WO2013050208A1 - Verfahren zur herstellung eines kunststoff-zierteils - Google Patents

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WO2013050208A1
WO2013050208A1 PCT/EP2012/067298 EP2012067298W WO2013050208A1 WO 2013050208 A1 WO2013050208 A1 WO 2013050208A1 EP 2012067298 W EP2012067298 W EP 2012067298W WO 2013050208 A1 WO2013050208 A1 WO 2013050208A1
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plastic trim
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Ulrich Riegler
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Saint Gobain Glass France SAS
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Saint Gobain Glass France SAS
Compagnie de Saint Gobain SA
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Definitions

  • the invention comprises a method for producing a plastic trim part, a plastic trim part and its use.
  • Moldings made of polymeric materials can be produced in virtually any desired shape and geometry.
  • Special high-performance plastics such as aramids or Kevlar have very high strengths and stabilities.
  • DE 196 33 959 A1 discloses a shaped body of a carrier and an outer decorative film.
  • the outer film has a decorative and a protective layer, wherein the protective layer consists of a photopolymerizable resin composition.
  • WO 2006/094484 A1 discloses a method for producing a flat, two-component plastic body part.
  • the first component is a transparent polycarbonate and the second component is an opaque polycarbonate.
  • DE 197 22 551 A1 discloses a process for the production of plastic parts in the two-component injection molding process.
  • EP 1 695 808 A1 discloses a trim part for a motor vehicle, for example a trim strip.
  • the trim part comprises a carrier part made of a thermoplastic material and a cover part.
  • the trim part is preferably produced by a multi-component injection molding process.
  • FIM film injection molding
  • a corresponding film is inserted into the injection mold and back-injected with a suitable plastic.
  • a suitable plastic In this way, the surface properties and geometry of polymeric materials can be selectively and flexibly influenced and modified.
  • an important prerequisite for the application of the method of the film injection molding are temperature-stable films.
  • also located on the film imprints must be as temperature resistant that they survive the back injection with a liquid polymer such as polycarbonate.
  • the method also does not allow the targeted modification of a material within the polymeric phase.
  • transparent materials offer a great deal of room for spatial and visual design options.
  • the object of the invention is to provide a method which can set and change the optical properties and the appearance of a material body with partially transparent sections.
  • the inventive method for producing a plastic trim part comprises a first step in which a polymeric film is placed in an injection mold. Subsequently, the polymeric film is back-injected with an opaque polymeric material phase, which forms the carrier part of the plastic trim part.
  • the term "film” includes both homogeneous, single- or multi-component films, as well as woven, layered or layered multi-component films or textiles of different or the same materials.
  • the electrostatic charge is preferably transferred via contact electrodes, which are fed by charging generators with high voltage, contactlessly on the polymeric film
  • the polymeric film can be fixed mechanically or by vacuum suction in the injection mold injected in the injection molding tool and it is achieved in this way a cohesive bond between the polymeric film and the carrier part.
  • the polymeric carrier part ensures the stability of the plastic trim part and includes polymeric Materials with the highest possible strength, scratch resistance, impact resistance or notched impact strength and lower tendency to break.
  • the carrier part is injection-molded and after opening the injection molding tool a polymeric film, preferably a self-adhesive polymeric film, is arranged on the finished carrier part.
  • the polymeric film has a at a temperature of at least 250 ° C, preferably at least 320 ° C decomposition-stable, opaque or partially opaque imprint or color pigmentation on.
  • the term "partially opaque imprinting" also includes colored imprints and prints in grayscale
  • the opaque imprint preferably contains a printing ink having temperature-stable organic pigments, for example urethane-acrylate polymers, carbon, azo dyes or polycyclic compounds
  • inorganic pigments such as titanium dioxide , Carbon black, cinnabar, bismuth (bismuth vanadate), spinel pigments, lead, mercury, zirconium, iron, cadmium, copper, cobalt, nickel, chromium; aluminum silicates (ultramarine)
  • the color pigments may also be incorporated homogeneously into the polymeric film, for example by admixing the color pigments to a granulate of the polymeric film with subsequent extrusion of the resulting mixture NEN the color pigments are sprayed in a solution on the polymeric film.
  • a polymeric cover part is sprayed onto the assembly of polymeric film and polymeric support member.
  • the polymeric cover part is preferably formed optically transparent.
  • the polymeric cover part preferably has an average (averaged over the wavelength) optical transparency of more than 60%, preferably more than 80% in the range of 400 nm to 800 nm.
  • the high optical transparency gives the polymer cover a glass-like appearance with only low weight and a high ductility.
  • the plastic trim part is preferably produced in multi-component injection molding or in the multi-component injection compression molding process, particularly preferably in combination with insert technology, turntable and / or index plate technology.
  • the plastic trim part can also be produced alone by means of insert technology, turntable and / or index plate technology.
  • the polymeric carrier part preferably contains polyethylene (PE), polycarbonates (PC), polypropylene (PP), polystyrene, polybutadiene, polynitriles, polyesters, polyurethanes, polymethylmethacrylates, polyacrylates, polyamides, polyethylene terephthalate (PET), polybutylene terephthalate (PBT), preferably acrylonitrile-butadiene Styrene (ABS), acrylic ester Styrene-acrylonitrile (ASA), acrylonitrile-butadiene-styrene-polycarbonate (ABS / PC), PET / PC, PBT / PC and / or copolymers or mixtures thereof.
  • PE polyethylene
  • PC polycarbonates
  • PP polypropylene
  • polystyrene polybutadiene
  • polynitriles polyesters
  • polyesters polyurethanes
  • polymethylmethacrylates polyacrylates
  • PET polyethylene terephthalate
  • PBT
  • the polymeric carrier part is preferably formed opaque or partially opaque.
  • the opaque coloration of the polymeric support member highlights the contrast of the preferred transparent polymeric cover part printing the polymeric film.
  • the polymeric carrier part is preferably injection-molded in a thickness of 0.5 mm to 10 mm, particularly preferably 1 mm to 5 mm.
  • the thickness of the polymeric backing member is dependent on the dimensions and stability requirements of the finished component.
  • a hardcoat particularly preferably thermally or UV-curing lacquers, particularly preferably polysiloxanes, polyacrylates, polymethacrylates and / or mixtures or copolymers thereof is preferably applied to the polymeric cover part.
  • the hardcoat improves resistance to aging, mechanical wear, scratch damage, weathering, UV radiation and / or harsh chemicals from the air or water spray.
  • the hardcoat can also perform decorative functions such as gloss or pearl effects.
  • the polymeric film preferably contains polycarbonates (PC), polymethyl methacrylate (PMMA), polyethylene terephthalate (PET), polybutylene terephthalate (PBT), polycarbonate-polybutylene terephthalate (PBT / PC), styrene-acrylonitrile (SAN) and / or copolymers or blends thereof.
  • PC polycarbonates
  • PMMA polymethyl methacrylate
  • PET polyethylene terephthalate
  • PBT polybutylene terephthalate
  • PBT / PC polycarbonate-polybutylene terephthalate
  • SAN styrene-acrylonitrile
  • the polymeric film preferably has a thickness of 0.1 mm to 3 mm, preferably 0.12 mm to 1 mm.
  • the size may vary depending on the sizing of the polymeric backing member and the polymeric cover member.
  • the polymeric film is preferably preformed, more preferably thermoformed. The foregoing shaping of the polymeric film allows better adaptation to the geometry of the cover member. In addition, this avoids undercutting of the polymeric material phase between the polymeric carrier part and the polymeric film during the back-injection of the polymeric film with the polymeric carrier part.
  • the invention further comprises a plastic trim member comprising at least a polymeric support member, a polymeric cover member, and a polymeric film.
  • the polymeric film is disposed between the polymeric support member and the polymeric cover member, wherein the polymeric film has a at least 250 ' ⁇ , preferably 320 ° C decomposition-stable, opaque or partially opaque imprint.
  • the polymeric carrier part ensures the stability of the plastic trim part and as described above includes polymeric materials such as polyethylene (PE), polycarbonates (PC), polypropylene (PP), polystyrene, polybutadiene, polynitriles, polyesters, polyurethanes, polymethylmethacrylates, polyacrylates, polyamides, Polyethylene terephthalate (PET), polybutylene terephthalate (PBT), preferably acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS), acrylic ester-styrene-acrylonitrile (ASA), acrylonitrile-butadiene-styrene-polycarbonate (ABS / PC), PET / PC, PBT / PC and / or copolymers or
  • the polymeric carrier part preferably contains inorganic or organic fillers, particularly preferably SiO 2 , Al 2 O 3 , TiO 2 , clay minerals, silicates, zeolites, glass fibers, carbon fibers, glass beads, organic fibers and / or mixtures thereof.
  • the fillers can further increase the stability of the carrier part.
  • the fillers can reduce the proportion of polymeric materials and thus reduce the manufacturing cost of the component.
  • the polymeric cover part can take on both decorative functions and functions in the field of tool resistance. Examples include surfaces or coatings that increase the weather, UV or chemical resistance.
  • the polymeric film serves as a carrier of at least 250 ' ⁇ , preferably 320 ° C decomposition-stable, opaque or partially opaque imprint.
  • the high temperature stability of the opaque or partially opaque imprint is necessary because otherwise the imprint or the color pigments would decompose or wash out during the spraying of the polymeric cover part.
  • the opaque or partially opaque imprint is preferably thermally decomposition-stable in the range from 150 ° C. to 350 ° C., more preferably from 200 ° C. to 320 ° C.
  • the polymeric film is preferably likewise stable to decomposition at at least 150 ° C., more preferably at least 320 ° C., otherwise gas bubbles and discoloration could form in the region of the polymeric film in the finished workpiece.
  • the polymeric carrier part is preferably opaque and the polymeric cover part is preferably transparent. In this version, the opaque or partially opaque print is very visible.
  • the polymeric film is preferably thermally decomposition stable in the range of 200 ' ⁇ to 300' ⁇ .
  • Suitable film materials are especially polymethyl methacrylate (PMMA) and polycarbonate (PC). These polymeric films can be overmolded with a variety of transparent polymers which form the cover part. In an alternative embodiment, the polymeric film may also be colored in color, black or gray.
  • an edge region of 0.1 cm to 5 cm is preferably arranged without the polymeric film.
  • the border area without foil ensures a very even edge seal.
  • the border area can take on decorative functions.
  • the invention further includes the use of the plastic trim part for interior and exterior applications in vehicles, preferably column cover, fitting elements or control panels.
  • the plastic trim part is preferably used as an A, B, or C pillar cover in automobiles.
  • FIG. 1 shows a schematic view of a plastic trim part according to the prior art
  • Figure 2 is a schematic view of a plastic trim part according to the invention.
  • FIG. 3 shows a flow chart of the method according to the invention for producing a plastic trim part.
  • Figure 1 shows a schematic view of a plastic trim part (I) according to the prior art.
  • a polymeric support member (1) for example, a portion of the dashboard of a motor vehicle, a polymeric film (2) is arranged with decorative imprint (4).
  • the edge region (5) can be designed both in the same color as the polymeric carrier part (1) and in another color.
  • FIG 2 shows a schematic view of a plastic trim part (II) according to the invention.
  • a plastic trim part (II) On an opaque polymeric support member (1) of acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS), a transparent polymeric cover part (3) made of PC or PMMA is arranged. Between the polymeric carrier part (1) and the polymeric cover part (3) is a polymeric film
  • the transparent polymeric cover (3) protects the polymeric film (2) from UV radiation, abrasion and damage, and at the same time produces a glassy effect on the surface of the decorative print (4) (for example spinel black No. 38, copper-chromium-iron). Spinel, Kremer Pigments GmbH & Co. KG, Aichstetten, Germany) on the polymeric film.
  • the polymeric film (2) with decorative imprint (4) is enclosed by the edge region (5).
  • FIG. 3 shows a flow chart of the process according to the invention for producing a plastic trim part (II) according to the invention.
  • a polymeric film (2) is provided with a decomposition-stable, opaque or partially-opaque imprint (4) at a temperature of at least 320 ° C.
  • the print (4) is preferably applied by a screen-printing or ink-jet printing process.
  • the polymeric film (2) is then placed in an injection mold and back-injected with a polymeric support member (1) (the liquified polymeric material of the polymeric support member).
  • a polymeric cover part the polymeric cover part
  • a hardcoat is applied to improve the mechanical and chemical resistance.
  • a hardcoat is preferably applied.
  • the hardcoat can be applied to the polymeric cover using a flood, spray or dip process.

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Abstract

Verfahren zur Herstellung eines Kunststoff-Zierteils, wobei a. eine polymere Folie (2) in ein Spritzgusswerkzeug eingelegt wird, wobei die polymere Folie (2) einen bei einer Temperatur von mindestens 250 °C zersetzungsstabilen, opaken oder teilopaken Aufdruck (4) oder Farbpigmentierung aufweist, b. die polymere Folie (2) mit einem polymeren Trägerteil (1) hinterspritzt wird und c. ein polymeres Deckteil (3) auf die polymere Folie (2) und das polymere Trägerteil (1) aufgespritzt wird.

Description

Verfahren zur Herstellung eines Kunststoff-Zierteils
Die Erfindung umfasst ein Verfahren zur Herstellung eines Kunststoff-Zierteils, ein Kunststoff-Zierteil und dessen Verwendung.
Im Zuge immer strengerer Vorgaben zur Kohlendioxidemission von Kraftfahrzeugen gibt es zudem starke Bestrebungen, das Gewicht eines Fahrzeugs und damit dessen Treibstoffverbrauch zu senken. Stetige Weiterentwicklungen im Bereich der Kunststoffe ermöglichen den Ersatz von großen Teilen der Metallkarosserie durch entsprechend leichtere Elemente aus polymeren Werkstoffen. Insbesondere Teile oder auch der gesamte Fensterbereich können durch Elemente aus polymeren Werkstoffen ersetzt werden. Diese zeigen in vielen Fällen bei einem deutlich niedrigeren Gewicht eine vergleichbare Härte, Stabilität und Belastbarkeit wie bei einem Karosseriefenster aus Stahl. Zusätzlich wird auf Grund der Gewichtsreduzierung der Schwerpunkt des Fahrzeugs weiter nach unten verlagert, was einen positiven Einfluss auf das Fahrverhalten hat. Zudem können polymere Werkstoffe im Vergleich zu Metallen bei deutlich niedrigeren Temperaturen hergestellt, bearbeitet und verformt werden. Dies senkt den Energiebedarf und die Kosten bei der Herstellung der Werkstoffe.
Formteile aus polymeren Werkstoffen können dabei in praktisch jeder gewünschten Form und Geometrie hergestellt werden. Spezielle Hochleistungskunststoffe wie beispielsweise Aramide oder Kevlar weisen sehr hohe Festigkeiten und Stabilitäten auf.
Viele Werkstoffteile aus Kunststoffen müssen verschiedenen Anforderungen und Funktionen gerecht werden. Wichtige Parameter sind hierbei die Stabilität, Bruchverhalten, Kratzfestigkeit, Schlagzähigkeit oder Kerbschlagzähigkeit. Neben technischen Gesichtspunkten wie Gewicht und Festigkeit der einzelnen Bauteile spielen auch die Form, Geometrie und das Aussehen eine zunehmend wichtigere Rolle. Vor allem in der Automobilindustrie sind neben mechanischen Eigenschaften auch Merkmale im Bereich des Designs und der Ästhetik von großer Bedeutung.
Um verschiedene Merkmale in polymeren Werkstoffen zu vereinen, werden diese aus unterschiedlich geformten und aus unterschiedlich beschaffenen Grundmaterialien zusammengesetzt. Etablierte Verfahren zur Herstellung dieser Werkstoffe umfassen zwei oder mehr Komponenten Spritzgussverfahren. Auf diese Art und Weise ist es möglich, Merkmale wie beispielsweise Witterungsbeständigkeit, Oberflächenglanz und Bruchbeständigkeit oder Torsionsstabilität miteinander zu vereinen. Zudem können die Anteile sehr teurer Werkstoffe reduziert werden.
DE 196 33 959 A1 offenbart einen Formkörper aus einem Träger und einem äußeren Zierfilm. Der äußere Film besitzt eine Zier- und eine Schutzschicht, wobei die Schutzschicht aus einer photopolymerisierbaren Harzzusammensetzung besteht.
WO 2006/094484 A1 offenbart ein Verfahren zur Herstellung eines flächigen, zwei Komponenten enthaltenden Kunststoffkarosserieteils. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die erste Komponente aus einem transparenten Polycarbonat und die zweite Komponente ein opakes Polycarbonat.
DE 197 22 551 A1 offenbart ein Verfahren zur Herstellung von Kunststoffteilen im Zwei-Komponenten-Spritzgussverfahren.
EP 1 695 808 A1 offenbart ein Zierteil für ein Kraftfahrzeug, beispielsweise eine Zierleiste. Das Zierteil umfasst ein Trägerteil aus einem thermoplastischen Kunststoff und ein Deckteil. Das Zierteil wird bevorzugt über einen Mehr-Komponenten- Spritzgussprozess hergestellt.
Eine etablierte Methode zur Erzeugung optischer Effekte und zur Oberflächenversiegelung ist das Verfahren zur Folienhinterspritzung (FIM/ film insert molding). In diesem Verfahren wird eine entsprechende Folie in das Spritzgießwerkzeug eingelegt und mit einem geeigneten Kunststoff hinterspritzt. Auf diese Art und Weise lassen sich die Oberflächeneigenschaften und Geometrie von polymeren Werkstoffen gezielt und vielseitig beeinflussen und modifizieren. Eine wichtige Vorraussetzung für die Anwendung des Verfahrens der Folienhinterspritzung sind jedoch temperaturstabile Folien. Zudem müssen auch auf der Folie befindliche Aufdrucke soweit temperaturbeständig sein, das sie die Hinterspritzung mit einem flüssigen Polymer wie Polycarbonat überstehen. Das Verfahren erlaubt zudem nicht die gezielte Modifizierung eines Werkstoffes innerhalb der polymeren Phase. Insbesondere transparente Werkstoffe bieten hierbei einen großen Spielraum für räumliche und optische Gestaltungsmöglichkeiten.
Die Erfindung hat die Aufgabe, ein Verfahren bereitzustellen, welches die optischen Eigenschaften und das Aussehen eines Werkstoffkörpers mit teilweise transparenten Abschnitten einstellen und verändern kann.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungen gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Ein erfindungsgemäßes Kunststoff-Zierteil und die Verwendung eines Kunststoff- Zierteils gehen aus weiteren unabhängigen Ansprüchen hervor. Bevorzugte Ausführungen gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Kunststoff-Zierteils umfasst einen ersten Schritt in dem eine polymere Folie in ein Spritzgusswerkzeug eingelegt wird. Im Anschluss wird die polymere Folie mit einer opaken polymeren Materialphase hinterspritzt, welche das Trägerteil des Kunststoff-Zierteils bildet. Der Begriff „Folie" schließt im Sinne der Erfindung sowohl homogene, ein- oder mehrkomponentige Folien, wie auch aus unterschiedlichen oder gleichen Materialien gewobene, geflochtene oder geschichtete mehrkomponente Folien oder Textilien mit ein. Die polymere Folie wird bevorzugt über elektrostatische Wechselwirkungen auf der Stahloberfläche des Spritzgusswerkzeugs fixiert. Die elektrostatische Aufladung wird bevorzugt über Aufladeelektroden, welche von Aufladegeneratoren mit Hochspannung gespeist werden, berührungsfrei auf die polymere Folie übertragen. Alternativ kann die polymere Folie mechanisch oder über Vakuumansaugung im Spritzgusswerkzeug fixiert werden. Das flüssige Ausgangsmaterial des polymeren Trägermaterials wird an die Folie im Spritzgusswerkzeug gespritzt und es wird auf diese Weise ein stoffschlüssiger Verbund zwischen polymerer Folie und Trägerteil erzielt. Das polymere Trägerteil sorgt für die Stabilität des Kunststoff-Zierteils und beinhaltet polymere Materialien mit einer möglichst hohen Festigkeit, Kratzfestigkeit, Schlagzähigkeit oder Kerbschlagzähigkeit und geringere Bruchneigung. In einer alternativen Ausgestaltungsform wird zunächst das Trägerteil spritzgegossen und nach dem Öffnen des Spritzgusswerkzeugs eine polymere Folie, bevorzugt eine selbstklebende polymere Folie auf dem fertigen Trägerteil angeordnet. Die polymere Folie weist einen bei einer Temperatur von mindestens 250 °C, bevorzugt mindestens 320 °C zersetzungsstabilen, opaken oder teilopaken Aufdruck oder Farbpigmentierung auf. Der Ausdruck „teilopaker Aufdruck" umfasst im Sinne der Erfindung auch farbige Aufdrucke und Drucke in Graustufen. Der opake Aufdruck enthält bevorzugt eine Druckfarbe mit temperaturstabilen organischen Pigmenten, beispielsweise Urethan- Acrylat Polymere, Kohlenstoff, Azofarbstoffe oder polycyclische Verbindungen. Alternativ können anorganische Pigmente wie Titandioxid, Ruß, Zinnober, Bismut- (Bismutvanadat), Spinellpigmente, Blei-, Quecksilber-, Zirkon-, Eisen-, Cadmium-, Kupfer-, Kobalt-, Nickel-, Chrompigmente; Aluminiumsilikate (Ultramarin), enthalten sein. Aufgrund der höheren Temperaturstabilität werden bevorzugt anorganische Pigmente verwendet. In einer alternativen Ausgestaltungsform können die Farbpigmente auch homogen in die polymere Folie eingearbeitet sein. Dies kann beispielsweise durch Beimischung der Farbpigmente zu einem Granulat der polymeren Folie mit anschließender Extrusion der resultierenden Mischung erfolgen. In einer weiteren optionalen Möglichkeit können die Farbpigmente in einer Lösung auf die polymere Folie aufgesprüht werden. In einem abschließenden Schritt wird ein polymeres Deckteil auf den Aufbau aus polymerer Folie und polymerem Trägerteil aufgespritzt. Das polymere Deckteil wird bevorzugt optisch transparent ausgebildet. Das polymere Deckteil weist bevorzugt eine mittlere (über die Wellenlänge gemittelte) optische Transparenz von mehr als 60 %, bevorzugt mehr als 80 % im Bereich von 400 nm bis 800 nm auf. Die hohe optische Transparenz verleiht dem polymeren Deckteil ein glasähnliches Aussehen bei nur geringem Eigengewicht und einer hohen Verformbarkeit.
Das Kunststoffzierteil wird bevorzugt im Mehrkomponenten-Spritzguss- oder im Mehrkomponenten-Spritzprägeverfahren, besonders bevorzugt in Kombination mit Wendeplattentechnologie, Drehteller- und/oder Indexplattentechnologie hergestellt. Alternativ kann das Kunststoffzierteil auch alleine über Wendeplattentechnologie, Drehteller- und/oder Indexplattentechnologie hergestellt werden.
Das polymere Trägerteil enthält bevorzugt Polyethylen (PE), Polycarbonate (PC), Polypropylen (PP), Polystyrol, Polybutadien, Polynitrile, Polyester, Polyurethane, Polymethylmetacrylate, Polyacrylate, Polyamide, Polyethylenterephthalat (PET), Polybutylenterephthalat (PBT), bevorzugt Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS), Acrylester- Styrol-Acrylnitril (ASA), Acrylnitril-Butadien-Styrol - Polycarbonat (ABS/PC), PET/PC, PBT/PC und/oder Copolymere oder Gemische davon.
Das polymere Trägerteil wird bevorzugt opak oder teilopak ausgebildet. Die opake Färbung des polymeren Trägerteils hebt durch den Kontrast zum bevorzugt transparenten polymeren Deckteil den Aufdruck der polymeren Folie hervor.
Das polymere Trägerteil wird bevorzugt in einer Dicke von 0,5 mm bis 10 mm, besonders bevorzugt 1 mm bis 5 mm spritzgegossen. Die Dicke des polymeren Trägerteils ist von den Dimensionen und Stabilitätsanforderungen des fertigen Bauteils abhängig.
Auf das polymere Deckteil wird bevorzugt ein Hardcoat, besonders bevorzugt thermisch- oder UV-härtende Lacke, insbesondere bevorzugt Polysiloxane, Polyacrylate, Polymethacrylate und/oder Gemische oder Copolymere davon aufgetragen. Der Hardcoat verbessert die Beständigkeit gegenüber Alterung, mechanischen Abnutzungserscheinungen, Kratzbeschädigungen, Witterungseinflüssen, UV-Strahlung und/oder aggressiven Chemikalien aus der Luft oder dem Spritzwasser. Zusätzlich kann der Hardcoat auch noch dekorative Funktionen wie Glanz- oder Perleffekte wahrnehmen.
Die polymere Folie enthält bevorzugt Polycarbonate (PC), Polymethylmethacrylat (PMMA), Polyethylenterephthalat (PET), Polybutylenterephthalat (PBT), Polycarbonat- Polybutylenterephthalat (PBT/PC), Styrol-Acrylnitril (SAN) und/oder Copolymere oder Gemische davon.
Die polymere Folie weist bevorzugt eine Dicke von 0,1 mm bis 3 mm, bevorzugt 0,12 mm bis 1 mm auf. Die Größe kann in Abhängigkeit von der Dimensionierung des polymeren Trägerteils und des polymeren Deckteils variieren. Die polymere Folie wird bevorzugt vorgeformt, besonders bevorzugt thermisch vorgeformt. Die vorangehende Formgebung der polymeren Folie erlaubt eine bessere Anpassung an die Geometrie des Deckteils. Dies vermeidet zudem bei der Hinterspritzung der polymeren Folie mit dem polymeren Trägerteil eine Unterwanderung der polymeren Materialphase zwischen dem polymeren Trägerteil und der polymeren Folie. Die Erfindung umfasst des Weiteren ein Kunststoff-Zierteil, welches mindestens ein polymeres Trägerteil, ein polymeres Deckteil und eine polymere Folie umfasst. Die polymere Folie ist zwischen dem polymeren Trägerteil und dem polymeren Deckteil angeordnet, wobei die polymere Folie einen bei mindestens 250 'Ό, bevorzugt 320 °C zersetzungsstabilen, opaken oder teilopaken Aufdruck aufweist. Das polymere Trägerteil sorgt für die Stabilität des Kunststoff-Zierteils und beinhaltet wie oben beschrieben polymere Materialien wie Polyethylen (PE), Polycarbonate (PC), Polypropylen (PP), Polystyrol, Polybutadien, Polynitrile, Polyester, Polyurethane, Polymethylmetacrylate, Polyacrylate, Polyamide, Polyethylenterephthalat (PET), Polybutylenterephthalat (PBT), bevorzugt Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS), Acrylester- Styrol-Acrylnitril (ASA), Acrylnitril-Butadien-Styrol - Polycarbonat (ABS/PC), PET/PC, PBT/PC und/oder Copolymere oder Gemische davon.
Das polymere Trägerteil enthält bevorzugt anorganische oder organische Füllstoffe, besonders bevorzugt Si02, Al203, Ti02, Tonmineralien, Silikate, Zeolithe, Glasfasern, Kohlenstofffasern, Glaskugeln, organische Fasern und/oder Gemische davon. Die Füllstoffe können die Stabilität des Trägerteils weiter erhöhen. Zudem können die Füllstoffe den Anteil an polymeren Materialien verringern und so die Herstellungskosten des Bauteils vermindern.
Das polymere Deckteil kann sowohl dekorative Funktionen als auch Funktionen im Bereich der Werkzeugbeständigkeit übernehmen. Beispiele hierfür sind Oberflächen oder Beschichtungen, welche die witterungs-, UV- oder chemische Beständigkeit erhöhen. Die polymere Folie dient als Träger des bei mindestens 250 'Ό, bevorzugt 320 °C zersetzungsstabilen, opaken oder teilopaken Aufdrucks. Die hohe Temperaturstabilität des opaken oder teilopaken Aufdrucks ist notwendig, da sich andernfalls der Aufdruck oder die Farbpigmente beim Aufspritzen des polymeren Deckteils zersetzen oder auswaschen würde. Der opake oder teilopake Aufdruck ist bevorzugt im Bereich von 150 °C bis 350 °C, besonders bevorzugt 200 °C bis 320 °C thermisch zersetzungsstabil. Die polymere Folie ist bevorzugt ebenfalls bei mindestens 150 °C, besonders bevorzugt mindestens 320 °C zersetzungsstabil, andernfalls könnten sich Gasbläschen und Verfärbungen im Bereich der polymeren Folie im fertigen Werkstück bilden. Das polymere Trägerteil ist bevorzugt opak und das polymere Deckteil ist bevorzugt transparent ausgebildet. In dieser Ausführung ist der opake oder teilopake Aufdruck sehr gut sichtbar.
Die polymere Folie ist bevorzugt im Bereich von 200 'Ό bis 300 'Ό thermisch zersetzungsstabil. Geeignete Folienmaterialien sind hier vor allem Polymethylmethacrylat (PMMA) und Polycarbonat (PC). Diese polymeren Folien lassen sich mit einer Vielzahl von transparenten Polymeren überspritzen, welche das Deckteil bilden. Die polymere Folie kann in einer alternativen Ausgestaltung auch farbig, schwarz oder grau eingefärbt sein.
Zwischen dem polymeren Trägerteil und dem polymeren Deckteil ist bevorzugt ein Randbereich von 0,1 cm bis 5 cm ohne die polymere Folie angeordnet. Der Randbereich ohne Folie sorgt für eine sehr gleichmäßige Randversiegelung. Zusätzlich kann der Randbereich dekorative Funktionen übernehmen.
Die Erfindung umfasst des Weiteren die Verwendung des Kunststoff-Zierteils für Innen- und Außenanwendungen in Fahrzeugen, bevorzugt Säulenabdeckung, Armaturenelemente oder Schalttafeln. Das Kunststoff-Zierteil wird bevorzugt als A-, B-, oder C-Säulenabdeckung in Kraftfahrzeugen verwendet.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Die Zeichnungen sind rein schematische Darstellungen und nicht maßstabsgetreu. Sie schränken die Erfindung in keiner Weise ein.
Es zeigen:
Figur 1 eine schematische Ansicht eines Kunststoff-Zierteils nach dem Stand der Technik,
Figur 2 eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Kunststoff-Zierteils und
Figur 3 ein Fließschema des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines Kunststoff-Zierteils. Figur 1 zeigt eine schematische Ansicht eines Kunststoff-Zierteils (I) nach dem Stand der Technik. Auf einem polymeren Trägerteil (1 ), beispielsweise einem Teilstück des Armaturenbretts eines Kraftfahrzeuges, ist eine polymere Folie (2) mit dekorativem Aufdruck (4) angeordnet. Der Randbereich (5) kann sowohl in der gleichen Farbe wie das polymere Trägerteil (1 ) als auch in einer anderen Farbe ausgelegt sein.
Figur 2 zeigt eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Kunststoff-Zierteils (II). Auf einem opaken polymeren Trägerteil (1 ) aus Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS) ist ein transparentes polymeres Deckteil (3) aus PC oder PMMA angeordnet. Zwischen dem polymeren Trägerteil (1 ) und dem polymeren Deckteil (3) ist eine polymere Folie
(2) mit dekorativem Aufdruck (4) angeordnet. Das transparente polymere Deckteil (3) schützt die polymere Folie (2) vor UV-Strahlung, Abrieb sowie Beschädigung und erzeugt gleichzeitig einen glasartigen Effekt auf der Oberfläche des dekorativen Aufdrucks (4) (beispielsweise Spinellschwarz Nr. 38, Kupfer-Chrom-Eisen-Spinell, Kremer Pigmente GmbH & Co. KG, Aichstetten, Deutschland) auf der polymeren Folie. Die polymere Folie (2) mit dekorativen Aufdruck (4) wird von dem Randbereich (5) umschlossen.
Figur 3 zeigt ein Fließschema des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Kunststoff-Zierteils (II). In einem ersten Verfahrensschritt wird eine polymere Folie (2) mit einem bei einer Temperatur von mindestens 320 °C zersetzungsstabilen, opaken oder teilopaken Aufdruck (4) versehen. Der Aufdruck (4) wird bevorzugt über ein Siebdruck- oder Ink-Jetdruckverfahren aufgetragen. Die polymere Folie (2) wird anschließend in ein Spritzgusswerkzeug eingelegt und mit einem polymeren Trägerteil (1 ) hinterspritzt (dem verflüssigten polymeren Material des polymeren Trägerteils). In einem abschließenden Schritt wird ein polymeres Deckteil
(3) auf die polymere Folie (2) und das polymere Trägerteil (1 ) aufgespritzt. Nach dem Aushärten des polymeren Deckteils (3) wird bevorzugt noch ein Hardcoat zur Verbesserung der mechanischen und chemischen Beständigkeit aufgetragen. Insbesondere bei einem Deckteil aus Polycarbonat (PC) wird bevorzugt ein Hardcoat aufgetragen. Der Hardcoat kann über Flut-, Sprüh- oder Tauchverfahren auf dem polymeren Deckteil aufgetragen werden. Bei Beschichtung des polymeren Deckteils (2) mit Polysiloxan-Hardcoats können sogar die sehr hohen Anforderungen, welche üblicherweise nur an Sicherheitsverglasung gestellt werden (Scheiben aus starrem Kunststoff, ECE R43 Anhang 14, Klasse /M), erfüllt werden. Bezugszeichenliste
(1 ) polymeres Trägerteil
(2) polymere Folie
(3) polymeres Deckteil
(4) Aufdruck
(5) Randbereich
(I) Kunststoff-Zierteils nach dem Stand der Technik
(II) erfindungsgemäßes Kunststoff-Zierteil

Claims

Patentansprüche
Verfahren zur Herstellung eines Kunststoff-Zierteils, wobei
a. eine polymere Folie (2) in ein Spritzgusswerkzeug eingelegt wird, wobei die polymere Folie (2) einen bei einer Temperatur von mindestens 250 'C zersetzungsstabilen, opaken oder teilopaken Aufdruck (4) oder Farbpigmentierung aufweist,
b. die polymere Folie (2) mit einem polymeren Trägerteil (1 ) hinterspritzt wird und
c. ein polymeres Deckteil (3) auf die polymere Folie (2) und das polymere Trägerteil (1 ) aufgespritzt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 , wobei das polymere Trägerteil (1 ) Polyethylen (PE), Polycarbonate (PC), Polypropylen (PP), Polystyrol, Polybutadien, Polynitrile, Polyester, Polyurethane, Polymethylmetacrylate, Polyacrylate, Polyamide, Polyethylenterephthalat (PET), Polybutylenterephthalat (PBT), bevorzugt Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS), Acrylester-Styrol-Acrylnitril (ASA), Acrylnitril-Butadien-Styrol - Polycarbonat (ABS/PC), PET/PC, PBT/PC und/oder Copolymere oder Gemische davon enthält.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das polymere Trägerteil (1 ) opak ausgebildet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das polymere Trägerteil (1 ) in einer Dicke von 0,
5 mm bis 10 mm, bevorzugt 1 mm bis 5 mm spritzgegossen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das polymere Deckteil (3) Polycarbonate (PC), Polymethylmethacrylat (PMMA), Styrol-Acrylnitril (SAN), Polyethylenterephthalat (PET) und/oder Copolymere oder Gemische davon enthält.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das polymere Deckteil (3) transparent ausgebildet wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei auf das polymere Deckteil (3) ein Hardcoat (6), bevorzugt thermisch- oder UV-härtende Lacke, besonders bevorzugt Polysiloxane, Polyacrylate, Polymethacrylate und/oder Gemische oder Copolymere davon aufgetragen wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die polymere Folie (2) Polycarbonate (PC), Polymethylmethacrylat (PMMA), Polyethylenterephthalat (PET), Polybutylenterephthalat (PBT), Polycarbonat-Polybutylenterephthalat (PBT/PC), Styrol-Acrylnitril (SAN) und/oder Copolymere oder Gemische davon enthält.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die polymere Folie (2) eine Dicke von 0,1 mm bis 3 mm, bevorzugt 0,12 mm bis 1 mm aufweist.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die polymere Folie (2) vorgeformt, bevorzugt thermisch vorgeformt wird.
1 1 . Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die polymere Folie (2) über elektrostatische Entladung, mechanisch oder über Vakuumansaugung im Spritzgusswerkzeug fixiert wird.
12. Kunststoff-Zierteil mindestens umfassend:
a. ein polymeres Trägerteil (1 ),
b. ein polymeres Deckteil (3),
c. eine polymere Folie (2) zwischen dem polymeren Trägerteil (1 ) und dem polymeren Deckteil (3), wobei die polymere Folie (2) einen bei mindestens 250 'C zersetzungsstabilen, opaken oder teilopaken Aufdruck (4) oder Farbpigmentierung aufweist und wobei das polymere Trägerteil (1 ) opak und das polymere Deckteil (3) transparent ausgebildet sind und wobei zwischen dem polymeren Trägerteil (1 ) und dem polymeren Deckteil (3) ein Randbereich (5) ohne die polymere Folie (2) von 0,1 cm bis 5 cm angeordnet ist.
13. Kunststoff-Zierteil nach Anspruch 12, wobei die polymere Folie (2) im Bereich von 200 'C bis 320 °C thermisch zersetzungsstabil ist.
14. Kunststoff-Zierteil nach Anspruch 12 oder 13, wobei der Aufdruck (4) organische Pigmente oder anorganische Pigmente, bevorzugt Urethan- Acrylat Polymere, Kohlenstoff, Azofarbstoffe oder polycyclische Verbindungen, Titandioxid, Ru ß, Zinnober, Bismut- (Bismutvanadat), Spinellpigmente, Blei-, Quecksilber-, Zirkon-, Eisen-, Cadmium-, Kupfer-, Kobalt-, Nickel-, Chrompigmente; Aluminiumsilikate, Ultramarin enthält.
15. Verwendung des Kunststoff-Zierteils nach einem der Ansprüche 12 bis 14 in Fahrzeugen, bevorzugt Säulenabdeckungen, Armaturenelemente oder Schalttafeln.
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