoffmaterials in die Form in seine endgültige
dreidimensionale Form ausgeformt, wobei beispielsweise auch erhabene
Buchstaben oder Embleme erzeugt werden. Bei entsprechender Dicke
der Folie kann diese beispielsweise unmittelbar nach dem Aufbringen
der die Farbpigmente enthaltenen Trägerschicht vorgeformt werden
und in diesem vorgeformten Zustand in die Form eingelegt werden.
Die Dicke der Folie kann bei wenigen tausendstel Millimetern oder
auch mehreren zehntel Millimetern liegen. Entscheidend ist nur,
dass die Folie und die darauf aufgebrachte Trägerschicht während
des Ausbildens des Gestaltungselementes zumindest abschnittsweise
ausgeformt werden können. Nach dem Erstarren oder Aushärten
des ersten Kunststoffmaterials ist dann zumindest die mit den Farbpigmenten
versehene Trägerschicht entsprechend der dreidimensionalen
Form des Gestaltungselementes ausgeformt und gleichzeitig unter
Ausbildung des Rohlings mit dem ersten Kunststoffmaterial fest verbunden.
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Als
erstes Kunststoffmaterial eignen sich sowohl Duroplaste, Thermoplaste
oder Elastomere. Wird ein Thermoplast als erstes Kunststoffmaterial verwendet,
es von besonderem Vorteil, wenn die Folie die gleichen rheologischen
Eigenschaften besitzt wie das erste Kunststoffmaterial. Auf diese
Weise wird sichergestellt, dass die Folie entsprechend dem ersten
Kunststoffmaterial ausgeformt wird. Das Aus formen der Folie kann
entweder durch das fließfähige Kunststoffmaterial
oder aber auch durch einen in der Form erzeugten Unterdruck erfolgen.
Dabei ist es auch von Vorteil, wenn die Form bereits auf eine geeignete
Betriebstemperatur erwärmt worden ist, so dass einerseits
die Folie bereits angewärmt und so besser verformbar ist,
während gleichzeitig ein unerwünschtes vorzeitiges
oder partielles Erstarren des aufgeschmolzenen Kunststoffmaterials
in der Form verhindert ist. Zur Durchführung des Verfahrens
eignen sich jedoch auch aus mehreren Komponenten hergestellte Kunststoffmaterialien,
die unmittelbar vor dem Einbringen in die Form gemischt werden und in
der Form aushärten, beispielsweise Epoxydharze.
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Um
auch den Übergang zwischen dem Rand der Folie und dem ersten
Kunststoffmaterial zu schützen, wird der so vorgefertigte
Rohling an den Abschnitten, die vom ersten Kunststoffmaterial noch
unbedeckt sind, sowie an den Übergängen dieser
Abschnitte in das erste Kunststoffmaterial mit dem zweiten Kunststoffmaterial,
einem Duroplasten, einem Thermoplasten oder einem Elastomer, geschützt, das
in einem anschließenden Verfahrensschritt auf den Rohling
teilweise aufgebracht wird. Dabei werden nicht nur die nicht vom
ersten Kunststoffmaterial abgedeckten Abschnitte des Rohlings, sondern
insbesondere auch die Übergänge zwischen nicht
vom ersten Kunststoff geschützten Abschnitten des Rohlings
und dem ersten Kunststoffmaterial wirkungsvoll abgedichtet, so dass
die auf die in der Trägerschicht enthaltenen Farbpigmente
gegenüber äußeren Einflüssen
sehr gut geschützt sind, die das Erscheinungsbild der aufgebrachten
Farbpigmente beieinträchtigen könnten. Ferner
ist auch ein späteres Galvanisieren des Gestaltungselementes
ohne Beeinträchtigung der Farbpigmente problemlos möglich.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Verfahren entfallen verglichen
mit dem Stand der Technik nicht nur verschiedene Arbeitsschritte.
Darüber hinaus zeichnet sich das fertige Produkt insbesondere
dadurch aus, dass durch das miteinander fest Verbinden der verschiedenen
Kunststoffmaterialien das Gestaltungselement auch hohen mechanischen
Belastungen widerstehen kann.
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Weitere
vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus der
nachfolgenden Beschreibung den Unteransprüchen sowie den
Zeichnungen.
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So
wird bei einer besonders bevorzugten Variante des erfindungsgemäßen
Verfahrens vorgeschlagen, dass als erstes Kunststoffmaterial ein transparentes
Kunststoffmaterial verwendet wird, durch das die Farbpigmente erkennbar
bleiben. Da sich die dreidimensionale Form des Gestaltungselementes
nach dem Erstarren oder Aushärten des ersten Kunststoffmaterials
nicht mehr verändern kann, ermöglicht die Verwendung
eines transparenten Kunststoffmaterials als erstes Kunststoffmaterial
bereits in diesem frühen Verfahrensschritt durch einfache
Sichtkontrolle, ob die dreidimensionale Struktur ordnungsgemäß ausgebildet
ist, während gleichzeitig die dreidimensionale Struktur
sowie die aufgebrachten Farbpigmente für die weitere Verarbeitung bereits
ausreichend geschützt sind.
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Das
Ausformen der Folie erfolgt vorzugsweise durch das fließfähige
Kunststoffmaterial selbst, das in die Form eingebracht wird. Bei
entsprechender Ausbildung der Form wird so die Folie sowie die darauf
aufgebrachte Trägeschicht durch das einströmende
Kunststoffmaterial in die gewünschte dreidimensionale Struktur
umgeformt und behält die dreidimensionale Struktur auch
nach dem Erstarren oder Aushärten des ersten Kunststoffmaterials
bei. Alternativ oder unterstützend ist es jedoch auch möglich die
Folie nach dem Einlegen in die Form, beispielsweise während
des Schließens der Form, so durch Anlagen eines Unterdrucks
in der Form, zumindest vorzuformen.
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Bei
dem ersten Kunststoffmaterial handelt es sich vorzugsweise um ein
aufschmelzbares Kunststoffmaterial, das in aufgeschmolzenem Zustand
in die als Spritzgussform ausgebildete Form eingespritzt wird. Durch
entsprechendes Einstellen des Einspritzdruckes und der Viskosität
des ersten Kunststoffmaterials kann sichergestellten werden, dass sämtliche
dreidimensionalen Strukturen des Gestaltungselementes ordnungsgemäß ausgeformt
werden.
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Des
weiteren wird bei einer bevorzugten Variante des Verfahrens vorgeschlagen,
aus dem zweiten Kunststoffmaterial einen Halteabschnitt zu fertigen,
mit dem das fertige Gestaltungselement an einer Oberfläche
befestigt werden kann. Der Halteabschnitt ist hierzu beispielsweise
mit entsprechend Rasthaken, Erhebungen, angeformten Gewindedomen
etc. versehen. Hierzu wird der Rohling in eine als Negativform für
den Halteabschnitt ausgebildete zweite Form eingelegt, in die das
zweite Kunststoffmaterial eingespritzt wird, um nach dem Erstarren oder
Aushärten einen Halteabschnitt an dem Gestaltungselement
zu bilden. Auch für den Halteabschnitt wird vorzugsweise
als zweites Kunststoffmaterial ein Kunststoffmaterial verwendet,
das aufgeschmolzen werden kann. So lässt sich das aufgeschmolzene Kunststoffmaterial
einerseits gut verarbeiten. Zum anderen, wenn für das erste
Kunststoffmaterial gleichfalls ein aufschmelzbares Kunststoffmaterial verwendet
wurde, kommt es insbesondere an den Übergängen
der nicht vom ersten Kunststoffmaterial abgedeckten Abschnitten
in das erste Kunststoffmaterial oberflächlich zu geringfügigen
Aufschmelzungen des ersten Kunststoffmaterials, wodurch die Materialien
an den Übergängen miteinander verschmelzen und
diese gut abgedichtet werden.
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Damit
das Gestaltungselement in einem anschließende Schritt abschnittsweise
durch Galvanisieren beschichtet werden kann, wird vorgeschlagen, für
eines der beiden Kunststoffmaterialien ein nicht galvanisierbares,
transparentes Kunststoffmaterial und für das andere der
beiden Kunststoffmaterialien, vorzugsweise das zweite Kunststoffmaterial,
ein galvanisierbares Kunststoffmaterial zu verwenden. Es besteht
dann die Möglichkeit, das Gestaltungselement nach dem Erstarren
oder Aushärten des zweiten Kunststoffmaterials durch Galvanisieren
mit einer Metallschicht, vorzugsweise mit einer abschließenden
Chromschicht, zu versehen. Dabei lagert sich während des
Galvanisierprozesses aufgrund des chemischen Aufbaus des einen Kunststoffmaterials an
dessen Oberfläche keine Metallschicht ab, während
die Oberfläche des galvanisierbaren Kunststoffmaterials
mit der Metallschicht beschichtet ist und der chemische Aufbau des
galvanisierbaren Kunst stoffmaterials eine sichere Verbindung zwischen
der Kunststoffoberfläche und der Beschichtung gewährleistet.
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Die
auf die Folie aufgebrachte Trägerschicht, die die Farbpigmente
enthält, weist vorzugsweise ein thermoplastisches Bindemittel
auf, in das die Farbpigmente eingebunden sind, so dass die Trägerschicht,
die Farbpigmente sowie das erste Kunststoffmaterial miteinander
verschmolzen werden, wenn auch für das erste Kunststoffmaterial
ein thermoplastischer Kunststoff verwendet wird. So eignet sich
als Trägerschicht eine lösemittelbasierte Einkomponenten-Siebdruckfarbe,
die ein hochtemperaturbeständiges thermoplastisches Bindemittel
und Farbpigmente enthält und das insbesondere für
Folien verwendet wird, die im Spritzgießprozessen, beispielsweise
mit Hilfe der IMD-Technologie (In-Mould-Decoration), weiterverarbeitet
werden kann. Die Farbpigmente und das Bindemittel werden vorzugsweise
durch Aufdrucken oder durch Aufsprühen auf die Folie aufgebracht.
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Bei
einer besonders bevorzugten Variante des erfindungsgemäßen
Verfahrens wird als Folie für die Trägerschicht
eine Folie verwendet, die nicht nur mit umgeformt, sondern auch
fest mit dem ersten Kunststoffmaterial verbunden wird und so gemeinsam
mit dem ersten Kunststoffmaterial und der die Farbpigmente enthaltenden
Trägerschicht den Rohling bildet. Um auch den Übergang
zwischen dem Rand der Folie und dem ersten Kunststoffmaterial zu schützen,
wird der nach der bevorzugten Variante des erfindungsgemäßen
Verfahrens vorgefertigte Rohling an den noch unbedeckten Abschnitten
der Folie sowie an den Übergängen zum ersten Kunststoffmaterial
mit dem zweiten Kunststoffmaterial geschützt, das in dem
anschließenden Verfahrensschritt auf den Rohling teilweise
aufgebracht wird. Dabei werden die Übergänge zwischen
der Folie und dem ersten Kunststoffmaterial wirkungsvoll abgedichtet.
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Unter
dem Begriff Folie wird in diesem Zusammenhang nicht nur eine aus
einer Lage gefertigte Folie verstanden, sondern auch Folien, die
mehrlagig aus den gleichen oder verschiedenen Materialien gefertigt
sind. Bei den aus mehreren Fo lienschichten gebildeten Folien kann
die die Farbpigmente enthaltende Trägeschicht auch zwischen
den Folienschichten angeordnet sein. Auch wird vorgeschlagen, zwischen
mehreren Folienschichten mehrere Farbpigmente enthaltende Trägerschichten
vorzusehen, um insbesondere holographische Effekte oder Tiefeneffekte
zu erzielen.
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Ferner
ist es bei dieser Verfahrensvariante von besonderem Vorteil, wenn
sowohl das erste Kunststoffmaterial als auch die Folie aus demselben Kunststoffmaterial
gefertigt sind. Wird sowohl für die Folie als auch für
das erste Kunststoffmaterial ein thermoplastisches Kunststoffmaterial
verwendet, besteht der Vorteil insbesondere darin, dass das aufgeschmolzene
erste Kunststoffmaterial die Folie erwärmt und die Folie
so leichter in die zu erzeugende dreidimensionale Struktur umgeformt
werden kann.
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Um
eine möglichst innige Verbindung der Folie mit dem ersten
Kunststoffmaterial zu ermöglichen, wird ferner vorgeschlagen,
eine Folie zu verwenden, die zumindest an der mit dem ersten Kunststoffmaterial
zu beschichtenden Seite aus dem gleichen ersten Kunststoffmaterial
gefertigt ist. So ist es auch denkbar, mehrlagige Folien zu verwenden,
bei der die mit dem ersten Kunststoffmaterial zu verbindende Deckschicht
der Folie vorzugsweise aus dem ersten Kunststoffmaterial besteht.
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Des
weiteren wird vorgeschlagen, als Folie eine Elektrolumineszenzfolie
zu verwenden. Die Elektrolumineszenzfolie kann, wie jede herkömmliche
Folie auch, mit einer Farbpigmente enthaltenden Trägerschicht
bedruckt oder besprüht und anschließend in der
erfindungsgemäßen Weise weiterverarbeitet werden.
Der Vorteil besteht darin, dass die Elektrolumineszenzfolie an ihrem
späteren Einbauort an eine Spannungsversorgung angeschlossen
werden kann, mit der die Elektrolumineszenzfolie zum gleichmäßigen
Leuchten angeregt werden kann, so dass das Gestaltungselement aus
sich heraus beleuchtet werden kann.
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Als
Elektrolumineszenzfolie wird vorzugsweise eine mehrschichtige Elektrolumineszenzfolie verwendet,
die aus einer transparenten ersten Schutzschicht, einer Anodenschicht,
einer Leuchtschicht, einer dielektrischen Schicht, einer Leitschicht
sowie einer zweiten Schutzschicht gebildet ist, wobei es von besonderem
Vorteil ist, wenn zumindest eine der beiden Schutzschichten aus
dem ersten Kunststoffmaterial gefertigt ist.
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Bei
einer alternativen Variante des erfindungsgemäßen
Verfahrens wird die Folie nach dem Ausformen des Rohlings vom Rohling
entfernt, während die die Farbpigmente enthaltende Trägerschicht,
die mit dem ersten Kunststoffmaterial fest verbunden ist, am Rohling
verbleibt. Diese Vorgehensweise hat insbesondere den Vorteil, dass
das Gestaltungselement aus möglichst wenigen Schichten
aufgebaut ist und eine entsprechend geringe Dicke aufweist. Als
Folie für die Trägerschicht eignet sich insbesondere
eine aus einem zum ersten Kunststoffmaterial und der Trägerschicht
inertem Kunststoffmaterial gefertigte Folie, die vorzugsweise auf Basis
einer Polyesterfolie gebildet ist und deren Oberfläche
gegebenenfalls mit einem Trennlack versehen ist, auf welchen die
Trägerschicht aufgebracht ist und welcher das Lösen
der Folie von der Trägerschicht und dem Rohling erleichtert.
Unter dem Begriff inerter Kunststoff wird in diesem Zusammenhang ein
Kunststoffmaterial für die Folie verstanden, welches mit
dem ersten Kunststoff keinerlei Bindungen eingeht oder mit diesem
verschmolzen oder in anderer Weise verbunden werden kann.
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Für
das erste Kunststoffmaterial wird besonders bevorzugt ein Kunststoffmaterial
verwendet, das zumindest eine der nachfolgenden Eigenschaften aufweist.
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So
eignet sich für das erste Kunststoffmaterial ein Kunststoffmaterial,
das eine Schmelze-Volumenfließrate (MVR) ermittelt gemäß der ISO
1133 (Prüfbedingungen 300°C, Prüfgewicht
1,2 kg) in einem Bereich von 10 bis 14 cm3/(10
min), vorzugsweise in einem Bereich von 11 bis 13 cm3/(10
min), besonders bevorzugt von 12 cm3/(10
min) aufweist.
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Ferner
eignet sich für das erste Kunststoffmaterial auch ein Kunststoffmaterial,
dass eine Formbeständigkeitstemperatur gemessen nach der ISO 75-1,-2 (Prüfbedingungen
1,80 MPa) in einem Bereich von 110 bis 135°C, vorzugsweise
in einem Bereich von 118 bis 127°C, besonders bevorzugt
124°C aufweist.
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Das
erste Kunststoffmaterial weist vorzugsweise eine Vicat-Erweichungstemperatur
gemessen nach der ISO 306 (Prüfbedingungen
50 N, 50°C/h) in einem Bereich von 130 bis 160°C,
vorzugsweise in einem Bereich von 140 bis 150°C, besonders
bevorzugt 144°C auf.
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Ferner
sind für das erste Kunststoffmaterial Kunststoffe bevorzugt,
die eine relative Dielektrizitätszahl gemessen nach der
IEC 60250 (Prüfbedingungen 100 Hz) in einem Bereich von
2,6 bis 3,6, vorzugsweise in einem Bereich von 2,9 bis 3,3, besonders
bevorzugt von 3,1 aufweist.
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Als
erstes Kunststoffmaterial eignet sich insbesondere ein Kunststoff,
dessen Spritzgießen-Massetemperatur gemessen nach ISO
294 in einem Bereich von 270 bis 310°C, vorzugsweise
in einem Bereich von 280 bis 300°C, besonders bevorzugt
bei 290°C liegt.
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Die
Streckspannung des ersten Kunststoffmaterials gemessen nach der ISO
527-1,-2 (Prüfbedingungen 50 mm/min) liegt vorzugsweise
in einem Bereich von 55 bis 75 MPa, vorzugsweise in einem Bereich
von 60 bis 70 MPa, besonders bevorzugt bei 66 MPa.
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Die
Wasseraufnahme (Sättigungswert) des ersten Kunststoffmaterials
gemessen nach der ISO 62 (Prüfbedingungen
Wasser bei 23°C) liegt vorzugsweise in einem Bereich von
0,1 bis 0,5%, besonders bevorzugt bei 0,3%.
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Als
erstes transparentes Kunststoffmaterial wird besonders bevorzugt
Polycarbonat (PC) verwendet wird, dass insbesondere eine Schmelze-Volumenfließrate
(MVR) in einem Bereich von in einem Bereich von 11 bis 13 cm3/(10 min), vor zugsweise von 12 cm3/(10 min), ermittelt gemäß der ISO
1133 bei einer Temperatur von 300°C und einem
Prüfgewicht von 1,2 kg aufweist.
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Für
das zweite Kunststoffmaterial wird besonders bevorzugt ein Kunststoffmaterial
verwendet, das zumindest eine der nachfolgenden Eigenschaften aufweist.
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So
eignet sich für das zweite Kunststoffmaterial ein Kunststoffmaterial,
das eine Schmelze-Volumenfließrate (MVR) ermittelt gemäß der ISO
1133 (Prüfbedingungen 220°C, Prüfgewicht
10 kg) in einem Bereich von 20 bis 30 cm3/(10
min), vorzugsweise in einem Bereich von 23 bis 27 cm3/(10
min), besonders bevorzugt von 25 cm3/(10
min) aufweist.
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Ferner
eignet sich für das zweite Kunststoffmaterial auch ein
Kunststoffmaterial, dass eine Formbeständigkeitstemperatur
gemessen nach der ISO 75-1,-2 (Prüfbedingungen
1,80 MPa) in einem Bereich von 85 bis 110°C, vorzugsweise
in einem Bereich von 90 bis 100°C, besonders bevorzugt
94°C aufweist.
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Das
zweite Kunststoffmaterial weist vorzugsweise eine Vicat-Erweichungstemperatur
gemessen nach der ISO 306 (Prüfbedingungen
50 N, 50°C/h) in einem Bereich von 85 bis 110°C,
vorzugsweise in einem Bereich von 90 bis 100°C, besonders
bevorzugt 95°C auf.
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Ferner
sind für das zweite Kunststoffmaterial Kunststoffe bevorzugt,
die eine relative Dielektrizitätszahl gemessen nach der
IEC 60250 (Prüfbedingungen 100 Hz) in einem Bereich von
2,5 bis 3,5, vorzugsweise in einem Bereich von 2,8 bis 3,2, besonders
bevorzugt von 3,0 aufweist.
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Als
zweites Kunststoffmaterial eignet sich insbesondere ein Kunststoff,
dessen Spritzgießen-Massetemperatur gemessen nach ISO
294 in einem Bereich von 190 bis 260°C, vorzugsweise
in einem Bereich von 200 bis 250°C, besonders bevorzugt
bei 240°C liegt.
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Die
Streckspannung des zweiten Kunststoffmaterials gemessen nach der ISO
527-1,-2 (Prüfbedingungen 50 mm/min) liegt vorzugsweise
in einem Bereich von 30 bis 50 MPa, vorzugsweise in einem Bereich
von 35 bis 45 MPa, besonders bevorzugt bei 40 MPa.
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Das
Zug-Modul des zweiten Kunststoffmaterials gemessen nach der ISO
527-1,-2 (Prüfbedingungen 1 mm/min) liegt vorzugsweise
in einem Bereich von 2000 bis 2400 MPa, vorzugsweise in einem Bereich
von 2100 bis 2300 MPa, besonders bevorzugt bei 2200 MPa.
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Besonders
bevorzugt wird als zweites Kunststoffmaterial Acrylnitril-Butadien-Styrol
(ABS) mit einer Schmelze-Volumenfließrate (MVR) in einem
Bereich von 20 bis 30 cm3/(10 min), vorzugsweise
mit 25 cm3/(10 min) ermittelt gemäß der ISO
1133 bei einer Temperatur von 220°C und einem
Prüfgewicht von 10 kg verwendet.
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Für
das zweite Kunststoffmaterial eignet sich auch ein Gemisch aus einem
teilkristallinen Kunststoffmaterial und einem amorphen Kunststoffmaterial,
wobei der Anteil des amorphen Kunststoffmaterial in einem Bereich
von 40 bis 60%, vorzugsweise in einem Bereich von 45 bis 55% liegt,
wobei das Gemisch zumindest eine der nachfolgenden Eigenschaften
aufweist.
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So
eignet sich für das zweite Kunststoffmaterial ein Gemisch,
das ein Schmelze-Volumenfließrate (MVR) ermittelt gemäß der ISO
1133 (Prüfbedingungen 260°C, Prüfgewicht
5 kg) in einem Bereich von 10 bis 14 cm3/(10
min), vorzugsweise in einem Bereich von 11 bis 13 cm3/(10
min), besonders bevorzugt von 12 cm3/(10
min) aufweist.
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Ferner
eignet sich für das zweite Kunststoffmaterial auch ein
Gemisch, das eine Formbeständigkeitstemperatur gemessen
nach der ISO 75-1,-2 (Prüfbedingungen
1,80 MPa) in einem Bereich von 85 bis 110°C, vorzugsweise
in einem Bereich von 90 bis 100°C, besonders bevorzugt
95°C aufweist.
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Das
zweite Kunststoffmaterial weist vorzugsweise eine Vicat-Erweichungstemperatur
gemessen nach der ISO 306 (Prüfbedingungen
50 N, 50°C/h) in einem Bereich von 90 bis 130°C,
vorzugsweise in einem Bereich von 100 bis 120°C, besonders
bevorzugt 110°C auf.
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Ferner
ist für das zweite Kunststoffmaterial ein Gemisch bevorzugt,
das eine relative Dielektrizitätszahl gemessen nach der
IEC 60250 (Prüfbedingungen 100 Hz) in einem Bereich von
2,6 bis 3,6, vorzugsweise in einem Bereich von 2,9 bis 3,3, besonders
bevorzugt von 3,1 aufweist.
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Als
zweites Kunststoffmaterial eignet sich insbesondere ein Gemisch,
dessen Spritzgießen-Massetemperatur gemessen nach ISO
294 in einem Bereich von 220 bis 280°C, vorzugsweise
in einem Bereich von 240 bis 270°C, besonders bevorzugt
bei 260°C liegt.
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Die
Streckspannung des zweiten Kunststoffmaterials gemessen nach der ISO
527-1,-2 (Prüfbedingungen 50 mm/min) liegt vorzugsweise
in einem Bereich von 40 bis 60 MPa, vorzugsweise in einem Bereich
von 45 bis 55 MPa, besonders bevorzugt bei 49 MPa.
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Das
Zug-Modul des als zweites Kunststoffmaterial verwendbaren Gemisches
gemessen nach der ISO 527-1,-2 (Prüfbedingungen
1 mm/min) liegt vorzugsweise in einem Bereich von 1900 bis 2300 MPa,
vorzugsweise in einem Bereich von 2000 bis 2200 MPa, besonders bevorzugt
bei 2100 MPa.
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Die
Wasseraufnahme (Sättigungswert) des als zweites Kunststoffmaterial
verwendbaren Gemisches gemessen nach der ISO 62 (Prüfbedingungen Wasser
bei 23°C) liegt vorzugsweise in einem Bereich von 0,4 bis
1,0%, vorzugsweise in einem Bereich von 0,6 bis 0,8%, besonders
bevorzugt bei 0,7%.
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Besonders
von Vorteil ist auch die Verwendung eines Gemisch aus Acrylnitril-Butadien-Styrol und
Polycarbonat mit einer Schmelze-Volumenfließrate (MVR)
in einem Bereich von 10 bis 14 cm3/(10 min),
vorzugsweise von 12 cm3/(10 min), ermittelt
gemäß der ISO 1133 bei einer
Temperatur von 260°C und einem Prüfgewicht von
5 kg, wobei der Polycarbonatanteil vorzugsweise in einem Bereich
von 45 bis 58% liegt.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt, wie er in Anspruch 17 definiert ist, betrifft die
Erfindung ein Gestaltungselement, insbesondere hergestellt nach dem
erfindungsgemäßen Verfahren oder einer Weiterbildung
dieses Verfahrens, wobei das Gestaltungselement einen Pigmentträger
aufweist, welcher eine Farbpigmente enthaltende Trägerschicht
aufweist. Der Pigmentträger ist an der Vorderseite mit
einer transparenten Schutzschicht aus einem ersten Kunststoffmaterial
und an der Rückseite mit einem Halteabschnitt aus einem
zweiten Kunststoffmaterial versehen, wobei der Pigmentträger
mit der Schutzschicht und dem Halteabschnitt verschmolzen ist.
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Um
das Gestaltungselement galvanisieren zu können, wird ferner
vorgeschlagen, die Schutzschicht aus einem nicht galvanisierbaren
Kunststoffmaterial zu fertigten, während der Halteabschnitt
aus einem Kunststoffmaterial gefertigt ist, das durch Galvanisieren
mit einer Metallschicht versehen worden ist.
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Die
Trägerschicht ist vorzugsweise auf einer Folie aufgebracht,
welche gemeinsam mit der Trägerschicht den mit der Schutzschicht
verschmolzen Pigmentträger bildet, wobei die Folie vorzugsweise aus
demselben Kunststoffmaterial gefertigt ist, wie die Schutzschicht.
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Die
Folie ist vorzugsweise als eine mehrschichtige Elektrolumineszenzfolie
aus einer die Vorderseite bildenden transparenten ersten Schutzschicht,
einer Anodenschicht, einer Leuchtschicht, einer dielektrischen Schicht,
einer Leitschicht sowie einer die Rückseite bildenden zweiten
Schutzschicht ausgebildet.
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Nachfolgend
wird die Erfindung anhand zweier Varianten des erfindungsgemäßen
Verfahrens unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert,
wobei: 1a bis 1g in
schematischen Darstellungen den Ablauf einer ersten Variante des erfindungsgemäßen
Verfahrens zeigen,
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2 eine
geschnittene Seitenansicht des mit dem in den 1a bis 1g gezeigten
Verfahrens hergestellten Gestaltungselementes zeigt, sowie
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3 eine
Vorderansicht auf das Gestaltungselement zeigt.
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Nachfolgend
wird unter Bezugnahme auf die 1a bis 1g der
Ablauf einer ersten Variante des erfindungsgemäßen
Verfahrens zur Herstellung eines als Markenemblem ausgebildeten
Gestaltungselementes 10 näher erläutert.
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Zunächst
wird, wie in 1a angedeutet ist, eine kreisrunde
Folie 12 aus transparentem Polycarbonat (PC) auf ihrer
Vorderseite mit einer Trägerschicht 14 in Form
eines Aufdruckes versehen, die, wie durch das Wort „LOGO"
angedeutet, Farbpigmente enthält. Die Trägerschicht 14 wird
mit Hilfe eines Siebdruckverfahrens auf die Folie 12 aufgebracht,
wobei als Trägerschicht 14 eine lösemittelbasierte
Einkomponenten-Siebdruckfarbe Farbe verwendet wird, deren Farbpigmente
in einem thermoplastischen Bindemittel der Trägerschicht 14 eingebettet
sind.
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In
einem zweiten Schritt, der in 1b gezeigt
ist, wird die Folie 12 in eine definierte kreisrunde Form
geschnitten, wobei an dem umlaufenden Rand Formelemente 16,
wie Aussparrungen und Öffnungen, ausgestanzt werden.
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In
einem dritten Schritt, der in 1c gezeigt ist,
wird die Folie 12 in eine geteilte Spritzgussform 18 eingesetzt
und die Spritzgussform 18 geschlossen. Dabei wird die Folie 12 auf
eine gewölbte Stützfläche 20 in
der Spritzgussform 18 aufgespannt. Nach dem Schließen
der Spritzgussform 18 wird über mehrere Kanäle 22 in
die Spritzgussform 18 als erstes Kunststoffmaterial ein
aufgeschmolzener Thermoplast, in diesem Fall gleichfalls transparentes
Polycarbonat (PC), unter einem vorgegebenen Druck eingespritzt,
so dass in der Spritzgussform 18 ein Werkzeuginnendruck
in einem Bereich von 200 bis 400 bar herrscht.
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Das
Polycarbonat schießt in einen gegenüber der Stützfläche 20 ausgebildeten
Hohlraum 24 ein, der als Negativform dient, wobei das aufgeschmolzene
Polycarbonat das thermoplastische Bindemittel der Trägerschicht 14 und
die Folie 12 erweicht und durch den in der Spritzgussform 18 wirkenden
Druck gegen die Stützfläche 20 presst.
Dabei wird die Folie 12 an den Verlauf der Stützfläche 20 angeformt,
wobei die Folie insbesondere auch gegen Erhebungen gedrückt
und in Vertiefungen eingeformt wird, die an der Stützfläche 20 vorgesehen
sind und durch die beim fertigen Gestaltungselement 10 definierte
Formen, beispielsweise erhabene oder vertiefte Buchstaben und Ringe
ausgeformt sind. Damit die auf der Folie 12 als Aufdruck
vorgesehene Trägerschicht 14 zu den an der Stützfläche 20 vorgesehenen
Erhebungen und Vertiefungen ausgerichtet ist, wird die Folie 12 beim
Einsetzen in die Form 18 mit Hilfe ihrer Formelemente 16 an
entsprechenden Ausrichterhebungen (nicht dargestellt) in der Form 18 positioniert.
-
Nach
dem Erstarren des Polycarbonates wird der so gebildete Rohling 26,
der in 1d im Schnitt gezeigt ist, aus
der Spritzgussform 18 entnommen. Der Rohling 26 besteht
nun aus der mit der Trägerschicht 14 versehenen
Folie 12 und der mit dieser verschmolzenen Polycarbonatschicht,
die die spätere Sichtfläche 28 des Gestaltungselementes 10 bildet.
Dabei sind sämtliche Erhebungen und Vertiefungen, die an
der Stützfläche 20 als Negativformen vorgesehen
waren, in entsprechender Weise ausgeformt, wie durch den Schriftzug „LOGO"
verdeutlicht ist.
-
In
einem nächsten Schritt, der in 1e gezeigt
ist, wird der Rohling 26 in eine zweiteilige zweite Spritzgussform 30 eingesetzt,
wobei der Rohling 26 mit seiner Sichtfläche 28 auf
einer weiteren Stützfläche 32 aufliegt.
Nach dem Einsetzen des Rohlings 26 in die Spritzgussform 30 wird
diese geschlossen, wobei diesmal auf der der Sichtfläche 28 entgegengesetzten
Seite ein Hohlraum 34 erhalten bleibt.
-
Der
Hohlraum 34 wird anschließend über einen
oder mehrere Kanäle 36 mit einem aufgeschmolzenen
zweiten Kunststoffmaterial gefüllt, in diesem Fall einen
aufgeschmolzenen Gemisch aus Acrylnitril-Butadien-Styrol und Polycarbonat,
wobei der Polycarbonatanteil in einem Bereich von 45 bis 58% liegt. Das
aufgeschmolzene zweite Kunststoffmaterial füllt den Hohlraum 34 aus,
schmiegt sich an die Rückseite der Folie 12 an
und umschließt insbesondere auch die Übergänge
zwischen der Folie 12 und der Sichtfläche 28.
Nach dem Erstarren bildet das zweite Kunststoffmaterial den Halteabschnitt 38 des
Gestaltungselementes 10 (vgl. 1f).
-
In
einem letzten Schritt wird der mit dem Halteabschnitt 38 ergänzte
Rohling 26 einem Galvanisierungsprozess unterzogen, der
schematisch in 1g durch ein Galvanisierungsbecken 40 dargestellt
ist. Bei diesem Galvanisierungsprozess wird der Rohling 26 zunächst
gebeizt, wobei lediglich aus dem Acrylnitril-Butadien-Styrol des
Halteabschnittes 38 oberflächlich Butadien entfernt
wird, während die Oberfläche des Polycarbonates
der Sichtfläche 28 unverändert bleibt,
ohne dass diese hierbei geschützt oder abgedeckt sein muss.
-
Anschließend
wird der gebeizte Rohling 26 mit einer Aktivierungsschicht
versehen, wobei lediglich die Oberflächenabschnitte, aus
denen das Butadien herausgelöst wurde, die Aktivierungsschicht
halten können. Danach wird die Aktivierungsschicht aktiviert
und auf der Aktivierungsschicht Nickel, Kupfer und schließlich
Chrom abgeschieden.
-
Das
fertige Gestaltungselement 10, das in den 2 und 3 gezeigt
ist, weist nun eine durchsichtige Sichtfläche 28 auf,
durch die die Farbpigmente der Trägerschicht 14,
im dargestellten Fall der Schriftzug „LOGO", erkennbar
ist, während der Halteabschnitt 38 an seiner gesamten
Oberfläche verchromt ist.
-
Des
weiteren besteht die Möglichkeit, anstelle der angesprochenen
Folie aus Polycarbonat eine Elektrolumineszenzfolie zu verwenden,
die mit elektrischem Strom versorgt werden kann und in Abhängigkeit
von der angelegten Spannung leuchtet.
-
Gemäß einer
alternativen zweiten Verfahrensvariante wird die Trägerschicht 14 zwar
gleichfalls auf einer Folie aufgebracht. Die Folie besteht jedoch
aus Polyester und die Trägerschicht 14 ist nicht unmittelbar
auf die Folie aufgebracht, sondern auf einen auf der Folie aufgetragenen
Trennlack. Nach dem Aufdrucken der Trägerschicht 14 auf
den Trennlack wird die Folie gleichfalls in die Spritzgussform eingesetzt
und der Rohling 26 ausgeformt. Anschließend wird
die Folie jedoch nicht am Rohling 36 belassen. Vielmehr
wird die Folie, die aufgrund des Trennlacks und ihrer Materialeigenschaften
nicht fest mit dem ersten Kunststoffmaterial verbunden ist, von dem
Rohling 26 getrennt und der Rohling 26 erst dann
in die zweite Spritzgussform eingelegt und mit dem zweiten Kunststoffmaterial
hinterspritzt.
-
Somit
bildet lediglich die fest mit dem ersten Kunststoffmaterial verbundene
Trägerschicht 14, die die Farbpigmente enthält,
und das erste Kunststoffmaterial den Rohling 26. Die weitern
Arbeitsschritte nach der Fertigstellung des Rohlings 26 und
dem Entfernen der Folie entsprechen wieder dem zuvor geschilderten
Ablauf der ersten Variante des erfindungsgemäßen
Verfahrens.
-
- 10
- Gestaltungselement
- 12
- Folie
- 14
- Trägerschicht
- 16
- Formelemente
- 18
- Spritzgussform
- 20
- Stützfläche
- 22
- Kanal
- 24
- Hohlraum
- 26
- Rohling
- 28
- Sichtfläche
- 30
- Spritzgussform
- 32
- Stützfläche
- 34
- Hohlraum
- 36
- Kanäle
- 38
- Halteabschnitt
- 40
- Galvanisierungsbecken
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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-
Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 202005010582
U1 [0004]
-
Zitierte Nicht-Patentliteratur
-
- - ISO 1133 [0027]
- - ISO 75-1,-2 [0028]
- - ISO 306 [0029]
- - ISO 294 [0031]
- - ISO 527-1,-2 [0032]
- - ISO 62 [0033]
- - ISO 1133 [0034]
- - ISO 1133 [0036]
- - ISO 75-1,-2 [0037]
- - ISO 306 [0038]
- - ISO 294 [0040]
- - ISO 527-1,-2 [0041]
- - ISO 527-1,-2 [0042]
- - ISO 1133 [0043]
- - ISO 1133 [0045]
- - ISO 75-1,-2 [0046]
- - ISO 306 [0047]
- - ISO 294 [0049]
- - ISO 527-1,-2 [0050]
- - ISO 527-1,-2 [0051]
- - ISO 62 [0052]
- - ISO 1133 [0053]