EP4499414A1 - Folie, folienbeschichteter artikel und verfahren zur herstellung eines folienbeschichteten artikels - Google Patents

Folie, folienbeschichteter artikel und verfahren zur herstellung eines folienbeschichteten artikels

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Publication number
EP4499414A1
EP4499414A1 EP23710268.6A EP23710268A EP4499414A1 EP 4499414 A1 EP4499414 A1 EP 4499414A1 EP 23710268 A EP23710268 A EP 23710268A EP 4499414 A1 EP4499414 A1 EP 4499414A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
layer
film
polyurethane
adhesion promoter
coated article
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Withdrawn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
EP23710268.6A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Martin Hahn
Sandra Krick Calderón
Philipp Hufnagel
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.)
Leonhard Kurz Stiftung and Co KG
Original Assignee
Leonhard Kurz Stiftung and Co KG
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 Leonhard Kurz Stiftung and Co KG filed Critical Leonhard Kurz Stiftung and Co KG
Publication of EP4499414A1 publication Critical patent/EP4499414A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B44—DECORATIVE ARTS
    • B44C—PRODUCING DECORATIVE EFFECTS; MOSAICS; TARSIA WORK; PAPERHANGING
    • B44C1/00—Processes, not specifically provided for elsewhere, for producing decorative surface effects
    • B44C1/16—Processes, not specifically provided for elsewhere, for producing decorative surface effects for applying transfer pictures or the like
    • B44C1/165—Processes, not specifically provided for elsewhere, for producing decorative surface effects for applying transfer pictures or the like for decalcomanias; sheet material therefor
    • B44C1/17—Dry transfer
    • B44C1/1712—Decalcomanias applied under heat and pressure, e.g. provided with a heat activable adhesive
    • 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
    • B29C45/14311—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 using means for bonding the coating to the articles
    • 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
    • B29C45/14688—Coating articles provided with a decoration
    • 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
    • B29C45/14827—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 using a transfer foil detachable from the 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
    • B29C45/0053—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor combined with a final operation, e.g. shaping
    • B29C45/0055—Shaping
    • B29C2045/0058—Shaping removing material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2075/00—Use of PU, i.e. polyureas or polyurethanes or derivatives thereof, as moulding material

Definitions

  • the invention relates to a film, a film-coated article and a method for producing a film-coated article.
  • Film-coated articles are known in the art as injection molded articles.
  • IMD Inmold Decoration
  • the embossing foil is inserted into an open injection mold, with the decorative layer of the embossing foil facing an upper part of the mold.
  • the injection mold is closed and liquid injection molding material is injected through an injection channel into the cavity of the injection mold, with the embossing foil nestling against the visible side of the injected molded part.
  • the embossing foil combines its decorative layer with the injection molding material, which is removed from the injection mold after hardening.
  • Injection molded articles decorated in this way are used in particular in automotive interior parts such as door strips, strips in instrument panels, gear lever covers and center console covers, and in automotive exterior parts such as Door impact protection strips and covers on A, B and C pillars, in the audio and video sector for decorative strips on radio and television housings, and in the telecommunications sector for housing shells of mobile devices such as cell phones or navigation devices.
  • Insert molding is a combined process of hot stamping, vacuum forming and casting, especially injection molding. Compared to the IMD process, insert molding offers the possibility of deforming the film more. This is an advantage if, for example: B. highly profiled and shaped parts are required.
  • ABS acrylonitrile-butadiene-styrene
  • This hot-stamped carrier is vacuum formed under heat.
  • the vacuum-formed layers of hot stamping foil and carrier form the so-called “insert” and are cut or punched with precise contours.
  • the “insert” is positioned in an injection mold, the mold is filled with plastic (the “insert” is back-injected), then the decorated injection molded article is removed from the injection mold.
  • the flooding of objects for example injection molded articles, using polyurethane (PU) is also known from the prior art.
  • PU polyurethane
  • an object to be coated is positioned in a tool that has two tool halves. A first tool half holds the object to be coated and a second tool half forms a slightly larger cavity than the object to be coated.
  • PU is introduced into this gap and the object to be coated is flooded with PU.
  • Two-component PU systems (2K-PU) are also known, which harden within seconds of mixing the components before and/or immediately during flooding. When the tool opens, the PU is already sufficiently hard.
  • the international patent application WO 2019/034361 A2 discloses a film-coated article produced by injection molding with a thermoplastic material, in which additional surface protection is applied to the film coating by flooding with polyurethane.
  • the invention is based on the task of eliminating the disadvantages of the prior art.
  • a simple and inexpensive process for producing a film-coated article as well as a film suitable for this process and a corresponding film-coated article are to be provided.
  • the film-coated article should in particular have a high quality or surface quality.
  • this object is achieved by a film according to the subject matter of claim 1, by a film-coated article according to the subject matter of claim 14 and by a method according to the subject matter of claim 26.
  • Advantageous embodiments of the invention are specified in the dependent claims.
  • a film for coating with polyurethane, in particular for flooding with polyurethane.
  • the film comprises at least one adhesion promoter layer.
  • the film comprises a protective layer and/or a carrier layer.
  • the adhesion promoter layer is designed for the addition of polyurethane.
  • the film preferably comprises several adhesion promoter layers, particularly preferably two or three adhesion promoter layers.
  • the several adhesion promoter layers preferably follow one another directly.
  • the adhesion promoter layer is preferably made up of several layers.
  • the adhesion promoter layer can be designed in one or more layers.
  • the adhesion promoter layer is particularly preferably designed in two or three layers.
  • protective layer is understood to mean, in particular, a layer that protects against chemical and/or mechanical influences, in particular external influences.
  • a protective layer preferably forms an outer layer of the film and/or the transfer layer.
  • the film comprises at least one decorative layer.
  • the adhesion promoter layer is arranged on the side of the at least one decorative layer facing away from the protective layer and/or the carrier layer.
  • the carrier layer preferably has a layer thickness of between 10 pm and 100 pm, preferably between 23 pm and 75 pm.
  • the carrier layer can be designed as an endless film or as a single sheet of film or as a sheet of film.
  • a film sheet or such a film sheet can be obtained from a previously existing endless film by separating it.
  • the carrier layer is preferably removed again during the production of the film-coated article.
  • the protective layer can be formed from a protective varnish.
  • the protective layer preferably has a layer thickness of between 0.1 pm and 20 pm, preferably between 1 pm and 3 pm.
  • the carrier layer additionally comprises a release layer.
  • the release layer preferably has a layer thickness of 0.1 nm to 50 nm.
  • the release layer is arranged on the side of the carrier layer facing the transfer layer.
  • the release layer preferably comprises or consists of at least one wax.
  • the release layer may additionally or alternatively comprise or consist of one or more polymers.
  • the film-coated article comprises a film according to the invention, or the transfer layer of the film according to the invention designed as a transfer film, and a polyurethane layer cast onto the adhesion promoter layer.
  • the polyurethane layer is cast or flooded by flooding the film with polyurethane.
  • the polyurethane layer can be a solvent-containing and polyurethane-containing composition and in particular has several components, selected individually or in combination from polyol, isocyanate, catalyst, release agent, additive.
  • the film-coated article is preferably dimensionally stable.
  • the term “area” refers in particular to a defined area of a layer or film or layer in the plane formed by the respective layer and/or film and/or layer understood.
  • the polyurethane layer has at least a first region and at least a second region, with each of the two or more regions each occupying a defined area in the plane formed by the polyurethane layer.
  • the adhesion promoter layer can have at least a first region and at least a second region, with each of the two or more regions each occupying a defined area in the plane formed by the adhesion promoter layer.
  • the at least one decorative layer can have at least a first region and at least a second region, with each of the two or more regions each occupying a defined area in the plane formed by the at least one decorative layer.
  • the respective layers, films or layers preferably extend parallel to one another.
  • the adhesion promoter layer preferably extends parallel to the at least one decorative layer.
  • the adhesion promoter layer preferably extends parallel to the polyurethane layer.
  • the areal extent of a layer or film or layer is preferably understood to mean the extent of the plane formed by the respective layer and/or film and/or layer.
  • the areal extent of the respective layer and/or film and/or layer includes in particular a longitudinal and/or transverse extent of the respective layer, film and/or layer.
  • form cavity 1 can be understood in two different ways in the present application.
  • a mold cavity may be formed as a tool or formed in a tool to form a cavity or cavity corresponding to a desired shape of the film-coated article.
  • By flooding or flooding with This cavity is filled with the polyurethane-forming mixture.
  • the desired shape of the film-coated article is formed in a mechanically stable manner and the film-coated article can be removed from the cavity.
  • the term “mold cavity” is to be understood specifically in one of the two ways, the term “tool forming the mold cavity” or “cavity formed by the mold cavity” is used, for example.
  • hardening or “hardening” is preferably understood to mean the transition from a liquid or plastically deformable state to a solid state of a substance or mixture of substances under standard conditions (temperature: 25 ° C, pressure: 1013 mbar).
  • the process of hardening or hardening can preferably be carried out by cooling, i.e. by reducing the temperature below the freezing point and/or below the glass transition temperature of a substance or mixture of substances and/or by physical drying, i.e. by removing at least one liquid component, for example solvent, and/or or by chemical reaction, for example by chain polymerization, polyaddition and/or polycondensation.
  • cooling i.e. by reducing the temperature below the freezing point and/or below the glass transition temperature of a substance or mixture of substances
  • physical drying i.e. by removing at least one liquid component, for example solvent, and/or or by chemical reaction, for example by chain polymerization, polyaddition and/or polycondensation.
  • polymeric component and/or precursor thereof is preferably understood to mean a substance or mixture of substances which has at least one, preferably organic, polymer and/or at least one precursor thereof.
  • polymer is preferably understood to mean a substance that is made up of preferably at least 10 structural units, so-called constitutional repeating units, which can be the same or different from one another and, by chemical reaction, preferably chain polymerization, polyaddition and/or polycondensation, the at least one organic Form polymer.
  • constitutional repeating unit KRE is the smallest repeating group of atoms within a polymer.
  • a polymer within the meaning of the invention can be unbranched or branched.
  • precursor of a polymeric component is preferably understood to mean monomers or monomer mixtures as well as oligomers and mixtures thereof, which can each combine to form the corresponding unbranched or branched polymer, preferably by chemical reaction, more preferably chain polymerization, polyaddition and/or polycondensation.
  • reactive functional group is preferably understood to mean a functional group that can participate in the formation of the corresponding unbranched or branched polymer through chemical reaction, more preferably chain polymerization, polyaddition and/or polycondensation.
  • oligomer is preferably understood to mean a substance that is made up of preferably 2 to 9 constitutional repeating units, which can be the same or different from one another and are preferably composed of chemical reaction, more preferably chain polymerization, polyaddition and / or polycondensation, can combine to form an unbranched or branched polymer.
  • cured polymeric component is preferably understood to mean a polymeric substance or a mixture of polymeric substances which has a solid state under standard conditions (temperature: 25°C, pressure: 1013 mbar) and is preferably not plastically deformable.
  • the film is preferably introduced into the mold cavity in such a way that the adhesion promoter layer faces the cavity formed by the mold cavity, in particular that the adhesion promoter layer directly adjoins the cavity formed by the mold cavity.
  • the polyurethane-forming mixture can be a solvent-containing and polyurethane-containing composition and in particular have several components, selected individually or in combination from polyol, isocyanate, catalyst, release agent, additive.
  • a chemical reaction starts when the mixture is provided in step d).
  • the chemical reaction is preferably an exothermic reaction.
  • the chemical reaction is preferably a crosslinking reaction, in which molecular polymer chains are preferably formed. Cross-links preferably form between the polymer chains.
  • Polyurethane is preferably formed in the crosslinking reaction.
  • step d) takes place immediately before step e), that is, the components forming the mixture are mixed with one another immediately before injection into the mold cavity.
  • the chemical reaction starts by mixing the two polyurethane-forming components, polyol and isocyanate.
  • a crosslinking reaction preferably takes place to form the molecular polymer chains.
  • the crosslinking reaction is preferably exothermic.
  • the polyol and isocyanate components remain separated before the mixing process and are only brought together immediately before injection into the mold cavity according to step e). This allows a premature chemical reaction to be avoided. This advantageously allows the rheological flow properties of the mixture to be maintained for injection into the mold cavity in step e).
  • the mixture is thin when injected into the mold cavity in step e).
  • the viscosity at the start of injection into the mold cavity according to step e) is in a range between 100 mPas to 300 mPas, preferably 120 mPas to 200 mPas, at a temperature of the mixture of 40 ° C to 100 ° C, preferably at a temperature of the mixture from 50°C to 75°C, particularly preferably at a temperature of the mixture from 60°C to 70°C.
  • the viscosity of the mixture and/or the polyurethane layer that forms preferably increases as the chemical crosslinking reaction progresses to the end of the chemical reaction.
  • the mixture and/or the polyurethane layer that forms hardens as the chemical crosslinking reaction progresses.
  • a fully cured polyurethane layer is formed at the end of the chemical reaction.
  • the mixture provided in step d) preferably has reactive groups. Particularly preferably, the mixture provided in step d) has at least two reactive groups, preferably three or more reactive groups.
  • the respective components of the mixture each have at least two reactive groups, preferably three or more reactive groups.
  • the polyol preferably has at least two reactive groups, preferably three or more reactive groups.
  • the isocyanate preferably has at least two reactive groups, preferably three or more reactive groups.
  • the reactive groups can preferably be free reactive groups and/or capped reactive groups which release the corresponding reactive group again at a temperature in the range from 30 ° C to 180 ° C.
  • the presence of three or more reactive groups preferably enables the formation of crosslinks to form the polyurethane layer.
  • frlooding in the sense of the present application can mean flooding, underflooding, flooding and/or flooding. Different orientations of the film in the mold cavity are therefore possible.
  • the film is at least partially covered by the mixture on its side delimited by the adhesion promoter layer.
  • frlooding will be used in particular below. The meanings mentioned above can be read along.
  • the polyurethane layer is preferably applied to the adhesion promoter layer in step e) by at least partially flooding and/or pouring over the film on its side delimited by the adhesion promoter layer with at least one solvent-containing, preferably flowable, polyurethane-containing composition and subsequent curing.
  • flowable polyurethane-containing composition is preferably understood to mean a polyurethane-containing composition which preferably has a dynamic viscosity in the range from 2 mPas to 1500 mPas, preferably from 10 mPas to 1000 mPas, more preferably from 10 mPas, at a temperature of 25 ° C to 500 mPas, preferably determined according to the method described in DIN EN ISO 3219:1994-10, for example using a HAAKE Viscotester® VT550, more preferably using a cylinder measuring device NV and a measuring cup NV.
  • the at least one solvent-containing, preferably flowable, polyurethane-containing composition preferably also has free, reactive groups, preferably free isocyanate groups or free groups that are reactive towards isocyanate groups, and/or corresponding capped, reactive groups which release the corresponding reactive group again at a temperature in the range from 30° C. to 180° C.
  • free isocyanate groups contained in the adhesion promoter layer can therefore, for example, be mixed with free groups which are reactive towards isocyanate groups and are used for production react with the solvent-containing, preferably flowable, polyurethane-containing composition used in the polyurethane layer.
  • the at least one solvent-containing, preferably flowable, polyurethane-containing composition is selected from the group consisting of polyurethane-containing dispersions, polyurethane-containing resins, polyurethane solutions, compositions of polyurethane precursors (2K-PLIR systems) and mixtures thereof , which preferably also contain free, reactive groups, preferably isocyanate groups or groups reactive towards isocyanate groups and/or corresponding capped, reactive groups, which at a temperature from a range of 30 ° C to 180 ° C the corresponding reactive group again release, have.
  • the at least one solvent-containing, preferably flowable, polyurethane-containing composition can be as described above, as compositions of polyurethane precursors (2K-PLIR systems), in particular as a mixture of at least one of the aforementioned compounds with two or more isocyanate groups and at least one of the aforementioned compounds which has two or more groups reactive toward isocyanate groups the adhesion promoter layer can be applied, preferably using either the at least one compound with two or more isocyanate groups or the at least one compound that has two or more groups reactive towards isocyanate groups in a molar excess.
  • the at least one solvent-containing, preferably flowable, polyurethane-containing composition used to produce the polyurethane layer has at least one organic solvent, for example ethyl acetate, 2-butanone, acetone, toluene, xylenes or mixtures thereof.
  • At least one solvent-containing, preferably flowable, polyurethane-containing composition used to produce the polyurethane layer, which comprises the aforementioned isocyanate prepolymers is anhydrous.
  • the aforementioned blocked isocyanate prepolymers can be present as an aqueous dispersion.
  • a polyurethane layer used to produce a polyurethane layer has at least one solvent-containing, preferably flowable, polyurethane-containing composition, which contains the aforementioned prepolymers with free groups that are reactive toward isocyanate groups and which can be crosslinked or uncrosslinked, the aforementioned prepolymers with capped groups that are reactive toward isocyanate groups, which may be crosslinked or uncrosslinked, or mixtures thereof, water and/or at least one organic solvent, for example ethyl acetate, 2-butanone, acetone, toluene, xylenes or mixtures thereof.
  • solvent-containing, preferably flowable, polyurethane-containing composition which contains the aforementioned prepolymers with free groups that are reactive toward isocyanate groups and which can be crosslinked or uncrosslinked, the aforementioned prepolymers with capped groups that are reactive toward isocyanate groups, which may be crosslinked or uncrosslinked, or mixtures thereof, water and/or at least one organic solvent, for example
  • the polyurethane precursors for example polyol-containing and isocyanate-containing components, are preferably stored separately and are only brought together in the mixing head when required.
  • the heat of reaction generated during the reaction of the polyurethane precursors preferably results in heating to a temperature of 60°C to 180°C, preferably 80°C to 120°C.
  • the surfaces or walls of the mold cavity can also preferably have a temperature in a range from 40 ° C to 160 ° C, preferably in a range from 80 ° C to 120 ° C.
  • the polyurethane layer can be applied to the at least one adhesion promoter layer in step e) by open flooding or flooding in a casting tool.
  • the surface tension of the at least one solvent-containing, preferably flowable, polyurethane-containing composition used to produce the polyurethane layer is preferably used in the outer edge area of the component to be flooded, with the polyurethane layer without a shape that defines the tool contour is flooded onto the component.
  • Hardening is preferably carried out by appropriate storage, preferably for a period of 2 s to 60 s, of the flooded component at a temperature in the range from 20 ° C to 100 ° C.
  • the filling of the at least one solvent-containing, preferably flowable, polyurethane-containing composition used to produce the polyurethane layer is preferably carried out via a mixing head, preferably at a pressure of less than 10 bar.
  • a first curing phase can be initiated by applying heat to the mold, for example at a temperature of 60 ° C to 160 ° C, preferably for a period of 60 s to 600 s.
  • the component is preferably stored for residual curing for approximately 24 hours before further use.
  • Groups in the respective layer have more than 95% networking.
  • the polyurethane layer can be modified and/or structured, preferably by inserting/placing particles on the adhesion promoter layer after step c) and/or by using tool structures during the application in step e) and/or by subsequent processing of the polyurethane layer using process steps individually or in combination selected from laser processing, overprinting, hot stamping, cold stamping, blind stamping, mechanical processing.
  • coarse structures and fine structures can exist together as a tool structure and so in the Polyurethane layer can be molded.
  • the depth of the relief structures can be between 1 pm and the maximum wall thickness of the polyurethane layer, in particular between 1 pm and 30 mm, preferably between 1 pm and 15 mm.
  • a modification of the polyurethane layer and/or the adhesion promoter layer can take place in register with design features and/or motifs already present in the transfer layer and/or in the decorative layer.
  • a surface structure can be arranged in register with a wood grain, in particular of the decorative layer, and/or a tactile and/or optically perceptible structure can be arranged in register with a motif, in particular in the decorative layer.
  • the structures mentioned can, for example, be produced by process steps selected individually or multiple times or in combination from the use of tool structures during application in step e), laser processing, overprinting, overembossing, mechanical processing.
  • Registered accuracy means a positional accuracy of two or more layers, elements, areas and/or layers relative to one another.
  • the register accuracy should be within a specified tolerance and be as low as possible.
  • the register accuracy of several layers, elements, areas and/or layers relative to one another is an important feature in order to increase process reliability and/or product quality, but also security against counterfeiting.
  • the precise positioning can be carried out in particular by means of register marks that can be detected by sensors, preferably optically. These register marks can either represent special separate layers, elements, areas and/or layers or can themselves be part of the layers, elements, areas and/or layers to be positioned.
  • a polyurethane layer produced by the method according to the invention preferably has transparent or reduced translucent properties.
  • the method preferably has the further following step or does step f) comprise the further following sub-step: g) removing the film-coated article from the mold cavity.
  • the method according to the invention can advantageously produce components without the use of thermoplastic materials and without the use of an injection molding process with the manufacturing unit required for this. This means that both investment costs and operating costs can be reduced. Furthermore, there is no need to switch between the separate production units for the injection molding process and flooding with polyurethane. This makes the method according to the invention simple and quick compared to the prior art. This means that foil-coated items can be manufactured particularly cost-effectively.
  • These geometries can include, for example, abrupt or continuous cross-sectional changes, in particular tapers, corners, edges, tips and/or arches.
  • the film-coated articles can have particularly thick wall thicknesses and/or abrupt changes in wall thickness. Compared to the injection molding process with thermoplastic materials, very small and/or very few geometric distortions and/or sink marks and/or voids occur.
  • the film-coated articles according to the invention therefore advantageously have a high optical quality.
  • the mixture introduced into the mold cavity in step e) advantageously heats up through an exothermic reaction.
  • the mixture is therefore heated up or warmed up by the then prevailing tool temperature, which is higher than the mixture temperature, and as the exothermic reaction progresses over time with increasing thermal energy being released, the tool temperature, which is kept largely constant, then leads to a cooling of the tool through the Reaction of heating mixture, because then the tool temperature is temporarily below the mixture temperature, which is influenced by the exothermic reaction.
  • the tool temperature is largely constant during the exothermic reaction.
  • the decoration process using a transfer film i.e. using paint transfer technology, enables a significantly greater variety of designs compared to other decoration processes such as wet painting, so that individual images, technical designs, haptic surfaces and many other design variants can be created.
  • transfer film By decorating using transfer film, it is possible to forego one or more subsequent process steps following the decoration, such as separate overprinting or lasering of lettering, symbols, etc. This means that costs for decoration can advantageously be saved.
  • a transfer film could already have all of these decorative elements such as decorative prints, negative decorations such as lettering or symbols, etc. in the layer structure of the transfer layer.
  • the film is a label or a print mold design sheet (PMD sheet) or an insert.
  • the embodiments of the invention as a label, as a PMD sheet and insert are usually products made of or with a carrier layer.
  • the carrier layer can also be called backing material.
  • a decoration and/or information can then be applied to the front and/or back of the carrier layer in one or more layers using processes such as printing processes, casting processes, spraying processes, laser processes.
  • the carrier layer for a label is usually in the form of sheet material.
  • the decoration and/or information can be applied to the carrier layer on a label, for example via direct printing using screen printing, flexographic printing, gravure printing, digital printing, as well as via a lamination process and/or via the application of a transfer film.
  • a label is usually a two-dimensional printed sheet that is connected to the plastic material during injection molding, for example.
  • the layer thickness of the label is preferably between 20 pm and 1000 pm, preferably from 100 pm to 750 pm.
  • the carrier layer is usually in the form of a sheet material.
  • the decoration and/or information is applied to the carrier layer in particular via direct printing using screen printing, flexographic printing, gravure printing, digital printing.
  • Transparent “backing materials” support layers are preferably used in the PMD process. Due to this fact, it is also possible, among other things, to coat the sheet on the front and back.
  • the coated carrier layer is preferably preformed in a forming process, then trimmed and/or lasered on the outer contours in order to obtain a clean contour and then connected, in particular back-injected, to a plastic material, for example in an injection molding tool.
  • the layer thickness of the PMD sheet is preferably between 20 pm and 1000 pm, preferably from 100 pm to 750 pm.
  • the carrier layer is preferably in the form of a roll material.
  • the decoration and/or information is applied to the “backing material” (support layer) in particular via the application of a transfer film and/or via direct printing using screen printing, flexographic printing, gravure printing, digital printing.
  • the coated carrier layer is fed to a deep-drawing tool as a roll product and preformed in a forming process, then separated into individual panels, then trimmed and/or lasered on the outer contours in order to obtain a clean contour and then z.
  • the layer thickness of the label is preferably between 20 pm and 1000 pm, preferably from 100 pm to 750 pm.
  • the carrier layer is preferably formed from a material selected from the group consisting of polyethylene terephthalate (PET), polymethyl methacrylate (PMMA), polycarbonate (PC), acrylonitrile butadiene styrene polycarbonate (ABS-PC), polypropylene (PP). and mixtures thereof.
  • PET polyethylene terephthalate
  • PMMA polymethyl methacrylate
  • PC polycarbonate
  • ABS-PC acrylonitrile butadiene styrene polycarbonate
  • PP polypropylene
  • the carrier layer can also fulfill the role of a protective layer.
  • the carrier layer can form a protective layer on the back of the film-coated article, that is, a protective layer on the side of the film-coated article facing away from the polyurethane layer.
  • the adhesion promoter layer is preferably applied directly or indirectly to the decorative layer over the entire surface and/or in certain areas by means of a type of printing, individually or in combination, selected from screen printing, flexographic printing, gravure printing, inkjet printing.
  • a type of printing individually or in combination, selected from screen printing, flexographic printing, gravure printing, inkjet printing.
  • the adhesion promoter layer is applied directly or indirectly to the decorative layer over the entire surface and/or in certain areas using gravure printing.
  • the adhesion promoter layer is, for example, a mixture of acrylate resin with free OH and/or acid groups and at least one suitable crosslinking agent with a reactive group, for example a polyfunctional aziridine (PFA), or polyisocyanate.
  • PFA polyfunctional aziridine
  • This adhesion promoter layer may be present in an incompletely cured state and under the reactive conditions during flooding enter into a chemical reaction with, for example, polyol or polyisocyanates.
  • the adhesion promoter layer is designed such that a chemical bond can be formed with the polyurethane to be deposited through the adhesion promoter layer.
  • the adhesion promoter layer can be designed in such a way that the adhesion promoter layer reacts chemically with the polyurethane to be deposited.
  • the adhesion promoter layer can therefore be designed in such a way that at least one chemical bond can be formed with the polyurethane to be deposited through the adhesion promoter layer.
  • the adhesion promoter layer is designed in such a way that the adhesion promoter layer connects to the polyurethane to be deposited essentially or exclusively by means of chemical bonds.
  • the adhesion promoter layer is designed such that at least one covalent bond and/or at least one ionic bond can be formed with the polyurethane to be deposited through the adhesion promoter layer.
  • the adhesion promoter layer is preferably designed in such a way that the adhesion promoter layer connects to the polyurethane to be deposited essentially or exclusively by means of covalent bonds and ionic bonds.
  • the adhesion promoter layer is designed in such a way that the adhesion promoter layer connects to the polyurethane to be deposited essentially or exclusively by means of covalent bonds.
  • the adhesion promoter layer preferably has free, reactive groups and/or capped, reactive groups which release the corresponding reactive group again at a temperature in the range from 30 ° C to 180 ° C.
  • free, reactive group is preferably understood to mean a functional group that can form a covalent bond during a polymerization reaction.
  • Capped, reactive groups are preferably capped isocyanate groups which release the corresponding reactive group, preferably isocyanate group, again at a temperature in the range from 30 ° C to 180 ° C.
  • the adhesion promoter layer can contain free, reactive isocyanate groups.
  • Free, reactive isocyanate groups can react in the presence of water, for example atmospheric moisture, to form a carbamic acid, which can undergo further polymerization reactions.
  • the adhesion promoter layer is not yet completely hardened, at least in some areas.
  • the adhesion promoter layer which has not yet been completely cured at least in some areas, is preferably cured together with the polyurethane layer applied thereon, preferably completely cured.
  • the polyurethane layer is preferably bonded to the adhesion promoter layer.
  • the composite of the film and the polyurethane layer is preferably dimensionally stable.
  • the adhesion promoter layer does not have any free, ethylenically unsaturated groups.
  • free isocyanate groups contained in the adhesion promoter layer can therefore, for example, be mixed with free groups which are reactive towards isocyanate groups and are used for production react with the solvent-containing, preferably flowable, polyurethane-containing composition used in the polyurethane layer.
  • adhesion promoter layer which has not yet been completely cured at least in some areas, has, for example, free groups that are reactive towards isocyanate groups, these can react accordingly with free isocyanate groups of the solvent-containing, preferably flowable, polyurethane-containing composition used to produce the polyurethane layer.
  • the adhesion promoter layer which has not yet completely hardened at least in some areas, has, for example, masked, reactive groups, these release the corresponding reactive groups again in the process according to the invention, preferably in step e), preferably at a temperature in the range from 30 ° C to 180 ° C.
  • released isocyanate groups contained in the adhesion promoter layer can also react with free, isocyanate-reactive groups of the solvent-containing, preferably flowable, polyurethane-containing composition used to produce the polyurethane layer.
  • This preferably significantly improves the adhesion of the polyurethane layer to the adhesion promoter layer, with the storage stability of a film or transfer film according to the invention preferably also being increased by the presence of capped, reactive groups, for example capped isocyanate groups, in the at least partially not yet completely cured adhesion promoter layer can.
  • capped, reactive groups for example capped isocyanate groups
  • the polyurethane layer preferably adheres to the adhesion promoter layer with an adhesive force determined in accordance with DIN EN ISO 4624: 2016-08, preferably with a PosiTest® AT series adhesive tensile testing device from DeFelsko Corporation (Ogdensburg, NY, USA) using a 20 mm test stamp, from a range of 2.5 MPa to 5 MPa, in particular from 2, 5 MPa to 10 MPa, adheres.
  • the polyurethane layer cannot be removed from a film-coated object according to the invention without damaging the film or the transfer layer of the transfer film.
  • the mixture with a solvent-containing, preferably flowable, polyurethane-containing composition is formed on its side delimited by the adhesion promoter layer, which has not yet been completely hardened at least in some areas simple process for producing the polyurethane layer is provided.
  • Flooding and/or pouring preferably allows the use of a large number of different solvent-containing, preferably flowable, polyurethane-containing compositions, which, for example, are specific to the composition of the adhesion promoter layer, which has not yet been fully cured at least in some areas, and/or to the properties to be fulfilled by the polyurethane layer, for example in terms of optical properties, mechanical properties and/or chemical resistance.
  • the adhesion promoter layer which has not yet completely hardened at least in some areas, preferably has free, reactive groups and/or capped, reactive groups which release the corresponding reactive group again at a temperature in the range from 30 ° C to 180 ° C.
  • Methods for determining the content of free amino groups, hydroxy groups and/or isocyanate groups in raw materials for producing plastics are known in the prior art.
  • Suitable methods for determining the content of free hydroxyl groups are, for example, in ASTM E1899-16 (“Standard Test Method for Hydroxyl Groups Using Reaction with p-Toluenesulfonyl Isocyanate (TSI) and Potentiometric Titration with Tetrabutylammonium Hydroxide”, 2016, ASTM International, West Conshohocken, PA, USA), ASTM D4273-11 (“Standard Test Method for Polyurethane Raw Materials: Determination of Primary Hydroxyl Content of Polyether Polyols”, 2011, ASTM International, West Conshohocken, PA, USA), DIN 53240-3:2016 -03 (“Binders for coating materials - Determination of hydroxyl number - Part 3: Rapid procedure”, issue date: 2016-03), ISO 14900:2017-03 (“Plastics - Polyols for use in the production of polyurethane - Determination of hydroxyl number”, Issue date: 2017-03) or ASTM D4274-16 (“S
  • Suitable methods for determining the content of free isocyanate groups are, for example, in DIN EN ISO 14896:2009-07 (“Plastics - Polyurethane raw materials - Determination of the isocyanate content”, edition date 2009-07) or ASTM D2572-97 (2010) (“Standard Test Method for Isocyanate Groups in Urethane Materials or Prepolymers”, 2010, ASTM International, West Conshohocken, PA, USA).
  • a suitable method for determining the content of free amino groups is, for example, in ASTM D2074-07 (2013) (“Standard Test Methods for Total, Primary, Secondary, and Tertiary Amine Values of Fatty Amines by Alternative Indicator Method”, 2013, ASTM International, West Conshohocken, PA, USA).
  • Free, reactive groups preferably free isocyanate groups and/or free groups reactive towards isocyanate groups, preferably amino groups and/or hydroxy groups, or correspondingly masked analogues of the adhesion promoter layer, which has not yet been completely cured at least in some areas, are preferably present in the layer contained monomers, prepolymers and / or mixtures thereof bound.
  • free, reactive groups preferably free isocyanate groups and/or free groups reactive towards isocyanate groups, preferably amino groups and/or hydroxy groups, and/or correspondingly masked analogues thereof of the adhesion promoter layer which has not yet been completely cured at least in some areas bound to binders, crosslinking agents and/or mixtures thereof contained in the adhesion promoter layer.
  • the adhesion promoter layer which has not yet completely hardened at least in some areas, preferably comprises at least one binder which has free isocyanate groups and/or free groups reactive towards isocyanate groups, preferably amino groups and/or hydroxy groups, and/or correspondingly masked analogues thereof .
  • Suitable binders are preferably from the group consisting of polyurethane resins, polyurethane dispersions, phenolic resins, epoxy resins, polyureas, melamine resins, aminoplasts, polyester resins, alkyd resins, polyamide resins and mixtures thereof, more preferably polyurethane resins, polyurethane dispersions, phenolic resins, polyureas, melamine resins, aminoplasts, polyester resins, alkyd resins , polyamide resins and mixtures thereof. More preferably, the at least one binder that is contained in the adhesion promoter layer, which has not yet been completely cured at least in some areas, does not have any free, ethylenically unsaturated groups.
  • the adhesion promoter layer which has not yet been fully cured at least in some areas, comprises at least one aqueous, uncrosslinked or crosslinked polyurethane dispersion, which preferably has free groups that are reactive towards isocyanate groups, more preferably amino groups and/or hydroxy groups, or at least one, uncrosslinked or crosslinked polyurethane resin, which preferably has isocyanate groups and/or capped analogues thereof or groups reactive towards isocyanate groups, more preferably amino groups and/or hydroxyl groups, and/or correspondingly capped analogues thereof , or consists of it.
  • Capped, reactive groups can also be referred to as capped analogues of the aforementioned free groups that are reactive towards isocyanate groups or capped analogues of the aforementioned isocyanate groups.
  • Suitable compounds with capped, reactive groups include, for example, isocyanate groups that have been blocked (capped) by the addition of organic compounds with acidic H atoms, so-called blocking agents.
  • Suitable blocking agents with acidic H atoms are, for example, dialkyl malonate with alkyl groups, which can each be the same or different from one another and have 1 to 4 carbon atoms, alkyl acetoacetate with an alkyl group that has 1 to 4 carbon atoms, phenol derivatives, secondary amines, lactams, pyrazoles , oximes or mixtures thereof.
  • dialkyl malonate are dimethyl malonate, diethyl malonate, diisopropyl malonate, di-tert-butyl malonate and mixtures thereof.
  • alkyl acetoacetates examples include methyl acetoacetate, ethyl acetoacetate, isopropyl acetoacetate, tert-butyl acetoacetate and mixtures thereof.
  • Suitable phenol derivatives are phenol, cresols, nonylphenols and mixtures thereof.
  • suitable secondary amines are N-isopropyl-N-methylamine, N-isopropyl-N-ethylamine, N-tert-butyl-N-methylamine, N-tert-butyl-N-isopropylamine, N,N-diisopropylamine, N-tert -Butyl-N-benzylamine (BEBA), N,N-dicyclohexylamine and mixtures thereof.
  • lactams is s-caprolactam.
  • pyrazole is 3,5-dimethylpyrazole (DMP).
  • Suitable oximes are aromatic aldoximes, aliphatic, cycloaliphatic or aromatic ketoximes and mixtures thereof.
  • suitable aromatic aldoximes are benzaldoxime, tolylaldoxime, terephthaldialdoxime, isophthaldialdoxime and mixtures thereof.
  • Suitable ketoximes are, for example, acetone oxime, methyl ethyl ketoxime, methyl propyl ketoxime, 2-butanone oxime, methyl isobutyl ketoxime, 3-methyl-2-butanone oxime, diisobutyl ketoxime, 2-pentanone oxime, 3-pentanone oxime, 4-methyl-2-pentanone oxime, 2-heptanone oxime, 3-heptanone oxime, Ethylhexyl ketoxime, cyclohexanone oxime, acetophenone oxime, benzophenone oxime and mixtures thereof.
  • the aforementioned compounds with capped, reactive groups can be used together with at least one catalyst.
  • All known compounds that can catalyze isocyanate reactions can be used as catalysts. Examples of these are titanates such as tetrabutyl titanate and tetrapropyl titanate, tin carboxylates such as dibutyltin dilaulate (DBTL), dibutyltin diacetate, tin octoate; tin oxides such as dibutyltin oxide and dioctyltin oxide; Organoaluminum compounds such as
  • Alum inum trisacetylacetonate Alum inum trisethyl acetoacetate; chelate compounds such as titanium tetraacetylacetonate; Amine compounds such as triethylenediamine, guanidine, diphenylguanidine, 2,4,6-tris(dimethylaminomethyl)phenol, morpholine, N-methylmorpholine, 2-ethyl-4-methylimidazole, and 1,8-diazabicyclo-(5,4,0)undecene 7 (DBU), 1,4-diazabicyclo[2,2,2]octane, N,N-dimethylpiperazine, 1,8-diazabicyclo[5.4.0]undec-7-ene, dimorpholinodimethyl ether, dimorpholinodiethyl ether (DMDEE) or mixtures thereof .
  • DBU 1,8-diazabicyclo[2,2,2]octane
  • DMDEE dimorpholin
  • prepolymer preferably refers to reactive oligomers, which are preferably used to produce binders contained in the adhesion promoter layer, preferably polyurethane polymers.
  • Prepolymers can, for example, have at least two identical groups, preferably at least two free isocyanate groups and/or at least two free groups reactive towards isocyanate groups, for example amino and/or hydroxy groups, and/or correspondingly capped analogues thereof.
  • the adhesion promoter layer which has not yet completely hardened at least in some areas, can be reacted, for example, by reacting at least one compound with two or more isocyanate groups with at least one compound that has two or more isocyanate groups reactive Groups, for example hydroxy groups and / or amino groups, are prepared, preferably either the at least one compound with two or more isocyanate groups or the at least one compound that has two or more groups reactive towards isocyanate groups, in excess is used.
  • Suitable compounds with two or more isocyanate groups include, for example, monomeric isocyanates with two or more isocyanate groups, isocyanate adducts, isocyanate prepolymers with two or more isocyanate groups or mixtures thereof.
  • Monomeric isocyanates with two or more isocyanate groups are, for example, aliphatic isocyanates with two or more isocyanate groups, cycloaliphatic isocyanates with two or more isocyanate groups, aromatic isocyanates with two or more isocyanate groups, adducts thereof, or mixtures thereof, for example 1,6-Hexamethylene diisocyanate (HDI), isophorone diisocyanate (IPDI), 2,4-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate, 2,4'-diphenylmethane diisocyanate, 2,2'-diphenylmethane diisocyanate, 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, naphthylene diisocyanate (N DI ), 4,4'-diisocyanatodicyclohexylmethane (H12MDI), xylylene diisocyanate (XDI), tetramethyl
  • Isocyanate adducts are commercially available and are preferably formed by dimerization or trimerization of one of the aforementioned aliphatic diisocyanates, cycloaliphatic diisocyanates or aromatic diisocyanates.
  • HDI 1,6-hexamethylene diisocyanate
  • Suitable compounds with two or more isocyanate groups are, for example, isocyanate prepolymers which have two or more isocyanate groups.
  • Isocyanate prepolymers are commercially available and can preferably be obtained by reacting at least one of the aforementioned aliphatic diisocyanates, cycloaliphatic diisocyanates, aromatic diisocyanates, adducts thereof or mixtures thereof with at least one di- or polyol, preferably the diisocyanate used in a molar excess, based on the number the free OH groups of the di- or polyol used.
  • Isocyanate prepolymers therefore preferably have urethane groups in the polymer chain as well as free, reactive isocyanate groups, which can preferably be at least partially capped.
  • Isocyanate prepolymers can also be partially converted into allophanates and/or biurets by increasing the temperature.
  • Suitable compounds with two or more hydroxide groups are polyhydric alcohols, which are selected, for example, from the group consisting of alkanediols, alkanetriols, alkanetraols, polyester polyols, polyether polyols, and mixtures thereof.
  • Suitable polyester polyols are preferably reaction products of polyfunctional, preferably difunctional alcohols, optionally together with small amounts of trifunctional alcohols, and polyfunctional, preferably difunctional and/or trifunctional carboxylic acids.
  • polyfunctional, preferably difunctional alcohols optionally together with small amounts of trifunctional alcohols
  • polyfunctional, preferably difunctional and/or trifunctional carboxylic acids instead of free polycarboxylic acids, the corresponding polycarboxylic anhydrides or corresponding ones can also be used.
  • Polycarboxylic acid esters with alcohols with preferably 1 to 3 carbon atoms can be used.
  • the polyols and carboxylic acids known per se for the production of polyesters can be selected.
  • the polycarboxylic acids used can be aliphatic, cycloaliphatic, aromatic or heterocyclic or both. They can optionally be substituted, for example by alkyl groups, alkenyl groups, ether groups or halogens.
  • suitable polycarboxylic acids are succinic acid, adipic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, trimellitic acid, phthalic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride, hexahydrophthalic anhydride, glutaric anhydride, maleic acid, maleic anhydride, fumaric acid or mixtures of two or more of these.
  • Suitable tricarboxylic acids which may optionally be included in proportion, are, for example, citric acid or trimellitic acid. All of the acids mentioned can be used individually or as mixtures of two or more of them.
  • polyester polyols of oleochemical origin can also be used.
  • Such polyester polyols can be produced, for example, by complete ring opening of epoxidized triglycerides of an at least partially olefinically unsaturated fatty acid-containing fat mixture with one or more alcohols with 1 to 12 carbon atoms and subsequent partial transesterification of the triglyceride derivatives to alkyl ester polyols with 1 to 12 carbon atoms in the alkyl radical getting produced.
  • Other suitable polyester poles are polycarbonate polyols.
  • Polycarbonates can be obtained, for example, by the reaction of diols, such as propylene glycol, 1,4-butanediol or 1,6-hexanediol, diethylene glycol, triethylene glycol or tetraethylene glycol, or mixtures of two or more of these with diaryl carbonates, for example diphenyl carbonate, or with phosgene.
  • diols such as propylene glycol, 1,4-butanediol or 1,6-hexanediol
  • diethylene glycol triethylene glycol or tetraethylene glycol
  • diaryl carbonates for example diphenyl carbonate
  • phosgene phosgene
  • Another group of suitable polyols are polylactones, for example polyesters based on s-caprolactone. Polyester polyols that contain one or more urethane groups in the molecular chain are also suitable.
  • Suitable polyether polyols are, for example, reaction products of low molecular weight polyfunctional alcohols with alkylene oxides.
  • the alkylene oxides preferably have 2 to 4 carbon atoms.
  • Suitable, for example, are the reaction products of ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide or mixtures thereof with aliphatic diols, such as ethylene glycol, 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, the isomeric butanediols, hexanediols, 2,2-dimethyl-1,3-propanediol , 2-methylpropanediol, 1,6-hexanediol, 2,4,4-trimethylhexanediol-1,6, 2,2,4-trimethylhexanediol-1,6, 1,4-cyclohexanedimethanol, or aromatic diols such as 4,4' - Dihydroxydiphenylpropane, bis
  • amino-functionalized polyether polyols which can also be referred to as amino-terminated polyethers, are known to those skilled in the art and can be obtained commercially, for example, under the name JEFFAMINE® from Huntsman Corporation (The Woodlands, TX, USA).
  • the adhesion promoter layer which has not yet been completely cured at least in some areas, can comprise prepolymers with free groups that are reactive towards isocyanate groups and which can be crosslinked or uncrosslinked, prepolymers with capped groups which are reactive toward isocyanate groups and which can be crosslinked or uncrosslinked, or mixtures thereof or consist thereof, the aforementioned prepolymers being able to contain traces of diols, polyols and/or amino-functionalized polyether polyols used, preferably in a proportion of less than 5% by weight, preferably of less than 1% by weight, in each case based on the total weight of the prepolymer used.
  • the adhesion promoter layer which has not yet been fully cured at least in some areas, can have at least one co-binder, which is preferably selected from the group consisting of acrylic resins, methacrylic resins, vinyl ester resins and mixtures thereof and more preferably does not have any free, ethylenically unsaturated groups. More preferably, the adhesion promoter layer, which has not yet completely hardened at least in some areas, has the at least one co-binder in a proportion of at most 30% by weight, more preferably at most 25% by weight, preferably in a range of 5% by weight. % to 20% by weight, based on the total weight of the layer.
  • the adhesion promoter layer which has not yet been completely hardened at least in some areas, can contain at least one crosslinking agent, which preferably has at least two free isocyanate groups and/or at least two free groups that are reactive towards isocyanate groups, for example amino and/or hydroxy groups.
  • Suitable crosslinking agents include organic compounds with two or more free, reactive groups, for example aliphatic or alicyclic compounds with two or more free isocyanate groups, aliphatic or alicyclic compound with two or more free hydroxide groups, aliphatic or alicyclic compound with two or more free amine groups, correspondingly capped analogues thereof or mixtures thereof.
  • the adhesion promoter layer which has not yet completely hardened at least in some areas, has the at least one crosslinking agent in a proportion of at most 15% by weight, more preferably at most 12% by weight, preferably in a range of 1% by weight to 10% by weight, based on the total weight of the layer.
  • the adhesion promoter layer which has not yet been completely hardened at least in some areas, preferably contains at least one, preferably inorganic, filler in a proportion of at most 15% by weight, preferably in a range of 0.1% by weight to 12% by weight preferably from a range of 1% by weight to 10% by weight, in each case based on the total weight of the layer.
  • the adhesion promoter layer which has not yet been completely hardened at least in some areas, preferably contains at least one, preferably organic, additive, for example at least one wetting agent, at least one leveling agent, at least one defoamer, at least one thixotropic agent or a mixture thereof, preferably in a proportion of at most 12% by weight. , preferably from a range of 0.1% by weight to 10% by weight, in each case based on the total weight of the layer.
  • the adhesion promoter layer which has not yet completely hardened at least in some areas, has a thickness in the range from 0.5 pm to 15 pm, more preferably in the range from 1 pm to 12 pm.
  • the adhesion promoter layer which has not yet been fully cured at least in some areas, does not contain any photoinitiators.
  • Photoinitiators are chemical compounds that, after absorbing light, decay in a photolysis reaction, forming reactive species that can start a reaction, such as polymerization.
  • the reactive species can be radicals, anions or cations.
  • the adhesion promoter layer has a layer thickness selected from a range of 0.1 pm to 15 pm, preferably from 0.5 pm to 10 pm, particularly preferably from 1 pm to 4 pm.
  • the at least one decorative layer has at least one decorative element.
  • the at least one decorative layer can contain one or more lacquer layers with a layer thickness selected from a range of 0.1 pm to 15 pm, preferably from 0.3 pm to 8 pm.
  • This lacquer layer or these lacquer layers can be colored, i.e. pigmented and/or colored with dyes.
  • These additional layers of lacquer can be printed as a full surface or partially or partially in the decor.
  • the lacquer layers can preferably be applied using gravure printing, screen printing, flexographic printing and/or inkjet printing.
  • one or more lacquer layers of the decorative layer can be transparent.
  • the at least one decorative layer can contain at least one metal layer.
  • the metal layer is preferably applied by metallization using a PVD process or using a CVD process, such as vapor deposition and/or sputtering.
  • the metal layer preferably has a layer thickness selected from a range of 1 nm to 200 nm, preferably 5 nm to 40 nm. Possible metals include Cr, In, Al, Sn, Ag, Si. Furthermore, a combination of one or more lacquer layers with at least one metallization is also possible.
  • the at least one decorative layer and/or the at least one decorative element can be arranged in certain areas or over the entire surface. At least a first region of the decorative layer and/or at least one first decorative element can have different configurations.
  • the design or shape of the at least one first region of the decorative layer and/or the at least one first decorative element is selected in each case one or more of the following group: motif, lettering, letter, number, symbol, geometric figure, visually recognizable design element, pattern, logo, codes and conductor track.
  • layer is understood to mean a layer of paint, a decorative layer or a decorative element:
  • the at least one decorative layer containing at least one decorative element is selected from the group consisting of transparent and/or colored lacquer layers, in particular comprising one or more dyes and/or pigments, replication layers with a molded optically active surface structure, reflection layers , especially opaque reflective layers, transparent ones Reflection layers, metallic reflection layers or dielectric reflection layers, optically variable layers, optically active layers, interference multilayer systems, volume hologram layers, liquid crystal layers, in particular cholesteric liquid crystal layers, electrically conductive layers, antenna layers, electrode layers, magnetic layers, magnetic storage layers, barrier layers and combinations thereof.
  • a film, layer or layer with a transmission greater than 70% is preferably referred to as transparent. If the transmission is between 50% and 70%, the film, layer or layer is preferably referred to as translucent. If the transmission is less than 50%, the film, layer or layer is preferably referred to as opaque.
  • the % values mentioned refer in particular to transmission in the wavelength range that can be perceived by the human eye.
  • the wavelength range perceivable by the human eye is preferably assumed to be the wavelength range from 380 nm to 780 nm.
  • the polyurethane layer has a wall thickness selected from a range of 0.2 mm to 30 mm, preferably from 0.3 mm to 20 mm, particularly preferably from 0.5 mm to 15 mm.
  • the film-coated article is preferably dimensionally stable.
  • the wall thickness of the polyurethane layer can also be referred to with the term “layer thickness” of the polyurethane layer or with the term “layer thickness” or “thickness” of the polyurethane layer.
  • the polyurethane layer has a wall thickness that remains constant along the areal extent of the polyurethane layer and/or along the areal extent of the decorative layer.
  • the polyurethane layer has a wall thickness that does not remain constant along the areal extent of the polyurethane layer and/or along the areal extent of the decorative layer.
  • the wall thickness preferably has a first wall thickness at least in a first region and preferably a second wall thickness at least in a second region.
  • the wall thickness can change continuously or in one or more stages.
  • the first wall thickness can differ from the second wall thickness in particular by 5% to 75%, preferably by 10% to 50%.
  • film-coated articles according to the invention can have particularly complicated geometries.
  • These geometries can include, for example, abrupt or continuous cross-sectional changes, in particular tapers, corners, edges, tips and/or arches.
  • the polyurethane layer has at least one continuous change in wall thickness along the areal extent of the polyurethane layer and/or along the areal extent of the decorative layer.
  • the polyurethane layer has at least one jump in wall thickness along the areal extent of the polyurethane layer and/or along the areal extent of the decorative layer.
  • a jump in wall thickness is understood to mean, in particular, a gradual change in wall thickness.
  • the jump in wall thickness preferably runs perpendicular to the decorative layer.
  • a jump in wall thickness is therefore preferably understood to mean an abrupt and/or discrete jump in wall thickness.
  • film-coated articles according to the invention can have abrupt changes in wall thickness.
  • the film-coated article is on a first side through the polyurethane layer limited and limited on an opposite second side by the protective layer and/or the carrier layer.
  • the film-coated article is therefore preferably protected on its first side by the polyurethane layer.
  • the protective layer of the transfer layer preferably forms the boundary of the film-coated article on the second side of the film-coated article, that is, on the side of the film-coated article facing away from the polyurethane layer.
  • the film-coated article is preferably protected by the protective layer of the transfer layer on its second side.
  • the carrier layer can also fulfill the role of a protective layer.
  • the carrier layer in the film-coated article forms the protective layer on the back.
  • the backing layer in the film-coated article forms the protective layer on the second side of the film-coated article, that is, on the side of the film-coated article facing away from the polyurethane layer.
  • the film-coated article is preferably protected on its second side by the carrier layer of the film.
  • the carrier layer has at least one anchoring area for anchoring or fastening, in particular adhesive bonds and/or functional elements, such as conductor tracks, sensors, lights and/or electronic components.
  • the carrier layer preferably has functional elements, such as conductor tracks, sensors, lights and/or electronic components.
  • the polyurethane layer has a transmission greater than 50%, preferably greater than 70% for the wavelength range perceivable by the human eye.
  • the polyurethane layer is preferably referred to as transparent. With a transmission between 50% and 70%, the polyurethane layer is preferably referred to as translucent.
  • the wavelength range perceivable by the human eye is preferably assumed to be the wavelength range from 380 nm to 780 nm.
  • the polyurethane layer can advantageously be easily transilluminated optically.
  • the high optical translucency enables a good design representation of decorative layers, mask layers and/or other optical functional layers arranged under or behind the polyurethane layer in the viewing direction.
  • the decorative layer embedded in the film-coated article is visible or perceptible to the human eye from both sides of the layer structure, at least partially or completely, and/or measurable by an optical sensor unit.
  • the decorative layer embedded in the article is therefore visible to a human observer, in particular from both sides of the layer structure. More specifically, the decorative layer embedded in the film-coated article is preferably both from the first side of the film-coated article through the polyurethane layer and from the opposite second side of the article visible at least partially or completely through the protective layer and / or the carrier layer. Preferably, both the polyurethane layer and the protective layer and/or the carrier layer are transparent. In addition, the article is preferably protected on the outside by both the polyurethane layer and the protective layer and/or the carrier layer.
  • the polyurethane layer adheres to the adhesion promoter layer with an adhesive force selected from a range of 2.5 MPa to 10 MPa, preferably from 2.5 MPa to 5 MPa.
  • the adhesive force is preferably determined according to the method described in DIN EN ISO 4624: 2016-08, particularly preferably with a PosiTest® AT series adhesive tensile testing device from DeFelsko Corporation (Ogdensburg, NY, USA) using a 20 mm test stamp.
  • the polyurethane layer preferably cannot be removed from a film-coated object according to the invention without damaging the film or the transfer layer of the transfer film.
  • the film-coated article does not comprise any injection-molded thermoplastic, that is, no injection-molded thermoplastic material.
  • the mixture in step e) is injected into the mold cavity with a filling pressure selected from a range of 70 bar to 140 bar, preferably from 80 bar to 100 bar.
  • the mold cavity forms a negative for the polyurethane layer to be formed.
  • the mold cavity preferably has cavity areas of different thicknesses to form different wall thicknesses of the polyurethane layer.
  • the mold cavity preferably has at least a first cavity region for producing the first wall thickness of the polyurethane layer and at least a second cavity region for producing the second wall thickness of the polyurethane layer.
  • the first wall thickness can differ from the second wall thickness in particular by 5% to 75%, preferably by 10% to 50%.
  • the polyurethane layer forms in the mold cavity as a result of injecting the mixture after step e) at a temperature selected from a range of 40 ° C to 160 ° C, preferably from 60 ° C to 140 ° C, in particular preferably from 80 ° C to 120 ° C, and / or at a pressure selected from a range from 3 bar to 100 bar, preferably from 5 bar to 50 bar, particularly preferably from 8 bar to 30 bar.
  • an exothermic reaction in the mixture begins.
  • This exothermic reaction preferably heats up the mixture introduced into the mold cavity in step e).
  • it is advantageous to temper the mixture in particular to heat it up or cool it down, so that the exothermic reaction occurs at a process temperature that remains approximately the same expires.
  • the mixture is therefore heated up or warmed up by the then prevailing tool temperature, which is higher than the mixture temperature, and as the exothermic reaction progresses over time with increasing thermal energy being released, the tool temperature, which is kept largely constant, then leads to a cooling of the tool by the reaction of the heating mixture, because the tool temperature is then temporarily below the mixture temperature, which is influenced by the exothermic reaction.
  • the tool temperature is largely constant during the exothermic reaction.
  • the mold cavity is preferably pre-tempered before injecting the mixture according to step e) to a temperature selected from a range of 40 ° C to 160 ° C, preferably from 60 ° C to 140 ° C, particularly preferably from 80 ° C to 120 ° .
  • a temperature selected from a range of 40 ° C to 160 ° C preferably from 60 ° C to 140 ° C, particularly preferably from 80 ° C to 120 ° .
  • the temperature of the mixture at the start of the chemical reaction and/or immediately after mixing the mixture according to step d) and/or immediately upon injection into the mold cavity is lower than the temperature of the mold cavity (mold temperature).
  • the mixture and/or the polyurethane layer that forms assumes the preset temperature of the mold cavity (mold temperature) as time progresses and/or as the reaction progresses.
  • a temperature difference for cooling the film-coated article formed in the mold cavity is OK to 100K, preferably OK to 50K, particularly preferably OK to 30K.
  • the temperature difference for cooling the film-coated article formed in the mold cavity is therefore advantageously much lower than when injection molding thermoplastic materials.
  • lower pressures are required to form the polyurethane layer than when using thermoplastic materials in the injection molding process.
  • the method additionally comprises the following step, which is preferably carried out after step e): h) curing the mixture inside and/or outside the mold cavity to form the polyurethane layer.
  • the duration of the hardening process within the mold cavity is preferably 10 seconds to 120 seconds, particularly preferably 20 seconds to 90 seconds. This is in particular 2 times to 10 times the pot life of the mixture, preferably 3 times to 7 times the pot life of the mixture.
  • the pot life is the processability or service life of the reactive mixture.
  • the duration of the hardening process outside the mold cavity, in particular on a holding device with the shape of the film-coated article, is preferably 5 minutes to 90 minutes, particularly preferably 5 minutes to 45 minutes.
  • the viscosity of the mixture and/or the polyurethane layer that forms increases as the chemical crosslinking reaction progresses.
  • the mixture and/or the polyurethane layer that forms hardens as the chemical crosslinking reaction progresses.
  • a fully cured polyurethane layer is formed at the end of the chemical crosslinking reaction.
  • the mixture is completely cured in step h) to form the polyurethane layer.
  • the hardening according to step h) preferably takes place at a temperature selected from a range of 20 ° C to 160 ° C, preferably from 20 ° C to 120 ° C.
  • the adhesion promoter layer which has not yet been completely cured at least in some areas is preferably cured together with the mixture applied thereto and/or with the polyurethane layer applied thereon, preferably completely cured.
  • Cross-links preferably form between the polyurethane layer and the adhesion promoter layer.
  • the polyurethane layer is preferably bonded to the adhesion promoter layer.
  • the composite of the film and the polyurethane layer is preferably dimensionally stable.
  • the polyurethane layer cannot be removed from the adhesion promoter layer without being destroyed.
  • the method additionally comprises the following step, which is preferably carried out after step e), g) and/or step h): i) removing the carrier layer of the film.
  • This advantageous embodiment therefore preferably relates to the design of the film as a transfer film.
  • the release layer can be arranged completely or partially on the transfer layer and/or completely or partially arranged on the carrier layer.
  • the film is provided in step c) as roll goods and/or as a continuous film and/or as a sheet and/or introduced into the mold cavity using film feed device technology.
  • IMD In-Mold Decoration
  • the film comprising the decorative layer is conveyed as a transfer film with a carrier layer and a transfer layer having the decorative layer, in particular as roll goods, and is introduced into the mold cavity in particular according to step c).
  • the decoration process using paint transfer technology advantageously enables a significantly greater variety of designs compared to other decoration processes such as painting. This advantageously allows individual images, technical designs, haptic surfaces and many other design variants to be created.
  • the method has the further following step or does step a), c) and/or step f) comprise the further following sub-step: j) cleaning the film and/or the film-coated article, preferably the adhesion promoter layer and/or the polyurethane layer, in particular by at least one brush, a blower and/or a suction device.
  • the method has the further following step or does step f) comprise the further following sub-step: k) printing the film-coated article, preferably the polyurethane layer, in particular in at least a first and/or second region, preferably alone or in combination selected from inkjet printing, gravure printing, screen printing, planographic printing, letterpress printing and flexographic printing.
  • the method has the further following step or does step c) comprise the further following sub-step: l) pretreatment of the film, preferably the adhesion promoter layer, in particular by means of a process alone or in combination selected from corona treatment, flame treatment, Plasma treatment.
  • the method has the further following step or does step f) comprise the further following sub-step: m) cutting the film-coated article to size by means of punching or water jet cutting or laser cutting.
  • the method can have the further following step or step f) can comprise the further following sub-step: n) dividing the film-coated article into individual benefits, in particular in the presence of roll goods having several benefits or in the presence of a sheet having several benefits.
  • the film-coated article obtained in step f) is selected from the group display, touch field, panel, cover, functional element, in particular from the following areas: white goods, motor vehicles, aviation, ships, household appliances, telecommunications devices, consumer goods , documents, security elements, labels and/or electronic items.
  • the method does not include thermoplastic injection molding.
  • process steps and sub-steps can be carried out once or several times.
  • process steps and sub-steps can be repeated.
  • the preferred sequence of the method steps has at least the order of step a) - step b) - step c) - step d) - step e) - step f), in which further steps or sub-steps can be inserted in particular between these steps.
  • Fig. 2 shows a schematic structure of a transfer film
  • FIG. 3 shows a schematic structure of a first film-coated article.
  • Fig. 4 shows a schematic structure of a second film-coated article.
  • FIG. 1 shows a plot of the viscosity of various polyurethane-forming mixtures as a function of temperature.
  • the plot refers to the time before the start of the crosslinking reaction.
  • the application only refers to the viscosity of the polyurethane-forming mixture before the reaction.
  • the influence of the temperature of the mold cavity (mold temperature) is not taken into account.
  • Fig. 2 shows a schematic structure of a transfer film 1 for carrying out the method.
  • the transfer film 1 includes a carrier layer 10 and a Transfer layer 13.
  • the carrier layer 10 comprises a carrier layer 11 and a release layer 12.
  • the transfer layer 13 comprises a protective layer 14, at least one decorative layer 15 and an adhesion promoter layer 16.
  • the carrier layer 11 preferably has a layer thickness of between 10 pm and 100 pm, preferably between 23 pm and 75 pm. In the exemplary transfer film 1, the carrier layer 11 has a layer thickness of 75 ⁇ m.
  • the one release layer 12 preferably has a layer thickness of 0.1 nm to 50 nm.
  • the release layer is arranged on the side of the carrier layer 10 facing the transfer layer 13 and consists of a thin wax layer.
  • the protective layer 14 preferably has a layer thickness of between 0.1 pm to 20 pm, preferably from 1 pm to 3 pm.
  • the protective layer 14 is formed from a protective lacquer and preferably has a layer thickness of 2 ⁇ m.
  • the at least one decorative layer 15 preferably comprises one or more lacquer layers and/or one or more metal layers.
  • the lacquer layers preferably have a layer thickness between 0.1 pm and 15 pm, preferably between 0.3 pm and 8 pm.
  • the metal layers preferably have a layer thickness between 1 nm and 200 nm, preferably from 5 nm to 40 nm.
  • the decorative layer comprises a lacquer layer with a layer thickness of 4 ⁇ m and a metal layer with a layer thickness of 30 nm.
  • the adhesion promoter layer 16 preferably has a layer thickness selected from a range of 0.1 pm to 15 pm, preferably from 0.5 pm to 10 pm, particularly preferably from 1 pm to 4 pm. In the exemplary one Transfer film 1 has the adhesion promoter layer 16 a layer thickness of 2 pm.
  • the adhesion promoter layer is, for example, a mixture of acrylate resin with free OH and/or acid groups and at least one suitable crosslinking agent with a reactive group, for example a polyfunctional aziridine (PFA), or polyisocyanate.
  • PFA polyfunctional aziridine
  • This adhesion promoter layer can be in a not completely hardened state and can enter into a chemical reaction under the reactive conditions during flooding with, for example, polyol or polyisocyanates.
  • Fig. 3 shows a schematic structure of a first film-coated article.
  • the film-coated article 2 includes the transfer layer 13 of the transfer film 1 shown in FIG. 1.
  • the film-coated article 2 comprises a polyurethane layer P applied directly to the adhesion promoter layer 16.
  • the polyurethane layer P preferably has a wall thickness selected from a range of 0.2 mm to 30 mm, preferably from 0.3 mm to 13 mm, particularly preferably from 1 mm to 8 mm.
  • the film-coated article 2 has a flat polyurethane layer P.
  • the polyurethane layer P therefore has a constant wall thickness.
  • the wall thickness of the polyurethane layer P is, for example, 12 mm.
  • the film-coated article 2 shown is dimensionally stable.
  • the mixture preferably contains a polyol, an isocyanate and other chemical additives as components.
  • a polyol for example, “Puroclear 3351 IT” from Ruehl Puromer GmbH is used as a mixture.
  • the polyol “Puroclear 3351 IT” as an individual component has a density of 1.09 g/cm 3 at a temperature of 20°C and a viscosity of 1000 mPas at a temperature of 25°C.
  • the isocyanate “Puronate 960/1” as an individual component has a density of 1.13 g/cm 3 at a temperature of 20°C and a viscosity of 2500 mPas at a temperature of 25°C.
  • Fig. 4 shows a schematic structure of a second film-coated article.
  • the structure of the second film-coated article corresponds to the structure of the first film-coated article.
  • the polyurethane layer P of the second film-coated article forms different wall thicknesses.
  • the wall thickness of the polyurethane layer P varies between 1 mm and 10 mm.
  • a film-coated article 2 according to the invention can form complicated geometries.
  • the film-coated article 2 can form a concrete three-dimensional body.
  • the film-coated article 2 is dimensionally stable.
  • FIG. 5 shows a flowchart for an exemplary method according to the invention. The following steps are preferably carried out one after the other.
  • a film according to the invention is provided.
  • the film is designed, for example, as the transfer film 1 shown in FIG. 1 with the carrier layer 10 and the transfer layer 13.
  • the carrier layer 10 includes the carrier layer 11 and the release layer 12.
  • the transfer layer 13 includes the protective layer 14, the decorative layer 15 and the adhesion promoter layer 16.
  • the adhesion promoter layer 16 has not yet completely hardened.
  • the transfer film 1 is provided, for example, as roll goods and/or continuous film.
  • a mold cavity is provided.
  • the tool forming the mold cavity is pre-heated, for example, to a temperature of preferably in the range between 80 ° C and 120 ° C, particularly preferably in the range between 90 ° C and 110 ° C. This is referred to as the tool temperature.
  • the transfer film 1 is introduced into the mold cavity.
  • the transfer film 1 is preferably introduced into the mold cavity using film feed device technology.
  • a mixture forming polyurethane is provided at a mixing head.
  • the mixture preferably contains a polyol, an isocyanate and other chemical additives as components.
  • a polyol e.g., polyethylene glycol
  • an isocyanate e.g., polypropylene glycol
  • other chemical additives e.g., “Puroclear 3351 IT” from Ruehl Puromer GmbH is used as a mixture.
  • the components are mixed at the mixing head. When the components are mixed at the mixing head, an exothermic chemical crosslinking reaction starts.
  • the polyol “Puroclear 3351 IT” as an individual component has a density of 1.09 g/cm 3 at a temperature of 20°C and a viscosity of 1000 mPas at a temperature of 25°C.
  • the isocyanate “Puronate 960/1” as an individual component has a density of 1.13 g/cm 3 at a temperature of 20°C and a viscosity of 2500 mPas at a temperature of 25°C.
  • the Puroclear 3351 IT and the isocyanate and possibly other chemical additives as individual components or already with one of the two main components premixed, are brought together in the mixing head, preferably at a raw material temperature of 60°C to 70°C.
  • the recommended tool temperature for this PUR mixture should preferably be in the range between 80°C and 90°C.
  • the mixture is injected into the mold cavity in step S05 immediately following step S04.
  • the mixture is injected into the mold cavity, for example, with a filling pressure of 70 bar to 140 bar.
  • the transfer film 1 is completely flooded by the mixture on its side delimited by the adhesion promoter layer 16.
  • the temperature of the mixture is, for example, 60°C to 70°C.
  • the filling pressure of the mixture is, for example, 70 bar to 140 bar when the mixture is injected into the mold cavity.
  • the viscosity of the mixture is, for example, up to 100 mPas when the mixture is injected into the mold cavity.
  • the temperature of the mixture when injected into the mold cavity in this example is lower than the temperature of the mold cavity (mold temperature).
  • the duration of the injection, i.e. the filling phase, is approx. 5 seconds to 20 seconds, depending on the current tool temperature.
  • a step S06 the mixture hardens in the mold cavity as a result of the exothermic chemical crosslinking reaction.
  • the polyurethane layer P is formed.
  • an exothermic chemical cross-linking reaction also occurs between the mixture forming the polyurethane layer and the not yet fully cured adhesion promoter layer 16.
  • Cross-links preferably form between the mixture forming the polyurethane layer and the adhesion promoter layer 16.
  • the resulting polyurethane layer P is preferably cohesively connected to the adhesion promoter layer 16.
  • Hardening forms a composite of the film and the polyurethane layer, which forms a precursor to the film-coated article.
  • the composite of the film and the polyurethane layer is dimensionally stable.
  • the temperature of the mixture is, for example, approximately 100 ° C immediately after the mixture has been completely injected into the mold cavity. This temperature corresponds to the tool temperature or is slightly higher than the tool temperature.
  • the cavity pressure immediately after the mixture has been completely injected into the mold cavity is, for example, approximately 50 bar to 150 bar.
  • the viscosity of the mixture is, for example, up to 100 mPas immediately after the mixture has been completely injected into the mold cavity. The viscosity of the mixture is unchanged from the viscosity of the mixture as at the start of the injection.
  • the so-called holding time is approximately 60 seconds. That's about 5 times the pot life.
  • the hardening time after removing the component is approx. 30 minutes. This time can be accelerated, for example, using cooling, so that reduced practical hardening times of approximately 10 minutes are obtained.
  • the mixture and/or the polyurethane layer P that forms assumes the preset temperature of the mold cavity (mold temperature) as time progresses, which in this example is 100°C amounts.
  • the cavity pressure is approximately 50 bar to 150 bar. The cavity pressure decreases over the holding time in the tool, due to the increase in viscosity of the PUR mixture.
  • the viscosity of the mixture and/or the polyurethane layer P that forms increases.
  • the mixture and/or the polyurethane layer P that forms hardens.
  • the temperature of the mixture in the mold cavity is, for example, around 100°C (corresponds to the mold temperature).
  • the cavity pressure in the mold cavity is, for example, around 50 bar at the end of the chemical crosslinking reaction.
  • a step S07 the composite of the film and the polyurethane layer is removed from the mold cavity.
  • a step S08 the carrier layer 10 of the transfer film 1 is removed.
  • both the carrier layer 11 and the release layer 12 of the carrier layer 10 are completely removed.
  • only the transfer layer 13 of the transfer film 1 remains on the film-coated article 2.
  • the film-coated article 2 is detached from the carrier layer 10 immediately during removal.
  • the film-coated article 2 is placed on a holding device outside the tool (that is, outside the mold cavity).
  • the holding device preferably has the shape of the film-coated article.
  • the film-coated article 2 is cooled to a temperature of, for example, 20 ° C to 25 ° C (room temperature).
  • the temperature difference for cooling the film-coated article 2 based on the temperature of the mixture in the mold cavity is only approx. 80 K.
  • the temperature difference for cooling the film-coated article 2 is therefore advantageously much lower than when injection molding thermoplastic materials. While the film-coated article 2 is cooling, the curing process preferably continues and is preferably completed when room temperature is reached.
  • the finished film-coated article 2 is obtained.
  • the finished film-coated article 2 is dimensionally stable.
  • step S08 removing the carrier layer of the transfer film 1
  • steps S01 to S11 also results for designs of the film as a label, PMD sheet (print-mold design sheet) or insert.
  • the composite of the film and the polyurethane layer in steps S06 and S07 can already be referred to as film-coated article 2.
  • the method according to the invention eliminates the need to switch between the separate production units for the injection molding process and flooding with polyurethane.
  • foil-coated items can be manufactured particularly cost-effectively.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Folie, einen folienbeschichteten Artikel und ein Verfahren zur Herstellung eines folienbeschichteten Artikels. Die Folie umfasst zumindest eine Haftvermittlerschicht. Zusätzlich umfasst die Folie eine Schutzschicht (14) und/oder eine Trägerschicht (11 ). Die Haftvermittlerschicht (16) ist für eine Anlagerung von Polyurethan ausgestaltet. Der folienbeschichtete Artikel umfasst zusätzlich eine an die Haftvermittlerschicht (16) angegossene Polyurethanschicht (P).

Description

LEONHARD KURZ Stiftung & Co. KG, Schwabacher Str. 482, 90763 Fürth
Folie, folienbeschichteter Artikel und Verfahren zur Herstellung eines folienbeschichteten Artikels
Die Erfindung betrifft eine Folie, einen folienbeschichteten Artikel und ein Verfahren zur Herstellung eines folienbeschichteten Artikels.
Folienbeschichtete Artikel sind als Spritzgussartikel im Stand der Technik bekannt.
So offenbart die DE 10221482 C1 eine Vorrichtung zum Herstellen eines Formteils aus einem aushärtenden Spritzgussmaterial, das beim Spritzgießen durch das IMD-Verfahren (IMD = Inmold Decoration) mit einer eine Trägerfolie und eine von der Trägerlage ablösbare Dekorlage aufweisenden Prägefolie dekoriert wird. Die Prägefolie wird dabei in eine geöffnete Spritzgussform eingelegt, wobei die Dekorlage der Prägefolie einem Formoberteil zugewandt wird. Die Spritzgussform wird geschlossen und flüssiges Spritzgussmaterial durch einen Einspritzkanal in den Hohlraum der Spritzgussform gespritzt, wobei sich die Prägefolie an die Sichtseite des gespritzten Formteils anschmiegt. Die Prägefolie verbindet sich dabei mit ihrer Dekorlage mit dem Spritzgussmaterial, das nach dem Aushärten aus der Spritzgussform entnommen wird. Nach Abziehen der Trägerfolie von der Dekorlage ist das dekorierte Formteil fertiggestellt. Derartig dekorierte Spritzgussartikel werden insbesondere bei Automobil-Innenteilen wie Türleisten, Leisten in Instrumententafeln, Ganghebelblenden und Mittelkonsolenblenden, bei Automobil-Außenteilen wie Türrammschutzleisten und Abdeckungen an A-, B- und C-Säulen, im Audio- und Video-Bereich bei Dekorleisten an Gehäusen von Radio- und Fernsehgeräten, sowie im Telekommunikationsbereich bei Gehäuseschalen mobiler Geräte wie Handys oder Navigationsgeräte verwendet.
Beim Insert-Molding (Insert Molding = IM) handelt es sich um ein kombiniertes Verfahren aus Heißprägen, Vakuumformung und Guss, insbesondere Spritzguss. Insert-Molding bietet gegenüber dem IMD-Verfahren die Möglichkeit, die Folie stärker zu deformieren. Dies ist von Vorteil, wenn z. B. stark profilierte und geformte Teile benötigt werden. Zunächst wird eine vakuumformbare, dünne Heißprägefolie auf einem Träger, z.B. einer ABS-Folie (Dicke etwa zwischen 200 pm und 750 pm), heißgeprägt (ABS = Acrylnitril- Butadien-Styrol). Dieser heißgeprägte Träger wird unter Hitze vakuumgeformt. Die derart vakuumgeformten Lagen von Heißprägefolie und Träger bilden das sogenannte „Insert“ und werden konturgenau ausgeschnitten bzw. -gestanzt. Das „Insert“ wird in einer Spritzgussform positioniert, die Form wird mit Kunststoff gefüllt (das „Insert“ wird hinterspritzt), dann wird der dekorierte Spritzgussartikel aus der Spritzgussform entnommen.
Aus dem Stand der Technik ist weiterhin das Überfluten von Gegenständen, beispielsweise Spritzgussartikeln, mittels Polyurethan (PU) bekannt. Dafür wird beispielsweise ein zu beschichtender Gegenstand in einem Werkzeug positioniert, das zwei Werkzeughälften aufweist. Eine erste Werkzeughälfte nimmt den zu beschichtender Gegenstand auf und eine zweite Werkzeughälfte bildet eine etwas größere Kavität auf als der zu beschichtende Gegenstand. In diesen Zwischenraum wird PU eingebracht und der zu beschichtende Gegenstand wird mit PU überflutet. Bekannt sind ebenfalls Zweikomponenten- PU-Systeme (2K-PU), die innerhalb von Sekunden nach dem Mischen der Komponenten vor und/oder unmittelbar während des Überflutens aushärten. Öffnet sich das Werkzeug ist das PU bereits ausreichend hart. Die internationale Patentanmeldung WO 2019/034361 A2 offenbart einen mittels Spritzguss mit einem thermoplastischen Material hergestellten folienbeschichteten Artikel, bei dem zusätzlich ein Oberflächenschutz auf die Folienbeschichtung mittels Überflutens mit Polyurethan aufgetragen ist.
Bei der Herstellung des bekannten folienbeschichteten Artikels sind zwei separate Fertigungseinheiten erforderlich. Dadurch ist die Herstellung relativ aufwendig, zeitintensiv und teuer.
Der Erfindung liegt die Aufgabenstellung zugrunde, die Nachteile aus dem Stand der Technik zu beseitigen. Insbesondere soll ein einfaches und günstiges Verfahren zur Herstellung eines folienbeschichteten Artikels sowie eine für dieses Verfahren geeignete Folie und ein entsprechender folienbeschichteter Artikel bereitgestellt werden. Der folienbeschichtete Artikel soll insbesondere eine hohe Qualität bzw. Oberflächengüte aufweisen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Folie gemäß dem Gegenstand des Anspruchs 1 , durch einen folienbeschichteten Artikel gemäß dem Gegenstand des Anspruchs 14 und durch ein Verfahren gemäß dem Gegenstand des Anspruchs 26 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind dazu jeweils in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Nach Maßgabe der Erfindung wird eine Folie zum Beschichten mit Polyurethan, insbesondere zum Überfluten mit Polyurethan beansprucht. Die Folie umfasst zumindest eine Haftvermittlerschicht. Zusätzlich umfasst die Folie eine Schutzschicht und/oder eine Trägerschicht. Die Haftvermittlerschicht ist dabei für eine Anlagerung von Polyurethan ausgestaltet.
Vorzugsweise umfasst die Folie mehrere Haftvermittlerschichten, besonders bevorzugt zwei oder drei Haftvermittlerschichten. Die mehreren Haftvermittlerschichten folgen dabei vorzugsweise unmittelbar aufeinander. Anders formuliert ist die Haftvermittlerschicht vorzugsweise aus mehreren Schichten aufgebaut.
Die Haftvermittlerschicht kann einschichtig oder mehrschichtig ausgestaltet sein. Besonders bevorzugt ist die Haftvermittlerschicht zweischichtig oder dreischichtig ausgestaltet.
Zur sprachlichen Vereinfachung wird der Begriff „Haftvermittlerschicht“ in der vorliegenden Anmeldung insbesondere im Singular verwendet. Der Begriff „Haftvermittlerschicht“ kann dabei auch so gelesen werden, dass tatsächlich mehrere Haftvermittlerschichten vorhanden sind bzw. dass die Haftvermittlerschicht mehrschichtig ausgestaltet ist.
Unter dem Begriff „Schutzschicht“ wird in der vorliegenden Anmeldung insbesondere eine vor einer chemischen und/oder mechanischen Einwirkung, insbesondere äußeren Einwirkung schützende Schicht verstanden. Eine Schutzschicht bildet vorzugsweise eine außenliegende Schicht der Folie und/oder der Übertragungslage.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Folie zumindest eine Dekorschicht. Die Haftvermittlerschicht ist auf der der Schutzschicht und/oder der Trägerschicht abgewandten Seite der zumindest einen Dekorschicht angeordnet.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Folie eine Transferfolie. Dabei umfasst die Transferfolie eine Trägerlage und eine auf der Trägerlage angeordnete Übertragungslage. Die Übertragungslage umfasst die zumindest eine Dekorschicht, die Schutzschicht und die Haftvermittlerschicht. Die Trägerlage ist auf der der Haftvermittlerschicht abgewandten Seite der zumindest einen Dekorschicht angeordnet. Die Trägerlage umfasst die Trägerschicht.
Die Trägerschicht weist vorzugsweise eine Schichtdicke von zwischen 10 pm bis 100 pm, bevorzugt von 23 pm bis 75 pm, auf.
Vorzugsweise kann die Trägerschicht als Endlosfolie oder als vereinzeltes Folienblatt oder als Folienbogen ausgebildet sein. Ein solches Folienblatt oder ein solcher Folienbogen kann aus einer zuvor vorliegenden Endlosfolie durch Vereinzelung gewonnen werden.
Vorzugsweise wird die Trägerschicht bei einer Ausgestaltung der Folie als Transferfolie während der Herstellung des folienbeschichteten Artikels wieder entfernt.
Die Schutzschicht kann aus einem Schutzlack gebildet sein. Die Schutzschicht weist vorzugsweise eine Schichtdicke von zwischen 0,1 pm bis 20 pm, bevorzugt von 1 pm bis 3 pm, auf.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Trägerlage zusätzlich eine Ablöseschicht. Die Ablöseschicht weist vorzugsweise eine Schichtdicke von 0,1 nm bis 50 nm auf. Die Ablöseschicht ist an der der Übertragungslage zugewandten Seite der Trägerlage angeordnet. Die Ablöseschicht umfasst vorzugsweise wenigstens ein Wachs oder besteht daraus. Die Ablöseschicht kann zusätzlich oder alternativ ein oder mehrere Polymere umfassen oder daraus bestehen. Die Ablöseschicht kann nach einem Entfernen der Trägerlage von der Folie vollständig oder teilweise auf der Übertragungslage angeordnet sein und/oder vollständig oder teilweise auf der Trägerlage angeordnet sein. Nach Maßgabe der Erfindung umfasst der folienbeschichtete Artikel eine erfindungsgemäße Folie, oder die Übertragungslage der als Transferfolie ausgestalteten erfindungsgemäßen Folie, und eine an die Haftvermittlerschicht angegossene Polyurethanschicht. Vorzugsweise ist die Polyurethanschicht dabei durch Überfluten der Folie mit Polyurethan angegossen bzw. angeflutet.
Die Polyurethanschicht kann eine lösungsmittelhaltige und polyurethanhaltige Zusammensetzung sein und weist insbesondere mehrere Komponenten auf, einzeln oder in Kombination ausgewählt aus Polyol, Isocyanat, Katalysator, Trennmittel, Additiv.
Der folienbeschichtete Artikel ist vorzugsweise formstabil.
Nach Maßgabe der Erfindung umfasst das Verfahren zur Herstellung eines folienbeschichteten Artikels, vorzugsweise zur Herstellung des erfindungsgemäßen folienbeschichteten Artikels die folgenden Schritte, insbesondere in der nachstehenden Reihenfolge: a) Bereitstellen einer erfindungsgemäßen Folie, b) Bereitstellen einer Formkavität, c) Einbringen der Folie in die Formkavität, d) Bereitstellen eines Polyurethan bildenden Gemischs an einem Mischkopf, e) Injizieren des Gemischs in die Formkavität, so dass die Folie an ihrer durch die Haftvermittlerschicht begrenzten Seite vom Gemisch zumindest bereichsweise überflutet und/oder übergossen wird, f) Erhalt des folienbeschichteten Artikels.
Unter dem Begriff „Bereich“ wird in der vorliegenden Anmeldung insbesondere jeweils eine definierte Fläche einer Schicht oder Folie oder Lage in der durch die jeweilige Schicht und/oder Folie und/oder Lage ausgebildeten Ebene verstanden. So weist beispielsweise die Polyurethanschicht zumindest einen ersten Bereich und zumindest einen zweiten Bereich auf, wobei jeder der zwei oder mehreren Bereiche jeweils eine definierte Fläche in der durch die Polyurethanschicht ausgebildeten Ebene einnimmt. Entsprechend kann die Haftvermittlerschicht zumindest einen ersten Bereich und zumindest einen zweiten Bereich aufweisen, wobei jeder der zwei oder mehreren Bereiche jeweils eine definierte Fläche in der durch die Haftvermittlerschicht ausgebildeten Ebene einnimmt. Entsprechend kann die zumindest eine Dekorschicht zumindest einen ersten Bereich und zumindest einen zweiten Bereich aufweisen, wobei jeder der zwei oder mehreren Bereiche jeweils eine definierte Fläche in der durch die zumindest eine Dekorschicht ausgebildeten Ebene einnimmt. Vorzugsweise erstrecken sich die jeweiligen Schichten, Folien oder Lagen parallel zueinander. Insbesondere erstreckt sich vorzugsweise die Haftvermittlerschicht parallel zur zumindest einen Dekorschicht. Vorzugsweise erstreckt sich die Haftvermittlerschicht parallel zur Polyurethanschicht.
Der Begriff „bereichsweise“ wird in der vorliegenden Anmeldung vorzugsweise entsprechend der oben für den Begriff „Bereich“ genannten Weise verstanden.
Unter der flächenhaften Erstreckung einer Schicht oder Folie oder Lage wird in der vorliegenden Anmeldung vorzugsweise die Erstreckung der von der jeweiligen Schicht und/oder Folie und/oder Lage ausgebildeten Ebene verstanden. Die flächenhafte Erstreckung der jeweiligen Schicht und/oder Folie und/oder Lage umfasst insbesondere ein Längs- und/oder Quererstreckung der jeweiligen Schicht, Folie und/oder Lage.
Der Begriff „Formkavität1 kann in der vorliegenden Anmeldung auf zwei verschiedene Arten verstanden werden. Eine Formkavität kann als ein Werkzeug ausgebildet sein oder in einem Werkzeug ausgebildet sein, um einen Hohlraum oder eine Kavität entsprechend einer gewünschten Form des folienbeschichteten Artikels zu bilden. Durch das Überfluten bzw. Anfluten mit dem Polyurethan bildenden Gemisch wird diese Kavität gefüllt. Nach Vernetzen des Polyurethans wird die gewünschte Form des folienbeschichteten Artikels mechanisch stabil gebildet und der folienbeschichtete Artikel kann aus der Kavität entnommen werden. Soll der Begriff „Formkavität“ spezifisch in einer der beiden Arten verstanden werden, wird beispielsweise vom „die Formkavität bildenden Werkzeug“ bzw. von der „durch die Formkavität ausgebildeten Kavität“ gesprochen.
Unter dem Begriff „Aushärten“ bzw. „Härten“ wird vorzugsweise der Übergang von einem flüssigen oder plastisch verformbaren Zustand in einen bei Standardbedingungen (Temperatur: 25°C, Druck: 1013 mbar) festen Zustand eines Stoffes oder Stoffgemisches verstanden.
Der Prozess des Aushärtens bzw. Härtens kann vorzugsweise durch Abkühlen, d.h. durch Reduzieren der Temperatur unter den Gefrierpunkt und/oder unter die Glasübergangstemperatur eines Stoffes oder Stoffgemisches und/oder durch physikalische Trocknung, d.h. durch Entfernung wenigstens eines flüssigen Bestandteils, beispielsweise Lösungsmittels, und/oder durch chemische Reaktion, beispielsweise durch Kettenpolymerisation, Polyaddition und/oder Polykondensation, erfolgen.
Unter dem Begriff „polymere Komponente und/oder Vorläufer davon“ wird vorzugsweise ein Stoff oder Stoffgemisch verstanden, welches wenigstens ein, vorzugsweise organisches, Polymer und/oder wenigstens ein Vorläufer davon aufweist.
Unter dem Begriff „Polymer“ wird vorzugsweise ein Stoff verstanden, der aus vorzugsweise wenigstens 10 Struktureinheiten, sogenannten konstitutionellen Repetiereinheiten, aufgebaut ist, die gleich oder voneinander verschieden sein können und durch chemische Reaktion, vorzugsweise Kettenpolymerisation, Polyaddition und/oder Polykondensation, das wenigstens eine organische Polymer bilden. Vorzugsweise ist eine konstitutionelle Repetiereinheit (KRE) die kleinste sich wiederholende Gruppe von Atomen innerhalb eines Polymers.
Ein Polymer im Sinne der Erfindung kann unverzweigt oder verzweigt sein.
Unter dem Begriff „Vorläufer einer polymeren Komponente“ werden vorzugsweise Monomere oder Monomergemische sowie Oligomere und Mischungen davon verstanden, die sich jeweils zu dem entsprechenden unverzweigten oder verzweigten Polymer zusammenschließen können, vorzugsweise durch chemische Reaktion, weiter bevorzugt Kettenpolymerisation, Polyaddition und/oder Polykondensation.
Unter dem Begriff „reaktive funktionelle Gruppe“ wird vorzugsweise eine funktionelle Gruppe verstanden, die sich durch chemische Reaktion, weiter bevorzugt Kettenpolymerisation, Polyaddition und/oder Polykondensation, an der Bildung des entsprechenden unverzweigten oder verzweigten Polymers beteiligen kann.
Monomere oder Monomergemische im Sinne der Erfindung sind vorzugsweise niedermolekulare, reaktionsfähige Moleküle oder Gemische von reaktionsfähigen Molekülen, die sich jeweils zu dem entsprechenden unverzweigten oder verzweigten Polymer durch chemische Reaktion, weiter bevorzugt Kettenpolymerisation, Polyaddition und/oder Polykondensation, zusammenschließen können und dadurch konstitutionelle Repetiereinheit des Polymers bilden. Vorzugsweise weist ein reaktionsfähiges Molekül, beispielsweise Monomer, Oligomer und optional Polymer wenigstens eine reaktive funktionelle Gruppe auf.
Unter dem Begriff „Oligomer“ wird vorzugsweise ein Stoff verstanden, der aus vorzugsweise 2 bis 9 konstitutionellen Repetiereinheiten aufgebaut ist, die gleich oder voneinander verschieden sein können und sich vorzugsweise durch chemische Reaktion, weiter bevorzugt Kettenpolymerisation, Polyaddition und/oder Polykondensation, zu einem unverzweigten oder verzweigten Polymer zusammenschließen können.
Unter dem Begriff „ausgehärtete polymere Komponente“ wird vorzugsweise ein polymerer Stoff oder ein Gemisch polymerer Stoffe verstanden, der bzw. das bei Standardbedingungen (Temperatur: 25°C, Druck: 1013 mbar) einen festen Zustand aufweist und vorzugsweise nicht plastisch verformbar ist.
Beim Schritt c) wird die Folie vorzugsweise derart in die Formkavität eingebracht, dass die Haftvermittlerschicht der durch die Formkavität ausgebildeten Kavität zugewandt ist, insbesondere dass die Haftvermittlerschicht unmittelbar an die durch die Formkavität ausgebildete Kavität angrenzt.
Beim Schritt d) werden vorzugsweise Komponenten des Polyurethan bildenden Gemischs am Mischkopf miteinander vermischt. Das im Schritt d) bereitgestellte Gemisch ist vorzugsweise fließfähig. Das Gemisch kann eine lösungsmittelhaltige und polyurethanhaltige Zusammensetzung sein. Die Komponenten umfassen vorzugsweise zumindest ein Polyol und ein Isocyanat.
Das im Schritt d) bereitgestellte Gemisch ist insbesondere aus einem Polyol und einem Isocyanat gebildet und beinhaltet vorzugsweise weitere chemische Additive.
Anders ausgedrückt kann das Polyurethan bildende Gemisch eine lösungsmittelhaltige und polyurethanhaltige Zusammensetzung sein und insbesondere mehrere Komponenten aufweisen, einzeln oder in Kombination ausgewählt aus Polyol, Isocyanat, Katalysator, Trennmittel, Additiv. Vorzugsweise startet beim Bereitstellen des Gemischs im Schritt d) eine chemische Reaktion. Die chemische Reaktion ist vorzugsweise eine exotherme Reaktion. Weiterhin ist die chemische Reaktion vorzugsweise eine Vernetzungsreaktion, bei der sich vorzugsweise molekulare Polymerketten ausbilden. Vorzugsweise bilden sich Quervernetzungen zwischen den Polymerketten aus. Vorzugsweise wird bei der Vernetzungsreaktion Polyurethan gebildet. Vorzugsweise findet der Schritt d) unmittelbar vor dem Schritt e) statt, das heißt die das Gemisch bildenden Komponenten werden unmittelbar vor dem Injizieren in die Formkavität miteinander vermischt.
Insbesondere startet die chemische Reaktion durch das Mischen der beiden Polyurethan bildenden Komponenten Polyol und Isocyanat. Vorzugsweise erfolgt dabei eine Vernetzungsreaktion unter Bildung der molekularen Polymerketten. Die Vernetzungsreaktion ist vorzugsweise exotherm. Vorzugsweise bleiben die Komponenten Polyol und Isocyanat vor dem Mischprozess separiert und werden erst unmittelbar vor dem Injizieren in die Formkavität gemäß Schritt e) zusammengeführt. Dadurch wird kann eine vorzeitige chemische Reaktion vermieden werden. Dadurch können vorteilhafterweise die rheologischen Fließeigenschaften des Gemischs für das Injizieren in die Formkavität im Schritt e) aufrechterhalten werden.
Vorzugsweise ist das Gemisch beim Injizieren in die Formkavität im Schritt e) dünnflüssig. Vorzugsweise liegt die Viskosität zu Beginn des Injizierens in die Formkavität gemäß Schritt e) in einem Bereich zwischen 100 mPas bis 300 mPas, vorzugsweise 120 mPas bis 200 mPas, bei einer Temperatur des Gemischs von 40°C bis 100°C, vorzugsweise bei einer Temperatur des Gemischs von 50°C bis 75°C, besonders bevorzugt bei einer Temperatur des Gemischs von 60°C bis 70°C.
Vorzugsweise steigt die Viskosität des Gemischs und/oder der sich bildenden Polyurethanschicht mit Fortschreiten der chemischen Vernetzungsreaktion bis zum Ende der chemischen Reaktion. Vorzugsweise härtet das Gemisch und/oder die sich bildende Polyurethanschicht mit Fortschreiten der chemischen Vernetzungsreaktion aus. Vorzugsweise ist am Ende der chemischen Reaktion eine vollständig ausgehärtete Polyurethanschicht gebildet.
Das im Schritt d) bereitgestellte Gemisch weist vorzugsweise reaktive Gruppen auf. Besonders bevorzugt weist das im Schritt d) bereitgestellte Gemisch zumindest zwei reaktive Gruppen, vorzugsweise drei oder mehr reaktive Gruppen auf.
Vorzugsweise weisen die jeweiligen Komponenten des Gemischs jeweils zumindest zwei reaktive Gruppen, vorzugsweise drei oder mehr reaktive Gruppen auf. Insbesondere weist vorzugsweise das Polyol zumindest zwei reaktive Gruppen, vorzugsweise drei oder mehr reaktive Gruppen auf. Weiterhin weist vorzugsweise das Isocyanat zumindest zwei reaktive Gruppen, vorzugsweise drei oder mehr reaktive Gruppen auf.
Die reaktiven Gruppen können vorzugsweise freie reaktive Gruppen und/oder verkappte reaktive Gruppen sein, die bei einer Temperatur aus einem Bereich von 30°C bis 180°C die entsprechende reaktive Gruppe wieder freisetzen.
Das Vorhandensein von drei oder mehr reaktiven Gruppen ermöglicht vorzugsweise die Ausbildung von Quervernetzungen zur Bildung der Polyurethanschicht.
Vorzugsweise wird die Haftvermittlerschicht im Schritt e) unmittelbar vom Gemisch überflutet und/oder übergossen. Die Haftvermittlerschicht kann dabei nur bereichsweise überflutet und/oder übergossen werden. Vorzugsweise wird die Folie im Schritt e) an ihrer durch die Haftvermittlerschicht begrenzten Seite vom Gemisch vollflächig überflutet und/oder übergossen.
Der Begriff „Überfluten“ kann im Sinne der vorliegenden Anmeldung ein Überfluten, ein Unterfluten, ein Anfluten und/oder ein Umfluten sein. Es sind also unterschiedliche Orientierungen der Folie in der Formkavität möglich. Dabei wird die Folie jeweils an ihrer durch die Haftvermittlerschicht begrenzten Seite vom Gemisch zumindest bereichsweise bedeckt. Zur sprachlichen Vereinfachung wird nachfolgend insbesondere der Begriff „Überfluten“ verwendet. Dabei können die oben genannten Bedeutungen mitgelesen werden.
Das Aufbringen der Polyurethanschicht auf die Haftvermittlerschicht erfolgt vorzugsweise in Schritt e) durch zumindest bereichsweises Überfluten und/oder Übergießen der Folie an ihrer durch die Haftvermittlerschicht begrenzten Seite vom mit wenigstens einer lösungsmittelhaltigen, vorzugsweise fließfähigen, polyurethanhaltigen Zusammensetzung und nachfolgendem Härten.
Vorzugsweise wird unter dem Begriff „fließfähige polyurethanhaltigen Zusammensetzung“ eine polyurethanhaltige Zusammensetzung verstanden, die vorzugsweise bei einer Temperatur von 25°C eine dynamische Viskosität aus einem Bereich von 2 mPas bis 1500 mPas, vorzugsweise von 10 mPas bis 1000 mPas, weiter bevorzugt von 10 mPas bis 500 mPas, aufweist, vorzugsweise bestimmt gemäß des in DIN EN ISO 3219:1994-10 beschriebenen Verfahrens, beispielsweise unter Verwendung eines HAAKE Viscotester® VT550, weiter bevorzugt unter Verwendung einer Zylinder- Messeinrichtung NV und eines Messbechers NV.
Wie vorstehend beschrieben weist die wenigstens eine lösungsmittelhaltige, vorzugsweise fließfähige, polyurethanhaltige Zusammensetzung vorzugsweise ebenfalls freie, reaktive Gruppen, vorzugsweise freie Isocyanat-Gruppen oder freie gegenüber Isocyanat-Gruppen reaktionsfähigen Gruppen, und/oder jeweils entsprechende verkappte, reaktive Gruppen, die bei einer Temperatur aus einem Bereich von 30°C bis 180°C die entsprechende reaktive Gruppe wieder freisetzen, auf.
Bei der Aushärtung, vorzugsweise vollständigen Aushärtung, der zumindest bereichsweise noch nicht vollständig ausgehärteten Haftvermittlerschicht und/oder der darauf aufgebrachten Polyurethanschicht können daher beispielsweise freie Isocyanat-Gruppen, die in der Haftvermittlerschicht enthalten sind, mit freien, gegenüber Isocyanat-Gruppen reaktionsfähigen Gruppen der zur Herstellung der Polyurethanschicht verwendeten lösungsmittelhaltigen, vorzugsweise fließfähigen, polyurethanhaltigen Zusammensetzung reagieren.
Dadurch wird jeweils vorzugsweise die Haftung der Polyurethanschicht auf der Haftvermittlerschicht nach dem Aushärten gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren, vorzugsweise gemäß Schritt h), signifikant verbessert.
Weiter bevorzugt wird die wenigstens eine lösungsmittelhaltige, vorzugsweise fließfähige, polyurethanhaltige Zusammensetzung aus der Gruppe, die aus Polyurethan-haltigen Dispersionen, Polyurethan-haltigen Harzen, Polyurethan- Lösungen, Zusammensetzungen aus Polyurethan-Vorläufern (2K-PLIR Systemen) und Mischungen davon besteht, ausgewählt, die vorzugsweise ebenfalls freie, reaktive Gruppen, vorzugsweise Isocyanat-Gruppen oder gegenüber Isocyanat-Gruppen reaktionsfähigen Gruppen und/oder jeweils entsprechende verkappte, reaktive Gruppen, die bei einer Temperatur aus einem Bereich von 30°C bis 180°C die entsprechende reaktive Gruppe wieder freisetzen, aufweisen.
Beispielsweise kann die wenigstens eine lösungsmittelhaltige, vorzugsweise fließfähige, polyurethanhaltige Zusammensetzung wie vorstehend beschrieben, als Zusammensetzungen aus Polyurethan-Vorläufern (2K-PLIR Systemen), insbesondere als Mischung wenigstens einer, der vorgenannten Verbindungen mit zwei oder mehr Isocyanat-Gruppen und wenigstens einer, der vorgenannten Verbindungen, die zwei oder mehr gegenüber Isocyanat-Gruppen reaktionsfähige Gruppen aufweist, auf die Haftvermittlerschicht aufgebracht werden, wobei vorzugsweise entweder die wenigstens eine Verbindung mit zwei oder mehr Isocyanat-Gruppen oder die wenigstens eine Verbindung, die zwei oder mehr gegenüber Isocyanat-Gruppen reaktionsfähigen Gruppen aufweist, im molaren Überschuss eingesetzt wird.
Beispielsweise weisen Polyurethan-haltige Dispersionen, Polyurethan-haltige Harze und/oder Polyurethan-Lösungen, vorgenannte Prepolymere mit freien, gegenüber Isocyanat-Gruppen reaktionsfähigen Gruppen, die vernetzt oder unvernetzt sein können, vorgenannte Prepolymere mit verkappten, gegenüber Isocyanat-Gruppen reaktionsfähigen Gruppen, die vernetzt oder unvernetzt sein können, oder Mischungen davon und/oder vorgenannte Isocyanatprepolymere, die vernetzt oder unvernetzt sein können, vorgenannte verkappte Isocyanatprepolymere, die vernetzt oder unvernetzt sein können, oder Mischungen davon auf.
Weiter bevorzugt weist die zur Herstellung der Polyurethanschicht verwendete wenigstens eine lösungsmittelhaltige, vorzugsweise fließfähige, polyurethanhaltige Zusammensetzung wenigstens ein organisches Lösungsmittel, beispielsweise Ethylacetat, 2-Butanon, Aceton, Toluol, Xylole oder Mischungen davon, auf.
Weiter bevorzugt ist eine zur Herstellung der Polyurethanschicht verwendete wenigstens eine lösungsmittelhaltige, vorzugsweise fließfähige, polyurethanhaltige Zusammensetzung, die vorgenannte Isocyanatprepolymere umfasst, wasserfrei. Vorgenannte verkappte Isocyanatprepolymere können dagegen als wässrige Dispersion vorliegen. Weiter bevorzugt weist eine zur Herstellung Polyurethanschicht verwendete wenigstens eine lösungsmittelhaltige, vorzugsweise fließfähige, polyurethanhaltige Zusammensetzung, die vorgenannte Prepolymere mit freien, gegenüber Isocyanat-Gruppen reaktionsfähigen Gruppen, die vernetzt oder unvernetzt sein können, vorgenannte Prepolymere mit verkappten, gegenüber Isocyanat-Gruppen reaktionsfähigen Gruppen, die vernetzt oder unvernetzt sein können, oder Mischungen davon umfasst, Wasser und/oder wenigstens ein organisches Lösungsmittel, beispielsweise Ethylacetat, 2-Butanon, Aceton, Toluol, Xylole oder Mischungen davon, auf.
Bei Verwendung von 2K-PLIR Systemen werden die Polyurethan-Vorläufer, beispielsweise Polyol-haltige und Isocyanat-haltige Komponente, vorzugsweise getrennt gelagert und erst bei der Anforderung im Mischkopf zusammengebracht. Durch die bei der Reaktion der Polyurethan-Vorläufer gebildete Reaktionswärme kommt es vorzugsweise zu einer Erwärmung auf eine Temperatur von 60°C bis 180°C, vorzugsweise von 80°C bis 120°C.
Auch die Oberflächen bzw. Wandungen der Formkavität können vorzugsweise eine Temperatur aus einem Bereich von 40°C bis 160°C, vorzugsweise aus einem Bereich von 80°C bis 120°C, aufweisen.
Vorzugsweise kann in einer Ausgestaltung das Aufbringen der Polyurethanschicht auf die wenigstens eine Haftvermittlerschicht in Schritt e) durch offenes Fluten oder Fluten in einem Gießwerkzeug erfolgen.
Beim offenen Fluten wird vorzugsweise die Oberflächenspannung der zur Herstellung der Polyurethanschicht verwendeten wenigstens einen lösungsmittelhaltigen, vorzugsweise fließfähigen, polyurethanhaltigen Zusammensetzung im Außenkantenbereich des zu überflutenden Bauteils genutzt, wobei die Polyurethanschicht ohne eine werkzeugkonturgebende Form auf das Bauteil geflutet wird. Durch entsprechende Lagerung, vorzugsweise für einen Zeitraum von 2 s bis 60 s, des überfluteten Bauteils bei einer Temperatur aus einem Bereich von 20°C bis 100°C erfolgt vorzugsweise das Aushärten.
Beim Fluten in einem Gießwerkzeug findet der ganze Vorgang in einem abgeschlossenen Werkzeug statt, welches den zum flutenden Bereich als Hohlraum vorgibt.
Das Einfüllen der zur Herstellung der Polyurethanschicht verwendeten wenigstens einen lösungsmittelhaltigen, vorzugsweise fließfähigen, polyurethanhaltigen Zusammensetzung erfolgt vorzugsweise über einen Mischkopf, vorzugsweise bei einem Druck von weniger als 10 bar.
Eine erste Aushärtungsphase kann über eine Beaufschlagung des Formwerkzeugs mit Wärme, beispielsweise bei einer Temperatur von 60°C bis 160°C, vorzugsweise für eine Zeitspanne von 60 s bis 600 s, eingeleitet werden.
Nach dem Entfernen des Gießwerkzeugs wird das Bauteil vorzugsweise noch ca. 24 h vor der weiteren Verwendung für eine Restaushärtung gelagert.
Bei der Aushärtung, vorzugsweise vollständigen Aushärtung, der zumindest bereichsweise noch nicht vollständig ausgehärteten Haftvermittlerschicht und der darauf aufgebrachten Polyurethanschicht können beispielsweise freie Isocyanat-Gruppen, die in der Haftvermittlerschicht enthalten sind, mit freien, gegenüber Isocyanat-Gruppen reaktionsfähigen Gruppen der zur Herstellung der Polyurethanschicht verwendeten lösungsmittelhaltigen, vorzugsweise fließfähigen, polyurethanhaltigen Zusammensetzung reagieren.
Vorzugsweise wird eine Schicht als „ausgehärtet“ im Sinne der vorliegenden Erfindung bezeichnet, wenn die zu einer Vernetzung fähigen Polymerbestandteile, vorzugsweise Bindemittel, beispielsweise freie Isocyanat-
Gruppen und/oder freie, gegenüber Isocyanat-Gruppen reaktionsfähigen
Gruppen, der jeweiligen Schicht zu mehr als 95 % eine Vernetzung aufweisen.
Vorzugsweise kann vor und/oder während und/oder nach dem Aufbringen der Polyurethanschicht in Schritt e) die Polyurethanschicht modifiziert und/oder strukturiert werden, vorzugsweise durch Einlegen/Auflegen von Partikeln auf die Haftvermittlerschicht nach Schritt c) und/oder durch Verwendung von Werkzeugstrukturen während des Aufbringens in Schritt e) und/oder durch nachträgliches Bearbeiten der Polyurethanschicht mittels Prozessschritten einzeln oder in Kombination ausgewählt aus Laserbearbeitung, Überdrucken, Heißprägen, Kaltprägen, Blindprägen, mechanisches Bearbeiten.
Insbesondere mittels Laserbearbeitung und/oder mittels mechanischen Bearbeitens und/oder mittels Verwendung von Werkzeugstrukturen ist es möglich, offen liegende Reliefstrukturen in der Polyurethanschicht zu erzeugen mit einer minimalen Linienstärke und/oder einem minimal laserbaren Punktdurchmesser von 5 pm bis 150 pm, bevorzugt von 10 pm bis 100 pm. Damit sind feinste Details, insbesondere für Motive und/oder alphanumerische Informationen herstellbar. Es ist auch möglich, derartige feine Strukturen mit gröberen, makroskopischen Strukturen zu kombinieren, entweder in einer lateral benachbarten Kombination oder als Überlagerung einer groben Struktur mit einer feinen Struktur. Dies kann insbesondere dadurch erreicht werden, indem mehrere der oben genannten Prozessschritte kombiniert werden, beispielsweise zur Erzeugung von groben Strukturen mit Abmessungen der einzelnen Strukturelemente von 0,5 mm bis 50 mm in Kombination mit einer Laserbearbeitung und/oder mechanischen Bearbeitung benachbart dazu und/oder überlagert dazu mit einer minimalen Linienstärke und/oder einem minimal laserbaren Punktdurchmesser von 5 pm bis 150 pm, bevorzugt von 10 pm bis 100 pm. Es ist aber ebenso möglich, dass grobe Strukturen und feine Strukturen gemeinsam als Werkzeugstruktur vorliegen und so in der Polyurethanschicht abgeformt werden. Die Tiefe der Reliefstrukturen kann zwischen 1 pm und der maximalen Wandstärke der Polyurethanschicht liegen, insbesondere zwischen 1 pm und 30 mm, vorzugsweise zwischen 1 pm und 15 mm.
Vorzugsweise kann eine Modifikation der Polyurethanschicht und/oder der Haftvermittlerschicht im Register zu in der Übertragungslage und/oder in der Dekorschicht bereits vorhandenen Designmerkmalen und/oder Motiven stattfinden. Beispielsweise kann eine Oberflächenstruktur im Register zu einer Holzmaserung insbesondere der Dekorschicht angeordnet sein, und/oder es kann eine taktil und/oder optisch wahrnehmbare Struktur im Register zu einem Motiv insbesondere der Dekorschicht angeordnet sein. Die genannten Strukturen können beispielsweise hergestellt sein durch Verfahrensschritte einzeln oder mehrfach oder in Kombination ausgewählt aus Verwendung von Werkzeugstrukturen während des Aufbringens in Schritt e), Laserbearbeitung, Überdrucken, Überprägen, mechanisches Bearbeiten.
Unter registergenau ist eine Lagegenauigkeit zweier oder mehrerer Lagen, Elemente, Bereiche und/oder Schichten relativ zueinander zu verstehen. Dabei soll sich die Registergenauigkeit innerhalb einer vorgegebenen Toleranz bewegen und dabei möglichst gering sein. Gleichzeitig ist die Registergenauigkeit von mehreren Lagen, Elementen, Bereichen und/oder Schichten zueinander ein wichtiges Merkmal, um die Prozesssicherheit und/oder die Produktqualität, aber auch die Fälschungssicherheit zu erhöhen. Die lagegenaue Positionierung kann dabei insbesondere mittels sensorisch, vorzugsweise optisch detektierbarer Registermarken erfolgen. Diese Registermarken können dabei entweder spezielle separate Lagen, Elementen, Bereichen und/oder Schichten darstellen oder selbst Teil der zu positionierenden Lagen, Elemente, Bereiche und/oder Schichten sein. Eine durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellte Polyurethanschicht weist vorzugsweise transparente oder reduziert lichtdurchlässige Eigenschaften auf.
Vorzugsweise weist das Verfahren den weiteren folgenden Schritt auf oder umfasst der Schritt f) den weiteren folgenden Teilschritt: g) Entnehmen des folienbeschichteten Artikels aus der Formkavität.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren können vorteilhafterweise Bauteile ohne den Einsatz von thermoplastischen Materialien und ohne den Einsatz eines Spritzgießverfahrens mit der dazu erforderlichen Fertigungseinheit erzeugt werden. Somit können sowohl Investitionskosten als auch Betriebskosten reduziert werden. Weiterhin entfällt der Wechsel zwischen den separaten Fertigungseinheiten für das Spritzgießverfahren und das Überfluten mit Polyurethan. Dadurch ist das erfindungsgemäße Verfahren im Vergleich zum Stand der Technik einfach und schnell. Somit können folienbeschichtete Artikel besonders kosteneffizient hergestellt werden.
Weiterhin schwinden thermoplastische Materialien beim Erkalten. Dadurch sind spezielle Geometrien mit thermoplastischen Materialien nicht umsetzbar. Insbesondere besteht bei thermoplastischen Materialien die Gefahr, dass durch das Schwinden geometrische Verzüge und/oder Einfallstellen und/oder Lunker entstehen. Unter dem Begriff „Lunker“ werden dabei gasleere Hohlräume im Inneren eines Formteiles verstanden. Außerdem weisen thermoplastische Materialien eine hohe Viskosität auf. Daher können thermoplastische Materialien beim Einspritzen komplizierten Geometrien nicht exakt folgen. Polyurethan ist im Gegensatz dazu nicht thermoplastisch, sondern ein Reaktionsprodukt mit einer anfänglich sehr niedrigen Viskosität. Daher kann Polyurethan komplizierte Geometrien abformen. Das erfindungsgemäße Verfahren ist daher vorteilhafterweise besonders flexibel einsetzbar im Hinblick auf spezielle Geometrievorgaben. Es können folienbeschichtete Artikel mit komplizierten Geometrien hergestellt werden. Diese Geometrien können beispielsweise abrupte oder kontinuierliche Querschnittsveränderungen, insbesondere Verjüngungen, Ecken, Kanten, Spitzen und/oder Bögen umfassen. Insbesondere können die folienbeschichteten Artikel besonders dicke Wandstärken und/oder abrupte Wandstärkensprünge aufweisen. Im Vergleich zum Spritzgießverfahren mit thermoplastischen Materialien entstehen sehr geringe und/oder sehr wenige geometrische Verzüge und/oder Einfallstellen und/oder Lunker. Die erfindungsgemäßen folienbeschichteten Artikel weisen daher vorteilhafterweise eine hohe optische Qualität auf.
Darüber hinaus kommt es beim Einsatz von sowohl thermoplastischen Materialien als auch von Polyurethan bei der Herstellung eines konkreten Bauteils durch die verschiedenen Schwindungseigeschaften der unterschiedlichen Materialien zu werkzeugtechnischen und/oder prozesstechnischen Schwierigkeiten. Derartige Schwierigkeiten können beim Einsatz von nur Polyurethan vermieden werden.
Vorteilhafterweise sind zur Bildung der Polyurethanschicht geringere Temperaturen als beim Einsatz von thermoplastischen Materialien im Spritzgießverfahren erforderlich. Weiterhin erwärmt sich das im Schritt e) in die Formkavität eingebrachte Gemisch vorteilhafterweise durch eine exotherme Reaktion. Je nach der gerade vorliegenden zeitlichen Phase der exothermen Reaktion ist es vorteilhaft, das Gemisch jeweils so zu temperieren, insbesondere aufzuheizen oder abzukühlen, so dass die exotherme Reaktion bei einer in etwa gleich bleibenden Prozesstemperatur abläuft. Zu Beginn der exothermen Reaktion wird daher das Gemisch durch die dann vorherrschende gegenüber der Gemisch-Temperatur höhere Werkzeugtemperatur aufgeheizt bzw. erwärmt und im weiteren zeitlichen Verlauf der exothermen Reaktion mit zunehmend frei werdender thermischer Energie führt die weitgehend konstant gehaltene Werkzeugtemperatur dann zu einem Abkühlen des sich durch die Reaktion aufheizenden Gemisches, weil dann die Werkzeugtemperatur zeitweise unterhalb der Gemisch-Temperatur liegt, die durch die exotherme Reaktion beeinflusst wird. Die Werkzeugtemperatur ist während der exothermen Reaktion weitgehend konstant.
Vorteilhafterweise sind weiterhin geringere Werkzeuginnendrücke erforderlich als im Spritzgießverfahren von thermoplastischen Materialien.
Das Dekorationsverfahren über eine Transferfolie, das heißt über eine Lacktransfertechnologie, ermöglicht im Vergleich zu anderen Dekorationsverfahren wie Nasslackieren eine deutlich höhere Designvielfalt, so dass Einzelbilder, technische Designs, haptische Oberflächen und viele andere Designvarianten erzeugt werden können. Durch Dekoration mittels Transferfolie ist es möglich, auf einen oder mehrere sich der Dekoration anschließenden Prozess-Folgeschritte zu verzichten, wie z.B. ein separates Überdrucken oder Auslasern von Schriftzügen, Symbolen etc.. Somit können vorteilhafterweise wiederum Kosten bei der Dekoration eingespart werden. Eine Transferfolie könnte alle diese Dekorationselemente wie Dekordruck, Negativdekore wie Schriftzüge oder Symbole etc. bereits im Schichtaufbau der Übertragungslage aufweisen.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen bezeichnet.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Folie ein Label oder ein Print-Mold-Design-Sheet (PMD-Sheet) oder ein Insert.
Die Ausgestaltungen der Erfindung als Label, als PMD-Sheet und Insert sind üblicherweise Produkte aus einer bzw. mit einer Trägerschicht. Die Trägerschicht kann dabei auch Backing-Material genannt werden. Die Trägerschicht kann dabei beispielsweise aus Materialien bestehen, einzeln oder in Kombination ausgewählt aus ABS, PC, PC-ABS, PMMA, TPE (TPE = thermoplastisches Elastomer). Auf der Trägerschicht können dann auf der Vorder- und/oder Rückseite in jeweils einer oder mehreren Schichten eine Dekoration und/oder eine Information mittels Prozesse wie Druckverfahren, Gießverfahren, Sprühverfahren, Laserverfahren aufgebracht sein.
Die Trägerschicht liegt bei einem Label in der Regel als Sheet-Material vor. Die Applikation der Dekoration und/oder der Information auf die Trägerschicht kann bei einem Label z.B. über direktes Bedrucken durch Siebdruck, Flexodruck, Tiefdruck, Digitaldruck, als auch über einen Laminierprozess und/oder über die Applikation einer Transferfolie erfolgen. Ein Label ist in der Regel ein zweidimensionales bedrucktes Sheet, welches z.B. beim Spritzgießen mit dem Kunststoffmatenal verbunden wird. Die Schichtdicke des Labels liegt vorzugsweise zwischen 20 pm und 1000 pm, vorzugsweise von 100 pm bis 750 pm.
Die Trägerschicht liegt bei der PMD-Technologie in der Regel als Sheet- Material vor. Die Applikation der Dekoration und/oder der Information auf die Trägerschicht erfolgt insbesondere über direktes Bedrucken durch Siebdruck, Flexodruck, Tiefdruck, Digitaldruck. Vorzugsweise werden beim PMD-Prozess transparente „Backing-Materialien“ (Trägerschichten) verwendet. Aufgrund dieser Gegebenheit besteht unter anderem auch die Möglichkeit, das Sheet vorder- als auch rückseitig zu beschichten. Die beschichtete Trägerschicht wird vorzugsweise in einem Umformprozess vorgeformt, anschließend an den Außenkonturen beschnitten und/oder gelasert, um eine saubere Kontur zu erhalten und dann z.B. in einem Spritzgießwerkzeug mit einem Kunststoffmaterial verbunden, insbesondere hinterspritzt. Die Schichtdicke des PMD-Sheets liegt vorzugsweise zwischen 20 pm und 1000 pm, vorzugsweise von 100 pm bis 750 pm. Die Trägerschicht liegt bei der Insert-Molding-Technologie vorzugsweise als Rollenmaterial vor. Die Applikation der Dekoration und/oder der Information auf das „Backing-Material“ (Trägerschicht) erfolgt insbesondere über die Applikation einer Transferfolie und/oder über direktes Bedrucken durch Siebdruck, Flexodruck, Tiefdruck, Digitaldruck. Die beschichtete Trägerschicht wird als Rollenware einem Tiefziehwerkzeug zugeführt und in einem Umformprozess vorgeformt, anschließend zu einzelnen Nutzen vereinzelt, anschließend an den Außenkonturen beschnitten und/oder gelasert, um eine saubere Kontur zu erhalten und dann z. B. in einem Spritzgießwerkzeug mit einem Kunststoffmaterial verbunden, insbesondere hinterspritzt. Die Schichtdicke des Labels liegt vorzugsweise zwischen 20 pm und 1000 pm, vorzugsweise von 100 pm bis 750 pm.
Die Trägerschicht ist vorzugsweise aus einem Material gebildet, das aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus Polyethylenterephthalat (PET), Polymethylmethacrylat (PMMA), Polycarbonat (PC), Acrylnitril-Butadien-Styrol- Polycarbonat (ABS-PC), Polypropylen (PP) und Mischungen davon besteht.
Im Fall der Ausgestaltung der Folie als Label, PMD-Sheet oder Insert kann die Trägerschicht zugleich die Aufgabe einer Schutzschicht erfüllen. Die Trägerschicht kann dabei im folienbeschichteten Artikel eine rückseitige Schutzschicht bilden, das heißt eine Schutzschicht auf der der Polyurethanschicht abgewandten Seite des folienbeschichteten Artikels.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Haftvermittlerschicht vorzugsweise mittels einer Druckart, einzeln oder in Kombination ausgewählt aus Siebdruck, Flexodruck, Tiefdruck, Inkjetdruck, mittelbar oder unmittelbar auf die Dekorschicht vollflächig und/oder bereichsweise aufgebracht. Besonders bevorzugt ist die Haftvermittlerschicht mittels Tiefdruck mittelbar oder unmittelbar auf die Dekorschicht vollflächig und/oder bereichsweise aufgebracht.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Haftvermittlerschicht wenigstens ein Bindemittel auf, das aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus Polyurethanharzen, Polyurethandispersionen, Acrylharzen, Methacrylharzen, Phenolharzen, Epoxidharzen, Polyharnstoffen, Melaminharzen, Aminoplasten, Polyesterharzen, Alkydharzen, Polyamidharzen, Vinylesterharzen und Mischungen davon, vorzugsweise Polyurethanharzen, Polyurethandispersionen, Phenolharzen, Epoxidharzen, Polyharnstoffen, Melaminharzen, Aminoplasten, Polyesterharzen, Alkydharzen, Polyamidharzen und Mischungen davon besteht.
Weiter bevorzugt ist die Haftvermittlerschicht zumindest bereichsweise noch nicht vollständig ausgehärtet und umfasst die Haftvermittlerschicht das wenigstens eine Bindemittel, das freie Isocyanat-Gruppen und/oder freie gegenüber Isocyanat-Gruppen reaktionsfähige Gruppen, vorzugsweise Amino- Gruppen und/oder Hydroxy-Gruppen, und/oder jeweils entsprechend verkappte Analoge davon aufweist, in einem Anteil von mindestens 15 Gew.-% (Gew.-% = Gewichtsprozent), vorzugsweise aus einem Bereich von 20 Gew.-% bis 90 Gew.%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Schicht.
Hierzu kann das folgende konkrete Beispiel angeführt werden: Bei der Haftvermittlerschicht handelt es sich beispielsweise um eine Mischung aus Acrylatharz mit freien OH- und/oder Säuregruppen und mindestens einem geeigneten Vernetzungsmittel mit einer reaktionsfähigen Gruppe, beispielsweise einem polyfunktionalen Aziridin (PFA), oder Polyisocyanat. Diese Haftvermittlerschicht kann in einem nicht vollständig ausgehärteten Zustand vorliegen und unter den Reaktivbedingungen während des Überflutens mit beispielsweise Polyol oder Polyisocyanaten eine chemische Reaktion eingehen.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Haftvermittlerschicht derart ausgestaltet, dass eine chemische Verbindung mit dem anzulagernden Polyurethan durch die Haftvermittlerschicht eingehbar ist.
Mit anderen Worten ausgedrückt kann die Haftvermittlerschicht derart ausgestaltet sein, dass die Haftvermittlerschicht mit dem anzulagernden Polyurethan chemisch reagiert.
Die Haftvermittlerschicht kann also derart ausgestaltet sein, dass wenigstens eine chemische Bindung mit dem anzulagernden Polyurethan durch die Haftvermittlerschicht eingehbar ist.
Insbesondere ist die Haftvermittlerschicht derart ausgestaltet, dass sich die Haftvermittlerschicht im Wesentlichen oder ausschließlich mittels chemischer Bindungen mit dem anzulagernden Polyurethan verbindet.
Vorzugsweise ist die Haftvermittlerschicht derart ausgestaltet, dass wenigstens eine kovalente Bindung und/oder wenigstens eine ionische Bindung mit dem anzulagernden Polyurethan durch die Haftvermittlerschicht eingehbar ist.
Bevorzugt ist die Haftvermittlerschicht derart ausgestaltet, dass sich die Haftvermittlerschicht im Wesentlichen oder ausschließlich mittels kovalenter Bindungen und ionischer Bindungen mit dem anzulagernden Polyurethan verbindet.
Besonders bevorzugt ist die Haftvermittlerschicht derart ausgestaltet, dass sich die Haftvermittlerschicht im Wesentlichen oder ausschließlich mittels kovalenter Bindungen mit dem anzulagernden Polyurethan verbindet. Vorzugsweise weist die Haftvermittlerschicht freie, reaktive Gruppen und/oder verkappte, reaktive Gruppen auf, die bei einer Temperatur aus einem Bereich von 30°C bis 180°C die entsprechende reaktive Gruppe wieder freisetzen. Unter dem Begriff „freie, reaktive Gruppe" wird vorzugsweise eine funktionelle Gruppe verstanden, die bei einer Polymerisierungsreaktion eine kovalente Bindung ausbilden kann.
Geeignete reaktive Gruppen sind vorzugsweise Isocyanat-Gruppen (-NCO) und/oder gegenüber Isocyanat-Gruppen reaktionsfähige Gruppen, vorzugsweise Amino- Gruppen (-NH2) und/oder Hydroxy-Gruppen (-OH). Vorzugsweise sind verkappte, reaktive Gruppen, die auch als blockierte, reaktive Gruppen bezeichnet werden können, Additionsverbindungen von Blockierungsmitteln und vorgenannten reaktiven Gruppen, die bei einer Temperatur aus einem Bereich von 30°C bis 180°C, vorzugsweise bei einer Temperatur aus einem Bereich von 40°C bis 160°C, weiter bevorzugt bei einer Temperatur aus einem Bereich von 60°C bis 140°C, die entsprechende reaktive Gruppe wieder freisetzen.
Verkappte, reaktive Gruppen sind vorzugsweise verkappte Isocyanat-Gruppen, die bei einer Temperatur aus einem Bereich von 30°C bis 180°C die entsprechende reaktive Gruppe, vorzugsweise Isocyanat-Gruppe, wieder freisetzen.
Beispielsweise kann die Haftvermittlerschicht freie, reaktive Isocyanat-Gruppen enthalten. Freie, reaktive Isocyanat-Gruppen können in Gegenwart von Wasser, beispielsweise Luftfeuchtigkeit, unter Bildung einer Carbamidsäure reagieren, die weitere Polymerisierungsreaktionen eingehen kann. Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Haftvermittlerschicht zumindest bereichsweise noch nicht vollständig ausgehärtet.
Als „noch nicht vollständig ausgehärtet" im Sinne der vorliegenden Erfindung wird eine Schicht bezeichnet, wenn höchstens 90 %, vorzugsweise höchstens 95 %, der zu einer Vernetzung fähigen funktionellen Gruppen von in der zumindest bereichsweise noch nicht vollständig ausgehärteten Schicht enthaltenen Polymere oder Polymermischungen, vorzugsweise Bindemittel oder Bindemittelmischungen, eine Vernetzung aufweisen.
Die zumindest bereichsweise noch nicht vollständig ausgehärtete Haftvermittlerschicht wird vorzugsweise zusammen mit der darauf aufgebrachten Polyurethanschicht ausgehärtet, vorzugsweise vollständig ausgehärtet. Dabei wird die Polyurethanschicht vorzugsweise stoffschlüssig mit der Haftvermittlerschicht verbunden. Der Verbund aus der Folie und der Polyurethanschicht ist vorzugsweise formstabil.
Weiter bevorzugt weist die Haftvermittlerschicht keine freien, ethylenisch ungesättigten Gruppen auf.
Bei der Aushärtung, vorzugsweise vollständigen Aushärtung, der zumindest bereichsweise noch nicht vollständig ausgehärteten Haftvermittlerschicht und/oder der darauf aufgebrachten Polyurethanschicht können daher beispielsweise freie Isocyanat-Gruppen, die in der Haftvermittlerschicht enthalten sind, mit freien, gegenüber Isocyanat-Gruppen reaktionsfähigen Gruppen der zur Herstellung der Polyurethanschicht verwendeten lösungsmittelhaltigen, vorzugsweise fließfähigen, polyurethanhaltigen Zusammensetzung reagieren. Weist die zumindest bereichsweise noch nicht vollständig ausgehärtete Haftvermittlerschicht beispielsweise freie, gegenüber Isocyanat-Gruppen reaktionsfähige Gruppen auf, können diese entsprechend mit freien Isocyanat- Gruppen der zur Herstellung der Polyurethanschicht verwendeten Lösungsmittel-haltigen, vorzugsweise fließfähigen, Polyurethan-haltigen Zusammensetzung, reagieren.
Dadurch wird jeweils vorzugsweise die Haftung der Polyurethanschicht auf der Haftvermittlerschicht nach dem Aushärten im zum erfindungsgemäßen Verfahren weiter unten beschrieben Schritt h) signifikant verbessert.
Weist die zumindest bereichsweise noch nicht vollständig ausgehärtete Haftvermittlerschicht beispielsweise verkappte, reaktive Gruppen auf, setzen diese im erfindungsgemäßen Verfahren vorzugsweise in Schritt e), vorzugsweise bei einer Temperatur aus einem Bereich von 30°C bis 180°C, die entsprechenden reaktiven Gruppen wieder frei. Anschließend können beispielsweise freigesetzte Isocyanat-Gruppen, die in der Haftvermittlerschicht enthalten sind, ebenfalls mit freien, gegenüber Isocyanat-Gruppen reaktionsfähigen Gruppen der zur Herstellung der Polyurethanschicht verwendeten lösungsmittelhaltigen, vorzugsweise fließfähigen, polyurethanhaltigen Zusammensetzung reagieren.
Dadurch wird vorzugsweise die Haftung der Polyurethanschicht auf der Haftvermittlerschicht signifikant verbessert, wobei vorzugsweise weiterhin durch das Vorhandensein von verkappten, reaktiven Gruppen, beispielsweise verkappten Isocyanat-Gruppen, in der zumindest bereichsweise noch nicht vollständig ausgehärteten Haftvermittlerschicht die Lagerstabilität einer erfindungsgemäßen Folie bzw. Transferfolie erhöht werden kann.
Vorzugsweise haftet die Polyurethanschicht auf der Haftvermittlerschicht nach dem Aushärten mit einer Haftkraft, bestimmt gemäß der in DIN EN ISO 4624: 2016-08 beschriebenen Methode, vorzugsweise mit einem Haftzugprüfgerät PosiTest® AT Serie der Fa. DeFelsko Corporation (Ogdensburg, NY, USA) unter Verwendung eines 20 mm-Prüfstempels, aus einem Bereich von 2,5 MPa bis 5 MPa, insbesondere von 2,5 MPa bis 10 MPa, haftet.
Daher kann die Polyurethanschicht nach dem Aushärten nicht ohne Beschädigung der Folie bzw. der Übertragungslage der Transferfolie von einem erfindungsgemäßen folienbeschichteten Gegenstand abgelöst werden.
Weiterhin wird insbesondere durch das Aufbringen der Polyurethanschicht in Schritt e) des erfindungsgemäßen Verfahrens durch zumindest bereichsweises Überfluten und/oder Übergießen der Folie an ihrer durch die zumindest bereichsweise noch nicht vollständig ausgehärtete Haftvermittlerschicht begrenzten Seite vom Gemisch mit einer lösungsmittelhaltigen, vorzugsweise fließfähigen, polyurethanhaltigen Zusammensetzung ein einfaches Verfahren zur Herstellung der Polyurethanschicht bereitgestellt.
Das Überfluten und/oder Übergießen erlaubt vorzugsweise die Verwendung einer großen Anzahl von verschiedenen lösungsmittelhaltigen, vorzugsweise fließfähigen, polyurethanhaltigen Zusammensetzungen, die beispielsweise spezifisch auf die Zusammensetzung der zumindest bereichsweise noch nicht vollständig ausgehärteten Haftvermittlerschicht und/oder auf die von der Polyurethanschicht zu erfüllenden Eigenschaften, beispielsweise hinsichtlich optischer Eigenschaften, mechanischer Eigenschaften und/oder chemischer Beständigkeit, abgestimmt werden können.
Wie vorstehend erläutert weist die zumindest bereichsweise noch nicht vollständig ausgehärtete Haftvermittlerschicht vorzugsweise freie, reaktive Gruppen und/oder verkappte, reaktive Gruppen, die bei einer Temperatur aus einem Bereich von 30°C bis 180°C die entsprechende reaktive Gruppe wieder freisetzen, auf. Methoden zur Bestimmung des Gehalts an freien Amino-Gruppen, Hydroxy- Gruppen und/oder Isocyanat-Gruppen in Rohstoffen zur Herstellung von Kunststoffen sind im Stand der Technik bekannt.
Geeignete Verfahren zur Bestimmung des Gehalts an freien Hydroxy-Gruppen werden beispielsweise in ASTM E1899-16 (“Standard Test Method for Hydroxyl Groups Using Reaction with p-Toluenesulfonyl Isocyanate (TSI) and Potentiometric Titration with Tetrabutylammonium Hydroxide”, 2016, ASTM International, West Conshohocken, PA, USA), ASTM D4273-11 (“Standard Test Method for Polyurethane Raw Materials: Determination of Primary Hydroxyl Content of Polyether Polyols”, 2011 , ASTM International, West Conshohocken, PA, USA), DIN 53240-3:2016-03 („Bindemittel für Beschichtungsstoffe - Bestimmung der Hydroxylzahl - Teil 3: Schnellverfahren“, Ausgabedatum: 2016- 03), ISO 14900:2017-03 (“Plastics - Polyols for use in the production of polyurethane - Determination of hydroxyl number”, Ausgabedatum: 2017-03) oder ASTM D4274-16 (“Standard Test Methods for Testing Polyurethane Raw Materials: Determination of Hydroxyl Numbers of Polyols”, 2016, ASTM International, West Conshohocken, PA, USA) beschrieben.
Geeignete Verfahren zur Bestimmung des Gehalts an freien Isocyanat-Gruppen werden beispielsweise in DIN EN ISO 14896:2009-07 („Kunststoffe - Polyurethanrohstoffe - Bestimmung des Isocyanatanteils“, Ausgabedatum 2009-07) oder ASTM D2572-97(2010) („Standard Test Method for Isocyanate Groups in Urethane Materials or Prepolymers“, 2010, ASTM International, West Conshohocken, PA, USA) beschrieben.
Ein geeignetes Verfahren zur Bestimmung des Gehalts an freien Amino- Gruppen wird beispielsweise in ASTM D2074-07(2013) („Standard Test Methods for Total, Primary, Secondary, and Tertiary Amine Values of Fatty Amines by Alternative Indicator Method“, 2013, ASTM International, West Conshohocken, PA, USA) beschrieben.
Vorzugsweise sind freie, reaktive Gruppen, vorzugsweise freie Isocyanat- Gruppen und/oder freie gegenüber Isocyanat-Gruppen reaktionsfähige Gruppen, vorzugsweise Amino-Gruppen und/oder Hydroxy-Gruppen, oder entsprechend verkappte Analoge der zumindest bereichsweise noch nicht vollständig ausgehärteten Haftvermittlerschicht an in der Schicht enthaltene Monomere, Prepolymere und/oder Mischungen davon gebunden.
Weiter bevorzugt sind freie, reaktive Gruppen, vorzugsweise freie Isocyanat- Gruppen und/oder freie gegenüber Isocyanat-Gruppen reaktionsfähige Gruppen, vorzugsweise Amino-Gruppen und/oder Hydroxy-Gruppen, und/oder entsprechend verkappte Analoge davon der zumindest bereichsweise noch nicht vollständig ausgehärteten Haftvermittlerschicht an in der Haftvermittlerschicht enthaltene Bindemittel, Vernetzungsmittel und/oder Mischungen davon gebunden.
Die zumindest bereichsweise noch nicht vollständig ausgehärtete Haftvermittlerschicht umfasst vorzugsweise wenigstens ein Bindemittel, das freie Isocyanat-Gruppen und/oder freie gegenüber Isocyanat-Gruppen reaktionsfähige Gruppen, vorzugsweise Amino-Gruppen und/oder Hydroxy- Gruppen, und/oder jeweils entsprechend verkappte Analoge davon aufweist.
Geeignete Bindemittel werden vorzugsweise aus der Gruppe, die aus Polyurethanharzen, Polyurethandispersionen, Phenolharzen, Epoxidharzen, Polyharnstoffen, Melaminharzen, Aminoplasten, Polyesterharzen, Alkydharzen, Polyamidharzen und Mischungen davon, weiter bevorzugt Polyurethanharzen, Polyurethandispersionen, Phenolharzen, Polyharnstoffen, Melaminharzen, Aminoplasten, Polyesterharzen, Alkydharzen, Polyamidharzen und Mischungen davon, besteht, ausgewählt. Weiter bevorzugt weist das wenigstens eine Bindemittel, das in der zumindest bereichsweise noch nicht vollständig ausgehärteten Haftvermittlerschicht enthalten ist, keine freien, ethylenisch ungesättigten Gruppen auf.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die zumindest bereichsweise noch nicht vollständig ausgehärtete Haftvermittlerschicht wenigstens eine wässrige, unvernetzte oder vernetzte Polyurethan-Dispersion, die vorzugsweise freie, gegenüber Isocyanat-Gruppen reaktionsfähige Gruppen, weiter bevorzugt Amino-Gruppen und/oder Hydroxy-Gruppen, aufweist, oder wenigstens ein, unvernetztes oder vernetztes Polyurethan-Harz, das vorzugsweise Isocyanat- Gruppen und/oder verkappte Analoge davon oder gegenüber Isocyanat- Gruppen reaktionsfähige Gruppen, weiter bevorzugt Amino-Gruppen und/oder Hydroxy-Gruppen, und/oder jeweils entsprechend verkappte Analoge davon aufweist, oder besteht daraus.
Verkappte, reaktive Gruppen können auch als verkappte Analoge vorgenannter freier, gegenüber Isocyanat-Gruppen reaktionsfähiger Gruppen oder verkappte Analoge vorgenannter Isocyanat-Gruppen bezeichnet werden.
Geeignete Verbindungen mit verkappten, reaktiven Gruppen sind im Stand der Technik bekannt und umfassen beispielsweise Isocyanat-Gruppen, die durch Addition von organischen Verbindungen mit aciden H-Atomen, sogenannte Blockierungsmittel, blockiert (gekappt) wurden.
Geeignete Blockierungsmittel mit aciden H-Atomen sind beispielsweise Malonsäuredialkylester mit Alkylgruppen, die jeweils gleich oder voneinander verschieden sein können und 1 bis 4 Kohlenstoffatome aufweisen, Acetessigsäurealkylester mit einer Alkylgruppe, die 1 bis 4 Kohlenstoffatome aufweist, Phenol-Derivate, sekundäre Amine, Lactame, Pyrazole, Oxime oder Mischungen davon. Beispiele geeigneter Malonsäuredialkylester sind Malonsäuredimethylester, Malonsäurediäthylester, Malonsäurediisopropylester, Malonsäure-di-tert.-butyl- ester und Mischungen davon.
Beispiele geeigneter Acetessigsäurealkylester sind Acetessigsäuremethylester, Acetessigsäureethylster, Acetessigsäureisopropylester, Acetessigsäure-tert.- butylester und Mischungen davon.
Beispiele geeigneter Phenol-Derivate sind Phenol, Kresole, Nonylphenole und Mischungen davon.
Beispiele geeigneter sekundäre Amine sind N-lsopropyl-N-methylamin, N- Isopropyl-N-ethylamin, N-tert-Butyl-N-methylamin, N-tert-Butyl-N-isopropylamin, N,N-Diisopropylamin, N-tert-Butyl-N-benzylamin (BEBA), N,N-Dicyclohexylamin und Mischungen davon.
Ein Beispiel geeigneter Lactame ist s-Caprolactam. Ein Beispiel geeigneter Pyrazole ist 3,5-Dimethylpyrazol (DMP).
Beispiele geeigneter Oxime sind aromatische Aldoxime, aliphatische, cycloaliphatische oder aromatische Ketoxime und Mischungen davon. Beispiele geeigneter aromatischer Aldoxime sind Benzaldoxim, Tolylaldoxim, Terephthaldialdoxim, Isophthaldialdoxim und Mischungen davon. Geeignete Ketoxime sind beispielsweise Acetonoxim, Methylethylketoxim, Methylpropylketoxim, 2-Butanonoxim, Methylisobutylketoxim, 3-Methyl-2- butanonoxim, Diisobutylketoxim, 2-Pentanonoxim, 3-Pentanonoxim, 4-Methyl-2- pentanonoxim, 2-Heptanonoxim, 3-Heptanonoxim, Ethylhexylketoxim, Cyclohexanonoxim, Acetophenonoxim, Benzophenonoxim und Mischungen davon. Vorzugsweise können vorgenannte Verbindungen mit verkappten, reaktiven Gruppen zusammen mit wenigstens einem Katalysator verwendet werden. Als Katalysatoren können alle bekannten Verbindungen eingesetzt werden, die Isocyanatreaktionen katalysieren können. Beispiele hierfür sind Titanate wie Tetrabutyltitanat und Tetrapropyltitanat, Zinncarboxylate wie Dibutylzinndilaulat (DBTL), Dibutylzinndiacetat, Zinnoctoat; Zinnoxide wie Dibutylzinnoxid, und Dioctylzinnoxid; Organoaluminumverbindungen wie
Alum inumtrisacetylacetonat, Alum inumtrisethylacetoacetat; Chelatverbindungen wie Titantetraacetylacetonat; Aminverbindungen wie Triethylenediamin, Guanidin, Diphenylguanidin, 2,4,6-tris(dimethylaminomethyl)phenol, Morpholin, N-methylmorpholin, 2-Ethyl-4-methylimidazole, und 1 ,8-Diazabicyclo- (5,4,0)undecen-7 (DBU), 1 ,4-Diazabicyclo[2,2,2]octan, N,N-Dimethylpiperazin, 1 ,8-Diazabicyclo[5.4.0]undec-7-en, Dimorpholinodimethylether, Dimorpholinodiethylether (DMDEE) oder deren Mischungen. Das Vorhandensein eines der vorgenannten Katalysatoren führt vorzugsweise zu einer Reduzierung der zur Freisetzung der entsprechenden reaktiven Gruppe aus dem entsprechenden verkappten Analog notwendigen Temperatur.
Der Begriff „Prepolymer“ bezeichnet vorzugsweise reaktive Oligomere, die vorzugsweise zur Herstellung von in der Haftvermittlerschicht enthaltenen Bindemittel, vorzugsweise von Polyurethan-Polymeren, dienen. Prepolymere können beispielsweise mindestens zwei identische Gruppen aufweisen, vorzugsweise mindestens zwei freie Isocyanat-Gruppen und/oder mindestens zwei freie gegenüber Isocyanat-Gruppen reaktionsfähige Gruppen, beispielsweise Amino- und/oder Hydroxy-Gruppen, und/oder jeweils entsprechend verkappte Analoge davon.
Die zumindest bereichsweise noch nicht vollständig ausgehärtete Haftvermittlerschicht kann beispielsweise durch Umsetzung wenigstens einer Verbindung mit zwei oder mehr Isocyanat-Gruppen mit wenigstens einer Verbindung, die zwei oder mehr gegenüber Isocyanat-Gruppen reaktionsfähige Gruppen, beispielsweise Hydroxy-Gruppen und/oder Aminogruppen, aufweist, hergestellt werden, wobei vorzugsweise entweder die wenigstens eine Verbindung mit zwei oder mehr Isocyanat-Gruppen oder die wenigstens eine Verbindung, die zwei oder mehr gegenüber Isocyanat-Gruppen reaktionsfähigen Gruppen aufweist, im Überschuss eingesetzt wird.
Geeignete Verbindungen mit zwei oder mehr Isocyanat-Gruppen sind bekannt und umfassen beispielsweise monomere Isocyanate mit zwei oder mehr Isocyanat-Gruppen, Isocyanat-Addukte, Isocyanatprepolymere mit zwei oder mehr Isocyanat-Gruppen oder Mischungen davon.
Monomere Isocyanate mit zwei oder mehr Isocyanat-Gruppen sind beispielsweise, aliphatische Isocyanate mit zwei oder mehr Isocyanat-Gruppen, cycloaliphatische Isocyanate mit zwei oder mehr Isocyanat-Gruppen, aromatische Isocyanate mit zwei oder mehr Isocyanat-Gruppen, Addukte davon, oder Mischungen davon, beispielsweise 1 ,6-Hexamethylendiisocyanat (HDI), Isophorondiisocyanat (IPDI), 2,4-Toluylendiisocyanat, 2,6- Toluylendiisocyanat, 2,4'-Diphenylmethandiisocyanat, 2,2'- Diphenylmethandiisocyanat, 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat, Naphthylendiisocyanat (NDI), 4,4’-Diisocyanatodicyclohexylmethan (H12MDI), Xylylendiisocyanat (XDI), Tetramethylxylylendiisocyanat (TMXDI), Pentamethylendiisocyanat (PDI), 1 ,3-Phenylendiisocyanat, 1 ,4- Phenylendiisocyanat, Addukte davon oder Mischungen davon.
Isocyanat-Addukte sind kommerziell erhältlich und entstehen vorzugsweise durch Dimerisierung oder Trimerisierung eines der vorgenannten aliphatischen Diisocyanate, cycloaliphatischen Diisocyanate oder aromatischen Diisocyanate.
Beispielsweise kann das Trimer von 1 ,6-Hexamethylendiisocyanat (HDI), das auch als HDI-biuret bekannt ist, unter der Handelsbezeichnung Desmodur® N kommerziell von der Covestro AG (Leverkusen, DE) bezogen werden. Geeignete Verbindungen mit zwei oder mehr Isocyanat-Gruppen sind beispielsweise Isocyanatprepolymere, die zwei oder mehr Isocyanat-Gruppen aufweisen.
Isocyanatprepolymere sind kommerziell erhältlich und können vorzugsweise durch Umsetzung wenigstens eines der vorgenannten aliphatische Diisocyanate, cycloaliphatische Diisocyanate, aromatische Diisocyanate, Addukte davon oder Mischungen davon mit wenigstens einem Di- oder Polyol erhalten werden, wobei vorzugsweise das verwendete Diisocyanat im molaren Überschuss, bezogen auf die Anzahl der freien OH-Gruppen des verwendeten Di- oder Polyols, eingesetzt wird.
Isocyanatprepolymere weisen somit in der Polymerkette vorzugsweise Urethangruppen sowie freie, reaktive Isocyanat-Gruppen auf, welche vorzugsweise zumindest teilweise verkappt sein können.
Isocyanatprepolymere können durch Erhöhung der Temperatur weiterhin teilweise zu Allophanaten und/oder Biureten umgesetzt werden.
Geeignete Verbindung mit zwei oder mehr Hydroxid-Gruppen sind mehrwertige Alkohole, die beispielsweise aus der Gruppe, die aus Alkandiolen, Alkantriolen, Alkantetraolen, Polyesterpolyolen, Polyetherpolyolen, und Mischungen davon besteht, ausgewählt werden.
Geeignete Polyesterpolyole sind vorzugsweise Umsetzungsprodukte von polyfunktionellen, vorzugsweise difunktionellen Alkoholen, gegebenenfalls zusammen mit geringen Mengen an trifunktionellen Alkoholen, und polyfunktionellen, vorzugsweise difunktionellen und/oder trifunktionellen Carbonsäuren. Anstatt freier Polycarbonsäuren können auch die entsprechenden Polycarbonsäureanhydride oder entsprechende Polycarbonsäureester mit Alkoholen mit vorzugsweise 1 bis 3 C-Atomen eingesetzt werden. Es können die zur Herstellung von Polyestern an sich bekannten Polyole und Carbonsäuren ausgewählt werden. Beispielsweise zur Herstellung derartiger Polyesterpolyole geeignete Diole sind Ethylenglykol, 1 ,2- Propandiol, 1 ,3-Propandiol, 1 ,2-Butandiol, 1 ,4-Butandiol, Pentandiol, die isomeren Hexandiole, Octandiol, 1 ,4-Hydroxymethyl-cyclohexan, 2-Methyl-1 ,3- propandiol, Butantriol-1 ,2,4, Triethylenglykol, Tetraethylenglykol, Polyethylenglykol, Dipropylenglykol, Polypropylenglykol, Dibutylenglykol oder Polybutylenglykol. Es können auch aromatische Diole eingesetzt werden.
Die eingesetzten Polycarbonsäuren können aliphatisch, cycloaliphatisch, aromatisch oder heterocyclisch oder beides sein. Sie können gegebenenfalls substituiert sein, beispielsweise durch Alkylgruppen, Alkenylgruppen, Ethergruppen oder Halogene. Als Polycarbonsäuren sind beispielsweise Bernsteinsäure, Adipinsäure, Korksäure, Azelainsäure, Sebacinsäure, Phthalsäure, Isophthalsäure, Terephthalsäure, Trimellithsäure, Phthalsäureanhydrid, Tetrahydrophthalsäureanhydrid, Hexahydrophthalsäureanhydrid, Glutarsäureanhydrid, Maleinsäure, Maleinsäureanhydrid, Fumarsäure oder Gemische aus zwei oder mehr davon geeignet. Als Tricarbonsäuren, die gegebenenfalls anteilig enthalten sein können, sind beispielsweise Zitronensäure oder Trimellithsäure geeignet. Alle genannten Säuren können einzeln oder als Gemische aus zwei oder mehr davon eingesetzt werden.
Es können aber auch Polyesterpolyole oleochemischer Herkunft verwendet werden. Derartige Polyesterpolyole können beispielsweise durch vollständige Ringöffnung von epoxidierten Triglyceriden eines wenigstens teilweise olefinisch ungesättigte Fettsäure-enthaltenden Fettgemisches mit einem oder mehreren Alkoholen mit 1 bis 12 C-Atomen und anschließender partieller Umesterung der Triglycerid-Derivate zu Alkylesterpolyolen mit 1 bis 12 C- Atomen im Alkylrest hergestellt werden. Weitere geeignete Polyesterpole sind Polycarbonat-Polyole. Polycarbonate können beispielsweise durch die Reaktion von Diolen, wie Propylenglykol, Butandiol-1 ,4 oder Hexandiol-1 ,6, Diethylenglykol, Triethylenglykol oder Tetraethylenglykol oder Gemischen aus zwei oder mehr davon mit Diarylcarbonaten, beispielsweise Diphenylcarbonat, oder mit Phosgen, erhalten werden. Eine weitere Gruppe geeigneter Polyole sind Polylactone, beispielsweise Polyester auf der Basis von s-Caprolacton. Auch Polyesterpolyole sind geeignet, die in der Molekülkette eine oder mehrere Urethangruppen enthalten.
Geeignete Polyetherpolyole sind beispielsweise Umsetzungsprodukte niedermolekularer polyfunktioneller Alkohole mit Alkylenoxiden. Die Alkylenoxide weisen vorzugsweise 2 bis 4 C-Atome auf. Geeignet sind beispielsweise die Umsetzungsprodukte von Ethylenoxid, Propylenoxid, Butylenoxid oder Gemische davon mit aliphatischen Diolen, wie Ethylenglykol, 1 ,2-Propandiol, 1 ,3-Propandiol, den isomeren Butandiolen, Hexandiolen, 2,2- Dimethyl-1 ,3-propandiol, 2-Methylpropandiol, 1 ,6-Hexandiol, 2,4,4- Trimethylhexandiol-1 ,6, 2,2,4- Trimethylhexandiol-1 ,6, 1 ,4- Cyclohexandimethanol, oder aromatischen Diolen, wie 4,4’- Dihydroxydiphenylpropan, Bisphenol A, Bisphenol F, Brenzkatechin, Resorcin, Hydrochinon oder Gemischen aus zwei oder mehr davon. Ferner können auch die Umsetzungsprodukte polyfunktioneller Alkohole, wie Glycerin, Trimethylolethan oder Trimethylolpropan, Pentaerythrit oder Zuckeralkohole mit den Alkylenoxiden geeignet sein.
Weitere geeignete Polyole entstehen durch Polymerisation von Tetrahydrofuran.
Weiterhin können vorgenannte Polyetherpolyole oder Polyesterpolyole, vorzugsweise Polyetherpolyole, Am ino-funktionalisiert werden, wobei vorzugsweise eine oder mehrere Hydroxid-Gruppen durch eine oder mehrere Amino-Gruppen, primäre Amino-Gruppen und/oder sekundäre Amino-Gruppen ersetzt sind.
Beispielsweise sind Amino-funktionalisierte Polyetherpolyole, die auch als Amino-terminierte Polyether bezeichnet werden können, dem Fachmann bekannt und können beispielsweise unter der Bezeichnung JEFFAMINE ® von der Firma Huntsman Corporation (The Woodlands, TX, USA) kommerziell bezogen werden.
Vorzugsweise kann die zumindest bereichsweise noch nicht vollständig ausgehärtete Haftvermittlerschicht Isocyanatprepolymere, die vernetzt oder unvernetzt sein können, verkappte Isocyanatprepolymere, die vernetzt oder unvernetzt sein können, oder Mischungen davon umfassen oder daraus bestehen, wobei vorgenannte Isocyanatprepolymere oder verkappte Isocyanatprepolymere Spuren von monomeren Diisocyanaten und/oder Addukten davon enthalten können, vorzugsweise in einem Anteil von weniger als 5 Gew.-%, vorzugsweise von weniger als 1 Gew.-%, jeweils bezogen auf Gesamtgewicht des verwendeten Prepolymers.
Prepolymere mit freien, gegenüber Isocyanat-Gruppen reaktionsfähigen Gruppen, weiter bevorzugt Amino-Gruppen und/oder Hydroxy-Gruppen, können vorzugsweise durch Umsetzung wenigstens eines der vorgenannten aliphatische Diisocyanate, cycloaliphatische Diisocyanate, aromatische Diisocyanate, Addukte davon oder Mischungen davon mit wenigstens einem Diol, Polyol und/oder Am ino-funktionalisierten Polyetherpolyol erhalten werden, wobei vorzugsweise die verwendeten Diole, Polyole und/oder Amino- funktionalisierten Polyetherpolyole in einem Molaren Überschuss, bezogen auf die Anzahl der freien Isocyanat-Gruppen des verwendeten Diisocyanat, eingesetzt werden. Prepolymere mit freien, gegenüber Isocyanat-Gruppen reaktionsfähigen Gruppen, weisen somit in der Polymerkette vorzugsweise Urethangruppen sowie freie, reaktive Hydroxy-Gruppen und/oder Am ino-Gruppen auf, welche vorzugsweise zumindest teilweise verkappt sein können, beispielsweise durch thermisch reversible Addition von Isocyanat.
Alternativ kann die zumindest bereichsweise noch nicht vollständig ausgehärtete Haftvermittlerschicht Prepolymere mit freien, gegenüber Isocyanat-Gruppen reaktionsfähigen Gruppen, die vernetzt oder unvernetzt sein können, Prepolymere mit verkappten, gegenüber Isocyanat-Gruppen reaktionsfähigen Gruppen, die vernetzt oder unvernetzt sein können, oder Mischungen davon umfassen oder daraus bestehen, wobei vorgenannte Prepolymere Spuren von eingesetzten Diolen, Polyolen und/oder Amino- funktionalisierten Polyetherpolyolen enthalten können, vorzugsweise in einem Anteil von weniger als 5 Gew.-%, vorzugsweise von weniger als 1 Gew.-%, jeweils bezogen auf Gesamtgewicht des verwendeten Prepolymers.
Weiter bevorzugt können vorgenannte Isocyanatprepolymere, verkappte Isocyanatprepolymere, Prepolymere mit freien, gegenüber Isocyanat-Gruppen reaktionsfähigen Gruppen, und/oder Prepolymere mit verkappten, gegenüber Isocyanat-Gruppen reaktionsfähigen Gruppen der zumindest bereichsweise noch nicht vollständig ausgehärteten Haftvermittlerschicht durch Verwendung geeigneter Vernetzungsmittel, beispielsweise polyfunktionale Aziridine (PFA), vernetzt werden.
Weiterhin kann die zumindest bereichsweise noch nicht vollständig ausgehärtete Haftvermittlerschicht wenigstens ein Co-Bindemittel aufweisen, das vorzugsweise aus der Gruppe, die aus Acrylharzen, Methacrylharzen, Vinylesterharzen und Mischungen davon besteht, ausgewählt wird und weiter bevorzugt keine freien, ethylenisch ungesättigten Gruppen aufweist. Weiter bevorzugt weist die zumindest bereichsweise noch nicht vollständig ausgehärtete Haftvermittlerschicht das wenigstens eine Co-Bindemittel in einem Anteil aus einem Bereich von höchstens 30 Gew.-%, weiter bevorzugt von höchstens 25 Gew.-%, vorzugsweise aus einem Bereich von 5 Gew.-% bis 20 Gew.%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Schicht, auf.
Weiterhin kann die zumindest bereichsweise noch nicht vollständig ausgehärtete Haftvermittlerschicht wenigstens ein Vernetzungsmittel enthalten, das vorzugsweise mindestens zwei freie Isocyanat-Gruppen und/oder mindestens zwei freie gegenüber Isocyanat-Gruppen reaktionsfähige Gruppen, beispielsweise Amino- und/oder Hydroxy-Gruppen, aufweist.
Geeignete Vernetzungsmittel sind bekannt und umfassen organische Verbindungen mit zwei oder mehr freien, reaktiven Gruppen, beispielsweise aliphatische oder alicyclische Verbindungen mit zwei oder mehr freien Isocyanat-Gruppen, aliphatische oder alicyclische Verbindung mit zwei oder mehr freien Hydroxid-Gruppen, aliphatische oder alicyclische Verbindung mit zwei oder mehr freien Amin-Gruppen, jeweils entsprechend verkappte Analoge davon oder Mischungen davon.
Weiter bevorzugt weist die zumindest bereichsweise noch nicht vollständig ausgehärtete Haftvermittlerschicht das wenigstens eine Vernetzungsmittel in einem Anteil aus einem Bereich von höchstens 15 Gew.-%, weiter bevorzugt von höchstens 12 Gew.-%, vorzugsweise aus einem Bereich von 1 Gew.-% bis 10 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Schicht, auf.
Vorzugsweise enthält die zumindest bereichsweise noch nicht vollständig ausgehärtete Haftvermittlerschicht wenigstens einen, vorzugsweise anorganischen, Füllstoff in einem Anteil von höchstens 15 Gew.-%, vorzugsweise aus einem Bereich von 0,1 Gew.-% bis 12 Gew.-%, weiter bevorzugt aus einem Bereich von 1 Gew.-% bis 10 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Schicht.
Vorzugsweise enthält die zumindest bereichsweise noch nicht vollständig ausgehärtete Haftvermittlerschicht wenigstens ein, vorzugsweise organisches, Additiv, beispielsweise wenigstens ein Benetzungsmittel, wenigstens ein Verlaufsmittel, wenigstens einen Entschäumer, wenigstens ein Thixotropiermittel oder eine Mischung davon, vorzugsweise in einem Anteil von höchstens 12 Gew.-%, vorzugsweise aus einem Bereich von 0,1 Gew.-% bis 10 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Schicht.
Weiter bevorzugt weist die zumindest bereichsweise noch nicht vollständig ausgehärtete Haftvermittlerschicht eine Dicke aus einem Bereich von 0,5 pm bis 15 pm, weiter bevorzugt aus einem Bereich von 1 pm bis 12 pm, auf.
Vorzugsweise umfasst die zumindest bereichsweise noch nicht vollständig ausgehärtete Haftvermittlerschicht keine Photoinitiatoren.
Photoinitiatoren sind chemische Verbindungen, die nach Absorption von Licht in einer Photolysereaktion zerfallen und so reaktive Spezies bilden, die eine Reaktion starten können, beispielsweise eine Polymerisation. Bei den reaktiven Spezies kann es sich um Radikale, Anionen oder um Kationen handeln.
Weiter bevorzugt umfasst die zumindest bereichsweise noch nicht vollständig ausgehärtete Haftvermittlerschicht keine Photoinitiatoren und keine Bindemittel mit freien, ethylenisch ungesättigten Gruppen.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Haftvermittlerschicht eine Schichtdicke ausgewählt aus einem Bereich von 0,1 pm bis 15 pm, vorzugsweise von 0,5 pm bis 10 pm, besonders bevorzugt von 1 pm bis 4 pm, auf. Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die zumindest eine Dekorschicht zumindest ein Dekorelement auf.
Die zumindest eine Dekorschicht kann eine oder mehrere Lackschichten mit einer Schichtdicke ausgewählt aus einem Bereich von 0,1 pm bis 15 pm, vorzugsweise von 0,3 pm bis 8 pm enthalten. Diese Lackschicht oder diese Lackschichten können farbig, also pigmentiert und/oder mit Farbstoffen eingefärbt sein. Diese zusätzlichen Lackschichten können als Vollfläche oder flächig partiell bzw. bereichsweise im Dekor gedruckt sein. Die Lackschichten können vorzugsweise im Tiefdruck, Siebdruck, Flexodruck und/oder Inkjetdruck aufgebracht sein.
Alternativ oder zusätzlich kann eine oder können mehrere Lackschichten der Dekorschicht transparent sein.
Die zumindest eine Dekorschicht kann zumindest eine Metallschicht enthalten. Die Metallschicht ist vorzugsweise durch eine Metallisierung mittels eines PVD- Verfahrens oder mittels eines CVD-Verfahrens, wie beispielsweise Bedampfen und/oder Sputtern, aufgebracht. Die Metallschicht weist vorzugsweise eine Schichtdicke ausgewählt aus einem Bereich von 1 nm bis 200 nm, bevorzugt von 5 nm bis 40 nm, auf. Mögliche Metalle sind dabei u.a. Cr, In, AI, Sn, Ag, Si. Weiterhin ist auch eine Kombination von einer oder mehreren Lackschichten mit zumindest einer Metallisierung möglich.
Die zumindest eine Dekorschicht und/oder das zumindest eine Dekorelement können bereichsweise oder vollflächig angeordnet sein. Zumindest ein erster Bereich der Dekorschicht und/oder zumindest ein erstes Dekorelement kann dabei unterschiedliche Ausgestaltungen aufweisen. Insbesondere ist die Gestaltung oder Form des zumindest einen ersten Bereichs der Dekorschicht und/oder des zumindest einen ersten Dekorelements jeweils ausgewählt aus einem oder mehreren der folgenden Gruppe: Motiv, Schriftzug, Buchstabe, Ziffer, Symbol, geometrischer Figur, visuell erkennbares Designelement, Muster, Logo, Codes und Leiterbahn.
Im nachfolgenden Absatz wird unter dem Begriff „Schicht“ eine Lackschicht, eine Dekorschicht oder ein Dekorelement verstanden:
Ist eine Schicht nur bereichsweise aufgebracht, kann dies als fortlaufendes Endlosmuster oder als Einzelbild-Dekor oder als eine Kombination davon ausgeführt sein. Mehrere partiell aufgebrachte Schichten können (müssen aber nicht) dabei im Register, d. h. lagegenau relativ zueinander angeordnet sein. Beispielsweise kann sich ein Einzelbild-Dekor einer Schicht mit einem Endlosmuster einer anderen partiell aufgebrachten Schicht überlagern. Beispielsweise kann sich ein Einzelbild-Dekor einer Schicht mit einem Einzelbild-Dekor einer anderen partiell aufgebrachten Schicht überlagern. Beispielsweise kann sich ein Endlosmuster einer Schicht mit einem Endlosmuster einer anderen partiell aufgebrachten Schicht überlagern.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfassen mehrere Dekorschichten zumindest einen Lack, einzeln oder in Kombination oder als Mischung ausgewählt aus einem UV-vernetzten Lack, einem thermisch vernetzten Lack, einem thermoplastischen Lack. Die Dekorschichten sind jeweils unabhängig voneinander unpigmentiert oder pigmentiert oder eingefärbt oder nicht eingefärbt.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die zumindest eine, zumindest ein Dekorelement enthaltende Dekorschicht aus der Gruppe ausgewählt, die aus transparenten und/oder farbigen Lackschichten, insbesondere umfassend ein oder mehrere Farbstoffe und/oder Pigmente, Replizierschichten mit abgeformter optisch aktiver Oberflächenstruktur, Reflexionsschichten, insbesondere opaken Reflexionsschichten, transparenten Reflexionsschichten, metallischen Reflexionsschichten oder dielektrischen Reflexionsschichten, optisch variablen Schichten, optisch aktiven Schichten, Interferenz-Mehrschichtsystemen, Volumenhologrammschichten, Flüssigkristallschichten, insbesondere cholesterischen Flüssigkristallschichten, elektrisch leitfähigen Schichten, Antennenschichten, Elektrodenschichten, magnetische Schichten, Magnetspeicherschichten, Barriereschichten und Kombinationen davon besteht.
In der vorliegenden Anmeldung wird eine Folie, Schicht oder Lage bei einer Transmission größer als 70% vorzugsweise als transparent bezeichnet. Bei einer Transmission zwischen 50% und 70% wird die Folie, Schicht oder Lage vorzugsweise als transluzent bezeichnet. Bei einer Transmission von weniger als 50% wird die Folie, Schicht oder Lage vorzugsweise als opak bezeichnet. Die genannten %-Werte beziehen sich insbesondere auf eine Transmission im vom menschlichen Auge wahrnehmbaren Wellenlängenbereich. Der vom menschlichen Auge wahrnehmbare Wellenlängenbereich wird vorzugsweise als der Wellenlängenbereich von 380 nm bis 780 nm angenommen.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Polyurethanschicht eine Wandstärke ausgewählt aus einem Bereich von 0,2 mm bis 30 mm, vorzugsweise von 0,3 mm bis 20 mm, besonders bevorzugt von 0,5 mm bis 15 mm auf. Der folienbeschichtete Artikel ist vorzugsweise formstabil.
Die Wandstärke der Polyurethanschicht kann auch mit dem Begriff „Schichtstärke“ der Polyurethanschicht oder mit dem Begriff „Schichtdicke“ oder „Dicke“ der Polyurethanschicht bezeichnet werden.
Vorteilhafterweise können erfindungsgemäße folienbeschichtete Artikel ein großes Spektrum an Wandstärken aufweisen. Insbesondere können erfindungsgemäße folienbeschichtete Artikel besonders dünne und/oder besonders dicke Wandstärken aufweisen. Vorteilhafterweise können erfindungsgemäße folienbeschichtete Artikel zugleich besonders dünne und besonders dicke Wandstärken auf. Derartige Wandstärken sind mittels eines Spritzgießverfahrens mit thermoplastischen Materialien sehr schwierig oder nicht zu erreichen.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Polyurethanschicht eine entlang der flächenhaften Erstreckung der Polyurethanschicht und/oder entlang der flächenhaften Erstreckung der Dekorschicht konstant bleibende Wandstärke auf.
Vorzugsweise ist die flächenhafte Erstreckung der Polyurethanschicht parallel zur flächenhaften Erstreckung der Dekorschicht. Weiterhin ist entsprechend die dabei die Erstreckung der von der Polyurethanschicht (bzw. Dekorschicht) ausgebildeten Ebene Polyurethanschicht vorzugsweise parallel zur Erstreckung der von der Dekorschicht ausgebildeten Ebene. Die Längserstreckung der Polyurethanschicht ist vorzugsweise parallel zur Längserstreckung der Dekorschicht. Auch die Quererstreckung der Polyurethanschicht ist vorzugsweise parallel zur Quererstreckung der Dekorschicht.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Polyurethanschicht eine entlang der flächenhaften Erstreckung der Polyurethanschicht und/oder entlang der flächenhaften Erstreckung der Dekorschicht nicht konstant bleibende Wandstärke auf. Dabei weist die Wandstärke vorzugsweise zumindest in einem ersten Bereich eine erste Wandstärke und vorzugsweise zumindest in einem zweiten Bereich eine zweite Wandstärke auf. Die Wandstärke kann sich dabei kontinuierlich oder in einer oder mehreren Stufen verändern. Dabei kann sich die erste Wandstärke von der zweiten Wandstärke insbesondere um 5% bis 75%, bevorzugt um 10% bis 50% unterscheiden. In Bezug auf den ersten und zweiten Bereich wird auf die oben stehende Erklärung zum Begriff „Bereich“ verwiesen.
Vorteilhafterweise können erfindungsgemäße folienbeschichtete Artikel besonders komplizierte Geometrien aufweisen. Diese Geometrien können beispielsweise abrupte oder kontinuierliche Querschnittsveränderungen, insbesondere Verjüngungen, Ecken, Kanten, Spitzen und/oder Bögen umfassen.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Polyurethanschicht entlang der flächenhaften Erstreckung der Polyurethanschicht und/oder entlang der flächenhaften Erstreckung der Dekorschicht zumindest eine kontinuierliche Veränderung der Wandstärke auf.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Polyurethanschicht entlang der flächenhaften Erstreckung der Polyurethanschicht und/oder entlang der flächenhaften Erstreckung der Dekorschicht zumindest einen Wandstärkensprung auf. Unter einem Wandstärkensprung wird insbesondere eine stufenweise Änderung der Wandstärke verstanden. Der Wandstärkensprung verläuft vorzugsweise senkrecht in Bezug auf die Dekorschicht. Unter einem Wandstärkensprung wird also vorzugsweise ein abrupter und/oder diskreter Wandstärkensprung verstanden.
Vorteilhafterweise können erfindungsgemäße folienbeschichtete Artikel abrupte Wandstärkensprünge aufweisen.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der folienbeschichtete Artikel an einer ersten Seite durch die Polyurethanschicht begrenzt und an einer gegenüberliegenden zweiten Seite durch die Schutzschicht und/oder die Trägerschicht begrenzt.
Der folienbeschichtete Artikel ist also vorzugsweise an seiner ersten Seite durch die Polyurethanschicht geschützt.
Im Fall der Ausgestaltung der Folie als Transferfolie bildet die Schutzschicht der Übertragungslage vorzugsweise die Begrenzung des folienbeschichteten Artikels an der zweiten Seite des folienbeschichteten Artikels, das heißt an der der Polyurethanschicht abgewandten Seite des folienbeschichteten Artikels. In diesem Fall ist also der folienbeschichtete Artikel vorzugsweise durch die Schutzschicht der Übertragungslage an seiner zweiten Seite geschützt. Im Fall der Ausgestaltung der Folie als Label, PMD-Sheet oder Insert kann die Trägerschicht zugleich die Aufgabe einer Schutzschicht erfüllen.
Vorzugsweise bildet die Trägerschicht im folienbeschichteten Artikel die rückseitige Schutzschicht. Genauer gesagt bildet die Trägerschicht im folienbeschichteten Artikel die Schutzschicht an der zweiten Seite des folienbeschichteten Artikels, das heißt an der der Polyurethanschicht abgewandten Seite des folienbeschichteten Artikels. In diesem Fall ist also der folienbeschichtete Artikel vorzugsweise durch die Trägerschicht der Folie an seiner zweiten Seite geschützt.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Trägerschicht zumindest einen Verankerungsbereich für eine Verankerung oder Befestigung, insbesondere Verklebungen und/oder Funktionselemente, wie beispielsweise Leiterbahnen, Sensoren, Leuchten und/oder elektronische Komponenten, auf. Vorzugsweise weist die Trägerschicht Funktionselemente, wie beispielsweise Leiterbahnen, Sensoren, Leuchten und/oder elektronische Komponenten, auf. Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Polyurethanschicht eine Transmission größer als 50%, vorzugsweise größer als 70% für den vom menschlichen Auge wahrnehmbaren Wellenlängenbereich auf.
Bei einer Transmission größer als 70% wird die Polyurethanschicht vorzugsweise als transparent bezeichnet. Bei einer Transmission zwischen 50% und 70% wird die Polyurethanschicht vorzugsweise als transluzent bezeichnet.
Der vom menschlichen Auge wahrnehmbare Wellenlängenbereich wird vorzugsweise als der Wellenlängenbereich von 380 nm bis 780 nm angenommen.
Die Polyurethanschicht ist vorteilhafterweise gut optisch durchleuchtbar. Die hohe optische Durchleuchtbarkeit ermöglicht eine gute Designdarstellung von in Blickrichtung unter oder hinter der Polyurethanschicht angeordneten Dekorschichten, Maskenschichten und/oder anderen optischen Funktionsschichten.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die in den folienbeschichteten Artikel eingebettete Dekorschicht von beiden Seiten des Schichtaufbaus aus, zumindest bereichsweise oder vollständig, für das menschliche Auge sichtbar bzw. wahrnehmbar und/oder für eine optische Sensoreinheit messbar.
Die in den Artikel eingebettete Dekorschicht ist also insbesondere von beiden Seiten des Schichtaufbaus aus für einen menschlichen Betrachter sichtbar. Genauer gesagt ist die in den folienbeschichteten Artikel eingebettete Dekorschicht vorzugsweise sowohl von der ersten Seite des folienbeschichteten Artikels durch die Polyurethanschicht als auch von der gegenüberliegenden zweiten Seite des Artikels durch die Schutzschicht und/oder die Trägerschicht zumindest bereichsweise oder vollständig sichtbar. Vorzugsweise sind also sowohl die Polyurethanschicht als auch die Schutzschicht und/oder die Trägerschicht transparent. Zusätzlich ist der Artikel vorzugsweise sowohl durch die Polyurethanschicht als auch durch die Schutzschicht und/oder die Trägerschicht jeweils außenseitig geschützt.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung haftet die Polyurethanschicht auf der Haftvermittlerschicht mit einer Haftkraft ausgewählt aus einem Bereich von 2,5 MPa bis 10 MPa, vorzugsweise von 2,5 MPa bis 5 MPa.
Vorzugsweise wird die Haftkraft gemäß der in DIN EN ISO 4624: 2016-08 beschriebenen Methode bestimmt, besonders bevorzugt mit einem Haftzugprüfgerät PosiTest® AT Serie der Fa. DeFelsko Corporation (Ogdensburg, NY, USA) unter Verwendung eines 20 mm-Prüfstempels.
Daher kann die Polyurethanschicht nach dem Aushärten vorzugsweise nicht ohne Beschädigung der Folie bzw. der Übertragungslage der Transferfolie von einem erfindungsgemäßen folienbeschichteten Gegenstand abgelöst werden.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst der folienbeschichtete Artikel keinen spritzgegossenen Thermoplast, das heißt kein spritzgegossenes thermoplastisches Material.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird das Gemisch im Schritt e) in die Formkavität mit einem Fülldruck ausgewählt aus einem Bereich von 70 bar bis 140 bar, vorzugsweise von 80 bar bis 100 bar injiziert. Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung bildet die Formkavität ein Negativ für die zu bildende Polyurethanschicht aus. Dabei weist die Formkavität vorzugsweise unterschiedlich dicke Kavitätsbereiche zur Ausbildung von unterschiedlichen Wandstärken der Polyurethanschicht auf.
Vorzugsweise weist die Formkavität zumindest einen ersten Kavitätsbereich zur Erzeugung der ersten Wandstärke der Polyurethanschicht und zumindest einen zweiten Kavitätsbereich zur Erzeugung der zweiten Wandstärke der Polyurethanschicht auf. Dabei kann sich die erste Wandstärke von der zweiten Wandstärke insbesondere um 5% bis 75%, bevorzugt um 10% bis 50% unterscheiden.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung bildet sich die Polyurethanschicht in der Formkavität infolge des Injizierens des Gemischs nach Schritt e) bei einer Temperatur ausgewählt aus einem Bereich von 40°C bis 160°C, vorzugsweise von 60°C bis 140°C, besonders bevorzugt von 80°C bis 120°C, und/oder bei einem Druck ausgewählt aus einem Bereich von 3 bar bis 100 bar, vorzugsweise von 5 bar bis 50 bar, besonders bevorzugt von 8 bar bis 30 bar, aus.
Vorteilhafterweise sind zur Bildung der Polyurethanschicht geringere Temperaturen als beim Einsatz von thermoplastischen Materialien im Spritzgießverfahren erforderlich.
Vorzugsweise startet mit der Bereitstellung des Polyurethan bildenden Gemischs am Mischkopf im Schritt d) eine exotherme Reaktion im Gemisch. Durch diese exotherme Reaktion erwärmt sich vorzugsweise das im Schritt e) in die Formkavität eingebrachte Gemisch. Je nach der gerade vorliegenden zeitlichen Phase der exothermen Reaktion ist es vorteilhaft, das Gemisch jeweils so zu temperieren, insbesondere aufzuheizen oder abzukühlen, so dass die exotherme Reaktion bei einer in etwa gleich bleibenden Prozesstemperatur abläuft. Zu Beginn der exothermen Reaktion wird daher das Gemisch durch die dann vorherrschende gegenüber der Gemisch-Temperatur höhere Werkzeugtemperatur aufgeheizt bzw. erwärmt und im weiteren zeitlichen Verlauf der exothermen Reaktion mit zunehmend frei werdender thermischer Energie führt die weitgehend konstant gehaltene Werkzeugtemperatur dann zu einem Abkühlen des sich durch die Reaktion aufheizenden Gemisches, weil dann die Werkzeugtemperatur zeitweise unterhalb der Gemisch-Temperatur liegt, die durch die exotherme Reaktion beeinflusst wird. Die Werkzeugtemperatur ist während der exothermen Reaktion weitgehend konstant.
Die Formkavität wird vorzugsweise vor dem Injizieren des Gemischs gemäß Schritt e) auf eine Temperatur ausgewählt aus einem Bereich von 40°C bis 160°C, vorzugsweise von 60°C bis 140°C, besonders bevorzugt von 80°C bis 120°, vortemperiert. Vorzugsweise ist die Temperatur des Gemischs zu Beginn der chemischen Reaktion und/oder unmittelbar nach dem Vermischen des Gemischs gemäß Schritt d) und/oder unmittelbar beim Injizieren in die Formkavität niedriger als die Temperatur der Formkavität (Werkzeugtemperatur). Vorzugsweise nimmt das Gemisch und/oder die sich bildende Polyurethanschicht aufgrund der niedrigen Wärmeleitfähigkeit des Polyurethans von ca. 0,020 W/Km bis 0,040 W/Km mit Fortschreiten der Zeit und/oder mit Fortschreiten der Reaktion die voreingestellte Temperatur der Formkavität (Werkzeugtemperatur) an.
Vorzugsweise beträgt eine Temperaturdifferenz für das Abkühlen des in der Formkavität gebildeten folienbeschichteten Artikels OK bis 100K, vorzugsweise OK bis 50K, besonders bevorzugt OK bis 30K. Die Temperaturdifferenz für das Abkühlen des in der Formkavität gebildeten folienbeschichteten Artikels ist damit vorteilhafterweise sehr viel niedriger als beim Spritzgießen von thermoplastischen Materialien. Vorteilhafterweise sind zur Bildung der Polyurethanschicht geringere Drücke erforderlich als beim Einsatz von thermoplastischen Materialien im Spritzgießverfahren.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Verfahren zusätzlich den folgenden Schritt, der vorzugsweise nach Schritt e) durchgeführt wird: h) Härten des Gemischs innerhalb und/oder außerhalb der Formkavität unter Ausbildung der Polyurethanschicht.
Die Dauer des Härtungsvorgangs innerhalb der Formkavität beträgt vorzugsweise 10 Sekunden bis 120 Sekunden, besonders bevorzugt 20 Sekunden bis 90 Sekunden. Das sind insbesondere das 2-fache bis 10-fache der Topfzeit des Gemisches, bevorzugt das 3-fache bis 7-fache der Topfzeit des Gemisches. Die Topfzeit ist dabei die Verarbeitbarkeitsdauer oder Gebrauchsdauer des reaktiven Gemisches.
Die Dauer des Härtungsvorgangs außerhalb der Formkavität, insbesondere auf einer Haltevorrichtung mit der Form des folienbeschichteten Artikels, beträgt vorzugsweise 5 Minuten bis 90 Minuten, besonders bevorzugt 5 Minuten bis 45 Minuten.
Vorzugsweise steigt die Viskosität des Gemischs und/oder der sich bildenden Polyurethanschicht mit Fortschreiten der chemischen Vernetzungsreaktion. Vorzugsweise härtet das Gemisch und/oder die sich bildende Polyurethanschicht mit Fortschreiten der chemischen Vernetzungsreaktion aus. Vorzugsweise ist am Ende der chemischen Vernetzungsreaktion eine vollständig ausgehärtete Polyurethanschicht gebildet. Vorzugsweise wird das Gemisch im Schritt h) vollständig unter Ausbildung der Polyurethanschicht ausgehärtet.
Das Härten gemäß Schritt h) erfolgt vorzugsweise bei einer Temperatur ausgewählt aus einem Bereich von 20°C bis 160°C, vorzugsweise von 20°C bis 120°C.
Im Fall der Ausgestaltung der zumindest bereichsweise noch nicht vollständig ausgehärteten Haftvermittlerschicht wird die zumindest bereichsweise noch nicht vollständig ausgehärteten Haftvermittlerschicht vorzugsweise zusammen mit dem darauf aufgebrachten Gemisch und/oder mit der darauf aufgebrachten Polyurethanschicht ausgehärtet, vorzugsweise vollständig ausgehärtet. Dabei bilden sich vorzugsweise Quervernetzungen zwischen Polyurethanschicht und Haftvermittlerschicht aus. Dabei wird die Polyurethanschicht vorzugsweise stoffschlüssig mit der Haftvermittlerschicht verbunden. Der Verbund aus der Folie und der Polyurethanschicht ist vorzugsweise formstabil.
Vorzugsweise kann die Polyurethanschicht nicht zerstörungsfrei von der Haftvermittlerschicht entfernt werden.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Verfahren zusätzlich den folgenden Schritt, der vorzugsweise nach Schritt e), g) und/oder Schritt h) durchgeführt wird: i) Entfernen der Trägerlage der Folie.
Diese vorteilhafte Ausgestaltung bezieht sich also vorzugsweise auf die Ausgestaltung der Folie als Transferfolie.
Nach dem Durchführen des Schritts i) bleibt von der Transferfolie vorzugsweise nur die Übertragungslage auf dem folienbeschichteten Artikel vorhanden. Die Ablöseschicht kann nach einem Entfernen der Trägerlage von der Folie vollständig oder teilweise auf der Übertragungslage angeordnet sein und/oder vollständig oder teilweise auf der Trägerlage angeordnet sein.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die Folie im Schritt c) als Rollenware und/oder als Endlosfolie und/oder als Bogen bereitgestellt und/oder mittels Folienvorschubgerätetechnik in die Formkavität eingebracht.
Vorzugsweise wird das Verfahren als ein IMD-Verfahren (IMD = In-Mold Decoration) durchgeführt. Dabei wird die die Dekorschicht umfassende Folie als Transferfolie mit einer Trägerschicht und einer die Dekorschicht aufweisenden Übertragungslage insbesondere als Rollenware gefördert und dabei insbesondere gemäß Schritt c) in die Formkavität eingebracht.
Das Dekorationsverfahren über Lacktransfertechnologie ermöglicht im Vergleich zu anderen Dekorationsverfahren wie beispielsweise Lackieren vorteilhafterweise eine deutlich höhere Designvielfalt. Dadurch können vorteilhafterweise Einzelbilder, technische Designs, haptische Oberflächen und viele andere Designvarianten erzeugt werden.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist das Verfahren den weiteren folgenden Schritt auf oder umfasst der Schritt a), c) und/oder Schritt f) den weiteren folgenden Teilschritt: j) Reinigen der Folie und/oder des folienbeschichteten Artikels, vorzugsweise der Haftvermittlerschicht und/oder der Polyurethanschicht, insbesondere durch zumindest eine Bürste, ein Gebläse und/oder eine Absaugeinrichtung. Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist das Verfahren den weiteren folgenden Schritt auf oder umfasst der Schritt f) den weiteren folgenden Teilschritt: k) Bedrucken des folienbeschichteten Artikels, vorzugsweise der Polyurethanschicht, insbesondere in zumindest einem ersten und/oder zweiten Bereich, vorzugsweise allein oder in Kombination ausgewählt aus Inkjetdruck, Tiefdruck, Siebdruck, Flachdruck, Hochdruck und Flexodruck.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist das Verfahren den weiteren folgenden Schritt auf oder umfasst der Schritt c) den weiteren folgenden Teilschritt: l) Vorbehandlung der Folie, vorzugsweise der Haftvermittlerschicht, insbesondere mittels eines Verfahrens allein oder in Kombination ausgewählt aus Coronabehandlung, Flammbehandlung, Plasmabehandlung.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist das Verfahren den weiteren folgenden Schritt auf oder umfasst der Schritt f) den weiteren folgenden Teilschritt: m) Zuschneiden des folienbeschichteten Artikels mittels Stanzen oder Wasserstrahlschneiden oder Laserschneiden.
Das Zuschneiden bezieht sich vorzugsweise auf ein außenseitiges Zuschneiden.
Vorzugsweise kann das Verfahren den weiteren folgenden Schritt aufweisen oder der Schritt f) kann den weiteren folgenden Teilschritt umfassen: n) Zerteilen des folienbeschichteten Artikels in einzelne Nutzen, insbesondere bei Vorliegen von mehrere Nutzen aufweisender Rollenware oder bei Vorliegen eines mehrere Nutzen aufweisenden Bogens. Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der in Schritt f) erhaltene folienbeschichtete Artikel ausgewählt aus der Gruppe Display, Touchfeld, Panel, Blende, Funktionselement, insbesondere aus den folgenden Bereichen: Weiße Ware, Kraftfahrzeuge, Luftfahrt, Schiffe, Haushaltsgeräte, Telekommunikationsgeräte, Konsumgüter, Dokumente, Sicherheitselemente, Etiketten und/oder Elektronikartikel.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Verfahren kein thermoplastisches Spritzgießen.
Es ist weiter möglich, dass die Verfahrensschritte und Unterschritte einmal oder mehrmals durchgeführt werden. Insbesondere können sich Verfahrensschritte und Unterschritte wiederholen. Die bevorzugte Abfolge der Verfahrensschritte weist zumindest Reihenfolge von Schritt a) - Schritt b) - Schritt c) - Schritt d) - Schritt e) - Schritt f) auf, wobei insbesondere zwischen diesen Schritten weitere Schritte oder Unterschritte eingefügt sein können.
Selbstverständlich können auch obig angeführte Sachmerkmale äquivalent in einem Verfahren oder angeführte Verfahrensmerkmale im Produkt angewendet werden.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von mehreren Ausführungsbeispielen unter Zuhilfenahme der beiliegenden Zeichnungen beispielhaft erläutert. Die gezeigten Ausführungsbeispiele sind daher nicht einschränkend zu verstehen.
Fig. 1 zeigt eine Auftragung der Höhe der Viskosität verschiedener
Polyurethan bildender Gemische in Abhängigkeit der Temperatur.
Fig. 2 zeigt einen schematischen Aufbau einer Transferfolie zur
Durchführung des Verfahrens. Fig. 3 zeigt einen schematischen Aufbau eines ersten folienbeschichteten Artikels.
Fig. 4 zeigt einen schematischen Aufbau eines zweiten folienbeschichteten Artikels.
Fig. 5 zeigt ein Flussdiagramm zu einem beispielhaften erfindungsgemäßen Verfahren.
In Fig. 1 ist eine Auftragung der Höhe der Viskosität verschiedener Polyurethan bildender Gemische in Abhängigkeit der Temperatur gezeigt. Die Auftragung bezieht sich auf den Zeitpunkt vor dem Beginn der Vernetzungsreaktion. Die Auftragung bezieht sich dabei nur auf die Viskosität des Polyurethan bildenden Gemischs vor der Reaktion. Der Einfluss der Temperatur der Formkavität (Werkzeugtemperatur) ist dabei nicht berücksichtigt.
Die Zahlenwerte zur Fig. 1 sind in der folgenden Tabelle 1 wiedergegeben. Die Daten dazu stammen von der Fa. Ruehl Puromer GmbH.
Tabelle 1 : Abhängigkeit der Viskosität verschiedener Polyurethan bildender Gemische von der Temperatur
Fig. 2 zeigt einen schematischen Aufbau einer Transferfolie 1 zur Durchführung des Verfahrens. Die Transferfolie 1 umfasst eine Trägerlage 10 und eine Übertragungslage 13. Die Trägerlage 10 umfasst dabei eine Trägerschicht 11 und eine Ablöseschicht 12. Die Übertragungslage 13 umfasst eine Schutzschicht 14, zumindest eine Dekorschicht 15 und eine Haftvermittlerschicht 16.
Die Trägerschicht 11 weist vorzugsweise eine Schichtdicke von zwischen 10 pm bis 100 pm, bevorzugt von 23 pm bis 75 pm, auf. Bei der beispielhaften Transferfolie 1 weist die Trägerschicht 11 eine Schichtdicke von 75 pm auf. Die eine Ablöseschicht 12 weist vorzugsweise eine Schichtdicke von 0,1 nm bis 50 nm auf. Die Ablöseschicht ist an der der Übertragungslage 13 zugewandten Seite der Trägerlage 10 angeordnet und besteht aus einer dünnen Wachsschicht.
Die Schutzschicht 14 weist vorzugsweise eine Schichtdicke von zwischen 0,1 pm bis 20 pm, bevorzugt von 1 pm bis 3 pm, auf. Die Schutzschicht 14 ist bei der beispielhaften Transferfolie 1 aus einem Schutzlack gebildet und weist vorzugsweise eine Schichtdicke von 2 pm auf.
Die zumindest eine Dekorschicht 15 umfasst vorzugsweise eine oder mehrere Lackschichten und/oder eine oder mehrere Metallschichten. Die Lackschichten weisen vorzugsweise eine Schichtdicke zwischen 0,1 pm bis 15 pm, vorzugsweise zwischen 0,3 pm bis 8 pm, auf. Die Metallschichten weisen vorzugsweise eine Schichtdicke zwischen 1 nm und 200 nm, bevorzugt von 5 nm bis 40 nm, auf. Bei der beispielhaften Transferfolie 1 umfasst die Dekorschicht eine Lackschicht mit einer Schichtdicke von 4 pm und eine Metallschicht mit einer Schichtdicke von 30 nm.
Die Haftvermittlerschicht 16 weist vorzugsweise eine Schichtdicke ausgewählt aus einem Bereich von 0,1 pm bis 15 pm, bevorzugt von 0,5 pm bis 10 pm, besonders bevorzugt von 1 pm bis 4 pm, auf. Bei der beispielhaften Transferfolie 1 weist die Haftvermittlerschicht 16 eine Schichtdicke von 2 pm auf.
Bei der Haftvermittlerschicht handelt es sich beispielsweise um eine Mischung aus Acrylatharz mit freien OH- und/oder Säuregruppen und mindestens einem geeigneten Vernetzungsmittel mit einer reaktionsfähigen Gruppe, beispielsweise einem polyfunktionalen Aziridin (PFA), oder Polyisocyanat. Diese Haftvermittlerschicht kann in einem nicht vollständig ausgehärtetem Zustand vorliegen und unter den Reaktivbedingungen während des Überflutens mit beispielsweise Polyol oder Polyisocyanaten eine chemische Reaktion eingehen.
Fig. 3 zeigt einen schematischen Aufbau eines ersten folienbeschichteten Artikels. Der folienbeschichtete Artikel 2 umfasst die Übertragungslage 13 der in Fig. 1 gezeigten Transferfolie 1. Zusätzlich umfasst der folienbeschichtete Artikel 2 eine unmittelbar auf die Haftvermittlerschicht 16 aufgebrachte Polyurethanschicht P.
Die Polyurethanschicht P weist vorzugsweise eine Wandstärke ausgewählt aus einem Bereich von 0,2 mm bis 30 mm, vorzugsweise von 0,3 mm bis 13 mm, besonders bevorzugt von 1 mm bis 8 mm, auf.
In der in Fig. 3 gezeigten Ausgestaltung weist der folienbeschichtete Artikel 2 eine flache Polyurethanschicht P. Die Polyurethanschicht P hat dabei also eine konstante Wandstärke. Die Wandstärke der Polyurethanschicht P beträgt dabei beispielsweise 12 mm. Der gezeigte folienbeschichtete Artikel 2 ist formstabil.
Das Gemisch enthält vorzugsweise ein Polyol, ein Isocyanat und weitere chemische Additive als Komponenten. Beispielsweise wird „Puroclear 3351 IT“ von der Fa. Ruehl Puromer GmbH als Gemisch verwendet. Das Polyol „Puroclear 3351 IT“ als Einzelkomponente weist bei einer Temperatur von 20°C eine Dichte von 1 ,09 g/cm3 und bei einer Temperatur von 25°C eine Viskosität von 1000 mPas auf.
Das Isocyanat „Puronate 960/1“ als Einzelkomponente weist bei einer Temperatur von 20°C eine Dichte von 1 ,13 g/cm3 und bei einer Temperatur von 25°C eine Viskosität von 2500 mPas auf.
Fig. 4 zeigt einen schematischen Aufbau eines zweiten folienbeschichteten Artikels. Der Aufbau des zweiten folienbeschichteten Artikels entspricht dem Aufbau des ersten folienbeschichteten Artikels. Im Unterschied zum ersten folienbeschichteten Artikel bildet die Polyurethanschicht P des zweiten folienbeschichteten Artikels verschiedene Wandstärken aus. Die Wandstärke der Polyurethanschicht P variiert dabei zwischen 1 mm und 10 mm.
Vorteilhafterweise kann ein erfindungsgemäßer folienbeschichteter Artikel 2 komplizierte Geometrien abformen. Der folienbeschichteter Artikel 2 kann einen konkreten dreidimensionalen Körper ausbilden. Der folienbeschichtete Artikel 2 ist dabei formstabil.
Fig. 5 zeigt ein Flussdiagramm zu einem beispielhaften erfindungsgemäßen Verfahren. Die folgenden Schritte erfolgen vorzugsweise nacheinander.
In einem Schritt S01 wird eine erfindungsgemäße Folie bereitgestellt. Die Folie ist beispielsweise als die in Fig. 1 gezeigte Transferfolie 1 mit der Trägerlage 10 und der Übertragungslage 13 ausgestaltet. Dabei umfasst die Trägerlage 10 die Trägerschicht 11 und die Ablöseschicht 12. Die Übertragungslage 13 umfasst die Schutzschicht 14, die Dekorschicht 15 und die Haftvermittlerschicht 16.
Die Haftvermittlerschicht 16 ist beispielsweise noch nicht vollständig ausgehärtet. Dabei wird die Transferfolie 1 beispielsweise als Rollenware und/oder Endlosfolie bereitgestellt.
In einem Schritt S02 wird eine Formkavität bereitgestellt. Das die Formkavität bildende Werkzeug wird beispielsweise auf eine Temperatur von vorzugsweise im Bereich zwischen 80°C und 120 °C, besonders bevorzugt im Bereich zwischen 90°C und 110°C vortemperiert. Man spricht dabei von der Werkzeugtemperatur.
In einem Schritt S03 wird die Transferfolie 1 in die Formkavität eingebracht. Dabei wird die Transferfolie 1 vorzugsweise mittels Folienvorschubgerätetechnik in die Formkavität eingebracht.
In einem Schritt S04 wird ein Polyurethan bildendes Gemisch an einem Mischkopf bereitgestellt. Das Gemisch enthält vorzugsweise ein Polyol, ein Isocyanat und weitere chemische Additive als Komponenten. Beispielsweise wird „Puroclear 3351 IT“ von der Fa. Ruehl Puromer GmbH als Gemisch verwendet. Die Komponenten werden am Mischkopf gemischt. Mit dem Mischen der Komponenten am Mischkopf startet eine exotherme chemische Vernetzungsreaktion.
Das Polyol „Puroclear 3351 IT“ als Einzelkomponente weist bei einer Temperatur von 20°C eine Dichte von 1 ,09 g/cm3 und bei einer Temperatur von 25°C eine Viskosität von 1000 mPas auf.
Das Isocyanat „Puronate 960/1“ als Einzelkomponente weist bei einer Temperatur von 20°C eine Dichte von 1 ,13 g/cm3 und bei einer Temperatur von 25°C eine Viskosität von 2500 mPas auf.
Das Puroclear 3351 IT und das Isocyanat und ggf. weitere chemische Additive als Einzelkomponenten oder bereits mit einem der beiden Hauptkomponenten vorgemischt, werden in dem Mischkopf zusammengeführt, bevorzugt bei einer Rohstofftemperatur von 60°C bis 70°C.
Die empfohlene Werkzeugtemperatur für dieses PUR-Gemisch sollte sich bevorzugt in dem Bereich zwischen 80°C und 90°C befinden.
Das Gemisch wird in einem unmittelbar auf den Schritt S04 folgenden Schritt S05 in die Formkavität injiziert. Das Gemisch wird dabei beispielsweise mit einem Fülldruck von 70 bar bis 140 bar in die Formkavität injiziert. Die Transferfolie 1 wird in diesem Ausführungsbeispiel an ihrer durch die Haftvermittlerschicht 16 begrenzten Seite vom Gemisch vollflächig überflutet.
Die Temperatur des Gemischs liegt beim Injizieren des Gemischs in die Formkavität beispielsweise bei 60°C bis 70°C. Der Fülldruck des Gemischs liegt beim Injizieren des Gemischs in die Formkavität beispielsweise bei 70 bar bis 140 bar. Die Viskosität des Gemischs liegt beim Injizieren des Gemischs in die Formkavität beispielsweise bei bis zu 100 mPas.
Die Temperatur des Gemischs ist beim Injizieren in die Formkavität in diesem Beispiel niedriger als die Temperatur der Formkavität (Werkzeugtemperatur). Die Dauer des Injizierens, das heißt die Füllphase, ist ca. 5 Sekunden bis 20 Sekunden lang, je nach vorliegender Werkzeugtemperatur.
In einem Schritt S06 härtet sich das Gemisch in der Formkavität infolge der exothermen chemischen Vernetzungsreaktion. Dabei bildet sich die Polyurethanschicht P aus. Insbesondere kommt es auch zu einer exothermen chemischen Vernetzungsreaktion zwischen dem die Polyurethanschicht bildenden Gemisch und der noch nicht vollständig ausgehärteten Haftvermittlerschicht 16. Dabei bilden sich vorzugsweise Quervernetzungen zwischen dem die Polyurethanschicht bildenden Gemisch und der Haftvermittlerschicht 16 aus. Die entstehende Polyurethanschicht P wird vorzugsweise stoffschlüssig mit der Haftvermittlerschicht 16 verbunden. Durch das Härten bildet sich ein Verbund aus der Folie und der Polyurethanschicht, der einen Vorläufer des folienbeschichteten Artikels bildet. Der Verbund aus der Folie und der Polyurethanschicht ist formstabil.
Die Temperatur des Gemischs liegt unmittelbar nach dem vollständigen Injizieren des Gemischs in die Formkavität beispielsweise bei ca. 100°C. Diese Temperatur entspricht der Werkzeugtemperatur oder liegt leicht höher als die Werkzeugtemperatur. Der Werkzeuginnendruck liegt unmittelbar nach dem vollständigen Injizieren des Gemischs in die Formkavität beispielsweise bei ca. 50 bar bis 150 bar. Die Viskosität des Gemischs liegt unmittelbar nach dem vollständigen Injizieren des Gemischs in die Formkavität beispielsweise bei bis zu 100 mPas. Dabei ist die Viskosität des Gemischs unverändert zu der Viskosität des Gemischs wie bei Injektionsbeginn.
Nach dem vollständigen Injizieren des Gemisches in die Formkavität beträgt die sogenannte Haltezeit ca. 60 Sekunden. Das ist etwa das 5-fache der Topfzeit. Im vorliegenden Beispiel beträgt die Härtezeit nach der Entnahme des Bauteils ca. 30 Minuten. Diese Zeit kann zum Beispiel unter Verwendung einer Kühlung beschleunigt werden, so dass man damit dann reduzierte praktische Härtezeiten von ca. 10 Minuten erhält.
Das Gemisch und/oder die sich bildende Polyurethanschicht P nimmt aufgrund der niedrigen Wärmeleitfähigkeit des Polyurethans von ca. 0,020 W/Km bis 0,040 W/Km mit Fortschreiten der Zeit die voreingestellte Temperatur der Formkavität (Werkzeugtemperatur) an, die in diesem Beispiel 100°C beträgt.
Aufgrund der exothermen chemischen Vernetzungsreaktion ist in diesem Beispiel während des Härtens keine zusätzliche Wärmezufuhr erforderlich. Nach dem vollständigen Injizieren des Gemischs in die Formkavität beträgt der Werkzeuginnendruck ca. 50 bar bis 150 bar. Der Werkzeuginnendruck nimmt über die Haltezeit im Werkzeug ab, aufgrund der Viskositätszunahme des PUR- Gemisches.
Mit Fortschreiten der chemischen Vernetzungsreaktion steigt die Viskosität des Gemischs und/oder der sich bildenden Polyurethanschicht P. Dabei härtet das Gemisch und/oder die sich bildende Polyurethanschicht P aus.
Am Ende der chemischen Vernetzungsreaktion liegt die Temperatur des Gemischs in der Formkavität beispielsweise bei ca. 100°C (entspricht der Werkzeugtemperatur). Der Werkzeuginnendruck in der Formkavität liegt am Ende der chemischen Vernetzungsreaktion beispielsweise bei ca. 50 bar.
In einem Schritt S07 wird der Verbund aus der Folie und der Polyurethanschicht aus der Formkavität entnommen.
In einem Schritt S08 wird die Trägerlage 10 der Transferfolie 1 entfernt. Dabei werden in diesem Beispiel sowohl die Trägerschicht 11 als auch die Ablöseschicht 12 der Trägerlage 10 vollständig entfernt. Dadurch bleibt von der Transferfolie 1 nur die Übertragungslage 13 auf dem folienbeschichteten Artikel 2 vorhanden. Vorzugsweise wird der folienbeschichtete Artikel 2 unmittelbar während der Entnahme von der Trägerlage 10 abgelöst.
In einem Schritt S09 wird der folienbeschichtete Artikel 2 auf einer Haltevorrichtung außerhalb des Werkzeugs (das heißt außerhalb der Formkavität) abgelegt. Die Haltevorrichtung weist vorzugsweise die Form des folienbeschichteten Artikels auf.
In einem Schritt S10 wird der folienbeschichtete Artikel 2 auf eine Temperatur von beispielsweise bei 20°C bis 25°C (Raumtemperatur) abgekühlt. Die Temperaturdifferenz für das Abkühlen des folienbeschichteten Artikel 2 ausgehend von der Temperatur des Gemischs in der Formkavität beträgt dabei nur ca. 80 K. Die Temperaturdifferenz für das Abkühlen des folienbeschichtete Artikel 2 ist damit vorteilhafterweise sehr viel niedriger als beim Spritzgießen von thermoplastischen Materialien. Während des Abkühlens des folienbeschichteten Artikels 2 dauert der Härtungsvorgang vorzugsweise an und ist vorzugsweise mit dem Erreichen der Raumtemperatur abgeschlossen.
In einem Schritt S11 wird der fertiggestellte folienbeschichtete Artikel 2 erhalten. Der fertiggestellte folienbeschichtete Artikel 2 ist formstabil.
Nach dem Erreichen der Formstabilität können u. a. die folgenden weiteren Arbeitsschritte erfolgen:
- Fräsen der überschüssigen Konturen der Polyurethanschicht P zur Erzeugung einer „sauberen“ Außenkontur.
- Polieren des folienbeschichteten Artikels 2, insbesondere der der Polyurethanschicht P.
- Lasern der Polyurethanschicht P und/oder der der Polyurethanschicht P gegenüber gelegenen Schutzschicht 14.
Der gleiche Ablauf der Schritte S01 bis S11 mit Ausnahme des Schritts S08 (Entfernen der Trägerlage der Transferfolie 1) ergibt sich auch für Ausgestaltungen der Folie als Label, PMD-Sheet (Print-Mold-Design-Sheet) oder Insert. Dabei kann der Verbund aus der Folie und der Polyurethanschicht in den Schritten S06 und S07 bereits als folienbeschichteter Artikel 2 bezeichnet werden.
Vorteilhafterweise entfällt beim erfindungsgemäßen Verfahren der Wechsel zwischen den separaten Fertigungseinheiten für das Spritzgießverfahren und das Überfluten mit Polyurethan. Dadurch ist das erfindungsgemäße Verfahren im Vergleich zum Stand der Technik einfach und schnell. Somit können folienbeschichtete Artikel besonders kosteneffizient hergestellt werden. Für den Fachmann ist es klar, dass die vorstehend aufgeführten Ausführungsvananten der Vorrichtungen, Einrichtungen, Verfahren oder Verfahrensschritte, beliebig miteinander kombiniert werden können und keine Limitierung, insbesondere in ihrer Formgebung und Kombination, darstellen.
Bezugszeichenliste 1 Transferfolie
2 Folienbeschichteter Artikel
P Polyurethanschicht
10 Trägerlage
11 Trägerschicht
12 Ablöseschicht
13 Übertragungslage
14 Schutzschicht
15 Dekorschicht
16 Haftvermittlerschicht

Claims

Patentansprüche
1. Folie zum Beschichten mit Polyurethan, insbesondere zum Überfluten mit Polyurethan, wobei die Folie zumindest eine Haftvermittlerschicht (16) umfasst, wobei die Folie zusätzlich eine Schutzschicht (14) und/oder eine Trägerschicht (11 ) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Haftvermittlerschicht (16) für eine Anlagerung von Polyurethan ausgestaltet ist.
2. Folie nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Folie zumindest eine Dekorschicht (15) umfasst, und dass die Haftvermittlerschicht (16) auf der der Schutzschicht (14) und/oder der Trägerschicht (11 ) abgewandten Seite der zumindest einen Dekorschicht (15) angeordnet ist.
3. Folie nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie eine Transferfolie (1) ist, wobei die Transferfolie (1 ) eine Trägerlage (10) und eine auf der Trägerlage (10) angeordnete Übertragungslage (13) umfasst, wobei die Übertragungslage (13) die zumindest eine Dekorschicht (15), die Schutzschicht (14) und die Haftvermittlerschicht (16) umfasst, und wobei die Trägerlage (10) auf der der Haftvermittlerschicht (16) abgewandten Seite der zumindest einen Dekorschicht (15) angeordnet ist, und wobei die Trägerlage (10) die Trägerschicht (11 ) umfasst.
4. Folie nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerlage (10) zusätzlich eine Ablöseschicht (12) vorzugsweise mit einer Schichtdicke von 0,1 nm bis 50 nm umfasst, wobei die Ablöseschicht (12) an der der Übertragungslage (13) zugewandten Seite der Trägerlage (10) angeordnet ist, und wobei die Ablöseschicht (12) vorzugsweise wenigstens ein Wachs umfasst oder daraus besteht.
5. Folie nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie ein Label oder ein Print-Mold-Design-Sheet (PMD-Sheet) oder ein Insert ist, und wobei die Trägerschicht (11 ) vorzugsweise aus einem Material gebildet ist, das aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus Polyethylenterephthalat (PET), Polymethylmethacrylat (PMMA), Polycarbonat (PC), Acrylnitril-Butadien-Styrol- Polycarbonat (ABS-PC), Polypropylen (PP) und Mischungen davon besteht.
6. Folie nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Haftvermittlerschicht (16) vorzugsweise mittels einer Druckart, einzeln oder in Kombination ausgewählt aus Siebdruck, Flexodruck, Tiefdruck, Inkjetdruck, mittelbar oder unmittelbar auf die Dekorschicht (15) vollflächig und/oder bereichsweise aufgebracht ist.
7. Folie nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Haftvermittlerschicht (16) wenigstens ein Bindemittel aufweist, das aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus Polyurethanharzen, Polyurethandispersionen, Acrylharzen, Methacrylharzen, Phenolharzen, Epoxidharzen, Polyharnstoffen, Melaminharzen, Aminoplasten, Polyesterharzen, Alkydharzen, Polyamidharzen, Vinylesterharzen und Mischungen davon, vorzugsweise Polyurethanharzen, Polyurethandispersionen, Phenolharzen, Epoxidharzen, Polyharnstoffen, Melaminharzen, Aminoplasten, Polyesterharzen, Alkydharzen, Polyamidharzen und Mischungen davon besteht.
8. Folie nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Haftvermittlerschicht (16) derart ausgestaltet ist, dass eine chemische Verbindung mit dem anzulagernden Polyurethan durch die Haftvermittlerschicht (16) eingehbar ist.
9. Folie nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Haftvermittlerschicht (16) zumindest bereichsweise noch nicht vollständig ausgehärtet ist.
10. Folie nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Haftvermittlerschicht (16) eine Schichtdicke ausgewählt aus einem Bereich von 0,1 pm bis 15 pm, vorzugsweise von 0,5 pm bis 10 pm, besonders bevorzugt von 1 pm bis 4 pm, aufweist.
11 . Folie nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Dekorschicht (15) zumindest ein Dekorelement aufweist.
12. Folie nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Dekorschichten (15) zumindest einen Lack umfassen, einzeln oder in Kombination oder als Mischung ausgewählt aus einem UV-vernetzten Lack, einem thermisch vernetzten Lack, einem thermoplastischen Lack, und dass die Dekorschichten (15) jeweils unabhängig voneinander unpigmentiert oder pigmentiert oder eingefärbt oder nicht eingefärbt sind.
13. Folie nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine, zumindest ein Dekorelement enthaltende Dekorschicht (15) aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus transparenten und/oder farbigen Lackschichten, insbesondere umfassend ein oder mehrere Farbstoffe und/oder Pigmente, Replizierschichten mit abgeformter optisch aktiver Oberflächenstruktur, Reflexionsschichten, insbesondere opaken Reflexionsschichten, transparenten Reflexionsschichten, metallischen Reflexionsschichten oder dielektrischen Reflexionsschichten, optisch variablen Schichten, optisch aktiven Schichten, Interferenz-Mehrschichtsystemen, Volumenhologrammschichten, Flüssigkristallschichten, insbesondere cholesterischen Flüssigkristallschichten, elektrisch leitfähigen Schichten, Antennenschichten, Elektrodenschichten, magnetische Schichten, Magnetspeicherschichten, Barriereschichten und Kombinationen davon besteht.
14. Folienbeschichteter Artikel, umfassend eine Folie nach Anspruch 1 , 2, 5 bis 13 oder die Übertragungslage (13) der als Transferfolie (1 ) ausgestalteten Folie nach Anspruch 3 oder 4, und eine an die Haftvermittlerschicht (16) angegossene Polyurethanschicht (P).
15. Folienbeschichteter Artikel nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Polyurethanschicht (P) eine Wandstärke ausgewählt aus einem Bereich von 0,2 mm bis 30 mm, vorzugsweise von 0,3 mm bis 20 mm, besonders bevorzugt von 0,5 mm bis 15 mm aufweist.
16. Folienbeschichteter Artikel nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Polyurethanschicht (P) eine entlang der flächenhaften Erstreckung der Polyurethanschicht (P) und/oder entlang der flächenhaften Erstreckung der Dekorschicht (15) konstant bleibende Wandstärke aufweist.
17. Folienbeschichteter Artikel nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Polyurethanschicht (P) eine entlang der flächenhaften Erstreckung der Polyurethanschicht (P) und/oder entlang der flächenhaften Erstreckung der Dekorschicht (15) nicht konstant bleibende Wandstärke aufweist, wobei die Wandstärke vorzugsweise zumindest in einem ersten Bereich eine erste Wandstärke und vorzugsweise zumindest in einem zweiten Bereich eine zweite Wandstärke aufweist, wobei sich die erste Wandstärke von der zweiten Wandstärke insbesondere um 5% bis 75%, bevorzugt um 10% bis 50% unterscheiden.
18. Folienbeschichteter Artikel nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Polyurethanschicht (P) entlang der flächenhaften Erstreckung der Polyurethanschicht (P) und/oder entlang der flächenhaften Erstreckung der Dekorschicht (15) zumindest eine kontinuierliche Veränderung der Wandstärke aufweist.
19. Folienbeschichteter Artikel nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Polyurethanschicht (P) entlang der flächenhaften Erstreckung der Polyurethanschicht (P) und/oder entlang der flächenhaften Erstreckung der Dekorschicht (15) zumindest einen Wandstärkensprung aufweist, wobei der Wandstärkensprung vorzugsweise senkrecht in Bezug auf die Dekorschicht (15) verläuft.
20. Folienbeschichteter Artikel nach einem der Ansprüche 14 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass der folienbeschichtete Artikel (2) an einer ersten Seite durch die Polyurethanschicht (P) begrenzt ist und an einer gegenüberliegenden zweiten Seite durch die Schutzschicht (14) und/oder die Trägerschicht (11 ) begrenzt ist.
21 . Folienbeschichteter Artikel nach einem der Ansprüche 14 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerschicht (11 ) zumindest einen Verankerungsbereich für eine Verankerung oder Befestigung, insbesondere Verklebungen und/oder Funktionselemente, wie beispielsweise Leiterbahnen, Sensoren, Leuchten und/oder elektronische Komponenten, aufweist.
22. Folienbeschichteter Artikel nach einem der Ansprüche 14 bis 21 , dadurch gekennzeichnet, dass die Polyurethanschicht (P) eine Transmission größer als 50%, vorzugsweise größer als 70% für den vom menschlichen Auge wahrnehmbaren Wellenlängenbereich aufweist.
23. Folienbeschichteter Artikel nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die in den folienbeschichteten Artikel (2) eingebettete Dekorschicht (15) von beiden Seiten des Schichtaufbaus aus, zumindest bereichsweise oder vollständig, für das menschliche Auge wahrnehmbar und/oder für eine optische Sensoreinheit messbar ist.
24. Folienbeschichteter Artikel nach einem der Ansprüche 14 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Polyurethanschicht (P) auf der Haftvermittlerschicht (16) mit einer Haftkraft ausgewählt aus einem Bereich von 2,5 MPa bis 10 MPa, vorzugsweise von 2,5 MPa bis 5 MPa, haftet.
25. Folienbeschichteter Artikel nach einem der Ansprüche 14 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass der folienbeschichtete Artikel (2) keinen spritzgegossenen Thermoplast umfasst.
26. Verfahren zur Herstellung eines folienbeschichteten Artikels (2), vorzugsweise zur Herstellung des folienbeschichteten Artikels (2) nach einem der Ansprüche 14 bis 25, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst, insbesondere in der nachstehenden Reihenfolge: a) Bereitstellen einer Folie nach einem der Ansprüche 1 bis 13, b) Bereitstellen einer Formkavität, c) Einbringen der Folie in die Formkavität, d) Bereitstellen eines Polyurethan bildenden Gemischs an einem Mischkopf, e) Injizieren des Gemischs in die Formkavität, so dass die Folie an ihrer durch die Haftvermittlerschicht (16) begrenzten Seite vom Gemisch zumindest bereichsweise überflutet und/oder übergossen wird, f) Erhalt des folienbeschichteten Artikels (2).
27. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass das Gemisch im Schritt e) in die Formkavität mit einem Fülldruck ausgewählt aus einem Bereich von 70 bar bis 140 bar, vorzugsweise von 80 bar bis 100 bar injiziert wird.
28. Verfahren nach Anspruch 26 oder 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Formkavität ein Negativ für die zu bildende Polyurethanschicht (P) ausbildet, wobei die Formkavität vorzugsweise unterschiedlich dicke Kavitätsbereiche zur Ausbildung von unterschiedlichen Wandstärken der Polyurethanschicht (P) aufweist.
29. Verfahren nach einem der Ansprüche 26 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Polyurethanschicht (P) in der Formkavität infolge des Injizierens des Gemischs nach Schritt e) bei einer Temperatur ausgewählt aus einem Bereich von 40°C bis 160°C, vorzugsweise von 60°C bis 140°C, besonders bevorzugt von 80°C bis 120°C, und/oder bei einem Druck ausgewählt aus einem Bereich von 3 bar bis 100 bar, vorzugsweise von 5 bar bis 50 bar, besonders bevorzugt von 8 bar bis 30 bar, ausbildet.
30. Verfahren nach einem der Ansprüche 26 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren zusätzlich den folgenden Schritt umfasst, der vorzugsweise nach Schritt e) durchgeführt wird: h) Härten des Gemischs innerhalb und/oder außerhalb der Formkavität unter Ausbildung der Polyurethanschicht (P).
31 . Verfahren nach einem der Ansprüche 26 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren zusätzlich den folgenden Schritt umfasst, der vorzugsweise nach Schritt e) und/oder nach Schritt h) durchgeführt wird: i) Entfernen der Trägerlage (10) der Folie.
32. Verfahren nach einem der Ansprüche 26 bis 31 , dadurch gekennzeichnet, dass die Folie im Schritt c) als Rollenware und/oder als Endlosfolie und/oder als Bogen bereitgestellt und/oder mittels Folienvorschubgerätetechnik in die Formkavität eingebracht wird.
33. Verfahren nach einem der Ansprüche 26 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren den weiteren folgenden Schritt aufweist oder dass Schritt a), c) und/oder Schritt f) den weiteren folgenden Teilschritt umfasst: j) Reinigen der Folie und/oder des folienbeschichteten Artikels (2), vorzugsweise der Haftvermittlerschicht (16) und/oder der Polyurethanschicht (P), insbesondere durch zumindest eine Bürste, ein Gebläse und/oder eine Absaugeinrichtung.
34. Verfahren nach einem der Ansprüche 26 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren den weiteren folgenden Schritt aufweist oder dass Schritt f) den weiteren folgenden Teilschritt umfasst: k) Bedrucken des folienbeschichteten Artikels (2), vorzugsweise der Polyurethanschicht (P), insbesondere in zumindest einem ersten und/oder zweiten Bereich, vorzugsweise allein oder in Kombination ausgewählt aus Inkjetdruck, Tiefdruck, Siebdruck, Flachdruck, Hochdruck und Flexodruck.
35. Verfahren nach einem der Ansprüche 26 bis 34, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren den weiteren folgenden Schritt aufweist oder dass Schritt c) den weiteren folgenden Teilschritt umfasst: l) Vorbehandlung der Folie, vorzugsweise der Haftvermittlerschicht, insbesondere mittels eines Verfahrens allein oder in Kombination ausgewählt aus Coronabehandlung, Flammbehandlung und Plasmabehandlung.
36. Verfahren nach einem der Ansprüche 26 bis 35, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren den weiteren folgenden Schritt aufweist oder dass Schritt f) den weiteren folgenden Teilschritt umfasst: m) Zuschneiden des folienbeschichteten Artikels (2) mittels Stanzen oder Wasserstrahlschneiden oder Laserschneiden.
37. Verfahren nach einem der Ansprüche 26 bis 36, dadurch gekennzeichnet, dass der in Schritt f) erhaltene folienbeschichtete Artikel (2) ausgewählt ist aus der Gruppe Display, Touchfeld, Panel, Blende, Funktionselement, insbesondere aus den folgenden Bereichen: weiße Ware, Kraftfahrzeuge, Luftfahrt, Schiffe, Haushaltsgeräte, Telekommunikationsgeräte, Konsumgüter, Dokumente, Sicherheitselemente, Etiketten und/oder Elektronikartikel.
38. Verfahren nach einem der Ansprüche 26 bis 37, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren kein thermoplastisches Spritzgießen umfasst.
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Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07186597A (ja) * 1993-12-27 1995-07-25 Sakura Color Prod Corp 転写紙
DE10221482C1 (de) 2002-05-15 2003-09-18 Kurz Leonhard Fa Vorrichtung zum Herstellen eines abgewinkelt profilierten Formteiles, das mit einer Prägefolie dekoriert wird
JP6919167B2 (ja) * 2016-09-30 2021-08-18 大日本印刷株式会社 三次元成形用転写フィルム、その製造方法、及び樹脂成形品の製造方法
WO2018224306A1 (de) * 2017-06-07 2018-12-13 Merck Patent Gmbh Spritzgiessverfahren zur erzeugung von virtuellen dreidimensionalen mustern in formkörpern
DE102017118904A1 (de) 2017-08-18 2019-02-21 Leonhard Kurz Stiftung & Co. Kg Transferfolie, Verfahren zur Herstellung eines folienbeschichteten Artikels und folienbeschichteter Artikel
JP6633038B2 (ja) 2017-09-15 2020-01-22 Ｎｉｓｓｈａ株式会社 転写シートとそれを用いた成形方法
DE102018123473A1 (de) 2018-09-24 2020-03-26 Leonhard Kurz Stiftung & Co. Kg Dekorfolie, Transferfolie, Verwendung einer Transferfolie, Verfahren zur Herstellung einer Transferfolie, Verfahren zum Dekorieren eines Kunststoffformteils sowie Kunststoffformteil
DE102020105361A1 (de) 2020-02-28 2021-09-02 Leonhard Kurz Stiftung & Co. Kg Verfahren und Vorrichtung zum Dekorieren eines Spritzgussformteils sowie ein Spritzgussformteil

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