DE3840542C1

DE3840542C1 - Process for producing a thin-walled, thermoformed plastic moulding and its use

Info

Publication number: DE3840542C1
Application number: DE3840542A
Authority: DE
Inventors: Curt 8122 Penzberg De Niebling; Joachim Dipl.-Ing. 4047 Dormagen De Wank
Original assignee: Individual
Current assignee: Covestro Deutschland AG
Priority date: 1988-12-01
Filing date: 1988-12-01
Publication date: 1989-11-02

Abstract

In a process for producing a thin-walled, thermoformed plastic moulding, planar cold-stretchable film material at a predetermined operating temperature is subjected to a fluid pressure medium and isostatically shaped. To reduce considerably the cycle time required for production, the shaping of the film material is performed at an operating temperature below the softening temperature of the film material and under a pressure medium pressure of greater than 20 bar. Preferably, a planar, cold-stretchable film material which is additionally provided with at least one colour imprint is shaped. In this case, an operating temperature above 80@C and below the softening temperature of the film material is chosen and, for the colour imprint, an ink whose ink carrier is deformable at this operating temperature is chosen, and the shaping of the film material takes place under a pressure medium pressure of greater than 20 bar. Dimensionally stable, multicoloured plastic mouldings are obtainable by injecting plastic onto the inside wall of the thermoformed plastic moulding produced in this way.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines dünnwandigen, tiefgezogenen Formteils aus einem Folienmaterial aus kalt-reckbarem Kunststoff, bei dem das ebene Folienmaterial bei einer Arbeitstemperatur des Folienmaterials mit Hilfe eines Druckfluids isostatisch umgeformt wird. Die erhaltenen, vorzugsweise mehrfarbigen Formteile können bei ausreichender Formstabilität direkt für viele Anwendungsfälle eingesetzt werden, oder sie bilden ein wertvolles Zwischenprodukt zur Bereitstellung von Kunststoff- Formkörpern, die unterschiedlich gefärbte und/oder transparetente Wandabschnitte aufweisen. Solche Formkörper können durch Hinterspritzen der tiefgezogenen Formteile mit zusätzlichem Kunststoff erhalten werden. Derartige Formteile oder Formkörper werden beispielsweise als Leuchtzeichen- oder Instrumenten-Abdeckung, beleuchtbare Druck- oder Schalter-Taste oder Rückleuchtenlinse in Kraftfahrzeugen benötigt. Weiterhin betrifft die Erfindung die Verwendung der erfindungsgemäß hergestellten Kunststoff-Formteile bzw. -Formkörper.The invention relates to a method for producing a thin-walled, deep-drawn molded part made of a film material made of cold-stretchable plastic, in which the level Foil material at a working temperature of the foil material isostatically formed using a pressure fluid becomes. The moldings obtained, preferably multicolored can with sufficient dimensional stability directly for many applications used, or they form a valuable Intermediate product for the provision of plastic Shaped bodies that are differently colored and / or transparent Have wall sections. Such moldings can by injecting the deep-drawn molded parts with additional Plastic can be obtained. Such molded parts or shaped bodies are, for example, or instrument cover, illuminated print or Switch button or taillight lens in motor vehicles needed. The invention further relates to the use the plastic molded parts or Molded body.

Dünnwandige, tiefgezogene Kunststoff-Formteile werden typischerweise nach dem Vakuumverfahren oder dem Preßluftverfahren durch Umformung von Folien oder Platten aus thermoplastischen Materialien erhalten, die vor ihrer Umformung auf eine oberhalb der Materialerweichungstemperatur gelegene Temperatur erwärmt worden sind. Zur isostatischen Umformung einer erweichten Folie oder Platte nach dem Preßluftverfahren ist ein Arbeitsmitteldruck kleiner 6 bar üblich und völlig ausreichend. Eine Erwärmung auf wenigstens die Erweichungstemperatur erfordert Energie und Zeit. Das verformte Produkt kann nur formstabil aus dem Werkzeug entnommen werden, was eine Abkühlung von Produkt und Werkzeug voraussetzt. Erwärmung und Abkühlung vor und nach jedem Umformungsschritt verlängern die Taktzeit einer Produktionseinrichtung. Typischerweise wird auch eine allmähliche Umformung vorgenommen, um am Fertigprodukt mechanische Spannungen und Dickenschwankungen möglichst gering zu halten.Thin-walled, deep-drawn plastic molded parts are typically according to the vacuum process or the compressed air process by forming foils or sheets from thermoplastic Receive materials prior to their forming to a temperature above the material softening temperature Temperature have been heated. For isostatic forming a softened film or plate using the compressed air process a working fluid pressure of less than 6 bar is common and completely adequate. Heating to at least the softening temperature requires energy and time. That deformed Product can only be removed from the mold in a dimensionally stable manner become what a cooling of product and tool assumes. Warming and cooling before and after each Forming step extend the cycle time of a production facility. Typically, it will be gradual Forming made to mechanical stresses on the finished product and keep thickness fluctuations as low as possible.

Aus der DE-OS 37 27 926 ist ein Verfahren der eingangs genannten Art zur Herstellung eines dünnwandigen, tiefgezogenen Formteils aus einem Folienmaterial aus kalt-reckbarem Kunststoff, bei dem das ebene Folienmaterial bei einer Arbeitstemperatur des Folienmaterials mit Hilfe eines Druckfluids isostatisch umgeformt wird, bekannt. Bei bekannten Verfahren werden ebene und/oder vorgeformte Platten aus unidirektional oder multidirektional mit Kurzfasern oder Langfasern verstärkte Thermoplaste als Halbzeug mittels Heißpressen in einem beheizbaren, aus einer Formmulde und einer Abdeckung bestehenden Formwerkzeug umgeformt. Zwischen dem Halbzeug und der Abdeckung wird eine Trennfolie mit guter Dehneigenschaft angeordnet, die einen größeren Verformungswiderstand hat als das Halbzeug. Die Umformung erfolgt mittelbar; d. h., das Druckfluid wirkt auf die Trennfolie ein, und die letztere formt und preßt das Halbzeug an die Formmulde. Die Trennfolie hat eine höhere Formänderungsfestigkeit und setzt der Verformung einen größeren Widerstand entgegen als das Halbzeug. Unter diesen Bedingungen wird für das gasförmige oder flüssige Druckfluid vorzugsweise ein Druck zwischen 2 und 20 bar vorgesehen. Die Beaufschlagung mit Druck und Temperatur erfolgt vorzugsweise so lange, bis das weiche Thermoplast- Halbzeug und die Trennfolie sich in den Konturen der Werkzeugform angelegt haben. Bei diesem bekannten Verfahren muß das Halbzeug wenigstens auf die Erweichungstemperatur des Kunststoffmaterials erwärmt werden. Die notwendige Dauer der Erwärmung und die anschließende Abkühlphase innerhalb des Formwerkzeugs bis eine ausreichende Festigkeit zur Entnahme aus dem Werkzeug erreicht ist, erfordern vergleichsweise hohe Taktzeiten. From DE-OS 37 27 926 is a method of the type mentioned for the manufacture a thin-walled, deep-drawn molded part from one Foil material made of cold-stretchable plastic, in which the flat film material at a working temperature of the film material isostatically formed using a pressure fluid is known. In known methods, level and / or pre-formed plates made of unidirectional or multidirectional reinforced with short fibers or long fibers Thermoplastics as a semi-finished product using hot pressing in a heatable, consisting of a mold cavity and a cover Formed tool. Between the semi-finished product and the A release film with good stretch properties is placed on the cover, which has a greater resistance to deformation than the semi-finished product. The forming takes place indirectly; d. that is Pressure fluid acts on the release film, and the latter shapes and presses the semi-finished product against the mold cavity. The release film has a higher resistance to deformation and sets the Resistance to deformation is greater than that of the semi-finished product. Under these conditions, the gaseous or liquid pressure fluid preferably a pressure between 2 and 20 bar provided. The application of pressure and temperature is preferably carried out until the soft thermoplastic Semi-finished product and the release film are in the contours of Tool shape. In this known method, the semi-finished product must at least on the Softening temperature of the plastic material can be heated. The necessary duration of heating and the subsequent one Cooling phase within the mold until sufficient Strength achieved for removal from the tool requires comparatively long cycle times.

Aus der DE-PS 37 33 759 ist ein Verfahren zum Herstellen eines Behälters aus einer tiefziehfähigen thermoplastischen Verbundfolie aus Kunststoff mit einer Schicht aus Polyvinylidenchlorid bekannt. Als tiefziehfähiger thermoplastischer Kunststoff wird Polypropylen genannt. Die Verbundfolie wird anfänglich auf eine Temperatur oberhalb 130°C erwärmt, um den Kristallisationsgrad des Polyvinylidenchlorids herabzusetzen, danach auf eine Temperatur unterhalb 75°C abgeschreckt und unmittelbar nach dem Abschreken durch Tiefziehen umgeformt. Als Umformungsverfahren wird das Vakuumverfahren angegeben, das bekanntlich bei einem Druckmitteldruck kleiner 0,95 bar arbeitet. Das Abschrecken soll mit möglichst großer Abkühlgeschwindigkeit erfolgen; trotzdem wird für das Abschrecken und Tiefziehen eine Zeitspanne zwischen 15 und 300 Sekunden empfohlen.From DE-PS 37 33 759 is a method for manufacturing a container made from a thermoformable thermoplastic Laminated plastic film with a layer of polyvinylidene chloride known. As a thermoformable thermoformable Plastic is called polypropylene. The composite film is initially heated to a temperature above 130 ° C, in order to reduce the degree of crystallization of the polyvinylidene chloride, then quenched to a temperature below 75 ° C and immediately after quenching by deep drawing reshaped. The vacuum process is used as the forming process specified, which is known for a fluid pressure works less than 0.95 bar. The quenching is supposed to cooling rate as high as possible; Nevertheless there is a period of time between quenching and deep drawing 15 and 300 seconds recommended.

Ein nachträgliches Bedrucken dünnwandiger, tiefgezogener Kunststoff-Formteile bereitet Schwierigkeiten, insbesondere wenn diese Formteile nur geringe Formstabilität aufweisen und/oder nicht-ebene Oberflächen bedruckt werden sollen. Zur Bereitstellung einfacher, bedruckter, tiefgezogener Formteile, wie beispielsweise Verpackungsbehälter, Joghurt- Becher und dergleichen, ist aus der Praxis bekannt, das ebene Ausgangsmaterial mit einem verzerrbaren Ausgangsbild zu bedrucken, das unter Berücksichtigung des Fließverhaltens beim Tiefziehvorgang und nach entsprechender Bildverzerrung am tiefgezogenen Produkt den gewünschten Aufdruck liefert. Ein hochwertiger, konturenscharfer Aufdruck kann zumeist nicht erhalten werden, weil das Fließverhalten des thermoplastischen Kunststoffmaterials und damit die Bildverzerrung nicht ausreichend konstant und/oder steuerbar ist.Subsequent printing of thin-walled, deep-drawn Plastic moldings cause difficulties, in particular if these molded parts have little dimensional stability and / or non-flat surfaces are to be printed. To provide simple, printed, deep-drawn Molded parts such as packaging containers, yoghurt Cups and the like, is known from practice that flat base material with a distortable base image to print, taking into account the flow behavior during the deep-drawing process and after corresponding image distortion delivers the desired imprint on the deep-drawn product. A high-quality, sharply contoured print can usually cannot be obtained because of the flow behavior of the thermoplastic Plastic material and thus the image distortion is not sufficiently constant and / or controllable.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, nach einem Verfahren der angegebenen Art bei erheblich verkürzten Taktzeiten tiefgezogene Kunststoff-Formteile herzustellen, die mit wenigstens einem Farbaufdruck versehen sind, der eine große Abbildungsgenauigkeit bezüglich einer Vorlage und/oder eine hohe Konturenschärfe aufweist. Ein solcher Farbaufdruck kann beispielsweise ein undurchsichtiges Bild (Zahl, Ziffer, Beschriftung, Figur, Symbol und dergleichen) oder kann vorzugsweise eine undurchsichtige Maske oder Umrandung eines solchen Bildes auf einem transparenten einschließlich farbig-transparenten Formteilabschnitt bilden.The object of the present invention is according to a procedure of the specified type with significantly shortened To produce cycle times of deep-drawn molded plastic parts, which are provided with at least one color print, the great image accuracy with respect to an original and / or has a high contour sharpness. Such a For example, color printing can be an opaque image (Number, number, lettering, figure, symbol and the like) or can preferably be an opaque mask or border including such an image on a transparent form colored-transparent molded section.

Weiterhin soll Energie eingespart werden.Energy should also be saved.

Ausgehend von einem Verfahren mit den oben angegebenen Maßnahmen ist die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe dadurch gekennzeichnet, daß das Folienmaterial einen Farbaufdruck aufweist oder damit versehen wird, dessen Farbträger oberhalb 80°C verformbar ist; wenigstens der Farbaufdruck auf über 80°C erwärmt wird; die Arbeitstemperatur unterhalb der Erweichungstemperatur des Kunststoffes liegt; und das Umformen bei einem Druck des Druckfluids größer 20 bar erfolgt. Vorzugsweise wird bei einer Arbeitstemperatur zwischen 80 und 130°C gearbeitet. Weiterhin wird vorzugsweise unter diesen Bedingungen eine stoßartige Umformung des Folienmaterials vorgenommen. Vorzugsweise kann der Farbaufdruck sandwichartig zwischen zwei Lagen Folienmaterial eingebettet sein, und diese doppelschichtige Anordnung kann mit einer angespritzten, wesentlich dickeren Kunststoffschicht verstärkt werden.Based on a procedure with the measures given above is the inventive solution to this problem characterized in that the film material has a color print has or is provided with the color carrier is deformable above 80 ° C; at least the color print is heated to over 80 ° C; the working temperature is below the softening temperature of the plastic; and the reshaping at a pressure of the pressure fluid larger 20 bar. Preferably at one working temperature worked between 80 and 130 ° C. Furthermore, it is preferred a sudden reshaping under these conditions made of the film material. The color print can preferably sandwiched between two layers of film material can be embedded, and this double-layer arrangement can with a molded, much thicker plastic layer be reinforced.

Ein weiterer Gesichtspunkt der Erfindung betrifft die Verwendung solcher Kunststoff-Formkörper, insbesondere als Gehäuseteil, Blende, Abdeckelement, Leuchtzeichen-Umrandung bzw. -Abdeckung, Lichtmaske, Drucktaste, Schalter, Schaltdeckel, beleuchtetes Armaturenbrett, Instrumentenabdeckung, Rückleuchtenlinse und dergleichen. Vorzugsweise weisen diese Formkörper wenigstens einen bei Hinterlicht durchscheinenden Wandabschnitt auf, der von einer Licht-undurchlässigen Bildmaske begrenzt ist.Another aspect of the invention relates to use such molded plastic body, in particular as Housing part, cover, cover element, luminous sign border or cover, light mask, push button, switch, switch cover, illuminated dashboard, instrument cover, Taillight lens and the like. Preferably, these have Shaped body at least one translucent in the back light Section of wall covered by an opaque picture mask is limited.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist festgestellt worden, daß bei der vorzugsweise stoßartigen, isostatischen Hochdruckverformung unter einem überraschend hohen Druckmitteldruck das kalt-reckbare thermoplastische Folienmaterial weitgehend kontrolliert und gleichmäßig fließt, wenn die Umformung unterhalb der Erweichungstemperatur des Folienmaterials vorgenommen wird. Die Einflüsse von Kanten, Winkeln und sonstigen Wandabschnitten der Aussparung einer Negativform auf das Kunststoff-Fließverhalten sind wesentlich herabgesetzt. Die Folie verformt sich ballonartig in den Formhohlraum hinein, wobei eine gleichmäßige Dehnung aller nicht-eingespannten Folienabschnitte stattfindet. Das Fließverhalten im Verlauf des in wenigen Sekunden oder vorzugsweise in Sekundenbruchteilen ablaufenden Tiefziehvorganges wird in erster Linie durch die über die gesamte Folie weitgehend homogene Molekülstruktur und Molekülbeweglichkeit bestimmt. Die Flächenzunahme im Verlauf des Tiefziehvorganges erfolgt vor allem durch Molekülumlagerungen auf molekularer Ebene. Überraschenderweise halten viele von der chemischen Industrie vertriebene kalt-reckbare Folienmaterialien, vorzugsweise Polycarbonate, Polyamide, Polyimide, Polyester und ausgewählte Polyfluorkohlenwasserstoff- Copolymerisate schlagartige Druckbelastung von 300 bar und mehr ohne zu zerreißen aus und verbleiben nach der Umformung in der angenommenen Gestalt. Im Einzelfall kann - in Abhängigkeit von der Belastbarkeit des Folienmaterials - ein kontrolliert verzögerter Druckaufbau vorgenommen werden.In the context of the present invention, it has been found that that in the preferably jerky, isostatic High pressure deformation under a surprisingly high pressure medium pressure the cold-stretchable thermoplastic film material largely controlled and flowing evenly when the deformation below the softening temperature of the film material is made. The influences of edges, Angles and other wall sections of the recess one Negative form on the plastic flow behavior are essential reduced. The film deforms like a balloon into the mold cavity, with an even stretch of all non-clamped film sections takes place. The flow behavior over the course of a few seconds or preferably deep-drawing process taking place in fractions of a second is primarily through the over the whole Foil largely homogeneous molecular structure and mobility certainly. The increase in area in the course of Thermoforming takes place primarily through molecular rearrangements at the molecular level. Surprisingly hold many cold-stretchable ones sold by the chemical industry Film materials, preferably polycarbonates, polyamides, Polyimides, polyesters and selected polyfluorocarbons Copolymers of sudden pressure of 300 bar and more without tearing and remain after reshaping in the assumed shape. In individual cases can - depending on the resilience of the film material - a controlled delay in pressure build-up be made.

Die Erfindung nutzt das wesentlich gleichmäßigere Fließverhalten des Folienmaterials unter den angegebenen Tiefziehbedingungen zur Herstellung von dünnwandigen, tiefgezogenen Kunststoff-Formteilen, die zusätzlich mit einem Farbaufdruck versehen sind. Es kann ein abbildungsgetreues und konturenscharfes Bild einer Vorlage erhalten werden, sofern für den Farbaufdruck eine Farbe gewählt wird, deren Farbträger nicht spröde ist, sondern sich bei der vorgesehenen Arbeitstemperatur oberhalb 80°C verformt. Unter den erfindungsgemäß vorgesehenen Tiefziehbedingungen findet eine praktisch verzerrrungsfreie Vergrößerung des Ausgangsbildes im Ausmaß der Flächenzunahme des Folienmaterials statt. Die Flächenzunahme erfolgt proportional zur Formtiefe. Vorzugsweise wid die Flächenzunahme auf weniger als 120% der Formfläche begrenzt. Für viele Anwendungsfälle wird ein tiefgezogenes Formteil benötigt, das etwa mittig einen transparenten, einem vorgegebenen Bild (Ziffer, Zahl, Figur, Symbol) entsprechenden Abschnitt aufweist, der von einer Licht-undurchlässigen Maske begrenzt ist. Für den Farbauftrag zur Erzeugung der Maske wird eine ausreichende Schichtdicke und/oder Farbpigmentkonzentration gewählt, daß auch nach der durch den Tiefziehvorgang erfolgenden Flächenvergrößerung eine auch unter Gegenlichteinwirkung undurchsichtige Maske erhalten wird. Zur Gewährleistung einer guten Farbdeckung können mehrere Farbschichten übereinander vorgesehen werden. Der bei der Arbeitstemperatur verformbare Farbträger macht entsprechende Flächenvergrößerungen mit und gewährleistet dennoch eine gute Haftung. Vorzugsweise erfolgt die Druckmittelbeaufschlagung auf der mit dem Aufdruck versehenen Seite der Folie, so daß der Farbaufdruck im Verlauf des Tiefziehvorganges durch Kontakt mit der Form nicht beeinträchtigt wird. Ferner ist es möglich, zwei übereinandergelegte und mit einer Klebemittelschicht versehene Folien gleichzeitig in einem Arbeitsschritt umzuformen, wobei der Farbaufdruck sandwichartig zwischen zwei Lagen Folienmaterial eingebettet ist. The invention uses the much more uniform flow behavior of the film material under the specified deep-drawing conditions for the production of thin-walled, deep-drawn Plastic molded parts, which also have a color print are provided. It can be a true to life and contour-sharp image of a template can be obtained, provided a color is chosen for the color print, its color carrier is not brittle, but with the intended Deformed working temperature above 80 ° C. Among the inventions provided thermoforming conditions finds one practically distortion-free enlargement of the original image to the extent of the increase in area of the film material instead. The The surface area increases proportionally to the depth of the mold. Preferably wid the area increase to less than 120% of the Form area limited. For many applications, a deep-drawn molded part needed, which is approximately in the middle transparent, a given image (number, number, figure, Symbol) has the corresponding section, which of a Opaque mask is limited. For the paint application A sufficient layer thickness is required to create the mask and / or color pigment concentration chosen that too after the enlargement of the area caused by the deep-drawing process an opaque one even under the influence of back light Mask is obtained. To ensure good Color coverage can be provided several layers of color on top of each other will. The deformable at the working temperature Farbträger carries out corresponding enlargements with and nevertheless guarantees good liability. Preferably done the pressurization on the one with the imprint provided side of the film, so that the color print in the course the deep-drawing process due to contact with the mold is affected. It is also possible to have two superimposed and films provided with an adhesive layer to transform simultaneously in one work step, the Color print sandwiched between two layers of film material is embedded.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Advantageous refinements and developments of the invention result from the subclaims.

Bei der erfindungsgemäßen isostatischen Hochdruckumformung erfolgt die Umformung unterhalb der Erweichungstemperatur des Folienmaterials. Als Folienmaterialien kommen vorzugsweise thermoplastische Kunststoffe mit teilkristallinem Aufbau in Betracht, die amorphe Anteile enthalten. Die Kristallite weisen eine bestimmte, bekannte Schmelztemperatur bzw. einen Schmelztemperaturbereich T _s auf. Jedenfalls bei einer Erwärmung über diese Kristallitschmelztemperatur hinaus tritt ein Weichwerden und Fließen des gesamten Materials auf. Die Erweichungstemperatur des betrachteten Materials ist erreicht oder überschritten. Oberhalb dieser Erweichungstemperatur ist einfacher Materialtransport durch Fließen des Materials möglich. Spritzgußverfahren nutzen diesen erleichterten Materialtransport und arbeiten typischerweise oberhalb der Erweichungstemperatur. Die Erweichungstemperatur der wichtigsten in Frage kommenden Folienmaterialien sind bekannt oder können einfach bestimmt werden, beispielsweise als Vicat-Erweichungspunkt.In the isostatic high-pressure forming according to the invention, the forming takes place below the softening temperature of the film material. Thermoplastic plastics with a partially crystalline structure which contain amorphous components are preferably considered as film materials. The crystallites have a specific, known melting temperature or a melting temperature range T _s . In any case, when the material is heated above this crystallite melting temperature, the entire material softens and flows. The softening temperature of the material under consideration has been reached or exceeded. Above this softening temperature, simple material transport is possible by flowing the material. Injection molding processes use this easier material transport and typically work above the softening temperature. The softening temperature of the most important film materials in question are known or can simply be determined, for example as a Vicat softening point.

Die erfindungsgemäße isostatische Hochdruckumformung wird unterhalb der Erweichungstemperatur, vorzugsweise wenigstens 40°K und mehr unterhalb der Erweichungstemperatur des jeweiligen Folienmaterials durchgeführt. Die Erweichungstemperatur von Polycarbonaten auf der Basis von Bisphenol A (etwa MAKROLON- oder MAKROFOL-Folien) liegt oberhalb 150°C. Die Spritzgußverarbeitung dieser Polycarbonate erfolgt typischerweise oberhalb 200°C. Demgegenüber kann die erfindungsgemäße isostatische Hochdruckumformung solcher Polycarbonatfolien bei Zimmertemperatur durchgeführt werden. The isostatic high-pressure forming according to the invention is below the softening temperature, preferably at least 40 ° K and more below the softening temperature of the respective Foil material performed. The softening temperature of polycarbonates based on bisphenol A (approx MAKROLON or MAKROFOL films) is above 150 ° C. The Injection molding of these polycarbonates is typically done above 200 ° C. In contrast, the invention Isostatic high pressure forming of such polycarbonate films be carried out at room temperature.

Aufgrund ihres Anteiles an amorphen Bestandteilen weist die Mehrzahl der thermoplastischen, teilkristallinen Kunststoffe unterhalb ihrer Erweichungstemperatur eine Glasübergangstemperatur, kurz "Glastemperatur" (T _g) auf. Beim Überschreiten der Glastemperatur wird die Molekülbeweglichkeit der amorphen Anteile erhöht, weil vorher "eingefrorene" Bewegungs- und Rotationsfreiheitsgrade "aufgetaut" werden. Oberhalb der Glasübergangstemperatur vermögen die Makromoleküle der Polymere und Kunststoffe Platzwechselvorgänge leichter auszuführen, was sich in einer gesteigerten ("Makro-") Brownschen Molekularbewegung ausdrückt. Das Kunststoffmaterial nimmt den sogenannten "Glaszustand" ein. Die Glastemperatur (T _g) eines Folienmaterials hängt von verschiedenen Faktoren ab, zu denen die chemische Konstitution (Anteil an polaren Gruppen), die räumliche Konfiguration (ataktisches oder syntaktisches Material), die Vorbehandlung (Gehalt an Leerstellen), der Gehalt an Copolymerisatkomponenten und gegebenenfalls ein Weichmacheranteil gehören. Die Glastemperatur kann insbesondere mit Hilfe dynamischer Methoden bestimmt werden, zu denen beispielsweise die Messung der Temperatur- abhängigen Veränderung mechanisch-dynamischer Eigenschaften (etwa der Verlustmodul) gehören. Darüber hinaus ist für die wichtigsten, hier in Frage kommenden Folienmaterialien die Glastemperatur (T _g bzw. T _g (dyn)) bekannt.Because of their proportion of amorphous constituents, the majority of the thermoplastic, partially crystalline plastics have a glass transition temperature, "glass temperature" ( T _g ) for short, below their softening temperature. When the glass transition temperature is exceeded, the molecular mobility of the amorphous components is increased because previously "frozen" degrees of freedom of movement and rotation are "thawed". Above the glass transition temperature, the macromolecules of the polymers and plastics are able to carry out place change processes more easily, which is expressed in an increased ("macro") Brownian molecular movement. The plastic material assumes the so-called "glass state". The glass transition temperature ( T _g ) of a film material depends on various factors, including the chemical constitution (proportion of polar groups), the spatial configuration (atactic or syntactic material), the pretreatment (content of vacancies), the content of copolymer components and, if appropriate include a plasticizer portion. The glass transition temperature can in particular be determined with the aid of dynamic methods, which include, for example, measuring the temperature-dependent change in mechanical-dynamic properties (for example the loss modulus). In addition, the glass transition temperature ( T _g or T _g (dyn)) is known for the most important film materials in question here.

Zwischen der Erweichungstemperatur und der Glastemperatur eines Kunststoffes kann ein erheblicher Abstand bestehen. Beispielsweise weist Polyethylenterephthalat eine Erweichungstemperatur von etwa 260°C und eine Glastemperatur (abhängig vom Kristallitanteil) zwischen etwa 65 und 81°C auf.Between the softening temperature and the glass temperature a plastic can be a considerable distance. For example, polyethylene terephthalate has a softening temperature of about 260 ° C and a glass temperature (depending on the proportion of crystallite) between approx. 65 and 81 ° C on.

Die erfindungsgemäße isotaktische Hochdruckumformung erfolgt unterhalb der Erweichungstemperatur und vorzugsweise oberhalb der Glastemperatur des Folienmaterials. Oberhalb der Glastemperatur ist dank der größeren Molekülbeweglichkeit der Formänderungswiderstand herabgesetzt und die plastische Deformierbarkeit (Zähigkeit) des Folienmaterials erhöht. Das zum Tiefziehen erforderliche "plastische Ziehen" des Folienmaterials kann leichter durchgeführt werden.The isotactic high-pressure forming according to the invention takes place below the softening temperature and preferably above the glass temperature of the film material. Above the Glass temperature is thanks to the greater molecular mobility the resistance to deformation is reduced and the plastic Deformability (toughness) of the film material increased. The "plastic drawing" of the film material required for deep drawing can be done more easily.

Besonders bevorzugt wird bei einer Arbeitstemperatur zwischen 80 und 130°C gearbeitet. Die für das erfindungsgemäße Verfahren vorzugsweise vorgesehenen kalt-reckbaren thermoplastischen Folienmaterialien weisen zumeist eine Glastemperatur (T _g (dyn)) unterhalb 80°C und eine Erweichungstemperatur oberhalb 130°C auf. Eine Umformung oberhalb 80°C erleichtert die molekulare Umorientierung der Polymer-Moleküle und vermindert das Rückstellvermögen des verformten Kunststoffes bei Raum- oder Gebrauchstemperatur, weil die Umformung unter "plastischem Fließen" erfolgte. Im Bedarfsfalle kann das Rückstellvermögen durch eine Temperbehandlung oberhalb 80°C noch weiter herabgesetzt werden. Die in vielen Farben, beispielsweise Siebdruckfarben, verwendeten Farbträger sind unterhalb 80°C fest, um bei den typischerweise zu erwartenden Gebrauchstemperaturen einen stabilen, dauerhaften Farbaufdruck zu liefern. Jedoch sind viele Farbträger bei Temperaturen zwischen 80 und 130°C ausreichend verformbar, um die bei der erfindungsgemäßen isostatischen Hochdruckumformung auftretende Formänderung und Flächenzunahme des Folienmaterials ohne Beeinträchtigung (Abplatzen, Riß- oder Porenbildung) mitzumachen. Farben, insbesondere Siebdruckfarben, deren Farbstoffträger oberhalb 80°C verformbar ist, sind zumindest im Fachhandel beziehbar.It is particularly preferred to work at a working temperature between 80 and 130 ° C. The cold-stretchable thermoplastic film materials which are preferably provided for the process according to the invention mostly have a glass transition temperature ( T _g (dyn)) below 80 ° C. and a softening temperature above 130 ° C. Reshaping above 80 ° C facilitates the molecular reorientation of the polymer molecules and reduces the resilience of the deformed plastic at room or service temperature, because the reshaping took place under "plastic flow". If necessary, the resilience can be further reduced by an annealing treatment above 80 ° C. The ink carriers used in many colors, for example screen printing inks, are solid below 80 ° C. in order to provide a stable, permanent color print at the typically expected usage temperatures. However, many ink carriers can be sufficiently deformed at temperatures between 80 and 130 ° C. in order to take part in the change in shape and increase in area of the film material occurring in the isostatic high-pressure forming according to the invention without impairment (flaking, cracking or pore formation). Paints, in particular screen printing inks, the dye carrier of which can be deformed above 80 ° C, are at least available from specialist dealers.

Die Umformung des Folienmaterials wird vorzugsweise unter einem Druckmitteldruck zwischen 50 und 300 bar und besonders bevorzugt unter einem Druckmitteldruck zwischen 60 und 250 bar vorgenommen. Die Auswahl des Druckmitteldruckes wird vor allem durch die mechanischen Eigenschaften des Folienmaterials und die Schichtdicke der Folie bestimmt. Beispielsweise hat sich bei einer Polycarbonat-Folie mit einer Schichtdicke von 50 µm ein Arbeitsmitteldruck von wenigstens 20 bar, bei einer Schichtdicke von 100 µm ein Arbeitsmitteldruck von 50 bar und bei einer Schichtdicke von 200 µm und mehr ein Arbeitsmitteldruck von 100 bar und höher gut bewährt und liefert in jedem Falle eine scharfkantige Nachbildung des Formhohlraumes.The reshaping of the film material is preferably under a pressure medium pressure between 50 and 300 bar and especially preferably under a pressure medium pressure between 60 and 250 made in cash. The selection of the pressure medium pressure is made all thanks to the mechanical properties of the film material and determines the layer thickness of the film. For example has a polycarbonate film with a Layer thickness of 50 microns a working fluid pressure of at least 20 bar, with a layer thickness of 100 µm a working fluid pressure of 50 bar and with a layer thickness of 200 µm and more a working fluid pressure of 100 bar and higher good proven and delivers a sharp-edged replica in any case of the mold cavity.

Bei der erfindungsgemäßen, isostatischen Hochdruckumformung erfolgt eine schnelle Umformung des Folienmaterials. Vorzugsweise erfolgt eine stoßartige Umformung bei der direkten, ungebremsten Beaufschlagung der Folie(n) mit dem fluiden Druckmittel, das sich unter einem Druck größer 20 bar befindet. Innerhalb von Sekundenbruchteilen nach Öffnung eines Einlaßventils für das Druckmittel ist die Folie an den Formhohlraum angepaßt und der Umformungsvorgang beendet. Bei gewissen, mechanisch weniger belastbaren Folienmaterialien kann ein verzögerter Druckaufbau durch gedrosselte Druckmittelzufuhr ratsam sein. Auch bei größeren Mehrnutzen- Formwerkzeugen kann die vollständige Umformung der gesamten Folie etwas länger dauern. In jedem Falle ist die Umformung innerhalb von 5 Sekunden und vorzugsweise innerhalb weniger als 2 Sekunden abgeschlossen.In the isostatic high-pressure forming according to the invention the film material is quickly formed. Preferably there is a sudden reshaping in the direct, unrestrained loading of the film (s) with the fluid pressure medium that is under a pressure greater than 20 bar located. Within a fraction of a second of opening An inlet valve for the pressure medium is the film adapted to the mold cavity and the forming process is ended. With certain, mechanically less resilient film materials can delay pressure build-up due to throttled Pressure fluid supply should be advisable. Even with larger multi-use Molds can complete the forming process entire slide take a little longer. In any case it is Forming within 5 seconds and preferably within completed in less than 2 seconds.

Als fluide Druckmittel können die typischerweise eingesetzten Flüssigkeiten und Gase verwendet werden. Im Hinblick auf Kosten, Verfügbarkeit und einfache Handhabung wird vorzugsweise mit Druckluft gearbeitet. Auch Inertgase wie Stickstoff, Helium oder Argon sind in Einzelfällen gut geeignet. Beim Auftreffen auf die ebene, zu verformende Kunststoff- Folie soll das Druckmittel wenigstens die Arbeitstemperatur aufweisen. Auch höhere Druckmitteltemperaturen sind möglich, soweit sie nicht zu einer Erweichung des Folienmaterials führen. Typischerweise wird das unter entsprechendem Druck gehaltene Druckmittel schlagartig durch Öffnen eines Einlaßventils zugeführt und bewirkt eine augenblickliche, stoßartige Umformung des Folienmaterials, so daß der gesamte Tiefziehvorgang innerhalb von Sekundenbruchteilen abgeschlossen ist. Bei gewissen einreiß- oder bruchempfindlichen Folien, beispielsweise aus organischen Celluloseestern, kann es zweckmäßig sein, den Druckaufbau kontrolliert zu verzögern, indem das Druckmittel durch eine Drossel zugeführt wird. Auch in diesem Falle ist die Umformung des Folienmaterials zumindest innerhalb weniger Sekunden abgeschlossen.The fluid pressures typically used can be Liquids and gases are used. With regard Cost, availability and ease of use are preferred worked with compressed air. Also inert gases like nitrogen, Helium or argon are well suited in individual cases. When hitting the flat plastic to be deformed Foil should be the pressure medium at least the working temperature exhibit. Higher pressure medium temperatures are also possible insofar as they do not soften the film material to lead. Typically, this is under appropriate pressure held pressure fluid suddenly by opening an inlet valve fed and causes an instantaneous, jerky Forming the film material so that the entire Thermoforming process completed within fractions of a second is. With certain tears or fragments Films, for example made from organic cellulose esters, it may be advisable to check the pressure build-up to be delayed by the pressure medium through a throttle is fed. In this case too, the forming of the film material at least within a few seconds completed.

Die Schichtdicke des umzuformenden Folienmaterials wird in erster Linie durch die Anforderungen des bestimmten Verwendungszweckes und durch die Kalt-Verformbarkeit des Folienmaterials bestimmt. Wenigstens Schichtstärken zwischen 40 und 2000 µm können nach dem erfindungsgemäßen Verfahren umgeformt werden und werden vorzugsweise vorgesehen. Besonders bevorzugt werden Folien mit einer Schichtdicke zwischen 50 und 500 µm eingesetzt. Besonders gute Ergebnisse wurden beispielsweise mit Polycarbonatfolien ("MAKROLON oder MAKROFOL" von BAYER AG) mit einer Schichtdicke zwischen 100 und 200 µm erhalten. Eine Schichtdicke von 500 µm liefert für die wichtigsten Anwendungsfälle bereits ein tiefgezogenes, selbsttragendes Formteil.The layer thickness of the film material to be formed is in primarily due to the requirements of the specific purpose and by the cold deformability of the film material certainly. At least layer thicknesses between 40 and 2000 microns can be reshaped using the method according to the invention are and are preferably provided. Especially foils with a layer thickness between 50 are preferred and 500 µm used. For example, particularly good results have been obtained with polycarbonate films ("MAKROLON or MAKROFOL" from BAYER AG) with a layer thickness between 100 and Get 200 microns. A layer thickness of 500 µm provides for the most important use cases are already deep-drawn, self-supporting molded part.

Unter den Bedingungen der erfindungsgemäßen isostatischen Hochdruckumformung kann gleichzeitig in einem Arbeitsschritt auch eine mehrlagige Folienanordnung umgeformt werden. Häufig ist eine zweilagige Anordnung zweckmäßig, bei der sich ein Farbaufdruck auf einer Innenfläche einer Folienbahn befindet. Auf der Innenfläche der anderen, nicht bedruckten Folie wird blasenfrei eine Klebemittelschicht, beispielsweise ein Heiß-Siegel-Kleber, aufgetragen. Die beiden Folienbahnen können unterschiedliche Schichtdicken aufweisen. Die Sandwich-Anordnung wird in einem einzigen Arbeitsschritt umgeformt. Am dann erhaltenen, dünnwandigen, bedruckten, tiefgezogenen Kunststoff-Formteil befindet sich der Farbaufdruck geschützt "innen" zwischen je einer Lage Folienmaterial. Wird die konkave Innenwand eines solchen zweilagigen Formteils mit schmelzflüssigem Kunstharz hinterspritzt, so wird der Farbaufdruck nicht beschädigt, obwohl das weitere Kunstharz mit einer Temperatur aufgebracht wird, die typischerweise 100°K und mehr oberhalb der Verformungs-/ Erweichungs-Temperatur des Farbträgers des Farbaufdruckes liegt. Unter den Spritzbedingungen wird auch die Klebemittelschicht, beispielsweise der Heiß-Siegel-Kleber, ausgehärtet. Es wird ein verstärkter Kunststoff-Formkörper erhalten, bei welchem der Farbaufdruck sandwichartig zwischen zwei Lagen Folienmaterial eingebettet ist.Under the conditions of the isostatic according to the invention High pressure forming can be done in one step a multilayer film arrangement can also be formed. Often a two-layer arrangement is appropriate, in which a color print is located on an inner surface of a film web. On the inner surface of the other, not printed Foil becomes a layer of adhesive without bubbles, for example a hot-seal adhesive, applied. The two film webs can have different layer thicknesses. The Sandwich arrangement is done in a single step reshaped. On the thin-walled, printed deep-drawn plastic molded part is the color print protected "inside" between each layer of film material. The concave inner wall of such a two-layer Molded parts with melted synthetic resin, so the color print is not damaged, though the further synthetic resin is applied at a temperature, which are typically 100 ° K and more above the deformation / Softening temperature of the ink carrier of the color print lies. Under the spray conditions, the adhesive layer, for example the hot-seal adhesive, hardened. A reinforced plastic molded body is obtained where the color print sandwiched between two layers of film material is embedded.

Für die Auswahl des Folienmaterials sind neben typischen Faktoren wie Preis, Verfügbarkeit, mechanische Stabilität und Dauerhaftigkeit vor allem die Kalt-Verformbarkeit (Verformbarkeit bei Raumtemperatur) und das Rückstellvermögen nach erfolgter Umformung maßgebend. Vorzugsweise werden kalt-reckbare, thermoplastische Folienmaterialien eingesetzt, die bei Raum- und Gebrauchstemperatur ein möglichst geringes Rückstellvermögen aufweisen. Eine verbleibende geringe Rückstellneigung kann durch Hinterspritzen der konkaven Innenwand des dünnwandigen, tiefgezogenen Formteils mit einem anderen Kunstharz kompensiert werden, um einen formstabilen Kunststoff-Formkörper zu erhalten. Für viele Anwendungsfälle ist zusätzlich die Transparenz des Folienmaterials von Bedeutung. Für solche Anwendungsfälle werden vorzugsweise Folienmaterialien mit guter bis hoher Transparenz vorgesehen. Im Rahmen umfangreicher Untersuchungen haben sich insbesondere Folienmaterialien auf der Basis Polycarbonate (beispielsweise die von BAYER AG vertriebenen MAKROLON-Sorten), Polyester, insbesondere aromatische Polyester (beispielsweise Polyalkylenterephthalate), Polyamide (beispielsweise PA-6- oder PA-66-Sorten, hochfeste "Aramide-Folien"), Polyimide (beispielsweise die unter der Handelsbezeichnung "KAPTON" vertriebenen Folien auf der Basis von Poly-(diphenyloxid-pyromellith-imid)) gut bewährt und werden vorzugsweise angewandt. Besonders gute Ergebnisse wurden mit Folienmaterialien aus Polycarbonaten ("MAKROLON"), Polyalkylenterephthalaten und Polyimiden ("KAPTON") erzielt; solche Materialien werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung besonders bevorzugt verarbeitet. Auch organische thermoplastische Celluloseester, insbesondere deren Acetate, Propionate und Acetobutyrate (beispielhafte Folienmaterialien werden von BAYER AG unter der Handelsbezeichnung CELLIDOR vertrieben) sind geeignet und können im Einzelfall eingesetzt werden. Der etwas geringeren mechanischen Belastbarkeit kann durch einen geringeren Arbeitsmitteldruck und/oder verzögerten Druckaufbau zur Umformung begegnet werden. Reine Polyolefine, wie beispielsweise Polyäthylen oder Polypropylen, besitzen zwar eine ausreichende Kalt-Verformbarkeit, weisen jedoch ein so hohes Rückstellvermögen auf, daß sie für das erfindungsgemäße Verfahren weniger geeignet sind. Andererseits können Polyfluorkohlenwasserstoffe, insbesondere die unter der Bezeichnung FEB bekannten Copolymerisate aus Tetrafluoräthylen und Hexafluorpropylen, erfolgreich nach dem erfindungsgemäßen Verfahren umgeformt werden. FEB-Folie ist auch in transparenter Ausführungsform verfügbar. For the selection of the film material are also typical Factors such as price, availability, mechanical stability and durability above all the cold deformability (deformability at room temperature) and the resilience decisive after reshaping. Preferably be cold-stretchable, thermoplastic film materials used, the one at room and use temperature if possible have low resilience. A remaining minor Reset tendency can be achieved by injecting the concave Inner wall of the thin-walled, deep-drawn molded part with another synthetic resin can be compensated for a dimensionally stable Obtain molded plastic body. For many applications is also the transparency of the film material significant. For such use cases preferably film materials with good to high transparency intended. As part of extensive investigations have especially based on film materials Polycarbonates (for example those sold by BAYER AG MAKROLON varieties), polyester, especially aromatic Polyesters (e.g. polyalkylene terephthalates), polyamides (e.g. PA-6 or PA-66 grades, high-strength "Aramide films"), polyimides (for example those under the Trade name "KAPTON" foils sold on the Basis of poly- (diphenyloxid-pyromellith-imid)) well proven and are preferably used. Particularly good results were made with polycarbonate film materials ("MAKROLON"), polyalkylene terephthalates and polyimides ("KAPTON") achieved; such materials are available under the present invention processed particularly preferably. Also organic thermoplastic cellulose esters, in particular their acetates, propionates and acetobutyrates (exemplary Foil materials are sold by BAYER AG under the trade name CELLIDOR distributed) are suitable and can be used in Be used in individual cases. The somewhat lower mechanical Resilience can be achieved by lower working fluid pressure and / or delayed pressure build-up for forming will. Pure polyolefins, such as polyethylene or polypropylene, have sufficient Cold formability, however, have such a high resilience on that they are for the inventive method are less suitable. On the other hand, polyfluorocarbons, especially those known as FEB Copolymers of tetrafluoroethylene and hexafluoropropylene, successful by the method according to the invention be reshaped. FEB film is also in a transparent embodiment available.

Zur Durchführung der erfindungsgemäß vorgesehenen isostatischen Hochdruckumformung wird das - gegebenenfalls mit einem erwärmten Farbaufdruck versehene - Folienmaterial zwischen einer Negativform und einem Gegenstück in definierter Lage angeordnet; die Negativform und das Gegenstück werden druckdicht geschlossen, und durch einen oder mehrere im Gegenstück ausgesparte Kanäle wird ein fluides Druckmedium zugeführt, welches das Folienmaterial isostatisch an eine in der Negativform ausgebildete Aussparung anpreßt, wobei Negativform, Gegenstück und Druckmedium wenigstens die Arbeitstemperatur aufweisen. Vorrichtungen dieser Art sind grundsätzlich vom Preßluft-Umformverfahren her bekannt und werden im vorliegenden Falle an den wesentlich höheren Druckmitteldruck angepaßt. Die in der Negativform ausgebildete Aussparung kann beispielsweise eine Formfläche zwischen 10 mm² und 300 000 mm² aufweisen. Die Formtiefen sind abhängig von der Formfläche und sollen zumeist 50 mm nicht übersteigen; vorzugsweise sind Formtiefen kleiner 20 mm vorgesehen. Vorzugsweise werden innerhalb dieser Grenzen Formfläche(n) und Formtiefe derart aufeinander abgestimmt, daß die durch den Tiefziehvorgang bewirkte Flächenzunahme 120% der verformbaren Folienfläche nicht übersteigt. Die vorzugsweise eingesetzten Folienmaterialien machen unter den Bedingungen der erfindungsgemäßen isostatischen Hochdruckumformung ohne weiteres eine Flächenverdoppelung (100%ige Flächenzunahme) mit. Es kann auch mit Mehrnutzen-Formwerkzeugen gearbeitet werden, die eine Anzahl Formnester aufweisen, beispielsweise 32 Formnester und mehr.To carry out the isostatic provided according to the invention This will be high pressure forming - if necessary with a warmed color print - foil material between a negative form and a counterpart in a defined position arranged; the negative form and the counterpart are pressure-tight closed, and by one or more in the counterpart recessed channels are fed a fluid pressure medium, which isostatically attaches the film material to a Pressed recess formed negative shape, negative shape, Counterpart and pressure medium at least the working temperature exhibit. Devices of this type are basic known from the compressed air forming process and are in in the present case to the much higher pressure medium pressure customized. The recess formed in the negative form For example, a mold surface between 10 mm² and have 300,000 mm². The mold depths depend on the mold surface and should usually not exceed 50 mm; mold depths of less than 20 mm are preferably provided. Preferably within these limits, the shape surface (s) and Form depth coordinated so that the through the Thermoforming process caused an increase in area of 120% of the deformable Film area does not exceed. The preferred ones Film materials make under the conditions of isostatic high-pressure forming according to the invention without further notice a doubling of the area (100% increase in area) With. It can also work with multi-use molds that have a number of mold cavities, for example 32 mold pockets and more.

Für die Herstellung bestimmter Schalterdeckel wurde beispielsweise mit einem Mehrnutzen-Formwerkzeug gearbeitet, dessen Negativform 20 Aussparungen mit je einer Formfläche von 60×60 mm bei einer Formtiefe von 10 mm aufwies; die Hohlraum-Seitenflächen waren vertikal bezüglich des Hohlraum- Bodens und des Formrandes angeordnet. Bei einer Arbeitstemperatur von etwa 100°C konnte eine 100 µm starke MAKROLON-Folie mit Hilfe von Druckluft von 180 bar schlagartig an jeden Formhohlraum angepreßt werden, ohne daß irgendeine Rißbildung, Schwächung und/oder sonstige Beschädigung der Folie festzustellen war. Negativform und Gegenstück sowie Druckluft wurden bei etwa 120°C gehalten. An den fertigen Formteilen betrugen die Dickenschwankungen weniger als 10%.For example, for the manufacture of certain switch covers worked with a multi-use mold, the negative form of 20 recesses, each with a shaped surface of 60 × 60 mm with a mold depth of 10 mm; the Cavity side surfaces were vertical with respect to the cavity Bottom and the mold edge arranged. At a working temperature of around 100 ° C could be 100 µm thick MAKROLON film suddenly with the help of compressed air of 180 bar be pressed against each mold cavity without any cracking, weakening and / or other damage the film was found. Negative form and counterpart and compressed air were kept at about 120 ° C. At The finished parts were subject to fluctuations in thickness less than 10%.

Das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltene dünnwandige, tiefgezogene Kunststoff-Formteil kann in vielen Fällen direkt für den vorgesehenen Anwendungszweck eingesetzt werden, beispielsweise als von innen beleuchteter Schalterdeckel oder Drucktaster, der einen transparenten, ein vorgegebenes Symbol wiedergebenden Abschnitt aufweist, der von einem lichtundurchlässigen Farbaufdruck umgeben ist. Mit Folienstärken von wenigstens 500 µm kann zumeist ein ausreichend formstabiles Formteil erzeugt werden, insbesondere, wenn das letztere Abmessungen im Zentimeterbereich aufweist.The thin-walled, deep-drawn plastic molding can be used in many Cases used directly for the intended application are, for example, as illuminated from the inside Switch cover or push button that has a transparent, has a predetermined symbol representing section, which is surrounded by an opaque color print. With film thicknesses of at least 500 µm can usually be sufficiently dimensionally stable molded part are produced, in particular, if the latter dimensions in the centimeter range having.

Alternativ ist es möglich, an die konkave Innenwand der erfindungsgemäß hergestellten dünnwandigen Tiefziehteile ein einfaches, preiswertes, vorzugsweise transparentes Kunstharz anzuspritzen, um auch bei größeren Gegenständen die erforderliche Formstabilität zu gewährleisten. Für diese zusätzliche Verstärkungsschicht haben sich beispielsweise Schichtdicken zwischen 3 und 5 mm gut bewährt. Das zusätzlich aufgespritzte Kunstharz soll mit dem Folienmaterial verträglich sein; vorzugsweise handelt es sich in chemischer Hinsicht um das gleiche Material. Um beim nachträglichen Aufspritzen von Kunststoff einen vorhandenen Farbaufdruck nicht zu beschädigen (die Spritztemperatur der Spritzmasse liegt wesentlich höher als die Erweichungs-/Verformungstemperatur des Farbträgers des Farbaufdruckes) wird vorzugsweise ein zweilagiges Formteil verwendet, bei welchem der Farbaufdruck sandwichartig zwischen zwei Lagen Folienbahnen eingebettet ist. Der Farbaufdruck ist fixiert und ein direkter Kontakt mit der heißen Spritzmasse wird vermieden.Alternatively, it is possible to the concave inner wall of the invention manufactured thin-walled deep-drawn parts simple, inexpensive, preferably transparent synthetic resin to be injected in order to achieve the required size even for larger objects To ensure dimensional stability. For that extra Reinforcing layers have layer thicknesses, for example well proven between 3 and 5 mm. The additionally sprayed Synthetic resin is said to be compatible with the film material be; it is preferably from a chemical point of view the same material. In order to spray on afterwards Plastic does not damage an existing color print (The spray temperature of the spray compound is significant higher than the softening / deformation temperature of the ink carrier the color print) is preferably a two-layer Molding used, in which the color print sandwiched between two layers of film is. The color print is fixed and a direct contact with the hot molding compound is avoided.

Es werden formstabile Kunststoff-Formkörper erhalten, bei denen wenigstens ein Oberflächenabschnitt aus einem erfindungsgemäß erzeugten, dünnwandigen tiefgezogenen, vorzugsweise mehrfarbigen Kunststoff-Formteil besteht. Bei solchen formstabilen Kunststoff-Formkörpern kann es sich beispielsweise um Gehäuseteile, Blenden, Abdeckelemente, Leuchtzeichen- Umrandungen bzw. -Abdeckungen, Lichtmasken, Drucktasten, Schalter, Schalterdeckel, beleuchtbare Armaturenbretter, Instrumentenabdeckungen, Rückleuchtenlinsen und dergleichen handeln. Vorzugsweise weisen diese Formkörper wenigstens einen, bei Hinterlicht durchscheinenden Wandabschnitt auf, der von einer Licht-undurchlässigen Bildmaske begrenzt ist. Im Falle bedruckter Formkörper ist der Farbaufdruck vollständig in Kunststoff eingebettet und vor Abrieb geschützt.Dimensionally stable plastic moldings are obtained at which at least one surface section from an invention generated, thin-walled deep-drawn, preferably multi-colored plastic molding. In such dimensionally stable plastic moldings, for example around housing parts, panels, cover elements, illuminated sign Edges or covers, light masks, push buttons, Switches, switch covers, illuminated dashboards, Instrument covers, taillight lenses and act like that. These shaped bodies preferably have at least one wall section that shines through in the back light on that of an opaque mask is limited. In the case of printed moldings, the color print is completely embedded in plastic and against abrasion protected.

Nachstehend wird die Erfindung mehr im einzelnen anhand einer bevorzugten Ausführungsform mit Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert; die letzteren zeigen:The invention will be described in more detail below a preferred embodiment with reference to the Drawings explained; the latter show:

Fig. 1 in einer Draufsicht einen ebenen, bedruckten Folienabschnitt, Fig. 1 is a flat, printed sheet portion in a plan view,

Fig. 2 in einer Draufsicht ein aus dem ebenen Folienabschnitt nach Fig. 1 gemäß der erfindungsgemäßen isostatischen Hochdruckumformung erhaltenes, dünnwandiges tiefgezogenes Kunststoff- Formteil, Fig. 2 is a plan view of a portion of the planar sheet of FIG. 1 obtained according to the inventive isostatic high-pressure forming, thin-walled deep-drawn plastics molding,

Fig. 3 in einer Schrägansicht das tiefgezogene Kunststoff-Formteil nach Fig. 2, Fig. 3, an oblique view of the deep-drawn plastics molding according to Fig. 2

Fig. 4 eine Schnittdarstellung des tiefgezogenen Kunststoff-Formteils längs der Schnittlinie IV-IV aus Fig. 3, Fig. 4 is a sectional view of the deep-drawn plastics molding along the section line IV-IV of Fig. 3,

Fig. 5 in einer Schrägansicht einen erfindungsgemäßen Kunststoff-Formkörper, der durch Hinterspritzen des tiefgezogenen Kunststoff- Formteils nach Fig. 2, 3 und 4 erhältlich ist, Fig. 5 is an oblique view of a plastic molded body according to the invention, which is obtainable by insert molding of deep-drawn plastics molding according to Fig. 2, 3 and 4,

Fig. 6 eine Schnittdarstellung des Kunststoff- Formkörpers längs der Schnittlinie VI-VI aus Fig. 5, Fig. 6 is a sectional view of the plastic molded article along the section line VI-VI of Fig. 5,

Fig. 7a, 7b und 7c - jeweils in einer Schrägansicht - ein weiteres Beispiel eines dünnwandigen tiefgezogenen Kunststoff-Formteils und des daraus durch Hinterspritzen mit Kunststoff erhältlichen Kunststoff-Formkörpers in Form eines Schalterdeckels. Fig. 7a, 7b and 7c - in each case in an oblique view - another example of a thin-walled deep-drawn plastics molding, and the plastic molded body obtainable therefrom by back-molding with plastics in the form of a switch cover.

Der mit Fig. 3 schematisch dargestellte Kunststoff-Formkörper dient als Blende einer Einrichtung zur Regelung der Lüftung/Heizung in einem Kraftfahrzeug. Als Ausgangsmaterial dient eine transparente, gegebenenfalls mattierte Folie aus Polycarbonatmaterial auf der Basis Bisphenol A (MAKROLON, bezogen von BAYER AG) mit einer Schichtdicke von 125 µm. Entsprechend den vorgesehenen Symbolen und Bildern an der Lüftungs-/Heizungs-Blende werden im Siebdruckverfahren mehrere Farbschichten aufgetragen. Zuerst wird deckend ein schwarzer Farbaufdruck aufgetragen, der Fenster für die Bilder freiläßt. Anschließend werden diese Fenster mit verschiedenen Farben, beispielsweise ausgewählte Bilder in Blau, Weiß und Rot bedruckt. Die für die Farbaufdrucke verwendeten Farben enthalten in allen Fällen einen Farbstoffträger, der bei etwa 100°C erweicht. Sämtliche Farbaufdrucke befinden sich, teilweise übereinander, auf der gleichen Oberfläche der Folie.The plastic molded body shown schematically with FIG. 3 serves as a panel of a device for regulating ventilation / heating in a motor vehicle. A transparent, optionally matted film made of polycarbonate material based on bisphenol A (MAKROLON, purchased from BAYER AG) with a layer thickness of 125 µm serves as the starting material. In accordance with the symbols and pictures provided on the ventilation / heating panel, several layers of color are applied using the screen printing process. First, a black color print is applied opaque, leaving the window free for the pictures. These windows are then printed with different colors, for example selected images in blue, white and red. In all cases, the colors used for the color prints contain a dye carrier that softens at around 100 ° C. All color prints are, partly on top of each other, on the same surface of the film.

Auf die bedruckte Oberfläche der ebenen Folie wird eine weitere, mit Heiß-Siegel-Kleber beschichtete ebene Folie blasenfrei aufgelegt. Die weitere Folie ist transparent, weist eine Schichtdicke von 125 µm auf und besteht ebenfalls aus MAKROLON. Die erhaltene Doppelfolie wird auf eine Temperatur zwischen etwa 80 und 120°C erwärmt; dies kann beispielsweise in einem Wärmeofen oder in einer mit Wärmestrahlern versehenen Durchlaufstrecke erfolgen. Die ca. 90 bis 100°C warme Doppelfolie wird in definierter Anordnung in ein Formwerkzeug eingelegt. Gearbeitet wird mit einem Drei-Nutzen-Formwerkzeug mit einer Nutzenfläche von 240×340 mm. Die einzelne Formfläche beträgt 207×68 mm. Zu jeder einzelnen Formfläche gehören drei im Abstand angeordnete zylindrische Aushöhlungen mit einem Durchmesser von 38 mm und einer Formtiefe von 6 mm. Zur Gewährleistung einer definierten Anordnung der Doppelfolie auf der Negativform weist die Doppelfolie an diagonal gegenüberliegenden Ecken Kerben auf, und die Negativform ist an gegenüberliegenden Ecken mit entsprechenden Aufhängestiften versehen, zwischen denen die Doppelfolie passend eingelegt wird.A further, Flat film coated with hot-seal adhesive without bubbles hung up. The other film is transparent, points a layer thickness of 125 µm and also consists of MACROLON. The double film obtained is brought to a temperature heated between about 80 and 120 ° C; for example in a heating oven or in a heater equipped with radiant heaters Continuous route take place. The approx. 90 to 100 ° C warm Double foil is placed in a defined arrangement in a mold inserted. The work is done with a three-up mold with a usable area of 240 × 340 mm. The individual Mold area is 207 × 68 mm. To each one Molded surface belongs to three spaced cylindrical Cavities with a diameter of 38 mm and a depth of form of 6 mm. To ensure a defined arrangement the double film on the negative form shows the double film notches at diagonally opposite corners, and the negative form is on opposite corners with corresponding ones Provide suspension pins between which the Double film is inserted appropriately.

Die Presse wird zugefahren, bis der Rand des Gegenstückes dicht an der Oberseite der Folie anliegt. Die Form wird mit einem Hydraulikmitteldruck von 100 t geschlossen. Durch das Gegenstück wird erwärmte Druckluft eingeblasen, die eine Temperatur von etwa 120°C aufweist. Die Druckluftzufuhr wird über ein Einlaßventil gesteuert, das ca. 1 Sekunde lang geöffnet bleibt. Daraufhin wird das Einlaßventil geschlossen und ein Auslaßventil geöffnet, um eine Druckentlastung des gesamten Forminnenraumes durchzuführen. Daraufhin wird die Form geöffnet und der tiefgezogene Bogen entnommen.The press is closed until the edge of the counterpart lies close to the top of the film. The shape comes with a hydraulic medium pressure of 100 t closed. By the The counterpart is injected with heated compressed air, the one Has temperature of about 120 ° C. The compressed air supply is Controlled via an inlet valve that opens for about 1 second remains. The inlet valve is then closed and an outlet valve opened to relieve pressure in the entire mold interior. Then the Open the mold and remove the deep-drawn sheet.

Die gesamte Umformung des verformbaren, 240×340 mm großen Doppelfolienabschnittes erfolgt durch Beaufschlagung mit Druckluft während der Öffnung des Einlaßventils und ist in weniger als 1 Sekunde abgeschlossen. Unmittelbar nach Öffnung der Form kann der tiefgezogene Bogen entnommen werden, weil weit unterhalb der Erweichungstemperatur des Polycarbonatmaterials gearbeitet worden ist.The entire forming of the deformable, 240 × 340 mm large Double film section is carried out by applying Compressed air during the opening of the intake valve and is completed in less than 1 second. Immediately after The deep-drawn sheet can be removed from the mold, because it is far below the softening temperature of the polycarbonate material has been worked.

Aus dem erhaltenen, tiefgezogenen Bogen werden die einzelnen (3) Formteilabschnitte ausgestanzt. Jeder Formteilabschnitt wird in ein Spritzgußwerkzeug eingelegt und mit transparentem Kunststoff bis zu einer Schichtdicke von etwa 3 mm hinterspritzt. Als Spritzmasse dient ebenfalls ein Polycarbonatmaterial (MAKROLON). Es wird ein fester, formstabiler Kunststoff-Formkörper erhalten, der mit einem mehrfarbigen Farbaufdruck versehen ist. Der Farbaufdruck befindet sich "innerhalb" der Formkörperwand durch eine ca. 120 µm dicke Kunststoffschicht von der Oberfläche entfernt und ist damit vor Abrieb und Beschädigung geschützt. Die einzelnen farbigen Symbole, Muster und Bildabschnitte stellen farbig-transparente Wandabschnitte dar, die von einer undurchsichtigen, schwarzen Bildmaske begrenzt sind. Im Gebrauch wird typischerweise durch eine oder mehrere, hinter dem Kunststoff- Formkörper angeordnete Lichtquelle(n) die Erkennbarkeit dieser Ziffern und Symbole im vergleichsweise dunklen Raum eines Kraftfahrzeuges ganz wesentlich gesteigert. Der erhaltene Kunststoff-Formkörper kann als Blende für eine Lüftungs-/Heizungs-Regelung an einem Kraftfahrzeug verwendet werden. Die erfindungsgemäße Herstellung dieses Formkörpers erfordert wesentlich weniger Aufwand und Kosten, als die Herstellung eines gleichen, mehrfarbigen Formkörpers nach dem Spritzgußverfahren.The individual is made from the deep-drawn sheet obtained (3) shaped part sections punched out. Any molding section is placed in an injection mold and with transparent Injection molded plastic up to a layer thickness of about 3 mm. A polycarbonate material also serves as the spray compound (MACROLON). It becomes a firm, dimensionally stable Plastic molded body obtained with a multi-colored Color printing is provided. The color print is on "inside" of the molded body wall by an approx. 120 µm thick Plastic layer removed from the surface and is so protected from abrasion and damage. The individual colored ones Symbols, patterns and image sections represent colored, transparent ones Wall sections that are covered by an opaque, black image mask are limited. It is typically used through one or more, behind the plastic Shaped light source (s) arranged recognizability of these numbers and symbols in the comparatively dark room of a motor vehicle increased significantly. The received one Plastic molded body can be used as a cover for one Ventilation / heating control used on a motor vehicle will. The production of this shaped body according to the invention requires significantly less effort and costs, than the production of the same, multi-colored molded body after the injection molding process.

Die Fig. 1 zeigt in einer Draufsicht in Originalgröße die ebene Folie für ein Formteil nach Durchführung sämtlicher Siebdruckvorgänge. Aus zeichnerischen Gründen sind die am Original weißen und/oder farbigen Ziffern und Symbole schwarz dargestellt, und die am Original schwarze Grundfläche ist weiß dargestellt. Fig. 1 shows in a plan view in size, the flat sheet for a molded part after completion of all screen printing operations. For drawing reasons, the white and / or colored numbers and symbols on the original are shown in black, and the black base on the original is shown in white.

Die Fig. 2 zeigt in einer Draufsicht die nämliche Folie nach Durchführung des Tiefziehvorganges entsprechend dem oben angegebenen Verfahrensbeispiel. Wiederum ist eine originalgetreue Wiedergabe gegeben. Es ist gut zu erkennen, daß der Tiefziehvorgang keine erkennbare Änderung der Lage, Anordnung und Konturenschärfe der einzelnen Symbole und Bilder bewirkt hat. Fig. 2 shows a plan view of the same foil after carrying out the deep-drawing process according to the above method example. Again, a faithful reproduction is given. It can be clearly seen that the deep-drawing process has not brought about any noticeable change in the position, arrangement and sharpness of the contours of the individual symbols and images.

Die Fig. 3 und 4 zeigen das nach dem Tiefziehvorgang erhaltene, dünnwandige, tiefgezogene Kunststoff-Formteil in einer Schrägansicht bzw. in einer Schnittdarstellung. Die Fig. 5 und 6 zeigen jeweils in einer Schrägansicht bzw. in einer Schnittdarstellung einen Kunststoff-Formkörper, der durch Hinterspritzen des dünnwandigen tiefgezogenen Kunststoff-Formteils nach den Fig. 2, 3 und 4 mit einer ca. 3 mm starken transparenten Kunststoffschicht erhalten worden ist. FIGS. 3 and 4 show the resulting, thin-walled, deep-drawn after the deep-drawing process plastic molding in an oblique view and in a sectional view. FIGS. 5 and 6 respectively show an oblique view and a sectional view of a plastic molded body obtained by injection-the thin-walled deep-drawn plastics molding according to Figs. 2, 3 and 4 with an approximately 3 mm thick transparent plastic layer is.

Die Fig. 7a, 7b und 7c zeigen jeweils in einer Schrägansicht die verschiedenen Stufen zur Erzeugung eines als Schalterdeckel dienenden Kunststoff-Formkörpers. Wiederum stellen die Figuren getreue Nachbildungen der Originale dar. Obwohl sich hier Bilder an einem Folienabschnitt befinden, der im Verlauf des Tiefziehvorganges in den Formhohlraum hinein verformt wird, tritt praktisch keine Verzerrung und/oder sonstige Verschlechterung der auf die ebene Folie aufgedruckten Bildmaske auf. FIGS. 7a, 7b and 7c respectively show an oblique view of the various steps for generating a serving as a switch cover plastic molded body. Again, the figures represent faithful replicas of the originals. Although there are images on a film section that is deformed into the mold cavity in the course of the deep-drawing process, there is practically no distortion and / or other deterioration of the image mask printed on the flat film.

Claims

1. A process for producing a thin-walled, deep-drawn molded part from a film material made of cold-stretchable plastic, in which the flat film material is isostatically formed at a working temperature of the film material with the aid of a pressure fluid, characterized in that
the film material has or is provided with a color print, the color carrier of which can be deformed above 80 ° C.,
at least the color print is heated to above 80 ° C,
the working temperature is below the softening temperature of the plastic and
the forming takes place at a pressure of the pressure fluid greater than 20 bar.

2. The method according to claim 1, characterized in that worked at a working temperature between 80 and 130 ° C. becomes.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the forming of the film material under pressure between 50 and 300 bar.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the forming of the film material under pressure between 60 and 250 bar.

5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the forming of the film material within a period of time less than 5 seconds.

6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the forming of the film material within a period of time less than 2 seconds.

7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the reshaping of the film material is carried out abruptly becomes.

8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that a double-layer film material is used, the color print on an inner surface of the two film webs.

9. The method according to claim 8, characterized in that there is an adhesive layer between the two film webs located.

10. The method according to any one of claims 1 to 9, characterized in that the layer thickness of the film material is 40 to 2000 microns.

11. The method according to any one of claims 1 to 10, characterized in that the layer thickness of the film material is 50 to 500 µm.

12. The method according to any one of claims 1 to 11, characterized in that for the film material plastics on the basis of Polycarbonates, polyamides, polyimides, polyesters, organic cellulose esters or polyfluorocarbons be used.

13. The method according to any one of claims 1 to 12, characterized in that a transparent film material is used.

14. The method according to any one of claims 1 to 13, wherein to carry out the isostatic forming, the film material provided with a heated color print is arranged between a negative mold and a counterpart in a defined position,
Negative form and counterpart are closed pressure-tight and
a fluid pressure medium is supplied through one or more channels recessed in the counterpart, the negative form, counterpart and pressure medium having at least the working temperature,
characterized in that
the film material is acted upon directly by the pressure fluid.

15. The method according to any one of claims 1 to 14, characterized in that the extent of the deformation to an area increase smaller Limited to 120% of the starting area of the film material becomes.

16. The method according to any one of claims 1 to 15, characterized in that plastic on the concave inner wall of the molded part is injected.

17. Use of the manufactured according to one of claims 1 to 16 Molded part as housing part, cover, cover element, Illuminated sign border or cover, light mask, Push button, switch, switch cover, illuminated Dashboard, instrument cover, rear light lens.

18. The method according to claim 17, wherein the molding at least one, with back light has translucent wall section of a opaque image mask is limited.