WO2013123960A1 - Spritzgegossenes dekorformteil mit effektpigmenten und herstellungsverfahren - Google Patents

Spritzgegossenes dekorformteil mit effektpigmenten und herstellungsverfahren Download PDF

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WO2013123960A1
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decorative molding
layer
base body
transparent
per molecule
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Udo Gayer
Bernhard Klein
Malwina Lapinska
Holger Steeb
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Daimler Ag
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    • Y10T428/24901—Discontinuous or differential coating, impregnation or bond [e.g., artwork, printing, retouched photograph, etc.] including particulate material including coloring matter

Definitions

  • the invention relates to a decorative molding, in particular for interior trim in
  • plastic parts also from the furniture sector and the electronics field, to create a blanket or glossy surface covering. Furthermore, a so-called
  • DE 10 2010 031 814 A1 describes for this purpose a mold for moldings with a positive surface structure, and a method for producing the mold and for producing the mold with the aid of the mold.
  • Decorative surface of the molding this is provided with a coating of a topcoat.
  • CCM Clear Coat Molding
  • Two-component PUR system are poured over.
  • DE 102010031814 A1 discloses a decorative molding made of an injection-molded base body with a 3D surface structure on the visible surface and a covering layer of transparent plastic applied to the visible surface.
  • DE 4218106 A1 discloses a coating agent which is based on certain methacrylic copolymers and may contain effect pigments, which is particularly suitable for base layers in multicoat paint systems and solves the problem of providing an improved resistance to overcoating with clearcoat.
  • thermoplastic polymer layer having liquid crystal effect pigments wherein the polymer layer with the liquid crystal effect pigments has a transparent polymeric UV protective layer to improve the thermal stability and light stability of the composite structure.
  • the base body has at least one layer with platelet-shaped effect pigments on the visible surface on. These platelet-shaped effect pigments are related to the surface of the
  • Visible surface of the body predominantly oriented in parallel. This will be one
  • Decorative molding provided, which has a novel and high-quality design.
  • the luster effect is optimized by the platelet-shaped effect pigments oriented parallel to the surface of the visible surface of the main body. "Predominantly parallel oriented" means that the predominant portion of the platelet-shaped
  • Effect pigments is arranged parallel to the surface, so that by the
  • Effect pigments or the layer containing the platelet-shaped effect pigments may be a on the base body, the platelet-like effect pigments may additionally contain, but need not be, applied polymer additive layer.
  • Polymer additive layer can be a paint as well as another Plastic layer mean.
  • thermoplastic material of the base body may be a transparent, translucent or opaque, colored or colorless plastic.
  • polymeric material of the additional layer which contains the platelet-shaped effect pigments, the plastic of the base body in terms of its optical properties correspond; it may therefore be transparent, translucent or opaque and colored or colorless according to the plastic of the body.
  • the decorative molding may have a colored or colorless transparent cover layer and preferably made of
  • thermoplastic comprising cellulose acetate (CA), methacrylic acid-butadiene-1,3-styrene terpolymer (MABS), acrylic acid-styrene-acrylonitrile terpolymer (ASA), polycarbonate (PC), more preferably polymethymethacrylate (PMMA), amorphous TPU, microcrystalline PA,
  • CA cellulose acetate
  • MABS methacrylic acid-butadiene-1,3-styrene terpolymer
  • ASA acrylic acid-styrene-acrylonitrile terpolymer
  • PC polycarbonate
  • PMMA polymethymethacrylate
  • amorphous TPU microcrystalline PA
  • a 2-component polyurethane system preferably a 2-component polyurethane system with integrated release agent, of oligoether polyols having 3 to 5 OH groups per molecule, preferably with 3 OH groups per molecule, preferably primary OH groups,
  • low molecular weight chain extenders preferably from the group comprising ethanediol 1, 2; Bis (1-hydroxyethyl) ether; 2,3-propanediol, 1,4-butanediol; 1,6-hexanediol, 2,2'-dimethylpropanediol; Isomer mixtures of trimethyl-1, 6-hexanediol or 5-hydroxy-1-hydroxymethyl-1, 3,3-trimethylcyclohexane (isophorone diol), and oligomeric
  • aliphatic and / or cycloaliphatic polyisocyanates having 2 to 6 NCO groups per molecule, preferably 3 to 4 NCO groups per molecule,
  • Oligoesterpolyolen having 3 to 5 OH groups per molecule, preferably with 3 OH groups per molecule, preferably with primary OH groups, low molecular weight chain extenders preferably from the group comprising ethanediol-1, 2, bis (1-hydroxyethyl) ether; 2,3-propanediol; 1,4-butanediol; 1,6-hexanediol; 2,2-dimethyl 2,3-propanediol, isomer mixtures of trimethyl-1,6-hexanediol or 5-hydroxy-1-hydroxymethyl-1,3,3-trimethylcyclohexane and also oligomeric aliphatic and / or cycloaliphatic polyisocyanates having 2 to 6 NCO- Groups per molecule, or a 2K polyurea system of oligomeric polyamines, preferably of oligoether polyamines having from 3 to 5 NHR 'groups per molecule, where R' is preferably
  • the main body may be opaque white, light colored or pearly colored and the top layer be transparent black gray, so that advantageously an impressive smoky glass-like surface appearance of the visible surface of the decorative molded part is created.
  • the production of the decorative molding can be done in two alternative ways.
  • thermoplastic colored effect varnish containing platelet-shaped effect pigments in relation to the surface of the visible surface of the body predominantly parallel orientation of the platelet-shaped effect pigments
  • Overmolding preferably overmolding stamping, done with a transparent thermoplastic. Furthermore, in order to optimize the surface quality of the decorative molding, it may be favorable to carry out a finishing step after removal of the decorative molding, which involves the removal of sprues.
  • Post-processing a final assembly step are carried out in which the decorative molding is mounted in a parent component, such as in a frame.
  • the second alternative method for producing the decorative molding according to the invention comprises the steps
  • Tool half remains, and arranging to a second nozzle-side mold half of the mold, which has a cavity for creating the cover layer on the
  • Springs z. B. by means of sliding table or insert in a second cavity with polished high gloss surface, possibly also with frosted or textured areas, are provided.
  • the transparent plastic may be a 2K polyurethane system with an internal release agent, or preferably a 2K polyurea system.
  • a final assembly step can be performed, in which the decorative molding is mounted in a higher-level component, such as in a frame.
  • the invention relates to decorative moldings, in particular decorative parts for
  • Interior trim in the motor vehicle such as trim parts for the instrument panel, the center console and door panels and method for producing the decorative moldings.
  • the interior trim for motor vehicles such as passenger cars
  • trim parts which are intended to meet the high standards of interior design, are herein made of polymeric materials, preferably synthetic polymeric materials and have a high-gloss free-formed surface and a multi-layered structure.
  • the main body which takes over the thermal, mechanical and safety-relevant functions as the lowest component layer, can be made of an opaque or even a transparent or translucent plastic and is provided with a highly structured surface oriented on the strake of the final component.
  • the structure of this intended as the visible side of the decorative molding surface is either by oriented in the body introduced platelet-shaped Effect pigments and / or an intermediate layer of polymeric materials with aligned as possible parallel to the component surface, resp. oriented, platelet-shaped effect pigments particularly highlighted. Furthermore, a clear or transparent colored cover layer of a polymer material, which with a
  • Layer thickness of 0.15 to 3 mm may be applied to the composite, the desired surface properties with respect to scratch resistance and media resistance and is used in particular by their refractive properties, the
  • Such decorative parts with a tool-embossed surface can be produced, for example, by means of ZK-thermoplastic technology.
  • the transparent topcoat can be prepared by overmolding or injection-stamping with cellulose acetate (CA), methacrylic acid-butadiene-1, 3-styrene terpolymer (MABS), acrylic acid-styrene-acrylonitrile terpolymer (ASA), polycarbonate (PC), including in particular polymethymethacrylate (PMMA ) be generated.
  • CA cellulose acetate
  • MABS methacrylic acid-butadiene-1
  • MABS 3-styrene terpolymer
  • ASA acrylic acid-styrene-acrylonitrile terpolymer
  • PC polycarbonate
  • PMMA polymethymethacrylate
  • the cover layer may be provided for forming the cover layer to flood the base body on its structured surface forming the visible side with crystal-clear or highly transparent colored reaction mixtures
  • Oligoetherpolyolen with 3 to 5 OH groups per molecule, prefers with 3 OH groups per molecule, prefers primary OH groups,
  • low molecular weight chain extenders such as ethane-1,2-diol; Bis (1-hydroxyethyl) ether; 2,3-propanediol; 1,4-butanediol; 1,6-hexanediol; 2,2'-dimethylpropanediol; Isomer mixtures of trimethyl-1, 6-hexanediol or isophorone diol (5-hydroxy-1-hydroxymethyl-1, 3,3-trimethylcyclohexane), and
  • Oligoesterpolyolen with 3 to 5 OH groups per molecule, prefers with 3 OH groups per molecule, prefers primary OH groups,
  • low molecular chain extenders such as ethanediol-1, 2; Bis (1-hydroxyethyl) ether; 2,3-propanediol; 1,4-butanediol; 1,6-hexanediol; 2,2'-dimethyl 2,3-propanediol; Isomer mixtures of trimethyl-1, 6-hexanediol or isophorone diol (5-hydroxy-1-hydroxymethyl-1, 3,3-trimethylcyclohexane) and
  • Another possibility consists of flooding with crystal clear or highly transparent colored reaction mixtures
  • oligoetherpolyamines with 3 to 5 NHR 'groups per molecule, wherein R' is preferably also a hydrogen atom, particularly suitable, or from
  • low molecular weight aminic chain extenders such as, for example, ethylenediamine, propylenediamine, tetramethylenediamine, hexamethylenediamine, isomer mixtures of trimethyl-hexanediamine-1, 6; Isophorone diamine (5-amino-1-aminomethyl-1,3,3-trimethylcyclohexane) and
  • oligomeric aliphatic and / or cycloaliphatic polyisocyanates having 2 to 6 NCO groups per molecule.
  • the shaped or decorative parts according to the invention with a tool-embossed surface can furthermore be produced by means of a multi-level three-layer structure.
  • the base body is injection molded from a known heat-resistant plastic and coated in a further step with an effect varnish such that the platelet-shaped pigments of the effect varnish, z.
  • an effect varnish such that the platelet-shaped pigments of the effect varnish, z.
  • metallic pigments and / or pearlescent pigments the special structure of the plastic surface adapt, so that the flip-flop effect of the effect pigments at different
  • the base body coated with the effect lacquer on the structured visible surface is coated in a further step with a transparent polymeric cover layer in such a way that, on the one hand, a glossy surface is formed which on the other hand still enhances the surface structure of the base body due to its refractive properties once reinforced, and thus produces an improved 3D or depth effect.
  • the cover layer can be produced as in the variant with the injection molding process
  • Effect pigment layer of a highly transparent scratch-resistant thermoplastic such as CA, MABS, ASA, PC, in particular PMMA also produced by injection molding or injection compression molding.
  • the transparent cover layer can be made using RIM technology
  • oligoether polyamines having 3 to 5 NHR 'groups per molecule, wherein R' is preferably also a hydrogen atom; or else
  • low molecular weight aminic, preferably aliphatic or cycloaliphatic chain extenders such as, for example, ethylenediamine, propylenediamine,
  • oligomeric aliphatic and / or cycloaliphatic polyisocyanates having 2 to 6 NCO groups per molecule in a tool with a high-gloss surface, preferably without the use of release agents and catalysts.
  • the coating of the base body with a transparent polymeric cover layer can by means of the RIM technique from reaction products of oligoester polyols having 3 to 5 OH groups per molecule, preferably with 3 OH groups per molecule, preferably primary OH groups, low molecular weight chain extenders, such as Ethanediol-1, 2; 2,3-propanediol; 1,4-butanediol; 1,6-hexanediol; 2,2'-dimethyl; Isomer mixtures of trimethyl-1, 6-hexanediol and oligomeric aliphatic and / or cycloaliphatic polyisocyanates having 2 to 6 NCO groups per molecule, preferably with the use of so-called internal or internal release agents in a tool with high-gloss surface are performed.
  • low molecular weight chain extenders such as Ethanediol-1, 2; 2,3-propanediol; 1,4-butanediol
  • a topcoat of reaction products of oligoether polyols having from 3 to 5 OH groups per molecule, preferably having 3 OH groups per molecule, preferably primary OH groups, low molecular weight chain extenders such as ethane-1,2-diol; 2,3-propanediol; 1,4-butanediol; 1,6-hexanediol; 2,2'-dimethyl; Isomer mixtures of trimethyl-1, 6-hexanediol, and oligomeric aliphatic and / or cycloaliphatic polyisocyanates having 2 to 6 NCO groups per molecule can also be produced by means of a RIM technique in a tool with a high-gloss surface, preferably with the use of so-called internal release agents ,
  • methods and layer structure are described by way of example for achieving a smoke-glass-like appearance of the decorative molded part with a tool-embossed surface by means of the practically “unpressurised”,
  • Oligoesterpolyolen with 3 to 5 OH groups per molecule, prefers with 3 OH groups per molecule, prefers primary OH groups, the low molecular weight
  • Chain extenders and the oligomeric aliphatic and / or cycloaliphatic polyisocyanates having 2 to 6 NCO groups per molecule, or from
  • Oligomeric polyamines preferably oligoetherpolyamines, having 3 to 5 NHR 'groups per molecule, wherein R' preferably also represents a hydrogen atom, the
  • low molecular weight aminic chain extenders as well as the oligomeric aliphatic and / or cycloaliphatic polyisocyanates with 2 to 6 NCO groups per molecule flooded to achieve the smoky glass-like appearance.
  • Conventional methods for the production of ornamental or decorative moldings comprise, in a multistage process, the injection molding of the carrier layer / body or
  • the decorative molded part can be removed from the mold and the present on the paint surface release agent layer, for example, be removed by polishing. It may be trim of the decorative molding and possibly final assembly with a frame connect.
  • the effect pigments may optionally be dispensed with during injection molding and opaque plastics used for the base body, since there in the second step the application of an analogous to the thermoplastic of the base body colored effect varnish, which then contains the platelet - shaped effect pigments, follows the injection - molded base body, so that the surface structure of the
  • a flooding tool After drying the effect lacquer layer of the base body is inserted in the multi-stage processes in another tool, a flooding tool.
  • the flooding tool at least the effect-coated surface is coated with a highly transparent covering layer by flooding the base body either with a relatively thick, solvent-free 2K polyurea system or with a highly transparent thermoplastic, such.
  • a relatively thick, solvent-free 2K polyurea system or with a highly transparent thermoplastic, such.
  • amorphous TPU or microcrystalline PA overspray or preferably is subjected to injection-compression molding.
  • the tool-embossed surface is obtained with particular emphasis on the surface structure.
  • the decorative molding can be removed from the mold. If necessary, post-processing such as the removal of sprues can then be carried out, and if provided, the decorative molding can be finally assembled, such as with a frame.
  • the injection molding tool is opened after injection molding of the base body with deep, three-dimensional embossed surface leaning against the strake with a transparent or translucent plastic with incorporated platelet-shaped reflective effect pigments and optionally further transparent color pigments.
  • the main body remains in the ejector-side mold half.
  • the ejector-side mold half becomes arranged with the base body on a second nozzle-side mold half of the tool, which has a cavity for creating the cover layer on the structured
  • Decorative molding is obtained with special emphasis on the surface structure. After demolding of the decorative molding, as in the multi-stage processes, the decorative moldings can be reworked and, for example, sprues can be removed and transferred to final assembly.
  • the prior art discloses the combined reaction and coating processes described in the single-stage process control, for example the SkinForm® process from Krauss-Maffei, Kunststoff, or DirectSkinning (Bayer, Leverkusen).
  • the injection molding and coating of the component to create a plastic component with leather-like appearance in a tool in which the injection-molded support member remains on the closing tool core and after transfer to a second cavity to which a PUR mixing head is attached is coated.
  • Coating process exclusively PUR systems (polyol and polyisocyanate) used for the production of the coating. This relatively large amounts of catalyst are required due to the low reactivity, which adversely affect the aging behavior.
  • the OH groups have a reactivity similar to water, allowing it without release agents too
  • the polyurea (PU) systems (polyisocyanate and polyamine) used in one embodiment according to the invention advantageously do not require any catalysts due to their high reactivity, so that they show a better aging behavior. Due to the high reactivity also no constantly renewed release agents are required.

Abstract

Die vorliegende Erfindung stellt ein Dekorformteil und dessen Herstellungsverfahren bereit. Das Dekorformteil umfasst zumindest einen spritzgegossenen Grundkörper aus thermoplastischem Kunststoff mit einer tiefen 3D-Oberflächenstruktur an einer Sichtfläche und eine wenigstens auf der Sichtfläche aufgebrachte Deckschicht aus transparentem Kunststoff. Der Grundkörper weist zumindest eine Schicht an der Sichtfläche auf, wobei die Schicht plättchenförmige Effektpigmente enthält und die plättchenförmigen Effektpigmente in Bezug zu der Oberfläche der Sichtfläche des Grundkörpers überwiegend parallel orientiert vorliegen.

Description

SPRITZGEGOSSENES DEKORFORMTEIL MIT EFFEKTPIGMENTEN
UND HERSTELLUNGSVERFAHREN
Die Erfindung betrifft ein Dekorformteil, insbesondere für Interieurverkleidungen im
Kraftfahrzeug, sowie Verfahren zu dessen Herstellung.
Im Kraftfahrzeugbau werden im Innenraum hochwertige Zierteile und auch dekorativ gestaltete Funktionselemente eingesetzt, um dem Fahrzeug ein exklusives
Erscheinungsbild zu verleihen. Häufig wird dazu Edelholz oder Metall verwendet, zunehmend aber auch Kunststoffe, die gezielt auf Funktion und Formgebung abgestimmt werden können. Um eine entsprechend hochwertig anmutende Oberfläche des
Kunststoffteils zu schaffen, ist aus dem Stand der Technik bekannt, Kunststoffteile, auch aus dem Möbelbereich und dem Elektronikgerätebereich, mit einer flächendeckenden matten oder glänzenden Oberfläche zu schaffen. Ferner kann ein so genannter
Klavierlackeffekt erzeugt werden, indem die Kunststoffteile in zwei aufeinander folgenden Spritzgussprozessen mit zwei verschiedenen Werkstoff komponenten ausgeformt werden. Auch ist die Herstellung von Kunststoffteilen mit einer dreidimensional wirkenden
Oberfläche bekannt, die durch ein Hinterspritzen von relativ dicken Folien erzeugt wird.
Die DE 10 2010 031 814 A1 beschreibt dazu ein Formwerkzeug für Formteile mit einer positiven Oberflächenstruktur, sowie ein Verfahren zur Herstellung des Formwerkzeugs und zur Herstellung des Formteils mit Hilfe des Formwerkzeugs. Zum Schutz der
Dekorfläche des Formteils ist dieses mit einem Überzug aus einem Decklack vorgesehen.
Mit dem Clear Coat Molding (CCM) ist ein dazu geeignetes automatisiertes Verfahren bekannt, bei dem hochwertige Bauteile sehr dünn mit einem glasklaren
Zweikomponenten PUR-System übergössen werden.
Die DE 102010031814 A1 offenbart ein Dekorformteil aus einem spritzgegossenen Grundkörper mit einer 3D-Oberflächenstruktur an der Sichtfläche und einer auf der Sichtfläche aufgebrachten Deckschicht aus transparentem Kunststoff. Die DE 4218106 A1 offenbart ein Überzugsmittel, das auf bestimmten Methacryl- Copolymerisaten basiert und Effektpigmente enthalten kann, das insbesondere für Basisschichten in Mehrschichtlackierungen geeignet ist und die Aufgabe löst, eine verbesserte Anlöseresistenz bei der Überlackierung mit Klarlack bereitzustellen.
Die DE 10253680 A1 beschreibt mehrschichtige Verbundgebilde, die eine
thermoplastische Polymerschicht mit flüssigkristallinen Effekt-Pigmenten aufweisen, wobei die Polymerschicht mit den flüssigkristallinen Effekt-Pigmenten eine transparente polymere UV-Schutzschicht aufweist, um die thermische Stabilität und Lichtstabilität des Verbundgebildes zu verbessern.
Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein hochwertig anmutendes, alterungsbeständiges Zierteil mit einer Oberflächenstruktur mit verbessertem 3D-Effekt unter reduziertem Kosten- und Fertigungsaufwand zu schaffen.
Diese Aufgabe wird durch ein Dekorformteil mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Die Aufgabe, ein solches Dekorformteil herzustellen wird durch die zwei alternativen Verfahren mit den Merkmalen der Ansprüche 7 und 9 gelöst.
Weiterbildungen des Dekorformteils und der Verfahren sind in den Unteransprüchen ausgeführt.
In einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Dekorformteils, das zumindest einen spritzgegossenen Grundkörper aus thermoplastischem Kunststoff mit einer tiefen 3D-Oberflächenstruktur an einer Sichtfläche und eine wenigstens auf der Sichtfläche aufgebrachte Deckschicht aus transparentem Kunststoff umfasst, weist der Grundkörper zumindest eine Schicht mit plättchenförmigen Effektpigmenten an der Sichtfläche auf. Diese plättchenförmigen Effektpigmente liegen in Bezug zu der Oberfläche der
Sichtfläche des Grundkörpers überwiegend parallel orientiert vor. Damit wird ein
Dekorformteil bereit gestellt, das ein neuartiges und hochwertig anmutendes Design hat. Durch die parallel zur Oberfläche der Sichtfläche des Grundkörpers orientierten plättchenförmigen Effektpigmente wird der Glanzeffekt optimiert.„Überwiegend parallel orientiert" meint dabei, dass der überwiegende Anteil der plättchenförmigen
Effektpigmente parallel zur Oberfläche angeordnet ist, damit der durch die
Effektpigmente erzeugte Effekt möglichst eindrucksvoll und flächig ist und die Struktur dieser als Sichtseite des Dekorformteils vorgesehenen Oberfläche betont. Dabei kann der Kunststoff, der den Grundkörper bildet, die plättchenförmigen
Effektpigmente enthalten, oder die Schicht, die die plättchenförmigen Effektpigmente enthält, kann eine auf den Grundkörper, der plättchenförmige Effektpigmente zusätzlich enthalten kann, aber nicht muss, aufgebrachte Polymer-Zusatzschicht sein.„Polymer- Zusatzschicht" kann dabei eine Lack- ebenso wie eine andere Kunststoffschicht meinen.
Der thermoplastische Kunststoff des Grundkörpers kann ein transparenter, transluzenter oder deckender, farbiger oder farbloser Kunststoff sein. Ferner kann das polymere Material der Zusatzschicht, die die plättchenförmigen Effektpigmente enthält, dem Kunststoff des Grundkörpers hinsichtlich seiner optischen Eigenschaften entsprechen; es kann daher transparent, transluzent oder deckend und entsprechend dem Kunststoff des Grundkörpers farbig oder farblos sein.
Das Dekorformteil kann eine farbige oder farblose transparente Deckschicht haben und bevorzugt aus
- zumindest einem Thermoplasten, umfassend Celluloseacetat (CA), Methacrylsäure- Butadien-1 ,3-Styrol-Terpolymer (MABS), Acrylsäure-Styrol-Acrylnitril-Terpolymer (ASA), Polycarbonat (PC), besonders bevorzugt Polymethymethacrylat (PMMA), amorphe TPU, mikrokristalline PA,
- einem 2K-Polyurethan-System, bevorzugt einem 2K-Polyurethan-System mit integriertem Trennmittel, aus Oligoetherpolyolen mit 3 bis 5 OH-Gruppen pro Molekül, bevorzugt mit 3 OH-Gruppen pro Molekül, bevorzugt primären OH-Gruppen,
niedermolekularen Kettenverlängerern bevorzugt aus der Gruppe umfassend Ethandiol- 1 ,2; Bis-(1-Hydroxyethyl)-Ether; 2,3-Propandiol, 1 ,4-Butandiol; 1 ,6-Hexandiol, 2,2'- Dimethylpropandiol; Isomerengemischen des Trimethyl -1 ,6-Hexandiol oder 5-Hydroxy-1- hydroxymethyl-1 ,3,3-trimethylcyclohexan (Isophoron-Diol), sowie oligomeren
aliphatischen und/oder cycloaliphatischen Polyisocyanaten mit 2 bis 6 NCO-Gruppen je Molekül, bevorzugt 3 bis 4 NCO-Gruppen pro Molekül,
oder aus
Oligoesterpolyolen mit 3 bis 5 OH-Gruppen pro Molekül, bevorzugt mit 3 OH-Gruppen pro Molekül, bevorzugt mit primären OH-Gruppen, niedermolekularen Kettenverlängerern bevorzugt aus der Gruppe umfassend Ethandiol-1 ,2, Bis-(1-Hydroxyethyl)-Ether; 2,3- Propandiol; 1 ,4-Butandiol; 1 ,6-Hexandiol; 2,2 -Dimethyl 2,3- Propandiol, Isomerengemischen von Trimethyl-1 ,6-Hexandiol oder 5-Hydroxy-1- hydroxymethyl-1 ,3,3-trimethylcyclohexan sowie oligomeren aliphatischen und/oder cycloaliphatischen Polyisocyanaten mit 2 bis 6 NCO-Gruppen je Molekül, oder - einem 2K-Polyurea-System aus oligomeren Polyaminen, bevorzugt aus Oligoetherpolyaminen mit 3 bis 5 NHR'-Gruppen pro Molekül, wobei R' bevorzugt Wasserstoff ist, niedermolekularen aminischen Kettenverlängerern, bevorzugt aliphatischen oder cycloaliphatischen Kettenverlängerern aus der Gruppe umfassend Ethylendiamin, Propylendiamin, Tetramethylendiamin, Hexamethylendiamin,
Isomerengemischen des Trimethyl-Hexandiamin-1 ,6, 5-Amino-1-aminomethyl-1 ,3,3- trimethylcyclohexan, sowie oligomeren aliphatischen und/oder cycloaliphatischen
Polyisocyanaten mit 2 bis 6 NCO-Gruppen je Molekül
bestehen.
Der Grundkörper kann deckend weiß, hellfarbig oder perlmuttartig gefärbt sein und die Deckschicht transparent schwarzgrau sein, so dass vorteilhaft eine eindrucksvolle rauchglasartige Oberflächenanmutung der Sichtfläche des Dekorformteils geschaffen wird.
Die Herstellung des Dekorformteils kann auf zwei alternative Weisen erfolgen.
In einem ersten Verfahren zur Herstellung eines Dekorformteils werden folgende Schritte ausgeführt:
- Spritzgießen des Grundkörpers aus einem thermoplastischen Kunststoff in einem Formwerkzeug, dabei Ausbilden einer tiefen 3D-Oberflächenstruktur an der
vorgesehenen Sichtfläche,
- Auftragen eines entsprechend dem thermoplastischen Kunststoff gefärbten Effektlacks, der plättchenförmige Effektpigmente enthält, dabei in Bezug zu der Oberfläche der Sichtfläche des Grundkörpers überwiegend parallel Orientieren der plättchenförmigen Effektpigmente, und
- Trocknen der Effektlackschicht,
- Einlegen des Grundkörpers mit dem aufgetragenen Effektlack in ein Flutwerkzeug und Aufbringen eines transparenten Kunststoffs zumindest auf die effektlackierte Sichtseite, dabei Ausbilden einer Deckschicht und Aushärten der Deckschicht,
- Entformen des Dekorformteils.
Dabei kann das Aufbringen des transparenten Kunststoffs durch
- Überfluten mit einem transparenten 2K-Polyurea-System oder
- Überspritzen, bevorzugt Überspritzprägen, mit einem transparenten Thermoplasten erfolgen. Weiter kann es zur Optimierung der Oberflächenbeschaffenheit des Dekorformteils günstig sein, nach dem Entformen des Dekorformteils einen Nachbearbeitungsschritt auszuführen, der das Entfernen von Angüssen umfasst.
Nach dem Entformen des Dekorformteils kann ferner, unmittelbar oder nach der
Nachbearbeitung, ein Endmontageschritt ausgeführt werden, in dem das Dekorformteil in ein übergeordnetes Bauteil montiert wird, etwa in einen Rahmen.
Das zweite alternative Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Dekorformteils umfasst die Schritte
- Spritzgießen des Grundkörpers aus einem thermoplastischen Kunststoff in einem Formwerkzeug mit einer auswerferseitigen und einer düsenseitigen Werkzeughälfte, dabei Ausbilden einer tiefen 3D-Oberflächenstruktur und in Bezug zu einer vorgesehenen Sichtfläche überwiegend parallellen Orientierung der plättchenförmigen Effektpigmente,
- Öffnen des Formwerkzeugs, wobei der Grundkörper in der auswerferseitigen
Werkzeughälfte verbleibt, und Anordnen zu einer zweiten düsenseitigen Werkzeughälfte des Formwerkzeugs, die eine Kavität zur Schaffung der Deckschicht auf dem
Grundkörper mit einer für die vorgesehene Oberflächenbeschaffenheit versehenen Oberfläche aufweist. Es folgt das
- Überfluten der Sichtfläche mit der Oberflächenstruktur des Grundkörpers mit einem transparenten Kunststoff zur Bildung einer Deckschicht und Aushärten der Deckschicht,
- Entformen des Dekorformteils.
Für die Hochglanzoberfläche kann etwa vor dem Überfluten das Überführen des
Spritzlings z. B. mittels Schiebetisch oder Wendeplatte in eine zweite Kavität mit polierter Hochglanzoberfläche, gegebenenfalls auch mit mattierten oder strukturierten Bereichen, vorgesehen werden.
In diesem alternativen Verfahren kann der transparente Kunststoff ein 2K-Polyurethan- System mit einem inneren Trennmittel, oder bevorzugt ein 2K-Polyurea-System sein.
Ferner kann sich auch in diesem Falle an das Entformen des Dekorformteils ein
Nachbearbeitungsschritt anschließen, der das Entfernen von Angüssen und zusätzlich oder alternativ bei Verwendung des 2K-Polyurethan-Systems mit innerem Trennmittel das Entfernen der Trennmittelschicht auf der Lackoberfläche anschließen; etwa durch Polieren. Weiter kann auch in diesem Verfahren ein Endmontageschritt ausgeführt werden, in dem das Dekorformteil in ein übergeordnetes Bauteil montiert wird, etwa in einen Rahmen.
Diese und weitere Vorteile werden durch die nachfolgende Beschreibung unter Bezug auf die begleitende Figur dargelegt. Der Bezug auf die Figur in der Beschreibung dient der Unterstützung der Beschreibung und dem erleichterten Verständnis des Gegenstands.
Die Figur ist lediglich eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der
Erfindung und zeigt schematisch die Verfahrensschritte zur Herstellung eines
erfindungsgemäßen Dekorformteils in einem Mehrstufen- oder Zweistufenprozess.
Die Erfindung bezieht sich auf Dekorformteile, insbesondere Zierteile für
Interieurverkleidungen im Kraftfahrzeug, etwa Zierteile für die Instrumententafel, die Mittelkonsole und Türverkleidungen und Verfahren zur Herstellung der Dekorformteile.
Die für Interieurverkleidungen von Kraftfahrzeugen wie Personenkraftwagen
vorgesehenen Zierteile, die den gehobenen Anspruch an die Interieurgestaltung erfüllen sollen, sind hierin aus polymeren Werkstoffen, bevorzugt synthetischen polymeren Werkstoffen gefertigt und weisen eine hochglänzende freigeformte Oberfläche und einen mehrschichtigen Aufbau auf. Der Grundkörper, der als unterste Bauteilschicht sowohl die thermischen, mechanischen als auch sicherheitsrelevanten Funktionen übernimmt, kann aus einem lichtundurchlässigen oder auch einem transparenten oder transluzenten Kunststoff beschaffen sein und ist mit einer stark strukturierten, am Strak des finalen Bauteils orientierten Oberfläche versehen.
Unter„Strak" eines Fahrzeuges wird im Automobilbau die geometrische Darstellung aller kundensichtbaren Oberflächen im Interieur und Exterieur unter Berücksichtigung aller technischen und formalästhetischen Ansprüche verstanden. Der Strak ist also das Verbindungsglied zwischen Design und Konstruktion. Im Strak werden die designten Oberflächen in der gewünschten Qualität reproduziert und Lichteffekte (Reflexionen, „Highlights") auf den Flächen optimiert. Weiter werden beim Strak
Konstruktionsanforderungen umgesetzt, etwa dass die Flächen aus einem Formwerkzeug entformbar sein müssen und Werkzeugtrennlinien möglichst nicht auf der Sichtfläche liegen.
Die Struktur dieser als Sichtseite des Dekorformteils vorgesehenen Oberfläche wird entweder durch orientiert in den Grundkörper eingebrachte plättchenförmige Effektpigmente und/oder eine Zwischenschicht aus polymeren Materialien mit möglichst parallel zur Bauteiloberfläche ausgerichteten, resp. orientierten, plättchenförmigen Effektpigmenten besonders hervorgehoben. Ferner verleiht eine glasklare oder transparent eingefärbte Deckschicht aus einem Polymerwerkstoff, die mit einer
Schichtdicke von 0,15 bis 3 mm aufgebracht sein kann, dem Verbund die gewünschten Oberflächeneigenschaften bezüglich Kratzunempfindlichkeit und Medienbeständigkeit und dient insbesondere durch ihre lichtbrechenden Eigenschaften dazu, die
Oberflächenstruktur der darunterliegenden mit Effektpigmenten versehenen Schicht zu verstärken.
Derartige Zierteile mit werkzeuggeprägter Oberfläche können beispielsweise mittels ZK- Thermoplast-Technik hergestellt werden. Die transparente Deckschicht kann durch Überspritzen oder Spritzprägen mit Celluloseacetat (CA), Methacrylsäure-Butadien-1 ,3- Styrol-Terpolymer (MABS), Acrylsäure-Styrol-Acrylnitril-Terpolymer (ASA), Polycarbonat (PC), darunter insbesondere Polymethymethacrylat (PMMA) erzeugt werden.
Alternativ dazu kann zur Herstellung der Zierteile mit werkzeuggeprägter Oberfläche ein praktisch„druckloser", reaktiver 2K-Überflutungsprozess mit Kunststoffen der
Isocyanatchemie eingesetzt werden, wobei darauf zu achten ist, dass die Temperatur der einströmenden Reaktionsmischung zur Bildung der Deckschicht zwischen 50 und 90 °C liegt, um die filigranen Kanten der Thermoplastoberfläche des Grundkörpers nicht zu verletzen, bzw. anzuschmelzen.
In dieser Variante kann zur Bildung der Deckschicht vorgesehen sein, den Grundkörper an seiner strukturierten, die Sichtseite bildenden Oberfläche mit glasklaren oder hochtransparent gefärbten Reaktionsgemischen zu überfluten, die aus
- Oligoetherpolyolen, mit 3 bis 5 OH-Gruppen pro Molekül, bevorzugt mit 3 OH-Gruppen pro Molekül, bevorzugt primären OH-Gruppen,
- niedermolekularen Kettenverlängerern, wie beispielsweise Ethandiol-1,2; Bis (1- Hydroxyethyl)-Ether; 2,3-Propandiol; 1 ,4-Butandiol; 1 ,6-Hexandiol; 2,2'- Dimethylpropandiol; Isomerengemischen des Trimethyl-1 ,6-Hexandiol oder Isophoron- Diol (5-Hydroxy-1 -hydroxymethyl-1 ,3,3-trimethylcyclohexan), sowie
- oligomeren aliphatischen und/oder cycloaliphatischen Polyisocyanaten mit 2 bis 6 NCO- Gruppen je Molekül, bevorzugt 3 bis 4 NCO-Gruppen pro Molekül
bestehen. Ferner ist das Überfluten mit glasklaren oder hochtransparent gefärbten Reaktionsgemischen aus
- Oligoesterpolyolen, mit 3 bis 5 OH-Gruppen pro Molekül, bevorzugt mit 3 OH-Gruppen pro Molekül, bevorzugt primären OH-Gruppen,
- niedermolekularen Kettenverlängerern, wie beispielsweise Ethandiol-1 ,2; Bis (1- Hydroxy-ethyl)-Ether; 2,3-Propandiol; 1 ,4-Butandiol; 1 ,6-Hexandiol; 2,2'-Dimethyl 2,3- Propandiol; Isomerengemischen des Trimethyl-1 ,6-Hexandiol oder Isophoron-Diol (5- Hydroxy-1-hydroxymethyl-1 ,3,3-trimethylcyclohexan) sowie
- oligomeren aliphatischen und/oder cycloaliphatischen Polyisocyanaten mit 2 bis 6 NCO- Gruppen je Molekül
möglich.
Eine weitere Möglichkeit besteht in dem Überfluten mit glasklaren oder hochtransparent gefärbten Reaktionsgemischen aus
- oligomeren Polyaminen; hierbei sind Oligoetherpolyamine, mit 3 bis 5 NHR'-Gruppen pro Molekül, wobei R' bevorzugt ebenfalls ein Wasserstoffatom darstellt, besonders geeignet, oder aus
- niedermolekularen aminischen Kettenverlängerern, wie beispielsweise Ethylendiamin, Propylendiamin, Tetramethylendiamin,, Hexamethylendiamin, Isomerengemischen des Trimethyl-Hexandiamin-1 ,6; Isophoron-Diamin (5-Amino-1-aminomethyl-1 ,3,3- trimethylcyclohexan) sowie
oligomeren aliphatischen und/oder cycloaliphatischen Polyisocyanaten mit 2 bis 6 NCO- Gruppen je Molekül.
Die erfindungsgemäßen Form- bzw. Zierteile mit werkzeuggeprägter Oberfläche können ferner mittels eines mehrstufig erzeugten dreischichtigen Aufbaus erzeugt werden. Dazu wird der Grundkörper aus einem bekannten wärmeformbeständigen Kunststoff spritzgegossen und in einem weiteren Schritt mit einem Effektlack derart beschichtet, dass sich die plättchenförmigen Pigmente des Effektlackes, z. B. Metallic-Pigmente und/oder der Perlglanzpigmente, der besonderen Struktur der Kunststoffoberfläche anpassen, so dass der Flip-Flop-Effekt der Effektpigmente bei unterschiedlichen
Beleuchtungswinkeln die Tiefe der Struktur besonders hervorhebt.
Der mit dem Effektlack an der strukturierten Sichtoberfläche überzogene Grundkörper wird in einem weiteren Schritt mit einer transparenten polymeren Deckschicht derart überzogen, dass einerseits eine glänzende Oberfläche entsteht, die andererseits durch ihre lichtbrechenden Eigenschaften die Oberflächenstruktur des Grundkörpers noch einmal verstärkt, und damit einen verbesserten 3D- bzw. Tiefeneffekt erzeugt. Die Deckschicht kann wie in der Variante mit der im Spritzgießprozess erzeugten
Effektpigmentschicht aus einem hochtransparenten kratzfesten Thermoplast, wie CA, MABS, ASA, PC, insbesondere PMMA ebenfalls durch Spritzgießen oder Spritzprägen erzeugt werden.
Alternativ dazu kann die transparente Deckschicht mittels RIM-Technik aus
Reaktionsprodukten von oligomeren Polyaminen hergestellt werden. Besonders geeignet sind Oligoetherpolyamine mit 3 bis 5 NHR'-Gruppen pro Molekül, wobei R' bevorzugt ebenfalls ein Wasserstoffatom darstellt; oder aber aus
- niedermolekularen aminischen, bevorzugt aliphatischen oder cycloaliphatischen Kettenverlängerern wie beispielsweise Ethylendiamin, Propylendiamin,
Tetramethylendiamin, Hexamethylendiamin, Isomerengemischen des Trimethyl- Hexandiamin-1 ,6; Isophoron-Diamin (5-Amino-1-aminomethyl-1 ,3,3-trimethylcyclohexan) sowie
oligomeren aliphatischen und/oder cycloaliphatischen Polyisocyanaten mit 2 bis 6 NCO- Gruppen je Molekül in einem Werkzeug mit hochglänzender Oberfläche, bevorzugt ohne Anwendung von Trennmitteln und Katalysatoren, erzeugt werden.
Der Überzug des Grundkörpers mit einer transparenten polymeren Deckschicht kann mittels der RIM-Technik aus Reaktionsprodukten aus Oligoesterpolyolen, mit 3 bis 5 OH- Gruppen pro Molekül, bevorzugt mit 3 OH-Gruppen pro Molekül, bevorzugt primären OH- Gruppen, niedermolekulare Kettenverlängerer, wie beispielsweise Ethandiol-1 ,2; 2,3- Propandiol; 1 ,4-Butandiol; 1 ,6-Hexandiol; 2,2'-Dimethylpropandiol; Isomerengemische des Trimethyl-1 ,6-Hexandiol sowie oligomere aliphatische und/oder cycloaliphatische Polyisocyanate mit 2 bis 6 NCO-Gruppen je Molekül, bevorzugt mit Anwendung von sogenannten internen oder inneren Trennmitteln in einem Werkzeug mit hochglänzender Oberfläche durchgeführt werden.
Eine Deckschicht aus Reaktionsprodukten aus Oligoetherpolyolen, mit 3 bis 5 OH- Gruppen pro Molekül, bevorzugt mit 3 OH-Gruppen pro Molekül, bevorzugt primären OH- Gruppen, niedermolekularen Kettenverlängerern, wie beispielsweise Ethandiol-1,2; 2,3- Propandiol; 1 ,4-Butandiol; 1 ,6-Hexandiol; 2,2'-Dimethylpropandiol; Isomerengemischen des Trimethyl-1 ,6-Hexandiol, sowie oligomeren aliphatischen und/oder cycloaliphatischen Polyisocyanaten mit 2 bis 6 NCO-Gruppen je Molekül kann ebenfalls mittels einer RIM- Technik in einem Werkzeug mit hochglänzender Oberfläche, bevorzugt mit Anwendung von sogenannten internen Trennmitteln erzeugt werden. Im Folgenden werden Verfahren und Schichtaufbau beispielhaft zur Erzielung einer rauchglasartigen Optik des Dekorformteils mit werkzeuggeprägter Oberfläche mittels des praktisch„drucklosen", reaktiven 2K-Überflutungsprozesses mit Kunststoffen der Isocyanatchemie beschrieben.
Dabei wird ein deckend weiß, hellfarbig oder perlmuttartig gefärbter Grundkörper mit transparent schwarzgrau getönten Reaktionsgemischen aus
- Oligoetherpolyolen, mit 3 bis 5 OH-Gruppen pro Molekül, bevorzugt mit 3 OH-Gruppen pro Molekül, bevorzugt primären OH-Gruppen, den niedermolekularen
Kettenverlängerern sowie den oligomeren aliphatischen und/oder cycloaliphatischen Polyisocyanaten mit 2 bis 6 NCO-Gruppen je Molekül, oder aus
- Oligoesterpolyolen, mit 3 bis 5 OH-Gruppen pro Molekül, bevorzugt mit 3 OH-Gruppen pro Molekül, bevorzugt primären OH-Gruppen, den niedermolekularen
Kettenverlängerern, sowie den oligomeren aliphatischen und/oder cycloaliphatischen Polyisocyanaten mit 2 bis 6 NCO-Gruppen je Molekül, oder aus
- oligomeren Polyaminen, bevorzugt Oligoetherpolyamine, mit 3 bis 5 NHR'-Gruppen pro Molekül, wobei R' bevorzugt ebenfalls ein Wasserstoffatom darstellt, den
niedermolekularen aminischen Kettenverlängerern, sowie den oligomeren aliphatischen und/oder cycloaliphatischen Polyisocyanaten mit 2 bis 6 NCO-Gruppen je Molekül zum Erzielen der rauchglasartigen Optik überflutet.
Klassische Verfahren zur Herstellung von Zier- bzw. Dekorformteilen umfassen in einem Mehrstufenprozess das Spritzgießen der Trägerschicht/ des Grundkörpers bzw.
Hinterspitzen einer Dekorfolie oder eines Echtholzfurniers, dem gegebenenfalls der Beschnitt folgt, woraufhin entweder ein Sprühlackieren mit reaktivem Lacksystem, Trocknen, Polieren (mehrfach oder überspritzen bzw. überfluten) oder ein Überfluten mit lösemittelfreiem 2K-Polyurethan-System in einem entsprechenden Werkzeug (ClearCoat Molding, klassischer mehrstufiger PUR-Prozess) folgt. Beim Überfluten wird nach Trennmittelauftrag auf die sichtseitige Werkzeugoberfläche des Flutwerkzeuges, dem Ablüften, und gegebenenfalls Polieren des Trennmittelfilms in dieser Werkzeughälfte der Grundkörper in die Unterseite des Flutwerkzeuges eingelegt und mit einem
lösemittelfreien 2K-Polyurethan-System überflutet. Nach Aushärten der Deckschicht im Werkzeug, wobei die werkzeuggeprägte Oberfläche entsteht, kann das Dekorformteil entformt und die auf der Lackoberfläche vorliegende Trennmittelschicht beispielsweise durch Polieren entfernt werden. Es können sich Beschnitt des Dekorformteils und gegebenenfalls Endmontage mit einem Rahmen anschließen. In einem erfindungsgemäßen Verfahren wird sowohl in den mehrstufigen als auch den einstufigen Prozessvarianten, wie in der Figur zu sehen, zunächst der Dekorformteil- Grundkörper mit an den Strak des Dekorformteils angelehnter tiefer dreidimensional geprägter Oberfläche mit einem transparenten oder transluzenten Kunststoff
spritzgegossen, in den Einstufenprozessen, die in der Figur dem rechten Ast folgen, mit plättchenförmigen, reflektierenden Effektpigmenten und gegebenenfalls weiteren transparenten Farbpigmenten zumindest in einer Schicht an der strukturierten
Oberfläche.
In den Mehrstufenprozess mit zumindest zwei Stufen, die in der Figur dem linken Ast folgen, kann beim Spritzgießen gegebenenfalls auf die Effektpigmente verzichtet und lichtundurchlässige Kunststoffe für den Grundkörper verwendet werden, da dort im zweiten Schritt das Auftragen eines analog dem Thermoplast des Grundkörpers eingefärbten Effektlackes, der dann die plättchenförmigen Effektpigmente enthält, auf den spritzgegossenen Grundkörper folgt, sodass die Oberflächenstruktur des
Grundkörpers deutlich hervortritt. Nach dem Trocknen der Effektlackschicht wird der Grundkörper in den Mehrstufenprozessen in ein anderes Werkzeug, ein Flutwerkzeug, eingelegt. Im Flutwerkzeug wird zumindest die effektlackierte Oberfläche mit einer hochtransparenten Deckschicht überzogen, indem der Grundkörper entweder mit einem verhältnismäßig dicken, lösemittelfreiem 2K-Polyurea-System überflutet wird oder mit einem hochtransparenten Thermoplasten, wie z. B. PMMA, amorphem TPU oder mikrokristallinem PA überspritzt oder bevorzugt einem Spritzprägen unterzogen wird.
Nach Aushärten der Deckschicht wird die werkzeuggeprägte Oberfläche mit besonderer Betonung der Oberflächenstruktur erhalten. Das Dekorformteil kann entformt werden. Gegebenenfalls durchzuführende Nachbearbeitungen wie das Entfernen von Angüssen können dann durchgeführt werden, und, falls vorgesehen, kann das Dekorformteil endmontiert werden, etwa mit einem Rahmen.
Bei den Einstufenprozessen, die dem rechten Ast in der Figur folgen, wird nach erfolgtem Spritzgießen des Grundkörpers mit an den Strak angelehnter tiefer, dreidimensional geprägter Oberfläche mit einem transparenten oder transluzenten Kunststoff mit eingearbeiteten plättchenförmigen, reflektierenden Effektpigmenten und gegebenenfalls weiteren transparenten Farbpigmenten das Spritzgusswerkzeug geöffnet, wobei der Grundkörper in der auswerferseitigen Werkzeughälfte verbleibt. Mittels Schiebetisch, Drehteller oder Wendeplatte oder ähnlichem wird die auswerferseitige Werkzeughälfte mit dem Grundkörper an einer zweiten düsenseitigen Werkzeughälfte des Werkzeugs angeordnet, die eine Kavität zur Schaffung der Deckschicht auf der strukturierten
Sichtoberfläche bereitstellt und mit einer polierten Hochglanzoberfläche, sowie
gegebenenfalls auch mattierten oder strukturierten Bereichen versehen ist. Nach
Schließen der Werkzeughälften wird der Grundkörper nun entweder mit einem
verhältnismäßig dicken, lösemittelfreiem 2K-Polyurea-System oder mit einem
lösemittelfreiem 2K-Polyurethan-System mit innerem Trennmittel überflutet, so dass nach Aushärten des Lackes im Werkzeug die werkzeuggeprägte Oberfläche des
Dekorformteils mit besonderer Betonung der Oberflächenstruktur erhalten wird. Nach dem Entformen des Dekorformteils können wie in den mehrstufigen Prozessen die Dekorformteile nachbearbeitet und beispielsweise Angüsse entfernt werden und zur Endmontage überführt werden.
Bei der Verfahrensvariante, die zum Überfluten das 2K-Polaurethan-System mit innerem Trennmittel nutzt, ist nach dem Entformen gegebenenfalls das Entfernen der
Trennmittelschicht auf der Lackoberfläche etwa durch Polieren als weitere
Nachbearbeitung erforderlich.
Im Stand der Technik sind die in der einstufigen Prozessführung beschriebenen kombinierten Reaktions- und Beschichtungsverfahren, beispielsweise das SkinForm®- Verfahren von Krauss-Maffei, München, oder das DirectSkinning (Bayer, Leverkusen) bekannt. Dabei erfolgt das Spritzgießen und Beschichten des Bauteils zur Schaffung eines Kunststoffbauteils mit lederähnlicher Optik in einem Werkzeug, in dem das spritzgegossene Trägerbauteil auf dem schließseitigen Werkzeugkern verbleibt und nach Überführung in eine zweite Kavität, an der ein PUR-Mischkopf angebracht ist, beschichtet wird. Weitere Verfahren und Werkzeuge zum„Lackieren im geschlossenen Werkzeug" sind ColorForm von Krauss-Maffei oder Directcoating von Bayer. Auch das als puroskin™ von Rühl, Friedrichsdorf, Deutschland, bekannt Verfahren kombiniert die Spritzgieß- und Reaktionstechnik in einem Prozess. Ferner ist von ENGEL (Schwertberg, Österreich) neben einem x-melt genannten Verfahren, das ein Hochgeschwindigkeits- Spritzgießen ist, wobei die Kompressibilität der Kunststoffschmelze als Energiespeicher genutzt wird, mit dem clearmelt Verfahren das Überfluten eines thermoplastischen Trägerbauteils mit transparentem Polyurethan mittels Schiebetischtechnologie bekannt.
Allerdings werden bislang in den bekannten kombinierten Reaktions- und
Beschichtungsverfahren ausschließlich PUR-Systeme (Polyol und Polyisocyanat) zur Herstellung der Beschichtung eingesetzt. Hierbei sind aufgrund der geringen Reaktivität relativ große Katalysatormengen erforderlich, die nachteilig das Alterungsverhalten beeinträchtigen. Die OH-Gruppen haben eine ähnliche Reaktivität wie Wasser, so dass es ohne Trennmittel zu
Harnstoffanbackungen an den Werkzeugoberflächen kommt.
Die in einer erfindungsgemäßen Ausführungsform eingesetzten Polyurea (PU)-Systeme (Polyisocyanat und Polyamin) benötigen aufgrund ihrer hohen Reaktivität vorteilhaft keine Katalysatoren, so dass sie ein besseres Alterungsverhalten aufzeigen. Durch die hohe Reaktivität werden ferner keine ständig erneuerten Trennmittel erforderlich.

Claims

Patentansprüche
1. Dekorformteil, das zumindest einen spritzgegossenen Grundkörper aus
Dekorformteil, das zumindest einen spritzgegossenen Grundkörper aus thermoplastischem Kunststoff mit einer tiefen 3D-Oberflächenstruktur an einer Sichtfläche und eine wenigstens auf der Sichtfläche aufgebrachte Deckschicht aus transparentem Kunststoff umfasst,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Grundkörper zumindest eine Schicht an der Sichtfläche aufweist, wobei die Schicht die plättchenförmigen Effektpigmente enthält und die plättchenförmigen Effektpigmente in Bezug zu der Oberfläche der Sichtfläche des Grundkörpers überwiegend parallel orientiert vorliegen,
wobei der Kunststoff, der den Grundkörper bildet, die plättchenförmigen
Effektpigmente enthält.
2. Dekorformteil nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
der thermoplastische Kunststoff des Grundkörpers ein transparenter, transluzenter oder deckender, farbiger oder farbloser Kunststoff ist.
3. Dekorformteil nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
das polymere Material der Schicht, die die plättchenförmigen Effektpigmente enthält, dem Kunststoff des Grundkörpers entspricht, wobei das polymere Material transparent, transluzent oder deckend und entsprechend dem Kunststoff des Grundkörpers farbig oder farblos ist.
4. Dekorformteil nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Deckschicht farbig oder farblos transparent ist und bevorzugt aus
- zumindest einem Thermoplasten, umfassend Celluloseacetat (CA), Methacrylsäure-Butadien-1 ,3-Styrol-Terpolymer (MABS), Acrylsäure-Styrol- Acrylnitril-Terpolymer (ASA), Polycarbonat (PC), besonders bevorzugt
Polymethymethacrylat (PMMA), amorphe TPU, mikrokristalline PA,
- einem 2K-Polyurethan-System, bevorzugt einem 2K-Polyurethan-System mit integriertem Trennmittel, aus Oligoetherpolyolen mit 3 bis 5 OH-Gruppen pro Molekül, bevorzugt mit 3 OH-Gruppen pro Molekül, bevorzugt primären OH- Gruppen, niedermolekularen Kettenverlängerern bevorzugt aus der Gruppe umfassend Ethandiol-1 ,2; Bis-(1-Hydroxyethyl)-Ether; 2,3-Propandiol, 1 ,4-Butandiol; 1 ,6-Hexandiol, 2,2'-Dimethylpropandiol; Isomerengemischen des Trimethyl -1 ,6- Hexandiol oder 5-Hydroxy-1-hydroxymethyl-1 ,3,3-trimethylcyclohexan (Isophoron- Diol), sowie oligomeren aliphatischen und/oder cycloaliphatischen Polyisocyanaten mit 2 bis 6 NCO-Gruppen je Molekül, bevorzugt 3 bis 4 NCO-Gruppen pro Molekül, oder aus
Oligoesterpolyolen mit 3 bis 5 OH-Gruppen pro Molekül, bevorzugt mit 3 OH- Gruppen pro Molekül, bevorzugt mit primären OH-Gruppen, niedermolekularen Kettenverlängerern bevorzugt aus der Gruppe umfassend Ethandiol-1, 2, Bis-(1- Hydroxyethyl)-Ether; 2,3-Propandiol; 1 ,4-Butandiol; 1 ,6-Hexandiol; 2,2'-Dimethyl 2,3-Propandiol, Isomerengemischen von Trimethyl-1 ,6-Hexandiol oder 5-Hydroxy-1- hydroxymethyl-1 ,3,3-trimethylcyclohexan sowie oligomeren aliphatischen und/oder cycloaliphatischen Polyisocyanaten mit 2 bis 6 NCO-Gruppen je Molekül, oder
- einem 2K-Polyurea-System aus oligomeren Polyaminen, bevorzugt aus
Oligoetherpolyaminen mit 3 bis 5 NHR'-Gruppen pro Molekül, wobei R' bevorzugt Wasserstoff ist, niedermolekularen aminischen Kettenverlängerern, bevorzugt aliphatischen oder cycloaliphatischen Kettenverlängerern aus der Gruppe umfassend Ethylendiamin, Propylendiamin, Tetramethylendiamin,
Hexamethylendiamin, Isomerengemischen des Trimethyl-Hexandiamin-1 ,6, 5- Amino-1-aminomethyl-1 ,3,3-trimethylcyclohexan, sowie oligomeren aliphatischen und/oder cycloaliphatischen Polyisocyanaten mit 2 bis 6 NCO-Gruppen je Molekül besteht.
5. Dekorformteil nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Grundkörper deckend weiß, hellfarbig oder perlmuttartig gefärbt ist und die Deckschicht transparent schwarzgrau ist, wobei eine rauchglasartige Oberflächenanmutung der Sichtfläche des Dekorformteils bereitgestellt wird.
6. Dekorformteil, das zumindest einen spritzgegossenen Grundkörper aus
thermoplastischem Kunststoff mit einer tiefen 3D-Oberflächenstruktur an einer Sichtfläche und eine wenigstens auf der Sichtfläche aufgebrachte Deckschicht aus transparentem Kunststoff umfasst,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Grundkörper zumindest eine Schicht an der Sichtfläche aufweist, wobei die Schicht die plättchenförmigen Effektpigmente enthält und die plättchenförmigen Effektpigmente in Bezug zu der Oberfläche der Sichtfläche des Grundkörpers überwiegend parallel orientiert vorliegen,
wobei die Deckschicht aus einem 2K-Polyurea-System besteht.
7. Dekorformteil nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Kunststoff, der den Grundkörper bildet, die plättchenförmigen Effektpigmente enthält, oder dass die Schicht, die die plättchenförmigen Effektpigmente enthält, eine auf den Grundkörper, der plättchenförmige Effektpigmente enthält oder nicht enthält, aufgebrachte Polymer-Zusatzschicht ist.
8. Dekorformteil nach Anspruch 6 oder 7,
dadurch gekennzeichnet, dass
der thermoplastische Kunststoff des Grundkörpers ein transparenter, transluzenter oder deckender, farbiger oder farbloser Kunststoff ist.
9. Dekorformteil nach Anspruch 7 oder 8,
dadurch gekennzeichnet, dass
das polymere Material der Schicht, die die plättchenförmigen Effektpigmente enthält, dem Kunststoff des Grundkörpers entspricht, wobei das polymere Material transparent, transluzent oder deckend und entsprechend dem Kunststoff des Grundkörpers farbig oder farblos ist.
10. Dekorformteil nach zumindest einem der Ansprüche 6 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Deckschicht farbig oder farblos transparent ist und das 2K-Polyurea-System der Deckschicht aus oligomeren Polyaminen, bevorzugt aus Oligoetherpolyaminen mit 3 bis 5 NHR'-Gruppen pro Molekül, wobei R' bevorzugt Wasserstoff ist,
niedermolekularen aminischen Kettenverlängerern, bevorzugt aliphatischen oder cycloaliphatischen Kettenverlängerern aus der Gruppe umfassend Ethylendiamin, Propylendiamin, Tetramethylendiamin, Hexamethylendiamin, Isomerengemischen des Trimethyl-Hexandiamin-1 ,6, 5-Amino-1-aminomethyl-1 ,3,3-trimethylcyclohexan, sowie oligomeren aliphatischen und/oder cycloaliphatischen Polyisocyanaten mit 2 bis 6 NCO-Gruppen je Molekül
besteht.
11. Dekorformteil nach zumindest einem der Ansprüche 6 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Grundkörper deckend weiß, hellfarbig oder perlmuttartig gefärbt ist und die Deckschicht transparent schwarzgrau ist, wobei eine rauchglasartige
Oberflächenanmutung der Sichtfläche des Dekorformteils bereitgestellt wird.
12. Verfahren zur Herstellung eines Dekorformteils,
umfassend die Schritte
- Spritzgießen eines Grundkörpers aus einem thermoplastischen Kunststoff in einem Formwerkzeug, dabei Ausbilden einer tiefen 3D-Oberflächenstruktur an der vorgesehenen Sichtfläche,
- Auftragen eines farblosen oder gefärbten Effektlacks, der plättchenförmige Effektpigmente enthält, die in Bezug zu der Oberfläche der Sichtfläche des
Grundkörpers überwiegend zu dieser parallel angeordnet sind, und
- Trocknen der Effektlackschicht,
- Einlegen des Grundkörpers mit dem aufgetragenen und vernetzten Effektlack in ein Flutwerkzeug und Aufbringen eines transparenten Kunststoffs zumindest auf die effektlackierte Sichtseite durch Überfluten mit einem transparenten 2K-Polyurea- System, dabei Ausbilden einer Deckschicht und Aushärten der Deckschicht,
- Entformen des Dekorformteils.
13. Verfahren nach Anspruch 12,
wobei sich bevorzugt an das Entformen des Dekorformteils
- ein Nachbearbeitungsschritt umfassend das Entfernen von Angüssen, und/oder
- ein Endmontageschritt des Dekorformteils, bevorzugt in einem Rahmen anschließt.
14. Verfahren zur Herstellung eines Dekorformteils nach zumindest einem der
Ansprüche 1 bis 5,
umfassend die Schritte
- Spritzgießen des Grundkörpers aus einem thermoplastischen Kunststoff in einem Formwerkzeug mit einer auswerferseitigen und einer düsenseitigen
Werkzeughälfte, dabei Ausbilden einer tiefen 3D-Oberflächenstruktur und in Bezug zu einer vorgesehenen Sichtfläche überwiegend parallelen Orientierung der plättchenförmigen Effektpigmente,
- Öffnen des Formwerkzeugs, wobei der Grundkörper in der auswerferseitigen Werkzeughälfte verbleibt, und Anordnen zu einer zweiten düsenseitigen
Werkzeughälfte des Formwerkzeugs, die eine Kavität zur Schaffung der
Deckschicht auf dem Grundkörper mit einer für die vorgesehene
Oberflächenbeschaffenheit versehenen Oberfläche aufweist,
- Überfluten der Sichtfläche mit der Oberflächenstruktur des Grundkörpers mit einem transparenten Kunststoffs zur Bildung einer Deckschicht und Aushärten der Deckschicht,
- Entformen des Dekorformteils.
15. Verfahren nach Anspruch 14,
wobei der transparente Kunststoff ein 2K-Polyurea-System, oder ein 2K- Polyurethan-System einem inneren Trennmittel ist, und wobei sich an das
Entformen des Dekorformteils bevorzugt
- ein Nachbearbeitungsschritt umfassend das Entfernen von Angüssen und/oder
- bei Verwendung des 2K-Polyurethan-Systems mit innerem Trennmittel ein Nachbearbeitungsschritt umfassend das Entfernen einer Trennmittelschicht auf der Lackoberfläche bevorzugt durch Polieren,
- ein Endmontageschritt des Dekorformteils, bevorzugt in einem Rahmen anschließt.
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