DE60102845T2

DE60102845T2 - Verfahren zur Herstellung eines Kunstoffteils mit Dekorfolie und danach erhaltenes Teil

Info

Publication number: DE60102845T2
Application number: DE60102845T
Authority: DE
Inventors: Olivier Hilmarcher
Original assignee: Plastic Omnium SE
Current assignee: Plastic Omnium SE
Priority date: 2000-02-02
Filing date: 2001-02-01
Publication date: 2005-01-20
Anticipated expiration: 2021-02-02
Also published as: FR2804364A1; EP1122049A1; US20010026851A1; DE60102845D1; FR2804364B1; ES2220681T3; EP1122049B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Herstellung von Kunststoffteilen durch ein Verfahren, das insert molding genannt wird und welches darin besteht, einer mehrschichtigen Struktur von geringer Dicke eine Form zu geben, sie gegebenenfalls auszuschneiden, um ihr den Umriss des herzustellenden Teils zu geben und sie in eine Form zu platzieren, anschließend auf dieser mehrschichtigen Struktur, lokal oder an deren gesamten Fläche, eine Masse aus thermoplastischem Material zu formen, um so ein Teil aus dekoriertem Kunststoff herzustellen.
Im Kraftfahrzeuggebiet muss die mehrschichtige Struktur auf ihrer äußeren Seite eine Schicht enthalten, die aus einem besonders widerstandsfähigen Material besteht, das insbesondere dazu bestimmt ist, den Schutz vor der äußeren Umwelt zu gewährleisten.
Es wurde daher vorgeschlagen, für die Bildung der am äußersten gelegenen Schicht eine Verbindung aus PVDF und PMMA zu benutzen.
Das PVDF bietet die Vorteile, dass es bei einem Warmverformungsbetrieb eine wesentliche Dehnung erfahren kann und dass es den Dauerhaftigkeitsanforderungen des Kraftfahrzeuggebietes gerecht wird.
Das PMMA erlaubt eine Minimierung des Glanzverlustes beim Warmverformungsbetrieb und eine Steigerung der Transparenz und des D.O.I. Grads (Distinctiveness of Image) der äußeren Schicht.
Die mehrschichtige Struktur umfasst des Weiteren eine Trägerschicht, die dazu bestimmt ist, ihr eine gewisse mechanische Festigkeit zu verleihen und ihr zu erlauben, beim Warmverformungsbetrieb im Wesentlichen ihre Form beizubehalten, bis sie in der Form platziert wird.
Diese Trägerschicht kann auch Farbe liefern.
Sie ist relativ dick und weist in den bekannten mehrschichtigen Strukturen eine Dicke von zwischen 400 und 800 μm auf.
Die mehrschichtige Struktur kann zwischen der Trägerschicht und der Schutzschicht eine in der Masse gefärbte Dekorationsschicht umfassen.
So sind mehrschichtige Strukturen bekannt, in denen die Schutzschicht aus einer Verbindung aus PVDF (Polyvinylidenflourid) und transparentem PMMA (Polymethylmethacrylat) gebildet ist, die Trägerschicht aus ABS oder PP (Polypropylen) gebildet ist und die Dekorationsschicht aus einer Schicht gebildet ist, die aus einer in der Masse gefärbten Verbindung aus PVDF und PMMA gebildet ist.
Die Schutzschicht wird gegebenenfalls mit herkömmlichen nicht auf Wärme reagierbaren Farben bedruckt.
Zur Gewährleistung der Kohäsion der Trägerschicht und der Dekorationsschicht, wird in den bekannten mehrschichtigen Strukturen eine Bindeschicht aus PU (Polyurethan) geringer Dicke verwendet, da das direkte Haften der Trägerschicht wegen der Anwesenheit des PVDF, das nur über eine geringe Kompatibilität mit dem für die Bildung der Trägerschicht verwendeten Polymer aufweist, sonst sehr schwer zu erreichen wäre.
Aus der US-Patentschrift 5,916,643 ist ein Verfahren bekannt, in dem die Schutzschicht mit einem Beschichtungsverfahren nach der Art des reverse roll coating auf einer beweglichen dünnen Trägerlage hergestellt wird. Die Schutz schicht wird verbunden mit einer darunter liegenden Schicht durch Verarbeitung zwischen zwei auf hohe Temperaturen zwischen 200 und 220°C erhitzten Walzen, um ein Haftmittel, welches die Verbindung der beiden Schichten ermöglicht, zu aktivieren.
Aus der internationalen Patentanmeldung WO 94/03337 ist ein Verfahren bekannt, bei dem die dünne Schicht geformt wird in einer Gussform, in der das thermoplastische Material geformt wird. Es handelt sich somit nicht um ein insert molding Verfahren.
Die vorliegende Erfindung befasst sich mit der Vereinfachung der Herstellung von Teilen mit einem insert molding Verfahren.
Die Erfindung erreicht dies dank eines neuen Herstellungsverfahrens, das die nachfolgenden Schritte umfasst und das dadurch gekennzeichnet ist, dass:

– eine mehrschichtige Struktur mit wenigstens einer Schutzschicht, die den Benutzungsanforderungen auf dem Kraftfahrzeuggebiet genügt, und eine Trägerschicht realisiert wird, welche dazu bestimmt ist, die mechanische Festigkeit der mehrschichtigen Struktur nach deren Formgebung sicherzustellen, wobei die Schutzschicht und die Trägerschicht direkt oder unter Zwischenbringung einer oder mehrerer Dekorationszwischenschichten miteinander verbunden werden, wobei diese Verbindung durch ein Verfahren realisiert wird, in dem wenigstens eine der zu verbindenden Schichten in einen zumindest teilweise geschmolzenen Zustand gebracht wird, um eine Verbindung durch lokales Schmelzen zuzulassen,
– die mehrschichtige Struktur, vorzugsweise durch Warmverformung, derart geformt wird, dass der mehrschichtigen Struktur eine unebene oder nicht-ebene Struktur verliehen wird,
– die mehrschichtige Struktur gegebenenfalls geschnitten wird,
– die mehrschichtige Struktur in eine Form platziert wird,
– das thermoplastische Material an einer Seite der mehrschichtigen Struktur lokal oder an deren gesamten Fläche geformt wird, und
– der Form das Ganze entnommen wird.

Das Verfahren gemäß der Erfindung erlaubt es, bei der Verbindung von mindestens zwei Schichten auf die Verwendung einer Bindung zu verzichten, da diese Verbindung durch lokales Schmelzen des Materials ausgeführt wird.
Die Herstellung einer mehrschichtigen Lage wird somit vereinfacht.
Die Formgebung der mehrschichtigen Struktur wird außerhalb der Form, in der das thermoplastische Material geformt wird, realisiert, in Übereinstimmung mit dem insert molding Verfahren.
Vorzugsweise wird die Schicht, die sich in einem zumindest teilweise geschmolzenen Zustand befindet, zum Beispiel die Trägerschicht, um mit der Schicht, mit der sie verbunden werden muss, in Kontakt gebracht zu werden, aus einem Extruder entnommen.
Vorzugsweise wird die Verbindung der Schutzschicht und der Trägerschicht durch Beschichtung mit Acryl oder Kalandrier-Beschichten realisiert.
Vor deren Verbindung wird zumindest entweder die Schutzschicht oder die Trägerschicht vorteilhafterweise gespannt oder gestreckt, vorzugsweise mittels eines Drehbauteils im Wesentlichen in Form einer Banane.
Damit wird die Bildung von Falten bei der Verbindung vermieden.
Vorteilhafterweise umfasst die mehrschichtige Struktur wenigstens drei Schichten, nämlich eine Schutzschicht, wenigstens eine Dekorationsschicht und eine Trägerschicht.
In einem Ausführungsbeispiel umfasst die mehrschichtige Struktur drei Schichten, nämlich eine Schutzschicht, eine Dekorationsschicht und eine Trägerschicht.
Um die Schutzschicht zu realisieren, kann man transparente Kunststoffmaterialien, wie PMMA, PC, PVDF und andere fluorhaltige Polymere, PA (Polyamide), ABS, PS (Polystyrol), PP-Metall, PET, Polymere aus der Familie der Acryle, Verbindungen, die ein oder mehrere aus der oben angegebenen Liste gewähltes) Polymer(e) umfassen, Kopolymere, die ein oder mehrere aus der oben angegebenen Liste gewähltes) Polymer(e), umfassen, oder Verbindungen von Polymeren, die aus der oben angegebenen Liste gewählt werden, zum Beispiel eine Schicht aus PVDF und eine Schicht aus PC oder eine Schicht aus PVDF und eine Schicht aus PMMA, anwenden. Die Verwendung von PA ist besonders vorteilhaft.
Die Schicht kann in Form einer dünnen Einzelschicht vorliegen, die vorzugsweise durch Extrusion eines Kunststoffs erhalten wird.
Die Schutzschicht wird vorzugsweise auf der Basis einer Verbindung von zwei Polymeren, vorzugsweise einer Verbindung von PVDF und PMMA, realisiert.
Als Variante kann die Schutzschicht in Form einer zweischichtigen dünnen Lage vorliegen, die vorzugsweise durch Koextrusion zweier Kunststoffe erhalten wird. Die Außenschicht der zweischichtigen dünnen Lage wird vorteil hafterweise in einem Material wie einem fluorhaltigen Polymer, vorzugsweise PVDF, realisiert.
Für die Innenschicht der zweischichtigen dünnen Lage wird vorteilhafterweise ein Material verwendet, das leichter zu dekorieren oder zu verbinden ist, kompatibel mit dem Material, das für die Bildung der darunter liegenden Schicht der mehrschichtigen Struktur verwendet wird, um eine Verbindung ohne Anwendung einer Bindung, durch ein Verfahren wie Beschichtung mit Acryl, Warmwalzen, Dopplung, Beschichtung oder Kalandrierung, zu erlauben.
Vorzugsweise wird die Innenschicht auf PMMA-Basis realisiert.
Wenn die Schutzschicht PMMA enthält, ist ihre Dicke vorzugsweise geringer als 150 μm, um zu verhindern, dass ihr spröde Eigenschaften verliehen werden.
Die Trägerschicht kann zum Beispiel eine Einzelschichtstruktur oder eine zweischichtige Struktur haben, und die Trägerschicht kann durch die Anwendung von Kunststoffen, wie ABS (Acryl-Butadien-Styrol), Polyolefinen (PP, PE...), PET (Polyethylenterephthalat), PC (Polycarbonat), Verbindungen, die ein oder mehrere Polymere aus der oben angegebenen Liste enthalten, realisiert werden.
Die Trägerschicht wird vorzugsweise auf PP- oder ABS-Basis realisiert.
Wenn die Trägerschicht eine zweischichtige Struktur aufweist, ist die obere Schicht vorteilhafterweise gefärbt und weist eine Dicke von einigen μm auf, wodurch gewährleistet wird, dass eine kostengünstigere, nicht gefärbte untere Schicht verwendet werden kann.
Die obere Schicht kann auch mit einem Material realisiert werden, das die Haftung der darunter liegenden Schicht auf der Schutz- oder Dekorationsschicht erleichtert, wobei dieses Material gefärbt oder nicht gefärbt sein kann.
Die obere Schicht kann auf der Basis einer modifizierten, gefärbten PP-Masse und die untere Schicht auf der Basis von PP realisiert werden.
Die Dekorationsschicht ist zum Beispiel gebildet aus mindestens einer Schicht aus auf Wärme reagierbarer Farbe, vorzugsweise eine Art Acryl, die auf der Innenseite der Schutzschicht oder auf der Trägerschicht aufgebracht wird, wobei die Farbe vorzugsweise durch ein Heliogravur-Druckverfahren aufgebracht wird.
Andere Verfahren, wie zum Beispiel Flexodruck-, Siebdruck- oder Offsetdruckverfahren können ebenfalls angewandt werden.
Die Träger- oder Schutzschicht kann unterschiedliche Farben erhalten, um zum Beispiel ein Motiv zu drucken.
Das Bedrucken kann mit aufeinander folgenden Arbeitsgängen mit unterschiedlichen Farben realisiert werden, wobei die letzte Farblage auf die gesamte Oberfläche der Träger- oder Schutzschicht aufgetragen werden kann, um ihr eine Grundfärbung zu verleihen.
Etwaige Probleme mit der Haftung der Tinte können vermieden werden, indem zum Beispiel für die Bildung der Schutzschicht, eine zweischichtige dünne Lage, deren äußere Schicht durch ein fluorhaltiges Polymer und deren innere Schicht durch ein Polymer gebildet wird, das mit der Tinte kompatibel ist, verwendet wird.
Die genannten auf Wärme reagierbaren Farben umfassen vorteilhafterweise eine heiß schmelzbare Komponente.
Die Erfindung betrifft zudem eine mehrschichtige Struktur, die verwendet wird, um das oben definierte Verfahren anzuwenden.
Die Erfindung betrifft zudem ein Teil aus Kunststoff, das mittels des genannten Verfahrens realisiert wird, insbesondere ein Kraftfahrzeug-Karosserieteil.
Die Erfindung wird besser verstanden werden bei der Lektüre der nachfolgenden Detailbeschreibung, der Beispiele für deren Anwendung, die jedoch nicht als Einschränkung der Anwendung verstanden werden dürfen, und durch die Untersuchung der beiliegenden Zeichnung, in der:
1 bis 5 das insert molding Verfahren veranschaulichen,
6 bis 10 schematische Querschnitts-Darstellungen von verschiedenen der Erfindung entsprechenden mehrschichtigen Anordnungen zeigen,
11 eine schematische Darstellung des Heliogravur-Verfahrens veranschaulicht,
12 und 13 eine schematische Darstellung von zwei Varianten des Acryl-Beschichtungsverfahrens veranschaulichen,
14 eine perspektivische schematische Darstellung eines isolierten Drehbauteils, das zum Aufbringen der dünnen Lage benutzt wird, darstellt,
15 eine schematische Veranschaulichung des Kalandrier-Beschichtungsverfahrens darstellt.
Beim insert molding Verfahren wird, in dem veranschaulichten Beispiel, eine mehrschichtige Struktur hervorgebracht, deren Eigenschaften nachfolgend genauer erläutert werden, die anfangs in Form einer dünnen Lage 2 vorliegt, diese dünne Lage 2 wird auf einem Warmverformungs-Stempel 1 platziert, dessen Oberfläche dem zu realisierenden Teil entsprechend gewählt wurde, und die dünne Lage 2 wird mit einer Heizvorrichtung 3 erwärmt, um ihr wie in 1 veranschaulicht eine Form zu geben.
Nach der Warmverformung wird die Vorform genannte dünne Lage 2 wie in 2 veranschaulicht ausgeschnitten, um die nicht verwendeten Teile 4 und 5 zu entfernen und um zu gewährleisten, dass der Umriss der Vorform 2 denjenigen des zu realisierenden Teils entspricht.
Die dünne Lage 2 wird anschließend in eine Form befördert, die die beiden Teile 7 und 8 umfasst.
Die dünne Lage 2 wird im Boden des Abdrucks 6 des ersten Teils der Form 7 platziert, wie in 3 dargestellt.
Der zweite Teil 8 ist, wenn er auf dem ersten Teil platziert wird, dazu geeignet, gemeinsam mit diesem einen Formhohlraum zu bilden, wie in 4 dargestellt.
Geschmolzenes thermoplastisches Material wird in den so gebildeten Formhohlraum, im Kontakt der Seite der dünnen Lage 2, die dem Abdruck 6 gegenübersteht, eingespritzt.
Das aus der Form entnommene Teil, dargestellt in 5, verfügt über eine unebene oder nicht ebene Oberfläche, von der eine Seite durch die dünnen Lage 2 definiert ist.
Nach der Abkühlung gewährleistet das thermoplastische Material 9 die mechanische Festigkeit dieses Teils während die dünne Lage 2 einen Schutz und eine Dekoration darstellt, wodurch vermieden wird, dass das Teil gefärbt werden muss.
Mit diesem Verfahren können alle Arten von Kraftfahrzeugteilen, wie beispielsweise eine Kühlerhaube, eine Stossstangenblende oder ein Kotflügel, usw., realisiert werden.
Jetzt werden Bezug nehmend auf die 6 bis 10 verschiedene Beispiele für mögliche Strukturen für die dünne Lage 2 beschrieben, wobei die möglichen Strukturen nicht nur auf diese Beispiele beschränkt sind.
Im Allgemeinen umfasst die dünne Schicht 2 mindestens eine Schutzschicht und eine Trägerschicht.
Die Schutzschicht ist dazu bestimmt, das Teil, nach dem Formen des thermoplastischen Materials, mit dem Gebrauch im Kraftfahrzeuggebiet kompatibel zu machen.
Diese Schutzschicht weist folgende Eigenschaften auf:

– eine gute Haftung mit der darunter liegenden Schicht (wird mit dem so genannten Rastertest gemessen),
– eine gute Widerstandsfähigkeit gegen die Wirkung von Reinigungsbürsten und eine gute Hochdruckreinigungsfestigkeit,
– eine gute Widerstandsfähigkeit gegen Beschädigung durch Rollsplitt, insbesondere wenn das Kraftfahrzeug mit hohen Geschwindigkeiten wie zum Beispiel zwischen 200 und 250 km/h fährt,
– eine gute Widerstandsfähigkeit gegen Flüssigkeiten, insbesondere Treibstoffe (Benzin, Dieseltreibstoff), Reinigungsflüssigkeiten, die zur Reinigung der Scheiben bestimmt sind, sowie Ver- und Entpackungsprodukte, wie zum Beispiel der Wachse, die dazu verwendet werden, die Teile vor der Montage zu schützen,
– eine gute Widerstandsfähigkeit gegen Alterung, Licht, Unwetter, Hitze und Feuchtigkeit,
– eine gute Widerstandsfähigkeit gegenüber Kratzern,
– eine gute Festigkeit gegenüber Klimakreisläufen, insbesondere Temperaturschwankungen, und
– ein gutes Dehnungsverhalten bei der Warmverformung.

Die Dicke der Schutzschicht beträgt zum Beispiel einige Duzend μm.
Die Trägerschicht ist dazu bestimmt, der Vorform nach dem Warmverformungsbetrieb die Beibehaltung ihrer Form und den Transport zur Form, in der das thermoplastische Material geformt wird, zu ermöglichen und ebenfalls dem beim Formen in die Form fließenden Kunststoff zu widerstehen.
Die Dicke der Trägerschicht beträgt zum Beispiel einige hundert μm.
Im Fall der 6, umfasst die dünne Lage 2 eine transparente Schutzschicht 2a und eine Trägerschicht 2b, die in der Masse gefärbt ist.
Im Beispiel der 7, umfasst die Lage 2 eine Schutzschicht 2a, eine Trägerschicht 2b, deren Farbe beliebig sein kann und eine Dekorationsschicht 2c, die zwischen der Schutzschicht 2a und der Trägerschicht 2b eingeschlossen ist.
Gegebenenfalls ist die Trägerschicht 2b gefärbt und die Dekorationsschicht 2c teilweise transparent.
Die Dekorationsschicht 2c besteht zum Beispiel aus Linien, die auf die Schutzschicht 2a oder die Trägerschicht 2b gedruckt sind, um dem Teil das Aussehen von gebürstetem Aluminium zu verleihen.
Im beschriebenen Beispiel, wird die Dekorationsschicht 2c mit einem Heliogravurverfahren wie in 11 veranschaulicht auf die Schutzschicht oder auf die Trägerschicht gedruckt.
Die Schutzschicht 2a oder die Trägerschicht 2b wird von einer Spule 30 abgerollt und ihre Seite, die dazu bestimmt ist, bedruckt zu werden, wird mit einer gravierten Oberfläche 31 eines Rotationszylinders 32 in Kontakt gebracht.
Die gravierte Oberfläche 31 füllt sich mit Farbe, indem sie teilweise in ein Becken 33, das Farbe enthält, eingetaucht wird, wenn der Zylinder sich dreht.
Ein Abstreifer 35, der in der Nähe des Zylinders 32 angeordnet ist, erlaubt das Abstreifen der Farbe von der gravierten Oberfläche 31, so dass die Menge an Farbe, die die Oberfläche der Schutzschicht 2a oder der Trägerschicht 2b bedeckt, die bei der Verarbeitung zwischen dem Zylinder 32 und der Druckwalze 36 bedruckt wird, kontrolliert wird.
Nach dem Druck, wird die Schutzschicht 2a oder die Trägerschicht 2b in eine Trockenvorrichtung, die mehrere Luftgebläse 37 enthält, transportiert.
Die Grundfarbe wird in diesem Beispiel durch die Trägerschicht 2b, die zum Beispiel grau gefärbt ist, verfügbar gemacht.
Als Variante kann die Grundfarbe realisiert werden, indem eine Farblage vorgenommen wird, die die gesamte Oberfläche der Trägerschicht 2b bedeckt.
Die Dekorationsschicht 2c kann einer oder mehreren Druckvorgängen mit auf Wärme reagierbaren Farben entsprechen.
Für den Fall, dass mehrere Farben benutzt werden, können die einzelnen Farben nicht nur übereinander sondern auch einfach nebeneinander angebracht werden, womit eine einzige Schicht gebildet wird.
Es können mehrere Heliogravur-Stationen nacheinander benutzt werden.
Zur Vereinfachung der Zeichnung, wurde die Dekorationsschicht 2c in den Figuren immer in Form einer einzigen Schicht dargestellt.
Die mehrschichtige dünne Schicht kann auch andere Anordnungen aufweisen, als diejenigen, die in den 6 und 7 veranschaulicht werden.
Im Beispiel der 8, umfasst die dünne Lage 2 eine Schutzschicht 2a, eine Trägerschicht 2b und eine Dekorationsschicht 2c.
Die Trägerschicht 2b weist eine zweischichtige Struktur auf, die aus den Schichten 2b1 und 2b2 gebildet wird.
Die obere Schicht 2b1 kann zum Tragen einer Grundfarbe und zur Erleichterung der Haftung der Schichten 2c und 2b dienen, während die untere Schicht 2b2 eine beliebige Farbe aufweisen kann.
Die Trägerschicht 2b ist, egal ob sie einschichtig oder zweischichtig ist, vorzugsweise aus PP oder ABS realisiert.
Als Variante, kann sie auf der Basis von PE, PET oder PC realisiert werden.
Wie oben angegeben, kann die Dekorationsschicht 2c durch einen oder mehrere Druckabläufe auf der Trägerschicht und/oder der Schutzschicht mit auf Wärme reagierbaren Farben gebildet werden, und die Farbschichten können übereinander liegen oder auch nur eine einzige Farbschicht bilden.
Die Schutzschicht 2a weist im Beispiel der 6 eine einschichtige Struktur auf und wird durch Extrusion von einer Verbindung von PVDF und PMMA realisiert.
Im Beispiel der 9, umfasst die dünne Lage 2 eine Schutzschicht 2a, eine Trägerschicht 2b und eine Dekorationsschicht 2c, wobei die Trägerschicht 2b gegebenenfalls in der Masse gefärbt ist, um für die Dekorationsschicht, die durch eine oder mehrere Farbschichten, die durch Drucken auf die Schutzschicht 2a oder auf die Trägerschicht 2b, aufgetragen werden, einen gefärbten Hintergrund zu bilden.
Die Schutzschicht 2a weist hier eine zweischichtige Struktur auf, die aus den Schichten 2a1 und 2a2 besteht.
Die obere Schicht 2a1, ist dazu bestimmt, der Struktur dem äußeren Umfeld gegenüber Widerstandsfähigkeit zu verleihen, während die innere Schicht 2a2 die Haftung der einen oder mehreren auf Wärme reagierbaren Farben auf der Dekorationsschicht 2c erleichtert.
Die Schutzschicht 2a kann durch Koextrusion von zwei Kunststoffen realisiert werden, wobei die obere Schicht 2a1 dieser dünnen zweischichtigen Lage, wie es im beschriebenen Beispiel der Fall ist, vorteilhafterweise aus einem fluorhaltigen Polymer, vorzugsweise aus PVDF, und die untere Schicht 2a2 vorzugsweise aus PMMA gebildet wird.
Die Dicke der oberen Schicht 2a1, beträgt zum Beispiel einige μm und die Dicke der unteren Schicht 2a2 einige Duzend μm.
Im Beispiel der 10, umfasst die dünne Lage 2 eine Schutzschicht 2a, die eine zweischichtige Struktur aufweist, die aus den beiden Schichten 2a1 und 2a2 nach Art der dünnen Lage 2 der 9, sowie aus der Dekorationsschicht 2c und einer Trägerschicht 2b, welche ebenfalls eine zweischichtige Struktur bestehend aus den Schichten 2a1 und 2a2 nach Art der dünnen Schicht 2 der 8 aufweist, besteht.
Im Allgemeinen gilt für den Fall, in dem die Schutzschicht oder die Trägerschicht zumindest was ihre zu dekorierende Seite angeht aus einem Material, dessen chemische Natur die Haftung der Tinte erschwert, realisiert werden, dass die Schutzschicht oder die Trägerschicht vor dem Druckbetrieb eine Oberflächenbehandlung bekommen, die dazu bestimmt ist, das Haften der Farbe zu verbessern, zum Beispiel eine chemische Behandlung wie eine Behandlung durch Chromoxydation oder Oxydation durch metallorganische Stoffe, Flammenbehandlung, elektromagnetische Behandlung, Behandlung durch UV-Strahlung, Behandlung durch Elektronen- oder Ionenbeschuss, Corona- oder Plasmabehandlung, wobei diese Liste nicht auf diese Behandlungsarten beschränkt ist.
Insbesondere sind diese Oberflächenbehandlungen besonders empfehlenswert, wenn die Schutzschicht oder die Trägerschicht Polymere aus der Familie der Polyolefine umfasst.
Zur Verbindung der Schutzschicht und der Trägerschicht, wird vorzugsweise mit einer Beschichtung mit Acryl, welche hier als Synonym von Warmwalzen zu verstehen ist, verfahren.
Das Verfahren der Beschichtung mit Acryl ist in den 12 und 13 veranschaulicht.
Die 12 betrifft die Realisierung der dünnen Lage der 7, welche eine einschichtige Schutzschicht mit einer dekorierten Seite umfasst, die mit der ebenfalls einschichtigen Trägerschicht verbunden wird.
Die dekorierte Schutzschicht 2a, 2c wird von einer Lagerspule 15 ausgerollt und mit ihrer dekorierten Seite, welche auf Wärme reagierbare Farben umfasst, mit der Trägerschicht 2b, welche aus einem Extruder 16 ausgeworfen wird, in Kontakt gebracht, wobei der Kontakt zwischen den rotierenden Zylindern 11 und 12 zustande kommt.
Vor der Verarbeitung zwischen den Zylindern 11 und 12, wird die Dekorationsschicht 2a, 2c durch ein Drehbauteil 17 im wesentlichen in Form einer Banane, das isoliert in 14 dargestellt wird, gestreckt oder gespannt.
Die dekorierte Schutzschicht 2a, 2c gelangt alternativ in den Hohlraum und dann auf erhabene Oberfläche des Drehbauteils 17, was erlaubt, sie zu strecken oder zu spannen.
Damit wird die Bildung von ungewollten Falten in der Schicht 2a, 2c bei deren Verarbeitung zwischen den Zylindern 11 und 12 vermieden.
Eine Trockenvorrichtung 19 erlaubt das Trocknen des Materials vor dessen Einführung in den Extruder.
Dort wo die Farben der dekorierten Schutzschicht 2a, 2c im beschriebenen Beispiel mittels einer Infrarotstrahlung durch einen Bogen 14 erhitzt werden und die Trägerschicht 2b noch warm ist, so dass diese in Kontakt kommen, verbinden sich die dekorierte Schutzschicht 2a, 2c und die Trägerschicht 2b durch lokales Schmelzen.
Als Variante kann der Bogen 14 ausgelassen werden.
Die Zylinder 11 und 12 werden im beschriebenen Beispiel auf eine nicht sehr hohe Temperatur erwärmt, die unter 100°C liegt, vorzugsweise zwischen ungefähr 60°C und 90°C, da sie nicht zur Erwärmung der zu verbindenden Schichten notwendig sind, da das aus dem Extruder ausgeworfene Material heiß ist, im beschriebenen Beispiel bei einer Temperatur über 160° C.
Die Temperatur der Zylinder 11, 12 und 13 beträgt zum Beispiel 60, 90 und 35°C.
Die verbundene dünne Lage wird zwischen dem Zylinder 12 und einem Ausgangszylinder 13 transportiert und zu einer Vorrichtung 18 geleitet, die dazu bestimmt ist, ihre Dicke zu kontrollieren.
Die dünne Lage 2 wird anschließend in eine Schneidevorrichtung 20 weiter geleitet, die es erlaubt, die Ränder des Stoffs auszuschneiden, damit er die erwünschte Breite erhält.
Die Ausschüsse können gequetscht werden und wieder in die Produktionskette eingeführt oder gelagert werden.
Das soeben beschriebene Verfahren wird auch dann angewendet, wenn die dekorierte Schutzschicht, die auf einer Lagerspule 15 aufgerollt ist, durch die Trägerschicht ersetzt wird, die gegebenenfalls dekoriert ist, und die Schutzschicht mit einem Extruder 16 extrudiert wird.
Das Verfahren wird ebenfalls angewendet, wenn die extrudierte Schicht eine mehrschichtige Struktur, wie zum Beispiel in 13 veranschaulicht, aufweist.
In dieser Figur wird die Trägerschicht 2b1, 2b2 durch Koextrusion zweier Kunststoffe mit den Extrudern 40 und 41 realisiert, die in einen Durchflussadapter 42 oder "Feed Block" münden.
Die extrudierte zweischichtige Struktur 2b1, 2b2 wird mit einer Schutzschicht 2a, nach Art des Beispiels von 12, verbunden.
Dieses Verfahren wird auch angewendet, wenn die Schutzschicht 2a durch die Trägerschicht 2b ersetzt und eine Schutzschicht, die eine zweischichtige Struktur 2a1, 2a2 aufweist, extrudiert wird.
In der 15 wird das Kalandrier-Beschichtungsverfahren, bei dem die dekorierte Schutzschicht 2a, 2c mit ihrer dekorierten Seite mit einer kalandrierten Trägerschicht 2b, die aus einem Extruder herauskommt und zwischen den Walzen 21 und 22 verarbeitet wird, in Kontakt gebracht wird, veranschaulicht, wobei der Kontakt und die Verbindung der dekorierten Schutzschicht 2a, 2b und der Trägerschicht zwischen den beiden Walzen 22 und 23 zustande kommt.
Bevor sie mit der Trägerschicht 2b in Kontakt kommt, wird die dekorierte Schutzschicht 2a, 2c durch eine Heiztrommel 24 wieder erwärmt.
Diese Heiztrommel 24 zielt darauf ab, die dekorierte Schutzschicht 2a, 2c durch Wiedererwärmung zu reaktivieren, bevor diese mit der Trägerschicht 2b verbunden wird.
Die Schutzschicht 2a kann eine mehrschichtige Struktur aufweisen.
Als Variante, kann die Trägerschicht anstatt der Schutzschicht dekoriert werden, wobei die letztere zwischen den Walzen 21 und 22 kalandriert wird und auf die dekorierte Trägerschicht beschichtet wird.
Die Trägerschicht kann in diesem Fall eine wie im Beispiel in der 8 veranschaulichte mehrschichtige Struktur aufweisen.
BEISPIEL 1
Es wurde eine dünne Schicht realisiert, die die nachfolgende Struktur aufweist:

Schutzschicht 2a: PVDF/PMMA-Verbindung, Dicke 55 μm.
Dekorationsschicht 2c: Dicke 8 μm.
Trägerschicht 2b: ABS, Dicke 500 μm.

Zuerst wurde durch Extrusion die dünne Lage aus der PVDF/PMMA-Verbindung, ausgehend von 32% PVDF und 68% PMMA in Gewicht ohne Kalandrierung, realisiert.
Die so erhaltene dünne Lage wurde durch Heliogravur mittels einer aus drei Stationen bestehenden Installation gedruckt, wobei die erste Station einen "gebürsteten Aluminium"-Zylinder umfasste, der zum Druck der weißlichen unterbrochenen Linien bestimmt war. Der erste Druck bedeckt nicht die gesamte Oberfläche der dünnen Schicht.
Die zweite Station umfasst einen Zylinder mit "1000 Punkten, elektromechanisches Raster 40", um die sibergraumetallic Grundschicht zu drucken.
Die dritte Station umfasst ebenfalls einen Zylinder mit "1000 Punkten, elektromechanisches Raster 40", um eine weitere sibergraumetallic Grundschicht zu drucken.
Eine vierte Station hätte dazu benutzt werden können, eine weitere Grundschicht aufzutragen, um insbesondere das gesamte Deckungsvermögen der Grundschicht zu steigern.
Die Viskosität der benutzten Farbe war gleich 18 cp und die Trockentemperatur gleich 80°C.
Danach wurde die Beschichtung mit Acryl der dünnen Lage, entsprechend dem mit Referenz auf die 12 beschriebenen Verfahren, vorgenommen.
Das ABS, das dazu bestimmt war, die Trägerschicht zu bilden, wurde extrudiert, mit Referenz auf TERLURAN 997 VE, das von der Gesellschaft BASF vertrieben wird.
Das verwendete ABS ist grau, um das Deckungsvermögen der gedruckten Grundschicht zu steigern.
Die Kopftemperatur des Materials der Extrusion betrug 226°C.
Nach der Warmverformung der mehrschichtigen dünnen Schicht, wurde das ABS mit Referenz auf ABS MAGNUM 8434, das durch die Gesellschaft DOW vertrieben wird, geformt und danach wurden die Tests der Widerstandsfähigkeit gegen Kratzer durch Rollsplitt, Licht, bleifreie Benzine, Dieseltreibstoff, Flüssigkeiten, "Weather Ometer" Alterung, Widerstandsfähigkeit gegen Reinigung mit Hochdruckreinigern, Alterung durch Wärmeeinwirkung, Alterung durch Feuchtigkeit, und Alterung durch Klimakreisläufe in Übereinstimmung mit den durch die Hersteller vorgeschriebenen Versuchsmethoden ausgeführt.
Es wurden gute Ergebnisse beobachtet.
BEISPIEL 2.
Es wurde eine mehrschichtige dünne Schicht realisiert, die die nachfolgende Struktur aufweist:

Schutzschicht 2a: PVDF/PMMA-Verbindung, Dicke 55 μm.
Dekorationsschicht 2c: Dicke 8 μm.

Trägerschicht 2b1, 2b2: erste Schicht 2b1: modifiziertes, in der Masse gefärbtes PP, Dicke 50 μm, zweite Schicht 2b2: nicht modifiziertes PP 500 μm.
Die Schicht aus modifiziertem, in der Masse gefärbtem PP, erlaubt ein erleichtertes Haften mit den Dekorationsfarben.
Das angewandte modifizierte PP ist ein modifiziertes MAH (Maleinsäure-Anhydrid) mit Referenz auf BYNEL 60E 662, das von der Gesellschaft DUPONT vertrieben wird.
Die Schicht aus nicht modifiziertem PP mit einer Dicke von 500 μm ist mit 20% Talk versehen und wird mit Referenz auf CZN 0525NL durch die Gesellschaft APPRYL vertrieben.
Die mehrschichtige dünne Schicht wird durch die Ausführung des mit Referenz auf 13 beschriebenen Verfahrens realisiert.
Die Schichten aus modifiziertem PP und nicht modifiziertem PP wurden durch gleichzeitige Koextrusion durch Anwendung eines Durchflussadapters bearbeitet.
Die mit der mehrschichtigen dünnen Schicht analog zum Beispiel 1 durchgeführten Tests, haben befriedigende Ergebnisse gezeigt.
Es versteht sich, dass sich die Erfindung nicht nur auf die soeben beschriebenen Realisationsbeispiele beschränkt.
Insbesondere können andere Verbindungsverfahren zur Verbindung der Schutzschicht und der Trägerschicht angewandt werden, wobei eine oder beide dieser Schichten im Voraus mit auf Wärme reagierbaren Farben, insbesondere mit einem Extrusionsbeschichtungsverfahren, dekoriert werden.
Die mehrschichtige Struktur kann mehrere Dekorationszwischenschichten umfassen, um einen Tiefeneffekt zu erzeugen.

Claims

Verfahren zum Herstellen eines Kunststoffteils, dadurch gekennzeichnet, dass eine mehrschichtige Struktur (2) mit wenigstens einer Schutzschicht (2a), die den Benutzungsanforderungen auf dem Kraftfahrzeuuggebiet genügt, und einer Trägerschicht (2b) realisiert wird, welche die mechanische Festigkeit der mehrschichtigen Struktur (2) nach deren Formgebung sicherstellt, wobei die Schutzschicht und die Trägerschicht direkt oder unter Zwischenbringung einer oder mehrerer Dekorationszwischenschichten (2c) miteinander verbunden werden, wobei diese Verbindung dadurch realisiert wird, wenigstens eine der zu verbindenden Schichten in einen zumindest teilweise geschmolzenen Zustand zu bringen, um eine Verbindung durch lokales Schmelzen zuzulassen, die mehrschichtige Struktur, vorzugsweise durch Warmverformung, derart geformt wird, dass der mehrschichtigen Struktur eine unebene oder nicht-ebene Form verliehen wird, die mehrschichtige Struktur gegebenenfalls geschnitten wird, die mehrschichtige Struktur in eine Form platziert wird, das thermoplastische Material (9) an einer Seite der mehrschichtigen Struktur lokal oder an deren gesamten Fläche geformt wird, und der Form das Ganze entnommen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht, die sich in einem zumindest teilweise geschmolzenen Zustand befindet, aus einem Extruder gelangt.
Verfahren nach dem vorangegangenen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung der Schutzschicht (2a) und der Trägerschicht (2b) durch Beschichtung mit Acryl realisiert wird.
Verfahren nach dem vorangegangenen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass, vorzugsweise für die Verbindung, die Schutzschicht (2a) oder die Trägerschicht (2b) gespannt oder gestreckt wird, vorzugsweise mittels eines Drehbauteils im Wesentlichen in Form einer Banane.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung der Schutzschicht (2a) und der Trägerschicht (2b) durch Kalandrier-Beschichten realisiert wird.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mehrschichtige Struktur wenigstens drei Schichten umfasst, nämlich eine Schutzschicht (2a), wenigstens eine Dekorationsschicht (2c) und eine Trägerschicht (2b).
Verfahren nach einem der vorangegangen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzschicht (2a) in Form einer dünnen Einzelschicht vorliegt, die vorzugsweise durch Extrusion eines Kunststoffs erhalten wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzschicht (2a) in Form einer zweischichtigen dünnen Lage vorliegt, die vorzugsweise durch Koextrusion zweier Kunststoffe erhalten wird.
Verfahren nach dem voranstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenschicht (2a1) der dünnen zweischichtigen Lage (2a) in einem Material realisiert wird, wie einem fluorhaltigen Polymer, vorzugsweise PVDF.
Verfahren nach einem der beiden unmittelbar voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenschicht (2a2) der dünnen zweischichtigen Lage (2a) in einem Material, vorzugsweise PMMA, realisiert wird, das mit demjenigen kompatibel ist, das zum Bilden der darunter liegenden Schicht der mehrschichtigen Struktur verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorangegangen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Realisieren der Schutzschicht ein oder mehrere Kunststoffe verwendet werden, die aus folgender Liste gewählt werden: PMMA, PC, PVDF und andere fluorhaltige Polymere, PA, ABS, PS, PP-Metalle, PET, Polymere der Acrylfamilie, Verbindungen mit einem oder mehreren der vorgenannten Stoffe, Kopolymere mit einem oder mehreren der vorgenannten Materialien.
Verfahren nach dem vorangegangenen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass zum Realisieren der Schutzschicht (2a) eine Verbindung aus zwei Polymeren, vorzugsweise PVDF und PMMA, verwendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass zum Realisieren der Schutzschicht (2a) PA verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerschicht (2b) eine Einzelschicht- oder eine Zweischichtstruktur aufweist.
Verfahren nach einem der vorangegangen Ansprüche, wobei die Trägerschicht (2b) eine zweischichtigte Struktur aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die obere Schicht (2b1) der Trägerschicht (2b) in einem Material realisiert wird, das leicht an die Schutzschicht oder die Dekorationsschicht geklebt werden kann.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Trägerschicht (2b) eine zweischichtige Struktur aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die obere Schicht (2b1) der Trägerschicht (2b) durch ein Material realisiert wird, das eine Farbe aufweist.
Verfahren nach den zwei vorangegangenen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die obere Schicht (2b1) in einem gefärbten Material realisiert wird, das zum Erhöhen der Haftung der darunter liegenden Schicht der mehrschichtigen Struktur an der Schutzschicht oder der Dekorationsschicht ausgewählt wird.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Realisieren der Trägerschicht (2b) ein oder mehrere Kunststoffmaterialien verwendet werden, die aus der folgenden Liste gewählt werden: ABS, Polyolefine, insbesondere PP oder PE, PET, PC.
Verfahren nach dem vorangegangenen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass zum Realisieren der Trägerschicht (2b) PP verwendet wird.
Verfahren nach dem vorangegangenen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerschicht (2b) eine zweischichtige Struktur aufweist, wobei die obere Schicht (2b1) auf der Basis einer modifizierten, gefärbten PP-Masse und die untere Schicht (2b2) auf der Basis von nicht-modifizierten PP realisiert werden.
Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass ABS verwendet wird, um die Trägerschicht (2b) zu realisieren.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzschicht (2a) dekoriert wird.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerschicht dekoriert wird.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mehrschichtige Struktur eine Dekorationsschicht (2c) umfasst, die durch eine oder mehrere auf Wärme reagierbare Farben, vorzugsweise eine Art Acryl, gebildet wird, die auf der Schutzschicht (2a) oder der Trägerschicht (2b) vorzugsweise durch ein Druckverfahren aufgebracht wird.
Verfahren nach dem vorangegangenen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Dekorationsschicht (2c) durch ein Heliogravur-Verfahren gedruckt wird.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerschicht (2b) oder die Schutzschicht (2a) mittels aufeinanderfolgender Arbeitsgänge mit unterschiedlichen Farben zum Bilden eines Motivs gedruckt werden.
Verfahren nach dem vorangehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn die Trägerschicht (2b) aus PP gebildet ist, die letzte Farblage auf der gesamten Fläche der Trägerschicht (2b) aufgebracht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzschicht oder die Trägerschicht vor dem Druck eine Oberflächenbehandlung erfährt, die das Haften der Farbe erleichtern kann.
Mehrschichtige Struktur (2) zum Durchführen des Verfahrens nach einem der vorangegangenen Ansprüche.
Kunststoffteil, das mittels des Verfahrens realisiert ist, das in einem der Ansprüche 1 bis 28 definiert ist.