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Die
vorliegende Erfindung betrifft die Herstellung von Kunststoffteilen
durch ein Verfahren, das insert molding genannt wird und welches
darin besteht, einer mehrschichtigen Struktur von geringer Dicke
eine Form zu geben, sie gegebenenfalls auszuschneiden, um ihr den
Umriss des herzustellenden Teils zu geben und sie in eine Form zu
platzieren, anschließend
auf dieser mehrschichtigen Struktur, lokal oder an deren gesamten
Fläche,
eine Masse aus thermoplastischem Material zu formen, um so ein Teil aus
dekoriertem Kunststoff herzustellen.
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Im
Kraftfahrzeuggebiet muss die mehrschichtige Struktur auf ihrer äußeren Seite
eine Schicht enthalten, die aus einem besonders widerstandsfähigen Material
besteht, das insbesondere dazu bestimmt ist, den Schutz vor der äußeren Umwelt
zu gewährleisten.
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Es
wurde daher vorgeschlagen, für
die Bildung der am äußersten
gelegenen Schicht eine Verbindung aus PVDF und PMMA zu benutzen.
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Das
PVDF bietet die Vorteile, dass es bei einem Warmverformungsbetrieb
eine wesentliche Dehnung erfahren kann und dass es den Dauerhaftigkeitsanforderungen
des Kraftfahrzeuggebietes gerecht wird.
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Das
PMMA erlaubt eine Minimierung des Glanzverlustes beim Warmverformungsbetrieb
und eine Steigerung der Transparenz und des D.O.I. Grads (Distinctiveness
of Image) der äußeren Schicht.
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Die
mehrschichtige Struktur umfasst des Weiteren eine Trägerschicht,
die dazu bestimmt ist, ihr eine gewisse mechanische Festigkeit zu
verleihen und ihr zu erlauben, beim Warmverformungsbetrieb im Wesentlichen
ihre Form beizubehalten, bis sie in der Form platziert wird.
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Diese
Trägerschicht
kann auch Farbe liefern.
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Sie
ist relativ dick und weist in den bekannten mehrschichtigen Strukturen
eine Dicke von zwischen 400 und 800 μm auf.
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Die
mehrschichtige Struktur kann zwischen der Trägerschicht und der Schutzschicht
eine in der Masse gefärbte
Dekorationsschicht umfassen.
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So
sind mehrschichtige Strukturen bekannt, in denen die Schutzschicht
aus einer Verbindung aus PVDF (Polyvinylidenflourid) und transparentem PMMA
(Polymethylmethacrylat) gebildet ist, die Trägerschicht aus ABS oder PP
(Polypropylen) gebildet ist und die Dekorationsschicht aus einer
Schicht gebildet ist, die aus einer in der Masse gefärbten Verbindung
aus PVDF und PMMA gebildet ist.
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Die
Schutzschicht wird gegebenenfalls mit herkömmlichen nicht auf Wärme reagierbaren
Farben bedruckt.
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Zur
Gewährleistung
der Kohäsion
der Trägerschicht
und der Dekorationsschicht, wird in den bekannten mehrschichtigen
Strukturen eine Bindeschicht aus PU (Polyurethan) geringer Dicke
verwendet, da das direkte Haften der Trägerschicht wegen der Anwesenheit
des PVDF, das nur über
eine geringe Kompatibilität
mit dem für
die Bildung der Trägerschicht
verwendeten Polymer aufweist, sonst sehr schwer zu erreichen wäre.
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Aus
der US-Patentschrift
5,916,643 ist ein Verfahren
bekannt, in dem die Schutzschicht mit einem Beschichtungsverfahren
nach der Art des reverse roll coating auf einer beweglichen dünnen Trägerlage
hergestellt wird. Die Schutz schicht wird verbunden mit einer darunter
liegenden Schicht durch Verarbeitung zwischen zwei auf hohe Temperaturen zwischen
200 und 220°C
erhitzten Walzen, um ein Haftmittel, welches die Verbindung der
beiden Schichten ermöglicht,
zu aktivieren.
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Aus
der internationalen Patentanmeldung
WO 94/03337 ist
ein Verfahren bekannt, bei dem die dünne Schicht geformt wird in
einer Gussform, in der das thermoplastische Material geformt wird.
Es handelt sich somit nicht um ein insert molding Verfahren.
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Die
vorliegende Erfindung befasst sich mit der Vereinfachung der Herstellung
von Teilen mit einem insert molding Verfahren.
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Die
Erfindung erreicht dies dank eines neuen Herstellungsverfahrens,
das die nachfolgenden Schritte umfasst und das dadurch gekennzeichnet ist,
dass:
- – eine
mehrschichtige Struktur mit wenigstens einer Schutzschicht, die
den Benutzungsanforderungen auf dem Kraftfahrzeuggebiet genügt, und eine
Trägerschicht
realisiert wird, welche dazu bestimmt ist, die mechanische Festigkeit
der mehrschichtigen Struktur nach deren Formgebung sicherzustellen,
wobei die Schutzschicht und die Trägerschicht direkt oder unter
Zwischenbringung einer oder mehrerer Dekorationszwischenschichten
miteinander verbunden werden, wobei diese Verbindung durch ein Verfahren
realisiert wird, in dem wenigstens eine der zu verbindenden Schichten
in einen zumindest teilweise geschmolzenen Zustand gebracht wird,
um eine Verbindung durch lokales Schmelzen zuzulassen,
- – die
mehrschichtige Struktur, vorzugsweise durch Warmverformung, derart
geformt wird, dass der mehrschichtigen Struktur eine unebene oder nicht-ebene
Struktur verliehen wird,
- – die
mehrschichtige Struktur gegebenenfalls geschnitten wird,
- – die
mehrschichtige Struktur in eine Form platziert wird,
- – das
thermoplastische Material an einer Seite der mehrschichtigen Struktur
lokal oder an deren gesamten Fläche
geformt wird, und
- – der
Form das Ganze entnommen wird.
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Das
Verfahren gemäß der Erfindung
erlaubt es, bei der Verbindung von mindestens zwei Schichten auf
die Verwendung einer Bindung zu verzichten, da diese Verbindung
durch lokales Schmelzen des Materials ausgeführt wird.
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Die
Herstellung einer mehrschichtigen Lage wird somit vereinfacht.
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Die
Formgebung der mehrschichtigen Struktur wird außerhalb der Form, in der das
thermoplastische Material geformt wird, realisiert, in Übereinstimmung
mit dem insert molding Verfahren.
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Vorzugsweise
wird die Schicht, die sich in einem zumindest teilweise geschmolzenen
Zustand befindet, zum Beispiel die Trägerschicht, um mit der Schicht,
mit der sie verbunden werden muss, in Kontakt gebracht zu werden,
aus einem Extruder entnommen.
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Vorzugsweise
wird die Verbindung der Schutzschicht und der Trägerschicht durch Beschichtung
mit Acryl oder Kalandrier-Beschichten realisiert.
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Vor
deren Verbindung wird zumindest entweder die Schutzschicht oder
die Trägerschicht
vorteilhafterweise gespannt oder gestreckt, vorzugsweise mittels
eines Drehbauteils im Wesentlichen in Form einer Banane.
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Damit
wird die Bildung von Falten bei der Verbindung vermieden.
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Vorteilhafterweise
umfasst die mehrschichtige Struktur wenigstens drei Schichten, nämlich eine Schutzschicht,
wenigstens eine Dekorationsschicht und eine Trägerschicht.
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In
einem Ausführungsbeispiel
umfasst die mehrschichtige Struktur drei Schichten, nämlich eine Schutzschicht,
eine Dekorationsschicht und eine Trägerschicht.
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Um
die Schutzschicht zu realisieren, kann man transparente Kunststoffmaterialien,
wie PMMA, PC, PVDF und andere fluorhaltige Polymere, PA (Polyamide),
ABS, PS (Polystyrol), PP-Metall, PET, Polymere aus der Familie der
Acryle, Verbindungen, die ein oder mehrere aus der oben angegebenen
Liste gewähltes)
Polymer(e) umfassen, Kopolymere, die ein oder mehrere aus der oben
angegebenen Liste gewähltes)
Polymer(e), umfassen, oder Verbindungen von Polymeren, die aus der
oben angegebenen Liste gewählt
werden, zum Beispiel eine Schicht aus PVDF und eine Schicht aus
PC oder eine Schicht aus PVDF und eine Schicht aus PMMA, anwenden.
Die Verwendung von PA ist besonders vorteilhaft.
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Die
Schicht kann in Form einer dünnen
Einzelschicht vorliegen, die vorzugsweise durch Extrusion eines
Kunststoffs erhalten wird.
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Die
Schutzschicht wird vorzugsweise auf der Basis einer Verbindung von
zwei Polymeren, vorzugsweise einer Verbindung von PVDF und PMMA, realisiert.
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Als
Variante kann die Schutzschicht in Form einer zweischichtigen dünnen Lage
vorliegen, die vorzugsweise durch Koextrusion zweier Kunststoffe erhalten
wird. Die Außenschicht
der zweischichtigen dünnen
Lage wird vorteil hafterweise in einem Material wie einem fluorhaltigen
Polymer, vorzugsweise PVDF, realisiert.
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Für die Innenschicht
der zweischichtigen dünnen
Lage wird vorteilhafterweise ein Material verwendet, das leichter
zu dekorieren oder zu verbinden ist, kompatibel mit dem Material,
das für
die Bildung der darunter liegenden Schicht der mehrschichtigen Struktur
verwendet wird, um eine Verbindung ohne Anwendung einer Bindung,
durch ein Verfahren wie Beschichtung mit Acryl, Warmwalzen, Dopplung,
Beschichtung oder Kalandrierung, zu erlauben.
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Vorzugsweise
wird die Innenschicht auf PMMA-Basis realisiert.
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Wenn
die Schutzschicht PMMA enthält,
ist ihre Dicke vorzugsweise geringer als 150 μm, um zu verhindern, dass ihr
spröde
Eigenschaften verliehen werden.
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Die
Trägerschicht
kann zum Beispiel eine Einzelschichtstruktur oder eine zweischichtige
Struktur haben, und die Trägerschicht
kann durch die Anwendung von Kunststoffen, wie ABS (Acryl-Butadien-Styrol),
Polyolefinen (PP, PE...), PET (Polyethylenterephthalat), PC (Polycarbonat),
Verbindungen, die ein oder mehrere Polymere aus der oben angegebenen
Liste enthalten, realisiert werden.
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Die
Trägerschicht
wird vorzugsweise auf PP- oder ABS-Basis realisiert.
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Wenn
die Trägerschicht
eine zweischichtige Struktur aufweist, ist die obere Schicht vorteilhafterweise
gefärbt
und weist eine Dicke von einigen μm auf,
wodurch gewährleistet
wird, dass eine kostengünstigere,
nicht gefärbte
untere Schicht verwendet werden kann.
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Die
obere Schicht kann auch mit einem Material realisiert werden, das
die Haftung der darunter liegenden Schicht auf der Schutz- oder
Dekorationsschicht erleichtert, wobei dieses Material gefärbt oder nicht
gefärbt
sein kann.
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Die
obere Schicht kann auf der Basis einer modifizierten, gefärbten PP-Masse und die untere Schicht
auf der Basis von PP realisiert werden.
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Die
Dekorationsschicht ist zum Beispiel gebildet aus mindestens einer
Schicht aus auf Wärme reagierbarer
Farbe, vorzugsweise eine Art Acryl, die auf der Innenseite der Schutzschicht
oder auf der Trägerschicht
aufgebracht wird, wobei die Farbe vorzugsweise durch ein Heliogravur-Druckverfahren aufgebracht
wird.
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Andere
Verfahren, wie zum Beispiel Flexodruck-, Siebdruck- oder Offsetdruckverfahren
können
ebenfalls angewandt werden.
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Die
Träger-
oder Schutzschicht kann unterschiedliche Farben erhalten, um zum
Beispiel ein Motiv zu drucken.
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Das
Bedrucken kann mit aufeinander folgenden Arbeitsgängen mit
unterschiedlichen Farben realisiert werden, wobei die letzte Farblage
auf die gesamte Oberfläche
der Träger-
oder Schutzschicht aufgetragen werden kann, um ihr eine Grundfärbung zu
verleihen.
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Etwaige
Probleme mit der Haftung der Tinte können vermieden werden, indem
zum Beispiel für die
Bildung der Schutzschicht, eine zweischichtige dünne Lage, deren äußere Schicht
durch ein fluorhaltiges Polymer und deren innere Schicht durch ein
Polymer gebildet wird, das mit der Tinte kompatibel ist, verwendet
wird.
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Die
genannten auf Wärme
reagierbaren Farben umfassen vorteilhafterweise eine heiß schmelzbare
Komponente.
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Die
Erfindung betrifft zudem eine mehrschichtige Struktur, die verwendet
wird, um das oben definierte Verfahren anzuwenden.
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Die
Erfindung betrifft zudem ein Teil aus Kunststoff, das mittels des
genannten Verfahrens realisiert wird, insbesondere ein Kraftfahrzeug-Karosserieteil.
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Die
Erfindung wird besser verstanden werden bei der Lektüre der nachfolgenden
Detailbeschreibung, der Beispiele für deren Anwendung, die jedoch
nicht als Einschränkung
der Anwendung verstanden werden dürfen, und durch die Untersuchung der
beiliegenden Zeichnung, in der:
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1 bis 5 das insert molding Verfahren veranschaulichen,
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6 bis 10 schematische Querschnitts-Darstellungen
von verschiedenen der Erfindung entsprechenden mehrschichtigen Anordnungen
zeigen,
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11 eine schematische Darstellung
des Heliogravur-Verfahrens veranschaulicht,
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12 und 13 eine schematische Darstellung von
zwei Varianten des Acryl-Beschichtungsverfahrens veranschaulichen,
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14 eine perspektivische
schematische Darstellung eines isolierten Drehbauteils, das zum Aufbringen
der dünnen
Lage benutzt wird, darstellt,
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15 eine schematische Veranschaulichung
des Kalandrier-Beschichtungsverfahrens
darstellt.
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Beim
insert molding Verfahren wird, in dem veranschaulichten Beispiel,
eine mehrschichtige Struktur hervorgebracht, deren Eigenschaften
nachfolgend genauer erläutert
werden, die anfangs in Form einer dünnen Lage 2 vorliegt,
diese dünne
Lage 2 wird auf einem Warmverformungs-Stempel 1 platziert,
dessen Oberfläche
dem zu realisierenden Teil entsprechend gewählt wurde, und die dünne Lage 2 wird
mit einer Heizvorrichtung 3 erwärmt, um ihr wie in 1 veranschaulicht eine Form
zu geben.
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Nach
der Warmverformung wird die Vorform genannte dünne Lage 2 wie in 2 veranschaulicht ausgeschnitten,
um die nicht verwendeten Teile 4 und 5 zu entfernen
und um zu gewährleisten,
dass der Umriss der Vorform 2 denjenigen des zu realisierenden
Teils entspricht.
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Die
dünne Lage 2 wird
anschließend
in eine Form befördert,
die die beiden Teile 7 und 8 umfasst.
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Die
dünne Lage 2 wird
im Boden des Abdrucks 6 des ersten Teils der Form 7 platziert,
wie in 3 dargestellt.
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Der
zweite Teil 8 ist, wenn er auf dem ersten Teil platziert
wird, dazu geeignet, gemeinsam mit diesem einen Formhohlraum zu
bilden, wie in 4 dargestellt.
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Geschmolzenes
thermoplastisches Material wird in den so gebildeten Formhohlraum,
im Kontakt der Seite der dünnen
Lage 2, die dem Abdruck 6 gegenübersteht,
eingespritzt.
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Das
aus der Form entnommene Teil, dargestellt in 5, verfügt über eine unebene oder nicht ebene
Oberfläche,
von der eine Seite durch die dünnen
Lage 2 definiert ist.
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Nach
der Abkühlung
gewährleistet
das thermoplastische Material 9 die mechanische Festigkeit dieses
Teils während
die dünne
Lage 2 einen Schutz und eine Dekoration darstellt, wodurch
vermieden wird, dass das Teil gefärbt werden muss.
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Mit
diesem Verfahren können
alle Arten von Kraftfahrzeugteilen, wie beispielsweise eine Kühlerhaube,
eine Stossstangenblende oder ein Kotflügel, usw., realisiert werden.
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Jetzt
werden Bezug nehmend auf die 6 bis 10 verschiedene Beispiele
für mögliche Strukturen
für die
dünne Lage 2 beschrieben,
wobei die möglichen
Strukturen nicht nur auf diese Beispiele beschränkt sind.
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Im
Allgemeinen umfasst die dünne
Schicht 2 mindestens eine Schutzschicht und eine Trägerschicht.
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Die
Schutzschicht ist dazu bestimmt, das Teil, nach dem Formen des thermoplastischen
Materials, mit dem Gebrauch im Kraftfahrzeuggebiet kompatibel zu
machen.
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Diese
Schutzschicht weist folgende Eigenschaften auf:
- – eine gute
Haftung mit der darunter liegenden Schicht (wird mit dem so genannten
Rastertest gemessen),
- – eine
gute Widerstandsfähigkeit
gegen die Wirkung von Reinigungsbürsten und eine gute Hochdruckreinigungsfestigkeit,
- – eine
gute Widerstandsfähigkeit
gegen Beschädigung
durch Rollsplitt, insbesondere wenn das Kraftfahrzeug mit hohen
Geschwindigkeiten wie zum Beispiel zwischen 200 und 250 km/h fährt,
- – eine
gute Widerstandsfähigkeit
gegen Flüssigkeiten,
insbesondere Treibstoffe (Benzin, Dieseltreibstoff), Reinigungsflüssigkeiten,
die zur Reinigung der Scheiben bestimmt sind, sowie Ver- und Entpackungsprodukte,
wie zum Beispiel der Wachse, die dazu verwendet werden, die Teile vor
der Montage zu schützen,
- – eine
gute Widerstandsfähigkeit
gegen Alterung, Licht, Unwetter, Hitze und Feuchtigkeit,
- – eine
gute Widerstandsfähigkeit
gegenüber
Kratzern,
- – eine
gute Festigkeit gegenüber
Klimakreisläufen,
insbesondere Temperaturschwankungen, und
- – ein
gutes Dehnungsverhalten bei der Warmverformung.
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Die
Dicke der Schutzschicht beträgt
zum Beispiel einige Duzend μm.
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Die
Trägerschicht
ist dazu bestimmt, der Vorform nach dem Warmverformungsbetrieb die
Beibehaltung ihrer Form und den Transport zur Form, in der das thermoplastische
Material geformt wird, zu ermöglichen
und ebenfalls dem beim Formen in die Form fließenden Kunststoff zu widerstehen.
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Die
Dicke der Trägerschicht
beträgt
zum Beispiel einige hundert μm.
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Im
Fall der 6, umfasst
die dünne
Lage 2 eine transparente Schutzschicht 2a und
eine Trägerschicht 2b,
die in der Masse gefärbt
ist.
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Im
Beispiel der 7, umfasst
die Lage 2 eine Schutzschicht 2a, eine Trägerschicht 2b,
deren Farbe beliebig sein kann und eine Dekorationsschicht 2c,
die zwischen der Schutzschicht 2a und der Trägerschicht 2b eingeschlossen
ist.
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Gegebenenfalls
ist die Trägerschicht 2b gefärbt und
die Dekorationsschicht 2c teilweise transparent.
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Die
Dekorationsschicht 2c besteht zum Beispiel aus Linien,
die auf die Schutzschicht 2a oder die Trägerschicht 2b gedruckt
sind, um dem Teil das Aussehen von gebürstetem Aluminium zu verleihen.
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Im
beschriebenen Beispiel, wird die Dekorationsschicht 2c mit
einem Heliogravurverfahren wie in 11 veranschaulicht
auf die Schutzschicht oder auf die Trägerschicht gedruckt.
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Die
Schutzschicht 2a oder die Trägerschicht 2b wird
von einer Spule 30 abgerollt und ihre Seite, die dazu bestimmt
ist, bedruckt zu werden, wird mit einer gravierten Oberfläche 31 eines
Rotationszylinders 32 in Kontakt gebracht.
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Die
gravierte Oberfläche 31 füllt sich
mit Farbe, indem sie teilweise in ein Becken 33, das Farbe enthält, eingetaucht
wird, wenn der Zylinder sich dreht.
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Ein
Abstreifer 35, der in der Nähe des Zylinders 32 angeordnet
ist, erlaubt das Abstreifen der Farbe von der gravierten Oberfläche 31,
so dass die Menge an Farbe, die die Oberfläche der Schutzschicht 2a oder
der Trägerschicht 2b bedeckt,
die bei der Verarbeitung zwischen dem Zylinder 32 und der Druckwalze 36 bedruckt
wird, kontrolliert wird.
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Nach
dem Druck, wird die Schutzschicht 2a oder die Trägerschicht 2b in
eine Trockenvorrichtung, die mehrere Luftgebläse 37 enthält, transportiert.
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Die
Grundfarbe wird in diesem Beispiel durch die Trägerschicht 2b, die
zum Beispiel grau gefärbt
ist, verfügbar
gemacht.
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Als
Variante kann die Grundfarbe realisiert werden, indem eine Farblage
vorgenommen wird, die die gesamte Oberfläche der Trägerschicht 2b bedeckt.
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Die
Dekorationsschicht 2c kann einer oder mehreren Druckvorgängen mit
auf Wärme
reagierbaren Farben entsprechen.
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Für den Fall,
dass mehrere Farben benutzt werden, können die einzelnen Farben nicht
nur übereinander
sondern auch einfach nebeneinander angebracht werden, womit eine
einzige Schicht gebildet wird.
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Es
können
mehrere Heliogravur-Stationen nacheinander benutzt werden.
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Zur
Vereinfachung der Zeichnung, wurde die Dekorationsschicht 2c in
den Figuren immer in Form einer einzigen Schicht dargestellt.
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Die
mehrschichtige dünne
Schicht kann auch andere Anordnungen aufweisen, als diejenigen, die
in den 6 und 7 veranschaulicht werden.
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Im
Beispiel der 8, umfasst
die dünne Lage 2 eine
Schutzschicht 2a, eine Trägerschicht 2b und
eine Dekorationsschicht 2c.
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Die
Trägerschicht 2b weist
eine zweischichtige Struktur auf, die aus den Schichten 2b1 und 2b2 gebildet
wird.
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Die
obere Schicht 2b1 kann zum Tragen einer Grundfarbe und
zur Erleichterung der Haftung der Schichten 2c und 2b dienen,
während
die untere Schicht 2b2 eine beliebige Farbe aufweisen kann.
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Die
Trägerschicht 2b ist,
egal ob sie einschichtig oder zweischichtig ist, vorzugsweise aus PP
oder ABS realisiert.
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Als
Variante, kann sie auf der Basis von PE, PET oder PC realisiert
werden.
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Wie
oben angegeben, kann die Dekorationsschicht 2c durch einen
oder mehrere Druckabläufe auf
der Trägerschicht
und/oder der Schutzschicht mit auf Wärme reagierbaren Farben gebildet
werden, und die Farbschichten können übereinander
liegen oder auch nur eine einzige Farbschicht bilden.
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Die
Schutzschicht 2a weist im Beispiel der 6 eine einschichtige Struktur auf und
wird durch Extrusion von einer Verbindung von PVDF und PMMA realisiert.
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Im
Beispiel der 9, umfasst
die dünne Lage 2 eine
Schutzschicht 2a, eine Trägerschicht 2b und
eine Dekorationsschicht 2c, wobei die Trägerschicht 2b gegebenenfalls
in der Masse gefärbt
ist, um für
die Dekorationsschicht, die durch eine oder mehrere Farbschichten,
die durch Drucken auf die Schutzschicht 2a oder auf die
Trägerschicht 2b,
aufgetragen werden, einen gefärbten
Hintergrund zu bilden.
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Die
Schutzschicht 2a weist hier eine zweischichtige Struktur
auf, die aus den Schichten 2a1 und 2a2 besteht.
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Die
obere Schicht 2a1, ist dazu bestimmt, der Struktur dem äußeren Umfeld
gegenüber
Widerstandsfähigkeit
zu verleihen, während
die innere Schicht 2a2 die Haftung der einen oder mehreren
auf Wärme
reagierbaren Farben auf der Dekorationsschicht 2c erleichtert.
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Die
Schutzschicht 2a kann durch Koextrusion von zwei Kunststoffen
realisiert werden, wobei die obere Schicht 2a1 dieser dünnen zweischichtigen Lage,
wie es im beschriebenen Beispiel der Fall ist, vorteilhafterweise
aus einem fluorhaltigen Polymer, vorzugsweise aus PVDF, und die
untere Schicht 2a2 vorzugsweise aus PMMA gebildet wird.
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Die
Dicke der oberen Schicht 2a1, beträgt zum Beispiel einige μm und die
Dicke der unteren Schicht 2a2 einige Duzend μm.
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Im
Beispiel der 10, umfasst
die dünne Lage 2 eine
Schutzschicht 2a, die eine zweischichtige Struktur aufweist,
die aus den beiden Schichten 2a1 und 2a2 nach
Art der dünnen
Lage 2 der 9, sowie
aus der Dekorationsschicht 2c und einer Trägerschicht 2b,
welche ebenfalls eine zweischichtige Struktur bestehend aus den
Schichten 2a1 und 2a2 nach Art der dünnen Schicht 2 der 8 aufweist, besteht.
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Im
Allgemeinen gilt für
den Fall, in dem die Schutzschicht oder die Trägerschicht zumindest was ihre
zu dekorierende Seite angeht aus einem Material, dessen chemische
Natur die Haftung der Tinte erschwert, realisiert werden, dass die
Schutzschicht oder die Trägerschicht
vor dem Druckbetrieb eine Oberflächenbehandlung
bekommen, die dazu bestimmt ist, das Haften der Farbe zu verbessern,
zum Beispiel eine chemische Behandlung wie eine Behandlung durch
Chromoxydation oder Oxydation durch metallorganische Stoffe, Flammenbehandlung, elektromagnetische
Behandlung, Behandlung durch UV-Strahlung, Behandlung durch Elektronen-
oder Ionenbeschuss, Corona- oder Plasmabehandlung, wobei diese Liste
nicht auf diese Behandlungsarten beschränkt ist.
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Insbesondere
sind diese Oberflächenbehandlungen
besonders empfehlenswert, wenn die Schutzschicht oder die Trägerschicht
Polymere aus der Familie der Polyolefine umfasst.
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Zur
Verbindung der Schutzschicht und der Trägerschicht, wird vorzugsweise
mit einer Beschichtung mit Acryl, welche hier als Synonym von Warmwalzen
zu verstehen ist, verfahren.
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Das
Verfahren der Beschichtung mit Acryl ist in den 12 und 13 veranschaulicht.
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Die 12 betrifft die Realisierung
der dünnen
Lage der 7, welche eine
einschichtige Schutzschicht mit einer dekorierten Seite umfasst, die
mit der ebenfalls einschichtigen Trägerschicht verbunden wird.
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Die
dekorierte Schutzschicht 2a, 2c wird von einer
Lagerspule 15 ausgerollt und mit ihrer dekorierten Seite,
welche auf Wärme
reagierbare Farben umfasst, mit der Trägerschicht 2b, welche
aus einem Extruder 16 ausgeworfen wird, in Kontakt gebracht,
wobei der Kontakt zwischen den rotierenden Zylindern 11 und 12 zustande
kommt.
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Vor
der Verarbeitung zwischen den Zylindern 11 und 12,
wird die Dekorationsschicht 2a, 2c durch ein Drehbauteil 17 im
wesentlichen in Form einer Banane, das isoliert in 14 dargestellt wird, gestreckt oder gespannt.
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Die
dekorierte Schutzschicht 2a, 2c gelangt alternativ
in den Hohlraum und dann auf erhabene Oberfläche des Drehbauteils 17,
was erlaubt, sie zu strecken oder zu spannen.
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Damit
wird die Bildung von ungewollten Falten in der Schicht 2a, 2c bei
deren Verarbeitung zwischen den Zylindern 11 und 12 vermieden.
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Eine
Trockenvorrichtung 19 erlaubt das Trocknen des Materials
vor dessen Einführung
in den Extruder.
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Dort
wo die Farben der dekorierten Schutzschicht 2a, 2c im
beschriebenen Beispiel mittels einer Infrarotstrahlung durch einen
Bogen 14 erhitzt werden und die Trägerschicht 2b noch
warm ist, so dass diese in Kontakt kommen, verbinden sich die dekorierte
Schutzschicht 2a, 2c und die Trägerschicht 2b durch
lokales Schmelzen.
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Als
Variante kann der Bogen 14 ausgelassen werden.
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Die
Zylinder 11 und 12 werden im beschriebenen Beispiel
auf eine nicht sehr hohe Temperatur erwärmt, die unter 100°C liegt,
vorzugsweise zwischen ungefähr
60°C und
90°C, da
sie nicht zur Erwärmung
der zu verbindenden Schichten notwendig sind, da das aus dem Extruder
ausgeworfene Material heiß ist,
im beschriebenen Beispiel bei einer Temperatur über 160° C.
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Die
Temperatur der Zylinder 11, 12 und 13 beträgt zum Beispiel
60, 90 und 35°C.
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Die
verbundene dünne
Lage wird zwischen dem Zylinder 12 und einem Ausgangszylinder 13 transportiert
und zu einer Vorrichtung 18 geleitet, die dazu bestimmt
ist, ihre Dicke zu kontrollieren.
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Die
dünne Lage 2 wird
anschließend
in eine Schneidevorrichtung 20 weiter geleitet, die es
erlaubt, die Ränder
des Stoffs auszuschneiden, damit er die erwünschte Breite erhält.
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Die
Ausschüsse
können
gequetscht werden und wieder in die Produktionskette eingeführt oder gelagert
werden.
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Das
soeben beschriebene Verfahren wird auch dann angewendet, wenn die
dekorierte Schutzschicht, die auf einer Lagerspule 15 aufgerollt
ist, durch die Trägerschicht
ersetzt wird, die gegebenenfalls dekoriert ist, und die Schutzschicht
mit einem Extruder 16 extrudiert wird.
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Das
Verfahren wird ebenfalls angewendet, wenn die extrudierte Schicht
eine mehrschichtige Struktur, wie zum Beispiel in 13 veranschaulicht, aufweist.
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In
dieser Figur wird die Trägerschicht 2b1, 2b2 durch
Koextrusion zweier Kunststoffe mit den Extrudern 40 und 41 realisiert,
die in einen Durchflussadapter 42 oder "Feed Block" münden.
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Die
extrudierte zweischichtige Struktur 2b1, 2b2 wird
mit einer Schutzschicht 2a, nach Art des Beispiels von 12, verbunden.
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Dieses
Verfahren wird auch angewendet, wenn die Schutzschicht 2a durch
die Trägerschicht 2b ersetzt
und eine Schutzschicht, die eine zweischichtige Struktur 2a1, 2a2 aufweist,
extrudiert wird.
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In
der 15 wird das Kalandrier-Beschichtungsverfahren,
bei dem die dekorierte Schutzschicht 2a, 2c mit
ihrer dekorierten Seite mit einer kalandrierten Trägerschicht 2b,
die aus einem Extruder herauskommt und zwischen den Walzen 21 und 22 verarbeitet
wird, in Kontakt gebracht wird, veranschaulicht, wobei der Kontakt
und die Verbindung der dekorierten Schutzschicht 2a, 2b und
der Trägerschicht
zwischen den beiden Walzen 22 und 23 zustande kommt.
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Bevor
sie mit der Trägerschicht 2b in
Kontakt kommt, wird die dekorierte Schutzschicht 2a, 2c durch
eine Heiztrommel 24 wieder erwärmt.
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Diese
Heiztrommel 24 zielt darauf ab, die dekorierte Schutzschicht 2a, 2c durch
Wiedererwärmung
zu reaktivieren, bevor diese mit der Trägerschicht 2b verbunden
wird.
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Die
Schutzschicht 2a kann eine mehrschichtige Struktur aufweisen.
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Als
Variante, kann die Trägerschicht
anstatt der Schutzschicht dekoriert werden, wobei die letztere zwischen
den Walzen 21 und 22 kalandriert wird und auf
die dekorierte Trägerschicht
beschichtet wird.
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Die
Trägerschicht
kann in diesem Fall eine wie im Beispiel in der 8 veranschaulichte mehrschichtige Struktur
aufweisen.
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BEISPIEL 1
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Es
wurde eine dünne
Schicht realisiert, die die nachfolgende Struktur aufweist:
- Schutzschicht 2a:
PVDF/PMMA-Verbindung, Dicke 55 μm.
- Dekorationsschicht 2c: Dicke 8 μm.
- Trägerschicht 2b:
ABS, Dicke 500 μm.
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Zuerst
wurde durch Extrusion die dünne Lage
aus der PVDF/PMMA-Verbindung,
ausgehend von 32% PVDF und 68% PMMA in Gewicht ohne Kalandrierung,
realisiert.
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Die
so erhaltene dünne
Lage wurde durch Heliogravur mittels einer aus drei Stationen bestehenden
Installation gedruckt, wobei die erste Station einen "gebürsteten
Aluminium"-Zylinder
umfasste, der zum Druck der weißlichen unterbrochenen
Linien bestimmt war. Der erste Druck bedeckt nicht die gesamte Oberfläche der
dünnen
Schicht.
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Die
zweite Station umfasst einen Zylinder mit "1000 Punkten, elektromechanisches Raster
40", um die sibergraumetallic
Grundschicht zu drucken.
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Die
dritte Station umfasst ebenfalls einen Zylinder mit "1000 Punkten, elektromechanisches
Raster 40", um eine
weitere sibergraumetallic Grundschicht zu drucken.
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Eine
vierte Station hätte
dazu benutzt werden können,
eine weitere Grundschicht aufzutragen, um insbesondere das gesamte
Deckungsvermögen der
Grundschicht zu steigern.
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Die
Viskosität
der benutzten Farbe war gleich 18 cp und die Trockentemperatur gleich
80°C.
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Danach
wurde die Beschichtung mit Acryl der dünnen Lage, entsprechend dem
mit Referenz auf die 12 beschriebenen
Verfahren, vorgenommen.
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Das
ABS, das dazu bestimmt war, die Trägerschicht zu bilden, wurde
extrudiert, mit Referenz auf TERLURAN 997 VE, das von der Gesellschaft BASF
vertrieben wird.
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Das
verwendete ABS ist grau, um das Deckungsvermögen der gedruckten Grundschicht
zu steigern.
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Die
Kopftemperatur des Materials der Extrusion betrug 226°C.
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Nach
der Warmverformung der mehrschichtigen dünnen Schicht, wurde das ABS
mit Referenz auf ABS MAGNUM 8434, das durch die Gesellschaft DOW
vertrieben wird, geformt und danach wurden die Tests der Widerstandsfähigkeit
gegen Kratzer durch Rollsplitt, Licht, bleifreie Benzine, Dieseltreibstoff,
Flüssigkeiten, "Weather Ometer" Alterung, Widerstandsfähigkeit
gegen Reinigung mit Hochdruckreinigern, Alterung durch Wärmeeinwirkung,
Alterung durch Feuchtigkeit, und Alterung durch Klimakreisläufe in Übereinstimmung
mit den durch die Hersteller vorgeschriebenen Versuchsmethoden ausgeführt.
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Es
wurden gute Ergebnisse beobachtet.
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BEISPIEL 2.
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Es
wurde eine mehrschichtige dünne
Schicht realisiert, die die nachfolgende Struktur aufweist:
- Schutzschicht 2a:
PVDF/PMMA-Verbindung, Dicke 55 μm.
- Dekorationsschicht 2c: Dicke 8 μm.
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Trägerschicht 2b1, 2b2:
erste Schicht 2b1: modifiziertes, in der Masse gefärbtes PP,
Dicke 50 μm,
zweite Schicht 2b2: nicht modifiziertes PP 500 μm.
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Die
Schicht aus modifiziertem, in der Masse gefärbtem PP, erlaubt ein erleichtertes
Haften mit den Dekorationsfarben.
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Das
angewandte modifizierte PP ist ein modifiziertes MAH (Maleinsäure-Anhydrid) mit Referenz auf
BYNEL 60E 662, das von der Gesellschaft DUPONT vertrieben wird.
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Die
Schicht aus nicht modifiziertem PP mit einer Dicke von 500 μm ist mit
20% Talk versehen und wird mit Referenz auf CZN 0525NL durch die
Gesellschaft APPRYL vertrieben.
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Die
mehrschichtige dünne
Schicht wird durch die Ausführung
des mit Referenz auf 13 beschriebenen
Verfahrens realisiert.
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Die
Schichten aus modifiziertem PP und nicht modifiziertem PP wurden
durch gleichzeitige Koextrusion durch Anwendung eines Durchflussadapters
bearbeitet.
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Die
mit der mehrschichtigen dünnen
Schicht analog zum Beispiel 1 durchgeführten Tests, haben befriedigende
Ergebnisse gezeigt.
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Es
versteht sich, dass sich die Erfindung nicht nur auf die soeben
beschriebenen Realisationsbeispiele beschränkt.
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Insbesondere
können
andere Verbindungsverfahren zur Verbindung der Schutzschicht und
der Trägerschicht
angewandt werden, wobei eine oder beide dieser Schichten im Voraus
mit auf Wärme
reagierbaren Farben, insbesondere mit einem Extrusionsbeschichtungsverfahren,
dekoriert werden.
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Die
mehrschichtige Struktur kann mehrere Dekorationszwischenschichten
umfassen, um einen Tiefeneffekt zu erzeugen.