Verfahren zur Herstellung ggf. durchleuchtbarer, galvanisch veredelter Formkörper aus Thermoplast, Duroplast, Elastomer oder Silicon und ggf. durchleuchtbare Formkörper aus Thermoplast, Duroplast, Elastomer oder Silicon mit galvanisch veredelter OberflächeProcess for the production of, if appropriate, radiolucent, electroplated moldings made of thermoplastic, thermoset, elastomer or silicone and, if applicable, fluoroscopic moldings made of thermoplastic, thermoset, elastomer or silicone with electroplated surface
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung vorzugsweise durchleuchtbarer, galvanisch veredelter Formkörper aus Thermoplast, Duroplast, Elastomer oder Silikon mit Symbolen und mit einer vorzugsweise galvanisch aufgebrachten Deckschicht.The invention relates to a method for producing preferably radiolucent, electroplated moldings made of thermoplastic, thermoset, elastomer or silicone with symbols and with a preferably electroplated cover layer.
Anwendungsgebiet der Erfindung sind Formkörper aus Thermoplast, Duroplast, Elastomer oder Silicon, insbesondere mit durchleuchtbaren Strukturen, Symbolen oder Mustern. Dies gilt insbesondere in und an Kraftfahrzeugen für Schalter, Bedienelemente, Armaturentafeln, Scbriftzüge, Embleme und dergleichen sowie für Nachrüst- und Zubehör-Teile wie z.B. Autoradios, Türschwellerabdeckungen, usw. Diese Formkörper aus Thermoplast, Duroplast, Elastomer oder Silicon sind normalerweise nicht galvanisierbar. Der Einsatz von galvanischen Oberflächen wird jedoch aus gestalterischen Gründen erstrebt. Die Durchleuchtung der Symbole wird als Tag-/Nacht-Design gefordert. Weitere Anwendungsgebiete der Erfindung sind Elektrogeräte, elektronische Geräte und Bedien- und Anzeigeelemente aller Art, Audio- und Videogeräte, Geräte und Bedien- und Anzeigeelemente der Informations- , Telekommunikations- und der Haustechnik sowie Produkte der Steuerungstechnik wie Schaltgeräte, -schränke, -anlagen und -pulte, z.B. Produktions-, Anlagen- und Gebäude-Leitsysteme.Field of application of the invention are molded articles made of thermoplastic, thermoset, elastomer or silicone, in particular with translucent structures, symbols or patterns. This applies in particular to and in motor vehicles for switches, controls, dashboards, slide trains, emblems and the like as well as for retrofit and accessory parts such as Car radios, door sill covers, etc. These molded parts made of thermoplastic, thermoset, elastomer or silicone are normally not galvanizable. However, the use of galvanic surfaces is sought for design reasons. The illumination of the symbols is required as a day / night design. Further areas of application of the invention are electrical devices, electronic devices and control and display elements of all types, audio and video devices, devices and control and display elements of information, telecommunications and domestic technology as well as products of control technology such as switching devices, cabinets, systems and consoles, e.g. Production, plant and building control systems.
Nach dem Stand der Technik werden derartige Formkörper aus Thermoplast für den Fahrzeuginnenraum mit funktionsbeschreibenden und / oder positionsanzeigenden Symbolen zur Durchleuchtung im Tag-/ Nacht-Design, z. B. Drehgriffe für Klimamodule oder Fensterheberschalter, wie folgt hergestellt:
A. Fertigung von Bedienelementen im 2-Komponenten-Spritzguss-Verfahren.According to the prior art, such molded articles made of thermoplastic for the vehicle interior with function-describing and / or position-indicating symbols for fluoroscopy in day / night design, for. B. Turn handles for air conditioning modules or window switches manufactured as follows: A. Production of control elements in the 2-component injection molding process.
Hierbei kann man entweder das später durchleuchtbare, anzeigende und funktionsbeschreibende Symbol aus einem klaren oder eingefärbten lichtleitenden Material wie PC als Vorspritzling ausbilden, das dann durch geeignete Kunststoffspritzguss-Werkzeuge entweder automatisch in eine zweite Kavität gedreht wird oder durch geeignete Angussverlegung nacheinander in einer Kavität durch Zurückziehen eines Barriereschiebers mit einer zweiten, meist schwarzen Kunststoffmasse umspritzt wird. In der heute weit verbreitet eingesetzten Technik wird ein glasklarer Vorspritzling aus Polycarbonat mit einem schwarzen oder ähnlichen ABS/PC- Blend (z.B. Bayblend® T65 ) oder ABS umspritzt. Da beide Materialien eine chemische Verbindung eingehen, ist der Vorspritzling ein fester Bestandteil des Artikels. Der Vorspritzling liegt eingebettet in der Umspritzung und kann, da er durch die Sichtfläche steht, von hinten mit einer Lichtquelle be- bzw. durchleuchtet werden. Man kann den Vorspritzling auch z.B. in einem milchig trüben transluzenten PC ausbilden, der im Tagdesign weiß erscheint und dann, je nach Beleuchtungs-Farbe, im Nachtdesign andersfarbig durchleuchtet werden kann.Here you can either form the later illuminable, indicating and function-describing symbol from a clear or colored light-conducting material such as PC as a pre-molded part, which is then either automatically rotated into a second cavity by suitable plastic injection molding tools or successively in a cavity by retracting the appropriate sprue a gate valve is overmolded with a second, usually black, plastic compound. In today's widely used technology, a clear polycarbonate pre-molded part is overmolded with a black or similar ABS / PC blend (e.g. Bayblend® T65) or ABS. Since both materials form a chemical bond, the pre-molded part is an integral part of the article. The pre-molded part is embedded in the overmolding and, since it stands through the visible surface, can be illuminated or illuminated from behind with a light source. You can also e.g. in a milky, cloudy, translucent PC that appears white in the day design and then, depending on the lighting color, can be illuminated in a different color in the night design.
Das Verfahren benötigt ein teures Kunststoffspritzguss-Werkzeug und eine 2- Komponenten- Spritzgussmaschine mit dazugehöriger Peripherie. Die Kosten hierfür liegen im doppelten Bereich eines herkömmlichen Werkzeuges und einer konventionellen Maschine. Die Produktion lohnt sich also erst ab einer sehr hohen Stückzahl. Weiter ist das Design des Symbols nicht ohne weiteres variabel. Man ist mit dem erzeugten Symbol an das formgebende Spritzguss-Werkzeug gebunden. Möchte man das Symbol ändern, Form und Lage variieren, muss entweder ein neues Werkzeug gebaut werden oder zumindest neue Werkzeugeinsätze.The process requires an expensive plastic injection molding tool and a 2-component injection molding machine with associated peripherals. The costs for this are double that of a conventional tool and a conventional machine. Production is therefore only worthwhile from a very large number. Furthermore, the design of the symbol is not easily variable. You are bound to the shaping injection molding tool with the generated symbol. If you want to change the symbol, vary the shape and position, either a new tool must be built or at least new tool inserts.
Der Hauptnachteil ist jedoch der Übergang der ABS- bzw. ABS/PC-Schicht zur durchleuchtfähigen PC-Schicht des Symbols. Hier entstehen durch diese Methode des Herstellungsprozesses nicht abzustellende feine Fehlstellen, ähnlich Haarrissen. Durch die nacheinander eingespritzten Materialien kommt es durch Abkühlen der Fließfronten nicht zu einem sauberen chemischen Verbund der Schichten. Entlüftungsprobleme am Symbol führen teilweise dann noch zu erheblich größeren „Löchern und Schluchten" im
Verbund. Setzt nachfolgend der Galvanisier-Prozess ein, kommt es durch Ansammlung von Lösungen im Galvanikbecken und teilweise eingeschlossener Luft zu Fehlstellungen am Übergang Metallschicht / freie Schicht. Die Prozessführung der . Galvanik ist hier nie sicher herzustellen, die Übergangsschicht ist stets unsauber oder es entstehen sogar Fehlstellen bis hin zu Überwachsungen. Ausschusszahlen und dadurch enorme Kosten sind die Folge. .The main disadvantage, however, is the transition from the ABS or ABS / PC layer to the translucent PC layer of the symbol. This method of the manufacturing process creates fine imperfections that cannot be eliminated, similar to hairline cracks. The materials injected one after the other do not result in a clean chemical bond between the layers when the flow fronts cool down. Venting problems on the symbol sometimes lead to considerably larger "holes and gorges" in the Composite. If the electroplating process subsequently begins, solutions in the electroplating basin and partially trapped air lead to misalignments at the transition from the metal layer to the free layer. The litigation of. Electroplating is never safe to produce here, the transition layer is always unclean or there are even imperfections up to overgrowth. Waste numbers and therefore enormous costs are the result. ,
B. Fertigung von Bedieneiementen durch Lackieren und nachträgliches Auslasern von Symboliken.B. Manufacturing of operating elements by painting and subsequent lasering of symbols.
Hierbei werden Bedienelemente aus einem klaren oder transluzenten PC oder PMMA hergestellt, die nachträglich komplett lackiert werden. Durch nachträgliches Auslasern von Lackbereichen mit speziellen Laserschneidautomaten können nun Symboliken aus der Lackschicht gebrannt werden. Hierbei sind den Möglichkeiten der Designfreiheit hinsichtlich der Ausführung der Symboliken kaum Grenzen gesetzt, da man verschiedene Lackschichten und Farben aufbringen kann und die auszulasernden Bereiche schnell modifizieren kann. Die ausgelaserten Bereiche sind durchleuchtbar, Verchromen jedoch ist nicht möglich.Here, control elements are made of a clear or translucent PC or PMMA, which are subsequently completely painted. By lasering out paint areas with special laser cutting machines, symbols can now be burned from the paint layer. There are hardly any limits to the freedom of design with regard to the execution of the symbols, since different layers of paint and colors can be applied and the areas to be lasered can be quickly modified. The lasered areas can be X-rayed, but chrome plating is not possible.
C. Fertigung von Bedienelementen durch Verwendung einer IMD - Technik ( In Mould Decoration )C. Manufacture of Control Elements Using IMD (In Mold Decoration) Technology
Eine klare, meist Polycarbonat-Folie wird rückseitig durch Siebdruck farbig bedruckt. Man ist in der Designauslegung fast völlig frei, kann mehrfarbige Symbole nacheinander bedrucken und mit einer abschließend bedruckten Schicht ein verschiedenfarbiges Nachtdesign realisieren. Durch automatisiertes oder manuelles Einlegen der Folien in ein spezielles Spritzgusswerkzeug wird nun Kunststoffmaterial hinter die Folie gespritzt, welches mit der Farbe und der Folie eine Verbindung eingeht. Die positionsanzeigenden Symboliken und Felder schirmt man dabei durch Kerne, die gegen die Folie drücken, von dem Kunststoff material ab. Man kann die Folie entweder durch das Siebdruckverfahren schwarz oder andersfarbig beschichten, oder nur farbige Symbole auf der sonst klaren Folie aufbringen. Je nach Ausführung des späteren Artikels kann auch die gesamte Folie nur mit einem glasklaren Material hinterspritzt und der gesamte Artikel beleuchtet werden. Hierbei kann man das Ein- und Ausschalten einzelner
Symboliken nicht gewährleisten, da die glasklare Materialschicht komplett als Lichtleiter fungiert. Verchromte oder metallisch wirkende Oberflächen sind mit dieser Technik nicht herstellbar.A clear, usually polycarbonate film is printed in color on the back by screen printing. The design is almost completely free, you can print multicolored symbols one after the other and implement a differently colored night design with a final printed layer. By automatically or manually inserting the foils into a special injection molding tool, plastic material is now injected behind the foil, which forms a connection with the paint and the foil. The position-indicating symbols and fields are shielded from the plastic material by cores that press against the film. The film can either be coated black or in a different color using the screen printing process, or only colored symbols can be applied to the otherwise clear film. Depending on the design of the later article, the entire film can only be back-injected with a crystal-clear material and the entire article can be illuminated. Here you can switch individual on and off Do not guarantee symbols as the crystal-clear material layer functions completely as a light guide. Chromium-plated or metallic surfaces cannot be produced with this technology.
War man in der Vergangenheit an diese drei beschriebenen Verfahren A - C gebunden, um Symboliken im Tag-/Nacht-Design an Bauteilen zu realisieren, so kann man nun aufgrund der vorliegenden Erfindung auch hochwertige metallische Oberflächen mit funktionsbeschreibenden, positionsanzeigenden und durchleuchtungsfähigen Symboliken herstellen.In the past, these three described methods A - C were used to implement symbols in day / night design on components, but now, due to the present invention, high-quality metallic surfaces with function-describing, position-indicating and fluorosable symbols can also be produced.
Es war nach dem Stand der Technik nicht möglich z.B. chrombeschichtete Bedienknöpfe mit im Tag-/Nacht-Design funktionsbeschreibenden, positionsanzeigenden und durchleuchtbaren Symboliken herzustellen.It was not possible in the prior art e.g. Manufacture chrome-coated control buttons with symbols that describe functions, position indicators and X-rays in a day / night design.
Das galvanische Verchromen von Kunststoffen ist bisher nur an bestimmten Materialien ( ABS bzw. ABS/PC ) in Großserien möglich. Da die unter der galvanischen Chromschicht liegende Kupferschicht keine Laserung zuließ und das Ausgangsmaterial nicht transparent ist, ist hier von vorneherein eine erhebliche Beschränkung zu sehen.The galvanic chrome plating of plastics has so far only been possible on certain materials (ABS or ABS / PC) in large series. Since the copper layer underneath the galvanic chrome layer did not permit lasering and the starting material is not transparent, a significant limitation can be seen from the outset.
Ein im 2-Komponenten-Verfahren oder durch die IMD-Technologie hergestellter Artikel (Verfahren A, C) lässt sich nur mäßig bzw. gar nicht galvanisieren.An article manufactured using the two-component process or by IMD technology (process A, C) can only be galvanized moderately or not at all.
Der Trend der Fahrzeug-, insbesondere der Automobilindustrie, geht mehr und mehr dahin, ihre Schriftzüge oder Embleme auch in der Nacht unverwechselbar optisch zur Geltung zu bringen. Bislang werden Schriftzüge aus einem ABS bzw. ABS/PC hergestellt und nachträglich galvanisiert.The trend in the automotive industry, particularly in the automotive industry, is moving more and more towards the unmistakable appearance of their lettering or emblems even at night. So far, lettering has been made from ABS or ABS / PC and subsequently galvanized.
Mit dem neuen Verfahren können Embleme in Zukunft aus einem preiswerten, amorphen Material gefertigt werden. Die Beleuchtung wird dann durch, im Tageslicht nicht zu sehende, ausgelaserte Bereiche realisiert, die dann beim Einschalten der Fahrzeug-Beleuchtung das Emblem von hinten diffus farblos oder farbig be- bzw. durchleuchten.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren und die so erhaltenen Formkörper besteht eine nahezu grenzenlose Freiheit, was die Dekoration der Oberflächen angeht und zusätzlich die Möglichkeit, leuchtende Symbole zu realisieren. Weiter wird die Materialabhängigkeit gegenüber spezieller Kunststoffe, sogenannter Galvano-Typen beseitigt. Es ist weiterhin möglich, Bedienelemente, Drehknöpfe, Schalter etc. im Chrom- oder Alu-Design mit farbigen funktionsbeschreibenden und / oder positionsanzeigenden Symboliken, die im Nachtdesign durchleuchtet werden können, zu realisieren. Damit ergeben sich kostengünstig bessere und hochwertigere Ausstattungsmerkmale für den Fahrzeug-Innenraum sowie eine metallisch kalte Haptik der Oberfläche, die allgemein als hochwertig und edel empfunden und honoriert wird.With the new process, emblems can be made from an inexpensive, amorphous material in the future. The lighting is then provided by lasered areas that cannot be seen in daylight and which then illuminate or illuminate the emblem from behind in a diffuse, colorless or colored manner when the vehicle lighting is switched on. The method according to the invention and the moldings obtained in this way provide almost unlimited freedom in terms of the decoration of the surfaces and, in addition, the possibility of realizing luminous symbols. The material dependency on special plastics, so-called galvano types, is also eliminated. It is also possible to implement controls, knobs, switches etc. in chrome or aluminum design with colored function-describing and / or position-indicating symbols that can be illuminated in the night design. This results in cost-effective better and higher-quality equipment features for the vehicle interior and a metallic, cold feel of the surface, which is generally perceived and rewarded as high-quality and noble.
Derartig galvanisierte Formkörper können vorzugsweise in der Fahrzeugtechnik oder in sonstigen Branchen eingesetzt werden, also insbesondere bei Automobilherstellern und deren Lieferanten.Shaped bodies galvanized in this way can preferably be used in vehicle technology or in other industries, in particular in the case of automobile manufacturers and their suppliers.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung durchleuchtbarer galvanisch veredelter Formköper mit Symbolen bereitzustellen, welches die Verfahrensschritte der technisch aufwendigen Verfahren des Standes der Technik A bis C vermeidet. Ein derartiges Verfahren wird durch die Verfahrensschritte von Anspruch 1 gelöst.The present invention is based on the object of providing a method for producing radiolucent, galvanically refined shaped bodies with symbols which avoids the procedural steps of the technically complex methods of the prior art A to C. Such a method is solved by the method steps of claim 1.
Die vorliegende Erfindung betrifft somit ein Verfahren zur Herstellung ggf. durchleuchtbarer, galvanisch veredelter Formkörper, durch:The present invention thus relates to a process for the production, if appropriate, of radiolucent, electroplated moldings by:
- Versehen der Oberfläche eines Formkörpers aus vorzugsweise transparentem, amorphem Thermoplast, Duroplast, Elastomer oder Silikon mit einer Schicht aus einem opaken oder eingefärbten galvanisierbaren Kunststoff und / oder wenigstens einer Schicht aus Metall;- Providing the surface of a molded body made of preferably transparent, amorphous thermoplastic, thermoset, elastomer or silicone with a layer of an opaque or colored galvanized plastic and / or at least one layer of metal;
- ggf. abtragende Laserbehandlung wenigstens eines Teils der Oberfläche der Schicht des galvanisierbaren Kunststoffs und / oder Metalls, insbesondere im Bereich des /r Symbol(s/e);- if necessary, ablative laser treatment of at least part of the surface of the layer of the galvanizable plastic and / or metal, in particular in the area of the symbol (s / e);
- Aufbringen einer Galvanikschicht auf die Schicht aus galvanisierbarem Kunststoff und / oder Metall.
Die Erfindung unterscheidet sich insofern vom Stand der Technik, als der galvanisierbare Kunststoff und/oder die Metallschicht in einfacher Weise auf den Formkörper aus Thermoplast, Duroplast, Elastomer oder Silicon aufgebracht werden kann. Eine Laserung dieser Kunststoffschicht und/oder Metallschicht ist ohne weiteres möglich, so dass dann ein Spalt oder ein Bereich als durchleuchtbare Struktur aus der Kunststoffschicht und/oder Metallschicht herausgeschnitten werden kann. Im Bereich dieses Spaltes/Bereiches fehlt der galvanisierbare Kunststoff und/oder die galvanisierbare Metallschicht, so dass sich dort keine Galvanikschicht ausbildet. Infolgedessen ist dieser Bereich durchleuchtbar.- Applying a galvanic layer to the layer made of galvanizable plastic and / or metal. The invention differs from the prior art in that the galvanizable plastic and / or the metal layer can be applied in a simple manner to the molded body made of thermoplastic, thermoset, elastomer or silicone. Lasering of this plastic layer and / or metal layer is possible without further ado, so that a gap or an area can then be cut out of the plastic layer and / or metal layer as a structure that can be X-rayed. The galvanizable plastic and / or the galvanizable metal layer is missing in the area of this gap / area, so that no electroplating layer is formed there. As a result, this area can be examined.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt dieses durch Versehen des Formkörpers mit einer Schicht von.10 bis 40 μm, insbesondere 10 bis 20 um aus einem opaken oder eingefärbten galvanisierbaren Kunststoff, ggf. abtragende Laserbehandlung wenigstens eines Teils der Oberfläche der Schicht des galvanisierbaren Kunststoffs, insbesondere im Bereich des/der Symbol(s/e), Aufbringen einer metallischen Galvanikschicht von 30 bis 100 μm, insbesondere 30 bis 40 μm auf die Schicht aus opakem oder eingefärbtem galvanisierbarem Kunststoff.According to a preferred embodiment of the method according to the invention, this is carried out by providing the molded body with a layer of 10 to 40 μm, in particular 10 to 20 μm, from an opaque or colored galvanized plastic, if necessary, removing laser treatment of at least part of the surface of the layer of the galvanizable plastic , in particular in the area of the symbol (s), applying a metallic electroplating layer of 30 to 100 μm, in particular 30 to 40 μm, to the layer of opaque or colored galvanized plastic.
Unter einem transparenten amorphen Thermoplast im Sinne der vorliegenden Erfindung versteht man beispielsweise Polycarbonat (PC), Polymethylmethacrylat (PMMA) oder weitere dem Fachmann bekannte Thermoplaste. Wir verweisen beispielsweise auf Ullmanns Encyklopädie der technischen Chemie, 4. Auflage, Band 15, 1978, Stichwort: Kunststoffe, Ordnungszustände und Eigenschaften, Seite 219 ff.A transparent amorphous thermoplastic in the sense of the present invention means for example polycarbonate (PC), polymethyl methacrylate (PMMA) or other thermoplastics known to the person skilled in the art. We refer, for example, to Ullmann's Encyklopadie der Technische Chemie, 4th edition, volume 15, 1978, keyword: plastics, order states and properties, page 219 ff.
Unter einem Duroplast im Sinne der vorliegenden Erfindung versteht man beispielsweise .Epoxidharze, Harnstoff-Formaldehyd-Harze, Melamin-Formaldehyd- Harze, Melamin-Phenol-Formaldehyd-Harze, Phenol-Formaldehyd-Harze, ungesättigte PolyesterHarze. Wir verweisen auf Römpp, Lexikon Chemie 10te Aufl. 1997, Stichwort Duroplaste, S. 1060.A thermoset in the sense of the present invention means, for example, epoxy resins, urea-formaldehyde resins, melamine-formaldehyde resins, melamine-phenol-formaldehyde resins, phenol-formaldehyde resins, unsaturated polyester resins. We refer to Römpp, Lexikon Chemie 10th ed. 1997, keyword Duroplast, p. 1060.
Unter einem Elastomer im Sinne der vorliegenden Erfindung versteht man beispielsweise synthetische Sysntheskautschuke, wie Polybutadien, Styrol-Butadien- Kautschuk, Acrylnitril-Butadien-Kautschuk, Polychloropren, Polyisopren, Ethylen-
Propylen-Kautschuke, Butylkautschuke, Ethylen-Vinylenacetat-Copolymere , Acrylatkautschuke, Epoxid-Kautschuke, Fluorkautschuke, Thioplaste, chloriertes Polyethylen, chlorsulfoniertes Polyethylen, Chlorbutyikautschuk und natürliche Kautschuke. Wir verweisen auf Römpp a.a.O, Stichwort Elastomere, S. 1104 - 1106 und auf Ulimanns a.a.O, Band 13 , Stichwort Kautschuk, synthetischer, S. 595 - 634.An elastomer in the sense of the present invention is understood to mean, for example, synthetic system rubbers, such as polybutadiene, styrene-butadiene rubber, acrylonitrile-butadiene rubber, polychloroprene, polyisoprene, ethylene Propylene rubbers, butyl rubbers, ethylene-vinylene acetate copolymers, acrylate rubbers, epoxy rubbers, fluororubbers, thioplastics, chlorinated polyethylene, chlorosulfonated polyethylene, chlorobutyl rubber and natural rubbers. We refer to Römpp loc. Cit., Keyword elastomers, pp. 1104 - 1106 and to Ulimanns loc. Cit., Volume 13, keyword rubber, synthetic, pp. 595 - 634.
Unter einem Silicon im Sinne der vorliegenden Erfindung versteht man beispielsweise Siliconharze und Siliconkautschuke (= Siliconelastomere) Wir verweisen auf Römpp a.a.O, Stichwort Silicone, S. 4106 - 4111 , insb. 4108-4111 und auf Ullmanns a.a.O, Band 21 , 1982 Stichwort Silicone, S. 511 - 540.A silicone in the sense of the present invention means, for example, silicone resins and silicone rubbers (= silicone elastomers). We refer to Römpp aaO, keyword Silicone, pp. 4106 - 4111, esp. 4108-4111 and to Ullmanns aaO, Volume 21, 1982 keyword Silicone, Pp. 511 - 540.
Unter einem galvanisierbaren Kunststoff im Sinne der vorliegenden Erfindung versteht man beispielsweise Copolymerisate von Butadien, wie z.B. Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS) bzw. ABS/PC.A galvanizable plastic in the sense of the present invention means, for example, copolymers of butadiene, such as e.g. Acrylonitrile butadiene styrene (ABS) or ABS / PC.
Unter einer Metallschicht im Sinne der vorliegenden Erfindung versteht man beispielsweise entsprechende Schichten aus Kupfer, Nickel, Chrom, Aluminium oder Edelmetallen wie Gold, Silber und Platin.A metal layer in the sense of the present invention means, for example, corresponding layers of copper, nickel, chromium, aluminum or noble metals such as gold, silver and platinum.
Unter einer Galvanikschicht, die im Sinne des vorliegenden Verfahrens eingesetzt werden soll, versteht man beispielsweise solche aus Kupfer, Nickel, Glanznickel oder Chrom.An electroplating layer which is to be used in the sense of the present method is understood to mean, for example, that of copper, nickel, bright nickel or chrome.
Das Aufbringen einer Galvanikschicht auf die Schicht des vorzugsweise opaken oder eingefärbten galvanisierbaren Kunststoffs und/oder Metalls erfolgt typischerweise in der Art, dass in einem ersten Schritt die Oberfläche mit Chromschwefelsäure für die elektronische Vorvernicklung zwecks Kavernenbildung angebeizt wird und hierauf dann eine typische Schicht aus Kupfer, Nickel, Glanznickel und Chrom oder andere dekorative Metalle wie Aluminium aufgebracht wird.A galvanic layer is typically applied to the layer of the preferably opaque or colored galvanizable plastic and / or metal in such a way that, in a first step, the surface is stained with chromic sulfuric acid for the electronic pre-nickel plating to form caverns and then a typical layer of copper, Nickel, bright nickel and chrome or other decorative metals such as aluminum is applied.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform setzt man als galvanisierbaren Kunststoff ein Acrylnitril-Budadien-Styrol-Copolymer (ABS) ein.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird ein derartiges Acrylnitril- Butadien-Styrol-Copolymer (ABS) als Lack aufgebracht.According to a further preferred embodiment, an acrylonitrile-budadiene-styrene copolymer (ABS) is used as the galvanizable plastic. According to a further preferred embodiment, such an acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer (ABS) is applied as a lacquer.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform erfolgt die erfindungsgemäße Herstellung durch Versehen des Formkörpers mit einer Schicht von 1 bis 10 μm, insbesondere 2 bis 5 μm aus Metall durch Gasphaseriabscheidung, wie CVD oder durch Vakuumbeschichtungsverfahren wie PVD-Sputtering, ggf. abtragende Laserbehandlung wenigstens eines Teils der Oberfläche der Schicht des Metalls, insbesondere im Bereich des/r Symbol(s/e), Aufbringen einer Galvanikschicht von 30 bis 100 μm, insbesondere 30 bis 40 μm auf die Schicht aus Metall. Zu CVD verweisen wir auf Römpp Lexikon Chemie, 10. Aufl. 1997, Stichwort Gasphasenabscheidung, S. 1469, zu PVD auf ebenda, Stichwort PVD-Verfahren, S. 3630 f.According to a further preferred embodiment, the production according to the invention is carried out by providing the molded body with a layer of 1 to 10 μm, in particular 2 to 5 μm, of metal by gas-phase deposition, such as CVD or by vacuum coating processes such as PVD sputtering, and optionally ablative laser treatment of at least part of the Surface of the layer of metal, in particular in the area of the symbol (s / e), application of an electroplating layer of 30 to 100 μm, in particular 30 to 40 μm, to the layer of metal. For CVD we refer to Römpp Lexikon Chemie, 10th ed. 1997, keyword gas phase separation, p. 1469, for PVD to ibid., Keyword PVD process, p. 3630 f.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform erfolgt die erfindungsgemäße Herstellung durch Versehen des Formkörpers mit einer Schicht von 1 bis 10 μm, insbesondere 2 bis 5 μm aus Metall durch Gasphasenabscheidung, wie CVD oder durch Vakuumbeschichtungsverfahren, wie PVD, Sputtering, ggf. abtragende Laserbehandlung wenigstens eines Teils der Oberfläche der Schicht des Metalls, insbesondere im Bereich des /r Symbol(s/e).According to a further preferred embodiment, the production according to the invention is carried out by providing the molded body with a layer of 1 to 10 μm, in particular 2 to 5 μm, of metal by gas phase deposition, such as CVD or by vacuum coating methods, such as PVD, sputtering, and optionally ablative laser treatment of at least one part the surface of the layer of metal, especially in the area of the symbol (s / e).
Weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines entsprechenden durchleuchtbaren Formkörpers aus Thermoplast, Duroplast, Elastomer oder Silicon, der insbesondere nach dem vorgenannten Verfahren erhalten worden ist und die Merkmale gemäß Anspruch 7 oder 8 aufweist.Another object of the present invention is to provide a corresponding radiolucent molded body made of thermoplastic, thermoset, elastomer or silicone, which has been obtained in particular by the aforementioned method and has the features according to claim 7 or 8.
Die vorliegende Erfindung betrifft somit ebenfalls einen durchleuchtbaren Formkörper, insbesondere erhältlich nach den vorgenannten Herstellungsansprüchen aus einem transparent amorphen Kunststoff, wobei in einer den amorphen Kunststoff überdeckenden opaken oder eingefärbten Schicht mit einer Dicke von 10 bis 40 μm, insbesondere 10 bis 20 μm aus einem galvanisierbaren Kunststoff und/oder Metall ggf. die Symbole als Muster ausgebildet sind und eine Galvanikschicht die Kontur der Muster freiläßt.
Sofern die galvanisch, veredelten Formkörper als Abdeckungen, Embleme oder Zierleisten, also als nicht hintergrundbeleuchtete Produkte eingesetzt werden, ist eine zusätzliche Laserbehandlung zum Einfügen von Symbolen in die Kunststoff- Metallschicht nicht erforderlich.The present invention thus also relates to a radiolucent molded body, in particular obtainable according to the aforementioned production claims, from a transparent amorphous plastic, wherein in an opaque or colored layer covering the amorphous plastic with a thickness of 10 to 40 μm, in particular 10 to 20 μm, of a galvanizable Plastic and / or metal, if necessary, the symbols are designed as patterns and an electroplating layer leaves the contour of the pattern free. If the electroplated, refined shaped bodies are used as covers, emblems or decorative strips, that is to say as products which are not backlit, an additional laser treatment for inserting symbols into the plastic metal layer is not necessary.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist schließlich die Verwendung der nach vorstehenden Verfahren hergestellten Formkörper für Innen- und Aussenanwendungen, vorzugsweise in der Fahrzeugtechnik.The present invention finally relates to the use of the moldings produced by the above processes for indoor and outdoor applications, preferably in automotive engineering.
Ein Ausführungsbeispiel wird anhand der Zeichnung erläutert, in der darstellen:An embodiment is explained with reference to the drawing, in which:
- Fig. 1 ein Kunststoffteil in der Ansicht,1 is a view of a plastic part,
- Fig. 2 die Aufbringung eines galvanisierbaren Kunststoffs oder einer Metallschicht,2 shows the application of a galvanizable plastic or a metal layer,
- Fig. 3 die Herstellung von Symbolen durch einen Laserstrahl und3 shows the production of symbols by a laser beam and
- Fig. 4 das fertige metallisierte Kunststoffteil.4 shows the finished metallized plastic part.
Fig. 1 zeigt ein Formteil aus Thermoplast, Duroplast, Elastomer oder Silicon 1 aus einem transparenten oder durchscheinenden, amorphen Kunststoff. Es handelt sich z.B. um einen Schalterknopf, um ein Wippenfeld, um eine Armaturentafel, um eine Hinweistafel oder dergleichen. Dieser Kunststoff ist nicht galvanisierbar.Fig. 1 shows a molded part made of thermoplastic, thermoset, elastomer or silicone 1 made of a transparent or translucent, amorphous plastic. It is e.g. a switch button, a rocker panel, an instrument panel, an information panel or the like. This plastic cannot be galvanized.
In einem ersten Verfahrensschritt nach Fig. 2 wird auf das Formteil 1 eine opake oder eingefärbte Lackschicht 2 aus einem galvanisierbaren Kunststoff wie einem Acrylnitril- Butadien-Styrol-Copolymer (ABS) oder eine Metallschicht 2 aufgebracht. Die Schicht 2 ist im Vergleich zu dem Formteil 1 zu dick dargestellt. Insofern ist die Zeichnung nicht maßstäblich.2, an opaque or colored lacquer layer 2 made of a galvanizable plastic such as an acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer (ABS) or a metal layer 2 is applied to the molded part 1. The layer 2 is shown too thick in comparison to the molded part 1. In this respect, the drawing is not to scale.
In einem weiteren Verfahrensschritt nach Fig. 3 wird durch einen Material verdrängenden oder verbrennenden Laserstrahl 3 einer Laserschneidanlage 4 ein Symbol 5 oder eine Struktur 5 in die Lackschicht 2 oder Metallschicht 2 eingebrannt. Der Laserstrahl dringt bis auf die Tiefe der Lackschicht oder der Metallschicht vor, indem sie das Material dieser Schicht verdrängt und/oder verbrennt und schädigt die darunter liegende Schicht 1 nicht. Eine solche Steuerung des Laserstrahls ist möglich.
Schließlich erfolgt nach Fig. 4 die Ausbildung einer Galvanikschicht 6 nach standardisierten Verfahren. Nach Anheizen der Oberfläche erfolgt eine elektrolytische Vorvernickelung. Darauf werden weitere Schichten aus Kupfer, Nickel, Glanznickel und Chrom galvanisch aufgebracht. Da im Bereich der Symbole keine elektrisch leitende Schicht vorhanden ist, erhält man dort einen durchleuchtbaren Bereich. Die Schicht 6 ist im Vergleich zu dem Formteil 1 zu dick dargestellt. Insofern ist die Zeichnung nicht maßstäblich.In a further method step according to FIG. 3, a symbol 5 or a structure 5 is burned into the lacquer layer 2 or metal layer 2 by a laser beam 3 which displaces or burns a laser cutting system 4. The laser beam penetrates to the depth of the lacquer layer or the metal layer by displacing and / or burning the material of this layer and does not damage the layer 1 underneath. Such control of the laser beam is possible. Finally, according to FIG. 4, an electroplating layer 6 is formed using standardized methods. After the surface has been heated, electrolytic nickel plating takes place. Further layers of copper, nickel, bright nickel and chrome are then electroplated. Since there is no electrically conductive layer in the area of the symbols, a radiolucent area is obtained there. The layer 6 is shown too thick compared to the molded part 1. In this respect, the drawing is not to scale.
Die vorliegende Erfindung wird weiterhin durch Ausführungsbeispiele in Form von Herstellbeispielen erläutert.The present invention is further illustrated by working examples in the form of manufacturing examples.
Herstellbeispiel 1 :Manufacturing Example 1:
In einem Hochdruckvakuum wird durch physical vapor deposition (PVD) eine metallische Dünnschicht von 1 bis 10 μm, insbesondere etwa 2 bis 5 μm aus Chrom auf das Formkörpersubstrat aufgebracht, aus der anschließend durchleuchtbare Symboliken ausgelasert werden. Abweichend von den zuvor beschriebenen Verfahren wird hier der metallische Überzug nur im minimalen μm-Bereich aufgebracht. Dieser ist allerdings aufgrund seiner geringen Schichtdicke so empfindlich gegen Abrieb oder Verkratzen, dass eine nachträgliche klare Schutzlackierung bzw. Beschichtung zum Schutz der Oberfläche erforderlich ist. Die im allgemeinen als edel vvirkenden Attribute, die beim galvanischen Verchromen der Oberfläche zu finden sind und den Glanz und die Haptik bestimmen, sind hier nicht gegeben. Zum Einen wird durch die nachträgliche Schutzlackierung und/oder Schutzbeschichtung die Brillanz der metallisch wirkenden Oberfläche verringert und zum Anderen ist durch die nur minimale metallische Beschichtung die Haptik wärmer, d.h. der Formkörper „wird gefühlt", es fehlt das typische „Metall-Gefühl".In a high-pressure vacuum, a metallic thin layer of 1 to 10 μm, in particular approximately 2 to 5 μm, made of chromium is applied to the shaped body substrate by physical vapor deposition (PVD), from which symbols which can be illuminated are subsequently lasered out. In contrast to the previously described methods, the metallic coating is only applied in the minimal μm range. However, due to its low layer thickness, it is so sensitive to abrasion or scratching that a subsequent clear protective coating or coating is required to protect the surface. The attributes that are generally found to be noble and which can be found in the galvanic chrome plating of the surface and which determine the gloss and feel are not given here. On the one hand, the brilliance of the metallic surface is reduced by the subsequent protective coating and / or protective coating, and on the other hand, the feel is warmer due to the minimal metallic coating, i.e. the molded body "is felt", the typical "metal feeling" is missing.
Herstellbeispiel 2:Manufacturing Example 2:
Mittels der PVD-Technik wird im wenigen Mikrometerbereich, vorzugsweise ca. 2 bis 5 μm, eine Kupferschicht aufgebracht, die aufgrund ihrer geringen Schichtstärke laserbar ist. Anschließend wird eine standardisierte Kunststoffgalvanik eingesetzt, bei der jedoch
der Beizprozess, die metallische Keimbildung sowie der Auftrag des Kupfers übergangen wird. Auf diese Weise lassen sich ebenfalls Kunststoffe galvanisch metallisieren sowie die Realisierung von durchleuchtbaren Symboliken erreichen.By means of the PVD technology, a copper layer is applied in the few micrometer range, preferably approximately 2 to 5 μm, which can be lasered due to its low layer thickness. A standardized plastic electroplating is then used, but with the pickling process, the metallic nucleation and the application of the copper are ignored. In this way, plastics can also be galvanized and the realization of translucent symbols can be achieved.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird der Artikel vollkommen aus einem transparenten Kunststoff (PC/ PMMA o.a.) hergestellt. Eine anschließende Beschichtung mit einer galvanisierfähigen ABS-Schicht durch Lackieren gewährleistet die nachfolgende Metallisierung der Oberfläche. Das Lackieren der Kunststoffteile bedeutet hier keinen problematischen Prozess. Lackieren von Kunststoffartikeln ist technisch ohne weiteres durchführbar und hat sich als Standardverfahren seit Jahren etabliert. Maßgebend ist hierbei jedoch als Voraussetzung für den sauberen nächsten Arbeitsschritt, dass der Kunststofflack eine gewisse Mindestfärbung aufweist. Im Anschluss an die Lackierung der ABS-Schicht wird das gewünschte Symbol aus dem Lack herausgebrannt und danach erst wird das Bauteil galvanisch veredelt.In the method according to the invention, the article is made entirely of a transparent plastic (PC / PMMA or the like). A subsequent coating with a galvanizable ABS layer by painting ensures the subsequent metallization of the surface. Painting the plastic parts does not mean a problematic process. Painting of plastic articles is technically feasible and has been established as a standard process for years. What is decisive here, however, is a prerequisite for the clean next work step that the plastic paint has a certain minimum color. After painting the ABS layer, the desired symbol is burned out of the paint and only then is the component electroplated.
Ausschusszahlen liegen im gesamten erfindungsgemäßen Prozess bei:Rejects are included in the entire process according to the invention:
■ Spritzguss der Artikel: unter 1%. Keine Komplexität des Bauteils und der Prozessführung. Es sind Standard-Werkzeuge und -Maschinen einsetzbar.■ Article injection molding: less than 1%. No complexity of the component and the process control. Standard tools and machines can be used.
■ Lackieren der Artikel: unter 5%. Prozessführung sicher, Ausschuss durch Verunreinigungen / Verwirbelungen beim Lackauftrag technisch kaum vermeidbar. Geringe Verschmutzung wird durch Metallschicht jedoch anschließend kaschiert.■ Painting the articles: less than 5%. Process control is safe, rejects due to contamination / turbulence when applying paint are technically hardly avoidable. However, slight contamination is then concealed by the metal layer.
■ Lasern der Symbolik: unter 1% bis nahezu 0%.■ Lasering of symbols: below 1% to almost 0%.
■ Verchromen der Artikel: standardmäßig - je nach Know-How der Galvanisierbetriebe - bei ca. 5 - 10%.■ Chrome plating of the articles: as standard - depending on the know-how of the electroplating companies - at approx. 5 - 10%.
Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens:The advantages of the method according to the invention:
► Bedienelemente, Drehknöpfe, Schalter etc. mit metallischer Oberfläche und funktionsbeschreibenden, positionsanzeigenden Symboliken, die im Nachtdesign
durchleuchtet werden können.► Control elements, rotary knobs, switches etc. with a metallic surface and function-describing, position-indicating symbols that are used in the night design can be screened.
► Nahezu grenzenlose Freiheit, was die Dekoration der Oberflächen angeht und zusätzlich die Möglichkeit, verschiedene durchleuchtete Symbole, Zeichen, Strukturen und Muster ohne Werkzeugkosten zu realisieren.► Almost limitless freedom when it comes to decorating the surfaces and also the option of realizing various illuminated symbols, signs, structures and patterns without tool costs.
► Bessere und hochwertige Ausstattungsmerkmale im Fahrzeug-Innenraum (Optik & Haptik).► Better and high-quality equipment features in the vehicle interior (optics & haptics).
► Bessere Formbeständigkeit der Formteile durch die Möglichkeit der Verwendung von Thermoplasten, Duroplasten, Elastomeren oder Silikonen bei Temperaturen über 70°C im Herstellungsprozess sowie bei der späteren Nutzung► Better dimensional stability of the molded parts due to the possibility of using thermoplastics, thermosets, elastomers or silicones at temperatures above 70 ° C in the manufacturing process and later use
► Einziges wirklich wirtschaftliches und stabiles Verfahren, dessen qualitativ hochwertige Produkte auch den hohen Qualitätsanforderungen der Automobilindustrie gerecht werden:► The only truly economical and stable process whose high-quality products also meet the high quality requirements of the automotive industry:
- Temperaturwechsel-Test (DIN 53 498A): bestanden- Temperature change test (DIN 53 498A): passed
- Klimawechsel-Test (DIN 50 017KK): bestanden- Climate change test (DIN 50 017KK): passed
- CASS-Test (Salzlösung-Sprüh-Test) (DIN 50 021): bestanden
- CASS test (saline spray test) (DIN 50 021): passed