DE69918673T2

DE69918673T2 - Lage zur foliendekoration, verfahren zu ihrer herstellung und foliendekorierter gegenstand

Info

Publication number: DE69918673T2
Application number: DE69918673T
Authority: DE
Inventors: Fujio Mori
Original assignee: Nissha Printing Co Ltd
Current assignee: Nissha Printing Co Ltd
Priority date: 1998-11-05
Filing date: 1999-11-04
Publication date: 2005-07-21
Anticipated expiration: 2019-11-05
Also published as: EP1053850B1; EP1053850A1; CA2317615C; WO2000027608A1; DE69918673D1; CA2317615A1; EP1053850A4

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine In-Mold-Dekorfolie (in-mold decorating sheet) sowie einen In-Mold-Dekorgegenstand (in-mold decorated article) unter Verwendung derselben für die Verwendung bei der Dekoration von Oberflächen von Formprodukten mit dreidimensionaler Gestalt, die Zierleisten für Automobil-Inneneinrichtung, wie z.B. Mittelkonsole, Armaturenbrett und Schaltanlage, Zierleisten für die Automobil-Außenausstattung, wie z.B. seitliche Kotflügel, Stoßstange, Radkappen und Felge, und Bestandteile für Elektrohaushaltsgeräte, wie z.B. Kühlschranktür und Klimaanlagen-Frontpanel einschließen.
Stand der Technik
Ein weit verbreitetes Verfahren für die Dekoration von Automobil-Zierleisten und Elektro-Haushaltsgeräteteilen, wie oben beschrieben, schließt die Ausbildung eines Musters durch Aufbringen einer gefärbten Beschichtung, einer Plattierung oder ähnlichem von gewünschter Farbe und Muster und des anschließenden Aufbringens eines Gesamtoberflächenüberzugs für den Schutz des Musters ein. Allerdings waren Beschichtung und Plattierung problematisch im Hinblick auf die Umwelthygiene.
Im Gegensatz dazu war ein In-Mold-Dekorverfahren unter Verwendung einer In-Mold-Dekorfolie als Verfahren für die Dekoration einer Oberfläche ohne Beschichtung bekannt.
Dieses Verfahren schließt das Einsetzen einer In-Mold-Dekorfolie in eine Spritzgussform, Schließen der Form, Einspritzen eines geschmolzenen Formharzes in den Hohlraum der Form und Festwerdenlassen des Formharzes ein, wobei die In-Mold-Dekorfolie 61 integral mit der Oberfläche des Formharzgegenstandes 74 verbunden wird, wodurch ein In-Mold-Dekorgegenstand erhalten wird (siehe 34).
Die In-Mold-Dekorfolie ist im allgemeinen zusammengesetzt aus einer Musterschicht mit einem Muster, einer Substratfolie, die dazu dient, die Musterschicht abzudecken und zu schützen, und einer Verstärkungsfolie, um die Dekorfolie gegen Hitze und Druck zu schützen, welche durch das Formharz verursacht werden, oder die selbst als Musterfolie dient.
Allerdings weisen solche oben beschriebenen In-Mold-Dekorfolien jeweils die folgenden Probleme auf.
Ein erstes Problem ist es, dass, wenn die In-Mold-Dekorfolie nicht aus einem Material gemacht ist, das bestimmte Eigenschaften hat, die In-Mold-Dekorfolie weder dreidimensional in eine gewünschte dreidimensionale Form verarbeitet werden konnte, noch für In-Mold-Dekorationen weiter verarbeitet werden konnte.
Das bedeutet, dass falls die In-Mold-Dekorfolie aus einem Material wie z.B. reinem Ethylenvinylacetatfilm gemacht ist, das Problem auftrat, dass die Wärme des Formharzes, das während des Spritzgussverfahrens eingespritzt wird, auf die In-Mold-Dekorfolie übertragen wird und darüber hinaus die In-Mold-Dekorfolie entlang des Flusses des Formharzes gestreckt wird, was zu einem Bruch der In-Mold-Dekorfolie führt.
Ebenso trat in einem anderen Fall, wenn die In-Mold-Dekorfolie aus einem Material gemacht ist, das eine hohe Wärmebeständigkeit und niedrige Dehnbarkeit besitzt, wie z.B. biaxial orientierte Polyethylenterephthalat-, Polyimid-, Polyetheretherketon-, Polysulfon-, Polyethersulfon-, Polyetherimid- oder Polyimidfolien, das Problem auf, dass es schwierig wäre, die In-Mold-Dekorfolie in eine dreidimensionale Form zu bringen. Im Besonderen ist es um so schwieriger, die In-Mold-Dekorfolie in eine dreidimensionale Form zu bringen, je stärker die In-Mold-Dekorfolie gezogen wird.
Wenn die In-Mold-Dekorfolie aus einem Material gemacht ist, das eine geringe Steifigkeit besitzt, neigt die In-Mold-Dekorfolie ferner dazu, ihre dreidimensionale Form nach der dreidimensionalen Verarbeitung der In-Mold-Dekorfolie zu verlieren, was zu einer verringerten Formerhaltung führt. In diesem Fall trat das Problem auf, dass es schwierig wurde, die In-Mold-Dekorfolie für den Schneidprozess oder die In-Mold-Dekoration weiter zu verarbeiten.
Eine Transferfolie, die eine Grundmaterialschicht mit einer Zugfestigkeit beim Bruch von ungefähr 100 kg/mm und ungefähr 200 % Zugdehnung besitzt, ist in JP 04075085 A beschrieben.
Deshalb ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine In-Mold-Dekorfolie zur Verfügung zu stellen, sowie einen In-Mold-Dekorgegenstand unter Verwendung dieser In-Mold-Dekorfolie, die sich für die Verarbeitung in eine dreidimensionale Form eignen, ohne aufgrund der Wärme des Formharzes zu brechen, das während des Spritzgussverfahrens eingespritzt wird, und welche eine bessere Formerhaltung nach der Verarbeitung in eine dreidimensionale Form aufweisen.
Beschreibung der Erfindung
Um das obige Ziel zu erreichen, besitzt die vorliegende Erfindung die folgenden Eigenschaften.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine In-Mold-Dekorfolie mit hoher dreidimensionaler Verarbeitbarkeit für die Verwendung in einem Herstellungsverfahren für In-Mold-Dekorgegenstände bereitgestellt, wobei das Verfahren umfasst:
Einsetzen einer In-Mold-Dekorfolie in eine Form für den Spritzguß von In-Mold-Dekorfolien; nach Einspannen der Form, Einspritzen des Formharzes und Abkühlenlassen und Festwerdenlassen des Formharzes, wodurch die gesamte oder ein Teil der In-Mold-Dekorfolie mit der Oberfläche des Formharzes integral verbunden wird, wobei
die In-Mold-Dekorfolie zumindest eine Substratfolie und eine Verstärkungsfolie umfasst, einen gefärbten Zustand aufweist und die folgenden Kenngrößen besitzt:

(1) das Teststück weist eine Zugbeanspruchung beim Bruch von nicht weniger als 0,226 N (23 gf) auf, wenn ein Zugversuch mit einem 10 mm breiten Teststück der In-Mold-Dekorfolie durchgeführt wird, das zwischen einem Paar Klemmen bei einem Klemmenabstand von 5 mm befestigt ist, durch das Anlegen einer Last bei einer konstanten Geschwindigkeit von 500 mm/min an ein Ende des Teststücks bei einer Umgebungstemperatur von 62 bis 94°C;
(2) die In-Mold-Dekorfolie ändert die Eigenschaften aufgrund von Wärme in einem Temperaturbereich von 40-200°C; und das Teststück weist eine Zugdehnung beim Bruch von nicht weniger als 130 % auf, wenn ein Zugversuch mit einem 10 mm breiten Teststück der In-Mold-Dekorfolie durchgeführt wird, das zwischen einem Paar Klemmen bei einem Klemmenabstand von 5 mm befestigt ist, durch das Anlegen einer Last von 0,196 N (20 gf) bei einer konstanten Geschwindigkeit von 500 mm/min an ein Ende des Teststücks bei einer Umgebungstemperatur innerhalb des Bereichs von der Temperatur der Eigenschaftsänderung bis zu der Temperatur, bei der sich die In-Mold-Dekorfolie thermisch zersetzt.

Darüber hinaus wird ein Verfahren für die Herstellung einer In-Mold-Dekorfolie gemäß den Ansprüchen 16 und 17 bereitgestellt.
Schließlich wird ein In-Mold-Dekorgegenstand gemäß Anspruch 19 bereitgestellt.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Diese und andere Aspekte und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den bevorzugten Ausführungsformen davon mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen klar werden, wobei:
1 eine Schnittansicht ist, die einen der Schritte eines Verfahrens für die Herstellung eines In-Mold-Dekorgegenstandes zeigt, bei dem eine In-Mold-Dekorfolie gemäß einer ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform verwendet wird;
2 ist eine Schnittansicht, die einen der Schritte des Verfahrens für die Herstellung des In-Mold-Dekorgegenstandes zeigt, bei dem die In-Mold-Dekorfolie gemäß der ersten Ausführungsform verwendet wird;
3 ist eine Schnittansicht, die einen der Schritte des Verfahrens für die Verarbeitung des In-Mold-Dekorgegenstandes zeigt, bei dem die In-Mold-Dekorfolie gemäß der ersten Ausführungsform verwendet wird;
4 ist eine Schnittansicht, die den In-Mold-Dekorgegenstand zeigt, der durch das In-Mold-Dekorgegenstand-Herstellungsverfahren gemäß der ersten Ausführungsform erhalten wird;
5 zeigt eine Schnittansicht, die die In-Mold-Dekorfolie gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
6 ist eine Schnittansicht, die die In-Mold-Dekorfolie gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
7 ist eine Schnittansicht, die die In-Mold-Dekorfolie gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
8 ist eine Schnittansicht, die die In-Mold-Dekorfolie gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
9 ist eine Schnittansicht, die eine dreidimensional verarbeitete In-Mold-Dekorfolie zeigt, die für das In-Mold-Dekorgegenstand-Herstellungsverfahren gemäß der ersten Ausführungsform verwendet wird;
10 ist eine Schnittansicht, die einen der Schritte des Verfahrens für die Herstellung des In-Mold-Dekorgegenstands gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
11 ist eine Schnittansicht, die einen der Schritte des Verfahrens für die Herstellung des In-Mold-Dekorgegenstands gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
12 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Zugprüfmaschine für die Messung der Zugfestigkeit einer In-Mold-Dekorfolie zeigt;
13 ist eine schematische Ansicht, die einen Teil für die Befestigung des Teststücks in der Zugprüfmaschine zeigt;
14 ist eine Schnittansicht, die einen Teil für die Befestigung des Teststücks in der Zugprüfmaschine zeigt;
15 ist eine Ansicht, die ein Bleistiftkratz-Testgerät für die Messung der Bleistifthärte (pencil hardness) eines Substratfilms (Substratfolie) auf seiner einen Oberfläche zeigt, die gegenüber der Oberfläche liegt, auf welcher die Substratfolie mit dem Formharz verbunden ist;
16 ist eine Ansicht, die ein Gerät mit Integrationskugel für die Messung der Lichttransmission zeigt, welche für die Bestimmung des Trübungswertes (haze value) des Substratfilms (der Substratfolie) verwendet wird;
17 ist eine Schnittansicht, die die Insertfolie als In-Mold-Dekorfolie gemäß der ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt;
18 ist eine Schnittansicht, die einen der Schritte des Verfahrens für die Herstellung einer Insertfolie als einer In-Mold-Dekorfolie gemäß einer sechsten erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt;
19 ist eine Schnittansicht, die einen der Schritte des Verfahrens für die Herstellung der Insertfolie als der In-Mold-Dekorfolie gemäß der sechsten erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt;
20 ist eine Schnittansicht, die einen der Schritte des Verfahrens für die Herstellung der Insertfolie als der In-Mold-Dekorfolie gemäß der sechsten erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt;
21 ist eine Schnittansicht, die einen der Schritte des Verfahrens für die Herstellung eines In-Mold-Dekorgegenstandes zeigt, bei dem die Insertfolie als die In-Mold-Dekorfolie gemäß der sechsten erfindungsgemäßen Ausführungsform verwendet wird;
22 ist eine Schnittansicht, die einen der Schritte des Verfahrens für die Herstellung des In-Mold-Dekorgegenstandes zeigt, bei dem die Insertfolie als die In-Mold-Dekorfolie gemäß der sechsten erfindungsgemäßen Ausführungsform verwendet wird;
23 ist eine Schnittansicht, die einen der Schritte des Verfahrens für die Herstellung des In-Mold-Dekorgegenstandes zeigt, bei dem die Insertfolie als die In-Mold-Dekorfolie gemäß der sechsten erfindungsgemäßen Ausführungsform verwendet wird;
24 ist eine Schnittansicht, die den In-Mold-Dekorgegenstand zeigt, der durch die Verwendung der Insertfolie als der In-Mold-Dekorfolie gemäß der sechsten erfindungsgemäßen Ausführungsform erhalten wird;
25 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Gerät für die Messung der Zugdehnung beim Bruch einer Insertfolie als In-Mold-Dekorfolie zeigt;
26 ist eine Draufsicht, die einen Teil für die Befestigung eines Teststücks in dem Gerät für die Messung der Zugdehnung beim Bruch zeigt;
27 ist eine Schnittansicht, die den Teil für die Befestigung des Teststücks in dem Gerät für die Messung der Zugdehnung beim Bruch zeigt;
28 ist eine Schnittansicht, die eine Dekor-Insertfolie als In-Mold-Dekorfolie gemäß einer dritten erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt;
29 ist eine Schnittansicht, die eine Dekor-Insertfolie als die In-Mold-Dekorfolie gemäß der dritten erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt;
30 ist eine Schnittansicht, die ein Verfahren für die Herstellung eines In-Mold-Dekorgegenstandes zeigt, bei dem eine beschnittene Dekor-Insertfolie als die In-Mold-Dekorfolie gemäß der dritten erfindungsgemäßen Ausführungsform verwendet wird;
31 ist eine Schnittansicht, die ein Verfahren für die Herstellung eines In-Mold-Dekorgegenstandes zeigt, bei dem eine beschnittene Dekor-Insertfolie als die In-Mold-Dekorfolie gemäß der dritten erfindungsgemäßen Ausführungsform verwendet wird;
32 ist eine Schnittansicht, die ein Beispiel für das Schneiden (trimming) einer Dekor-Insertfolie als In-Mold-Dekorfolie zeigt;
33 ist eine Schnittansicht, die ein Beispiel für das Schneiden einer Dekor-Insertfolie als In-Mold-Dekorfolie zeigt;
34 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Beispiel des In-Mold-Dekorgegenstandes als In-Mold-Dekorfolie zeigt;
35 ist eine Schnittansicht, die ein Verfahren für die Herstellung eines In-Mold-Dekorgegenstandes zeigt, bei dem eine zurecht geschnittene (trimmed) Dekor-Insertfolie gemäß dem Stand der Technik verwendet wird;
36 ist eine Schnittansicht, die ein Verfahren für die Herstellung eines In-Mold-Dekorgegenstandes zeigt, bei dem eine zurecht geschnittene Dekor-Insertfolie gemäß dem Stand der Technik verwendet wird;
37 ist eine Schnittansicht, die ein Verfahren für die Herstellung eines In-Mold-Dekorgegenstandes zeigt, bei dem eine zurecht geschnittene Dekor-Insertfolie gemäß dem Stand der Technik verwendet wird;
38 ist eine Schnittansicht, die eine Vorform-Dekorfolie als In-Mold-Dekorfolie gemäß einer fünften erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt;
39 ist eine Schnittansicht, die die Vorform-Dekorfolie als In-Mold-Dekorfolie gemäß der fünften erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt;
40 ist eine Schnittansicht, die eine Vorform-Dekorfolie als In-Mold-Dekorfolie gemäß einer vierten erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt;
41 ist eine Schnittansicht, die die Vorform-Dekorfolie als In-Mold-Dekorfolie gemäß der vierten erfindungsgemäßen Ausführungsform der Erfindung zeigt;
42 ist eine Schnittansicht, die eine In-Mold-Dekorfolie gemäß einer sechsten erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt;
43 ist eine Schnittansicht, die die In-Mold-Dekorfolie gemäß der sechsten erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt;
44 ist eine Schnittansicht, die die In-Mold-Dekorfolie gemäß der sechsten erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt;
45 ist eine Schnittansicht, die einen Zustand der Ausführungsform zeigt, bei dem die Verstärkungsfolie benachbart zur Substratfolie gegeben ist durch eine gefärbte Folie von metallischem Rot oder ähnlichem, gemischt mit schwarzem Pigment;
46 ist eine Schnittansicht, die einen Zustand der Ausführungsform zeigt, bei dem die Verstärkungsfolie benachbart zur Substratfolie mit einer Dicke von 200 μm oder weniger gegeben ist durch eine gefärbte Folie von metallischem Rot oder ähnlichem, gemischt mit schwarzem Pigment;
47 ist eine Schnittansicht, die einen Zustand der Ausführungsform zeigt, bei dem die Verstärkungsfolie benachbart zur gefärbten Substratfolie ist;
48 ist eine Schnittansicht, die einen Zustand der Ausführungsform zeigt, bei dem eine transparente, gefärbte Musterschicht zwischen zwei farblose, transparente Substratfolien mit einer Gesamtdicke von 200 μm oder weniger eingesetzt ist;
49 ist ein Graph, der den Zusammenhang zwischen einer Zugversuchskurve bei einer Umgebungstemperatur von 25°C und einer Zugversuchskurve bei Temperaturen zeigt, bei denen die Umgebungstemperatur aufgrund von Wärme variiert;
50 ist eine Seitenansicht eines Teils für die Befestigung eines Teststücks in dem Bleistiftkratz-Testgerät aus 15; und
51 ist eine schematische Ansicht eines Teils für die Befestigung eines Teststücks in dem Bleistiftkratz-Testgerät aus 15.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung
Bevor die Beschreibung der vorliegenden Erfindung folgt, soll hier angemerkt werden, dass in den beigefügten Zeichnungen gleiche Teile durch gleiche Referenznummern bezeichnet werden.
Erste Ausführungsform
Im folgenden wird die erste erfindungsgemäße Ausführungsform im Detail mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
1 bis 3 sind Schnittansichten, die jeweils einen der Schritte des Verfahrens für die Herstellung eines In-Mold-Dekorgegenstandes zeigen, bei dem eine In-Mold-Dekorfolie gemäß einer ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform verwendet wird. 4 ist eine Schnittansicht, die einen In-Mold-Dekorgegenstand zeigt, der durch das Herstellungsverfahren für den In-Mold-Dekorgegenstand gemäß der ersten Ausführungsform erhalten wird. 5 ist eine Schnittansicht, die die In-Mold-Dekorfolie gemäß der ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt. 6 ist eine Schnittansicht, die eine In-Mold-Dekorfolie gemäß der ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt. 7 ist eine Schnittansicht, die eine In-Mold-Dekorfolie gemäß der ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt. 8 ist eine Schnittansicht, die eine In-Mold-Dekorfolie gemäß der ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt. 9 ist eine Schnittansicht, die eine dreidimensional verarbeitete In-Mold-Dekorfolie zeigt, die für das Verfahren gemäß der ersten Ausführungsform für die Herstellung des In-Mold-Dekorgegenstandes verwendet wird. 10 ist eine Schnittansicht, die einen der Schritte des Verfahrens für die Herstellung eines In-Mold-Dekorgegenstandes gemäß der ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt. 11 ist eine Schnittansicht, die einen der Schritte des Verfahrens für die Herstellung eines In-Mold-Dekorgegenstandes gemäß der ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt. 12 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Zugprüfmaschine für die Messung der Zugfestigkeit einer In-Mold-Dekorfolie zeigt. 13 ist eine schematische Ansicht, die einen Teil für die Befestigung des Teststücks in der Zugprüfmaschine zeigt. 14 ist eine Teilansicht, die einen Teil für die Befestigung des Teststücks im der Zugprüfmaschine zeigt. 15 ist eine Ansicht, die ein Bleistiftkratz-Testgerät für die Messung der Bleistifthärte eines Substratfilms (Substratfolie) auf seiner einen Oberfläche zeigt, die gegenüber der Oberfläche liegt, auf welcher der Substratfilm mit dem Formharz verbunden ist. 16 ist eine Ansicht, die ein Gerät mit Integrationskugel für die Messung der Lichttransmission zeigt, welches für die Bestimmung des Trübungswertes des Substratfilms (der Substratfolie) verwendet wird. 50 ist eine Seitenansicht eines Teils für die Befestigung eines Teststücks in dem Bleistiftkratz-Testgerät aus 15. 51 ist eine schematische Ansicht eines Teils für die Befestigung eines Teststücks in dem Bleistiftkratz-Testgerät aus 15.
In den Figuren bezeichnet 1 einen Substratfilm (Substratfolie), 1a eine niederkristalline Polypropylenfolie, 1b eine niederkristalline oder nicht-kristalline Polypropylenfolie, 1c eine hochkristalline Propylenfolie, 2 eine Musterschicht, 3 eine In-Mold-Dekorfolie, 4 eine bewegliche Gussform einer Spritzgussform, 5 eine stationäre Gussform der Spritzgussform, in welche die bewegliche Gussform 4 eingespannt wird, 6 hohlraumbildende Oberflächen der beweglichen Gussform 4 und der stationären Gussform 5, 7a Einspannglied für die Positionierung und das Einspannen der In-Mold-Dekorfolie 3 in die bewegliche Gussform 4, 8 ein Zugangsteil der stationären Gussform 5, 9 Vakuumsauglöcher, die in der beweglichen Gussform 4 ausgebildet sind, und die dazu dienen, die In-Mold-Dekorfolie 3, welche durch das Einspannglied 7 in der beweglichen Gussform 4 eingesetzt worden ist, entlang der inneren Oberfläche des Hohlraums der beweglichen Gussform 4 durch Vakuum anzusaugen, 10 Formharz, 11 ein Hohlraum, der durch die bewegliche Gussform 4, und die stationäre Gussform 5 gebildet wird, 12 ein Formharzgegenstand, 13 ein Teststück, 14 Schrauben, 15 eine obere Klemme, 16 eine untere Klemme, 17 ein bewegliches Teil, 18 einen Bleistift, 19 einen Teststücksockel, 20 ein Gewicht, 21 ein Teststück, 22 eine Standardweißplatte, 23 eine Lichtfalle, 24 eine Lichtquelle, 25 eine Integrationskugel, und 26 einen Lichtempfänger.
Die In-Mold-Dekorfolie 3 (45 in 17) gemäß der ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform ist eine In-Mold-Dekorfolie 3, die einen Substratfilm (Substratfolie) 1 einschließt (31 in 17) und eine Musterschicht 2 (32 in 17), und welche für das Verfahren für die Herstellung eines In-Mold-Dekorgegenstandes verwendet wird, wobei das Verfahren umfasst: nachdem die In-Mold-Dekorfolie 3 in eine dreidimensionale Form gebracht wurde, wie in 9 gezeigt, werden die Teile davon durch einen Schneidprozess entfernt, die für die Verzierung unnötig sind; dann wird die In-Mold-Dekorfolie 3 in die bewegliche Gussform 4 für das Spritzgussformen eingesetzt, wie in 10 gezeigt; danach wird die Form eingespannt, das Formharz 10 eingespritzt, das eingespritzte Formharz 10 abkühlen und fest werden gelassen, wie gezeigt in 11, wodurch die gesamte oder ein Teil der In-Mold-Dekorfolie 3 mit der Oberfläche des Formharzes 10 verbunden wird. Die In-Mold-Dekorfolie 3 (45 in 17) ist so aufgebaut, dass sie zumindest eine Musterschicht 2 (32 in 17), einen Substratfilm (Substratfolie) 1 (31 in 17) mit der gemusterten Schicht 2 (32 in 17), und eine Verstärkungsfolie (33 in 17) einschließt. Darüber hinaus besitzt die In-Mold-Dekorfolie 3 die unter den folgenden Punkten (1) bis (3) gezeigten Kenngrößen:

(1) Wie in 12 bis 14 gezeigt, weist das Teststück 13 eine Zugbeanspruchung beim Bruch von nicht weniger als 0,226 N (23 gf) auf, wenn ein Zugversuch mit einem 10 mm breiten Teststück 13 der In-Mold-Dekorfolie 3, 45 durchgeführt wird, das zwischen einem Paar Klemmen 15, 16 bei einem Klemmenabstand von 5 mm befestigt ist, durch das Anlegen einer Last bei einer konstanten Geschwindigkeit von 500 mm/min an ein Ende des Teststücks 13 bei einer Umgebungstemperatur von 62 bis 94°C.
(2) Wie in 12 bis 14 gezeigt, ist das Produkt des Young'schen Moduls und der dritten Potenz der Dicke der In-Mold-Dekorfolie 3 gemessen beim Zugversuch nicht weniger als 9,8 Nmm (1 kgfmm), wenn ein Zugversuch mit einem 10 mm breiten Teststück 13 der In-Mold-Dekorfolie 3 durchgeführt wird, das zwischen einem Paar Klemmen 15, 16 bei einem Klemmenabstand von 5 mm befestigt ist, durch Anlegen einer Last bei einer konstanten Geschwindigkeit von 500 mm/min an ein Ende des Teststücks 13 bei einer Umgebungstemperatur von 25°C.
(3) Die In-Mold-Dekorfolie 3 ändert die Eigenschaften aufgrund von Wärme in einem Temperaturbereich von 40 bis 200°C; und, wie in 25 bis 27 gezeigt, weist das Teststück 50 eine Zugdehnung beim Bruch von nicht weniger als 130 % auf, wenn ein Zugversuch mit einem 10 mm breiten Teststück 50 der In-Mold-Dekorfolie 45 durchgeführt wird, das zwischen einem Paar Klemmen 52, 53 bei einem Klemmenabstand von 5 mm befestigt ist, durch das Anlegen einer Last von 0,196 N (20 gf) bei einer konstanten Geschwindigkeit von 500 mm/min an ein Ende des Teststücks 50 bei einer Umgebungstemperatur innerhalb des Bereichs von der Temperatur der Eigenschaftsänderung bis zu der Temperatur, bei der sich die In-Mold-Dekorfolie 3 thermisch zersetzt.

Der Erfinder hat im Hinblick auf das vorhergehende erste Problem aus dem Stand der Technik die Bedingungen diskutiert, unter welchen die In-Mold-Dekorfolie während des Formprozesses nicht bricht. Als Ergebnis wurde festgestellt, dass die oben angeführten Merkmale 1 bis 3 notwendig sind.
Als ein Merkmal der In-Mold-Dekorfolie, um während des Formprozesses nicht zu brechen, wurde festgestellt, wie als Merkmal 1 beschrieben wurde und wie in 12 bis 14 gezeigt ist, dass das Teststück 13 eine Zuglast beim Bruch von nicht weniger als 0,226 N (23 gf) aufweisen muss, wenn ein Zugversuch mit einem 10 mm breiten Teststück 13 der In-Mold-Dekorfolie 3 durchgeführt wird, das zwischen einem Paar Klemmen 15, 16 bei einem Klemmenabstand von 5 mm befestigt ist, durch das Anlegen einer Last bei einer konstanten Geschwindigkeit von 500 mm/min an ein Ende des Teststücks 13 bei einer Umgebungstemperatur von 62 bis 94°C.
Der Grund, warum die In-Mold-Dekorfolie 3 während des Formprozesses bricht, ist, dass die In-Mold-Dekorfolie keine ausreichende Festigkeit besitzt, um diesem zu widerstehen, wenn die Wärme des Formharzes 10 auf die In-Mold-Dekorfolie 3 übertragen wird, so dass die In-Mold-Dekorfolie 3 entlang des Flusses des Formharzes 10 gestreckt wird.
Die Einspritztemperatur des Formharzes 10 ist in den meisten Fällen 150 bis 280°C. Deshalb wurde zuerst in dem Fall, dass (I) bei 150°C formbares Ethylenvinylacetatharz bei der Temperatur spritzgegossen wurde, ein In-Mold-Dekorverfahren mit unterschiedlichen Typen von In-Mold-Dekorfolien durchgeführt, und die In-Mold-Dekorfolien 3 wurden in solche klassifiziert, die während des Formprozesses brachen und solche, die nicht brachen. Ebenso wurde in einem anderen Fall, wenn (II) bei 280°C formbares Polycarbonatharz bei der Temperatur spritzgegossen wurde, ein ähnliches In-Mold-Dekorverfahren durchgeführt, und die In-Mold-Dekorfolien 3 in solche klassifiziert, die während des Formprozesses brachen und solche, die nicht brachen. Es wird angemerkt, dass als Ergebnis der Temperaturmessungen an der Oberfläche der In-Mold-Dekorfolien während des Formprozesses die Temperatur im Fall (I) ungefähr 62°C und im Fall (II) ungefähr 94°C aufgrund des Wärmetransfers des Spritzgussformharzes war.
Deshalb war der Grund, warum der Temperaturbereich auf 62 bis 94°C eingestellt wurde, der, dass die In-Mold-Dekorfolie eine solche Festigkeit aufweisen muss, dass sie nicht bricht, selbst wenn die Oberflächentemperatur der In-Mold-Dekorfolie aufgrund des Wärmetransfers des Harzes auf die In-Mold-Dekorfolie auf 280°C erhöht wird, da die optimale Einspritztemperatur für die meisten Formharze, die für das Spritzgussformen verwendet werden, wie oben beschrieben, 150 bis 280°C ist. Darüber hinaus haben manche Formharze optimale Einspritztemperaturen höher als 280°C und der Einsatz eines solchen Harzes würde eine Verschlechterung der In-Mold-Dekorfolie bewirken, obwohl das Material verbessert wird. Ebenso haben andere Formharze eine optimale Injektionstemperatur von weniger als 150°C und der Einsatz eines solchen Harzes würde bewirken, dass der resultierende In-Mold-Dekorgegenstand nicht ausreichend im Wärmebeständigkeitsverhalten ist.
Als nächstes wurde für jedes der klassifizierten In-Mold-Dekorfolien ein Zugversuch mit einem 10 mm breiten Teststück 13 der In-Mold-Dekorfolie durchgeführt, das zwischen einem Paar Klemmen 15, 16 bei einem Klemmenabstand von 5 mm befestigt ist, durch Anlegen einer Last von 500 mm/min an ein Ende des Teststücks 13 bei einer Umgebungstemperatur von 62°C in Übereinstimmung mit dem Messverfahren, definiert in JIS K7127-1989 (siehe 12 bis 14). Das Ergebnis war, dass die Teststücke aller In-Mold-Dekorfolien, die dieselben Merkmale wie die des Merkmals (1) hatten, und die während des In-Mold-Dekorverfahrens brachen, eine Zuglast beim Bruch von weniger als 0,196 N (20 gf) aufwiesen. Ebenso war das Ergebnis eines ähnlichen Zugversuchs, der bei einer Umgebungstemperatur von 94°C ausgeführt wurde (siehe 12 bis 14), dass Teststücke aller In-Mold-Dekorfolien, die dieselben Merkmale wie diese des Merkmals (2) hatten und die während des In-Mold-Dekorverfahrens brachen, eine Zuglast beim Bruch von weniger als 0,226 n (23 gf) aufwiesen. Deshalb wurde festgestellt, dass die In-Mold-Dekorfolie eine Zugbeanspruchung beim Bruch von zumindest 0,226 N (23 gf) oder mehr aufweisen muss, um ein Brechen während des Formprozesses zu vermeiden.
Es soll hier angemerkt werden, dass die Bezeichnung "Umgebungstemperatur" sich auf eine Temperatur des Teststücks bezieht, bei der das Teststück auf dieselbe Temperatur aufgeheizt wurde, wie die der Atmosphäre des Teststücks.
Das Teststück 13 wird durch Schneiden einer In-Mold-Dekorfolie in eine Breite von 10 mm und in eine solche Größe erhalten, dass es für einen Zugversuch eingesetzt werden kann, bei dem ein Paar Klemmen 15, 16 mit einem Klemmenabstand von 5 mm verwendet wird. Der Grund, warum das Teststück 13 keine ausgedehnte Größe hat, ist, ein Erweichen und Faltigwerden des Teststücks insgesamt bei den obigen Umgebungstemperaturen vor dem Ziehen des Teststücks 13 zu verhindern. Daneben würde das Herstellen des Teststücks 13 in einer übertrieben kleinen Größe eine Erhöhung der Messfehler bewirken. Aus diesen Gründen wurde das Teststück 13 in einer so klein wie möglichen Größe hergestellt, dass der Messfehler vernachlässigbar ist, und dann wurde die obige Größe des Teststücks 13 erhalten. Gemäß 12 bis 14 wird die obere Klemme 15 durch eine Schraube 14 fixiert, während ein oberes Ende des Teststücks 13 eingeklemmt wird. Ebenso wird die untere Klemme 16 durch eine Schraube 14 fixiert, während ein unteres Ende des Teststücks 13 eingeklemmt wird. Wie in 12 bis 14 gezeigt, wird die untere Klemme 16 bei einer Geschwindigkeit von 500 mm/min durch das bewegliche Teil 17 nach unten bewegt, während die obere Klemme 15 am Testgerät fixiert ist, wodurch eine Zugkraft auf das Teststück 13 ausgeübt wird.
Weiterhin wurde die Geschwindigkeit von 500 mm/min, bei welcher das Teststück 13 gezogen wird, als eine solche ausgewählt, die die schnellstmögliche innerhalb des messbaren Bereichs für übliche Zugprüfgeräte ist, aufgrund der Tatsache, dass die Geschwindigkeit, bei der die In-Mold-Dekorfolie bei der wirklichen dreidimensionalen Verarbeitung und dem Spritzgussprozess gestreckt wird, so schnell ist, dass nur wenige Gerätetypen für wiederholbare Messungen geeignet sind. Obwohl selbst diese Geschwindigkeit geringer ist als die Geschwindigkeiten, bei denen die In-Mold-Dekorfolie während der Verarbeitung gestreckt wird, ändern sich die Messdaten übrigens nicht so sehr, selbst wenn die Einstellung der Zuggeschwindigkeit geändert wird, wodurch eine ausreichende Simulation durchgeführt werden kann.
Da andere Gussformen als die Spritzgussformen in dem dreidimensionalen Verarbeitungsverfahren, wie in Merkmal 2 gezeigt, verwendet werden, wird außerdem ein Schritt für das Einsetzen der In-Mold-Dekorfolie 3 in die Spritzgussformen 4, 5 notwendig. Daraus resultiert, dass die In-Mold-Dekorfolie 3 eine Steifigkeit besitzen muss.
Diese Steifigkeit ist proportional zum Young'schen Modul der In-Mold-Dekorfolie 3 bei einer Umgebungstemperatur von 25°C und der dritten Potenz ihrer Dicke. Für die In-Mold-Dekorfolie 3 in dieser ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform ist der Young'sche Modul durch einen anfänglichen Modul der Dehnung definiert, der resultiert, wenn der oben beschriebene Zugversuch mit der Breite des Teststücks 13, der Distanz zwischen den Klemmen 15, 16 und der wie oben beschriebenen Geschwindigkeit durchgeführt wird (das bedeutet, ein anfänglicher Modul der Dehnung resultiert, wenn ein Zugversuch durchgeführt wird mit einem 10 mm breiten Teststück 13 der In-Mold-Dekorfolie, das zwischen einem Paar Klemmen 15, 16 bei einem Klemmenabstand von 5 mm befestigt ist, durch das Anlegen einer Last bei einer konstanten Geschwindigkeit von 500 mm/min an ein Ende des Teststücks 13 unter einer Umgebungstemperatur von 25°C durch ein Messverfahren, das dem Messverfahren JIS K7127-1989 entspricht, wie gezeigt in 12 bis 14). Als Ergebnis der Durchführung detaillierter Versuche (siehe die folgende Tabelle 1) wurde festgestellt, dass es unmöglich ist, die In-Mold-Dekorfolie zu prägen oder die Forminsertionsarbeit durchzuführen, wenn das Produkt des Young'schen Modul der In-Mold-Dekorfolie und der dritten Potenz ihrer Dicke nicht wenigstens 9,8 Nmm (1 kgfmm) oder mehr ist. Für eine effizientere Arbeit ist es notwendig, dass das Produkt des Young'schen Modul der In-Mold-Dekorfolie 3 und der dritten Potenz ihrer Dicke 49 Nmm² (5 kgfmm²) oder mehr ist.
Es wurde außerdem festgestellt, wie in Merkmal (3) gezeigt, dass die Temperatur, bei welcher die In-Mold-Dekorfolie ihre Eigenschaften aufgrund von Wärme ändert, in einem Bereich von 40 bis 200°C ist, wenn ein Zugversuch gemäß dem Messverfahren JIS K7127-1989 durchgeführt wird, und dass das Teststück 50 eine Zugdehnung beim Bruch von nicht weniger als 130 % aufweisen muss, wenn, wie in 25 bis 27 gezeigt, ein Zugversuch mit einem 10 mm breiten Teststück 50 der In-Mold-Dekorfolie durchgeführt wird, das zwischen einem Paar Klemmen 52, 53 bei einem Klemmenabstand von 5 mm befestigt ist, durch Anlegen einer Last von 0,196 N (20 gf) bei einer konstanten Geschwindigkeit von 500 mm/min an ein Ende des Teststücks 50 bei einer Umgebungstemperatur innerhalb des Bereichs von der obigen Temperatur-Eigenschaftsänderung bis zu einer Temperatur, bei der sich die In-Mold-Dekorfolie thermisch zersetzt. In 25 bis 27 wird die obere Klemme 52 durch eine Schraube 51 fixiert, während ein oberes Ende des Teststücks 50 eingeklemmt wird. Ebenso wird die untere Klemme 53 durch eine Schraube 51 fixiert, während ein unteres Ende des Teststücks 50 eingeklemmt wird. Wie in 25 bis 27 gezeigt, wird die untere Klemme 53 bei einer Geschwindigkeit von 500 mm/min durch ein bewegliches Teil 54 nach unten bewegt, während die obere Klemme 15 am Tester fixiert ist, wodurch eine Zugkraft auf das Teststück 50 ausgeübt wird.
Die Temperatur, bei der die Eigenschaften sich aufgrund von Wärme ändern, bezieht sich auf eine Temperatur, bei der der Young'sche Modul bei dieser Temperatur 80 % oder weniger von dem Young'schen Modul bei einer Umgebungstemperatur von 25°C wird (siehe 49). Es ist festzustellen, dass θ₁ der Gradient bei einer Umgebungstemperatur von 25°C und θ₂ der Gradient bei der Temperatur ist, bei der die Eigenschaft sich aufgrund der Wärme der Umgebungstemperatur ändert, wobei (80 % Winkel von θ₁) ≥ θ₂.
Um eine einfache dreidimensionale Verarbeitung der In-Mold-Dekorfolie zu erlauben, ist es notwendig, dass die In-Mold-Dekorfolie bei einer gewissen Temperatur oder höher weich wird, und dass, wenn sie bei einer höheren Temperatur als der bestimmten Temperatur belastet wird, die In-Mold-Dekorfolie sich ohne Brechen streckt. Deshalb wird der Temperaturbereich der Eigenschaftsänderung aufgrund der Wärme definiert als 40 bis 200°C.
Der Grund dafür ist, dass (I) mit einem Material, das in einen Temperaturbereich unterhalb von 40°C fällt, die In-Mold-Dekorfolie weniger widerstandsfähig gegenüber Wärme ist, so dass die In-Mold-Dekorfolie aufgrund von Temperaturerhöhungen im Sommer von dem Dekorgegenstand abschälen kann; und dass (II) mit einem Material, das selbst bei 200°C thermisch nicht deformiert wird, es zu zeitaufwendig ist, die In-Mold-Dekorfolie für die dreidimensionale Verarbeitung zu prozessieren.
Ein weiterer optimaler Temperaturbereich für die Eigenschaftsänderung aufgrund von Wärme hängt vom Verwendungszweck ab. Zum Beispiel werden für Elektro-Haushaltsgeräte, wie z.B. Kühlschränke und Klimaanlagen, aufgrund ihrer großen Produktgröße und Wichtigkeit der dreidimensionalen Verarbeitbarkeit bevorzugt Materialien ausgewählt, die eine Eigenschaftsänderung bei Temperaturen von 40 bis 160°C zeigen. Für die Anwendungen an Zierleisten für Automobil-Innenausstattung, bei der hohe Wärmeresistenz und hohe dreidimensionale Verarbeitbarkeit erforderlich sind, werden bevorzugt Materialien ausgewählt, die eine Eigenschaftsänderung bei Temperaturen von 60 bis 150°C zeigen.
Die Gesamtdicke der In-Mold-Dekorfolie 3, 45 liegt bevorzugt innerhalb eines Bereichs von 50 bis 2000 μm. Wenn die Gesamtdicke über 2000 μm ist, ist die Formbarkeit der In-Mold-Dekorfolie verschlechtert, so dass es zu viel Zeit erfordert, die In-Mold-Dekorfolie in eine dreidimensionale Form zu bringen. Bei einer Gesamtdicke unterhalb von 50 μm treten solche Formfehler wie Falten an der In-Mold-Dekorfolie während der Formintegration auf. Außerdem würden bei einer Verarbeitungssequenz, welche einschließt: dreidimensionale Verarbeitung der In-Mold-Dekorfolie, Entfernen der Teile der In-Mold-Dekorfolie durch Schneiden, die für die Verzierung unnötig sind, und dann Einsetzen der resultierenden In-Mold- Dekorfolie in die Spritzgußform, die meisten der In-Mold-Dekorfolien jede mit einer Gesamtdicke von weniger als 250 μm nicht die in Merkmal (2) gezeigten Bedingungen erfüllen.
Besonders bevorzugt ist die Dicke innerhalb eines Bereichs von 250 bis 700 μm, da eine Dicke größer als 700 μm es erschwert, die In-Mold-Dekorfolie in einen gerollten Zustand zu bringen, und es unmöglich macht, die In-Mold-Dekorfolie kontinuierlich zuzugeben und zu prozessieren.
Da die obige Beschreibung auf der Annahme basiert, dass die dreidimensionale Verarbeitung innerhalb der beweglichen Gussform für das Spritzgussgießen ausgeführt wird, gibt es eine Sequenz in dem Verarbeitungsverfahren, welche einschließt: Einsetzen der In-Mold-Dekorfolie in die Spritzgußform und Weiterverarbeiten für die dreidimensionale Verarbeitung, und nach dem Formen und der Integration Schneiden der In-Mold-Dekorfolie. Da es keinen Schritt für die Insertion der beschnittenen In-Mold-Dekorfolie in die Form gibt, ist es in diesem Fall nicht notwendigerweise erforderlich für die Folie, eine Steifigkeit zu haben, wo die Bedingung (2) unnötig wird.
Als Verfahren für das Laminieren von einzelnen Folien für die In-Mold-Dekorfolie stehen Wärmelaminierverfahren, Trockenlaminierverfahren und ähnliche zur Verfügung.
Falls erforderlich, kann eine Adhäsionsschicht vorbereitend auf einer Oberfläche der Verstärkungsfolie ausgebildet werden, um integral mit dem Formharz verbunden zu werden. Ohne die Adhäsionsschicht dient die Verstärkungsfolienschicht grundsätzlich als eine Adhäsionsschicht, aber das Vorhandensein einer Adhäsionsschicht erlaubt es, eine festere Bindung an das Formharz zu erreichen. Wenn die Adhäsionsschicht gebildet wird, können Polyvinylchloridvinylacetat-Copolymerharze, Acrylharze, Urethanharze oder ähnliche geeigneterweise verwendet werden.
Als nächstes wird das Verfahren für die Herstellung eines Formharzgegenstandes, der mit einer In-Mold-Dekorfolie verziert ist, beschrieben.
Zuerst wird die In-Mold-Dekorfolie 3 durch das Einspannglied 7 auf der Oberfläche der beweglichen Gussform 4 eingesetzt, welche eine Spritzgussform ist.
Ein konkretes Beispiel für die Art und Weise des Einsetzens in die bewegliche Gussform 4 ist wie folgt. Eine längere In-Mold-Dekorfolie 3 wird einmal um ein Walzenachse gewickelt, um in einen gerollten Zustand gebracht zu werden, und die resultierende Rolle wird so an einem oberen Teil der beweglichen Gussform 4 für das Spritzgussgießen platziert, dass sie integral mit der beweglichen Gussform 4 beweglich ist. Dann wird die In-Mold-Dekorfolie 3, während sie von der Walze gewickelt wird, durch die zurückgezogene, bewegliche Gussform 4 und die stationäre Gussform 5 geführt, um so mit einer Walzenachse einer Folienwicklungseinrichtung abgewickelt zu werden, welche so an einem unteren Teil der beweglichen Spritzgussform 4 platziert ist, dass sie integral mit der beweglichen Gussform 4 beweglich ist. Als weiteres Beispiel kann eine blattartige In-Mold-Dekorfolie 3 maschinell oder manuell auf die Oberfläche der beweglichen Gussform 4 eingesetzt werden (siehe 1). Für das Einsetzen der In-Mold-Dekorfolie 3 in die Oberfläche der beweglichen Gussform 4, nachdem die In-Mold-Dekorfolie 3 auf der Oberfläche der beweglichen Gussform 4 platziert wurde, wird die Position der In-Mold-Dekorfolie 3 relativ zu der Oberfläche der beweglichen Gussform 4, durch einen Positionssensor oder ähnliches bestimmt, und die In-Mold-Dekorfolie 3 kann durch das Einspannglied 7 auf die Oberfläche der beweglichen Spritzgussform 4 gepresst werden.
Danach wird die In-Mold-Dekorfolie 3 auf die Oberfläche der beweglichen Spritzgussform 4 eingesetzt und danach wird mit Hilfe der Vakuumsauglöcher 9, die in der beweglichen Spritzgussform 4 ausgebildet sind, die In-Mold-Dekorfolie 3 durch Vakuum entlang eines vertieften Teils der beweglichen Gussform 4 mit der hohlraumbildenden Oberfläche 6 angesogen, wodurch die In-Mold-Dekorfolie 3 in eine dreidimensionale Form entlang des vertieften Teils der beweglichen Spritzgussform 4 gebracht wird (siehe 2). Ein konkretes Beispiel ist ein Verfahren, welches die Schritte des Erhitzens und dadurch Erweichens der In-Mold-Dekorfolie 3, die auf der Oberfläche der beweglichen Gussform 4 platziert ist, durch eine Wärmeplatte oder ähnliches, die zwischen die bewegliche Gussform 4 und die stationäre Gussform 5 eingesetzt ist, Schließen des Raums zwischen dem vertieften Teil der beweglichen Spritzgussform 4 und der In-Mold-Dekorfolie 3, und Durchführen von Evakuieren und Vakuumsaugen durch die Vakuumsauglöcher 9 einschließt, so dass die In-Mold-Dekorfolie 3 in engen Kontakt mit dem vertieften Teil der beweglichen Spritzgussform 4 gebracht wird. In dem Prozeß der Verarbeitung in eine dreidimensionale Form oder in dem Prozeß des Pressens und Einspannens der In-Mold-Dekorfolie 3 durch das Einspannglied 7 kann das Verfahren durchgeführt werden, dass unnötige Teile der In-Mold-Dekorfolie 3 abgeschnitten werden.
Anstelle dieser Methode kann die In-Mold-Dekorfolie 3 vorbereitend mit einer anderen Form für dreidimensionale Verarbeitung und Formung als die bewegliche Spritzgussform 4 und die stationäre Gussform 5 in eine gewünschte Form gebracht werden und ebenso in eine gewünschte Form geschnitten werden, bevor die In-Mold-Dekorfolie 3 in die Oberfläche der beweglichen Spritzgussform 4 eingesetzt wird, und dann wird die dreidimensional verarbeitete In-Mold-Dekorfolie 3 in den vertieften Teil der beweglichen Spritzgussform eingepasst (siehe 10). Es soll hier angemerkt werden, dass die dreidimensionale Verarbeitung sich auf die Umwandlung der In-Mold-Dekorfolie 3 aus einem planaren Zustand in eine dreidimensionale Form bezieht. Ein Beispiel für eine gewünschte Form ist eine Form, die mit der hohlraumbildenden Oberfläche 6 der beweglichen Spritzgussform 4 oder stationären Form 5 übereinstimmt. Als Verfahren für die dreidimensionale Verarbeitung gibt es Vakuumformverfahren, Luftdruckformverfahren, Pressverfahren, in welchem erhitztes Gummi gepresst wird, Druckformverfahren und ähnliche. Als Verfahren für das Schneiden in eine gewünschte Form gibt es das Thomson-Stanzverfahren, Pressverfahren mit Gussform und ähnliche. Beispiele für Stanzformen sind Linien, die sich entlang des Umfangs einer spezifizierten Form erstrecken, ein Loch einer spezifizierten Form und ähnliche. Zusätzlich kann das Schneideverfahren gleichzeitig mit dem Verfahren für die Verarbeitung in eine dreidimensionale Form durchgeführt werden.
Während die bewegliche Gussform 4 an die stationäre Gussform 5 eingespannt ist, wird das Formharz 10 in geschmolzenem Zustand als nächstes durch den Zugangsteil 8 der stationären Gussform in den Hohlraum 11 eingespritzt (siehe 3 und 11), und das Formharz 10 wird gehärtet, so dass der Formharzgegenstand 12 in dem Hohlraum 11 geformt wird, während gleichzeitig die In-Mold-Dekorfolie 3 integral mit der Oberfläche des Formharzgegenstandes 12 verbunden wird.
Danach wird der Formharzgegenstand 12 aus der beweglichen Gussform 4 genommen und dann unnötige Teile der In-Mold-Dekorfolie 3, die an den Formharzgegenstand gebunden sind, entfernt. Falls die In-Mold-Dekorfolie 3 vorbereitend, wie oben beschrieben, in eine gewünschte Form zurecht geschnitten wurde, ist der Schritt der Entfernung der unnötigen Teile der In-Mold-Dekorfolie 3 überflüssig.
Die bewegliche Gussform 4 und die stationäre Gussform 5 als Spritzgussform sind nicht besonders beschränkt auf die obige Ausführungsform. Es ist geeignet, eine Form zu verwenden, die aus einer beweglichen Gussform 4 und einer stationären Gussform 5 mit einem Zugangsteil 8 für das Einspritzen des Formharzes 10 gemacht ist, wobei, wenn die stationäre Gussform 5 und die bewegliche Gussform 4 geschlossen sind, ein einzelner oder mehrere Hohlräume 11 umgeben von den hohlraumbildenden Oberflächen 6 der stationären Gussform 5 und der beweglichen Gussform 4 gebildet werden. Die In-Mold-Dekorfolie 3, die in die Hohlräume 11, gebildet durch die bewegliche Gussform 4 und die stationäre Gussform 5, für das Spritzgussgießen eingesetzt wird, deckt die hohlraumbildenden Oberflächen 6 ab. Der vertiefte Teil mit einer hohlraumbildenden Oberfläche 6 kann entweder in der stationären Gussform 5 oder der beweglichen Gussform 4 ausgebildet sein. Ein Einspannglied 7 kann vorgesehen werden, um die In-Mold-Dekorfolie 3 um den vertieften Teil der beweglichen Gussform 4 oder der stationären Gussform 5 zu pressen und zu fixieren.
Zweite Ausführungsform
Als nächstes wird eine zweite erfindungsgemäße Ausführungsform beschrieben. Diese zweite Ausführungsform ist dazu gedacht, das zweite Problem, d.h. die Vermeidung von Schaden, zu lösen.
Als zweites Problem gab es das Problem, dass die äußerste Oberfläche der In-Mold-Dekorfolie in dem In-Mold-Dekorgegenstand, d.h. die Substratfolienoberfläche, leicht beschädigt werden kann. Es wurde festgestellt, dass wenn z.B. Polybutadienharz oder ähnliches als Material der Substratfolie der In-Mold-Dekorfolie verwendet wird, obwohl ein In-Mold-Dekorgegenstand im Herstellungsverfahren erhalten wird, eine hohe Wahrscheinlichkeit besteht, dass dieser Gegenstand, wenn er als Komponente für Montage und Verarbeitung verwendet wird, aufgrund der Klauenabdrücke, die durch das Montagegerät verursacht werden, bezüglich der Substratfolienoberfläche in einem defekten Produkt resultieren würde.
Im Hinblick auf das zweite Problem diskutierte der Erfinder, was für ein Grad der Oberflächenhärte erforderlich ist, um hohe Anteile defekter Produkte zu vermeiden, die durch die auf die Substratfolienoberfläche aufgedrückten Klauenspuren des Montagegerätes verursacht werden.
Als Ergebnis wurde gefunden, dass die In-Mold-Dekorfolie einen Bleistifthärtewert von 3B bis 2H haben sollte, gemessen auf der Oberfläche der In-Mold-Dekorfolie, die ihrer Oberfläche gegenüber liegt, die an das Formharz gebunden wird. Das bedeutet, dass Substratfolien, deren Oberflächenhärte keinen Bleistifthärtewert von 3B erreichten, insbesondere In-Mold-Dekorfolien aus Polybutadienfolien, nicht geeignet waren.
Umgekehrt wurden Substratfolien, deren Oberflächenhärte jenseits des Bleistifthärtewerts von 2H waren, insbesondere In-Mold-Dekorfolien aus UV-gehärteten Urethanfolien, bewertet. Das Ergebnis war, dass diese In-Mold-Dekorfolien, obwohl sie für dreidimensionale Verarbeitung und In-Mold-Verarbeitung verarbeitbar waren, im Hinblick auf das Design aufgrund des Auftretens von zahllosen Mikrorissen auf der Oberfläche unbrauchbar waren.
Wenn allerdings nach der Durchführung der dreidimensionalen Verarbeitung und der In-Mold-Verarbeitung die Substratfolien mit Urethanharz vom UV-gehärteten Typ hoher Härte beschichtet werden, treten keine Probleme auf. In diesem Fall wurden die Substratfolien bewertet, bevor ihre Oberflächen beschichtet wurden.
Das Oberflächenhärte-Messverfahren ist ein Verfahren für die Bestimmung der Oberflächenhärte aufgrund der Anwesenheit oder Abwesenheit von Kratzern durch Kratzen der Oberfläche eines Teststücks 27, das auf eine Größe von 150 mm × 70 mm geschnitten wurde, mit einem Bleistift mit Hilfe eines Bleistiftkratz-Testgerätes für Beschichtungen (siehe 15, 50, 51) in Übereinstimmung mit JIS K 5401-1969, worin der Bleistift-Härtewert eine Bleistifthärte ist, die erhalten wird, wenn die Oberfläche weniger als zweimal in fünf Tests verkratzt wird. Das Kratzen wird durchgeführt, indem ein Bleistift 18 gegen das Teststück 27 mit einem Gewicht 20 bei 45 ± 1° gepresst wird und in diesem Zustand der Teststückhalter 19 bewegt wird. In 50 und 51 bezeichnet die Bezugszeichen 19a Bolzen für das Einpassen des Teststücks 27 in den Teststückhalter 19 und 19b bezeichnet einen Teststück-Stoppbalken.
Ein Ergebnis war, dass die In-Mold-Dekorfolien, die einen Bleistifthärtewert von 3B oder höher zeigten, selbst bei manueller Montagearbeit mit spitzen Klauen kaum beschädigt wurden.
Als Ergebnis des Tests wurde festgestellt, dass die In-Mold-Dekorfolien, die die obigen Merkmale besitzen, dadurch erhalten werden können, dass als Substratfolie unverstreckte oder leicht verstreckte Polyethylenterephthalatfolie, nichtkristalline oder niederkristalline Polyester-Copolymerfolie, Acrylfolie, Polycarbonatfolie, Polypropylenfolie, Polybutylenterephthalatfolie, Polystyrolfolie, Polyurethanfolie, Acrylonitrilbutadienstyrol-Copolymerfolie, Nylonfolie, Polyvinylchloridfolie, Fluorfolie, Celluloseacetatfolie oder ähnliches ausgewählt wird.
Unter anderem erwies sich Acrylfolie als besonders überlegen in Transparenz und Wetterfestigkeit zusätzlich zu dem obigen Merkmal, infolgedessen eine Folie mit hohem Zusatznutzen als Substratfolie im Hinblick auf die Verbesserung der Klarheit des Musterdesigns sowie der Schutzfunktion der Musterschicht.
Weiterhin ist es für Folien zu empfehlen, die im Kristallinitätsgrad kontrolliert werden können, wie z.B. Polyethylenterephthalatfolie und Polypropylenfolie, den Kristallisationsgrad so einzustellen, dass die Härte 3B oder höher wird.
Trotzdem können Marktbeschwerden auftreten, selbst wenn die Härte in den obigen Bereich fällt, falls der In-Mold-Dekorgegenstand gemäß der zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform in Anwendungen montiert wird, die wiederholten Handkontakt durch den Konsumenten involvieren.
Als Gegenmaßnahme dazu werden bevorzugt Materialien mit einem Bleistifthärtewert von B bis 2H für Zierleisten für Automobil-Innenausstattung ausgewählt, und Materialien mit einem Bleistifthärtewert von HB bis 2H für Elektrogeräte ausgewählt.
Dritte Ausführungsform
Als nächstes wird eine dritte erfindungsgemäße Ausführungsform beschrieben. Diese dritte Ausführungsform ist dazu gedacht, ein drittes Problem zu lösen, nämlich die Vermeidung der Sichtbarkeit von geschnittenen Querschnittslinien.
Als drittes Problem kann auftreten, dass geschnittene Stirnseiten aufgrund des Schneidens der In-Mold-Dekorfolie, die mit dem Formharz integriert werden sollen, nicht in dem Formharz vergraben sind, sondern exponiert sind. Das bedeutet, dass es das Problem gab, dass, wenn eine geschnittene Stirnseite einer In-Mold-Dekorfolie auf der Oberfläche des In-Mold-Dekorgegenstandes exponiert ist, Grenzlinien zwischen der In-Mold-Dekorfolie und ihrer peripheren Formharzoberfläche sichtbar werden, resultierend in einer In-Mold-Dekorfolie, die so schlecht vom Design ist, dass es offensichtlich wird, dass die In-Mold-Dekorfolie In-Mold dekoriert ist.
Im Hinblick auf dieses dritte Problem ist die In-Mold-Dekorfolie gemäß der dritten erfindungsgemäßen Ausführungsform so aufgebaut, dass die Dicke der In-Mold-Dekorfolie ausschließlich der Dicke der Verstärkungsfolie nicht mehr als 200 μm ist, und dass die Farbe der Verstärkungsfolie eine dunkle Farbe ist, die in die folgenden Bereiche des CIE1976 (L*a*b*) Farbsystems fällt:
9 ≤ L* ≤ 75
–40 ≤ a* ≤ 40
–60 ≤ b* ≤ 30
Insbesondere ist in der dritten Ausführungsform, wie in 28 und 29 gezeigt, die Dicke der In-Mold-Dekorfolie 61 ausschließlich der Dicke der Verstärkungsfolie 66 nicht mehr als 200 μm und die Farbe der Verstärkungsfolie 66 ist eine dunkle Farbe, die in die folgenden Bereiche in des CIE1976L*a*b*-Farbsystems fällt:
9 ≤ L* ≤ 75
–40 ≤ a* ≤ 40
–60 ≤ b* ≤ 30
Der Grund, warum die Farbe der Verstärkungsfolie 66 so beschränkt ist, ist wie folgt.
In dem Schneideverfahren unter Verwendung einer Gussformpresse mit einer scharfen Klinge 70 wird die In-Mold-Dekorfolie 61 nicht genau senkrecht zu ihrer Oberfläche geschnitten und eine geschnittene Stirnseite 67 der In-Mold-Dekorfolie 61 bildet zu der Vorder- und Rückseite der In-Mold-Dekorfolie 61 einen Winkel (siehe 32). Auch in dem Fall, dass der Schneideprozess durch Laserschneiden durchgeführt wird, wenn die In-Mold-Dekorfolie 61 durch ein Vorformverfahren vor dem Schneiden dreidimensional in eine gezogene Form gebracht wurde, wird dann ein Laserstrahl 71 in eine konstante Richtung eingestrahlt, so dass die geschnittenen Stirnflächen 67 zu der Vorder- und Rückseite der In-Mold-Dekorfolie 61 einen Winkel bildet (siehe 33). In dem Fall, dass das Formharz in eine Form 72 in dem Zustand eingespritzt wird, dass ein Abstand zwischen der inneren Wand der Form 72, entlang welcher die In-Mold-Dekorfolie 61 eingesetzt wird, und der geschnittenen Stirnfläche 67 der In-Mold-Dekorfolie 61 gebildet wird, die zu dieser inneren Wand einen Winkel bildet, kann es passieren, dass die geschnittene Stirnfläche 67 der In-Mold-Dekorfolie 61 gegen die innere Wand der Form 72 durch Druck 73 des Formharzes gepresst wird (siehe 36), oder dass das Formharz 69 nicht in diesen Hohlraum eintritt (siehe 37).
Im allgemeinen ist das Formharz 69 für die Verwendung für Zierleisten für Automobilinterieur in vielen Fällen schwarz oder von einer ähnlichen Farbe. Als Ergebnis wird der größte Teil des Lichts auf der Oberfläche absorbiert, wo das Formharz 69 exponiert ist, was in einer geringeren Reflexion resultiert. Im Gegensatz dazu hat die In-Mold-Dekorfolie 61 die geschnittene Stirnseite 67, die durch den Schneideprozess rau geformt ist, was eine Lichtbrechung bewirkt, mit dem Resultat, dass die In-Mold-Dekorfolie 61 schlecht von der visuellen Transparenz ist, da ihre Rückseite von der geschnittenen Stirnfläche 67 aus sichtbar ist. Außerdem ist eine geschnittene Stirnfläche 67 einer zweiten Musterschicht 68, die eine ähnliche Farbe hat, wie die geschnittene Stirnfläche 67 einer Musterschicht 63 oder der Grund der Musterschicht 63, heller als das Formharz. Das Ergebnis ist, dass reflektiertes Licht (oder Farbe) der gesamten geschnittenen Stirnfläche der In-Mold-Dekorfolie 61 allein sichtbar ist im Vergleich zu der Oberfläche, wo das Formharz exponiert ist.
Deshalb wird die Verstärkungsfolienschicht 66 der In-Mold-Dekorfolie 61 in Schwarz oder einer ähnlichen Farbe bereitgestellt, damit das reflektierte Licht (oder Farbe) der gesamten geschnittenen Stirnfläche 67 der In-Mold-Dekorfolie 61 unsichtbar wird, und außerdem werden andere Schichten als die Verstärkungsfolie 66 (z.B. Schichten, die eine transparente Harzfolie 62, die als Substratfolie dient, und die Musterschicht 63 mit einer körnigen Leitungsschicht 64 und einer geerdeten Schicht 65 einschließen, in 28; Schichten, die eine transparente Harzfolie 62, die als Substratfolie dient, die Musterschicht 63 mit einer körnigen Leitungsschicht 64 und einer geerdeten Schicht 65, und einer zweiten Musterschicht 68 einschließen, in 29) so ausgebildet, dass sie eine Dicke von weniger als 200 μm haben, wodurch die Reflektion an der gesamten geschnittenen Stirnfläche 67 der In-Mold-Dekorfolie 61 reduziert wird.
Durch die Verwendung der In-Mold-Dekorfolie 61 mit dem obigen Aufbau kann ein Insert-geformter Dekorgegenstand durch das folgende Verfahren erhalten werden.
Zuerst wird eine In-Mold-Dekorfolie 61 an einer Vorform-Gussform mit einem vertieften Teil für Tiefziehen mit Hilfe einer Klemme oder ähnlichem festgemacht, und dann wird die In-Mold-Dekorfolie 61 durch eine Wärmequelle erwärmt und weich gemacht und weiterhin in engen Kontakt mit der Oberfläche der Vorform-Gussform durch Vakuumsaugen gebracht, das von der Seite der Vorform-Gussform aus durchgeführt wird. Als nächstes wird das Vakuumsaugen ausgeschaltet und die In-Mold-Dekorfolie 61 aus der Vorform-Gussform genommen. Als nächstes werden die unnötigen Teile der In-Mold-Dekorfolie abgeschnitten, wodurch eine gewünschte dreidimensional verarbeitete In-Mold-Dekorfolie 61 erhalten wird. Als nächstes wird die dreidimensional verarbeitete In-Mold-Dekorfolie 61 in eine Hohlraumgussform mit einem tieferliegenden Teil fürs Tiefziehen eingesetzt und in der Hohlraumgussform festgemacht. Als nächstes wird die Hohlraumgussform und die Kerngussform der Spritzgussform 72 zusammengespannt, wodurch ein geschlossener Hohlraum zwischen der In-Mold-Dekorfolie 61 und der Kerngussform ausgebildet wird. Geschmolzenes Formharz 69 wird in diesen Hohlraum eingespritzt (siehe 30 und 31), und danach wird das Harz abkühlen gelassen, die Hohlraumgussform und die Kerngussform werden geöffnet, wodurch ein dekorierter insertgeformter Gegenstand, in dem die In-Mold-Dekorfolie 61 und das Formharz 69 zusammen integriert wurden, erhalten werden kann. Dieser dekorierte, insertgeformte Gegenstand besitzt eine schwärzliche Stirnfläche der Verstärkungsfolie, d.h. der Verstärkungsfolie 66, nach dem Schneider der In-Mold-Dekorfolie 61, und die Gesamtdicke der anderen Laminate ist nicht mehr als 200 μm. Deshalb sind die Linien der geschnittenen Stirnfläche 67 der In-Mold-Dekorfolie 61 nicht wahrnehmbar, selbst wenn sie exponiert sind, und der verzierte, insertgeformte Gegenstand ist im Hinblick auf das Design bevorzugt.
In-Mold-Dekorfolien, bei denen die Farbe der Verstärkungsfolie 66 außerhalb des zuvor erwähnten Bereichs liegt und bei denen die Dicke der Schichten mit Ausnahme der Verstärkungsfolie 66 nicht weniger als 200 μm ist, wurden getestet, wobei die Dicke und Farbe der Verstärkungsschicht 66 auf unterschiedliche Weisen geändert wurde. Die Testergebnisse zeigen, dass reflektiertes Licht (oder Farbe) von der gesamten geschnittenen Stirnfläche der In-Mold-Dekorfolie sichtbar ist, wie in der folgenden Tabelle 2 gezeigt: Tabelle 2
(2) Das Material der Verstärkungsfolie 66 sollte eines sein, das, wenn es in eine In-Mold-Dekorfolie 61 geformt wird, die Bedingungen erfüllt, dass die In-Mold-Dekorfolie 61 die Merkmale (1) bis (3) besitzt, dass der Bleistifthärtewert, gemessen an einer Oberfläche der In-Mold-Dekorfolie 61 gegenüber der Oberfläche, die mit dem Formharz verbunden wird, 3B bis 2H ist, und dass die Substratfolie 62 ausgewählt ist aus unverstreckter oder leicht verstreckter Polyethylenterephthalatfolie, nicht-kristalliner oder niederkristalliner Polyester-Copolymerfolie, Acrylfolie, Polycarbonatfolie, Polypropylenfolie, Polybutylenterephthalatfolie, Polystyrolfolie, Polyurethanfolie, Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymerfolie, Nylonfolie, Polyvinylchloridfolie, Fluorfolie oder Celluloseacetatfolie.
Als Beispiel für ein solches Material für die Verstärkungsfolie 66 dienen unverstreckte oder leicht verstreckte Polyethylenterephthalatfolie, nicht-kristalline oder niederkristalline Polyester-Copolymerfolie, Polypropylenfolie, Polyethylenfolie, Polystyrolfolie, Fluorfolie, Polybutylenterephthalatfolie, Methacryl-Styrol-Copolymerfolie, Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymerfolie, Polycarbonatfolie, Polyurethanfolie, Nylonfolie, Polyvinylchloridfolie, Nitrocellulosefolie oder ähnliche.
Wenn allerdings die Substratfolie 62 aus einem leicht verdampfbaren, schäumbaren Material hergestellt ist, kann das Problem auftreten, dass die In-Mold-Dekorfolie 61 eine Orangenschalenoberfläche besitzt, selbst wenn die Verstärkungsfolie 66 aus dem obigen Material gemacht ist. Dieses Problem und Mittel zu seiner Lösung werden unten beschrieben.
Vierte Ausführungsform
Als nächstes wird eine vierte erfindungsgemäße Ausführungsform beschrieben. Diese vierte Ausführungsform ist dazu gedacht, ein viertes Problem zu lösen, nämlich die Vermeidung des Auftretens eines Orangenschalenzustandes.
Als viertes Problem gab es eine Tendenz dazu, dass bei dem Verfahren des Ausbildens einer gewünschten Form durch Vakuumformen der Feuchtigkeitsgehalt in dem Folienmaterial während des Vakuumformens aufgrund von Wärme verdampft und schäumt, so dass die Oberfläche der In-Mold-Dekorfolie in einem Orangenschalenzustand erscheint, was in einem beeinträchtigten Design und somit einem fehlerhaften Gegenstand resultiert.
In einem solchen Fall sind verdampfbare/schäumbare Komponenten, die in dem Verstärkungsfolienmaterial enthalten sind, oft der Grund einer Beschleunigung zur Ausbildung der Orangenschalenoberfläche. Deshalb ist es bevorzugt, ein Material auszuwählen, das einen geringeren Gehalt solcher Komponenten besitzt (Antiverdampfungs-/-schäummaterial).
Das bedeutet, dass im Hinblick auf das vierte Problem die In-Mold-Dekorfolie gemäß der vierten erfindungsgemäßen Ausführungsform so aufgebaut ist, dass die Verstärkungsfolie aus einem Material gemacht ist, welches Verdampfen und Schäumen verhindert. Speziell ist die Verstärkungsfolie 104, wie gezeigt in 40 und 41, aus einem Material gemacht, welches Verdampfen und Schäumen verhindert. Es soll angemerkt werden, dass das Bezugszeichen 101 eine Substratfolie bezeichnet, 102 eine Musterschicht bezeichnet und 103 eine ABS-Folie für die Verstärkung der Adhäsion an das Formharz bezeichnet.
Insbesondere ist die Verstärkungsfolie 104 bevorzugt aus einem Material mit einem Wasserabsorptionskoeffizienten gemacht, der so gering wie möglich ist (speziell mindestens 0,5 % oder weniger, bevorzugt 0,2 % oder weniger), da die verdampfbare/schäumbare Komponente häufig Feuchtigkeit ist.
Beispiele für ein solches Material sind unverstreckte oder leicht verstreckte Polyethylenterephthalatfolie, nichtkristalline oder niederkristalline Polyester-Copolymerfolie, Polypropylenfolie, deren Wasserabsorptionskoeffizient 0,03 oder weniger ist, was 0,15 % oder weniger ist, Polyethylenfolie, deren Wasserabsorptionskoeffizient 0,01 % oder weniger ist, Polystyrolfolie, deren Wasserabsorptionskoeffizient 0,07 % oder weniger ist, Fluorfolie, deren Wasserabsorptionskoeffizient 0,03 % oder weniger ist, Polybutylenterephthalatfolie, deren Wasserabsorptionskoeffizient 0,8 % oder weniger ist, Methacrylstyrol-Copolymerfolie, deren Wasserabsorptionskoeffizient 1,5 % oder weniger ist, flammenhemmende Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymerfolie, deren Wasserabsorptionskoeffizient 0,9 % oder weniger ist, Polycarbonatfolie, deren Wasserabsorptionskoeffizient 0,5 oder weniger ist, Polyurethanfolie, deren Wasserabsorptionskoeffizient 1 % oder weniger ist, Polyvinylchloridfolie, deren Wasserabsorptionskoeffizient 0,1 % oder weniger ist, oder ähnliche.
Fünfte Ausführungsform
Als nächstes wird eine fünfte erfindungsgemäße Ausführungsform beschrieben. Diese fünfte Ausführungsform ist dazu gedacht, ein fünftes Problem, d.h. die Vermeidung von Verformung, zu lösen.
Als fünftes Problem trat das Problem auf, dass, wenn das Material der Substratfolie und das Material der Verstärkungsfolie stark im Schrumpfungsfaktor voneinander differieren (z.B. konkret in dem Fall, dass die Substratfolie eine Acrylfolie ist (mit einem Schrumpfungsfaktor von ungefähr 5/1000) und die Verstärkungsfolie eine gewöhnliche Polypropylenfolie ist (mit einem Schrumpfungsfaktor von ungefähr 15/1000)), eine Verformung der In-Mold-Dekorfolie nach dem dreidimensionalen Verarbeitungsverfahren aufgrund der Differenz der Schrumpfungsfaktoren auftritt, die es schwer machen, die Schneide- und Spritzgussdekorverfahren durchzuführen.
Im Hinblick auf dieses fünfte Problem ist die In-Mold-Dekorfolie der fünften erfindungsgemäßen Ausführungsform so aufgebaut, dass der Unterschied im Schrumpfungsfaktor zwischen der Substratfolie und der Verstärkungsfolie 0/1000 bis 8/1000 ist, oder dass die Verstärkungsfolie ein Laminat einer Vielzahl von Folien ist, wobei die Differenz im Schrumpfungsfaktor zwischen der Substratfolie und der von der Substratfolie am weitesten entfernten Verstärkungsfolie 0/1000 bis 8/1000 ist.
Das bedeutet, dass die In-Mold-Dekorfolie so aufgebaut ist, dass entweder die Substratfolie oder die Verstärkungsfolie der In-Mold-Dekorfolie so modifiziert ist, dass der Unterschied im Schrumpfungsfaktor zwischen der Substratfolie und der Verstärkungsfolie 0/1000 bis 8/1000 ist.
In dem meisten Fällen ist es einfacher, die Modifikation durch Einbringen eines zusätzlichen Materials in die Folie mit dem größeren Schrumpfungsfaktor zu erreichen. Als ein konkretes Beispiel, wie in 38 gezeigt, ist es empfehlenswert, die Polypropylenfolie zu modifizieren, die einen größeren Formschrumpfungsfaktor besitzt, für den Fall, dass in der In-Mold-Dekorfolie die Substratfolie eine Acrylfolie 81 und die Verstärkungsfolie eine Polypropylenfolie 83 ist. Es soll angemerkt werden, dass das Bezugszeichen 82 eine Musterschicht bezeichnet.
Das bedeutet, wie in 38 gezeigt, dass ein Olefingummi 84 und ein Füllmaterial 85 in der Polypropylenfolie 83 enthalten sind, so dass die Formschrumpfung unterdrückt wird. Als Mechanismus hierfür könnte in Betracht gezogen werden, dass, falls das Gummi 84 und das Füllmaterial 85 enthalten sind, sie eine Einschränkung des Freiheitsgrades der Polymerketten des Polypropylenharzes bewirken, und so den Raum verringern, der eine Schrumpfung des Polypropylenharzes erlaubt.
Ein spezielleres Beispiel des Olefingummis ist EPM (Ethylenpropylengummi), EPDM (Ethylen-Propylen-Dien-Terpolymer), TPE (thermoplastisches Elastomer) und EVA (Ethylenvinylacetat). Beispiele für Füllmaterial sind Talk und Calciumcarbonat sowie Titanoxid, Aluminiumhydroxid, Ferrit, Kohlenstoffaser, Glasfaser, Siliciumdioxid, Glimmer, Ruß, Ton, Aluminiumoxid, Holzmehl, Filz oder ähnliche.
Bei dem Prozess des Abkühlens der erwärmten Folie ist der Effekt auf die Unterdrückung der graduellen Schrumpfung der Polypropylenfolie umso größer, je größer der Anteil des Olefingummis und des Füllmaterials ist. Auf der anderen Seite, wenn der Gehalt des Olefingummis sich erhöht, wird die Polypropylenfolie um so weicher, so dass sich die Steifigkeit der In-Mold-Dekorfolie verringert. Weiterhin wird es um so wahrscheinlicher, dass sich das Füllmaterial während des Vakuumformverfahrens von der Polypropylenfolienoberfläche separiert, wenn der Gehalt des Füllmaterials steigt, wodurch die Polypropylenfolienoberfläche ein Höhen-Tiefen-Muster bekommt. Dieses Höhen-Tiefen-Muster beeinflusst die Acrylfolie, wodurch das Design der In-Mold-Dekorfolie verschlechtert wird.
Als Ergebnis eines ausführlichen Versuchs wurde festgestellt, dass der Gehalt des Olefingummis und des Füllmaterials durch die folgenden geeigneten Bereiche bestimmt wird.
Falls EPM oder EPDM als Olefingummi verwendet werden, wurde als geeigneter Bereich für den Gehalt des Olefingummis 20 bis 150 Gew.-Teile in Bezug auf 100 Gew.-Teile des Propylenharzes gefunden. Ebenso wurde für den Fall, dass Talk als Füllmaterial verwendet wurde, als geeigneter Bereich für den Gehalt des Füllmaterials 5 bis 20 Gew.-Teile in Bezug auf 100 Gew.-Teile des Propylenharzes gefunden. Weiterhin wurde als bester geeigneter Bereich für beide 50 bis 100 Gew.-Teile EPM oder EPDM und 10 bis 15 Gew.-Teile Talk in Bezug auf 100 Gew.-Teile des Propylenharzes gefunden.
Zusätzlich, als weitere Ausführungsform, falls einige Fehler aufgrund überschüssiger Zugabe des Olefingummis oder des Füllmaterials auftreten, wie in 39 gezeigt, wird die Polypropylenfolie 83 durch Laminierung einer Mehrzahl von Polypropylenfolienschichten 91, 92 gebildet, worin (1) als eine Methode, das Olefingummi und das Füllmaterial in nur einer Polypropylenfolienschicht enthalten sind, die am weitesten von der Acrylfolie entfernt ist, und als andere Methode (2), während eine Polypropylenfolienschicht, die näher zu der Acrylfolie ist, einen geringeren Gehalt an Olefingummi und Füllmaterial besitzt, die andere Polypropylenfolienschicht, die am weitesten weg von der Acrylfolie ist, einen größeren Gehalt an Olefingummi und Füllmaterial besitzt.
Der Grund dafür ist, dass, da die Polypropylenfolienschicht näher an der Acrylfolie einen geringeren Gehalt an Olefingummi hat, die Steifigkeit der Dekorfolie als Ganze erhalten bleibt, und trotzdem, da der Gehalt an Füllmaterial ebenfalls gering ist, es weniger wahrscheinlich ist, dass sich das Füllmaterial von der Polypropylenfolienoberfläche durch Wärme während des Vorformungsverfahrens separiert, wenn das Füllmaterial, selbst wenn es separiert, durch die Polypropylenfolienschicht abgefangen würde, die näher zur Acrylfolie ist, und nicht die Acrylfolie erreicht.
In diesem Fall besitzt die Polypropylenfolienschicht näher zur Acrylfolie bevorzugt eine größere Foliendicke, wohingegen die Polypropylenfolienschicht weiter weg von der Acrylfolie (d.h. die Polypropylenfolienschicht, die die äußerste Schicht bildet) eine geringere Foliendicke besitzt. Zusätzlich schließt die Polypropylenfolienschicht näher zur Acrylfolie eine Polypropylenfolienschicht ein, die in direktem Kontakt mit der Acrylfolie ist. Der Grund hierfür ist, dass im allgemeinen eine Tendenz besteht, dass je größer die Foliendicke ist, desto geringer die Schrumpfung. Deshalb kann durch die Einstellung, dass die Polypropylenfolienschicht näher zur Acrylfolie eine größere Foliendicke hat, dafür gesorgt werden, dass jede Schrumpfung der Polypropylenfolienschicht weiter weg von der Acrylfolie einen geringeren Einfluss auf die Acrylfolie hat.
Die Foliendicke der Polypropylenfolienschicht weiter weg von der Acrylfolie (d.h. die Polypropylenfolienschicht, die die äußere Schicht bildet) ist bevorzugt innerhalb eines Bereichs von der einfachen bis zweifachen Foliendicke von der Acrylfolie.
Der Grund hierfür ist, dass im allgemeinen die Polypropylenfolienschicht selbst wenn Olefingummi oder Füllmaterial hierin enthalten sind, keinen so geringen Schrumpfungsfaktor wie die Acrylfolie hat. Deshalb, wenn die Polypropylenfolienschicht keine größere Foliendicke als die Acrylfolie hat, würde die In-Mold-Dekorfolie als Ganzes zur Seite der Polypropylenfolienschichtseite verzogen werden. Mit einer Dicke der Polypropylenfolienschicht, die zweimal oder größer als die Foliendicke der Acrylfolie ist, gibt es keinen substanziellen Unterschied zwischen ihren Schrumpfungsfaktoren.
Eine geeignete Menge für den Gehalt des Füllmaterials, das in der Polypropylenfolienschicht am weitesten weg von der Acrylfolie enthalten ist, (d.h. die Polypropylenfolienschicht, die die äußerste Schicht bildet) ist 10 bis 30 Gew.-Teile, bezogen auf 100 Gew.-Teile Propylenharz. Der Grund hierfür ist, dass, wenn 30 oder mehr Gewichtsteile des Füllmaterials enthalten sind, die Polypropylenfolienschicht nicht nur während des Vorformungsverfahrens schwieriger in eine dreidimensionale Form zu bringen ist, sondern auch schwieriger in engen Kontakt mit dem Formharz (oder der Adhäsionsschicht) zu bringen ist. Währenddessen würde der Schrumpfungs-Unterdrückungs-Effekt mit 10 oder weniger Gewichtsteilen des Füllmaterials unzureichend sein, so dass der gesamte In-Mold-Dekorgegenstand zur Polypropylenfolienschichtseite gezogen werden würde.
Sechste Ausführungsform
Als nächste wird eine sechste erfindungsgemäße Ausführungsform beschrieben. Diese sechste Ausführungsform ist dazu gedacht, ein sechstes Problem, d.h. eine Verbesserung der Registrierungsgenauigkeit von Mustern, zu lösen.
Als sechstes Problem gab es das Problem, dass, da jede der Folienschichten einer dreidimensional verarbeitbaren In-Mold-Dekorfolie dazu tendiert, durch die Zugkraft oder Trocknungswärme der Druckermaschine, die während der Ausbildung der Musterschicht angewendet werden, deformiert zu werden, die In-Mold-Dekorfolie nur für Muster einsetzbar ist, die eine weniger strikte Registrierungsgenauigkeit haben, wie z.B. ein Maserungsmuster. Wenn diese Folienschichten aus zu stark wärmerbeständigem Material gemacht sind, werden die Folien schlechter in ihren Ausdehnungseigenschaften, so dass die Folien nicht länger in eine dreidimensionale Form verarbeitet werden können. Aufgrund dieses Problems ist es essenziell, ein Material auszuwählen, das relativ gering in der Wärmebeständigkeit ist. In diesem Fall allerdings, wenn ein Material von geringer Wärmebeständigkeit ausgewählt wird, ist es wahrscheinlicher, dass nachteilhafterweise Registrierungsfehler während des Druck- und Trocknungsverfahrens auftreten.
Im Hinblick auf dieses sechste Problem ist die In-Mold-Dekorfolie der sechsten erfindungsgemäßen Ausführungsform so aufgebaut, dass, wie in 17 bis 20 gezeigt, für die Ausbildung der Musterschicht 32 eine Trägerfolie 34, deren Grad der Dimensionsänderung bei einer Umgebungstemperatur von 90°C innerhalb von 0,6 % liegt, auf eine Substratfolie 31 laminiert wird, und die Musterschicht 32 auf einer der Trägerfolie 34 gegenüberliegenden Oberfläche der Substratfolie 31 oder der Verstärkungsfolie 33 gebildet wird, oder dass für die Ausbildung der Musterschicht 32 die Musterschicht 32 auf einer Trägerfolie 34 gebildet wird, deren Grad der Dimensionsänderung bei einer Umgebungstemperatur von 90°C bei 0,6 % liegt, und danach die Substratfolie 31 auf die Seite der Musterschicht 32 laminiert wird und weiterhin die Trägerfolie 34 abgetrennt und entfernt wird, so dass die Musterschicht 32 auf einer Oberfläche der Substratfolie 31 oder der Verstärkungsfolie 33 gebildet wird.
Die Musterschicht 32, die dazu gedacht ist, Buchstaben, Grafiken, Symbole und ähnliches auf der Oberfläche des In-Mold-Dekorgegenstandes darzustellen, oder eine gefärbte Oberfläche darzustellen, wird zwischen der Substratfolie 31 und der Verstärkungsfolie 33 gebildet.
Das Muster kann insgesamt durchgehend in einer Silbermetallfarbe oder ähnlichem sein, oder es kann eines sein, das ein Holzmaserungsmuster oder ein Steinmaserungsmuster oder ähnliches in einer einzelnen Farbe oder mehreren Farben besitzt. Weiterhin kann das Muster ein Laminat aus einer transparenten gelben insgesamt durchgehenden oder gemusterten Schicht und einer silbermetallischen insgesamt durchgehenden oder gemusterten Schicht sein, um eine goldene insgesamt durchgehende oder gemusterte Schicht darzustellen.
Allerdings kann im Fall einer schwarzen, Metallfarbenbasierten insgesamt durchgehenden Dekoration oder ähnlichem die Musterschicht weggelassen werden, da die Dekoration durch Einstellen der Farbe der Verstärkungsfolie erreicht werden kann.
Die Musterschicht 32 umfasst zumindest eine Schicht, die ausgewählt ist aus der Gruppe, die aus einer Pigmentfarbschicht, zusammengesetzt aus Pigment und Harzbindemittel, einer hellen Pigmentschicht, zusammengesetzt aus Perlpigment und Harzbindemittel, und einer Farbstoff-Farbschicht, zusammengesetzt aus Farbstoff und Harzbindemittel, besteht. Die Musterschicht 32 wird durch Mehrzweck-Druckmittel (Gravur, Offset, Raster) oder durch Rollbeschichtung, reverse Beschichtung, Breitschlitzbeschichtung oder ähnliches gebildet.
Außerdem kann die Musterschicht 32 eine dünne Metallfilmschicht oder eine Kombination einer dünnen Metallfilmschicht und einer Druckschicht sein. Die dünne Metallfilmschicht wird durch Vakuumabscheidungsverfahren, Sputteringverfahren, Ionenbeplattungsverfahren, Beplattungsverfahren oder Ähnliches gebildet. Metalle, wie z.B. Aluminium, Nickel, Gold, Platin, Chrom, Eisen, Kupfer, Zinn, Indium, Silber, Titan, Blei oder Zink oder ihre Legierungen oder Verbindungen werden abhängig von der darzustellenden Metallglanzfarbe verwendet.
Allerdings gibt es bei Mustern, bei denen eine hohe Registrierungsgenauigkeit erforderlich ist, wie in dem zuvor beschriebenen sechsten Problem, ein Problem, dass während des Druck- und Trocknungsverfahrens eher Registrierungsfehler auftreten.
In so einem Fall wird für die Bildung der Musterschicht 32 eine Trägerfolie 34, deren Grad der Dimensionsänderung bei einer Umgebungstemperatur von 90°C bei 0,6 % liegt, auf die Substratfolie 31 laminiert und die Musterschicht 32 auf einer der Trägerfolie 34 gegenüberliegenden Oberfläche der Substratfolie 31 oder der Verstärkungsfolie 33 laminiert, oder für die Bildung der Musterschicht 32 die Musterschicht 32 auf einer Trägerfolie 34 gebildet, deren Grad der Dimensionsänderung bei einer Umgebungstemperatur von 90°C innerhalb von 0,6 % liegt, und danach die Substratfolie auf die Seite der Musterschicht 32 laminiert und weiterhin die Trägerfolie 34 abgetrennt und entfernt, so dass die Musterschicht 32 auf einer Oberfläche der Substratfolie 31 oder der Verstärkungsfolie 33 gebildet wird. Das bedeutet, dass es geeignet ist, dass (1) die Trägerfolie 34 mit hoher Formstabilität gegenüber Wärme auf die Substratfolie 31 laminiert wird und dann die Musterschicht 32 gedruckt und gebildet wird (siehe 32); oder dass (2) die Musterschicht 32 auf die Trägerfolie 34 gedruckt und gebildet wird und dann die Musterschicht 32 auf die Substratfolie 31 transferiert wird.
Im Einzelnen wird eine Verbundfolie, die aus einem Laminat einer Trägerfolie 34 und der Substratfolie 31 gebildet wird, als Grundstoff verwendet, die Musterschicht 32 wird auf einer der Trägerfolie 34 gegenüberliegenden Seite der Oberfläche der Substratfolie 31 gebildet und danach wird die Trägerfolie 34 abgetrennt und entfernt. Danach wird die Verstärkungsfolie 33 laminiert.
Andernfalls wird die Musterschicht 32 auf einer der Trägerfolie 34 gegenüberliegenden Oberfläche der Substratfolie 31 gebildet und danach die Verstärkungsfolie 33 auf die Seite der Substratfolie 31 mit der Musterschicht 32 laminiert. Danach wird die Trägerfolie 34 abgetrennt und entfernt.
Ebenso alternativ kann der folgende Weg eingeschlagen werden. Wie in 18 gezeigt, unter Verwendung einer anderen Trägerfolie 34 als Grundstoff, wird die Musterschicht 32 einmal auf einer Oberfläche der Trägerfolie 34 gebildet, danach wird die Substratfolie 31 aufgeschichtet und auf die Musterschichtseite 32 laminiert und dann, wie in 19 gezeigt, die Trägerfolie 34 abgetrennt und entfernt, wodurch die Musterschicht 32 auf die Substratfolie 31 transferiert wird. Danach wird, wie in 20 gezeigt, die Verstärkungsfolie 33 auf die Musterschichtseite 32 der Substratfolie 31 laminiert, wodurch eine In-Mold-Dekorfolie 45 gebildet wird, in der die Musterschicht 32 zwischen der Substratfolie 31 und der Verstärkungsfolie 33 platziert ist (siehe 17).
Darüber hinaus kann außerdem der folgende Weg eingeschlagen werden. Unter Verwendung einer anderen Trägerfolie 34 als Grundstoff wird die Musterschicht 32 auf einer Oberfläche der Trägerfolie 34 gebildet, die Verstärkungsfolie 33 aufgeschichtet und auf die Musterschichtseite 32 laminiert und danach die Trägerfolie 34 abgetrennt und entfernt, wodurch die Musterschicht 32 auf die Verstärkungsfolie 33 transferiert wird. Danach wird die Substratfolie 31 auf die Musterschichtseite 32 der Verstärkungsfolie 33 laminiert.
Darüber hinaus kann außerdem der folgende Weg eingeschlagen werden. Wie in 42 gezeigt, unter Verwendung einer anderen Trägerfolie 34 als Grundstruktur, wird die Substratfolie 31 auf eine Seite der Trägerfolie 34 laminiert, die Musterschicht 32 auf einer der Trägerfolie 34 gegenüberliegenden Oberfläche der Substratfolie 31 gebildet und weiterhin, wie in 43 gezeigt, die Verstärkungsfolie 33 auf die Musterschicht 32 laminiert. Danach wird die Trägerfolie 34 abgetrennt und entfernt, wodurch eine In-Mold-Dekorfolie gebildet wird, in der die Musterschicht 32 zwischen der Substratfolie 31 und der Verstärkungsfolie 33 platziert ist.
Als Trägerfolie 34 wird eine Folie verwendet, deren Grad der Dimensionsänderung bei einer Umgebungstemperatur von 90°C bei 0,6 % liegt und die eine hohe Zugkraft besitzt und überlegen von der Oberflächenglätte ist.
Es ist vorteilhaft, als Trägerfolie 34, deren Grad der Dimensionsänderung bei einer Umgebungstemperatur von 90°C bei 0,6 % liegt, eine günstige biaxial orientierte Polyesterfolie oder biaxial orientierte Polypropylenfolie zu verwenden, da die Folie während des Herstellungsverfahrens der In-Mold-Dekorfolie abgetrennt und entfernt wird.
Was das Einstellen der Umgebungstemperatur auf 90° angeht, ist die Umgebungstemperatur in der Trocknungseinheit, die in einer normalen Vielfarben-Druckmaschine installiert ist, 60 bis 90°C, und der höchste Wert, 90°, wird hier angenommen. Je höher die Trocknungstemperatur, bei der das Trocknungsverfahren durchgeführt wird, desto mehr kann von dem restlichen organischen Lösungsmittel, das in der Farbe der Musterschicht 32 enthalten ist, entfernt werden, so dass eine Verschlechterung der In-Mold-Dekorfolie 45 aufgrund von restlichem organischem Lösungsmittel verhindert werden kann.
Ebenso bezieht sich der Grad der Dimensionsänderung hierin auf einen Grad (0,5/80, d.h. 0,6 % als ein Beispiel der sechsten erfindungsgemäßen Ausführungsform) der Dimensionsänderung (innerhalb von 0,5 mm als ein Beispiel der sechsten erfindungsgemäßen Ausführungsform) aufgrund der Ausdehnung oder Schrumpfung, die resultiert, wenn eine Folie mit einem spezifischen Längenausmaß bei normaler Temperatur (20°C) (80 mm als Beispiel der sechsten erfindungsgemäßen Ausführungsform) bei Umgebungstemperatur belassen wird (90°C als ein Beispiel der sechsten erfindungsgemäßen Ausführungsform).
In Bezug auf die Einstellung des Grades der Dimensionsänderung auf etwa 0,6 %, wenn ein In-Mold- Dekorfolien-Gegenstand tatsächlich hergestellt wurde, war die Größe der hergestellten In-Mold-Dekorfolien ungefähr 80 mm × 250 mm für ein Panel einer Klima-Heizanlage, 160 mm × 450 mm für eine Geschwindigkeitsanzeiger/Tankfüllungsanzeiger-Abdeckung und 250 mm × 800 mm für ein Frontgitter. Deshalb ist es in Bezug auf die kürzeste Dimension, 80 mm, dieser In-Mold-Dekorfolien erforderlich, dass die Druckregistrierungs-Genauigkeit ± 0,5 mm ist, damit normale Leute nicht den Eindruck der Fehlerhaftigkeit aufgrund von Druckregistrierungsunterschieden bekommen, somit einen Wert von 0,5/80, d.h. innerhalb von 0,6 %.
Die Dicke der Trägerfolie 34 ist bevorzugt innerhalb des Bereichs von 5 bis 300 μm. Bei einer Dicke unter 5 μm könnte die Trägerfolie 34 leicht durch die Zugkraft der Druckmaschine zerrissen werden; bei einer Dicke von größer als 300 μm würde die Trägerfolie 34 schwierig in die rotierende Druckpresse einzusetzen sein, was zu einer geringeren Produktivität führt. Im besonderen weist eine Trägerfolie mit einer Dicke von 15 bis 50 μm eine bessere Verarbeitbarkeit beim Laminieren zu oder Abtrennen von der Substratfolie 31 auf und ist damit besonders bevorzugt. Ähnlich ermöglicht die Verwendung einer weniger dicken Trägerfolie 34 das Drucken und die Herstellung durch Vielbfarben-Runddruck, was zu einer Verbesserung in der Massenproduktivität führt, im Vergleich zu dem Fall, dass die Musterschicht 32 durch direktes Drucken auf die Substratfolie 31 in einer Größenordnung von mehreren hundert μm gebildet wird.
Um die Abtrennung der Trägerfolie 34 von der Substratfolie 31 oder den Transfer der Musterschicht 32 von der Trägerfolie 34 auf die Substratfolie 31 oder die Verstärkungsfolie zu vereinfachen, ist es außerdem zu empfehlen, eine Behandlung zur Ablösung von der Form auf der Oberfläche der Trägerfolie 34 durchzuführen, um die Abtrennung zu erleichtern.
Allerdings könnte bei exzessiver Abtrennbarkeit die Trägerfolie 34 vor der Bildung der Musterschicht 32 von der Substratfolie abgetrennt werden, oder die Musterschicht 32 könnte nicht auf der Trägerfolie 34 halten, bis die Musterschicht 32 transferiert wird. Deshalb wird die Trägerfolie 34 so eingestellt, dass sie eine angemessene Abschälstärke von etwa 0,05 bis 1,08 N/cm besitzt (5 bis 100 gf/cm).
Insbesondere ist es empfehlenswert, ein Wärmelaminierverfahren anzuwenden, bei dem eine Formablösungsschicht auf der Trägerfolie 34 gebildet wird, die Trägerschicht 34 und die Substratfolie 31 nach dem Zusammenlaminieren durch Anwendung von Druck aneinander gebunden werden, während sie auf einer Seite oder beiden Seiten erwärmt werden.
Als nächstes wird das Verfahren für die Herstellung eines In-Mold-Dekorgegenstandes unter Verwendung der In-Mold-Dekorfolie 45 mit dem oben beschriebenen Aufbau beschrieben.
Als erstes wird die In-Mold-Dekorfolie 45 mit Hilfe des Einspannglieds 38 auf die Oberfläche der beweglichen Gussform 35 eingesetzt, welche eine Spritzgussform ist (siehe 21.)
Ein konkretes Beispiel der Art und Weise des Einsetzens in die bewegliche Gussform 35 ist wie folgt. Eine längere In-Mold-Dekorfolie 45 wird einmal um eine Walzenachse gewickelt, um in einen gerollten Zustand gebracht zu werden, und die resultierende Rolle wird so an einem oberen Teil der beweglichen Gussform 35 für das Spritzgussformen platziert, dass sie integral mit der beweglichen Gussform 35 beweglich ist. Dann wird die In-Mold-Dekorfolie 45, während sie von der Walze abgewickelt wird, zwischen die zurückgezogene bewegliche Gussform 35 und die stationäre Gussform 36 so durchgereicht, so dass sie durch eine Walzenachse eines Folienwickelgerätes abgewickelt wird, welches so an einem unteren Teil der beweglichen Spritzgussform 35 eingesetzt ist, dass es integral mit der beweglichen Gussform 35 beweglich ist. Ein weiteres Beispiel kann sein, dass eine blattartige In-Mold-Dekorfolie 45 maschinell oder manuell in die Oberfläche der In-Mold-Dekorfolie 45 eingesetzt wird. Für das Einsetzen der In-Mold-Dekorfolie 45 auf die Oberfläche der beweglichen Gussform 35 wird die Position der In-Mold-Dekorfolie 45 in Bezug auf die Oberfläche der beweglichen Gussform 35 nach dem Einsetzen der In-Mold-Dekorfolie 45 auf die Oberfläche der beweglichen Gussform 35 durch einen Positionssensor oder ähnliches bestimmt und die In-Mold-Dekorfolie 45 kann durch das Einspannglied 38 auf die Oberfläche der beweglichen Spritzgussform 35 gedrückt werden.
Anschließend wird die In-Mold-Dekorfolie 45 auf die Oberfläche der beweglichen Spritzgussform 35 eingesetzt und danach die In-Mold-Dekorfolie 45 mit Hilfe der in der beweglichen Spritzgussform 35 gebildeten Vakuumsauglöcher 42 entlang der hohlraumformenden Oberfläche 37 der beweglichen Gussform 35 durch Vakuum angesaugt, wodurch die In-Mold-Dekorfolie 45 in eine dreidimensionale Form verarbeitet wird, entlang der tieferliegenden Teile der beweglichen Spritzgussform 35, d.h. der hohlraumformenden Oberfläche 37 des Hohlraums 43 (siehe 22). Ein konkretes Beispiel ist ein Verfahren, welches die Schritte des Erwärmens der In-Mold-Dekorfolie 45, die auf die Oberfläche der beweglichen Gussform 35 eingesetzt ist, auf ihren Erweichungspunkt oder höher durch eine Wärmeplatte oder Ähnliches, welche zwischen der beweglichen Gussform 35 und der stationären Gussform 36 eingespannt ist, und dadurch Erweichen der In-Mold-Dekorfolie 45, wodurch der Raum zwischen dem tieferliegenden Teil der beweglichen Spritzgussform 35 und der In-Mold-Dekorfolie 45 geschlossen wird, und Durchführen von Evakuieren und Vakuumsaugen durch die Vakuumsauglöcher 42 einschließt, so dass die In-Mold-Dekorfolie 45 in engen Kontakt mit dem tieferliegenden Teil der inneren Oberfläche (hohlraumformende Oberfläche 37) der beweglichen Spritzgussform 35 gebracht wird. Bei dem Verfahren der Verarbeitung in eine dreidimensionale Form oder bei dem Verfahren des Pressens und Einspannens der In-Mold-Dekorfolie 45 durch das Einspannglied 38, kann das Verfahren durchgeführt werden, dass die unnötigen Teile der In-Mold-Dekorfolie 45 abgeschnitten werden.
Anstelle dieses Verfahrens kann, bevor die In-Mold-Dekorfolie 45 auf die Oberfläche der beweglichen Spritzgussform 35 eingesetzt wird, die In-Mold-Dekorfolie 45 mit einer anderen Form für die dreidimensionale Verarbeitung und Formung als die bewegliche Spritzgussform 35 und die stationäre Gussform 36 in eine gewünschte Form verarbeitet werden und ebenso in eine gewünschte Form zurecht geschnitten werden, und dann wird die dreidimensional verarbeitete In-Mold-Dekorfolie 45 in den tieferliegenden Teil der beweglichen Spritzgussform 35 eingepasst. Als Verfahren für die dreidimensionale Verarbeitung gibt es das Vakuumformverfahren, Luftdruckformverfahren, Pressverfahren, bei dem erhitztes Gummi gepresst wird, Druckformverfahren und ähnliche. Zusätzlich kann der Schneideprozess gleichzeitig mit dem Prozess der Verarbeitung in eine dreidimensionale Konfiguration durchgeführt werden.
Als nächstes wird, während die Gussform 35 an die stationäre Gussform 36 eingespannt ist, das Formharz 40 in geschmolzenem Zustand von Zugangsteil 39 der stationären Gussform 36 in den Hohlraum 43 eingespritzt und das Formharz 40 fest werden lassen, so dass der Formharzgegenstand 41 in dem Hohlraum 43 gebildet wird, während die In-Mold-Dekorfolie 45 gleichzeitig integral an die Oberfläche des Formharzgegenstandes 41 gebunden wird (siehe 23).
Danach wird der Formharzgegenstand 41 aus der beweglichen Gussform 35 genommen und dann unnötige Teile der In-Mold-Dekorfolie 45, die an den Formharzgegenstand 41 gebunden sind, entfernt (siehe 24). In dem Fall, dass die In-Mold-Dekorfolie 45 vorher in eine gewünschte Form zurecht geschnitten wurde, wie oben beschrieben, ist der Schritt des Entfernens der unnötigen Teile der In-Mold-Dekorfolie 45 überflüssig.
Die bewegliche Gussform 35 und die stationäre Gussform 36 als Einspritzform sind nicht besonders beschränkt auf die obige Ausführungsform. Es ist geeignet, eine Form zu verwenden, die aus einer beweglichen Gussform 35 und einer stationären Gussform 36 mit einem Zugangsteil 39 für das Einspritzen des Formharzes 40 gemacht ist, wobei, wenn die stationäre Gussform 36 und die bewegliche Gussform 35 geschlossen sind, ein einziger oder eine Mehrzahl von Hohlräumen 43 umgeben von den hohlraumbildenden Oberflächen 37 der stationären Gussform 36 und der beweglichen Gussform 35 gebildet werden. Die In-Mold-Dekorfolie 45, die in die Hohlräume 43 eingesetzt wird, die durch die bewegliche Gussform 35 und die stationäre Gussform 36 für das Spritzgussgießen gebildet werden, deckt die hohlraumbildenden Oberflächen 37 ab. Die Hohlräume 43 können als solche bereitgestellt werden, die ein Loch in dem Formharzgegenstand 41 bilden. Der tieferliegende Teil, der die Hohlräume 43 bildet, kann entweder in der stationären Gussform 36 oder der beweglichen Gussform 35 gebildet werden. Die bewegliche Gussform 35 oder die stationäre Gussform 36 kann ein Einspannglied 38 für das Pressen und Fixieren der In-Mold-Dekorfolie 45 in den tieferliegenden Teil besitzen. (Siehe 21 bis 23). Das Einspannglied 38 kann ebenso in der stationären Gussform 36 oder der beweglichen Gussform 35 installiert sein.
Das Formharz 40 ist nicht besonders beschränkt. Typische Formharze 40 für die Verwendung für Verzierungen von Automobil-Interior und Verzierung von Automobil-Exterior werden beispielhaft dargestellt durch Polycarbonatharz, Acrylnitril-Butadien-Harz, Talk enthaltendes Polypropylenharz und Mischungen dieser Harze.
Zusätzlich, während die obige Beschreibung; so wie sie ist, sich auf horizontale Spritzgussmaschinen bezieht, ist die Beziehung zwischen der stationären Gussform 36 und der beweglichen Gussform 35 im Fall einer vertikalen Spritzgussmaschine umgekehrt. Außerdem ist die Form der Spritzgussmaschinen nicht nur auf den Zweiformtyp, sondern auch auf den Dreiformtyp entsprechend anwendbar.
Siebte Ausführungsform
Als nächstes wird eine siebte erfindungsgemäße Ausführungsform beschrieben. Diese siebte Ausführungsform ist dazu gedacht, ein siebtes Problem, d.h. den Mangel der Abdeckungskraft der Musterschicht, zu lösen.
Die Musterschicht, die durch Beschichten gebildet wird, zeigt in manchen Fällen einen Farbeindruck mit hoher Opazität und in anderen Fällen einen Farbeindruck ohne hohe Opazität, abhängig von den Unterschieden in der Abdeckkraft zwischen Farbmaterialien für individuelle Farben. Das siebte Problem ist, dass, wenn eine Musterschicht mit einem Farbeindruck gebildet werden muss, die sich ziemlich von der Farbe der Verstärkungsfolie unterscheidet, es einige Fälle gibt, wo aufgrund von geringer Opazität (z.B. im Fall eines Gelb mit hoher Chromatizität) wegen der Effekte der Farbe der Verstärkungsfolie ein gewünschter Farbeindruck nicht erhalten werden kann.
Im Hinblick auf das siebte Problem wird die In-Mold-Dekorfolie der siebten erfindungsgemäßen Ausführungsform so aufgebaut, dass eine zweite Musterschicht 68 zwischen der Verstärkungsfolie 66 und der Musterschicht 63 gebildet wird, wie in 29 gezeigt.
Insbesondere zeigt die Musterschicht 63, die durch Mehrzweck-Druckgeräte oder ähnliches gebildet wird, in manchen Fällen einen Farbeindruck mit hoher Opazität und in anderen Fällen einen Farbeindruck ohne hohe Opazität, abhängig von den Unterschieden in der Abdeckungskraft zwischen Farbmaterialien für individuelle Farben.
Wenn die Musterschicht 63 mit einem Farbeindruck gebildet werden muss, der ziemlich unterschiedlich ist von der Farbe der Verstärkungsfolie 66, gibt es manche Fälle, wo der gewünschte Farbeindruck aufgrund der geringen Opazität (z.B. in dem Fall eines Gelb mit hoher Chromatizität) wegen der Effekte der Farbe der Verstärkungsfolie 66 nicht erreicht werden kann.
In so einem Fall wird die zweite Musterschicht 68 gebildet, um die Opazität der Musterschicht 63 zu verstärken.
Die zweite Musterschicht 68 kann entweder durch Beschichten oder als Folie gebildet werden.
Das Material der zweiten Musterschicht 68 ist bevorzugt eines, welches Verdampfen und Schäumen verhindert, wie in dem Fall der Verstärkungsfolie 66.
Der Grund hierfür ist, dass selbst in dem Fall, dass die Verstärkungsfolie 66 nicht aus einem Material gemacht ist, das Verdampfen und Schäumen verhindert, die Bereitstellung einer zweiten Musterschicht 68, die Verdampfen und Schäumen verhindert, es möglich macht, das Auftreten eines Orangenschalenzustandes der Oberfläche der In-Mold-Dekorfolie 61 zu unterdrücken, selbst bei Auftreten des Verdampfens und Schäumens der schäumenden Komponenten in der Verstärkungsfolie 66. Dies kann der Tatsache zugeordnet werden, dass es nur die Verstärkungsfolie ist, die verdampft und schäumt, und die zweite Musterschicht 68 verhindert, dass Gas, welches von der Verstärkungsfolie generiert wird, die Musterschicht 63 erreicht.
Konkrete Beispiele für ein Material für die zweite Musterschicht 68 sind Polyethylenharze, Polypropylenharze, Styrolharze, flammenhemmende ABS-Harze, oder thermoplastische Polybutadienharze. Insbesondere sind als Material erhältlich Polypropylenharz, dessen Wasserabsorptionskoeffizient 0,03 % oder weniger ist, Polyethylenharz, dessen Wasserabsorptionskoeffizient 0,01 % oder weniger ist, Polystyrolharz, dessen Wasserabsorptionskoeffizient 0,07 % oder weniger ist, Fluorharz, dessen Wasserabsorptionskoeffizient 0,03 % oder weniger ist, Polyethylenterephthalatharz, dessen Wasserabsorptionskoeffizient 0,15 % oder weniger ist, Polybutylenterephthalatharz, dessen Wasserabsorptionskoeffizient 0,08 % oder weniger ist, Methacryl-Styrol-Copolymer-Harz, dessen Wasserabsorptionskoeffizient 0,15 % oder weniger ist, flammenhemmendes Acrylonitril-Butadien-Styrol-Copolymer-Harz (flammenhemmendes ABS-Harz), dessen Wasserabsorptionskoeffizient 0,09 % oder weniger ist oder thermoplastisches Butadienharz, dessen Wasserabsorptionskoeffizient 0,09 % oder weniger ist.
Die Dicke der zweiten Musterschicht 68 ist bevorzugt nicht weniger als 10 μm, um die Deckkraft und Verdampfungs-/Schäumpräventionseigenschaften zu erhalten, und weniger als 200 μm, um die Sichtbarkeit der geschnittenen Querschnittslinien zu vermeiden.
Obwohl das Formharz nicht besonders beschränkt ist, sind die typischsten Formharze für die Verwendung bei Verzierungen in Automobil-Interior und -Exterior oder für Elektrogeräte Polystyrol, Acrylnitril-Styrol-Copolymerharz, Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymer-Harz oder Polycarbonatharz und Polypropylenharz und ähnliche.
Wenn Polystyrol, Acrylnitril-Styrol-Copolymerharz, Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymerharz oder Polycarbonatharz als Formharz verwendet wird, ist das Grundmaterial für die In-Mold-Dekorfolie bevorzugt Acrylharz, Styrolharz (einschließlich Styrol-Elastomer-Harze), Acrylnitril-Butadien-Styrol-basiertes Harz, thermoplastisches Butadien-basiertes Harz, Polycarbonat-basiertes Harz oder ähnliches im Hinblick auf die Wiederverwendbarkeit nach Verwendung. Wenn Polypropylenharz als Formharz verwendet wird, ist das Material für die In-Mold-Dekorfolie bevorzugt Polypropylenharz oder Polyethylenharz im Hinblick auf die Wiederverwertbarkeit nach Verwendung und die Adhäsion an das Formharz.
Das häufigste Verfahren für dreidimensionale Verarbeitung ist Vakuumformverfahren, welches ein Verfahren ist, bei dem die In-Mold-Dekorfolie bis zu ihrem Erweichungspunkt oder höher erwärmt wird, um sie in einen weichen und dehnbaren Zustand zu bringen, und dann wird sie durch Vakuum angesaugt und so gezogen, dass sie in engen Kontakt mit der inneren Oberfläche des Hohlraums der Form für das Vakuumformen kommt, und so in eine gewünschte dreidimensionale Form gebracht wird.
Andere dreidimensionale Verarbeitungsverfahren sind Luftdruck-Formverfahren, Pressverfahren, bei dem erwärmtes Gummi gepresst wird, Druckformverfahren und ähnliche.
Nach der dreidimensionalen Verarbeitung werden unnötige Teile der In-Mold-Dekorfolie, die von der Dekoration des Formharzgegenstandes ausgeschlossen sind, durch Schneiden entfernt. Als das Schneideverfahren ist ein Verfahren verwendbar, bei dem die In-Mold-Dekorfolie ausgebrannt und durch Bestrahlen mit einem Laserstrahl ausgeschnitten wird, ein Verfahren, bei dem die In-Mold-Dekorfolie durch Pressverarbeitung mit einem für die Schneideverwendung vorbereiteten Stanzstempel ausgestanzt wird, und ähnliche.
Die In-Mold-Dekorfolie mit dreidimensionaler Form wird nach dem Zurechtschneiden eingepasst und in die Spritzgussform eingesetzt, und wenn die Form eingespannt ist, wird das Formharz im geschmolzenen Zustand in den Hohlraum eingespritzt und dann abgekühlt, so dass der Formharzgegenstand gebildet wird, während die In-Mold-Dekorfolie gleichzeitig integral an die Oberfläche des Formharzgegenstandes gebunden wird.
In den vorherigen Ausführungsformen ist es ebenso möglich, der In-Mold-Dekorfolie durch Färben der Substratfolie oder der Verstärkungsfolie ein farbiges Aussehen zu verleihen, ohne irgendeine Musterschicht bereitzustellen.
Insbesondere zeigt z.B. 45 einen Zustand, bei dem eine Verstärkungsfolie 3, die zu einer Substratfolie 1 benachbart ist, eine gefärbte Folie von metallischem Rot oder ähnlichem ist mit darin beigemischtem schwarzem Pigment 3m. Ebenso zeigt 46 einen Zustand, bei dem eine Verstärkungsfolie 3 benachbart zu einer Substratfolie 1 mit einer Dicke von nicht mehr als 200 μm eine gefärbte Folie von metallischem Rot oder ähnlichem ist, mit darin beigemischtem schwarzem Pigment 3b. 47 zeigt einen Zustand, bei dem eine Verstärkungsfolie 3 benachbart zu einer gefärbten Substratfolie 1 ist.
48 zeigt einen Zustand, bei dem die Gesamtdicke nicht mehr als 200 μm ist, und bei dem eine transparente gefärbte Musterschicht 2 zwischen zwei farblose, transparente Substratfolien 1A, 1B eingespannt ist.
Ausführungsbeispiel 1
Eine In-Mold-Dekorfolie wurde unter den folgenden Bedingungen hergestellt.
Oben auf eine Acrylfolie mit einer Foliendicke von 50 μm und einer Oberflächen-Bleistifthärte von HB wurde eine 5 μm dicke Musterschicht unter Verwendung einer Acrylfarbe gebildet. Darauf wurden weiterhin mit einer eingelagerten chlorierten Polypropylen-basierten Adhäsionsfarbe eine 200 μm dicke schwarze Polypropylenfolie (Wasserabsorptionskoeffizient: 0,01 %; Farbe: L*=10, a*=3, b*=-5) und eine 150 μm dicke schwarzbraune Polypropylen-basierte Folie (Wasserabsorptionskoeffizient: 0,03 %; mit 60 Gew.-Teilen EPDM und 15 Gew.-Teilen Talk beigemischt in Bezug auf 100 Gew.-Teile Polypropylen; Farbe: L*=10, a*=3, b*=-5) sequenziell laminiert, wodurch eine In-Mold-Dekorfolie mit einer thermischen Deformationstemperatur von 140°C erhalten wurde. Diese In-Mold-Dekorfolie zeigte eine 200%ige Ausdehnungsleistung ohne thermisch zersetzt zu werden, wenn sie auf 160°C erhitzt wurde, und hatte ein Young'sches Modul von 834 N/mm² (85 kgf/mm²) bei Normaltemperatur.
Diese Folie wurde durch Erhitzen auf 160°C vakuumgeformt, mit einem Laser zurecht geschnitten und in eine Spritzgussform eingespannt. Dann wurde Polypropylenharz bei einer Formtemperatur von 220°C eingespritzt, wodurch ein In-Mold-Dekorgegenstand erhalten wurde.
Ausführungsbeispiel 2
Eine In-Mold-Dekorfolie wurde unter den folgenden Bedingungen hergestellt.
Auf eine kristalline Polypropylenfolie mit einer Foliendicke von 200 μm und einer Oberflächen-Bleistifthärte von 2B wurde eine 5 μm dicke Musterschicht unter der Verwendung von 5 μm Urethan-basierter Farbe gebildet. Darauf wurde weiterhin mit einer eingelagerten chlorierten Polypropylen-basierten Adhäsionsfarbe eine 400 μm dicke schwarze Polypropylenfolie (Wasserabsorptionskoeffizient: 0,01 %; Farbe: L*=8, a*=6, b*=–2) laminiert, wodurch eine In-Mold-Dekorfolie mit einer thermischen Deformationstemperatur von 150°C erhalten wurde. Diese In-Mold-Dekorfolie zeigte eine Ausdehnungsleistung von 130 % ohne thermisch zersetzt zu werden, wenn sie auf 170°C erhitzt wurde, und hatte ein Young'sches Modul von 686 N/mm² (70 kgf/mm²) bei Normaltemperatur.
Diese Folie wurde durch Erhitzen auf 170°C vakuumgeformt, mit einem Laser zurecht geschnitten und in eine Spritzgussform eingespannt. Dann wurde Polypropylenharz bei einer Formtemperatur von 220°C eingespritzt, wodurch ein In-Mold-Dekorgegenstand erhalten wurde.
Ausführungsbeispiel 3
Eine In-Mold-Dekorfolie wurde unter den folgenden Bedingungen hergestellt.
Auf einem Acrylfilm mit einer Foliendicke von 50 μm und einer Oberflächen-Bleistifthärte von HB wurde eine 5 μm dicke Musterschicht mit Hilfe einer Acrylfarbe gebildet. Auf dieser wurden weiterhin mit einer eingelagerten Vinylacetatbasierten Adhäsionsfarbe eine Zwischenfolienschicht durch eine 100 μm dicke Polystyrolfolie gebildet (Wasserabsorptionskoeffizient: 0,1 %, Farbe: Gelb), und eine 350 μm dicke schwarze Acrylnitril-Butadien-Styrol-Folie (Wasserabsorptionskoeffizient: 0,4 %; Farbe: L*=7, a*=1, b*=1) sequenziell laminiert, wodurch eine In-Mold-Dekorfolie mit einer thermischen Verformungstemperatur von 110°C erhalten wurde. Diese In-Mold-Dekorfolie zeigte eine Elongationsleistung von 180° ohne thermisch zersetzt zu werden, wenn sie auf 150°C erhitzt wurde, und hatte einen Young'schen Modul von 1373 N/mm² (140 kgf/mm²) bei Normaltemperatur.
Diese Folie wurde durch Erhitzen auf 150°C vakuumgeformt, mit einem Laser zurecht geschnitten und in eine Spritzgussform eingesetzt. Dann wurde Acrylnitril-Butadien-Styrolharz bei einer Formtemperatur von 230°C eingespritzt, wodurch ein In-Mold-Dekorgegenstand erhalten wurde.
Ausführungsbeispiel 4
Eine In-Mold-Dekorfolie wurde unter den folgenden Bedingungen hergestellt.
Auf einer nicht-kristallinen Polyester-Copolymerfolie mit einer Foliendicke von 60 μm wurden nacheinander eine 500 Å metallische Musterschicht, gebildet aus einer verdampften Aluminiumfolie, und eine 2 μm Adhäsionsschicht, gebildet aus Vinylacetat-basierender Farbe, gebildet.
Danach wurden nacheinander mit einer eingelagerten Polyurethan-basierten trockenen laminierten Adhäsionsfarbe eine 200 μm dicke schwarze Polypropylenfolie (Wasserabsorptionskoeffizient: 0,01 %; Farbe: L*=10, a*=3, b*=–5) und eine 250 μm dicke schwarzbraune Polypropylenfolie (Wasserabsorptionskoeffizient: 0,03 %; mit 60 Gew.-Teilen EPDM und 15 Gew.-Teilen Talk eingemischt in Bezug auf 100 Gew.-Teile Polypropylen; Farbe: L*=10, a*=3, b*=-5) laminiert, wodurch eine In-Mold-Dekorfolie mit einer thermischen Verformungstemperatur von 130°C erhalten wurde. Diese In-Mold-Dekorfolie zeigte eine 160%ige Elongation ohne thermisch zersetzt zu werden, wenn sie auf 150°C erhitzt wurde und hatte ein Young'sches Modul von 883 N/mm² (90 kgf/mm²) bei Normaltemperatur.
Diese Folie wurde durch Erhitzen auf 160°C vakuumgeformt, mit einem Laser zurecht geschnitten und in eine Spritzgussform eingesetzt. Dann wurde Polypropylenharz bei einer Formtemperatur von 220°C eingespritzt, wodurch ein In-Mold-Dekorgegenstand erhalten wurde.
Ausführungsbeispiel 5
Eine In-Mold-Dekorfolie wurde unter den folgenden Bedingungen hergestellt.
Auf einer biaxial orientierten Polyethylentherephthalatfolie mit einer Foliendicke von 25 μm wurden nacheinander eine vierfarbige, aufgedruckte Musterschicht mit einer Registrierungsgenauigkeit von 0,2 mm und eine 2 μm Adhäsionsschicht aus Vinylacetat-basierter Farbe gebildet.
Die Farbschichtseite dieses Films wurde auf eine Polycarbonatfolie mit einer Foliendicke von 80 μm und einer Oberflächen-Bleistifthärte von HB aufgesetzt und durch eine 220°C thermische Transferwalze aufgedrückt, wodurch die Musterschicht und die Adhäsionsschicht auf die Acrylfolienseite transferiert wurden.
Darauf wurden weiterhin nacheinander, mit einer Vinylacetatbasierten Adhäsionsfarbe eingelagert, eine Zwischenfolienschicht, gebildet aus einer 100 μm dicken Polystyrolfolie (Wasserabsorptionskoeffizient: 0,1 %, Farbe: Gelb), und eine 250 μm dicke schwarze Acrylnitril-Butadien-Styrol-Folie (Wasserabsorptionskoeffizient: 0,4 %; Farbe: L*=7, a*=1, b*=1) laminiert, wodurch eine In-Mold-Dekorfolie mit einer thermischen Verformungstemperatur von 120°C erhalten wurde. Diese In-Mold-Dekorfolie zeigte eine 160%ige Elongationsleistung ohne thermisch zersetzt zu werden, wenn sie auf 150°C erhitzt wurde, und hatte ein Young'sches Modul von 1569 N/mm² (160 kgf/mm²) bei Normaltemperatur.
Diese Folie wurde durch Erhitzen auf 150°C vakuumgeformt, mit einem Laser zurecht geschnitten und in eine Spritzgussform eingesetzt. Dann wurde Acrylnitril-Butadien-Styrol-Harz bei einer Formtemperatur von 230°C eingespritzt, wodurch ein In-Mold-Dekorgegenstand erhalten wurde.

Claims

In-Mold-Dekorfolie (3, 45, 61) mit hoher dreidimensionaler Verarbeitbarkeit, die zumindest eine Substratfolie (1, 62) und eine Verstärkungsfolie (33, 66) umfasst, einen gefärbten Zustand aufweist und die folgenden Kenngrößen besitzt: (1) das Teststück weist eine Zugbeanspruchung beim Bruch von nicht weniger als 0,226 N (23 gf) auf, wenn ein Zugversuch mit einem 10 mm breiten Teststück der In-Mold-Dekorfolie durchgeführt wird, das zwischen einem Paar Klemmen bei einem Klemmenabstand von 5 mm befestigt ist, durch das Anlegen einer Last bei einer konstanten Geschwindigkeit von 500 mm/min an ein Ende des Teststücks bei einer Umgebungstemperatur von 62 bis 94°C; (2) die In-Mold-Dekorfolie ändert die Eigenschaften aufgrund von Wärme in einem Temperaturbereich von 40-200°C; und das Teststück weist eine Zugdehnung beim Bruch von nicht weniger als 130 auf, wenn ein Zugversuch mit einem 10 mm breiten Teststück der In-Mold-Dekorfolie durchgeführt wird, das zwischen einem Paar Klemmen bei einem Klemmenabstand von 5 mm befestigt ist, durch das Anlegen einer Last von 0,196 N (20 gf) bei einer konstanten Geschwindigkeit von 500 mm/min an ein Ende des Teststücks bei einer Umgebungstemperatur innerhalb des Bereichs von der Temperatur der Eigenschaftsänderung bis zu der Temperatur, bei der sich die In-Mold-Dekorfolie thermisch zersetzt.
In-Mold-Dekorfolie gemäss Anspruch 1, wobei das Herstellungsverfahren des In-Mold-Dekorgegenstandes umfasst: nachdem die In-Mold-Dekorfolie in eine dreidimensionale Form gebracht wurde, werden die Teile der In-Mold-Dekorfolie durch einen Schneideprozess entfernt, die für die Verzierung unnötig sind; dann wird die In-Mold-Dekorfolie in die Form für das Spritzgussformen gebracht; und nachdem die Form eingespannt wurde, wird Formharz eingespritzt und man lässt das Formharz abkühlen und fest werden, wodurch die gesamte oder ein Teil der In-Mold-Dekorfolie integral mit der Oberfläche des Formharzes verbunden wird, und wobei das Produkt des Young'schen Moduls und der dritten Potenz der Dicke der In-Mold-Dekorfolie gemessen bei dem Zugversuch nicht weniger als 9,8 N (1 kgf/mm) ist, wenn ein Zugversuch mit einem 10 mm breiten Teststück der In-Mold-Dekorfolie durchgeführt wird, das zwischen einem Paar Klemmen bei einem Klemmenabstand von 5 mm befestigt ist, durch Anlegen einer Last bei einer konstanten Geschwindigkeit von 500 mm/min an ein Ende des Teststücks bei einer Umgebungstemperatur von 25°C.
In-Mold-Dekorfolie gemäss Anspruch 1 oder 2, wobei der Bleistifthärtewert der In-Mold-Dekorfolie 3B bis 2H beträgt, gemessen an einer Seite davon, die gegenüber der Seite liegt, die mit dem Formharz verbunden werden soll.
In-Mold-Dekorfolie gemäss Anspruch 3, wobei die Substratfolie eine Folie ausgewählt aus unverstreckter oder leicht verstreckter Polyethylenterephthalatfolie, nicht-kristalliner oder niederkristalliner Polyester-Copolymerfolie, Acrylfolie, Polycarbonatfolie, Polypropylenfolie, Polybutylenterephthalatfolie, Polystyrolfolie, Polyurethanfolie, Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymerfolie, Nylonfolie, Polyvinylchloridfolie, Fluorfolie und Celluloseacetatfolie ist.
In-Mold-Dekorfolie gemäss mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Dicke der In-Mold-Dekorfolie nicht weniger als 250 μm ist, die Dicke der In-Mold-Dekorfolie ausschliesslich der Dicke der Verstärkungsfolie nicht mehr als 200 μm ist und die Farbe der Verstärkungsfolie eine dunkle Farbe ist, die in die folgenden Bereiche des Farbsystems CIE1976(L*a*b*) fällt: 9 ≤ L* ≤ 75 –40 ≤ a* ≤ 40 –60 ≤ b* ≤ 30.
In-Mold-Dekorfolie gemäss Anspruch 5, wobei die Verstärkungsfolie eine Folie ausgewählt aus Acrylfolie, unverstreckter oder leicht verstreckter Polyethylenterephthalatfolie, nicht-kristalliner oder niederkristalliner Polyester-Copolymerfolie, Polypropylenfolie, Polyethylenfolie, Polystyrolfolie, Fluorfolie, Polybutylenterephthalatfolie, Methacryl-Styrol-Copolymerfolie, Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymerfolie, Polycarbonatfolie, Polyurethanfolie, Nylonfolie, Polyvinylchloridfolie und Nitrocellulosefolie ist.
In-Mold-Dekorfolie gemäss mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Material der Verstärkungsfolie ein Material ist, das Verdampfen und Schäumen verhindert.
In-Mold-Dekorfolie gemäss mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Substratfolie eine Acrylfolie und die Verstärkungsfolie eine Polypropylenfolie ist, die ein Olefingummi (84) und ein Füllmaterial (85) enthält.
In-Mold-Dekorfolie gemäss Anspruch 8, wobei, wenn das Olefingummi ein Ethylenpropylengummi oder ein Ethylen-Propylen-Dien-Terpolymer ist, sein Gehalt 20 bis 150 Gew.% ist bezogen auf 100 Gew.% Propylenharz.
In-Mold-Dekorfolie gemäss Anspruch 8, wobei, wenn das Füllmaterial Talk ist, sein Gehalt 5 bis 20 Gew.% ist bezogen auf 100 % Propylenharz.
In-Mold-Dekorfolie gemäss mindestens einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei eine Musterschicht (2, 32) zwischen der Substratfolie und der Verstärkungsfolie ausgebildet ist.
In-Mold-Dekorfolie gemäss mindestens einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei eine zweite Musterschicht (68) zwischen der Verstärkungsfolie und der Musterschicht ausgebildet ist.
In-Mold-Dekorfolie gemäss Anspruch 12, wobei die Substratfolie aus einem leicht verdampfbaren, schäumbaren Material hergestellt ist und die zweite Musterschicht aus einem Material hergestellt ist, welches das Verdampfen und Schäumen verhindert.
In-Mold-Dekorfolie gemäss Anspruch 13, wobei die zweite Musterschicht (68) aus einem beliebigen Harz hergestellt ist ausgewählt aus Polyethylenharz, Polypropylenharz, Styrolharz, flammhemmendem ABS-Harz und thermoplastischem Polybutadienharz.
In-Mold-Dekorfolie gemäss mindestens einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die Schutzschicht aus mehreren Polypropylenfilmschichten gebildet ist und die Substratfolie ein Acrylfilm ist und zumindest die Propylenfilmschicht, die am weitesten von der Acrylschicht entfernt ist, ein Olefingummi und/oder Füllmaterial enthält.
Verfahren zur Herstellung einer In-Mold-Dekorfolie, wobei, wenn die Musterschicht der in Anspruch 11 definierten In-Mold-Dekorfolie gebildet wird, eine Trägerfolie, deren Grad der Dimensionsänderung bei einer Umgebungstemperatur von 90°C bei 0,6 % liegt, auf die Substratfolie laminiert wird, und die Musterschicht auf einer der Trägerfolie gegenüberliegenden Oberfläche der Substratfolie oder der Verstärkungsfolie gebildet wird.
Verfahren zur Herstellung einer In-Mold-Dekorfolie, wobei, wenn die Musterschicht der in Anspruch 11 definierten In-Mold-Dekorfolie gebildet wird, die Musterschicht auf einer Trägerfolie gebildet wird, deren Grad der Dimensionsänderung bei einer Umgebungstemperatur von 90°C innerhalb von 0,6 % liegt, und danach die Substratfolie auf die Seite der Musterschicht laminiert wird, und weiterhin die Trägerfolie abgetrennt und entfernt wird, so dass die Musterschicht auf einer Oberfläche der Substratfolie oder der Verstärkungsfolie gebildet wird.
Verfahren zur Herstellung einer In-Mold-Dekorfolie gemäss den Ansprüchen 16 oder 17, wobei die Trägerfolie eine biaxial orientierte Polyesterfolie oder eine biaxial orientierte Polypropylenfolie ist.
In-Mold-Dekorgegenstand, erhältlich durch ein Verfahren, das umfasst: Einsetzen der wie in mindestens einem der Ansprüche 1 bis 15 definierten In-Mold-Dekorfolie in die Form für das Spritzgiessen; und Einspritzen des Formharzes nach dem Einspannen der Form und Abkühlenlassen und Festwerdenlassen des Formharzes, wodurch die gesamte oder ein Teil der In-Mold-Dekorfolie mit der Oberfläche des Formharzes integral verbunden wird.