DE19546685A1 - Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffspritzgußteils - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffspritzgußteiles mit unter­ schiedlich behandelten Oberflächenbereichen, ein Spritzgußteil aus einem ersten Kunststoff gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 11 und eine Verwendung eines Spritzgußverfahrens.

Kunststoffteile, deren Oberflächen teilbehandelt werden, müssen zum Erzielen eines defi­ niert abgegrenzten Bereiches aufwendig vorbehandelt werden. Um Teilbereiche von der Behandlung auszuschließen, sind diese beispielsweise zeitaufwendig mit einer Folie defi­ niert abzukleben. Wenn die Behandlung beispielsweise ein Lackierprozeß ist, dann liegt anschließend die Folie unter einer Lackschicht und ist schwierig zu entfernen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist ein Kunststoffspritzgußteil mit definiert teilbehandel­ ter Oberfläche so herzustellen, daß der Prozeß schnell und unter möglichst geringer Bil­ dung von Abfall durchführbar ist.

Diese Aufgabe wird gelöst mit den kennzeichnenden Verfahrensschritten des Anspruchs 1. Hinsichtlich des Kunststoffteiles selbst wird diese Aufgabe bei dem eingangs beschriebenen Kunststoffteil gelöst mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 11.

Erfindungsgemäß wird das Kunststoffteil im Zweikomponentenverfahren (2K-Verfahren) hergestellt, wobei im ersten Schuß ein erstes Material und im zweiten Schuß ein zweites Material eingespritzt wird, das mit dem ersten Material an dem nicht zu behandelnden Bereich in Berührung ist, sich aber mit diesem nicht verbindet. Anschließend wird das so hergestellte Spritzgußteil einer Oberflächenbehandlung unterzogen, die üblicherweise am ausgehärteten und entformten Teil vorgenommen wird. Die Oberflächenbehandlung erstreckt sich zumindest über Teilbereiche der Oberfläche des ersten Materials und der Oberfläche des zweiten Materials. Die Oberflächenbehandlung ist insbesondere ein Lackieren, auch andere Behandlungen wie mechanische Behandlungen der Oberfläche (Schleifen, Sandstrahlen etc.) sind möglich. Hierbei dient das eine Material als Oberflächen­ schutz des anderen Materials, so daß nach dem Trennen der beiden Kunststoffe ein Kunst­ stoffspritzgußteil mit definiert teilbehandelter Oberfläche erhalten wird.

Für eine Lackierung als Oberflächenbehandlung eignen sich insbesondere Kunstharzlacke (z. B. 2K-Lacke), wie sie für die Lackierung von Kunststoffen üblich sind. Besonders geeignet sind hierbei PU-Lacke.

Beim Trennen der beiden Materialien erhält man zwei Kunststoffteile, die an sich beide ver­ wertbar sind. Das erfindungsgemäße Verfahren wird jedoch üblicherweise so eingesetzt, daß nur ein Kunststoffteil anschließend als Formteil Gebrauch findet, das andere wird recycelt. Die Herstellung des Spritzgußteils aus zwei Materialien erfolgt erfindungsgemäß vorteilhaft mit der üblichen Schiebertechnik, d. h. der erste Kunststoff wird in eine Form ein­ gespritzt, nach einer zumindest teilweisen Verfestigung wird in der Form ein Schieber unter Bildung eines neuen Hohlraumes, der in Kontakt mit dem bereits zumindest teilweise ver­ festigten Material steht, zurückgeschoben und in diesen geschaffenen Hohlraum ein zwei­ tes Material eingespritzt. Vorteilhaft ist hierbei das als Formteil zu verwendete Teil das zu­ erst eingespritzte, das zu recycelnde Teil wird nach Zurückziehen des Schiebers einge­ spritzt. Vorzugsweise wird an zumindest einen der Kunststoffe eine Trennhilfe mit ange­ spritzt, die beispielsweise ein nach außen ragender Stift oder eine Lasche sein kann. Nach der Oberflächenbehandlung des Teils kann beispielsweise durch Ansetzen einer Zange an der Trennhilfe durch Zug leicht der eine Kunststoff vom anderen getrennt werden. Die Trennhilfe kann insbesondere der Angußkanal sein. Dies ist insbesondere dann gün­ stig, wenn der abzutrennende Kunststoff recycelt wird, da hierbei vorteilhaft das Anguß­ stück zusammen mit dem gesamten eingespritzten Kunststoff als ein Teil rückführbar ist.

Üblicherweise liegen die beiden Kunststoffe großflächig aufeinander, d. h. der abzutren­ nende Kunststoff ist verhältnismäßig dünn bezogen auf seine Kontaktfläche zum anderen Kunststoff. Insbesondere hat der abzuziehende Kunststoff ein Volumen von höchstens 0,5 cm³je cm² Kontaktfläche, überlicherweise betragt der Wert max. 0,3 cm und ganz besonders vorteilhaft liegt er im Bereich unter 0,2 cm. Um den Kunststoff noch sauber einspritzen zu können, beträgt der Mindestwert überlicherweise 0,03 cm, vorteilhaft mindestens 0,05 cm und insbesondere mind. 0,08 cm.

Wenn das abzutrennende Kunststoffteil ein Wasteteil ist, kann es vorteilhaft regranuliert und sofort wieder in den Prozeß zurückgeführt werden. Wenn die Oberflächenbehandlung ein Lackauftrag ist, dann ist der Lack vorteilhaft so zu wählen, daß er zusammen mit dem Kunststoffteil in den Spritzprozeß zurückführbar ist und/oder; z. B. durch Filtern, aus dem schmelzflüssigen Kunststoff abtrennbar ist. Auch können Kunststoffmaterial und Lack so gewählt werden, daß sich diese nicht miteinander verbinden, so daß der Lack nach dem Trennen der beiden Kunststoffe vom Wasteteil abziehbar ist. Alternativ kann der Lack auch mechanisch vom Wasteteil entfernt werden. Vorteilhaft wird vor dem Abziehen des einen Kunststoffs vom anderen der Lack an der Verbindungskante der beiden Kunststoffe einge­ schnitten, so daß beim Trennen der beiden Kunststoffe der Lack nicht in die Oberfläche des einen Kunststoffes einreißt. Dieses Einschneiden ist auch bei der Verwendung von Abkle­ befolien bekannt. Erfindungsgemäß kann hierbei auch ein derart ausgebildeter Schieber verwendet werden, daß an der Oberfläche beim Übergang des einen Kunststoffs vom an­ deren eine Kante entsteht. Diese erleichtert dann das Ansetzen eines Schneidmessers.

Bei Verwendung eines Schiebers wird der möglichst nur so weit verschoben, daß ein siche­ res Einspritzen des zweiten Kunststoffes und ein Abziehen desselben möglich ist. Das Schiebemaß entspricht üblicherweise den zuvor genannten Werten, d. h. ist vorteilhaft 0,5-2 mm.

Der erfindungsgemäße Gegenstand ist ein Spritzgußteil aus einem ersten Kunststoff, das über einen ersten Teilbereich eine behandelte Oberfläche und einen zweiten Bereich eine nicht oder anders behandelte Oberfläche hat, wobei die beiden Teilbereiche aneinander angrenzen. Erfindungsgemäß ist der nicht oder anders behandelte Teilbereich ein Kontakt­ bereich zu einem durch Anspritzen mit dem Spritzgußteil verbundenen Kunststoffteil, der aus einem zweiten Kunststoff ist, der sich bei dem Anspritzen nicht mit dem ersten Kunst­ stoff verbindet. Das erfindungsgemäße Spritzgußteil kann hierbei das angespritzte Kunst­ stoffstück noch tragen, d. h. der nicht oder anders behandelte Teilbereich der Oberfläche liegt unter dem noch anliegenden Kunststoffteil; das Kunststoffteil kann jedoch auch bereits entfernt sein. Im ersten Fall ist der Kunststoffteil so vorbereitet, daß - sobald gewünscht - ein Abziehen desselben erfolgen kann. Ansonsten hat das erfindungsgemäße Spritzgußteil die gleichen Merkmale, die sich aus dem oben beschriebenen Verfahren ergeben.

Mit zur Erfindung gehört auch die Verwendung des 2K-Spritzgußverfahrens zur Herstellung eines Kunststoffspritzgußteils, dessen Oberfläche unterschiedlich behandelbar ist durch Behandlung der Oberfläche des Kunststoffspritzgußteils über zumindest Teilbereiche der Oberflächen der zwei Komponenten und anschließendes Trennen der beiden Kompo­ nenten unter Bildung eines Kunststoffspritzgußteils mit unterschiedlich behandelter Oberfläche. Im übrigen beinhaltet die Verwendung auch die oben ausgeführten Ver­ fahrensschritte.

Wenn in der Erfindung von zwei Komponenten oder allgemein von zwei unterschiedlichen Materialien oder Bereichen die Rede ist, so ist dieses nicht als beschränkend, sondern als Mindestzahl zu verstehen. Die Erfindung kann beispielsweise auch mit drei unterschiedli­ chen Komponenten durchgeführt werden, wobei entsprechende Muster möglich sind. Ins­ besondere kann die Erfindung auch mit zwei Komponenten und mehreren Schiebern durch­ geführt werden, so daß auf einem Kunststoffspritzgußteil mehrere nicht oder anders behan­ delte Oberflächenbereiche erhältlich sind, die auch miteinander verbunden sein können.

Die Erfindung ist insbesondere bei Kraftfahrzeuganbauteilen einsetzbar; und hier wiederum besonders vorteilhaft bei Stoßfängern. Ein solcher Stoßfänger erhält erfindungsgemäß eine Lackierung und einen Teilbereich, der nicht diese Lackierung trägt. Dieser Teilbereich ist insbesondere ein etwas exponiert angeordneter Bereich, der beim Fahren gegen einen Ge­ genstand zuerst mit diesem in Kontakt kommt. Hierdurch sind eventuelle Kratzer oder Schleifspuren weniger auffällig, als solche in dem lackierten Bereich. Der exponierte Be­ reich erstreckt sich vorzugsweise über mindestens die Hälfte der Stoßfängerbreite, insbe­ sondere über mindestens 90% und ganz besonders vorteilhaft auch über die zur Fahr­ gastzelle hingezogenen Eckbereiche des Stoßfängers. Neben der beschriebenen Ver­ minderung der Auffälligkeit von kleineren Beschädigungen am Stoßfänger wird mit der Er­ findung außerdem ein Designelement ermöglicht, indem der verhältnismäßig großflächige Stoßfänger durch eine in etwa waagerecht verlaufende Trennungslinie, die in einer anderen Farbe gehalten ist, in zwei kleinere Farbbereiche unterteilt ist. Die Trennlinie hat vorteilhaft die Eigenfarbe des Kunststoffs, wobei insbesondere schwarz eingefärbte Kunststoffe zur Anwendung kommen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Zeichnungen und einem Ausführungsbeispiel näher beschrieben.

Es zeigen

Fig. 1 einen Stoßfänger mit angeformten Abdeckmaterial;

Fig. 2 das Einspritzen des Grundmaterials in die Form;

Fig. 3 das Einspritzen des Abdeckmaterials;

Fig. 4 das Entformen des Spritzgußteils;

Fig. 5 das Lackieren des Spritzgußteil;

Fig. 6 das Abziehen des Abdeckmaterials;

Fig. 7 eine Tabelle für die Komponentenwahl.

Ein in Fig. 1 dargestellter Stoßfängerist aufgebaut aus einem Kunststoffspritzgußteil 2, das über seine Außenfläche mit einem Lacküberzug 3, versehen ist. Der Lacküberzug 3 er­ streckt sich hier auch über drei Abdeckmaterialien 4-6, die lösbar auf dem Kunststoffteil haften. Durch Entfernen der Abdeckmaterialien 4-6 (Pfeile) erhält man einen teillackierten Stoßfänger 1, der in dem Bereich der Abdeckmaterialien 4-6 die Originalfarbe des Kunst­ stoffs hat (unlackiert ist).

Im folgenden wird das Herstellungsverfahren des Stoßfängers 1 beschrieben.

Wie in Fig. 2 dargestellt, wird in ein Werkzeug, das aufgebaut ist aus einer Patrize 7, einer Matrize 8 und einem Schieber 9 ein Kunststoffmaterial 10 eingespritzt und verfestigt. Der Schieber 9 ist hierbei zum Kunststoffmaterial 10 eingeschoben, wie es in der Detaildarstellung deutlich ersichtlich ist. Sobald eine gewisse Festigkeit des Kunststoffmaterials 10 er­ reicht ist, wird der Schieber 9 (Fig. 3) um ein Maß A zurückgezogen. Der hierbei gebildete Hohlraum 11 wird durch einen Angußkanal 12 mit einem zweiten Kunststoffmaterial 13 ge­ füllt. Das zweite Kunststoffmaterial ist dabei so gewählt, daß es sich mit dem ersten Kunst­ stoffmaterial nicht verbindet. Im vorliegenden Fall wurde PE-HD eingesetzt, das keine große Haftung auf dem für das erste Material eingesetzten PP-EPDM hat. Eine Materialauswahl kann der Tabelle aus Fig. 7 entnommen werden. Das Maß A ist so gewählt, daß mit der verwendeten Vorrichtung und dem eingesetzten Kunststoffmaterial gerade eine sichere Füllung des Hohlraums 11 möglich ist.

Nach genügender Verfestigung der Kunststoffmaterialien wird das Kunststoffteil 2 ausge­ worfen durch Zurückfahren der Patrize 7. Hierbei bleibt ein Anguß 14 aus dem Angußkanal 12 an dem zweiten Kunststoffmaterial 13 hängen. Danach wird die gesamte Vorderseite 15 des Kunststoffteils 2, d. h. auch die Abdeckmaterialien 4-6 ganzflächig lackiert (Fig. 5) und getrocknet. Nach dem Trocknen wird entlang Kanten 16 u. 17 der Lacküberzug 3 einge­ schnitten und durch Zug (Pfeil) an dem Angußzapfen 14 das Abdeckmaterial 4-6 zusammen mit dem auf diesen liegenden Lack 20 abgezogen, wodurch ein unlackierter Bereich 21 freigelegt wird.

Für eine bessere optische Wirkung ist der Schieber 9 auf seiner Oberfläche 22 genarbt, so daß auch der unlackierte Bereich 21 diese Narbung trägt. Die Narbung, oder auch jede an­ dere Oberflächenstrukturierung kann auch zum Erzielen einer besseren Adhäsionsverbin­ dung zwischen den unterschiedlichen Kunststoffmaterialien eingesetzt werden, insbeson­ dere dann, wenn beispielsweise durch eine Schrumpfung der unterschiedlichen Kunststoff­ materialien sich das Abdeckmaterial bereits bei der Entformung vom Spritzgußteil löst.

Der erhaltene speziallackierte Stoßfänger 1 hat bei Verwendung eines schwarzen Kunst­ stoffmaterials 10 eine schwarze Stoßleiste, die etwas hervorsteht und unempfindlicher ist gegen leichte Beschädigungen gegenüber dem lackierten Bereich. Mit der Erfindung ist es möglich, unterschiedlich oberflächenbehandelte Stoßfänger und auch andere Kunststoff­ teile ohne den Einsatz von Blenden und ohne die Verwendung von Abklebematerial her­ zustellen, wodurch die Teilevielfalt, die Fertigungszeit und die Abfallmenge vermindert wird. Das abgezogene Abdeckmaterial 4-6 kann gegebenenfalls und Abtrennung des Lackes 20 regranuliert und wieder eingesetzt werden, auch die Fertigung eines anderen Kunststoffteiles ist nach Regranulierung möglich.

Claims (18)

1. Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffspritzgußteiles mit unterschiedlich behan­ delten Oberflächenbereichen, gekennzeichnet durch die Schritte

• - Aneinanderspritzen zweier sich nicht verbindender Kunststoffe (10 + 13) zu einem ersten Spritzgußteil (2 + 4 - 6),
• - Behandeln der Oberfläche (15) des Spritzgußteils (2 + 4 - 6) über zumindest Teilbe­ reiche der Oberflächen der zwei sich nicht verbindender Kunststoffe (10 + 13), und
• - Trennen der beiden Kunststoffe (10 + 13) unter Bildung des Kunststoffspritzgußteils mit unterschiedlich behandelten Oberflächen (3 + 21).

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Behandeln der Ober­ fläche ein Lackieren ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden sich nicht verbindenden Kunststoffe flächig aneinandergespritzt werden.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an zumindest einem der sich nicht verbindenden Kunststoffe (10, 13) eine Trennhilfe (14) zum Trennen der beiden Kunststoffe angeformt wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Kunststoffe, dadurch gekennzeichnet, daß einer der beiden Kunststoffe (13) nach dem Trennen der Kunststoffe regranuliert wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunststoffspritzgußteil ein Kraftfahrzeuganbauteil ist, insbesondere als Stoßfän­ ger (1) geformt wird.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Behandlung der Oberfläche das Spritzgußteil entformt wird.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zuerst ein erstes Kunststoffmaterial (10) in eine Form gespritzt wird, dann ein Schie­ ber (9) um ein Maß (A) öffnet, um einen Hohlraum (11) zu bilden, und dann ein zwei­ tes Kunststoffmaterial (13) in den Hohlraum (11) eingespritzt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das in den Hohlraum (11) eingespritzte Kunststoffmaterial (13) ein Wasteteil bildet.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des Kunststoffspritzgußteiles zumindest in einem Teilbereich, in dem die sich nicht verbindenden Kunststoffe in Kontakt stehen, strukturiert ist, insbeson­ dere eine Narbung besitzt.

11. Spritzgußteil aus Kunststoff mit einem behandelten Teilbereich der Oberfläche und einem nicht oder anders behandelten Teilbereich der Oberfläche, der an den behan­ delten Teilbereich angrenzt, dadurch gekennzeichnet, daß der nicht oder anders be­ handelte Teilbereich (21) ein Kontaktbereich zu einem durch Anspritzen mit dem Spritzgußteil (2) verbundenen Kunststoffteil (4-6) ist, das aus einem zweiten Kunst­ stoff (13) ist, der sich mit dem ersten Kunststoffmaterial (10) bei dem Anspritzen nicht verbindet.

12. Spritzgußteil nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der behandelte Teilbe­ reich lackiert (3) ist.

13. Spritzgußteil nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Kunststoffmaterialien flächig aneinander gespritzt sind.

14. Spritzgußteil nach einem der Ansprüche 11-13, dadurch gekennzeichnet, daß an das Kunststoffteil (4 - 6) eine Trennhilfe (14) angeformt ist.

15. Spritzgußteil nach einem der Ansprüche 11-14, dadurch gekennzeichnet, daß das Spritzgußteil ein Kraftfahrzeuganbauteil, insbesondere an Stoßfänger (1) ist.

16. Spritzgußteil nach einem der Ansprüche 11-15, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunststoffteil (4-6) abgetrennt ist.

17. Spritzgußteil nach einem der Ansprüche 11-16, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche (21), an der das Kunststoffteil (4-6) angespritzt ist oder war, strukturiert, insbesondere genarbt ist.

18. Verwendung des 2K-Spritzgußverfahrens zur Herstellung eines Kunststoffspritzguß­ teils, dessen Oberfläche unterschiedlich behandelt ist, durch Behandeln der Oberflä­ che eines ersten Spritzgußteils über zumindest Teilbereiche der Oberfläche der zwei Komponenten und Trennen der beiden Komponenten unter Bildung des Kunst­ stoffspritzgußteils mit unterschiedlich behandelten Oberflächen.