EP1672609A2 - Mehrschichtiges Kunststoffteil - Google Patents

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Publication number
EP1672609A2
EP1672609A2 EP05024677A EP05024677A EP1672609A2 EP 1672609 A2 EP1672609 A2 EP 1672609A2 EP 05024677 A EP05024677 A EP 05024677A EP 05024677 A EP05024677 A EP 05024677A EP 1672609 A2 EP1672609 A2 EP 1672609A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
plastic part
multilayer plastic
optically active
active layer
layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP05024677A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1672609A3 (de
Inventor
Thomas Schettler
Peter Oehring
Bernd Hangleiter
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rehau Automotive SE and Co KG
Original Assignee
Rehau AG and Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rehau AG and Co filed Critical Rehau AG and Co
Publication of EP1672609A2 publication Critical patent/EP1672609A2/de
Publication of EP1672609A3 publication Critical patent/EP1672609A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09F—DISPLAYING; ADVERTISING; SIGNS; LABELS OR NAME-PLATES; SEALS
    • G09F13/00—Illuminated signs; Luminous advertising
    • G09F13/04—Signs, boards or panels, illuminated from behind the insignia

Definitions

  • the invention relates to a multilayer plastic sheet-like part for decorative elements and / or display and functional elements, such as, for example, application in the automotive industry, in particular at manhole covers, trim panels and function displays found.
  • a backlit plastic part for display and / or functional elements This consists of a transparent polymer material, which is vapor-deposited on the visible side with a thin metal layer. For protection, for example against mechanical damage, a scratch-resistant paint is usually applied to the metal layer.
  • lighting fixtures one or more spotlights illuminating spot or surfaces are provided behind or in the plastic part, so that diffuse light emerges on the visible side at least in the region of the illuminated field through the metal layer.
  • display symbols or decorative elements can be introduced into the surface, for example by means of laser structuring, so that the light can pass through unhindered there.
  • a disadvantage of this embodiment is in particular the fact that the optically and / or functionally relevant layers are on the surface (visible side) of the component and therefore must be protected by a transparent cover layer against chemical and mechanical influences. Furthermore, due to the overhead metal layer results in a surface without depth effect and with reduced brilliance. Finally, the metal layer of the backlightable plastic part is protected only on the surface, but not laterally, so that a corrosive infiltration of the metal layer can easily occur.
  • the object is to provide a functional part and / or trim part in the form of a plastic part, which has an easy-to-clean, smooth and resistant surface, shows a brilliant, metallic gloss with depth effect and in the built-in state, even in chemically aggressive environment has a long service life.
  • Another object is to provide a variety of optical effects on the functional part and / or trim part available.
  • the object could be achieved by a multilayer plastic part with the features of claim 1.
  • Preferred embodiments and further developments can be found in the subclaims.
  • the method for producing the multilayer plastic part is carried out according to the features of claim 15.
  • the optically effective, but scratch-sensitive layer for example in the form of a thin metal layer, is applied to the sheet-like plastic part, which comprises two sides, on the first side.
  • This side is the side of the part opposite the visible side in the installed state.
  • the two sides of the sheet-like plastic part face each other.
  • the transparent plastic part not only serves as a carrier for the applied coatings, but also functions as its protective layer.
  • the scratch-resistant coating of the optically active layer can be dispensed with.
  • the inventive design of the plastic part allows structuring of the first side of the part. As a result, a variety of optical effects can be realized.
  • the thickness of the transparent plastic part which is generally about 1 to 5 mm, optically results in the desired depth effect of the multilayer structure according to the invention in the form of a particularly brilliant image of the optically active layer and the introduced structures.
  • the plastic part has decorative elements and functional elements.
  • the following structure is proposed, wherein the layer sequence is described as follows:
  • the plastic part consists of a carrier part made of a polymer, on the sides of which layers are applied.
  • the support member is designed substantially flat, here for the inventive idea relevant sides of the support member are opposite.
  • the transparent support member itself is made of polycarbonate or polystyrene or polyethylene terephthalate or polymethylmethacrylate or their mixed compositions and compounds.
  • the polymer material is preferably colorless, highly transparent and clear.
  • a colored, less transparent, in particular an opaque material can also be used.
  • special light scattering effects can be achieved.
  • a metal or plastic film can be applied, which can partially or completely cover the transparent support part.
  • This layer is preferably attached to the outer boundary of the plastic part, wherein the part is preferably a piece covered in the edge region and so forms a frame assembly that can hold the plastic part, for example, in the installed position.
  • This layer can be provided with decors and thereby be upgraded in a special way visually.
  • the first side of the carrier part is provided according to the invention with the optically active layer.
  • the first side of the carrier part is structured.
  • the structure may be defined macroscopically - for example by a groove structure - or by surface fine structures such as satin-like textures, brush textures, stochastic or directional groove textures.
  • Such structures can be very easily introduced into the carrier part by a corresponding design of the injection molding tool, as far as the carrier part is produced by injection molding.
  • the corresponding surface which is intended to image a structure on the carrier part to be produced by injection molding on its first side, is designed in accordance with the negative shape of the structure.
  • Other techniques for introducing structures onto the first surface include e.g. As laser techniques, beam techniques, milling techniques, engraving techniques, and others.
  • the second side of the carrier part is preferably formed smooth, but it can also be provided there the introduction of structures in the surface.
  • the further layer structure of the plastic part according to the invention is as follows.
  • An optically active layer is applied to the optionally provided with structures first side of the support member.
  • layers of metals such as aluminum (Al) or chromium (Cr), but also of metal alloys consisting of chromium and aluminum or nickel and chromium, or of metal compounds, such as titanium nitride (TiN) or titanium carbide (TiC) or other colored translucent layers, such as paint, color or foil layers serve.
  • metals such as aluminum (Al) or chromium (Cr)
  • metal alloys consisting of chromium and aluminum or nickel and chromium
  • metal compounds such as titanium nitride (TiN) or titanium carbide (TiC) or other colored translucent layers, such as paint, color or foil layers serve.
  • the layer thickness is preferably chosen such that the light transmission of the layer is in the range between 0 and 70%, preferably in the range between 10 and 30%.
  • the optically active layer can be completely or partially removed again in desired regions, in particular by the action of laser radiation, it being possible to produce, for example, dot arrangements, close-meshed line screens or other - in particular very finely structured - geometric patterns and markings. As a result, in particular zones of higher light transmission can be produced.
  • the laser beam strikes the optically active layer, which is arranged on the first side and dissolves the metal layer by heating and Absprengreae. This can also be done on the second side of the plastic part.
  • Partial ablation of the optically active layer results in contrast effects.
  • the following contrast situations can be generated at adjacent locations on the surface of the plastic part: "Semi-translucent to opaque” or “Semi-translucent to completely translucent", which additional designerische opportunities for highlighting example of fonts, marks or symbols on the surface of the component are possible.
  • light transmissions can thus be produced which are freely selectable from completely translucent to partially translucent to substantially opaque.
  • the optically active layer is flat, but only partially covered by a panel.
  • the aperture function results advantageously by a print.
  • a suitable application method of a coating composition for example the printing of a printing ink or a covering lacquer, which can be adjusted in black, white or color, a covering-agent-covering covering agent layer is applied.
  • This layer is chosen in its thickness so that it does not allow light to pass through and therefore acts as a diaphragm.
  • a design effect can be achieved by the choice of color by the coloring made visible in the thus produced screen from the visible side.
  • the layer composite of optically active layer and aperture can additionally be provided with a transparent protective lacquer.
  • the coating and the printing is not applied to the edges of the transparent plastic part, so that the layer composite, covered by the resist, a chemical attack is not accessible. As a result, particular advantages in terms of the durability of the composite layer are achieved.
  • the plastic part according to the invention can furthermore be combined with a light source.
  • the light source is preferably arranged so that it radiates through the plastic part according to the invention by directing light onto the first side of the carrier part, and - after passage of the light through the carrier part - this emerges on the second side of the carrier part.
  • the light source can also be arranged laterally of the carrier part or directly in the carrier part.
  • the light source may consist of a thin, current-fed luminous film (eg an electroluminescent film), but are, depending on the application, also versions with a so-called.
  • light can also be guided by means of optical fibers which are arranged between the light source and the carrier part, the optical fibers having a conductive and / or focusing and / or scattering effect on the guided light.
  • a self-illuminating foil display can be arranged as a "backlighting source".
  • the plastic part according to the invention serves as a metallic display cover. This version can be used for displays. If one uses a plastic part according to the invention as a trim panel and couples it with a stored display, the system functions as a visually particularly high-quality display unit.
  • a so-called night design can be generated - for example, in conjunction with a suitable metallization and / or structuring and / or printing - which also serves the lighting simultaneously.
  • the optional metal or plastic film on the second side which represents the visible side, can additionally - over the entire surface or optionally partially - with a scratch-resistant coating be provided that is colorless or colored transparent or colored semi-transparent.
  • FIG. 1 shows the layer structure according to the invention in cross section.
  • the multilayer flat plastic part (1) consists of a carrier part (2).
  • the support part (2) of a transparent polymer material has a wall thickness of about 3.0 mm, it is on the second side (2b) partially covered with a foil (3) made of stainless steel, on the first side (2a) are structures applied in a section (2c). It is vapor-deposited on the first side (2a) with an optically active layer (4) of aluminum in a thickness of about 50 nm, wherein parts of the aluminum layer (4) were removed by laser ablation in the section (2d).
  • the aluminum layer (4) is partially covered with a diaphragm (5) of black ink of a thickness of about 15 microns.
  • the sealing takes place with a transparent lacquer (6).
  • This layer composite is finally partially laminated on the first side with a light-emitting electroluminescent film (7).
  • the multilayer plastic part is produced by the following method:
  • the metal and / or plastic film (3) is first preformed, for example, by pressing it over a negative mold.
  • the preformed film (3) is then punched in a device and / or trimmed by means of a laser.
  • the trimmed film (3) is placed in an injection mold, which can be done by means of a robot, as this high positioning accuracy is achieved.
  • the layer composite can be provided with a protective lacquer (6).
  • a protective lacquer (6) This protects the metal layer (4) from external influences, in particular from corrosion.
  • the selection of a suitable protective lacquer (6) makes special demands, since it is in contact with both the polymer material of the support part (2), as well as the metal layer (4) and the diaphragm (5).
  • the protective lacquer (6) ensures the adhesion and is formulated such that in particular the metal layer (4) is not dissolved or attacked.

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Abstract

Mehrschichtiges flächiges Kunststoffteil (1) für dekorative Elemente und/oder Funktionselemente aus einem transparenten Trägerteil (2) mit aufgebrachten Schichten, zwei sich gegenüberliegende Seiten (2a, b) aufweisend, wobei auf einer ersten Seite (2a) des Trägerteils (2) mindestens in Teilbereichen eine optisch wirksame Schicht (4) aufgebracht ist, der eine Blende (5) zugeordnet ist, die die Lichtdurchlässigkeit in Teilbereichen verhindert, und die mit einer Lichtquelle (7) hinterleuchtbar ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein mehrschichtiges flächiges Kunststoffteil für dekorative Elemente und/oder Anzeige- und Funktionselemente, wie sie beispielsweise Anwendung im Automobilbau, hier insbesondere bei Einstiegsschienenabdeckungen, Zierblenden und Funktionsanzeigen, finden.
  • Bekannt ist, wie die DE 201 05 140 U1 lehrt, ein hinterleuchtbares Kunststoffteil für Anzeige- und/oder Funktionselemente. Dieses besteht aus einem durchsichtigen Polymermaterial, das auf der Sichtseite mit einer dünnen Metallschicht bedampft ist. Zum Schutz, beispielsweise gegen mechanische Beschädigung, wird üblicher Weise auf der Metallschicht ein kratzfester Lack aufgebracht.
    Als Beleuchtungskörper sind ein oder mehrere punktuelle oder Flächen ausleuchtende Beleuchtungskörper hinter oder im Kunststoffteil vorgesehen, so dass mindestens im Bereich des beleuchteten Feldes durch die Metallschicht diffuses Licht sichtseitig austritt. Gegebenenfalls lassen sich, beispielsweise mittels Laserstrukturierung, Anzeigesymbole oder dekorative Elemente in die Oberfläche so einbringen, dass dort das Licht ungehindert durchtreten kann.
  • Nachteilig an dieser Ausführung ist insbesondere der Umstand, dass die optisch und/oder funktionell relevanten Schichten sich auf der Oberfläche (Sichtseite) des Bauteils befinden und daher durch eine transparente Deckschicht vor chemischen und mechanischen Einflüssen geschützt werden müssen.
    Weiterhin ergibt sich auf Grund der obenliegenden Metallschicht eine Oberfläche ohne Tiefenwirkung und mit verminderter Brillanz.
    Schließlich ist die Metallschicht des hinterleuchtbaren Kunststoffteils nur an der Oberfläche, nicht jedoch seitlich geschützt, so dass leicht eine korrosive Unterwanderung der Metallschicht auftreten kann.
  • Besonders nachteilig ist jedoch, dass eine aus designerischen Gründen vielfach gewünschte Oberflächenstrukturierung nicht oder nur sehr eingeschränkt möglich ist.
    Infolge der Strukturierung ergeben sich Vertiefungen an der Oberfläche, die nicht nur sehr leicht verschmutzen, sondern darüber hinaus auch nur schwer zu reinigen sind.
  • Ausgehend von den Nachteilen des geschilderten Standes der Technik stellt sich die Aufgabe, ein Funktionsteil und/oder Zierteil in Form eines Kunststoffteils bereitzustellen, das über eine leicht zu reinigende, glatte und widerstandfähige Oberfläche verfügt, einen brillanten, metallischen Glanz mit Tiefenwirkung zeigt und das im eingebauten Zustand auch in chemisch aggressiver Umgebung eine hohe Nutzungsdauer aufweist. Eine weitere Aufgabenstellung besteht darin, eine Vielfalt an optischen Effekten am Funktionsteil und/oder Zierteil zur Verfügung zu stellen.
  • Die Aufgabe konnte gelöst werden durch ein mehrschichtiges Kunststoffteil mit den Merkmalen des Anspruches 1.
    Bevorzugte Ausführungen und Weiterbildungen finden sich in den Unteransprüchen.
    Das Verfahren zur Herstellung des mehrschichtigen Kunststoffteils erfolgt gemäß der Merkmale des Anspruchs 15.
  • Erfindungsgemäß wird die optisch wirksame, jedoch kratzempfindliche Schicht, beispielsweise in Form einer dünnen Metallschicht, auf dem flächigen Kunststoffteil, das zwei Seiten umfasst, auf der ersten Seite aufgebracht. Diese Seite ist die der Sichtseite im Einbauzustand gegenüberliegende Seite des Teils. Die beiden Seiten des flächigen Kunststoffteils liegen sich dabei gegenüber.
  • Hierdurch wird erfindungsgemäß in sehr vorteilhafter Weise erreicht, dass das transparente Kunststoffteil nicht nur als Träger für die aufgebrachten Beschichtungen dient, sondern auch als deren Schutzschicht fungiert.
    So liegt einerseits eine gegenüber mechanischer Beanspruchung widerstandsfähige Oberfläche vor, andererseits kann die Kratzfestbeschichtung der optisch wirksamen Schicht entfallen.
  • Weiterhin erlaubt die erfindungsgemäße Ausführung des Kunststoffteils eine Strukturierung der ersten Seite des Teils.
    Hierdurch lassen sich verschiedenartigste optische Effekte realisieren.
  • Ebenso wird ein Verschmutzen der Vertiefungen verhindert, zumal ein solches erfindungsgemäßes Kunststoffteil durch geeignete Anordnung und Kapselung / Abdichtung im Einbauzustand vor dem Eindringen von Schmutz bewahrt werden kann.
  • Infolge der Dicke des transparenten Kunststoffteils, die im allgemeinen ungefähr 1 bis 5 mm beträgt, ergibt sich optisch die erwünschte Tiefenwirkung des erfindungsgemäßen mehrschichtigen Aufbaus in Form eines besonders brillanten Bildes der optisch wirksamen Schicht und der eingebrachten Strukturen.
  • Erfindungsgemäß verfügt das Kunststoffteil über dekorative Elemente und Funktionselemente.
    Dazu wird folgender Aufbau vorgeschlagen, wobei die Schichtfolge wie folgt beschrieben wird:
  • Das Kunststoffteil besteht aus einem Trägerteil aus einem Polymer, auf dessen Seiten Schichten aufgebracht sind. Das Trägerteil ist dabei im Wesentlichen flächig ausgeführt, die hier für den Erfindungsgedanken relevanten Seiten des Trägerteils liegen sich gegenüber.
  • Das transparente Trägerteil selbst besteht aus Polycarbonat oder Polystyrol oder Polyethylenterephthalat oder Polymethylmethacrylat oder deren Mischzusammensetzungen und Componds.
    Das Polymermaterial ist dabei bevorzugt farblos, hochtransparent und klar.
    In anderen Ausführungen der Erfindung kann auch ein eingefärbtes, weniger transparentes, insbesondere auch ein opakes Material zum Einsatz kommen.
    Hierdurch lassen sich besondere Lichtstreueffekte erzielen.
    In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann auch eine sogenannter lichtsammelnder Kunststoff eingesetzt werden, der an Kanten das über die Flächen eingestrahlte Licht "konzentriert" abgibt, wodurch besondere Designeffekte erreicht werden.
  • Auf die zweite Seite des Kunststoffteils, also die im Einbauzustand dem Betrachter zugewandten Seite, kann eine Metall- oder Kunststofffolie aufgebracht sein, die das transparente Trägerteil partiell oder ganz abdecken kann.
  • Diese Schicht ist bevorzugt an der äußeren Begrenzung des Kunststoffteils angebracht, wobei das Teil bevorzugt im Randbereich ein Stück überdeckt wird und so eine Rahmenanordnung bildet, die das Kunststoffteil beispielsweise auch in Einbaulage haltern kann. Diese Schicht kann mit Dekoren versehen sein und dadurch in besonderer Weise optisch aufgewertet sein.
  • Die erste Seite des Trägerteils ist erfindungsgemäß mit der optisch wirksamen Schicht versehen.
  • In einer bevorzugten Ausformung der Erfindung ist die erste Seite des Trägerteils strukturiert.
  • Die Struktur kann makroskopisch definiert sein - beispielsweise durch eine Rillenstruktur - oder durch Oberflächenfeinstrukturen wie beispielsweise durch satinartige Texturen, Bürsttexturen, stochastische oder gerichtete Riefentexturen.
  • Derartige Strukturen lassen sich in das Trägerteil sehr einfach einbringen durch eine entsprechende Gestaltung des Spritzgusswerkzeuges, soweit das Trägerteil im Spritzgussverfahren erzeugt wird.
    Hierzu wird die korrespondierende Fläche, die eine Struktur auf das im Spritzgussverfahren herzustellende Trägerteil auf dessen erster Seite abbilden soll, entsprechend der Negativform der Struktur ausgelegt.
  • Andere Techniken zur Einbringung von Strukturen auf die erste Fläche umfassen z. B. Lasertechniken, Strahltechniken, Frästechniken, Graviertechniken, und andere.
  • Die zweite Seite des Trägerteils ist bevorzugt glatt ausgebildet, es kann aber auch dort die Einbringung von Strukturen in die Oberfläche vorgesehen sein.
  • Der weitere Schichtaufbau des erfindungsgemäßen Kunststoffteils ist wie folgt.
  • Auf die wahlweise mit Strukturen versehene erste Seite des Trägerteils wird eine optisch wirksame Schicht aufgebracht.
  • Als optisch wirksame Schichten können Schichten sowohl aus Metallen, wie Aluminium (AI) oder Chrom (Cr), aber auch aus Metalllegierungen, bestehend aus Chrom und Aluminium oder Nickel und Chrom, oder aus Metallverbindungen, wie Titannitrid (TiN) oder Titancarbid (TiC) oder andere farbige durchscheinende Schichten, wie beispielsweise Lack-, Farb- oder Folienschichten dienen.
  • Die Schichtdicke wird vorzugsweise so gewählt, dass die Lichttransmission der Schicht im Bereich zwischen 0 und 70%, vorzugsweise im Bereich zwischen 10 und 30 %, liegt.
  • Die optisch wirksame Schicht wird folgendermaßen hergestellt:
    1. 1. durch vakuumtechnische Verfahren wie thermisches Verdampfen und/oder Sputtertechnik und/oder kathodische oder anodische Bogenverdampfung und/oder E-lektronenstrahlverdampfung und/oder Strahlablationsverfahren als Laserstrahlablation und/oder Elektronenstrahlablation
      und/oder
    2. 2. durch nasschemische Metallisierungsverfahren wie außenstromloses Vernickeln und/oder reduktive Abscheidung
      und/oder
    3. 3. durch galvanische Metallabscheideverfahren
      und/oder
    4. 4. durch metallpigmentierte Lack- oder Folienbeschichtungen.
  • Zur Herstellung feinster optischer Strukturen kann die optisch wirksame Schicht - vor allem durch Einwirkung von Laserstrahlung - in gewünschten Bereichen ganz oder teilweise wieder abgetragen werden, wobei z.B. Punktanordnungen, engmaschige Linienraster oder andere - insbesondere sehr fein strukturierte - geometrische Muster und Markierungen erzeugt werden können.
    Dadurch lassen sich insbesondere auch Zonen höherer Lichtdurchlässigkeit herstellen.
  • Mittels des Laserablationsverfahrens kann von der ersten Seite und/oder zweiten Seite des Kunststoffteils ausgehend eine vollständige oder teilweise Abtragung der Metallschicht erreicht werden. Dazu trifft der Laserstrahl auf die optisch wirksame Schicht, die auf der ersten Seite angeordnet ist und löst die Metallschicht durch Aufheiz- und Absprengprozesse. Dies kann ebenso auf der zweiten Seite des Kunststoffteils durchgeführt werden.
  • Bei der teilweisen Abtragung der optisch wirksamen Schicht resultieren Kontrastwirkungen. Dabei können beispielsweise folgende Kontrastsituationen an benachbarten Stellen der Oberfläche des Kunststoffteils erzeugt werden:
    "Halblichtdurchlässig gegenüber lichtundurchlässig" oder "halblichtdurchlässig gegenüber völlig lichtdurchlässig", wodurch zusätzliche designerische Möglichkeiten zur Hervorhebung beispielsweise von Schriften, Markierungen oder Symbolen auf der Oberfläche des Bauteils möglich werden.
    Insbesondere sind so Lichtdurchlässigkeiten herstellbar, die von völlig lichtdurchlässig über partiell lichtdurchlässig bis hin zu weitgehend lichtundurchlässig frei wählbar sind.
  • Die optisch wirksame Schicht wird flächig, jedoch nur partiell von einer Blende bedeckt. Die Blendenfunktion ergibt sich vorteilhafter Weise durch einen Aufdruck.
    Hierzu wird durch geeignete Auftragsverfahren eines Beschichtungsmittels, beispielsweise das Aufdrucken einer Druckfarbe oder eines Abdecklackes, der schwarz, weiß oder farbig eingestellt sein kann, eine konturgenaue abdeckende Beschichtungsmittelschicht aufgetragen.
    Diese Schicht wird in ihrer Dicke so gewählt, dass sie kein Licht durchtreten lässt und daher als Blende wirkt.
    Zusätzlich kann durch die Wahl der Farbe ein Designeffekt erzielt werden, indem die so hergestellte Blende von der Sichtseite her farbgebend in Erscheinung tritt.
  • Wird das erfindungsgemäße Kunststoffteil in einer chemisch besonders aggressiven Umgebung eingesetzt, kann der Schichtverbund aus optisch wirksamer Schicht und Blende zusätzlich mit einem transparenten Schutzlack versehen werden.
    In dieser Ausführung wird die Beschichtung und die Bedruckung nicht bis zu den Rändern des transparenten Kunststoffteils aufgebracht, so dass der Schichtverbund, vom Schutzlack abgedeckt, einem chemischen Angriff nicht zugänglich ist.
    Hierdurch werden besondere Vorteile hinsichtlich der Haltbarkeit des Schichtverbundes erzielt.
  • Das erfindungsgemäße Kunststoffteil lässt sich weiterhin mit einer Lichtquelle kombinieren.
  • Die Lichtquelle wird bevorzugt so angeordnet, dass sie das erfindungsgemäße Kunststoffteil durchstrahlt, indem Licht auf die erste Seite des Trägerteils gerichtet wird, und - nach Durchtritt des Lichtes durch das Trägerteil - dieses an der zweiten Seite des Trägerteiles austritt.
  • Die Lichtquelle kann aber auch seitlich des Trägerteils oder auch direkt im Trägerteil angeordnet werden.
  • Hierbei lassen sich besondere Beleuchtungseffekte beim Hervorheben von Schriften, Markierungen und Symbolen erzielen.
  • Die Lichtquelle kann aus einer dünnen, stromgespeisten Leuchtfolie (z.B. einer Elektrolumineszenzfolie) bestehen, jedoch sind, je nach Anwendung, auch Ausführungen mit einer sog. Mini-Leuchtstoffröhre, oder mit LED-Anordnungen (Leuchtdioden, light emitting diode) auf organischer oder anorganischer Basis, oder mit Miniglühlampen, oder mit Miniglimmlampen, oder mit Laserlichtquellen, oder mit Plasmalichtquellen möglich.
  • In einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann Licht auch mit Hilfe von Lichtleitfasern, die zwischen Lichtquelle und Trägerteil angeordnet sind, geführt werden, wobei die Lichtleitfasern eine leitende und/oder fokussierende und/oder streuende Wirkung auf das geführte Licht aufweisen.
  • Ebenso kann auch ein selbstleuchtendes Foliendisplay als "Hinterleuchtungsquelle" angeordnet werden. In diesem Fall dient das erfindungsgemäße Kunststoffteil als metallisch wirkende Displayabdeckung. Diese Ausführung kann bei Anzeigen zum Einsatz kommen. Setzt man ein erfindungsgemäßes Kunststoffteil als Zierblende ein und koppelt es mit einem hinterlegten Display, fungiert das System als optisch besonders hochwertige Anzeigeeinheit.
  • Wird die Lichtquelle, vorzugsweise bei Dunkelheit, aktiviert, kann - beispielsweise in Verbindung mit einer geeignete Metallisierung und/oder Strukturierung und/oder Bedruckung - ein sogenanntes Nachtdesign erzeugt werden, das gleichzeitig auch der Beleuchtung dient.
  • Ist ein besonders hoher mechanischer Abrieb und/oder eine besondere Chemikalienbelastung zu erwarten oder ist eine besondere Optik gewünscht, kann die optionale Metall- oder Kunststofffolie auf der zweiten Seite, die die Sichtseite darstellt, noch zusätzlich - vollflächig oder gegebenenfalls partiell - mit einer kratzfesten Beschichtung versehen werden, die farblos oder farbig transparent oder farbig semi-transparent ausgeführt ist.
  • Nachfolgend wird an einem Ausführungsbeispiel, das die Erfindung nicht beschränken soll, die Erfindung als Ausführung einer Einstiegsschiene für einen PKW näher erläutert, wobei Fig. 1 den erfindungsgemäßen Schichtaufbau im Querschnitt zeigt.
  • Das mehrschichtige flächige Kunststoffteil (1) besteht aus einem Trägerteil (2).
    Das Trägerteil (2) aus einem transparenten Polymermaterial weist eine Wandstärke von ca. 3,0 mm auf, es ist an der zweiten Seite (2b) partiell mit einer Folie (3) aus Edelstahl bedeckt, auf der ersten Seite (2a) sind Strukturen in einem Abschnitt (2c) aufgebracht.
    Es ist auf der ersten Seite (2a) mit einer optisch wirksamen Schicht (4) aus Aluminium in einer Dicke von ca. 50 nm bedampft, wobei Teile der Aluminium-Schicht (4) durch Laserablation in dem Abschnitt (2d) wieder entfernt wurden.
    Die Aluminium-Schicht (4) ist partiell mit einer Blende (5) aus schwarzer Druckfarbe einer Dicke von ca. 15 µm bedeckt. Zum Schutz der Metallisierungszone im Abschnitt (2d) erfolgt die Versiegelung mit einem transparenten Lack (6).
    Dieser Schichtverbund ist abschließend auf der ersten Seite partiell mit einer Licht aussendenden Elektrolumineszenzfolie (7) laminiert.
  • Das mehrschichtige Kunststoffteil wird nach folgendem Verfahren hergestellt:
  • Die Metall- und/oder Kunststofffolie (3) wird zunächst vorgeformt, indem sie beispielsweise über eine negative Form gepresst wird.
    Die vorgeformte Folie (3) wird dann in einer Vorrichtung gestanzt und/oder mittels eines Lasers beschnitten.
    Die beschnittene Folie (3) wird in ein Spritzgusswerkzeug eingelegt, wobei dies mittels eines Roboters erfolgen kann, da hierdurch eine hohe Positionierungsgenauigkeit erreicht wird.
  • Das Spritzgusswerkzeug weist auf der die erste Seite des Bauteils (2a) erzeugenden Fläche die abzubildende Struktur (Designgebung) auf und ist beispielsweise auf der gegenüberliegenden Fläche veredelt (z.B. PVD-bedampft), um eine besonders hochwertige zweite Seite (2b) des Teils zu erzeugen.
    Die Folie (3) wird im Spritzgusswerkzeug mit einem transparentem Kunststoff (z.B. einem Polycarbonat) hinterspritzt.
    Das so erzeugte Zwischenbauteil wird in eine Metallisierungsanlage gegeben. Eine Maske deckt dabei die Bereiche ab, auf denen kein Metall abgeschieden werden soll.
    Im Magnetron-Sputter-Verfahren wird anschließend eine dünne Metallschicht (4) aufgetragen, wobei die Schichtstärke dieser Metallschicht (4) kleiner 700 nm gewählt wird. Eingesetzt werden Chrom bzw. Chrom-Aluminium-Legierungen, die einen hohen Eigenkorrosionsschutz aufweisen.
    Die aufgetragene Schicht (4) kann teilweise wieder abgetragen werden (z.B. mit einem Laser durch sogenannte "Laserablation").
    Beispielsweise kann beim Einsatz eines Nd:YAG 1064 Lasers im Continous Wave - Betrieb mit den Parametern
    • Focusdurchmesser 40 µm
    • Lampenstrom 17,7 A
    • Verfahrgeschwindigkeit 1000 mm/s
    • Modenblende 1,3
    • Jump Delay 800 µs
    • Mark Delay 20 µs
    • Spurversatz 10 µm
    bei Laserlichteinstrahlung eine vollständige Entmetallisierung einer aluminiumbeschichteten Polycarbonat-Oberfläche erreicht werden.
    Eine Maskierung der Bereiche, also die Erzeugung einer Blende (5), durch die kein Licht auf der zweiten Seite (2b) austreten soll, wird als letzter Herstellschritt durchgeführt.
    Dies geschieht durch Bedruckung (z. B. mittels Tampondruck) oder Maskierung und Lackierung mit lichtundurchlässigen Beschichtungsmitteln, wobei die Blende (5) erzeugt wird. Hierbei ist die genaue Positionierung des Bauteils und eine scharfkantige Bedruckung sicherzustellen, um eine genaue Überdeckung mit den Strukturen zu erreichen und um evtl. Lichtstreuungen zu verhindern.
  • Der Schichtverbund kann mit einem Schutzlack (6) versehen werden. Dieser schützt die Metallschicht (4) vor äußeren Einflüssen, insbesondere vor Korrosion. Die Auswahl eines geeigneten Schutzlackes (6) stellt besondere Anforderungen, da dieser sowohl in Kontakt zum Polymermaterial des Trägerteils (2), als auch zur Metallschicht (4) und auch zur Blende (5) steht. Der Schutzlack (6) stellt die Haftung sicher und ist derart rezeptiert, dass insbesondere die Metallschicht (4) nicht aufgelöst oder angegriffen wird.

Claims (15)

  1. Mehrschichtiges flächiges Kunststoffteil (1) für dekorative Elemente und / oder Funktionselemente aus einem transparenten Trägerteil (2) mit aufgebrachten Schichten, zwei sich gegenüberliegende Seiten (2a, b) aufweisend, dadurch gekennzeichnet, dass auf einer ersten Seite (2a) des Trägerteils (2) mindestens in Teilbereichen eine optisch wirksame Schicht (4) aufgebracht ist, der eine Blende (5) zugeordnet ist, die die Lichtdurchlässigkeit in Teilbereichen verhindert, und die mit einer Lichtquelle (7) hinterleuchtbar ist.
  2. Mehrschichtiges Kunststoffteil (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das transparente Trägerteil (2) auf der ersten Seite (2a) Abschnitte (2c) mit Strukturen aufweist.
  3. Mehrschichtiges Kunststoffteil (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstoff der optisch wirksamen Schicht (4) ausgewählt ist aus der Gruppe der Metalle und / oder Metalllegierungen und / oder Metallverbindungen und / oder Lacke und / oder Folien.
  4. Mehrschichtiges Kunststoffteil (1) nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichttransmissionsgrad der optisch wirksamen Schicht (4) 0 bis 70 %, bevorzugt 10 bis 30 %, beträgt.
  5. Mehrschichtiges Kunststoffteil (1) nach einem der Ansprüche 1, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass in die optisch wirksame Schicht (4) Strukturen eingebracht sind, wodurch sich flächenbezogen unterschiedliche Lichttransmissionseigenschaften der Schicht (4) ergeben.
  6. Mehrschichtiges Kunststoffteil (1) nach Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, dass die eingebrachten Strukturen die optisch wirksame Schicht (4) ganz oder teilweise durchdringen, wodurch sich volltransparente bzw. teiltransparente Beschichtungsbereiche ergeben.
  7. Mehrschichtiges Kunststoffteil (1) nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass die in die optisch wirksame Schicht (4) eingebrachten Strukturen insbesondere mittels Laserablation erzeugt sind.
  8. Mehrschichtiges Kunststoffteil (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das transparente Trägerteil (2) auf der zweiten Seite (2b) partiell mit einer Folie (3) aus Kunststoff und / oder Metall bedeckt ist.
  9. Mehrschichtiges Kunststoffteil (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schichtverbund aus Folie (3), transparentem Trägerteil (2), optisch wirksamer Schicht (4) und Blende (5) auf dem Schichtverbund der ersten Seite (2a) von einer Schutzschicht (6) überzogen ist.
  10. Mehrschichtiges Kunststoffteil (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schichtverbund aus Folie (3), transparentem Trägerteil (2), optisch wirksamer Schicht (4) und Blende (5) auf der ersten Seite (2a) mit einer Lichtquelle (7) kombiniert ist.
  11. Mehrschichtiges Kunststoffteil (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (7) ausgewählt ist aus der Gruppe, umfassend Leuchtfolie, insbesondere Elektrolumineszenzfolie, Mini-Leuchtstoffröhre, LED (Light Emitting Diode), organische LED, Miniglühlampe, Miniglimmlampe oder Laser- bzw Plasmalichtquelle.
  12. Mehrschichtiges Kunststoffteil (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Lichtleitfasern zwischen Trägerteil (2) und Lichtquelle (7) mit leitender und / oder fokussierender und / oder streuender Wirkung angeordnet sind.
  13. Mehrschichtiges Kunststoffteil (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein selbstleuchtendes Display als Lichtquelle (7) angeordnet ist.
  14. Verwendung eines mehrschichtigen flächigen Kunststoffteils (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13 für dekorative Elemente und / oder Anzeige- und Funktionselemente im Automobilbau, insbesondere bei Einstiegsschienenabdeckungen, Zierblenden und Funktionsanzeigen.
  15. Verfahren zur Herstellung eines mehrschichtigen flächigen Kunststoffteils (1) nach Anspruch 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass auf einer ersten Seite (2a) des Trägerteils (2) mindestens in Teilbereichen eine optisch wirksame Schicht (4) aufgebracht wird, der eine Blende (5) zugeordnet wird.
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