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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine laminierte Dekorationsfolie
zum Dekorieren in der Form beim Spritzgießen, ein Verfahren zum Dekorieren
in der Form beim Spritzgießen
unter Verwendung der laminierten Dekorationsfolie und ein Dekorationsformteil,
das mit der laminierten Dekorationsfolie dekoriert ist.
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Dekorationsformteile,
die durch Dekorieren der Oberflächen
von Harzformteilen gebildet werden, wurden für verschiedene Zwecke verwendet.
Verfahren zum Dekorieren in der Form beim Spritzgießen sind
z.B. in der JP 50019132B und der
JP
11091041 beschrieben. Bei einem Verfahren zum Dekorieren
in der Form beim Spritzgießen
werden Vorgänge
zum gleichzeitigen Formen eines Harzformteils und Bondieren einer
Dekorationsfolie an die Oberfläche
des Harzformteils durchgeführt,
um ein Dekorationsformteil mit einer Dekorationsoberfläche zu erzeugen.
Im Allgemeinen werden bei einem solchen Verfahren zum Dekorieren
in der Form beim Spritzgießen
Acrylharze, ABS-Harze, Polystyrolharze und dergleichen verwendet.
Eine Dekorationsfolie zum Dekorieren in der Form beim Spritzgießen besteht
aus einer Grundfolie aus einem Acrylharz, einem ABS-Harz oder einem
Polystyrolharz, und einer Musterschicht aus einer Druckfarbe oder
einem Haftmittel. Die Haftmittelschicht ist aus einem Styrolharz,
einem Acrylharz, einem Polyvinylchlorid-Acetatharz oder dergleichen
ausgebildet.
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ABS-Harze
werden allgemein zum Formen von beispielsweise Kraftfahrzeug-Innenausstattungsteilen durch
Spritzgießen
verwendet. Aufgrund der hohen Kosten von ABS-Harzen und der in neuerer Zeit zunehmenden
Bedenken bezüglich
Umweltproblemen hat der Bedarf für
eine Verwendung von Polypropylenharzen, einschließlich Propylen-Copolymeren
anstelle von ABS-Harzen zugenommen.
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Dekorationsfolien
für das
Dekorieren in der Form beim Spritzgießen, die in dem japanischen
Patent Nr. 2923281 und in der
JP
110277695 vorgeschlagen worden sind, weisen eine Haftmittelschicht
auf, die aus einem chlorierten Polypropylenharz ausgebildet ist
und an Polypropylenharzen und Polyolefinharzen haftet.
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Obwohl
ein chloriertes Polypropylenharz, das einen höheren Chlorgehalt aufweist
und mittels thermischem Bondieren an Polypropylenharze gebondet
wird, eine niedrigere Haftfestigkeit aufweist, weist das chlorierte
Polypropylenharz eine schlechte Löslichkeit und eine schlechte Verträglichkeit
auf, und eine Beschichtungsflüssigkeit
oder eine Druckfarbe aus dem chlorierten Polypropylen kann durch
Beschichten oder Aufdrucken keine Haftmittelschicht oder dergleichen
bilden, es sei denn, dass dieses nicht chloriert ist. Ein chloriertes Polypropylenharz
mit einem Chlorgehalt von 30 Gew.-% hat eine minimale Wärmebeständigkeit.
Bei einem in der Praxis durchgeführten
Verfahren zum Dekorieren in der Form beim Spritzgießen wird
die Haftfestigkeit einer Haftmittelschicht durch eine hohe Verfahrenstemperatur
vermindert. Folglich neigt eine Dekorationsfolie zum Dekorieren
in der Form beim Spritzgießen
dazu, von einem durch Spritzgießen
geformten verfestigten Harzformteil durch eine externe Kraft abgetrennt
zu werden, die darauf einwirkt, wenn ein Dekorationsformteil aus
einer Form ausgestoßen
wird. Daher müssen
Maßnahmen
ergriffen werden, um die Trennung der Dekorationsfolie von dem Harzformteil
zu verhindern.
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Wenn
eine Dekorationsfolie aus einem Acrylharz verwendet wird, das auch
als Schutzschicht für
ein Dekorationsformteil dienen kann, wird die Dekorationsfolie erwärmt und
in einem Vorformverfahren zum Vorformen der Dekorationsfolie gestreckt,
so dass sie mit der Formobfläche
einer Form übereinstimmt
und dann wird die Dekorationsfolie schnell abgekühlt. Folglich verbleibt eine
Spannung, die in der Dekorationsfolie durch Strecken induziert worden
ist, in der Dekorationsfolie und in der Dekorationsfolie wird eine
Kontraktionskraft erzeugt, wenn die Dekorationsfolie erneut auf
eine Temperatur in der Nähe
des Glasübergangspunkts
der Dekorationsfolie erhitzt wird. Folglich führt die Haftfestigkeit einer
Haftmittelschicht eines herkömmlichen
chlorierten Polypropylenharzes zu der Kontraktionskraft der Dekorationsfolie
aus dem Acrylharz, die eine Dicke im Bereich von 100 bis 200 um
bei Temperaturen von etwa 100°C
aufweist, und die Dekorationsfolie bildet Falten oder löst sich
ab. Daher ist die Wärmebeständigkeit
z.B. von Kraftfahrzeug-Innenausstattungsteilen, die mit einer Acrylharzfolie
ausgestattet sind, in einer Betriebsumgebung nicht zufrieden stellend.
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Das
europäische
Patent
EP 385887 beschreibt
eine Dekorationsfolie zum Dekorieren in der Form beim Spritzgießen, die
an ein spritzgegossenes Harzformteil haftbondiert werden soll, die
eine Grundfolie und eine auf einer Oberfläche der Grundfolie ausgebildete
Harzschicht umfasst, die mit dem spritzgegossenen Harzformteil in
Kontakt gebracht werden soll, und die ein Acryl-modifiziertes Ethylenharz
enthält.
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Demgemäß ist es
eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Dekorationsfolie zum
Dekorieren in der Form beim Spritzgießen bereitzustellen, die in
einem heißen
Zustand (beim Dekorieren in der Form beim Spritzgießen und
in Anwendungsprodukten) zufrieden stellend an Harzformteilen haften
kann, insbesondere an Polyolefinharzformteilen, an denen die meisten
Dekorationsfolien nur schwer haften. Eine weitere Aufgabe ist die
Bereitstellung eines Verfahrens zum Dekorieren in der Form beim
Spritzgießen,
das eine Dekorationsfolie an ein Harzformteil, insbesondere an ein
Polyolefinharz, mit einer zufrieden stellenden festen Haftung in einem
heißen
Zustand haftbondieren kann, und die Bereitstellung eines Dekorationsformteils.
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Die
Harzschicht aus einem Acryl-modifizierten Polyolefinharz als Haftmittel
zum Bondieren der Dekorationsfolie an ein spritzgegossenes Formteil
bondiert die Dekorationsfolie mit einer zufrieden stellenden Haftung
in einem heißen
Zustand während
des Dekorierens in der Form beim Spritzgießen zur Bildung eines spritzgegossenen
Dekorationsformteils, und während
des Gebrauchs des spritzgegossenen Dekorationsformteils an das spritzgegossene
Formteil aus einem Polyolefinharz, mit dem die meisten Dekorationsfolien
nur schwer bondiert werden können.
Das erfindungsgemäße spritzgegossene
Harzformteil kann aus einem billigen Polyolefinharz hergestellt
werden, wie z.B. aus einem Polypropylenharz.
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Erfindungsgemäß ist das
Acryl-modifizierte Polyolefinharz ein Harz, das durch Pfropfcopolymerisieren mindestens
eines Acrylmonomers und/oder eines Acrylvorpolymers auf die Hauptketten
eines Polypropylenharzes zusammengesetzt ist.
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Die
Haftung in einem heißen
Zustand kann besser sichergestellt werden, wenn das spritzgegossene Harzformteil
aus einem Polyolefinharz hergestellt ist, wie z.B. aus einem Polypropylenharz.
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In
der erfindungsgemäßen Dekorationsfolie
zum Dekorieren in der Form beim Spritzgießen ist die ein Acryl-modifiziertes
Polyolefinharz enthaltende Harzschicht eine Haftschicht, die dazu
fähig ist,
an dem spritzgegossenen Harzformteil zu haften.
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In
der erfindungsgemäßen Dekorationsfolie
zum Dekorieren in der Form beim Spritzgießen ist eine Dekorationsschicht
zwischen der Grundfolie und der Haftschicht angeordnet.
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In
der erfindungsgemäßen Dekorationsfolie
zum Dekorieren in der Form beim Spritzgießen ist eine Dekorationsschicht
auf einer Oberfläche
der Grundfolie gebildet, die nicht mit der Haftschicht beschichtet
ist.
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In
der erfindungsgemäßen Dekorationsfolie
zum Dekorieren in der Form beim Spritzgießen enthält die Dekorationsschicht ein
Bindemittelharz und mindestens entweder ein Acrylharz, das in dem
Bindemittelharz enthalten ist, oder ein Polyvinylchlorid-Acetatharz.
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Da
die Grundfolie, die Dekorationsfolie und die Haftschicht jeweils
aus spezifischen Harzen ausgebildet sind, ist die Haftung zwischen
den Komponentenschichten der Dekorationsfolie sowie die Haftung
in einem heißen
Zustand zufrieden stellend. Die Verwendung einer transparenten Folie
als Grundfolie ergibt einen hervorragenden Beschichtungseffekt.
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In
der erfindungsgemäßen Dekorationsfolie
zum Dekorieren in der Form beim Spritzgießen ist eine Grundierschicht
zwischen der Dekorationsschicht und der Haftschicht angeordnet.
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In
der erfindungsgemäßen Dekorationsfolie
zum Dekorieren in der Form beim Spritzgießen enthält die Grundierschicht entweder
ein Acrylharz oder ein Polyvinylchlorid-Acetatharz oder sowohl das
Acrylharz als auch das Polyvinylchlorid-Acetatharz.
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Die
Haftung zwischen der Dekorationsschicht und der Haftschicht kann
durch Ausbilden der Grundierschicht aus einem spezifischen Harz
zwischen der Dekorationsschicht und der Haftschicht verstärkt werden und
die Haftung der Komponentenschichten der Dekorationsfolie zum Dekorieren
in der Form beim Spritzgießen
in einem heißen
Zustand kann besser sichergestellt werden.
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Erfindungsgemäß umfasst
ein Dekorationsformteil eine Dekorationsfolie zum Dekorieren in
der Form beim Spritzgießen,
die eine Grundfolie und eine Harzschicht aufweist, die auf einer
Oberfläche
der Grundfolie gebildet ist und ein Acryl-modifiziertes Polyolefinharz
enthält,
und ein spritzgegossenes Harzformteil, an dem die ein Acryl-modifiziertes
Polyolefinharz enthaltende Harzschicht haftet.
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Die
Haftung zwischen der Dekorationsfolie zum Dekorieren in der Form
beim Spritzgießen
und dem Harzformteil in einem heißen Zustand ist zufrieden stellend
und die Effekte der vorstehend genannten Dekorationsfolien zum Dekorieren
in der Form beim Spritzgießen
stehen zur Verfügung.
Da die Haftung zwischen den Komponentenschichten des Dekorationsformteils
in einem heißen
Zustand hoch ist, kann das Dekorationsformteil auf Kraftfahrzeug-Innenausstattungsteile
angewandt werden. Das Harzformteil kann aus einem billigen Polyolefinharz
hergestellt werden, wie z.B. aus einem Polypropylenharz.
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Erfindungsgemäß umfasst
das Verfahren zum Dekorieren in der Form beim Spritzgießen die
Schritte des Herstellens einer Dekorationsfolie zum Dekorieren in
der Form beim Spritzgießen,
welche eine Grundfolie und eine Harzschicht beinhaltet, die auf
einer Oberfläche
der Grundfolie gebildet ist, die in Kontakt mit einem spritzgegossenen
Harzformteil gebracht werden soll und ein Acryl-modifiziertes Polyolefinharz
enthält,
des Einbringens der Dekorationsfolie in einen Raum zwischen einem
Formpaar in einem offenen Zustand, des Festklammerns des Formpaares,
des Spritzens eines Spritzgießharzes
in einen durch das Formpaar gebildeten Hohlraum derart, dass das
Spritzgießharz
mit der ein Acryl-modifiziertes Polyolefinharz enthaltenden Harzschicht
in Kontakt kommt, des Verfestigens des in den Hohlraum gespritzten
Spritzgießharzes
in ein spritzgegossenes Harzformteil und des Haftbondierens der
Dekorationsfolie zum Dekorieren in der Form beim Spritzgießen an die
Oberfläche
des spritzgegossenen Harzformteils, um ein Dekorationsformteil zu
bilden, welches aus der Dekorationsfolie zum Dekorieren in der Form
beim Spritzgießen
und dem spritzgegossenen Harzformteil gebildet ist, und des Trennens
des Formpaares und des Herausnehmens des Dekorationsformteils aus dem
Formpaar.
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Da
die Dekorationsfolie zum Dekorieren in der Form beim Spritzgießen zum
Formen verwendet wird, kann ein Dekorationsformteil, welches das
spritzgegossene Formteil aus einem billigen Polyolefinharz aufweist,
erzeugt werden, und die Dekorationsfolie des Dekorationsformteils
weist in einem heißen
Zustand eine zufrieden stellende Haftung an dem spritzgegossenen
Harzformteil auf. Die Verwendung einer Acrylharzfolie als Grundfolie
ermöglicht
die Bildung eines Dekorationsformteils, das einen hervorragenden
Beschichtungseffekt aufweist.
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Die 1(A), 1(B), 1(C) und 1(D) sind
Schnittansichten von Dekorationsfolien in bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsformen
für das
Dekorieren in der Form beim Spritzgießen,
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die 2 ist
eine Schnittansicht eines Dekorationsformteils in einer bevorzugten
erfindungsgemäßen Ausführungsform,
und
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die 3(A) und 3(B) sind
typische Ansichten, die der Erläuterung
eines Verfahrens zum Dekorieren in der Form beim Spritzgießen in einer
bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform
dienen.
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Nachstehend
werden bevorzugte erfindungsgemäße Ausführungsformen
unter Bezugnahme auf die beigefügten
Zeichnungen beschrieben. Die 1(A), 1(B), 1(C) und 1(D) sind Schnittansichten von Dekorationsfolien
in bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsformen
für das
Dekorieren in der Form beim Spritzgießen, die 2 ist
eine Schnittansicht eines Dekorationsformteils in einer bevorzugten
erfindungsgemäßen Ausführungsform,
und die 3(A) und 3(B) sind
typische Ansichten, die der Erläuterung eines
Verfahrens zum Dekorieren in der Form beim Spritzgießen in einer
bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform
dienen.
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Dekorationsfolien
für das
Dekorieren in der Form beim Spritzgießen
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Eine
erfindungsgemäße Dekorationsfolie
für das
Dekorieren in der Form beim Spritzgießen weist eine Harzschicht
auf, die ein Acryl-modifiziertes Polyolefinharz enthält, das
mit einem spritzgegossenen Harzformteil in Kontakt gebracht werden
soll. Beispielsweise weist eine Dekorationsfolie S zum Dekorieren
in der Form beim Spritzgießen,
die in der 1(A) gezeigt ist, eine Grundfolie 1 und
eine auf einer Oberfläche
der Grundfolie 1 ausgebildete Haftschicht 2 auf,
die mit einem spritzgegossenen Harzformteil in Kontakt gebracht
werden soll. Die Haftschicht 2 enthält ein Acryl-modifiziertes
Polyolefinharz. Vorzugsweise ist das Acryl-modifizierte Polyolefinharz z.B. ein
Harz, das durch Pfropfcopolymerisieren eines Acrylmonomers und/oder
eines Acrylvorpolymers auf die Hauptketten eines Polypropylenharzes
zusammengesetzt ist.
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Die 1(B) und 1(C) zeigen
Dekorationsfolien S zum Dekorieren in der Form beim Spritzgießen in anderen
erfindungsgemäßen Ausführungsformen.
Die in der 1(B) gezeigte Dekorationsfolie
S weist eine Grundfolie 1A aus einem Acrylharz, eine Dekorationsschicht 3 aus
einem Material, das durch Mischen eines Bindemittels, d.h. eines
Harzes, und entweder eines Acrylharzes oder eines Polyvinylchlorid-Acetatharzes
oder sowohl des Acrylharzes als auch des Polyvinylchlorid-Acetatharzes
hergestellt wird, und eine Haftschicht 2 auf, die ein Acryl-modifiziertes
Polyolefinharz enthält.
Die Grundfolie 1A, die Dekorationsschicht 3 und
die Haftschicht 2 sind in dieser Reihenfolge überlagert
und laminiert. Die in der 1(C) gezeigte
Dekorationsfolie S für
das Dekorieren in der Form beim Spritzgießen weist zusätzlich zu
den Schichten der in der 1(B) gezeigten
Dekorationsfolie eine Grundierschicht 4 auf, die zwischen
der Dekorationsschicht 3 und der Haftschicht 2 angeordnet
ist und die entweder ein Acrylharz oder ein Polyvinylchlorid-Acetatharz
oder sowohl das Acrylharz als auch das Polyvinylchlorid-Acetatharz
enthält.
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In
den in den 1(B) und 1(C) gezeigten
Dekorationsfolien S sind die Grundfolien 1A transparente
Folien, durch welche die Dekorationsschichten 3 sichtbar
sind.
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Die
in den 1(A) bis 1(C) gezeigten
Dekorationsfolien S sind nur Beispiele von erfindungsgemäßen Dekorationsfolien
zum Dekorieren in der Form beim Spritzgießen und die vorliegende Erfindung
ist in ihrer praktischen Anwendung nicht darauf beschränkt. Beispielsweise
weist eine Dekorationsfolie S in einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform,
die in der 1(D) gezeigt ist, nur eine Grundfolie 1A und eine
Dekorationsfolie 3 auf, die an die Rückfläche der Grundfolie 1A bondiert
ist und die Dekorationsschicht 3 enthält ein Acryl-modifiziertes Polyolefinharz
als Druckfarbenbindemittel.
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Grundfolie
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Eine
formbare Harzfolie besteht typischerweise aus der Grundfolie 1.
Wenn die Dekorationsfolie an einen flachen Teil eines flachen Formteils
gebondet werden soll, dann ist die Formbarkeit nicht notwendigerweise
eine essentielle Eigenschaft der Dekorationsfolie. Wenn ein Formteil,
an das die Dekorationsfolie gebondet werden soll, eine unregelmäßige Oberfläche aufweist
und die Dekorationsfolie durch ein Verfahren zum Dekorieren in der
Form beim Spritzgießen
gedehnt und an die unregelmäßige Oberfläche gebondet
werden soll, dann ist die Formbarkeit eine essentielle Eigenschaft
der Dekorationsfolie. Wenn eine Schicht, die sichtbar sein soll,
wie z.B. die Dekorationsschicht 3, an die Innenfläche, d.h.
eine Oberfläche,
die auf das Formteil gerichtet ist, der Grundfolie 1 gebondet
werden soll, dann wird die Grundfolie 1 aus einem transparenten
Material ausgebildet. Bei einer Dekorationsfolie, die keine Dekorationsschicht
aufweist, die auf der Innenfläche
der Grundfolie 1 sichtbar sein soll, oder bei einer Dekorationsfolie,
welche die Dekorationsschicht 3 auf der Außenfläche der
Grundfolie aufweist, kann die Grundfolie 1 eine lichtundurchlässige Folie
sein (gefärbt
oder nicht gefärbt).
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Geeignete
Materialien zur Bildung der Grundfolie 1 sind z.B. Polyolefinharze,
einschließlich
Polyethylenharze, Polypropylenharze, Polybutenharze, Poly(methylpenten)harze,
Ethylen-Propylen-Copolymere, Ethylen-Propylen-Buten-Copolymere
und thermoplastische Olefinelastomere, Polyesterharze, einschließlich Polyethylenterephthalatharze,
Polybutylenterephthalatharze, Ethylenterephthalat-Isophthalat-Copolymere und
thermoplastische Polyesterelastomere, Polyamidharze, einschließlich Nylon,
Fluoridharze, einschließlich Polyvinylfluorid oder
Polyvinylidenfluorid, Acrylharze, Vinylchloridharze, ABS-Harze (Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymere),
AS-Harze (Acrylnitril-Styrol-Copolymere), Polycarbonatharze, Urethanharze
und andere thermoplastische Elastomere. Die Grundfolie 1 ist
eine Einschicht-Folie aus einem der vorstehend genannten Harze oder
es kann sich um eine laminierte Folie mit Schichten handeln, die
jeweils aus verschiedenen Materialien ausgebildet sind, wie z.B.
die Schichten 11 und 12. Es kann eine harzgetränkte Folie
bzw. Lage, die durch Tränken
eines Stoffs wie z.B. eines Vlieses oder eines gewebten Stoffs mit
einem Harz gebildet wird, oder eine laminierte Folie verwendet werden,
die durch Laminieren der harzgetränkten Folie bzw. Lage und einer
Harzfolie gebildet wird, mit der Maßgabe, dass die harzgetränkte Folie
bzw. Lage oder die laminierte Folie eine zufrieden stellende Formbarkeit
aufweist.
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Acrylharze,
die zur Bildung der Grundfolie 1A geeignet sind, umfassen
z.B. Polymethyl(meth)acrylatharze, Polymethyl(meth)acrylatharze,
Polybutyl(meth)acrylatharze, Methyl(meth)acrylat-Butyl(meth)acrylat-Copolymere,
Methyl(meth)acrylat-Butyl(meth)acrylat-Copolymere und Methyl(meth)acrylat-Styrol-Copolymere.
Bei den vorstehenden Bezeichnungen der Acrylharze steht "(Meth)acrylat" für ein Acrylat
oder Methacrylat. Die Grundfolie 1A kann eine einzelne
Schicht aus einem dieser Acrylharze, eine einzelne Schicht aus einem
Gemisch aus einigen dieser Acrylharze, eine laminierte Folie aus den
beiden Schichten 11 und 12 oder eine laminierte
Folie aus drei oder mehr Schichten sein. Die Grundfolie kann eine
transparente farblose Folie oder eine transparente gefärbte Folie
sein.
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Die
aus einem transparenten Acrylharz gebildete Grundfolie 1A weist
eine hervorragende Klarheit und einen hervorragenden Beschichtungseffekt
auf. Die Grundfolie 1A weist eine zufrieden stellende Wetterbeständigkeit
und Abriebbeständigkeit
auf.
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Gegebenenfalls
kann den Grundfolien 1 und 1A zur Einstellung
der physikalischen Eigenschaften ein Gleitmittel, wie z.B. ein Polyethylenwachs
oder ein Paraffinwachs, Teilchen aus einem reibungsmindernden Material,
wie z.B. Siliziumdioxid, kugelförmiges α-Aluminiumoxid
oder flockenförmiges α-Aluminiumoxid,
ein Ultraviolettabsorptionsmittel, wie z.B. Benzotriazol, Benzophenon
oder teilchenförmiges
Ceroxid, ein Lichtstabilisator, wie z.B. ein gehindertes Amin-Radikalfänger oder
Zusätze
wie z.B. einen Füllstoff
wie Teilchen aus Calciumcarbonat, Bariumsulfat oder Aluminiumoxid,
einen Weichmacher, einen Stabilisator und ein Farbgebungsmaterial
zugesetzt werden. Wenn die Grundfolie 1A aus einem Acrylharz
ausgebildet ist, dann müssen die
Zusätze
dem Acrylharz so zugesetzt werden, dass die Klarheit der Grundfolie 1A nicht
beeinträchtigt
wird.
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Obwohl
keine speziellen Bedingungen vorliegen müssen, liegt die Dicke der Grundfolien 1 und 1A im Allgemeinen
im Bereich von etwa 30 bis etwa 500 μm. Beispielsweise liegt die
Dicke der Grundfolie 1A aus einem Acrylharz im Allgemeinen
im Bereich von etwa 50 bis etwa 250 μm. Wenn die Dicke der Grundfolie
in einem solchen Bereich liegt, dann kann die Haftschicht, die im
heißen
Zustand eine starke Haftung aufweist, die Trennung der Dekorationsfolie
von einem Harzformteil aufgrund des Effekts der Restspannung, die
in der Grundfolie nach dem Erhitzen verbleibt, verhindern.
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Haftschicht
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Die
Haftschicht 2 ist auf einer Oberfläche der Grundfolie ausgebildet
und auf das spritzgegossene Harzformteil gerichtet. Die Haftschicht 2 enthält ein Acryl-modifiziertes
Polyolefinharz. Das Problem, dass die Haftung einer Haftschicht
eines chlorierten Polypropylenharzes im heißen Zustand nicht zufrieden
stellend ist (beim Dekorieren in der Form beim Spritzgießen und
bei der Verwendung der Produkte), kann durch die Haftschicht 2 gelöst werden,
die das Acryl-modifizierte Polyolefinharz enthält. Daher kann das Dekorationsformteil für Anwendungen
eingesetzt werden, die eine Wärmebeständigkeit
erfordern, wie z.B. für
Kraftfahrzeug-Innenausstattungsteile. Die Haftung der Haftschicht 2 im
heißen
Zustand ist bei Harzformteilen effektiv, die aus Polyolefinharzen
ausgebildet sind, an welchen die meisten Dekorationsfolien nur schwer
haften.
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Grundsätzlich gibt
es keine speziellen Bedingungen für das Acryl-modifizierte Polyolefinharz,
mit der Maßgabe,
dass das Acryl-modifizierte Polyolefinharz durch Modifizieren eines
Polyolefinharzes mit einem Acrylmonomer (oder mit einem Acrylvorpolymer,
das durch geeignetes Polymerisieren des Acrylmonomers hergestellt
wird) erzeugt wird. Vorzugsweise ist das Harz, das durch Pfropfcopolymerisieren
mindestens eines Acrylmonomers und/oder eines Acrylvorpolymers auf
die Hauptketten eines Polypropylenharzes erzeugt wird, ein Harz,
das bezüglich
der Haftung in einem heißen
Zustand, des Beschichtungsvermögens
und des Druckvermögens
zufrieden stellend ist.
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Ein
Monomer oder ein Vorpolymer eines organischen Materials, das von
Acrylharzen verschieden ist, kann zur Einstellung der physikalischen
Eigenschaften, wie z.B. der Wärmebeständigkeit,
zusätzlich
auf die Hauptketten des Polypropylenharzes pfropfcopolymerisiert werden,
und Chloratome können
dem Polypropylenharz in einem Ausmaß hinzugefügt werden, welches die Haftung
im heißen
Zustand nicht vermindert.
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Harze,
die als Polyolefinharz des Acryl-modifizierten Polyolefinharzes
möglich
sind, umfassen z.B. Polypropylenharze, Polyethylenharze, Polybutenharze,
Polymethylpentenharze, Ethylen-Propylen-Copolymere, Ethylen-Propylen-Buten-Copolymere
und Ethylen-Propylen-Hexen-Copolymere.
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Acrylmonomere,
die zur Modifizierung des Polyolefinharzes geeignet sind, sind Alkyl(meth)acrylatmonomere,
einschließlich
Methyl(meth)acrylatmonomere, Ethyl(meth)acrylatmonomere, n-Propyl(meth)acrylatmonomere,
Isopropyl(meth)acrylatmonomere, n-Butyl(meth)acrylatmonomere, Isobutyl(meth)acrylatmonomere,
Octyl(meth)acrylatmonomere, Ethylhexyl(meth)acrylatmonomere, 2-Hydroxyethyl(meth)acrylatmonomere und
2-Hydroxy-3-phenoxypropyl(meth)acrylatmonomere.
Mögliche
Acrylvorpolymere sind Copolymere, einschließlich diejenigen aus Acrylmonomeren
und diejenigen aus einem Acrylmonomer und einem Monomer, das von
dem Acrylmonomer verschieden ist.
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Das
Acryl-modifizierte Polyolefinharz kann z.B. durch Lösen eines
Polyolefinharzes in einem geeigneten Lösungsmittel oder Quellen lassen
eines Polyolefinharzes mit einem geeigneten Lösungsmittel und Zusetzen eines
Radikalpolymerisationsstarters und eines Acrylmonomers oder eines
Acrylvorpolymers zu dem gelösten
oder gequollenen Polyolefinharz, um die Monomere oder die Vorpolymere
auf die Hauptketten des Polyolefinharzes zu pfropfen, erzeugt werden.
Das Lösungsmittel
kann z.B. ein Kohlenwasserstoff, Chlorbenzol, Anisol, Cyclohexan
oder Naphtha sein. Der Radikalpolymerisationsstarter kann z.B. Benzoylperoxid,
Di-t-butylperoxid
oder Azobisisobutyronitril sein.
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Das
durch Modifizieren eines Polyolefinharzes mit einem Acrylmonomer
oder einem Acrylvorpolymer erzeugte Acryl-modifizierte Polyolefinharz
ist in einem organischen Lösungsmittel
löslich
und weist ein Beschichtungs- und Druckvermögen auf. Das Acryl-modifizierte
Polyolefinharz wird in Form einer Beschichtungsflüssigkeit
oder einer Druckfarbe verwendet. Eine Schicht des Acryl-modifizierten
Polyolefinharzes wird mit einem bekannten Beschichtungs- oder Druckverfahren
gebildet, wenn das Acryl-modifizierte Polyolefinharz in einem organischen
Lösungsmittel
gelöst
ist, oder mit einem anderen Schichtbildungsverfahren, wie z.B. einem Schmelzbeschichtungsverfahren.
Die Haftschicht kann durch Formen einer Harzfolie mit einem T-Düsen-Extrusionsverfahren
und Bonden der Harzfolie an die Grundfolie durch ein Trockenlaminierungsverfahren
unter Verwendung eines Haftmittels wie z.B. eines Zweikomponenten-Urethanhaftmittels
geformt werden. Eine Folie aus dem Acryl-modifizierten Polyolefinharz
kann als Grundfolie verwendet werden.
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Die
Dicke der Haftschicht kann im Bereich von etwa 0,5 bis etwa 100 μm liegen.
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Gegebenenfalls
können
dem Material, das die Haftschicht bildet, Hilfszusätze wie
z.B. Calciumcarbonat, Bariumsulfat und Siliziumdioxid zugesetzt
werden, um die physikalischen Eigenschaften einschließlich des
Druck- oder Beschichtungsvermögens
des Materials einzustellen und zu verbessern.
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Dekorationsschicht
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Typischerweise
weist die Dekorationsschicht 3 ein Bild aus einem Muster
und Zeichen auf. Das Bild kann aus einem optionalen Muster bestehen,
wie z.B. der Maserung von Holz, der Maserung von Stein, der Textur
eines Stoffs, einem matten Muster, einem geometrischen Muster, aus
Zeichen oder einem festen Muster.
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Die
Dekorationsschicht 3 kann, wenn die Anwendung es erfordert,
eine Metallpapierfolie sein, die durch Beschichten einer Harzfolie
mit Aluminium oder dergleichen mit einem Dampfabscheidungsverfahren gebildet
wird. Wenn die Grundfolie 1A aus einem Acrylharz ausgebildet
ist, dann ist es im Hinblick auf die Haftung an der Grundfolie 1A oder
der Haftschicht 2 bevorzugt, die Dekorationsfolie aus einem
spezifischen Harz auszubilden, das als Bindemittel dienen kann.
Das spezifische Harz enthält
mindestens eines des Acrylmodifizierten Polyolefinharzes und eines
Polyvinylchlorid-Acetatharzes, um eine zufrieden stellende interlaminare Haftung
sicherzustellen. Diese Harze werden einzeln oder kombiniert als
Bindemittel verwendet. Das Material, das die Dekorationsschicht 3 bildet,
kann Harze, die von den vorstehend genannten Harzen verschieden
sind, als Zusätze
zur Einstellung von physikalischen Eigenschaften enthalten. Mögliche Harze
als Zusätze
sind z.B. chlorierte Polyolefinharze, einschließlich thermoplastische Polyesterharze,
thermoplastische Urethanharze, chlorierte Polyethylenharze und chlorierte
Polypropylenharze.
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Gewöhnlich wird
die Dekorationsschicht 3 durch ein bekanntes Druckverfahren,
wie z.B. durch ein Tiefdruckverfahren, oder ein bekanntes Beschichtungsverfahren
gebildet, wie z.B. durch ein Tiefdruckbeschichtungsverfahren unter
Verwendung einer Druckfarbe oder eines Beschichtungsmaterials, welches)
das vorstehend genannte Harz als Bindemittel und ein Farbgebungsmaterial
enthält.
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Das
Acrylharz kann zusätzlich
zu den vorstehend im Zusammenhang mit der Beschreibung der Grundfolie
genannten Materialien ein Acrylpolyolharz sein, das durch die Copolymerisation
eines von Alkylester(meth)acrylatharzen, einschließlich Methyl(meth)acrylat-harzen,
Ethyl(meth)acrylatharzen, Butyl(meth)acrylatharzen, 2-Ethylhexyl(meth)acrylathar-zen
und Octyl(meth)acrylatharzen, und eines von Ester(meth)acrylatharzen
mit Hydroxyl-gruppen, einschließlich
2-Hydroxyethyl(meth)acrylatharzen, 2-Hydroxybutyl(meth)acrylathar-zen
und 2-Hydroxy-3-phenoxypropyl(meth)acrylatharzen, erhalten wird.
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Das
Polyvinylchlorid-Acetatharz hat einen Vinylacetatgehalt im Bereich
von etwa 5 bis etwa 20 Gew.-% und einen mittleren Polymerisationsgrad
im Bereich von etwa 350 bis etwa 900. Das Polyvinylchlorid-Acetatharz
kann ein Polyvinylchlorid-Acetatharz (Bipolymer) sein, oder gegebenenfalls
kann ein Terpolymer verwendet werden, das durch die Copolymerisation
eines Polyvinylchlorid-Acetatharzes und einer Carbonsäure erzeugt
wird, wie z.B. Maleinsäure,
Fumarsäure
oder (Meth)acrylsäure.
Wenn ein Gemisch aus einem Acrylharz und einem Polyvinylchlorid-Acetatharz
verwendet wird, dann liegt das Acrylharz/Polyvinylchlorid-Acetatharz-Mischungsverhältnis im
Bereich von etwa 1/9 bis etwa 9/1 (Gewichtsverhältnis).
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Wenn
die Dekorationsschicht, die das Acryl-modifizierte Polyolefinharz
als Bindemittel enthält,
eine feste Schicht ist, kann diese auch als Haftschicht verwendet
werden.
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Das
Farbgebungsmaterial ist z.B. ein anorganisches Pigment, wie z.B.
Titanweiß,
Zinkweiß,
Ruß, Eisenschwarz,
rotes Eisenoxid, Cadmiumrot, Ultzamarin, Cobaltblau, Chromgelb oder
Titangelb, ein organisches Pigment, wie z.B. Phthalocyaninblau,
Indanthrenblau, Isoindolinongelb, Chinacridonrot oder Perylenrot, ein
Metallpigment, wie z.B. Aluminiumpulver, Messingpulver, Aluminiumflocken
oder Messingflocken, ein perlmuttglänzendes Pigment (perlmuttfarbenes
Pigment), wie z.B. Glimmerpulver oder mit Titandioxid beschichtete
Flocken, oder ein Farbstoff.
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In
den meisten Fällen
ist die Dekorationsschicht 3 auf der Innenfläche (der
Oberfläche,
die auf das Harzformteil gerichtet ist) der Grundfolie 1A ausgebildet,
wie es in den 1(B) und 1(C) gezeigt
ist. Die Dekorationsfolie 3 kann jedoch auf der Außenfläche (der
Oberfläche,
die nicht auf das Harzformteil gerichtet ist) der Grundfolien 1A und 1 ausgebildet
sein.
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Beispielsweise
kann die Dekorationsschicht 3 auf der Außenfläche der
Grundfolie 1 der in der 1(A) gezeigten
Dekorationsfolie S ausgebildet sein.
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Grundierschicht
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Es
ist bevorzugt, die Grundierschicht 4 zwischen der Dekorationsschicht 3 und
der Haftschicht 2 auszubilden, wie es in der 1(C) gezeigt ist, wenn es erwünscht ist, die Haftung zwischen
der Dekorationsschicht 3 und der Haftschicht 2 zu
verstärken,
obwohl dies nicht unbedingt notwendig ist. Es ist bevorzugt, die Dekorationsfolie
S mit der Grundierschicht 4 bereitzustellen, wenn z.B.
die Haftung mit dem Harzformteil bei der Auswahl des Acrylmodifizierten
Polyolefinharzes, das die Haftschicht bildet, wichtig ist, und die
Haftung zwischen der Dekorationsschicht und der Haftschicht unzureichend
ist. Grundsätzlich
gibt es keine speziellen Bedingungen für ein Harz zur Bildung der
Grundierschicht 4 und ein geeignetes Harz zur Bildung der
Grundierschicht 4 kann unter Berücksichtigung der Eigenschaften
der Dekorationsschicht und der Haftschicht ausgewählt werden.
Beispielsweise ist die Grundierschicht 4 aus einem Urethanharz
oder einem beliebigen anderen geeigneten Harz ausgebildet. Wenn
die Dekorationsschicht aus dem spezifischen Harz, wie es vorstehend genannt
worden ist, ausgebildet wird, dann ist es bezüglich der interlaminaren Haftung
bevorzugt, eines oder einige der Acrylharze, der vorstehend genannten
Acryl-modifizierten Polyolefinharze oder der vorstehend genannten
Polyvinylchlorid-Acetatharze zu verwenden. Diese Harze sind mit
den spezifischen Harzen zur Bildung der Dekorationsschicht identisch
und somit wird eine weitere Beschreibung derselben weggelassen.
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Die
Grundierschicht kann aus einer Druckfarbe oder einer Beschichtungsflüssigkeit
aus dem vorstehend genannten Harz mit einem bekannten Druck- oder
Beschichtungsverfahren ausgebildet werden. Die Dicke der Grundierschicht
liegt im Bereich von etwa 1 bis etwa 10 μm.
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Obwohl
die Grundierschicht 4 eine leicht zu bondierende Schicht
ist, kann die Grundierschicht 4 zwischen anderen Schichten
ausgebildet werden, z.B. zwischen der Grundfolie und der Dekorationsschicht.
Die Grundierschicht kann aus dem vorstehend genannten spezifischen
Harz oder aus einem anderen Harz ausgebildet sein, das zur Verwendung
in Kombination mit den angrenzenden Schichten geeignet ist.
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Dekorationsformteil
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Das
erfindungsgemäße Dekorationsformteil
wird durch Bonden der Dekorationsfolie zum Dekorieren in der Form
beim Spritzgießen
an ein Formteil aus einem Polyolefinharz durch eine Haftschicht
ausgebildet, die ein Acryl-modifiziertes Polyolefinharz enthält. Es ist
bevorzugt, das Formteil aus einem Polyolefinharz auszubilden, um
in einem heißen
Zustand eine starke Haftung zwischen den Komponentenschichten der
Dekorationsfolie zum Dekorieren in der Form beim Spritzgießen sicherzustellen.
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Die 2 zeigt
ein Dekorationsformteil P in einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform in
einer Schnittansicht. Das Dekorationsformteil P weist ein Harzformteil 5,
das aus einem Polyolefinharz ausgebildet ist, und eine Dekorationsfolie
S zum Dekorieren in der Form beim Spritzgießen auf, die eine Haftschicht 2,
welche ein Acryl-modifiziertes Polyolefinharz umfasst, eine Dekorationsschicht 3 aus
einem Gemisch aus einem Bindemittel und mindestens entweder einem
Acrylharz oder einem Polyvinylchlorid-Acetatharz, und eine Grundfolie 1A aus
einem Acrylharz umfasst. Die Dekorationsfolie S, welche die Haftschicht 2, die
Dekorationsschicht 3 und die Grundfolie 1A umfasst,
wird mit einem Verfahren zum Dekorieren in der Form beim Spritzgießen an das
Harzformteil 5 gebondet.
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Mögliche Polyolefinharze
zur Bildung des Harzformteils 5 sind z.B. Polyethylenharze,
Polypropylenharze, Polybutenharze, Poly(methylpenten)harze, Ethylen-Propylen-Copolymere,
Ethylen-Propylen-Buten-Terpolymere, thermoplastische Olefinelastomere
und Gemische thermoplastischer Olefinelastomere.
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Es
ist bevorzugt, dem Polyolefinharz, welches das Formteil 5 bildet,
einen Ethylen-Propylen-Kautschuk
(EPR) zuzusetzen, um die Haftung zwischen der Dekorationsfolie S
und dem Formteil 5 zu verstärken. Der Ethylen-Propylen-Kautschuk
ist ein Ethylen-Propylen-Copolymer,
bei dem es sich um ein amorphes statistisches Copolymer handelt.
Das EPR kann ein reines Ethylen-Propylen-Copolymer oder ein Ethylen-Propylen-Dien-Terpolymer
(EPDM) sein. Es ist im Hinblick auf die Verbesserung des Haftvermögens und
die Aufrechterhaltung der Steifigkeit bevorzugt, 1 bis 40 Gewichtsteile
EPR 100 Gewichtsteilen des Polyolefinharzes zuzusetzen. Zur Bildung
des Harzformteils können
Acrylharze sowie Polyolefinharze verwendet werden.
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Dem
Harz zum Spritzgießen
kann ein Farbgebungsmaterial zugesetzt werden, um ein gefärbtes Harz zu
erhalten, das den Anforderungen einer Anwendung entspricht. Die
bekannten Farbgebungsmaterialien, die vorstehend im Zusammenhang
mit der Beschreibung der Mate rialien für die Dekorationsschicht genannt
worden sind, können
verwendet werden. Dem Harz zum Spritzgießen werden gegebenenfalls verschiedene
bekannte Zusätze
zugesetzt, einschließlich
Pulver aus anorganischen Materialien, wie z.B. Siliziumdioxid, Aluminiumoxid,
Calciumcarbonat und Aluminiumhydroxid, Füllstoffe, wie z.B. Glasfasern,
Stabilisatoren und Gleitmittel.
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Gewöhnlich ist
das Dekorationsformteil P ein fester Körper mit einer nicht-flachen
Oberfläche,
an welche die Dekorationsfolie S gebondet wird. Das erfindungsgemäße Dekorationsformteil
P kann ein fester Körper mit
einer flachen Oberfläche,
an welche die Dekorationsfolie S gebondet wird, und anderen, nicht-flachen Oberflächen, und
ein plattenförmiger
Körper
mit einer flachen Oberfläche
sein, an welche die Dekorationsfolie S gebondet wird.
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Die
Verwendung der erfindungsgemäßen Dekorationsfolie
S zum Dekorieren in der Form beim Spritzgießen ist eine essentielle Bedingung
zum Formen des erfindungsgemäßen Dekorationsformteils
P. Die Dekorationsfolie S zum Dekorieren in der Form beim Spritzgießen wird
durch ein Verfahren zum Dekorieren in der Form beim Spritzgießen an das
Harzformteil 5 gebondet, das später beschrieben wird. Das Verfahren
zur Bildung des erfindungsgemäßen Dekorationsformteils
ist jedoch nicht notwendigerweise auf das Verfahren zum Dekorieren
in der Form beim Spritzgießen
beschränkt.
Abhängig
von der Form einer Oberfläche
eines Harzformteils, an das die Dekorationsfolie gebondet werden
soll, und von der verfügbaren
Herstellungsausrüstung kann
ein beliebiges geeignetes Formverfahren verwendet werden. Beispielsweise
kann ein Vakuumform- und Bondingverfahren, wie z.B. ein Überlagerungsverfahren,
das in der JP-B Nr. Sho 56-45768 beschrieben ist, oder ein Vakuumpressverfahren
verwendet werden, das in der JP-B Nr. Sho 60-58014 beschrieben ist.
Selbstverständlich
ist es bevorzugt, das erfindungsgemäße Verfahren zum Dekorieren
in der Form beim Spritzgießen zu
verwenden, da das erfindungsgemäße Verfahren
zum Dekorieren in der Form beim Spritzgießen gleichzeitig ein Formen
und eine Dekoration erreicht und Dekorationsformteile effizient
erzeugt.
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Verfahren
zum Dekorieren in der Form beim Spritzgießen
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
zum Dekorieren in der Form beim Spritzgießen bondet die vorstehend genannte
Dekorationsfolie zum Dekorieren in der Form beim Spritzgießen an ein
Formteil, um ein Dekorationsformteil zu erzeugen, das mit der Dekorationsfolie
dekoriert ist.
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Wie
es in der JP-B Nr. Sho 50-19132 und in der JP-B Sho 43-27488 beschrieben
ist, wird bei dem Verfahren zum Dekorieren in der Form beim Spritzgießen eine
Dekorationsfolie zum Dekorieren in der Form beim Spritzgießen in einen
Hohlraum eingebracht, der durch eine männliche und eine weibliche
Form zum Spritzgießen
definiert ist, und ein geschmolzenes Harz wird in den Hohlraum gespritzt,
um die Dekorationsfolie an ein Harzformteil zu bonden, während das
Harzformteil geformt wird, um ein Dekorationsformteil zu bilden.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
zum Dekorieren in der Form beim Spritzgießen ist bekannten Verfahren
zum Dekorieren in der Form beim Spritzgießen ähnlich, mit der Ausnahme, dass
bei dem erfindungsgemäßen Verfahren
zum Dekorieren in der Form beim Spritzgießen die erfindungsgemäße Dekorationsfolie
S verwendet wird. Beispielsweise kann die Dekorationsfolie S entweder
vorgeformt oder nicht vorgeformt sein und die Dekorationsfolie S
kann entweder vorgeheizt oder nicht vorgeheizt sein. Gewöhnlich wird
die Dekorationsfolie vorgeheizt, wenn diese vorgeformt wird.
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Selbstverständlich ist
es bevorzugt, die Dekorationsfolie S vorzuformen, wenn die Dekorationsfolie stark
gestreckt wird. Wenn die Dekorationsfolie S etwas gestreckt wird,
dann kann die Dekorationsfolie S nur durch den Druck des geschmolzenen
Harzes geformt werden, das in den Hohlraum gespritzt wird. Wenn
die Dekorationsfolie S gering gestreckt wird, dann kann die Dekorationsfolie
S nur durch den Druck des geschmolzenen Harzes geformt werden, das
in den Hohlraum gespritzt wird, ohne die Dekorationsfolie S vorzuformen. In
manchen Fällen
wird die Dekorationsfolie S nicht vorgeheizt und die Wärme des
geschmolzenen Harzes, das in den Hohlraum gespritzt wird, wird zum
Erhitzen der Dekorationsfolie S verwendet, wenn die Dekorationsfolie
S durch den Druck des geschmolzenen Harzes geformt wird. Gewöhnlich wird
die Spritzgussform auch als Form zum Vakuumformen verwendet, um
die Dekorationsfolie S vorzuformen. Die Dekorationsfolie S kann
durch vorheriges separates Vakuumvorformen vorgeformt werden, bevor
die Dekorationsfolie S in die Spritzgussform eingesetzt wird. Die
Verwendung der Spritzgussform auch als Vakuumformgebungsform zum Vorformen
ist bevorzugt, da die Dekorationsfolie S, die unter Verwendung der
Spritzgussform vorgeformt wird, effizient und genau an das Harzformteil
gebondet werden kann. Wenn vorgeformte Dekorationsfolien S im Vorhinein
mit einem speziellen Verfahren hergestellt werden, ist es bevorzugt,
die Dekorationsfolien S in einem separaten Vakuumformmodus vorzuformen.
In der Beschreibung der vorliegenden Erfindung bezeichnet der Begriff "Vakuumformen" auch ein Vakuum/Druckformen.
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Ein
Verfahren zum Dekorieren in der Form beim Spritzgießen einer
bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform
wird unter Bezugnahme auf die 3 beschrieben.
Bei diesem Verfahren zum Dekorieren in der Form beim Spritzgießen wird
eine Dekorationsfolie zum Dekorieren in der Form beim Spritzgießen durch Erhitzen
und Erweichen der Dekorationsfolie in einer Spritzgussform und Vakuumformen
der Dekorationsfolie durch die Spritzgussform vorgeformt, die Spritzgussform
geschlossen und anschließend
ein geschmolzenes Harz in die Spritzgussform gespritzt. Dieses Verfahren
zum Dekorieren in der Form beim Spritzgießen ist zum Dekorieren in der
Form beim Spritzgießen
geeignet, bei dem eine Dekorationsfolie stark gestreckt wird.
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Selbstverständlich kann
eine Dekorationsfolie, die in dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Dekorieren
in der Form beim Spritzgießen
verwendet werden soll, in Form separater Dekorationsfolien oder
einer kontinuierlichen Bahn einer Mehrzahl von Dekorationsfolien
zugeführt
werden.
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Unter
Bezugnahme auf die 3(A) ist eine Spritzgussform
eine Zweiplattenform mit einer männlichen
Form Ma, die mit einem Angussverteiler 46, der mit einer
Spritzdüse 44 verbunden
wird, und einem Anguss 45 ausgestattet ist, und einer weiblichen
Form Mb mit einer Innenfläche 43,
die einen Hohlraum definiert, und mit Ansauglöchern 41, die sich
in den Hohlraum öffnen,
und die auch als Form zum Vorformen dient. Die Formen Ma und Mb
sind aus einem Metall wie z.B. Eisen oder einem keramischen Material
ausgebildet. Die Spritzgussform wird geöffnet und eine Dekorationsfolie
S wird in einen Raum zwischen den Formen Ma und Mb eingesetzt und
dann wird die Dekorationsfolie S mit einem Klemmrahmen 42 gegen
die weibliche Form Mb gedrückt
und darauf gehalten. Folglich wird die Dekorationsfolie S mit ihrer
Haftschicht, die ein Acryl-modifiziertes Polyolefinharz enthält und die
auf den Hohlraum gerichtet ist, in den ein geschmolzenes Harz gespritzt wird,
an Ort und Stelle gehalten. Die Dekorationsfolie S wird durch Erhitzen
mit einer Heizeinrichtung 50, die in dem Raum zwischen
den Formen Ma und Mb eingesetzt ist, erhitzt und erweicht. Die Dekorationsfolie
S kann entweder durch Strahlungsheizen, d.h. ein kontaktloses Heizen,
oder durch Wärmeleitungsheizen,
d.h. Kontaktheizen, erhitzt werden. Luft wird durch die Ansauglöcher 41 gesaugt,
um die Dekorationsfolie S an die Innenfläche der weiblichen Form Mb
zu ziehen, so dass die Dekorationsfolie S mit der Gestalt der Innenfläche der
weiblichen Form Mb für
das Vakuumvorformen übereinstimmt.
Dann wird die Heizeinrichtung 50 aus dem Raum zwischen
den Formen Ma und Mb zurückgezogen,
die Formen Ma und Mb werden zusammengeklammert, wie es in der 3(B) gezeigt ist, und dann wird ein fluides, geschmolzenes Harz 48 in
den durch die Formen Ma und Mb definierten Hohlraum gespritzt, so
dass der Hohlraum gefüllt
wird. Nachdem das in den Hohlraum gespritzte Harz 48 abgekühlt ist
und sich zu einem Harzformteil 5 verfestigt hat, werden
die Formen Ma und Mb getrennt und ein so geformtes Dekorationsformteil
P wird aus der Spritzgussform herausgenommen.
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Dann
wird die Dekorationsfolie S zugeschnitten, um unnötige Teile
davon zu entfernen und das Dekorationsformteil P, das durch Bonden
der Dekorationsfolie S an das Harzformteil 5 geformt worden
ist, einer Fertigbearbeitung zu unterwerfen.
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Spritzgussharz
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Grundsätzlich gibt
es keine speziellen Bedingungen für Harze, die in dem erfindungsgemäßen Verfahren
zum Dekorieren in der Form beim Spritzgießen verwendet werden sollen
und in dem Verfahren zum Dekorieren in der Form beim Spritzgießen können beliebige
bekannte Harze verwendet werden. Es kann ein geeignetes Harz verwendet
werden, das die erforderlichen physikalischen Eigenschaften und
Produktkosten aufweist. Mögliche
thermoplastische Harze umfassen ABS-Harze (Acrylnitril-Butadien-Styrol-Harze),
Styrolharze, Acrylharze, Vinylchloridharze, Polycarbonatharze und
Polyolefinharze. Mögliche
härtende
Harze umfassen härtende
Zweikomponentenharze, wie z.B. ungehärtete flüssige Harze wie Urethanharze,
ungesättigte
Polyesterharze und Epoxyharze. Ein thermoplastisches Harz wird erhitzt
und zu einem geschmolzenen Harz geschmolzen und das geschmolzene
Harz wird in eine Spritzgussform gespritzt. Ein ungehärtetes,
härtendes Harz
wird bei einer geeigneten Temperatur erwärmt, wie z.B. Raumtemperatur,
und das flüssige
ungehärtete, härtende Harz
wird in eine Spritzgussform gespritzt. Die erfindungsgemäße Dekorationsfolie
S für das
Dekorieren in der Form beim Spritzgießen weist insbesondere mit
einem Polyolefinharzformteil eine starke Haftung auf. Daher ist
das Spritzgussharz 48 eines der vorstehend im Zusammenhang
mit der vorstehenden Beschreibung des Dekorationsformteils genannten
Polyolefinharze und deshalb wird eine weitere Beschreibung des Spritzgussharzes
weggelassen.
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Der
Begriff "Dekoration", wie er in dieser
Beschreibung verwendet wird, bezeichnet nicht nur ein einfaches
Bilden sichtbarer Muster, einschließlich Bilder, Zeichen und/oder
Figuren auf einem Formteil, sondern auch das Bilden unsichtbarer
Muster und/oder einer funktionellen Schicht, wie z.B. eines harten
Beschichtungsfilms, einer leitfähigen
Schicht oder einer magnetischen Schicht auf einem Formteil. Sichtbare
Muster umfassen gedruckte Musterschichten und Metalldünnfilme,
die durch Vakuumabscheiden gebildet werden. Unsichtbare Muster umfassen
Muster, die durch Drucken unter Verwendung einer fluoreszierenden
Druckfarbe gebildet werden, die für sichtbares Licht durchlässig ist
und Fluoreszenzlicht emittiert, wenn sie mit ultravioletten Strahlen
bestrahlt wird, oder Strichcodes oder Identifizierungsmarkierungen,
die unter Verwendung einer Infrarotabsorptionsdruckfarbe oder einer
magnetischen Druckfarbe gebildet worden sind.
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Nachstehend
werden Beispiele der vorliegenden Erfindung und Vergleichsbeispiele
beschrieben.
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Beispiel 1
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Eine
Grundfolie 1A aus einer 125 μm dicken transparenten Folie
aus einem Acrylharz (gemischtes Harz aus einem Polymethylmethacrylatharz
und einem Polybutylmethacrylatharz mit einem Glasübergangspunkt
von 105°C)
wurde hergestellt. Eine Dekorationsfolie S zum Dekorieren in der
Form beim Spritzgießen gemäß der 1(B) wurde durch Bilden einer mehrfarbigen Dekorationsschicht 3 (einschließlich einer
festen Schicht) aus einem Holzmaserungsmuster und einer 3 μm dicken
Haftmittelschicht (die Haftschicht) 2 in dieser Reihenfolge
auf einer Oberfläche
der Grundfolie 1A durch Tiefdruck gebildet.
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Die
Dekorationsschicht 3 enthält als Bindemittel ein gemischtes
Harz, das ein Polyvinylchlorid-Acetatharz und ein Acrylharz in einem
Gewichtsverhältnis
von 1/1 enthält.
Als Farbgebungsmaterialien wurden Farbdruckfarben verwendet, die
rotes Eisenoxid und Ruß als
Hauptkomponenten enthielten. Eine Druckfarbe wurde durch Lösen eines
Acryl-modifizierten Polyolefinharzes, das ein Alkylestermethacrylatharz
als Acrylkomponente und ein Polypropylenharz als Olefinkomponente
enthielt, und das durch Pfropfcopolymerisieren der Acrylkomponente
auf die Hauptketten eines Polymers der Olefinkomponente erhalten
wurde, in einem Mischlösungsmittel
hergestellt, das durch Mischen von Toluol und Methylethylketon in
einem Gewichtsverhältnis
von 1/1 hergestellt worden ist. Die Haftschicht 2 wurde
unter Verwendung dieser Druckfarbe gebildet.
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Ein
Harzformteil 5 wurde geformt und die Dekorationsfolie S
wurde mit dem vorstehend im Zusammenhang mit der 3 beschriebenen
Verfahren zum Dekorieren in der Form beim Spritzgießen an die
Oberfläche des
Harzformteils 5 gebondet, um ein erfindungsgemäßes Dekorationsformteil
P zu erhalten.
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In
dem Verfahren zum Dekorieren in der Form beim Spritzgießen wurde
die weibliche Form Mb als Form zum Vakuumformen verwendet, die Dekorationsfolie
S wurde in einen Raum zwischen den Formen Ma und Mb eingesetzt und
die Dekorationsfolie S wurde durch Erhitzen mit der Heizeinrichtung 50 zum
Vorformen erhitzt und erweicht. Die Formen Ma und Mb wurden so gestaltet,
dass sie das Harzformteil 5 in Form eines Kastens formen.
Die weibliche Form Mb war mit den Ansauglöchern 41 zum Vorformen
ausgestattet. Die Dekorationsfolie S wurde zum Vorformen bei 110°C erhitzt.
Das Spritzgussharz 48 wurde bei 230°C erhitzt. Ein Polypropylenharz
mit einer Beschichtungsqualität
für Kraftfahrzeug-Innenausstattungsteile
wurde als Spritzgussharz 48 verwendet. Dieses Polypropylenharz
enthält
10 Gew.-% EPR und 20 Gew.-% Talkpulver.
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Vergleichsbeispiel 1
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Eine
Dekorationsschicht 3, die der von Beispiel 1 ähnlich war,
wurde auf einer Grundfolie 1A ausgebildet, die der von
Beispiel 1 ähnlich
war. Auf der Dekorationsschicht 3 wurde mittels Tiefdruck
unter Verwendung einer Zweikomponenten-Urethanharzdruckfarbe, die
durch Mischen von Hexamethylen-1,6-diisocyanat und einem Acrylpolyol
hergestellt worden ist, eine 0,75 μm dicke Grundierschicht 4 gebildet.
Dann wurde auf der Grundierschicht 4 mittels Tiefdruck
unter Verwendung einer Druckfarbe, die durch Mischen eines chlorierten
Polypropylenharzes, eines Erdölharzes
und eines Epoxyharzes hergestellt worden ist, eine 3 μm dicke Haftschicht 2 gebildet,
um eine Dekorationsfolie S zum Dekorieren in der Form beim Spritzgießen zu erhalten. Eine
Dekorationsfolie P, die mit der Dekorationsfolie S ausgestattet
war, wurde mit einem Verfahren zum Dekorieren in der Form beim Spritzgießen bereitgestellt,
das dem Verfahren ähnlich
war, das bei der Bildung der Dekorationsfolie P im Beispiel 1 verwendet
worden ist.
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Vergleichsbeispiel 2
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Im
Vergleichsbeispiel 2 wurde eine Dekorationsfolie S gebildet. Die
Dekorationsfolie S im Vergleichsbeispiel 2 war der vom Vergleichsbeispiel
1 ähnlich,
jedoch wurde die Dekorationsfolie S im Vergleichsbeispiel 2 mit
einer Grundierschicht 4 ausgestattet, die aus einem Zweikomponenten-Urethanharz
ausgebildet worden ist, das durch Mischen eines Polyurethanelastomers
mit einem Polycarbonatgrundgerüst
als Hauptkomponente und Hexamethylen-1,6-diisocyanat (HMDI), das
Trimethylolpropan (TPM) als Härtungsmittel
enthält,
hergestellt worden ist. Ein Dekorationsformteil P im Vergleichsbeispiel
2 wurde mit einem Verfahren zum Dekorieren in der Form beim Spritzgießen bereitgestellt,
das dem Verfahren ähnlich
war, das bei der Bildung der Dekorationsfolie P im Vergleichsbeispiel
1 verwendet worden ist.
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Vergleichsbeispiel 3
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Im
Vergleichsbeispiel 3 wurde eine Dekorationsfolie S gebildet. Die
Dekorationsfolie S im Vergleichsbeispiel 3 war der vom Vergleichsbeispiel
2 ähnlich,
jedoch wurde die Dekorationsfolie S im Vergleichsbeispiel 3 mit
einer Haftschicht 2 ausgestattet, die aus einem Mischharz
ausgebildet worden ist, das durch Mischen eines chlorierten Polypropylenharzes
mit einem Urethanharz hergestellt worden ist. Ein Dekorationsformteil
P im Vergleichsbeispiel 3 wurde mit einem Verfahren zum Dekorieren
in der Form beim Spritzgießen
bereitgestellt, das dem Verfahren ähnlich war, das bei der Bildung
der Dekorationsfolie P im Vergleichsbeispiel 1 verwendet worden
ist.
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Leistungsbewertung
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Die
Leistung der Dekorationsformteile P wurde bezüglich der Haftung bei Normaltemperatur,
der Haftung unmittelbar nach dem Formen (Haftung während des
Formens) und der Wärmebeständigkeit
bewertet. Die Ergebnisse der Bewertung sind in der Tabelle 1 angegeben.
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Testverfahren
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(1) Haftung bei Normaltemperatur
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Die
Haftung wurde mit dem Gitterschnitt-Bandtestverfahren (K5400-1990,
JIS) bestimmt. Bei den Gitterschnitt-Bandtests wurden Einschnitte
mit einem Messer in einem Schachbrettmuster mit Longitudinal- und Lateralabständen von
1 mm in der Dekorationsfolie S in einer Tiefe durchgeführt, welche
die Oberfläche
des Harzformteils 5 erreichte, um die Dekorationsfolie
S in 10 × 10
= 100 Abschnitte aufzuteilen. Ein 24 mm breites Cellophanklebeband
(Serotepu®,
Industrieband, Nichiban K.K.) wurde auf die eingeschnittene Dekorationsfolie S
aufgebracht und dann wurde das Cellophanklebeband schnell abgelöst. Die
Anzahl der Abschnitte der Dekorationsfolie S, die von dem Harzformteil
abgelöst
worden sind, wurde gezählt.
Wenn keiner der Abschnitte der Dekorationsfolie S abgelöst wurde
und alle Abschnitte unversehrt blieben (Unversehrtheitsverhältnis = 100/100)
wurde die Haftung der Dekorationsfolie S als ausreichend bewertet.
Wenn nur einer der Abschnitte der Dekorationsfolie S abgelöst wurde
und der Rest unversehrt blieb (Unversehrtheitsverhältnis =
99/100) wurde die Haftung der Dekorationsfolie S als unzureichend
bewertet.
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(2) Haftung unmittelbar
nach dem Formen
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Das
Gitterschnitt-Bandtestverfahren erfordert Zeit zum Einschneiden
der Dekorationsfolie S in einem Schachbrettmuster. Die Temperatur
der Probe des Dekorationsformteils P fällt, während die Dekorationsfolie S
eingeschnitten wird. Die Haftung unmittelbar nach dem Formen, welche
die Haftung in einem heißen
Zustand anzeigt, wird mit einem Gitterschnitttestverfahren bewertet.
Bei dem Gitterschnitttestverfahren werden mit einem Messer zwei
Einschnitte, die sich in einem Winkel von 30° kreuzen, in der Dekorationsfolie
S, welche die Oberfläche
des Dekorationsformteils P bedeckt, in einer Tiefe gebildet, welche
die Oberfläche
des Harzformteils 5 erreicht, und es wird versucht, die
Dekorationsfolie S an dem Schnittpunkt der Einschnitte abzulösen. Die
Haftung der Dekorationsfolie S wurde als ausreichend bewertet, wenn
die Dekorationsfolie S gerissen war und nur ein Teil der Dekorationsfolie
um den Schnittpunkt des Einschnitts abgelöst wurde und der Rest unversehrt
blieb. Die Haftung der Dekorationsfolie S wurde als unzureichend
bewertet, wenn Teile der Dekorationsfolie S, die von dem Teil um
den Schnittpunkt der Einschnitte verschieden waren, abgelöst wurden.
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(3) Wärmebeständigkeit
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Das
Dekorationsformteil P wurde 1000 Stunden bei 90°C, 100°C und 110°C gehalten, um die Wärmebeständigkeit
des Dekorationsformteils P zu bewerten. Die Wärmebeständigkeit des Dekorationsformteils
P wurde bezüglich
der folgenden vier Bedingungen (A) bis (D) bewertet.
- (A) Die Wärmebeständigkeit
der Farbe des Dekorationsformteils P wurde als zufrieden stellend
bewertet, wenn die Differenz der Oberflächenfarbe des Dekorationsformteils
P nicht größer als
Grauskala 4 (JIS) war, und als nicht zufrieden stellend
bewertet, wenn die Differenz größer als
Grauskala 4 (JIS) war.
- (B) Die Haftung der Dekorationsfolie S wurde als ausreichend
bewertet, wenn sich Kantenteile der Dekorationsfolie S nicht ablösten, und
sie wurde als unzureichend bewertet, wenn sich Kantenteile ablösten.
- (C) Die Oberfläche
des Dekorationsformteils P wurde als zufrieden stellend bewertet,
wenn ein visuell erkennbarer Apfelsinenschaleneffekt oder Vertiefungen
entlang von Mustern nicht gebildet wurden, und sie wurde als unzureichend
bewertet, wenn diese gebildet wurden.
- (D) Die Haftung der Dekorationsfolie S wurde mit dem Gitterschnitt-Bandtestverfahren
nach dem Abkühlen des
Dekorationsformteils P auf Normaltemperatur (23°C) bewertet. Die Haftung wurde
als ausreichend bewertet, wenn das Unversehrtheitsverhältnis 100/100
betrug, und sie wurde als unzureichend bewertet, wenn das Unversehrtheitsverhältnis 99/100
oder weniger betrug.
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Tabelle
1: Bewertung der Haftung
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Anmerkung:
Kreise stehen für "zufrieden stellend" oder "ausreichend" und Kreuze stehen
für "nicht zufrieden stellend" oder "unzureichend".
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Wie
es aus der Tabelle 1 ersichtlich ist, ist das Beispiel 1 bezüglich der
Haftung, die für
die Dekorationsfolie S bei Normaltemperatur erforderlich ist, bezüglich der
Haftung, die für
die Dekorationsfolie S unmittelbar nach dem Formen erforderlich
ist, d.h. der Haftung, die für
die Dekorationsfolie S während
des Formens erforderlich ist, sowie bezüglich der Wärmebeständigkeit des Dekorationsformteils
P zufrieden stellend. Die Haftung der Dekorationsfolien S der Vergleichsbeispiele
1, 2 und 3 bei Normaltemperatur ist ausreichend, jedoch ist diese
in einem heißen
Zustand während
des Formens und unmittelbar nach dem Formen unzureichend. Bezüglich der
Wärmebeständigkeit
ist das Dekorationsformteil P im Vergleichsbeispiel 1 bei Temperaturen
von nicht unter 90°C
nicht zufrieden stellend, das Dekorationsformteil P im Vergleichsbeispiel
3 bei Temperaturen von nicht unter 100°C nicht zufrieden stellend,
und das Dekorationsformteil P im Vergleichsbeispiel 2 bei Temperaturen
von nicht unter 110°C
nicht zufrieden stellend. Obwohl alle Dekorationsformteile P in
den Vergleichsbeispielen 1, 2 und 3 bezüglich der Bedingung (B) (Ablösen der
Kantenteile) nicht zufrieden stellend sind, sind diese bezüglich der
Bedingungen (A), (C) und (D) zufrieden stellend.
- (1)
Die erfindungsgemäße Dekorationsfolie
S zum Dekorieren in der Form beim Spritzgießen weist im heißen Zustand
eine zufrieden stellende Haftung an dem Harzformteil 5 aus
einem billigen Polyolefinharz auf, d.h. beim Dekorieren in der Form
beim Spritzgießen,
und in einem Zustand nach dem Formen, während die meisten herkömmlichen
Dekorationsfolien nur schwer an dem Harzformteil 5 haften.
- (2) Wenn das Acryl-modifizierte Polyolefinharz der Dekorationsfolie
S ein Harz ist, das durch Pfropfcopolymerisieren eines Acrylmonomers
oder eines Acrylvorpolymers auf die Hauptketten eines Polypropylenharzes
zusammengesetzt ist, dann kann die Haftung im heißen Zustand
besser sichergestellt werden, wenn das spritzgegossene Formteil
aus einem Polyolefinharz geformt wird, wie z.B. einem Polypropylenharz.
- (3) Wenn die Dekorationsfolie S durch Übereinanderlegen der Grundfolie 1A aus
einem Acrylharz, der Dekorationsschicht 3 aus einem spezifischen
Bindemittelharz und der Haftschicht 2, die ein Acryl-modifiziertes Polyolefinharz
enthält,
in dieser Reihenfolge und Laminieren derselben gebildet wird, dann
weist die Dekorationsfolie S eine zufrieden stellende Haftung im
heißen
Zustand und eine zufrieden stellende Haftung zwischen den Komponentenschichten 1A, 2 und 3 auf.
Wenn die Grundfolie 1A aus einem transparenten Material
hergestellt ist, dann verleiht die Dekorationsfolie S dem Dekorationsformteil
P ein hervorragendes Aussehen der Beschichtung.
- (4) Wenn die Grundierschicht 4 aus einem spezifischen
Harz zwischen der Haftschicht 2 und der Dekorationsschicht 3 angeordnet
ist, dann wird die Haftung zwischen der Haftschicht 2 und
der Dekorationsschicht 3 besser sichergestellt und die
Haftung der Dekorationsfolie S zum Dekorieren in der Form beim Spritzgießen im heißen Zustand
kann besser sichergestellt werden.
- (5) In dem erfindungsgemäßen Dekorationsformteil
P ist die Haftung zwischen dem Harzformteil 5 aus einem
billigen Polyolefinharz und der Dekorationsfolie S im heißen Zustand
zufrieden stellend, während
die meisten herkömmlichen
Dekorationsfolien nur schwer an dem Harzformteil haften. Daher ist
das Dekorationsformteil P für
ein Kraftfahrzeug-Innenausstattungsteil
verwendbar, das wärmebeständig sein
muss. Das Harzformteil 5 kann aus einem billigen Polyolefinharz
hergestellt sein, wie z.B. einem Polypropylenharz.
- (6) Das erfindungsgemäße Verfahren
zum Dekorieren in der Form beim Spritzgießen unter Verwendung der Dekorationsfolie
S zum Dekorieren in der Form beim Spritzgießen kann das Dekorationsformteil
P erzeugen, das mit der Dekorationsfolie S ausgestattet ist, die
mit einer zufrieden stellenden Haftung an das Harzformteil 5 gebondet
ist, und zwar selbst dann, wenn das Harzformteil 5 ein
Formteil ist, das aus einem billigen Polyolefinharz ausgebildet
ist, während
die meisten herkömmlichen
Dekorationsfolien nur schwer an dem Harzformteil haften. Wenn die
Grundfolie 1A aus einem Acrylharz ausgebildet ist, dann
verleiht die Dekorationsfolie S dem Dekorationsformteil P ein hervorragendes
Aussehen der Beschichtung.