DE202008014853U1

DE202008014853U1 - Formteil aus Kunststoff

Info

Publication number: DE202008014853U1
Application number: DE202008014853U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-11-08
Filing date: 2008-11-08
Publication date: 2010-04-15
Anticipated expiration: 2018-11-09

Abstract

Formteil aus Kunststoff, insbesondere aus thermoplastischem Kunststoff gespritztes Formteil, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Oberfläche des Formteils oder ein Flächenbereich von dessen Oberfläche eine für einen Lotuseffekt geeignete Oberflächenstruktur aufweist, wozu die Oberfläche oder der Flächenbereich eine Vielzahl von eng benachbarten Erhebungen aufweist, die gegenüber der von der Oberfläche oder dem Flächenbereich aufgespannten Ebene um 0,05 bis 0,30 mm vorragen, die einen Durchmesser von 0,03 bis 0,15 mm haben, deren Abstand voneinander – gemessen von der Mitte der Erhebungen – von Erhebungsmitte zur benachbarten Erhebungsmitte 0,1 bis 1,0 mm beträgt und die über den entsprechenden Flächenbereich gleichmäßig oder ungleichmäßig verteilt ausgebildet sind, wobei die Erhebungen ausschließlich durch die Kunststoffmasse des Formteils gebildet sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Formteil aus Kunststoff, insbesondere aus thermoplastischem Kunststoff gespritztes Formteil.
Im Stand der Technik ist es bekannt, den so genannten Lotuseffekt auch bei Formteilen aus Kunststoff zu verwirklichen. Im Stand der Technik ist es hierzu bekannt, Formteile aus Kunststoff zu fertigen, in deren Oberfläche Nanopartikel eingeformt werden, die hydrophob sind und eine mikro- und nanostrukturierte Oberfläche erzeugen. Derartig hergestellte Bauteile zeichnen sich durch ihre Selbstreinigung in Kombination mit bewegtem Wasser aus. Sie sind aber nicht beständig gegen Fette, Öle oder Tenside, wodurch der Einsatzbereich eingeschränkt ist. Um diese Nanopartikel in die Prozesskette zur Herstellung der Kunststoffteile einzubinden, wurden beispielsweise Nanopartikel direkt auf das Formgebungswerkzeug oder bei extrosionstechnischen Produkten unmittelbar auf den Schmelzestrang aufgesprüht. Auch wurden solche Nanopartikel durch Eincompoundieren in das zu verarbeitende Granulat eingebracht. Bei Versuchsreihen wurden die Kavitäten der Spritz-Gießwerkzeuge vor jeder Bauteilherstellung mit entsprechenden Nanopartikeln mittels Sprühprozess belegt. Durch den Einspritzprozess verkrallten sich die Partikel mit der Kunststoffoberfläche und lagen nach der Entformung auf der Bauteiloberseite vor.
Die erzielten Oberflächen auf den Kunststoffteilen konnten als matt und je nach Werkstoff als fleckig bezeichnet werden. Begründet wird dies in der unregelmäßigen Abnahme der Partikel von der Werkzeugoberfläche, die wiederum je nach Kunststoff zu einem Schichtaufbau auf dem metallischen Formgebungswerkzeug führen kann. Bei den verwendeten Materialien zeigten teilkristalline Werkstoffe eine bessere Anhaftung der Partikel als amorphe Kunststoffe. Da für die Erzeugung des Lotuseffektes die Kombination einer hydrophoben und strukturierten Oberfläche erforderlich ist, sind die Oberflächen nur geringfügig mechanisch belastbar, so dass ein Wischen der Oberflächen beispielsweise mit einem Lappen vermieden werden soll, um diese Struktur nicht zu zerstören.
Die bekannte Ausbildung von entsprechenden Kunststoffbauteilen ist sehr kompliziert, wobei zudem die gewünschte Oberflächenstruktur nachteilig ist, da sie häufig matte und fleckige Oberflächen erzeugt. Des Weiteren ist nachteilig, dass die erzeugten Strukturen durch mechanische Wischvorgänge, beispielsweise beim Reinigen, zerstört werden können. Zudem ist die Zugabe von Nanopartikeln erforderlich.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Formteil aus Kunststoff zu schaffen, bei dem ein Lotuseffekt in einfacher Weise, dauerhaft und ohne störende optische Eindrücke zur Verfügung gestellt werden kann, wobei auf Zusätze wie Nanopartikel oder dergleichen verzichtet werden soll.
Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, dass mindestens eine Oberfläche des Formteils oder ein Flächenbereich von dessen Oberfläche eine für einen Lotuseffekt geeignete Oberflächenstruktur aufweist, wozu die Oberfläche oder der Flächenbereich eine Vielzahl von eng benachbarten Erhebungen aufweist, die gegenüber der von der Oberfläche oder dem Flächenbereich aufgespannten Ebene um 0,05 bis 0,30 mm vorragen, die einen Durchmesser von 0,03 bis 0,15 mm haben, deren Abstand voneinander – gemessen von der Mitte der Erhebungen – von Erhebungsmitte zur benachbarten Erhebungsmitte 0,1 bis 1,0 mm beträgt und die über den entsprechenden Flächenbereich gleichmäßig oder ungleichmäßig verteilt ausgebildet sind, wobei die Erhebungen ausschließlich durch die Kunststoffmasse des Formteils gebildet sind.
Durch diese Ausbildung wird eine entsprechend konturierte Oberfläche des Kunststoffformteiles oder des entsprechenden Flächenbereiches erreicht, der für den gewünschten Effekt hervorragend geeignet ist. Dabei wird aufgrund der entsprechend ausgebildeten Oberflächen ein gleichmäßiges Flächenbild erzeugt, so dass also Flecken und Mattigkeiten weitgehend vermieden sind. Darüber hinaus ist eine solche Oberfläche auch gegen mechanische Störungen beispielsweise durch Reinigen mit einem Tuch oder dergleichen wenig anfällig. Insbesondere entfällt hierbei die Zugabe von weiteren Materialien neben der Kunststoffmasse.
Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass die Erhebungen kuppenartig ausgebildet sind, also eine gerundete Spitze und vorzugsweise einen gerundeten Übergang in die Fläche, aus der sie vorragen, aufweisen.
Durch diese Ausbildung wird der Selbstreinigungseffekt von entsprechend ausgestatteten Flächenteilen noch verbessert, weil durch eine entsprechende Struktur eine wasserabweisende Oberfläche zur Verfügung gestellt wird.
Unter Umständen ist auch bevorzugt vorgesehen, dass aus der vorzugsweise kuppenartigen Erhebung eine gegenüber der Erhebung dünnere Materialspitze vorragt, die vorzugsweise eine Länge von 0,1 bis 0,2 mm hat.
Auch diese Ausbildung ist für den gewünschten Zweck vorteilhaft, wobei sich hieraus noch weitere positive Effekte ergeben.
Bevorzugt ist zudem vorgesehen, dass der Abstand der Erhebungen voneinander – gemessen von Mitte zu Mitte – 0,2 bis 0,5 mm beträgt.
Auch ist bevorzugt, dass der Durchmesser der Erhebungen etwa 0,07 bis 0,10 mm beträgt.
Des Weiteren ist bevorzugt, dass die Erhebungen eine Höhe von etwa 0,15 bis 0,18 mm haben.
Auch kann bevorzugt sein, dass jede Erhebung von einer umlaufenden Rinne umgeben ist, deren Tiefe etwa 0,01 bis 0,10 mm beträgt.
Insbesondere ist auch bevorzugt, dass die Spitze etwa kegelartig geformt ist.
Um die wasserabweisende Wirkung noch zu verbessern und zur Verfügung zu stellen ist vorgesehen, dass das Kunststoffmaterial mindestens im Bereich der Oberfläche oder des Flächenbereiches des Formteils hydrophob eingestellt ist.
Auch kann hierzu vorgesehen sein, dass die Oberfläche oder der Flächenbereich mit einem hydrophoben Materialfilm beschichtet ist.
Ein erfindungsgemäßes Formteil ist herstellungstechnisch in einfacher Art zu realisieren, weil es lediglich erforderlich ist, die entsprechenden Flächenbereiche des Kunststoffwerkzeuges in einer Form zu gestalten, bei der das fertige Formteil dann die entsprechenden Oberflächenstrukturen aufweist.

Claims

Formteil aus Kunststoff, insbesondere aus thermoplastischem Kunststoff gespritztes Formteil, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Oberfläche des Formteils oder ein Flächenbereich von dessen Oberfläche eine für einen Lotuseffekt geeignete Oberflächenstruktur aufweist, wozu die Oberfläche oder der Flächenbereich eine Vielzahl von eng benachbarten Erhebungen aufweist, die gegenüber der von der Oberfläche oder dem Flächenbereich aufgespannten Ebene um 0,05 bis 0,30 mm vorragen, die einen Durchmesser von 0,03 bis 0,15 mm haben, deren Abstand voneinander – gemessen von der Mitte der Erhebungen – von Erhebungsmitte zur benachbarten Erhebungsmitte 0,1 bis 1,0 mm beträgt und die über den entsprechenden Flächenbereich gleichmäßig oder ungleichmäßig verteilt ausgebildet sind, wobei die Erhebungen ausschließlich durch die Kunststoffmasse des Formteils gebildet sind.
Formteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhebungen kuppenartig ausgebildet sind, also eine gerundete Spitze und vorzugsweise einen gerundeten Übergang in die Fläche, aus der sie vorragen, aufweisen.
Formteil nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass aus der vorzugsweise kuppenartigen Erhebung eine gegenüber der Erhebung dünnere Materialspitze vorragt, die vorzugsweise eine Länge von 0,1 bis 0,2 mm hat.
Formteil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand der Erhebungen voneinander – gemessen von Mitte zu Mitte – 0,2 bis 0,5 mm beträgt.
Formteil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser der Erhebungen etwa 0,07 bis 0,10 mm beträgt.
Formteil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhebungen eine Höhe von etwa 0,15 bis 0,18 mm haben.
Formteil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass jede Erhebung von einer umlaufenden Rinne umgeben ist, deren Tiefe etwa 0,01 bis 0,10 mm beträgt.
Formteil nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Spitze etwa kegelartig geformt ist.
Formteil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststoffmaterial mindestens im Bereich der Oberfläche oder des Flächenbereiches des Formteils hydrophob eingestellt ist.
Formteil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche oder der Flächenbereich mit einem hydrophoben Materialfilm beschichtet ist.