EP3529027A1 - Verfahren zur herstellung eines kunststoffkörpers, welcher sich als dekorelement eignet - Google Patents

Verfahren zur herstellung eines kunststoffkörpers, welcher sich als dekorelement eignet

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Publication number
EP3529027A1
EP3529027A1 EP17791981.8A EP17791981A EP3529027A1 EP 3529027 A1 EP3529027 A1 EP 3529027A1 EP 17791981 A EP17791981 A EP 17791981A EP 3529027 A1 EP3529027 A1 EP 3529027A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
film
transparent
thermoplastic
plastic body
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Withdrawn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
EP17791981.8A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Konstantin LEONHARDT
Roland KÜNZEL
Michael Roppel
Sebastian Bendig
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.)
Covestro Deutschland AG
Original Assignee
Covestro Deutschland AG
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 Covestro Deutschland AG filed Critical Covestro Deutschland AG
Publication of EP3529027A1 publication Critical patent/EP3529027A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/0003—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor of successively moulded portions rigidly joined to each other
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
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    • B29C45/14—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor incorporating preformed parts or layers, e.g. injection moulding around inserts or for coating articles
    • B29C45/14336—Coating a portion of the article, e.g. the edge of the article
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/14—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor incorporating preformed parts or layers, e.g. injection moulding around inserts or for coating articles
    • B29C45/14336—Coating a portion of the article, e.g. the edge of the article
    • B29C45/14377—Coating a portion of the article, e.g. the edge of the article using an additional insert, e.g. a fastening element
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/16—Making multilayered or multicoloured articles
    • B29C45/1671—Making multilayered or multicoloured articles with an insert
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/14—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor incorporating preformed parts or layers, e.g. injection moulding around inserts or for coating articles
    • B29C45/14467—Joining articles or parts of a single article
    • B29C2045/14532—Joining articles or parts of a single article injecting between two sheets

Definitions

  • the present invention relates to a method of manufacturing a plastic body containing a decorated or printed base. Furthermore, the invention relates to the plastic body obtained by the manufacturing method and the use of this plastic body as a decorative element.
  • CN 101954703 AI describes an injection molding process for producing a plastic body.
  • a first injection molding step is carried out on the decorative film with a transparent injection molding material in order to obtain a first body.
  • the body thus obtained has a transparent injection-molding material on one side of the decorative film. After resting the body thus obtained, it is provided in a second injection molding step on the side on which there is no injection molding material, with a non-transparent injection-molded material.
  • the decoration of the obtained plastic body achieves a three-dimensional effect by the double injection molding.
  • the object is achieved by a method for producing a plastic body comprising the steps: a) providing an optionally deformable primitive; b) over or under molding the base member with a transparent or translucent thermoplastic to produce a first layer of transparent or translucent thermoplastic to form a preform; c) optionally applying a background film to the first layer of the preform formed by the thermoplastic;
  • the term "substantially” is defined for the present invention to be 95%, preferably 98%, more preferably 99%, even more preferably 99.9% of the particular property or characteristic to which it refers if
  • the invention furthermore relates to a plastic body obtainable by the method according to the invention, in which the base element is preferably located substantially in the center of the plastic body.
  • the invention further relates to the use of such a plastic body as a decorative element, in particular in the automotive industry, for example as a gear selector lever or warning flasher.
  • the plastic body according to the invention can also be used in a lighting system as a lens with at least one light-emitting diode as the light source.
  • the optionally deformable basic element has at least in one sub-area an ornament or print on, which is also referred to below as a decoration.
  • the base element can thus be a plastic film which is partially printed.
  • An ornamented base element is also understood to mean a decorative element which is of a cast, for example a shape made of plastic, but not a cuboid or cube.
  • the base element is a film which is at least partially decorated or printed with a decoration, in particular printed.
  • the decoration in particular the printing, it can, for example, to a company emblem, a vehicle type or vehicle class name, a text or a purely decorative pattern.
  • the base element in particular if it is a film, is preferably deformed before overmolding or backmolding.
  • HPF High Pressure Forming
  • EP 2 197 656 B1 describes such a process for producing a thermoformed film part made of thermoplastic material.
  • a piece of film is mounted in a defined arrangement on a frame, which is placed so as to rest on the frame piece of film in a heating zone, and there heats at least the film portion to a predetermined temperature.
  • the thus heated piece of film is then quickly introduced into a deformation zone where it is directly and directly charged with a fluid pressure medium and deformed to the desired deep-drawn part.
  • the base element is a foil, it can additionally be deformed in that case, at least in a partial region of the decoration, in particular the printing, has a stronger three-dimensional deformation.
  • the three-dimensional deformation is preferably an elevation of the subarea of the basic element, in particular of the subarea of the decoration, in particular of the printing.
  • the deformation takes place by overmolding or back-molding of the base element with a transparent or translucent thermoplastic in an optionally shaping injection mold.
  • a layer is obtained whose surface, which faces away from the base element, is essentially flat or smooth.
  • the transparent or translucent layer thus obtained achieves a depth effect which dimensional effect of the primitive still improved. Also, this improves the stability of the preform in comparison to the base element.
  • a transparent thermoplastic is understood to be one which, in the range from 400 nm to 800 nm, determines a transmission of at least 75%, determined according to ISO 13468 at a thickness of 1 mm, preferably at least 85%, and a haze of at most 10% according to ASTM Dl 003 at a layer thickness of 1 mm, preferably of at most 5%.
  • a translucent thermoplastic is understood to mean one which has a transmission of at least 5%, determined to ISO 13468 at a thickness of 1 mm, preferably at least 10%, in the range from 400 nm to 800 nm, and a haze of more than 10%. , determined according to ASTM D1003 at a layer thickness of 1 mm, preferably of at least 15%.
  • DE102007011338 A1 describes a method and an apparatus for producing thick-walled, optical components made of plastic by a multi-stage injection molding process in which a shell-shaped construction of the component takes place from the inside to the outside in an at least two-stage process.
  • the result is an optically homogeneous component with significantly higher precision than can be achieved in the conventional injection molding or injection compression molding process.
  • the base member is a plastic film which is at least partially decorated or printed, in a more preferred embodiment this plastic film is transparent, in the most preferred embodiment the plastic film is additionally deformed prior to step b).
  • plastic film includes both a monolayer film and a multilayer film, e.g. a film obtained by co-extrusion understood.
  • Materials used for the base member, and especially the plastic film are preferably thermoplastics such as polycarbonates, polyacrylates or poly (meth) acrylates, polyamides, polysulfones, polyesters, thermoplastic polyurethanes and polystyrenes, copolymers and blends thereof.
  • thermoplastics such as polycarbonates, polyacrylates or poly (meth) acrylates, polyamides, polysulfones, polyesters, thermoplastic polyurethanes and polystyrenes, copolymers and blends thereof.
  • thermoplastics are, for example, polyacrylates, poly (meth) acrylates (eg PMMA, eg commercially available as Plexiglas® Röhm), cycloolefin copolymers (COC, eg commercially available as Topas® from Ticona or Zenoex® from Nippon Zeon or Apel® from Japan Synthetic Rubber), polysulfones (eg commercially available as Ultrason® from BASF or Ude® from Solvay), polyesters, for example polyethylene terephthalate (PET) or polyethylene naphthalate, polycarbonate (PC ), Polycarbonate / polyester blends such as PC / PET, polycarbonate, polycyclohexylmethanol cyclohexanedicarboxylate (PCCD, eg, commercially available as Xylecs® from GE), polycarbonate, polybutylene terephthalate (PBT), and blends thereof.
  • PMMA poly (meth) acrylates
  • COC
  • the transparent or translucent thermoplastic from step b) is selected from polycarbonates, polyacrylates, poly (meth) acrylates, polyamides, polysulfones, polyesters, thermoplastic polyurethanes, polystyrenes, their copolymers and mixtures thereof.
  • the thermoplastic comprises polycarbonate or copolycarbonate.
  • Suitable polycarbonates according to the invention are all known polycarbonates. These are homopolymers, copolycarbonates and thermoplastic polyestercarbonates. These preferably have average molecular weights Mw of from 18,000 to 40,000 g / mol, preferably from 26,000 to 36,000 g / mol and in particular from 28,000 to 35,000 g / mol, determined by measuring the relative solution viscosity in dichloromethane or in mixtures of equal amounts by weight of phenol / o-dichlorobenzene , calibrated by light scattering.
  • the preparation of the polycarbonates is preferably carried out by the interfacial process or the melt transesterification process, which has often been described in the literature.
  • interfacial methods reference is made to H. Schnell, Chemistry and Physics of Polycarbonates, Polymer Reviews, Vol. 9, Interscience Publishers, New York 1964, page 33 et seq.
  • the polycarbonates can be obtained in the melt transesterification process by reactions of bisphenol compounds with carbonic acid compounds, in particular phosgene or diphenyl carbonate or dimethyl carbonate. Particular preference is given here to the homopolycarbonates based on bisphenol A and copolycarbonates based on the monomers bisphenol A and 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) -3,3,5-trimethylcyclohexane. Further bisphenol compounds which can be used for the polycarbonate synthesis are disclosed inter alia in WO 2008/037364 Al, EP 1 582 549 A1, WO 2002/026862 Al and WO 2005/113639 Al.
  • the polycarbonates may be linear or branched. It is also possible to use mixtures of branched and un-branched polycarbonates.
  • Suitable branching agents for polycarbonates are known and described in the literature, for example in the patents US Pat. No. 4185009 Bl, DE 25 00 092 AI, DE 42 40 313 AI, DE 19 943 642 AI, US Pat. No. 5367044 Bl and in literature cited therein.
  • the polycarbonates may also be intrinsically branched, in which case no branching agent is added in the course of polycarbonate production.
  • An example of intrinsic branching is that of the so-called frieze structures, as disclosed in EP 1 506 249 A1 for the enamel polycarbonates.
  • chain terminators are preferably phenols such as phenol, alkylphenols such as cresol and 4-tert-butylphenol, chlorophenol, bromophenol, cumylphenol or mixtures thereof.
  • the base member may also be a textile, a metal foil, a veneer, or a laminate.
  • the base element is decorated or printed at least 5%, 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% or 100%, based on the total surface area of the primitive.
  • the embodiments are in ascending order, with increasing percentage preferred. For example, 40% is more preferable than 30% and 30% is more preferable than 20%.
  • there are maximum decorating or printing levels which are in particular 90%, 80%, 70%, 60%, 50%, 40%, 30%, 20% or 10%. These are preferred in descending order.
  • the basic element is printed.
  • the basic element is decorated or printed on both sides.
  • the base member is located substantially in the center of the plastic body.
  • the position is determined by the fact that the side with the largest surface is defined as the bottom of the plastic body and orthogonal to a cross-section.
  • the position of the base element with respect to the bottom and top of the plastic body is determined.
  • Substantially in the middle means that the distances of the primitive to the respective side does not exceed a difference of 20%, preferably 10%, more preferably 5%, most preferably 1%.
  • the background foil may be printed with a motif or pattern.
  • this motif or pattern may be metallic, brushed or carbon structures, diffuser materials or light-extraction materials.
  • another optical effect can be obtained, i.a. the decoration of the inserted foil is especially emphasized.
  • the background film is not transparent. This embodiment is also referred to below as a preform.
  • the background film may be constructed from the same selection of materials as the primitive, but independently of it. That is, the materials may be the same or different.
  • the films used for this purpose can be constructed from the same polymer material, it being possible for the films to differ in the additive or after-treatment.
  • the upper cover sheet may be a sheet of polycarbonate, which is equipped with an additional hardcoat coating.
  • the first of the inner foils may, for example, also be a polycarbonate foil provided with screen printing.
  • the underlying second inner foil can also be constructed of polycarbonate and colored gray or slightly diffused, and the lower film - also made of polycarbonate - can be provided with a screen print to decouple the side fed light to the front can.
  • the method comprises the step of completely overmolding the preform (step d)).
  • the process of extrusion molding is known to the person skilled in the art. The method of extrusion molding is described for example in the publications WO 2012/069590 AI, EP 2402140 AI and DE 102007011338 AI.
  • the preform is in this case encapsulated with a further layer of a transparent or translucent thermoplastic, so that this further layer of transparent or translucent thermoplastics lays seamlessly around the surface of the preform.
  • the transparent or translucent thermoplastics used in steps b) and d) may, in preferred embodiments, consist of the materials as described for the primitive above.
  • the respective thermoplastics may independently contain additives such as dyes and pigments. This can produce an optical effect.
  • the base member and the transparent or translucent thermoplastics are made of the same material, preferably a polycarbonate.
  • the plastic body according to the invention may contain a second background film.
  • this film is mounted on the side which is later after installed state of the plastic body according to the invention in its end use on the side facing away from the viewer.
  • the surface of the plastic body can be painted with a Hardcoatbe Anlagenung.
  • a cover film is optionally applied to the plastic body.
  • this cover sheet is attached to the side which is later after installed state of the plastic body according to the invention in its end use on the side facing the viewer.
  • the coversheet is a hardcoat film, which is also referred to as a hardcoat-coated film.
  • the cover sheet is preferably made of thermoplastics as described above for the base member, which may be coated with a coating agent.
  • a coating agent coating / coating
  • production method for the cover film are described in US2016152863 AI and WO2014206958 AI.
  • the invention relates to a method for producing a plastic body (1), comprising the steps of: a) providing an optionally deformable basic element (2);
  • thermoplastic over or under molding the base member (2) with a transparent or translucent thermoplastic to produce a first layer (4) of a transparent or translucent thermoplastic to form a preform; c) optionally applying a background film (3) to the first layer (4) of the preform formed by the thermoplastic;
  • step d) overmoulding the preform obtained in step b) or the modified preform obtained in step c) with a transparent or translucent thermoplastic to produce a second layer (6) of a transparent or translucent thermoplastic.
  • the invention relates to a method according to embodiment 1, characterized in that the base element (2) is a plastic film which is partially printed.
  • the invention relates to a method according to embodiment 1 or 2, characterized in that the transparent or translucent thermoplastic of the first layer (4) of step b) is selected from polycarbonates, polyacrylates, poly (meth) acrylates, polyamides, Polysulfones, polyesters, thermoplastic polyurethanes, polystyrenes, their copolymers and mixtures thereof, preferably polycarbonate.
  • the transparent or translucent thermoplastic of the first layer (4) of step b) is selected from polycarbonates, polyacrylates, poly (meth) acrylates, polyamides, Polysulfones, polyesters, thermoplastic polyurethanes, polystyrenes, their copolymers and mixtures thereof, preferably polycarbonate.
  • the invention relates to a method according to one of the preceding embodiments, characterized in that the background film (3) is preferably applied at the same time as step b).
  • the invention relates to a method according to one of the preceding embodiments, characterized in that the material of the background film (3) is selected from polycarbonates, polyacrylates, poly (meth) acrylates, polyamides, polysulfones, polyesters, thermoplastic polyurethanes, polystyrenes, their copolymers and mixtures thereof, preferably polycarbonate.
  • the invention relates to a method according to one of the preceding embodiments, characterized in that the transparent or translucent thermoplastic of the second layer (6) from step d) is selected from polycarbonates, polyacrylates, poly (meth) acrylates, polysulfones, polyesters , thermoplastic polyurethanes, polystyrenes, their copolymers and mixtures thereof, preferably polycarbonate.
  • the invention relates to a method according to one of the preceding embodiments, characterized in that in step d) or subsequently a back-molding of a cover film (5), preferably a hardcoat-coated cover film, takes place.
  • the invention relates to a method according to embodiment 7, characterized in that the material of the cover sheet (5) is selected from polycarbonates, polyacrylates, poly (meth) acrylates, polysulfones, polyesters, thermoplastic polyurethanes, polystyrenes, their copolymers and mixtures thereof, preferably polycarbonate.
  • the invention relates to a method according to one of the preceding embodiments, characterized in that in step d) or subsequently an overspraying of a further background film (7) takes place.
  • the invention relates to a method according to embodiment 9, characterized in that the background film (7) is a film for increasing the brightness.
  • the invention relates to a plastic body (1) obtainable by a method according to one of the embodiments 1 to 10.
  • the invention relates to a plastic body according to embodiment 11, characterized in that the base element (2) is located substantially in the center of the plastic body (1).
  • the invention relates to the use of a plastic body according to one of the embodiments 11 or 12 as a decorative element.
  • the invention relates to the use according to embodiment 13 in the automotive industry, in particular as gear selector lever or warning flasher.
  • the invention relates to the use according to embodiment 13 or 14 in a lighting system as a lens having at least one light-emitting diode as the light source.
  • Fig. 1 is a schematic representation of a preferred embodiment of the plastic body.
  • Fig. 1 shows a side sectional view of a preferred embodiment of the plastic body 1 according to the present invention.
  • the plastic body 1 consists of a base element 2, in the present case in the form of a partially printed plastic film, a first layer 4 made of a transparent or translucent thermoplastic over or under injection, a background film 3, a second layer 6 of a transparent or translucent thermoplastic which has been overmoulded, a background film 7 and a cover film 5.
  • the basic element 2 consists of a polycarbonate film Makrofol® DE1-4 with a total thickness of 250 ⁇ m and a surface combination of high-gloss / matt.
  • the base film 2 is decorated using a IMD color system Noriphan HTR N Pröll KG by screen printing and then singulated to a sheet size of 210mm x 240mm.
  • the already decoratively designed film is then in a high-pressure forming system of Niebling GmbH by means of fluid pressure medium in a three-dimensional shape brought so that the decorative element receives a defined position.
  • the design and the decoration of the individual basic elements differ from each other and are determined by the respective positioning of the film 2, 3, 5, 7 in the injection molding.
  • the first tool cavity forms the negative shape of the core contour 4.
  • the base element 2 and 3 is inserted into the respective tool halves of the preform and positioned in the tool antistatic or on the shape of the film insert.
  • the mold temperature is 90 ° C.
  • the preform is centrally filled with plastic melt via a side-mounted tunnel gate and back-injected or over-injected with the respective foil inserts.
  • the melt temperature of the polycarbonate Makroion® LED2245 is 280 ° C.
  • the foil inserts 5 and 7 are also inserted into the second tool cavity.
  • Insert 5 consists of a hardcoat-coated film Makrofol® HF278 and forms the later visible side of the component.
  • the insert 7 consists of a diffuser film Makrofol® LM228 and forms the side facing away from the viewer side.
  • a transparent polycarbonate is also used in the subsequent work cycle.
  • plastic melt is introduced again via a tunnel gate.
  • the Folieninserts 5 and 7 are each injected behind or over-molded and the preform symmetric 6 overmolded.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffkörpers (1), umfassend die Schritte: a) Bereitstellen eines gegebenenfalls verformbaren Grundelements (2); b) Über- oder Unterspritzen des Grundelements (2) mit einem transparenten oder transluzenten Thermoplasten zur Erzeugung einer ersten Schicht (4) eines transparenten oder transluzenten Thermoplasten, um eine Vorform zu bilden; c) gegebenenfalls anbringen einer Hintergrundfolie (3) auf die durch den Thermoplasten gebildete erste Schicht (4) der Vorform; d) Umspritzen der in Schritt b) erhaltenen Vorform oder der in Schritt c) erhaltenen modifizierten Vorform mit einem transparenten oder transluzenten Thermoplasten zur Erzeugung einer zweiten Schicht (6) eines transparenten oder transluzenten Thermoplasten. Die Erfindung betrifft ferner einen Kunststoffkörper (1), der durch ein solches Verfahren erhältlich ist sowie dessen Verwendung als Dekorelement, in der Automobilindustrie oder in einem Beleuchtungssystem.

Description

Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffkörpers, welcher sich als Dekorelement eignet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffkörpers, welcher ein verziertes oder bedrucktes Grundelement enthält. Des Weiteren betrifft die Erfindung den Kunststoffkörper der durch das Herstellungsverfahren erhalten wird und die Verwendung dieses Kunststoffkörpers als Dekorelement.
Kunststoffkörper welche eine teilweise bedruckte Folie enthalten sind im Stand der Technik bekannt. So beschreibt die US 2007141353 AI ein Verfahren zur Herstellung von dekorativen Plastikzusammensetzungen, welche eine dekorative Schicht, eine Rückschicht und eine klare äußere Schicht aufweisen. Dabei kann ein Spritzgußverfahren zur Herstellung verwendet werden.
Um optisch ansprechendere Kunststoffkörper zu erhalten ist oft ein Erscheinungsbild wünschenswert, welches durch einen optischen Effekt das Dekorelement oder den Druck auf der Folie dreidimensional erscheinen lässt. Beispielsweise beschreibt die CN 101954703 AI ein Spritzgussverfahren zur Herstellung eines Kunststoffkörpers. Bei dem Verfahren wird dabei ein erster Spritzgussschritt an der Dekorfolie mit einem transparentem Spritzgussmaterial durchgeführt, um einen ersten Körper zu erhalten. Der so erhaltene Körper weißt ein transparentes Spritzgussmaterial auf einer Seite der Dekorfolie auf. Nach Ruhenlassen des so erhaltenen Körpers wird dieser in einem zweiten Spritzgussschritt auf der Seite, auf welcher sich kein Spritzgussmaterial befindet, mit einem nichttransparentem Spritzguss-Material versehen. Das Dekor des erhaltenen Kunststoffkörpers erreicht einen drei-dimensionalen Effekt durch das zweifache Spritzgießen.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin einen Kunststoffkörper mit geringer Schwindung, welcher einen drei-dimensionalen Effekt des verzierten oder bedruckten Grundelements aufweist, und ein Verfahren zu dessen Herstellung bereitzustellen. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist das Bereitstellen eines Kunststoffkörpers, welcher einen drei-dimensionalen Effekt des verzierten oder bedruckten Grundelements aufweist, der verbesserte optische Abbildungseigenschaften und eine geringere innere Spannung aufweist. Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffkörpers umfassend die Schritte: a) Bereitstellen eines gegebenenfalls verformbaren Grundelements; b) Über- oder Unterspritzen des Grundelements mit einem transparenten oder transluzenten Thermoplasten zur Erzeugung einer ersten Schicht eines transparenten oder transluzenten Thermoplasten, um eine Vorform zu bilden; c) gegebenenfalls anbringen einer Hintergrundfolie auf die durch den Thermoplasten gebildete erste Schicht der Vorform;
Umspritzen der in Schritt b) erhaltenen Vorform oder der in Schritt c) erhaltenen modifizierten Vorform mit einem transparenten oder transluzenten Thermoplasten zur Erzeugung einer zweiten Schicht eines transparenten oder transluzenten Thermoplasten.
Der Ausdruck„im Wesentlichen" ist für die vorliegende Erfindung so definiert, dass es 95%, bevorzugt 98%, stärker bevorzugt 99%, noch stärker bevorzugt 99,9% der jeweiligen Eigenschaft oder des jeweiligen Merkmals auf das es sich bezieht ausmacht, falls er nicht ausdrücklich anders definiert wird. Die Erfindung betrifft ferner einen Kunststoffkörper, der durch das erfindungsgemäße Verfahren erhältlich ist. Bei diesem befindet sich das Grundelement vorzugsweise im Wesentlichen in der Mitte des Kunststoffkörpers.
Die Erfindung betrifft weiterhin die Verwendung eines solchen Kunststoffkörpers als Dekorelement, insbesondere in der Automobilindustrie, beispielsweise als Gangwahlhebelblende oder Warnblinktaster. Der erfindungsgemäße Kunststoffkörper kann auch in einem Beleuchtungssystem als Linse mit wenigstens einer lichtemittierenden Diode als Lichtquelle verwendet werden.
Das gegebenenfalls verformbare Grundelement weißt zumindest in einem Teilbereich eine Verzierung oder Bedruckung auf, die im Folgenden auch als Dekoration bezeichnet wird. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann das Grundelement also eine Kunststofffolie sein, welche teilweise bedruckt ist. Unter verziertem Grundelement wird auch ein Dekorelement verstanden, welches aus einem Guss ist, zum Beispiel eine aus Plastik gefertigte Form, jedoch kein Quader oder Würfel. In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Grundelement eine Folie die zumindest teilweise mit einer Dekoration verziert oder bedruckt ist, insbesondere bedruckt. Bei der Dekoration, insbesondere der Bedruckung, kann es sich beispielsweise um ein Firmenemblem, eine Fahrzeugtypen- oder Fahrzeugklassenbezeichnung, einen Text oder ein rein dekoratives Muster handeln.
Das Grundelement, insbesondere wenn es sich dabei um eine Folie handelt, wird bevorzugt vor dem Über- oder Hinterspritzen verformt. Dadurch kann einen höhere Positionsgenauigkeit und/oder Symboltoleranz des Grundelements im finalen Kunststoffkörper erreicht werden. Dies kann beispielsweise durch HPF (High Pressure Forming, Hochdruckverformen) erreicht werden. Beispielsweise beschreibt die EP 2 197 656 Bl ein solches Verfahren zur Herstellung eines tiefgezogenen Folienteils aus thermoplastischem Kunststoff. Bei dem Verfahren wird ein Folienstück in definierter Anordnung an einem Rahmen angebracht, das so auf dem Rahmen aufliegende Folienstück wird in eine Heizzone eingebracht, und dort wenigstens der Folienabschnitt auf eine vorgegebene Temperatur erwärmt. Das so erwärmte Folienstück wird anschließend rasch in eine Verformungszone eingebracht und dort unmittelbar und direkt mit einem fluiden Druckmittel beaufschlagt und zu dem gewünschten Tiefziehteil verformt.
Nach dem Bereitstellen des Grundelements wird es im nächsten Schritt auf einer Seite Über- oder Hinterspritzt um eine Vorform zu erhalten.
Handelt es sich beim Grundelement um eine Folie so kann diese dabei zusätzlich verformt werden, dass zumindest in einem Teilbereich der Dekoration, insbesondere der Bedruckung, eine stärkere drei-dimensionale Verformung aufweist.
Durch das gezielte Verformen vor oder während des Über- oder Hinterspritzens von nur Teilbereichen des Grundelements können Effekte erzielt werden, wie der Moire-Effekt, bei dem eine Überlagerung zweier unterschiedlichen Strukturen, nämlich der Dekoration und der Verformung, erfolgt. Ebenfalls kann so die Simulation von Muster oder Intarsien erfolgen. Bei der dreidimensionalen Verformung handelt es sich vorzugsweise um eine Erhebung des Teilbereichs des Grundelements, insbesondere des Teilbereichs der Dekoration, insbesondere der Bedruckung.
Dabei erfolgt das Verformen durch Über- oder Hinterspritzen des Grundelements mit einem transparenten oder transluzenten Thermoplasten in einer optional formgebenden Spritzgussform. Dabei wird eine Schicht erhalten deren Oberfläche, welche dem Grundelement abgewandt ist, im Wesentlichen eben oder glatt ist. Durch die so erhaltene transparente bzw. transluzente Schicht wird eine Tiefenwirkung erreicht, welche den drei- dimensionalen Effekt des Grundelements noch verbessert. Ebenfalls wird dadurch bei der Vorform die Stabilität, im Vergleich zum Grundelement, verbessert.
Unter einem transparenten Thermoplasten wird ein solcher verstanden, der im Bereich von 400 nm bis 800 nm eine Transmission von mindestens 75%, bestimmt nach ISO 13468 bei einer Dicke von 1 mm, bevorzugt wenigstens 85%, und eine Trübung von höchstens 10%, bestimmt nach ASTM Dl 003 bei einer Schichtdicke von 1 mm, vorzugsweise von höchstens 5%, aufweist. Unter einem transluszenzen Thermoplasten wird ein solcher verstanden, der im Bereich von 400 nm bis 800 nm eine Transmission von mindestens 5%, bestimmt nach ISO 13468 bei einer Dicke von 1 mm, bevorzugt wenigstens 10%, aufweist, und eine Trübung von mehr 10%, bestimmt nach ASTM D1003 bei einer Schichtdicke von 1 mm, vorzugsweise von wenigstens 15%.
Beispielsweise beschreibt die DE102007011338 AI ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung dickwandiger, optischer Bauteile aus Kunststoff durch einen mehrstufigen Spritzgus sprozess, bei dem ein schalenförmiger Aufbau des Bauteils von innen nach außen in einem mindestens zweistufigen Prozess erfolgt. Resultat ist ein optisch homogenes Bauteil mit deutlich höherer Präzision als es im konventionellen Spritzgieß- oder Spritzprägeverfahren erreichbar ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Grundelement eine Kunststofffolie welche zumindest teilweise verziert oder bedruckt ist, in einer stärker bevorzugten Ausführungsform ist diese Kunststofffolie transparent, in der am stärksten bevorzugten Ausführungsform ist die Kunststofffolie zusätzlich bereits vor Schritt b) verformt. Durch die Verwendung einer transparenten teilweise bedruckten Kunststofffolie wird der Eindruck des Aufdrucks als freischwebendes drei-dimensionales Element verstärkt. In der vorliegenden Erfindung wird unter Kunststofffolie sowohl eine einlagige Folie als auch eine mehrlagige Folie, z.B. eine durch Co-Extrusion erhaltene Folie verstanden.
Materialien welche für das Grundelement und insbesondere die Kunststofffolie verwendet werden, sind vorzugsweise thermoplastische Kunststoffe wie Polycarbonate, Polyacrylate oder Poly(meth)acrylate, Polyamide, Polysulfone, Polyester, thermoplastische Polyurethane und Polystyrole, Copolymere und Mischungen davon. Besonders bevorzugte Thermoplasten sind beispielsweise Polyacrylate, Poly(meth)acrylate (z.B. PMMA; z.B. kommerziell erhältlich als Plexiglas® Röhm), Cycloolefincopolymere (COC; z.B. kommerziell erhältlich als Topas® von Ticona oder Zenoex® von Nippon Zeon oder Apel® von Japan Synthetic Rubber), Polysulfone (z.B. kommerziell erhältlich als Ultrason@ von BASF oder Ude® von Solvay), Polyester, beispielsweise Pethylenterephthalat (PET) oder Pethylennaphthalat, Polycarbonat (PC), Polycarbonat/Polyester-Mischungen, wie zB PC/ PET, Polycarbonat Polycyclohexylmethanol cyclohexandicarboxylat (PCCD; z.B. kommerziell erhältlich als Xylecs® von GE), Polycarbonat Polybutylenterephthalat (PBT) und Mischungen davon. Vorzugsweise ist der transparente oder transluzente Thermoplast aus Schritt b) ausgewählt ist aus Polycarbonaten, Polyacrylaten, Poly(meth)acrylaten, Polyamiden, Polysulfonen, Polyestern, thermoplastischen Polyurethanen, Polystyrolen, deren Copolymeren und Mischungen davon. In einer besonders vorteilhaften und bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst der thermoplastische Kunststoff Polycarbonat oder Copolycarbonat.
Geeignete erfindungsgemäße Polycarbonate sind alle bekannten Polycarbonate. Dies sind Homo-, Copolycarbonate und thermoplastische Polyestercarbonate. Diese haben bevorzugt mittlere Molekulargewichte Mw von 18.000 bis 40.000 g/mol, vorzugsweise von 26.000 bis 36.000 g/mol und insbesondere von 28.000 bis 35.000 g/mol, ermittelt durch Messung der relativen Lösungsviskosität in Dichlormethan oder in Mischungen gleicher Gewichtsmengen Phenol / o-Dichlorbenzol, geeicht durch Lichtstreuung.
Die Herstellung der Polycarbonate erfolgt vorzugsweise nach dem Phasengrenzflächenverfahren oder dem Schmelze-Umesterungsverfahren, welche oft in der Literatur beschrieben worden sind. Im Hinblick auf die Grenzflächenverfahren wird beispielhaft Bezug genommen auf H. Schnell, Chemistry and Physics of Polycarbonates, Polymer Reviews, Band 9, Interscience Publishers, New York 1964 Seite 33 ff.. Auf Polymer Reviews, Bd. 10, "Kondensationspolymere von Grenzflächen- und Lösungsmethoden", Paul W. Morgan, Interscience Publishers, New York 1965, Kap. VIII, Seite 325. Auf Dr. U. Grigo, Dr. K. Kircher und Dr. PR Müller "Polycarbonate" [Polycarbonates] in Becker / Braun, Kunststoff-Handbuch [Polymer Handbook], Band 3/1, Polycarbonate, Polyacetale, Polyester, Celluloseester [Polycarbonate, Polyacetale, Polyester, Celluloseester ], Carl Hanser Verlag, München, Wien, 1992, S. 118 bis 145, und auf EP 0 517 044 AI. Das Schmelz- Umesterungs verfahren ist beispielsweise in der Encyclopedia of Polymer Science, Band 10 (1969), Chemie und Physik der Polycarbonate, Polymer Reviews, H. Schnell, Band 9, John Wiley and Sons, Inc. (1964) und in den Patentschriften DE 10 31 512 Bl und U.S. Pat. Nr. 6,228,973. Die Polycarbonate können in dem Schmelz-Umesterungsverfahren durch Reaktionen von Bisphenolverbindungen mit Kohlensäureverbindungen erhalten werden, insbesondere Phosgen oder Diphenylcarbonat oder Dimethylcarbonat. Besonders bevorzugt sind hier, um die Homopolycarbonate auf Basis von Bisphenol-A und Copolycarbonate auf Basis der Monomere Bisphenol A und l,l-Bis(4-hydroxyphenyl)-3,3,5-trimethylcyclohexan. Weitere Bisphenolverbindungen, die für die Polycarbonatsynthese verwendet werden können, sind offenbart unter anderem in WO 2008/037364 AI, EP 1 582 549 AI, WO 2002/026862 AI und WO 2005/113639 AI.
Die Polycarbonate können linear oder verzweigt sein. Es ist auch möglich, Mischungen von verzweigten und un verzweigten Polycarbonaten zu verwenden.
Geeignete Verzweiger für Polycarbonate sind aus der Literatur bekannt und beschrieben, beispielsweise in den Patentschriften US Pat. Nr. 4185009 Bl, DE 25 00 092 AI, DE 42 40 313 AI, DE 19 943 642 AI, US Pat. Nr. 5367044 Bl und in darin zitierten Literatur. Ferner können die Polycarbonate auch intrinsisch verzweigt sein kann, in welchem Fall kein Verzweigungsmittel im Verlauf der Polycarbonatherstellung zugegeben wird. Ein Beispiel für intrinsische Verzweigungen ist das der sogenannten Fries-Strukturen, wie in EP 1 506 249 AI für die Schmelz Polycarbonaten offenbart.
Darüber hinaus ist es möglich, Kettenabbrecher in der Polycarbonat-Herstellung zu verwenden. Die Kettenabbrecher werden bevorzugt Phenole wie Phenol, Alkylphenole wie Kresol und 4-tert.-Butylphenol, Chlorphenol, Bromphenol, Cumylphenol oder deren Mischungen.
In alternativen Ausführungsformen kann es sich bei dem Grundelement auch um ein Textil, eine Metallfolie, ein Furnier, oder ein Laminat handeln. In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Grundelement zu mindestens 5%, 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% oder 100% verziert oder bedruckt, bezogen auf die gesamte Oberfläche des Grundelements. Dabei sind die Ausführungsformen in ansteigender Reihenfolge, mit steigendem prozentualem Anteil bevorzugter. Zum Beispiel sind 40% bevorzugter als 30% und 30% sind bevorzugter als 20%. In alternativen Ausführungsformen sind zusätzlich zu einem der vorstehend genannten prozentualen Mindestbedruckungsgrade maximale Verzierungs- oder Bedruckungsgrade vorliegend, welche insbesondere 90%, 80%, 70%, 60%, 50%, 40%, 30%, 20% oder 10% sind. Diese sind in absteigender Reihenfolge bevorzugt. In besonders bevorzugten Ausführungsformen ist das Grundelement bedruckt. In einer weiter bevorzugten Ausführungsform ist das Grundelement beidseitig verziert oder bedruckt.
In einer Bevorzugten Ausführungsform befindet sich das Grundelement im Wesentlichen in der Mitte des Kunststoffkörpers. Die Feststellung der Lage erfolgt dabei dadurch, dass die Seite mit größter Oberfläche als Unterseite des Kunststoffkörpers definiert wird und orthogonal dazu ein Querschnitt erfolgt. Die Lage des Grundelements in Bezug auf die Unterseite und Oberseite des Kunststoffkörpers wird bestimmt. Im Wesentlichen in der Mitte bedeutet, dass die Distanzen des Grundelements zu der jeweiligen Seite eine Differenz von 20%, bevorzugt 10%, stärker bevorzugt 5%, am stärksten bevorzugt 1% nicht überschreitet. Nach Schritt b) des Über- oder Unterspritzen des Grundelements mit einem transparenten oder transluzenten Thermoplasten wird eine Vorform erhalten. In einer bevorzugten Ausführungsform ist eine Hintergrundfolie auf die durch den Thermoplasten gebildete Schicht der Vorform aufgebracht (Schritt c)). Das Aufbringen der optionalen Hintergrundfolie erfolgt vorzugsweise während des Schritts b) indem die Hintergrundfolie im Werkzeug fixiert ist oder durch antistatische Aufladung. Durch die Hintergrundfolie kann ein weiterer ästhetischer Effekt erzielt werden. Zum Beispiel kann die Hintergrundfolie mit einem Motiv oder Muster bedruckt sein. Insbesondere kann es sich bei diesem Motiv oder Muster um metallic, brushed oder Carbon-Strukturen, Diffusermaterialien oder Lichtauskoppelmaterialien handeln. Dadurch kann ein weiterer optischer Effekt erhalten werden, u.a. wird die Dekoration der eingelegten Folie besonders hervorgehoben. Dadurch kann beispielsweise der Eindruck einer freischwebenden Zahl als Dekoration verstärkt werden wenn sie vor einem Muster liegt und oder rückseitig, bevorzugt diffus beleuchtet wird. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Hintergrundfolie nicht transparent. Diese Ausführungsform wird im Folgenden ebenfalls als Vorform bezeichnet. Die Hintergrundfolie kann aus der gleichen Auswahl an Materialien aufgebaut sein, wie das Grundelement, aber unabhängig von diesem. Das heißt, die Materialien können gleich oder verschieden sein.
Bei dem erfindungsgemäßen Kunststoffkörper können im Prinzip sämtliche dafür eingesetzte Folien aus dem gleichen Polymermaterial aufgebaut sein, wobei sich die Folien in der Additivierung oder Nachbehandlung unterscheiden können. So kann beispielsweise die obere Deckfolie eine Folie aus Polycarbonat sein, die mit einer zusätzlichen Hardcoat-Beschichtung ausgerüstet ist. Die erste der inneren Folien kann beispielsweise ebenfalls eine Polycarbonat- Folie sein, die mit einem Siebdruck versehen ist. Die darunterliegende zweite innere Folie kann ebenfalls aus Polycarbonat aufgebaut und grau eingefärbt oder leicht diffus gestaltet sein, und die untere Folie - ebenfalls aus Polycarbonat - kann mit einem Rasterdruck versehen sein, um das seitlich eingespeiste Licht nach vorne hin auskoppeln zu können.
Des Weiteren umfasst das Verfahren den Schritt des vollständigen Umspritzens der Vorform (Schritt d)). Das Verfahren des Umspritzens ist dem Fachmann bekannt. Das Verfahren des Umspritzens ist beispielsweise in den Druckschriften WO 2012/069590 AI, EP 2402140 AI und DE 102007011338 AI beschrieben. Die Vorform wird hierbei mit einer weiteren Schicht eines transparenten oder transluzenten Thermoplasten umspritzt, so dass sich diese weitere Schicht des transparenten oder transluzenten Thermoplasten nahtlos um die Oberfläche der Vorform legt.
Die in Schritt b) und d) verwendeten transparenten oder transluzenten Thermoplasten und können in bevorzugten Ausführungsformen aus den Materialien wie für das Grundelement oben beschrieben bestehen. Die jeweiligen Thermoplasten können unabhängig voneinander Additive, wie Farbstoffe und Pigmente, enthalten. Dadurch kann ein optischer Effekt erzeugt werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform bestehen der Grundelement und die transparenten oder transluzenten Thermoplasten aus demselben Material, vorzugsweise aus einem Polycarbonat.
In einer bevorzugten Ausführungsform kann der erfindungsgemäße Kunststoffkörper eine zweite Hintergrundfolie enthalten. Bevorzugt wird diese Folie auf der Seite angebracht welche später nach eingebautem Zustand des erfindungsgemäßen Kunststoffkörpers bei seiner Endverwendung auf der dem Betrachter abgewandte Seite liegt.
Die Oberfläche des Kunststoffkörpers kann mit einer Hardcoatbeschichtung lackiert werden. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird auf den Kunststoffkörper optional eine Deckfolie aufgebracht. Bevorzugt wird diese Deckfolie auf der Seite angebracht welche später nach eingebautem Zustand des erfindungsgemäßen Kunststoffkörpers bei seiner Endverwendung auf der dem Betrachter zugewandten Seite liegt. In einer stärker bevorzugten Ausführungsform ist die Deckfolie eine Hartüberzugfolie, welche auch als Hardcoat- beschichtete Folie bezeichnet wird.
Die Deckfolie besteht vorzugsweise aus Thermoplasten wie obenstehend für das Grundelement beschrieben, welche mit einem Beschichtungsmittel beschichtet sein können. Bevorzugte Ausführungsformen, insbesondere des Beschichtungsmittels (Überzugs/Coatings) und Herstellungsverfahren für die Deckfolie sind in der US2016152863 AI bzw. WO2014206958 AI beschrieben.
Die Erfindung betrifft insbesondere die folgenden Ausführungsformen:
Nach einer ersten Ausführungsform betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffkörpers (1), umfassend die Schritte: a) Bereitstellen eines gegebenenfalls verformbaren Grundelements (2);
b) Über- oder Unterspritzen des Grundelements (2) mit einem transparenten oder transluzenten Thermoplasten zur Erzeugung einer ersten Schicht (4) eines transparenten oder transluzenten Thermoplasten, um eine Vorform zu bilden; c) gegebenenfalls anbringen einer Hintergrundfolie (3) auf die durch den Thermoplasten gebildete erste Schicht (4) der Vorform;
d) Umspritzen der in Schritt b) erhaltenen Vorform oder der in Schritt c) erhaltenen modifizierten Vorform mit einem transparenten oder transluzenten Thermoplasten zur Erzeugung einer zweiten Schicht (6) eines transparenten oder transluzenten Thermoplasten.
Nach einer zweiten Ausführungsform betrifft die Erfindung ein Verfahren gemäß Ausführungsform 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Grundelement (2) eine Kunststofffolie ist, welche teilweise bedruckt ist.
Nach einer dritten Ausführungsform betrifft die Erfindung ein Verfahren gemäß der Ausführungsform 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der transparente oder transluzente Thermoplast der ersten Schicht (4) aus Schritt b) ausgewählt ist aus Polycarbonaten, Polyacrylaten, Poly(meth)acrylaten, Polyamide, Polysulfonen, Polyestern, thermoplastischen Polyurethanen, Polystyrolen, deren Copolymeren und Mischungen davon, bevorzugt Polycarbonat.
Nach einer vierten Ausführungsform betrifft die Erfindung ein Verfahren gemäß einer der vorstehenden Ausführungsformen, dadurch gekennzeichnet, dass die Hintergrundfolie (3) vorzugsweise zeitgleich mit dem Schritt b) angebracht wird. Nach einer fünften Ausführungsform betrifft die Erfindung ein Verfahren gemäß einer der vorstehenden Ausführungsformen, dadurch gekennzeichnet, dass das Material der Hintergrundfolie (3) ausgewählt ist aus Polycarbonaten, Polyacrylaten, Poly(meth)acrylaten, Polyamide, Polysulfonen, Polyestern, thermoplastischen Polyurethanen, Polystyrolen, deren Copolymeren und Mischungen davon, bevorzugt Polycarbonat.
Nach einer sechsten Ausführungsform betrifft die Erfindung ein Verfahren gemäß einer der vorstehenden Ausführungsformen, dadurch gekennzeichnet, dass der transparente oder transluzente Thermoplast der zweiten Schicht (6) aus Schritt d) ausgewählt ist aus Polycarbonaten, Polyacrylaten, Poly(meth)acrylaten, Polysulfonen, Polyestern, thermoplastischen Polyurethanen, Polystyrolen, deren Copolymeren und Mischungen davon, bevorzugt Polycarbonat.
Nach einer siebten Ausführungsform betrifft die Erfindung ein Verfahren gemäß einer der vorstehenden Ausführungsformen, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt d) oder anschließend ein Hinterspritzen einer Deckfolie (5), bevorzugt einer Hardcoat-beschichteten Deckfolie, erfolgt.
Nach einer achten Ausführungsform betrifft die Erfindung ein Verfahren gemäß Ausführungsform 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Material der Deckfolie (5) ausgewählt ist aus Polycarbonaten, Polyacrylaten, Poly(meth)acrylaten, Polysulfonen, Polyestern, thermoplastischen Polyurethanen, Polystyrolen, deren Copolymeren und Mischungen davon, bevorzugt Polycarbonat.
Nach einer neunten Ausführungsform betrifft die Erfindung ein Verfahren gemäß einer der vorstehenden Ausführungsformen, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt d) oder anschließend ein Überspritzen einer weiteren Hintergrundfolie (7) erfolgt.
Nach einer zehnten Ausführungsform betrifft die Erfindung ein Verfahren gemäß Ausführungsform 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Hintergrundfolie (7) eine Folie zur Helligkeitserhöhung ist.
Nach einer elften Ausführungsform betrifft die Erfindung einen Kunststoffkörper (1), erhältlich durch ein Verfahren gemäß einer der Ausführungsformen 1 bis 10. Nach einer zwölften Ausführungsform betrifft die Erfindung einen Kunststoffkörper gemäß Ausführungsform 11, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Grundelement (2) im Wesentlichen in der Mitte des Kunststoffkörpers (1) befindet.
Nach einer dreizehnten Ausführungsform betrifft die Erfindung die Verwendung eines Kunststoffkörpers gemäß einer der Ausführungsformen 11 oder 12 als Dekorelement.
Nach einer dreizehnten Ausführungsform betrifft die Erfindung die Verwendung gemäß Ausführungsform 13 in der Automobilindustrie, insbesondere als Gangwahlhebelblende oder Warnblinktaster.
Nach einer dreizehnten Ausführungsform betrifft die Erfindung die Verwendung gemäß Ausführungsform 13 oder 14 in einem Beleuchtungssystem als Linse mit wenigstens einer lichtemittierenden Diode als Lichtquelle.
Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden anhand der Fig. 1 und einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Darin zeigt
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform des Kunststoffkörpers.
Fig. 1 zeigt eine seitliche Schnittdarstellung einer bevorzugten Ausführungsform des in Kunststoffkörpers 1 gemäß der vorliegenden Erfindung. Der Kunststoffkörper 1 besteht aus einem Grundelement 2, vorliegend in Form einer nur teilweise bedruckten Kunststofffolie, einer ersten Schicht 4 aus einem transparenten oder transluzenten Thermoplasten der Über- oder Unterspritz worden ist, einer Hintergrundfolie 3, einer zweiten Schicht 6 aus einem transparenten oder transluzenten Thermoplasten der umspritzt wurde, eine Hintergrundfolie 7 und eine Deckfolie 5.
Beispiel
Das Grundelement 2 besteht aus einer Polycarbonatfolie Makrofol® DE1-4 mit einer Gesamtdicke von 250μιη und einer Oberflächenkombination hochglänzend / matt. Die Grundfolie 2 wird mithilfe eines IMD Farbsystems Noriphan HTR N der Fa. Pröll KG mittels Siebdruckverfahren dekoriert und anschließend auf ein Bogenformat von 210mm x 240mm vereinzelt. Die bereits dekorativ gestaltete Folie wird daraufhin in einer Hochdruckverform Anlage der Fa. Niebling GmbH mittels fluidem Druckmittel in eine dreidimensionale Form gebracht, so dass das dekorative Element eine definierte Position erhält. Die Formgestaltung und die Dekoration der einzelnen Grundelemente unterscheiden sich zueinander und werden über die jeweilige Positionierung der Folie 2, 3, 5, 7 im Spritzkörper bestimmt.
Zur weiteren Herstellung des Kunststoffkörpers 1 wird eine 2-Komponenten Spritzgießmaschine und ein Zweischichtlinsenwerkzeug verwendet. Die erste Werkzeugkavität bildet die negative Form der Kernkontur 4. Hierbei wird das Grundelement 2 und 3 in die jeweiligen Werkzeughälften der Vorform eingelegt und antistatisch oder über die Formgebung des Folieninserts im Werkzeug positioniert. Die Werkzeugtemperatur beträgt hierbei 90°C. Die Vorform wird über einen seitlich angebrachten Tunnelanguss mit Kunststoffschmelze mittig gefüllt und hinterspritzt oder überspritzt die jeweiligen Folieninserts. Die Massetemperatur des Polycarbonat Makroion® LED2245 beträgt 280°C. Im weiteren Schritt werden in die zweite Werkzeugkavität ebenfalls die Folieninserts 5 und 7 eingelegt. Insert 5 besteht aus einer Hardcoatbeschichteten Folie Makrofol® HF278 und bildet die spätere Sichtseite des Bauteils. Das Insert 7 besteht aus einer Diffuser-Folie Makrofol® LM228 und bildet die vom Betrachter abgewandte Bauteilseite. Nach dem Abkühlen des Vorformlings wird dieser aus der ersten Kavität entnommen, zur weiteren Kavität transportiert und über zwei seitliche Haltelaschen positionsgenau in der Kavität gehalten. Wie bei der Erzeugung des Vorformlings wird im nachfolgenden Arbeitstakt ebenfalls ein transparentes Polycarbonat verwendet. Im weiteren Prozessschritt wird erneut Kunststoffschmelze über einen Tunnelanguss eingeführt. Die Folieninserts 5 und 7 werden jeweils hinterspritzt oder überspritzt und der Vorformling symmetrisch 6 umspritzt.
Bezugszeichenliste:
(1) Kunststoffkörper
(2) Grundelement
(3) Hintergrundfolie
(4) Erste Schicht aus einem transparenten oder transluzenten Thermoplasten
(5) Deckfolie
(6) Zweite Schicht aus einem transparenten oder transluzenten Thermoplasten
(7) Hintergrundfolie

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffkörpers (1), umfassend die Schritte: a) Bereitstellen eines gegebenenfalls verformbaren Grundelements (2);
b) Über- oder Unterspritzen des Grundelements (2) mit einem transparenten oder transluzenten Thermoplasten zur Erzeugung einer ersten Schicht (4) eines transparenten oder transluzenten Thermoplasten, um eine Vorform zu bilden; c) gegebenenfalls anbringen einer Hintergrundfolie (3) auf die durch den Thermoplasten gebildete erste Schicht (4) der Vorform;
d) Umspritzen der in Schritt b) erhaltenen Vorform oder der in Schritt c) erhaltenen modifizierten Vorform mit einem transparenten oder transluzenten Thermoplasten zur Erzeugung einer zweiten Schicht (6) eines transparenten oder transluzenten Thermoplasten.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Grundelement (2) eine Kunststofffolie ist, welche teilweise bedruckt ist.
3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der transparente oder transluzente Thermoplast der ersten Schicht (4) aus Schritt b) ausgewählt ist aus Polycarbonaten, Polyacrylaten, Poly(meth)acrylaten, Polyamide, Polysulfonen, Polyestern, thermoplastischen Polyurethanen, Polystyrolen, deren Copolymeren und Mischungen davon, bevorzugt Polycarbonat.
4. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hintergrundfolie (3) vorzugsweise zeitgleich mit dem Schritt b) angebracht wird.
5. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Material der Hintergrundfolie (3) ausgewählt ist aus Polycarbonaten, Polyacrylaten, Poly(meth)acrylaten, Polyamide, Polysulfonen, Polyestern, thermoplastischen Polyurethanen, Polystyrolen, deren Copolymeren und Mischungen davon, bevorzugt Polycarbonat.
6. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der transparente oder transluzente Thermoplast der zweiten Schicht (6) aus Schritt d) ausgewählt ist aus Polycarbonaten, Polyacrylaten, Poly(meth)acrylaten, Polysulfonen, Polyestern, thermoplastischen Polyurethanen, Polystyrolen, deren Copolymeren und Mischungen davon, bevorzugt Polycarbonat.
7. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt d) oder anschließend ein Hinterspritzen einer Deckfolie (5), bevorzugt einer Hardcoat-beschichteten Deckfolie, erfolgt.
8. Verfahren gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Material der Deckfolie (5) ausgewählt ist aus Polycarbonaten, Polyacrylaten, Poly(meth)acrylaten, Polysulfonen, Polyestern, thermoplastischen Polyurethanen, Polystyrolen, deren Copolymeren und Mischungen davon, bevorzugt Polycarbonat.
9. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt d) oder anschließend ein Überspritzen einer weiteren Hintergrundfolie (7) erfolgt.
10. Verfahren gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Hintergrundfolie (7) eine Folie zur Helligkeitserhöhung ist.
11. Kunststoffkörper (1), erhältlich durch ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10.
12. Kunststoffkörper gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Grundelement (2) im Wesentlichen in der Mitte des Kunststoffkörpers (1) befindet.
13. Verwendung eines Kunststoffkörpers gemäß einem der Ansprüche 11 oder 12 als Dekorelement.
14. Verwendung gemäß Anspruch 13 in der Automobilindustrie, insbesondere als Gangwahlhebelblende oder Warnblinktaster.
15. Verwendung gemäß Anspruch 13 oder 14 in einem Beleuchtungssystem als Linse mit wenigstens einer lichtemittierenden Diode als Lichtquelle.
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