WO2024083733A1 - Component having a layer construction, method for producing the component, and injection mould for producing the component - Google Patents
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- B29K2075/00—Use of PU, i.e. polyureas or polyurethanes or derivatives thereof, as moulding material
Definitions
- Component having a layer structure, method for producing the component and injection molding tool for producing the component having a layer structure, method for producing the component and injection molding tool for producing the component
- the invention relates to a component having a layer structure, a method for producing the component and an injection molding tool for producing the component and/or an injection molding tool for carrying out the method for producing the component.
- Components having a layered structure are known in the state of the art as injection-molded articles.
- IMD Inmold Decoration
- the embossed foil is placed in an open injection mold, with the decorative layer of the embossed foil facing an upper mold part.
- the injection mold is closed and liquid injection molding material is injected through an injection channel into the cavity of the injection mold, with the embossed foil clinging to the visible side of the molded part.
- the embossed foil bonds with its decorative layer to the injection molding material, which is removed from the injection mold after hardening.
- Injection molded articles decorated in this way are used in particular for automotive interior parts such as door strips, strips in instrument panels, gear lever covers and center console covers, for automotive exterior parts such as door sill protection strips and covers on A, B and C pillars, in the audio and video sector for decorative strips on the housings of radio and television sets, and in the telecommunications sector for housing shells of mobile devices such as cell phones or navigation devices.
- Insert molding is a combined process of hot stamping, vacuum forming or deep drawing and casting, particularly injection molding. Compared to the IMD process, insert molding offers the possibility of deforming the film more strongly. This is an advantage if, for example, highly profiled and shaped parts are required.
- the layers of stamping film and carrier vacuum-formed in this way form the so-called "insert" and are cut or punched out with precise contours.
- the insert is positioned in an injection mold, the mold is filled with plastic (the insert is back-injected), then the decorated injection molded article is removed from the injection mold.
- PU polyurethane
- an object to be coated is positioned in a tool that has two tool halves. A first tool half holds the object to be coated and a second tool half forms a slightly larger cavity than the object to be coated.
- PU is introduced into this space and the object to be coated
- the object is flooded with PU.
- Two-component PU systems (2K-PU) are also known, which harden within a short time, especially a few seconds, after the components have been mixed and/or immediately during and/or after flooding (with the tool halves still closed). When the tool opens, the PU is already sufficiently hard.
- the international patent application WO 2019/034361 A2 discloses a component manufactured by injection molding with a thermoplastic material, in which a surface protection is additionally applied to the film coating by flooding with polyurethane.
- the film and thus also the decorative layer and/or the decorative layer are encapsulated between the injection molding material and the flooding material, i.e. between the thermoplastic and polyurethane.
- the flooding material i.e. between the thermoplastic and polyurethane.
- the invention is based on the task of eliminating the disadvantages of the prior art.
- a versatile and adaptable component a simple and inexpensive method for producing a component and a device for producing the component or a device for carrying out the method for producing the component are to be provided.
- the component should preferably be produced with at least one polyurethane layer.
- the component should preferably be easy to produce using an injection molding process. For this purpose, In particular, an injection molding tool must be provided. In particular, series production of the component in high quantities should be possible.
- this object is achieved by a component according to the subject matter of claim 1, by a method according to the subject matter of claim 13 and by an injection molding tool according to the subject matter of claim 23.
- Advantageous embodiments of the invention are specified in the dependent claims.
- a component which has a layer structure, in particular a layer structure with at least three layers.
- the layer structure or the component comprises at least one decorative layer, wherein the decorative layer comprises at least one decorative layer.
- a first layer made of a first material is arranged on the decorative layer.
- the first layer is preferably arranged directly on the decorative layer.
- the one or more layers of the decorative layer are or are preferably applied in the process for producing the decorative layer.
- the one or more layers of the decorative layer can each be present over the entire surface or partially.
- the one or more layers of the decorative layer can each overlap in areas and/or be adjacent to one another in areas.
- the Adjacent arrangement can be spaced apart relative to each other or directly adjacent to each other without space relative to each other.
- the decorative layer can have a primer layer and/or an adhesive layer.
- the primer layer and/or adhesive layer is preferably arranged directly on one of the at least one decorative layer.
- the primer layer and/or the adhesive layer is preferably arranged directly on one of the at least one decorative layer.
- Adhesive layer connected to the first layer.
- the first layer is in this case arranged directly on the primer layer and/or adhesive layer.
- the first layer is preferably made of at least one thermoplastic.
- a second layer made of a second material is arranged on the first layer.
- the second layer can be arranged directly on the first layer.
- at least one further layer in particular a further decorative layer and/or a further decorative layer having a further decorative layer, can be arranged between the first layer and the second layer.
- the second layer is preferably made of polyurethane.
- the second layer can also be referred to as a protective layer.
- the one or more layers of the further decorative layer are or are preferably used in the process for producing the further Decorative layer applied.
- the one or more layers of the additional decorative layer can each be present over the entire surface or partially.
- the one or more layers of the additional decorative layer can each overlap in areas and/or be adjacent to one another in areas. The adjacent arrangements can be spaced apart relative to one another or directly adjacent to one another without any space relative to one another.
- the first layer has a continuous edge, preferably a closed continuous edge.
- the first layer comprises at least one holding element or is connected to at least one holding element, in particular connected in one piece.
- the holding element is preferably made of the first material.
- the holding element extends along the edge of the first layer.
- the holding element can extend partially along the edge of the first layer. Alternatively, the holding element can extend completely along the edge of the first layer. Due to the formation of the holding element, the first layer can also be referred to as a carrier layer.
- the wall thickness or thickness of the first layer can be dimensioned such that the component achieves a predetermined mechanical stability.
- the mechanical stability can have a flexural rigidity or torsional strength.
- the holding element extends at least in a direction perpendicular to the layer structure.
- the holding element therefore preferably extends essentially in a plane in which the areal extension of the first layer also lies.
- the holding element extends essentially in a direction perpendicular to the layer structure.
- the holding element extends exclusively in planes in which the areal extension of the first layer also lies.
- the The holding element may also partially extend in the direction of the layer structure. It is therefore also possible that the holding element partially leaves the plane in which the surface extension of the first layer lies.
- the holding element is preferably designed such that the component is held firmly and/or fixed by an interaction of the holding element with at least one holding arm of a holding device.
- the holding element is in particular designed such that the component is held firmly and/or fixed by an engagement of at least one holding arm of a holding device in the holding element.
- the engagement of the holding arm can take place directly on the peripheral edge of the first layer. In this case, it is particularly possible for the holding arm to engage in an area of the first layer that is on the inside with respect to the peripheral edge. Such an area can in particular be formed by an indentation. This will be discussed in more detail below.
- the holding element can comprise a molding starting from the peripheral edge of the first layer and/or a projection on the peripheral edge of the first layer.
- the interaction with the holding arm takes place in an area of the first layer that is on the outside with respect to the peripheral edge.
- the interaction can be realized by the holding arm engaging in the holding element and/or by the holding element engaging in the holding arm.
- the molding and/or the projection can also have an indentation.
- Such a molding or such a projection can in particular be formed by a tab. This will be discussed in more detail below.
- the component is held or fixed by the holding element in two opposite directions, in particular by tension and pressure.
- the holding element can hold the component in an injection molding tool.
- cavity halves or tool parts Due to the advantageous fixation of the component under pressure and tension by the holding element, cavity halves or tool parts can be changed on both sides of the component without this having a negative impact on production.
- the holding element can be used to fix the finished component to another part, for example by riveting or gluing.
- the holding element can also be removed after the component has been manufactured. For example, by separating it, preferably by cutting it off and/or breaking it off.
- the holding element can preferably have corresponding predetermined breaking points.
- the holding element can be removed by milling.
- the decorative layer comprising at least one decorative layer, the first layer and possibly further decorative layers and/or further application layers are protected by the second and/or third layer lying above it, which is preferably made of polyurethane, as a protective layer.
- the decorative layer comprising at least one decorative layer is only coated on one side with the further layer structure.
- the decorative layer comprising at least one decorative layer is not encapsulated on both sides. Therefore, the decorative layer comprising at least one decorative layer is advantageously accessible for further processing.
- the layer structure according to the invention enables direct laser processing of the decorative layer or decorative layer without having to laser through an injection molding material.
- one or more layers of the decorative layer can be specifically removed, in particular ablated, and/or one or more layers of the decorative layer can be specifically modified.
- a modification is, for example, bleaching and/or a color change of one or more layers of the decorative layer.
- Structures in particular relief structures, can be provided in one cavity half of the injection molding tool, for example.
- Such a structure can be imaged or molded onto the second and/or third layer, i.e. in particular onto the protective layer made of polyurethane, in particular as a relief structure corresponding to the relief structure of the injection molding tool, so that the structure is visible on the front side of the finished component.
- such a structure can be imaged or molded onto the first layer so that the structure is visible on the back side of the finished component. It should be emphasized that when the structure is introduced on the back side, the decorative layer also images or molds the structure very well.
- one or more microstructures and/or nanostructures can be provided as relief structures, for example, preferably one or more diffractive structures and/or holograms and/or refractive structures and/or matt structures.
- rear structures which are reflected by the decorative layer or an IMD film covering it, are clearly visible as a design element.
- Rear structures can also be provided using a laser. Laser processing can be used to specifically remove one or more layers of the decorative layer, in particular to ablate them, and in particular to create a visually visible flat structure and/or a surface relief.
- further application can be carried out using hot stamping and/or cold stamping and/or digital printing and/or functional foil bonding (FFB).
- FFB functional foil bonding
- Functional Foil Bonding is a process in which a flexible, essentially self-supporting label is applied to a flat and/or 2.5D-formed component.
- the label can have functional properties, for example electrical and/or electronic functional layers, for example for a touch-sensitive sensor function or for an antenna function or for a heating function.
- the label can also have optical functional layers, for example anti-reflection layers, reflection layers, diffusion layers, polarization layers. Alternatively or additionally, the label can have decorative layers.
- a radiation-curing adhesive is applied to the component surface and/or to the label and this is then cured, for example, using UV radiation, or alternatively, the label and/or the component surface is provided with a hot-melt adhesive that is activated by means of an increased temperature when the label is applied. After application, which is optionally accompanied by pressure, the adhesive cools down again and thus bonds the label to the component surface.
- the transferred label preferably remains completely on the component.
- the component can advantageously be used in automobile construction as a body part on the exterior, or as a functional part and/or decorative part in the interior.
- the vehicle can be used for interior automobile parts such as door strips, strips in instrument panels, gear lever covers and center console covers, for exterior automobile parts such as door ram protection strips and covers on A, B and C pillars, in the audio and video sector for decorative strips on the housings of radio and television sets, and in the telecommunications sector for housing shells of mobile devices such as cell phones or navigation devices.
- interior automobile parts such as door strips, strips in instrument panels, gear lever covers and center console covers
- exterior automobile parts such as door ram protection strips and covers on A, B and C pillars
- audio and video sector for decorative strips on the housings of radio and television sets
- telecommunications sector for housing shells of mobile devices such as cell phones or navigation devices.
- the first material is formed by an injection molding material, in particular by at least one thermoplastic, or by polyurethane.
- the second material is a flooding material, in particular polyurethane.
- Polyurethane is not thermoplastic, but a reaction product with an initially very low viscosity. Polyurethane can therefore mold geometries and/or structures, in particular complicated geometries and/or structures.
- the component according to the invention, in particular the second layer of the component according to the invention can therefore have geometries and/or structures, in particular complicated geometries and/or structures. These geometries and/or structures can, for example, comprise abrupt or continuous cross-sectional changes, in particular tapers, corners, edges, tips and/or arches.
- the component, in particular the second layer of the component can preferably have particularly thick walls and/or abrupt wall thickness jumps. In Compared to the injection molding process with thermoplastic materials, very little and/or very few geometric distortions and/or sink marks and/or cavities occur when flooding with polyurethane.
- the components according to the invention therefore advantageously have a high optical quality.
- the first material is preferably transparent, in particular a transparent thermoplastic or transparent polyurethane.
- the second material is preferably transparent, in particular transparent polyurethane.
- first material and/or the second material is translucent or opaque and/or colored.
- the first material and the second material can have different degrees of transmission.
- a film, layer or ply or a material with a transmission greater than 70% is preferably referred to as transparent. With a transmission between 50% and 70%, the film, layer or ply or the material is preferably referred to as translucent. With a transmission of less than 50%, the film, layer or ply or the material is preferably referred to as opaque.
- the percentage values (% values) mentioned relate in particular to a transmission in the wavelength range perceptible to the human eye.
- the wavelength range perceptible to the human eye is preferably assumed to be the wavelength range from 380 nm to 780 nm.
- a third layer made of a third material is arranged on the second layer.
- the third layer is arranged directly on the second layer
- the third material is preferably a flooding material, in particular polyurethane.
- the third material is preferably transparent, in particular transparent polyurethane.
- the second layer and the third layer are each made of a flooding material, in particular polyurethane.
- the second and the third material are each a flooding material, in particular polyurethane.
- the second material is preferably translucent or opaque and/or colored.
- the third material is preferably transparent.
- the second layer preferably forms geometries and/or structures, in particular complicated geometries and/or structures. These geometries and/or structures can, for example, include abrupt or continuous cross-sectional changes, in particular tapers, corners, edges, tips and/or arches.
- the second layer can have particularly thick walls and/or abrupt jumps in wall thickness.
- the third layer is preferably arranged directly on the second layer.
- the third layer preferably covers the geometries and/or structures formed by the second layer.
- the third layer preferably has a smooth free surface or a free surface structured in a different way than the second layer.
- the third layer therefore preferably forms a protective layer on the second layer.
- the geometries and/or structures formed by the second layer are protected from contamination and/or damage by the third layer and remain visible through it. It can be provided that several layers of the third layer are provided to smooth the structures of the second layer.
- the holding element is designed to hold the component in an injection molding tool. The component can thus be fixed in the injection molding tool.
- the holding element is designed as a tab that protrudes outwards.
- the holding element is made of the first material.
- the holding element is designed as an indentation in the first material.
- the indentation can be provided in an area that is on the inside with respect to the peripheral edge of the first layer.
- the holding element can be designed as a tab that has an indentation.
- the indentation is designed to engage a holding device of an injection molding tool.
- the holding device can comprise a movable holding arm for this purpose.
- the indentation can be designed to receive one end of the movable holding arm.
- the indentation is designed to positively engage the holding device of an injection molding tool.
- the end of the holding arm is preferably held in a positively locking manner.
- the indentation is designed to complement the contour of the tip of the holding arm.
- the holding element and the holding device remain firmly connected to each other, in particular when an external force acts in a direction perpendicular to the first layer.
- the decorative layer is a layer of an IMD film or a label to be transferred.
- the decorative layer is part of an insert film.
- the IMD film preferably has a decorative layer and a carrier layer, wherein the decorative layer can comprise several decorative layers.
- the carrier layer is preferably removed at the end of the process for producing the component. Therefore, the finished component preferably does not comprise the carrier layer of the IMD film.
- an insert film can be used, whereby an insert film has a decorative layer and a carrier layer.
- the carrier layer of the insert film remains in the layer structure. Therefore, when manufactured with an insert film, the finished component preferably also includes the carrier layer.
- the carrier layer of an IMD film and/or insert film can comprise at least one carrier layer.
- the carrier layer can preferably have several layers, individually, multiple times or in combination selected from: PET carrier and/or release layer and/or thermoplastic carrier.
- the one or more layers of the carrier layer can each cover the entire surface or each cover part of the surface.
- the one or more layers of the carrier layer can each overlap in areas of the surface and/or be adjacent to one another in areas of the surface.
- the adjacent arrangements can be spaced apart relative to one another or directly adjacent to one another without any space relative to one another.
- a further decorative layer and/or a further decorative layer comprising at least one further decorative layer is arranged between the first layer and the second layer.
- the further decorative layer and/or the further decorative layer can be applied to the first layer by hot stamping and/or cold stamping and/or digital printing and/or functional foil bonding (FFB).
- the further decorative layer and/or the further decorative layer is therefore preferably between the first layer made of thermoplastic and the second layer made of polyurethane.
- the one or more layers of the further decorative layer are or are preferably applied in the process for producing the further decorative layer.
- the one or more layers of the further decorative layer can each be present over the entire surface or partially.
- the one or more layers of the further decorative layer or the further decorative layer can each overlap in areas and/or be adjacent to one another in areas. The adjacent arrangement can be spaced apart relative to one another or directly adjacent to one another without space relative to one another.
- the decorative layer and the further decorative layer or the further decorative layer advantageously complement each other in the formation of a design, in particular in conjunction with transillumination technologies.
- the one or more layers of the decorative layer and/or the decorative layer and/or the further decorative layer can each overlap in some areas and/or be adjacent to each other in some areas.
- the adjacent arrangement can be spaced apart relative to each other or directly adjacent to each other without space relative to each other.
- the first layer comprises exactly one holding element.
- the holding element is preferably designed to run all the way around the component.
- the holding element is particularly preferably designed to run all the way around the component. In this case, the holding element extends all the way around the edge that runs around the first layer.
- the first layer can comprise a plurality of holding elements.
- an even or odd number of holding elements can be provided.
- between 2 and 20 holding elements are provided, particularly preferably between 2 and 16 holding elements, further preferably between 2 and 12 holding elements.
- the first layer comprises two, three, four, five, six, eight, ten or twelve holding elements.
- the holding elements are preferably arranged at a distance from one another along the edge of the first layer.
- the holding elements are preferably spaced equally apart from one another. However, the spacing of the holding elements can also vary.
- the holding elements are preferably arranged symmetrically to one another.
- the holding elements can preferably be arranged in pairs. A pair can be arranged opposite one another, in particular symmetrically and/or diametrically opposite one another.
- the edge of the first layer forms a rectangle, in particular a square.
- the first layer can comprise two holding elements, which are arranged on two opposite sections of the edge, i.e. on two opposite sides of the rectangle or square.
- the first layer can comprise four holding elements.
- a holding element can be arranged on each section of the edge, i.e. on each side of the rectangle or square. so that two holding elements are arranged opposite one another in pairs.
- the holding elements are preferably arranged in the middle of the respective side of the rectangle or square.
- the edge of the first layer forms a triangle, in particular an equilateral triangle.
- the first layer can comprise three holding elements.
- a holding element can be arranged on each section of the edge, i.e. on each side of the triangle or equilateral triangle.
- the holding elements are preferably arranged in the middle of the respective side of the triangle or equilateral triangle.
- the edge of the first layer forms a hexagon, in particular an equilateral hexagon.
- the first layer can comprise six holding elements.
- a holding element can be arranged on each section of the edge, i.e. on each side of the hexagon or the equilateral hexagon, so that two holding elements are arranged opposite one another in pairs.
- the holding elements are preferably arranged in the middle of the respective side of the hexagon or the equilateral hexagon.
- the first layer has a wall thickness of 0.5 mm to 10 mm.
- the first layer preferably has a wall thickness of 1 mm to 5 mm.
- the first layer particularly preferably has a wall thickness of 1.5 mm to 3 mm.
- the first layer preferably has a flat and/or smooth surface facing the second layer.
- the wall thickness of a layer can, in the sense of the present application, also be referred to as the “layer thickness” of the layer or as the “layer thickness” or “thickness” of the layer.
- the wall thickness extends in the direction of the layer structure of the component.
- the second layer has a wall thickness of 0.2 mm to 50 mm.
- the second layer has a wall thickness of 0.2 mm to 30 mm.
- the second layer has a wall thickness of 0.3 mm to 15 mm.
- the second layer has a wall thickness of 0.5 mm to 5 mm.
- the second layer has a wall thickness of 0.8 mm to 3 mm.
- only individual structures have the full wall thickness.
- the second layer preferably forms geometries and/or structures, in particular complicated geometries and/or structures. These geometries and/or structures can, for example, comprise abrupt or continuous cross-sectional changes, in particular tapers, corners, edges, tips and/or arches. In particular, the second layer can have particularly thick walls and/or abrupt wall thickness jumps.
- the second layer which is preferably made of polyurethane, with a minimum line thickness and/or a minimum laserable dot diameter of 5 pm to 150 pm, preferably 10 pm to 100 pm.
- coarse structures and fine structures can be present together as a tool structure and thus molded in the second layer, which is preferably made of polyurethane.
- the depth of the relief structures can be between 0.001 mm and the maximum wall thickness of the second layer, which is preferably made of polyurethane, in particular between 0.001 mm and 50 mm, preferably between 0.001 mm and 30 mm, preferably between 0.001 mm and 15 mm.
- components according to the invention can have a wide range of wall thicknesses.
- components according to the invention can have particularly thin and/or particularly thick wall thicknesses.
- components according to the invention can have particularly thin and particularly thick wall thicknesses at the same time. Such wall thicknesses are very difficult or impossible to achieve using an injection molding process with thermoplastic materials alone.
- the third layer has a wall thickness of 0.2 mm to 50 mm.
- the third layer has a wall thickness of 0.2 mm to 30 mm.
- the third layer has a wall thickness of 0.3 mm to 15 mm.
- the third layer has a wall thickness of 0.5 mm to 5 mm.
- the third layer has a wall thickness of 0.8 mm to 3 mm.
- the third layer is arranged in particular complementary to the second layer. This means that the structures formed in the second layer are preferably balanced by the third layer.
- the third layer has a flat and/or smooth surface facing away from the second layer.
- the method for producing a component having a layer structure, in particular a layer structure with at least two layers comprises the following steps, in particular in the following order: a) providing an injection molding tool comprising a holding device and a first and second cavity half, b) introducing a film comprising a decorative layer with at least one decorative layer into the first cavity half, c) closing the injection molding tool by inserting the second cavity half into the first cavity half, so that a first cavity is formed adjacent to the film, d) coating the film with a first material to form a first layer by introducing the first material into the first cavity, wherein the first layer is formed with at least one holding element such that the holding device is arranged in a form-fitting manner with the holding element, e) removing the second cavity half, wherein the film coated with the first layer remains in the first cavity half by holding the holding element by the holding device.
- the holding device is preferably movable and/or comprises movable components, in particular a movable clamping frame and/or at least one movable holding arm.
- the holding device in particular the clamping frame
- the movement preferably takes place in a direction perpendicular to a plane formed by the film.
- the film is thereby preferably pressed against the first cavity half.
- the film is preferably fixed between the holding device, in particular between the clamping frame, and the first cavity half. See also step I) below.
- the first material is preferably formed by at least one thermoplastic. Coating the film can therefore also be referred to as back-injection molding of the film.
- the first material can be polyurethane.
- the coating or back-injection of the film in step d) preferably takes place on the back of the film, in particular on a primer layer formed by the film.
- the primer layer is preferably designed as an adhesive layer for a connection with the thermoplastic of the first layer.
- the film is preferably an IMD film or insert film.
- the coating or back-injection of the film with the first material to form the first layer is preferably carried out in step d) directly on the film.
- the first layer with the at least one holding element is preferably formed in such a way that the holding device is positively connected to the holding element.
- a holding arm formed by the holding device is arranged in a positively locking manner to the holding element and/or is positively connected to the holding element.
- the first layer can be formed as a carrier layer.
- the first layer can be dimensioned in its wall thickness or thickness and/or the first material can be selected so that the component has a predetermined mechanical stability. The mechanical stability can be achieved by bending stiffness or torsional strength.
- the injection molding tool comprises a third cavity half.
- the method additionally comprises the following steps, which are preferably carried out after step e), in particular in the following order: f) closing the injection molding tool by inserting the third cavity half into the first cavity half, so that a second cavity is created, g) coating the film coated with the first layer with a second material to form a second layer by introducing, in particular injecting, the second material into the second cavity.
- Changing the cavity half from the second to the third cavity half can be done using turntable, sliding table and/or indexable plate technology, for example. Changing to the third cavity half can also be done manually.
- the second cavity created in step f) preferably lies directly on the first layer.
- a further decorative layer and/or a further decorative layer comprising at least one further decorative layer can be applied to the side of the first layer facing away from the film (see step k) below).
- the second cavity preferably lies directly on the further decorative layer and/or the further decorative layer.
- the coating or flooding with the second material to form the second layer takes place in step g) preferably on the film opposite surface of the first layer, preferably directly on the first layer.
- a further decorative layer and/or a further decorative layer comprising at least one further decorative layer can be applied to the side of the first layer facing away from the film (see step k) below).
- the coating or flooding with the second material to form the second layer in step g) preferably takes place directly on the surface of the further decorative layer and/or the further decorative layer facing away from the first layer.
- the surface of the further decorative layer and/or the further decorative layer facing away from the first layer preferably forms a primer layer.
- the primer layer is preferably designed as an adhesive layer and/or adhesion promoter layer for a connection to the polyurethane of the second layer.
- the further decorative layer and/or the further decorative layer comprising at least one further decorative layer may be applied only in regions on the side of the first layer facing away from the film.
- the coating or flooding with the second material to form the second layer in step g) preferably takes place in regions directly on the first layer and in regions directly on the surface of the further decorative layer and/or the further decorative layer facing away from the first layer.
- the term "region" is understood to mean in particular a defined area of a layer or film or layer in the plane formed by the respective layer and/or film and/or layer.
- the first layer can have at least one first region and at least one second region, wherein each of the two or more regions has a defined area in the plane formed by the first Layer.
- the respective layers, films or plies extend parallel to one another.
- the first layer preferably extends parallel to the further decorative layer and/or the further decorative ply.
- regionally is preferably understood in the present application in the same way as the term “region” was used above.
- step g the manufacture of the component is preferably achieved.
- the second material is preferably polyurethane. Coating the film coated with the first layer can therefore also be referred to as flooding the first layer with polyurethane.
- the second material in step g) is a mixture, in particular a polyurethane-forming mixture.
- the mixture is therefore introduced into the second cavity, in particular injected.
- the film coated with the first layer is coated with the mixture in step g).
- the first layer can be directly flooded and/or poured over with the mixture.
- the surface of the further decorative layer and/or the further decorative layer facing away from the first layer can be directly flooded and/or poured over with the mixture. It is also possible for the first layer to be directly flooded and/or poured over with the mixture in some areas and/or for the surface of the further decorative layer and/or the further decorative layer facing away from the first layer to be directly flooded and/or poured over with the mixture in some areas.
- the first layer in step g) is completely flooded and/or poured over by the mixture, directly or indirectly.
- the term "flooding" in the sense of the present application can be overflooding, underflooding, flooding and/or flooding around. Different orientations of the resulting component in the closed mold halves are therefore possible.
- the first layer and/or the further decorative layer and/or the further decorative layer are each covered by the mixture at least in part on their surface facing away from the film.
- the term "flooding" is used in particular in this application. The above-mentioned meanings can be read as well.
- the second layer formed from polyurethane is also referred to as polyurethane layer.
- the polyurethane layer is preferably applied to the first layer and/or the further decorative layer and/or the further decorative layer in step g) by at least partially flooding and/or pouring over the first layer and/or the further decorative layer and/or the further decorative layer, each on its surface facing away from the film, with at least one solvent-containing, preferably flowable, polyurethane-containing composition and subsequent hardening.
- the term “flowable polyurethane-containing composition” is understood to mean a polyurethane-containing composition which preferably has a dynamic viscosity in a range from 2 mPas to 1500 mPas, preferably from 10 mPas to 1000 mPas, more preferably from 10 mPas to 500 mPas, at a temperature of 25°C, preferably determined according to the method described in DIN EN ISO 3219:1994-10, for example using a HAAKE Viscotester® VT550, more preferably using a cylinder measuring device NV and a measuring cup NV.
- the at least one solvent-containing, preferably flowable, polyurethane-containing composition preferably has free, reactive groups, preferably free isocyanate groups or free groups reactive towards isocyanate groups, and/or corresponding capped, reactive groups which release the corresponding reactive group again at a temperature in a range from 30°C to 180°C.
- a further decorative layer and/or further decorative layer can be applied to the first layer.
- the further decorative layer and/or further decorative layer preferably has a primer layer on the surface facing away from the first layer for a connection with the polyurethane of the second layer.
- the primer layer is preferably a primer layer that is at least partially not yet fully cured, in particular an adhesion promoter layer.
- free isocyanate groups contained in the primer layer can, for example, react with free groups that are reactive towards isocyanate groups in the solvent-containing, preferably flowable, polyurethane-containing composition used to produce the polyurethane layer.
- the adhesion of the polyurethane layer to the primer layer after curing according to the process according to the invention is preferably significantly improved.
- the at least one solvent-containing, preferably flowable, polyurethane-containing composition from the group consisting of Polyurethane-containing dispersions, polyurethane-containing resins, polyurethane solutions, compositions of polyurethane precursors (2K-PLIR systems) and mixtures thereof, which preferably also have free, reactive groups, preferably isocyanate groups or groups reactive towards isocyanate groups and/or corresponding capped, reactive groups which release the corresponding reactive group again at a temperature in a range from 30°C to 180°C.
- the at least one solvent-containing, preferably flowable, polyurethane-containing composition as described above can be applied to the primer layer as compositions of polyurethane precursors (2K-PLIR systems), in particular as a mixture of at least one of the aforementioned compounds with two or more isocyanate groups and at least one of the aforementioned compounds which has two or more groups reactive towards isocyanate groups, wherein preferably either the at least one compound with two or more isocyanate groups or the at least one compound which has two or more groups reactive towards isocyanate groups is used in molar excess.
- 2K-PLIR systems polyurethane precursors
- polyurethane-containing dispersions, polyurethane-containing resins and/or polyurethane solutions comprise the aforementioned prepolymers with free groups reactive toward isocyanate groups, which may be crosslinked or uncrosslinked, the aforementioned prepolymers with capped groups reactive toward isocyanate groups, which may be crosslinked or uncrosslinked, or mixtures thereof and/or the aforementioned isocyanate prepolymers, which may be crosslinked or uncrosslinked, the aforementioned capped isocyanate prepolymers, which may be crosslinked or uncrosslinked, or mixtures thereof.
- the at least one solvent-containing, preferably flowable, polyurethane-containing composition used to produce the polyurethane layer comprises at least one organic solvent, for example ethyl acetate, 2-butanone, acetone, toluene, xylenes or mixtures thereof.
- At least one solvent-containing, preferably flowable, polyurethane-containing composition used to produce the polyurethane layer, which comprises the aforementioned isocyanate prepolymers is water-free.
- the aforementioned capped isocyanate prepolymers can be present as an aqueous dispersion.
- a polyurethane layer used to produce it comprises at least one solvent-containing, preferably flowable, polyurethane-containing composition which comprises the aforementioned prepolymers with free groups reactive towards isocyanate groups, which may be crosslinked or uncrosslinked, the aforementioned prepolymers with capped groups reactive towards isocyanate groups, which may be crosslinked or uncrosslinked, or mixtures thereof, water and/or at least one organic solvent, for example ethyl acetate, 2-butanone, acetone, toluene, xylenes or mixtures thereof.
- solvent-containing, preferably flowable, polyurethane-containing composition which comprises the aforementioned prepolymers with free groups reactive towards isocyanate groups, which may be crosslinked or uncrosslinked, the aforementioned prepolymers with capped groups reactive towards isocyanate groups, which may be crosslinked or uncrosslinked, or mixtures thereof, water and/or at least one organic solvent, for example ethyl acetate, 2-butanone,
- the polyurethane precursors for example polyol-containing and isocyanate-containing components
- the reaction heat generated during the reaction of the polyurethane precursors preferably leads to heating to a temperature of 60°C to 180°C, preferably 80°C to 120°C.
- the surfaces or walls of the cavity halves can also preferably have a temperature in a range from 40°C to 160°C, preferably in a range from 80°C to 120°C.
- the introduction, in particular injection, of the at least one solvent-containing, preferably flowable, polyurethane-containing composition used to produce the polyurethane layer is preferably carried out via a mixing head, preferably at a pressure of less than 10 bar.
- a first curing phase can be initiated by applying heat to the injection molding tool, for example at a temperature of 60°C to 160°C, preferably for a period of 60 s to 600 s.
- the component After removal from the injection mold, the component is preferably stored for approx. 24 hours for residual curing before further use.
- free isocyanate groups contained in the primer layer can, for example, react with free groups reactive toward isocyanate groups of the solvent-containing, preferably flowable, polyurethane-containing composition used to produce the polyurethane layer.
- a layer is referred to as “cured” in the sense of the present invention when the polymer components capable of crosslinking, preferably binders, for example free isocyanate Groups and/or free, reactive towards isocyanate groups
- Groups of the respective layer have more than 95% networking.
- the polyurethane layer can be modified and/or structured, preferably by inserting/placing particles on the primer layer and/or by using tool structures during the application in step g) and/or in step o) and/or by subsequently processing the polyurethane layer by means of process steps selected individually or in combination from laser processing, overprinting, hot stamping, cold stamping, blind stamping, mechanical processing.
- coarse structures and fine structures exist together as a tool structure and thus in the Polyurethane layer can be molded.
- the depth of the relief structures can be between 1 pm and the maximum wall thickness of the polyurethane layer, in particular between 0.001 mm and 50 mm, preferably between 0.001 mm and 30 mm, preferably between 0.001 mm and 15 mm.
- a modification of the polyurethane layer and/or the primer layer can take place in register with design features and/or motifs already present in the decorative layer and/or in the decorative layer and/or in the further decorative layer and/or in the further decorative layer.
- a surface structure can be arranged in register with a wood grain, in particular of the decorative layer and/or decorative layer and/or further decorative layer and/or further decorative layer, and/or a tactile and/or optically perceptible structure can be arranged in register with a motif, in particular of the decorative layer and/or decorative layer and/or further decorative layer and/or further decorative layer.
- the structures mentioned can, for example, be produced by means of process steps individually or multiple times or in combination selected from the use of tool structures during application in step g) and/or o), laser processing, overprinting, overembossing, mechanical processing.
- register-accurate refers to the positioning accuracy of two or more layers, elements, areas and/or layers relative to each other.
- the register accuracy should be within a specified tolerance and as low as possible.
- the register accuracy of several layers, elements, areas and/or layers relative to each other is an important feature in order to increase process reliability and/or product quality, but also security against counterfeiting.
- the precise positioning can be achieved in particular by means of sensory, preferably optically detectable register marks. These register marks can either be special separate layers, elements, areas and/or layers or can themselves be part of the layers, elements, areas and/or layers to be positioned.
- a polyurethane layer produced by the process according to the invention preferably has transparent or reduced light-permeable properties.
- a polyurethane-forming mixture is preferably provided at a mixing head of the injection molding tool.
- components of the polyurethane-forming mixture are preferably mixed with one another at the mixing head.
- the mixture thus provided is preferably flowable.
- the mixture can be a solvent-containing and polyurethane-containing composition.
- the components preferably comprise at least one polyol and one isocyanate.
- the mixture provided is in particular formed from a polyol and an isocyanate and preferably contains further chemical additives.
- the polyurethane-forming mixture can be a solvent-containing and polyurethane-containing composition and in particular comprise several components, individually or in combination selected from polyol, isocyanate, catalyst, release agent, additive.
- a chemical reaction starts when the mixture is provided.
- the chemical reaction is preferably an exothermic reaction.
- the chemical reaction is preferably a crosslinking reaction, in which preferably molecular polymer chains are formed.
- crosslinks are formed between the polymer chains.
- polyurethane is formed in the crosslinking reaction.
- the additional step takes place immediately before step g), i.e. the The components forming the mixture are mixed together immediately before injection into the closed cavity halves.
- the chemical reaction starts by mixing the two polyurethane-forming components, polyol and isocyanate.
- a crosslinking reaction takes place with the formation of the molecular polymer chains.
- the crosslinking reaction is preferably exothermic.
- the components polyol and isocyanate remain separate before the mixing process and are only brought together immediately before injection into the closed cavity halves according to step g). This can prevent a premature chemical reaction. This advantageously allows the rheological flow properties of the mixture to be maintained for injection into the closed cavity halves in step g).
- the mixture is preferably thin when injected into the closed cavity halves in step g).
- the viscosity at the start of injection into the closed cavity halves is in a range between 100 mPas to 300 mPas, preferably 120 mPas to 200 mPas, at a mixture temperature of 40°C to 100°C, preferably at a mixture temperature of 50°C to 75°C, particularly preferably at a mixture temperature of 60°C to 70°C.
- the viscosity of the mixture and/or the polyurethane layer that forms increases as the chemical crosslinking reaction progresses until the end of the chemical reaction.
- the mixture and/or the polyurethane layer that forms hardens as the chemical crosslinking reaction progresses.
- a fully hardened polyurethane layer is formed at the end of the chemical reaction.
- the mixture provided preferably has reactive groups.
- the mixture provided particularly preferably has at least two reactive groups, preferably three or more reactive groups.
- the respective components of the mixture each have at least two reactive groups, preferably three or more reactive groups.
- the polyol preferably has at least two reactive groups, preferably three or more reactive groups.
- the isocyanate preferably has at least two reactive groups, preferably three or more reactive groups.
- the reactive groups can preferably be free reactive groups and/or capped reactive groups which release the corresponding reactive group at a temperature in the range of 30°C to 180°C.
- the presence of three or more reactive groups preferably enables the formation of cross-links to form the polyurethane layer.
- curing or “hardening” preferably refers to the transition from a liquid or plastically deformable state to a solid state of a substance or mixture of substances under standard conditions (temperature: 25°C, pressure: 1013 mbar).
- the process of curing or hardening can preferably be carried out by cooling, ie by reducing the temperature below the freezing point and/or below the glass transition temperature of a substance or mixture of substances and/or by physical drying, ie by removing at least one liquid component, for example solvent, and/or by chemical reaction, for example by chain polymerization, polyaddition and/or polycondensation.
- the term “polymeric component and/or precursor thereof” is preferably understood to mean a substance or mixture of substances which comprises at least one, preferably organic, polymer and/or at least one precursor thereof.
- polymer is preferably understood to mean a substance which is made up of preferably at least 10 structural units, so-called constitutional repeating units, which can be the same or different from one another and which form at least one organic polymer by chemical reaction, preferably chain polymerization, polyaddition and/or polycondensation.
- a constitutional repeating unit (CRU) is preferably the smallest repeating group of atoms within a polymer.
- a polymer within the meaning of the invention can be unbranched or branched.
- precursor of a polymeric component preferably refers to monomers or monomer mixtures as well as oligomers and mixtures thereof, which can each combine to form the corresponding unbranched or branched polymer, preferably by chemical reaction, more preferably chain polymerization, polyaddition and/or polycondensation.
- reactive functional group is preferably understood to mean a functional group which can participate in the formation of the corresponding unbranched or branched polymer by chemical reaction, more preferably chain polymerization, polyaddition and/or polycondensation.
- Monomers or monomer mixtures within the meaning of the invention are preferably low molecular weight, reactive molecules or mixtures of reactive molecules which can each combine to form the corresponding unbranched or branched polymer by chemical reaction, more preferably chain polymerization, polyaddition and/or polycondensation, and thereby form constitutional repeating units of the polymer.
- a reactive molecule for example monomer, oligomer and optionally polymer, has at least one reactive functional group.
- oligomer is preferably understood to mean a substance which is composed of preferably 2 to 9 constitutional repeating units, which may be the same or different from one another and which can combine to form an unbranched or branched polymer, preferably by chemical reaction, more preferably chain polymerization, polyaddition and/or polycondensation.
- cured polymeric component preferably refers to a polymeric substance or a mixture of polymeric substances which is in a solid state under standard conditions (temperature: 25°C, pressure: 1013 mbar) and is preferably not plastically deformable.
- the third cavity half forms a negative for the second layer, which is preferably to be formed from polyurethane.
- the cavity half preferably has mold cavity areas of different thicknesses to form different wall thicknesses of the second layer.
- the cavity half has at least one first mold cavity region for producing the first wall thickness of the second layer and at least one second mold cavity region for producing the second wall thickness of the second layer.
- the first wall thickness can be the second wall thickness in particular by 5% to 75%, preferably by 10% to 50%.
- the method additionally comprises the following steps, which are preferably carried out after step g), in particular in the following order: h) removing the third cavity half or removing the first cavity half, wherein the component remains in the holding device by the holding element being held by the holding device, i) releasing the holding element by the holding device, j) demolding the component.
- the film coated with the first and second layers is already referred to as a component here.
- the component when removing the third cavity half in step h), the component remains in the first cavity half.
- an adhesive force of the polyurethane (PUR) of the second layer to the third cavity half is smaller than an adhesive force of the thermoplastic of the first layer to the first cavity half.
- an adhesive force of the holding element and/or the holding elements on the holding arm and/or on the holding arms is greater than an adhesive force of the second layer, preferably made of polyurethane, on the third cavity half.
- the component preferably remains with the holding device in the first cavity half.
- the The film is further pressed against the first cavity half by the holding device, in particular by the clamping frame.
- the component preferably remains in the third cavity half.
- the holding element is released in step i) by moving the movable holding arm back from the holding element.
- the movable holding arm is preferably designed as a piston.
- the holding device comprises several holding arms.
- the component can have one holding element or several holding elements.
- the holding arms are preferably each moved out of the holding element or each moved out of the corresponding holding element.
- the holding arms which are preferably designed as pistons, can be retracted along their axis in the holding device.
- the direction of movement of the holding arms preferably forms a demolding angle to a layering plane of the layer structure.
- the demolding angle is preferably 1° to 89°, particularly preferably 1° to 60°.
- the clamping frame is preferably released from the film. To do this, the clamping frame is preferably moved. The clamping frame is preferably moved in the direction of the layer structure.
- Any vacuum that may exist between the film and the first cavity half is preferably flooded with ambient air. This allows the component to be removed from the injection molding tool. Furthermore, it is possible to produce several components parallel to one another by using turntable technology, cube technology and/or indexable plate technology.
- Polyurethane is not thermoplastic, but a reaction product with an initially very low viscosity. Polyurethane can therefore mold geometries and/or structures, in particular complicated geometries and/or structures.
- the method according to the invention can therefore advantageously be used particularly flexibly with regard to special geometry specifications. Components with geometries and/or structures, in particular complicated geometries and/or structures, can be produced. These geometries and/or structures can, for example, comprise abrupt or continuous cross-sectional changes, in particular tapers, corners, edges, tips and/or arches. In particular, the components can have particularly thick walls and/or abrupt jumps in wall thickness. In comparison to the injection molding process with thermoplastic materials, very little and/or very few geometric distortions and/or sink marks and/or cavities arise. The components according to the invention therefore advantageously have a high optical quality.
- the second layer can be modified and/or structured, preferably by inserting/placing particles on the first layer and/or by using tool structures on the third cavity half used in step f) and/or by subsequently processing the second layer by means of process steps selected individually or in combination from laser processing, overprinting, hot stamping, cold stamping, blind stamping, mechanical processing.
- Editing and/or using tool structures it is possible to produce exposed relief structures in the second layer, which is preferably made of polyurethane, with a minimum line thickness and/or a minimum laserable dot diameter of 5 pm to 150 pm, preferably 10 pm to 100 pm. This makes it possible to produce the finest details, particularly for motifs and/or alphanumeric information. It is also possible to combine such fine structures with coarser, macroscopic structures, either in a laterally adjacent combination or as an overlay of a coarse structure with a fine structure.
- coarse structures and fine structures can be present together as a tool structure and thus molded in the second layer, which is preferably made of polyurethane.
- the depth of the relief structures can be between 1 pm and the maximum wall thickness of the second layer, which is preferably made of polyurethane, in particular between 0.001 mm and 50 mm, preferably between 0.001 mm and 30 mm, preferably between 0.001 mm and 15 mm.
- the method additionally comprises the following step, which is preferably carried out between step e) and step f): k) applying a further decorative layer and/or a further decorative layer comprising at least one further decorative layer on the side of the first layer facing away from the film.
- the additional decorative layer and/or the additional decorative layer can be applied to the first layer by hot stamping and/or cold stamping and/or digital printing and/or functional foil bonding (FFB).
- the additional decorative layer and/or the additional decorative layer is preferably applied to the first layer made of thermoplastic and flooded with polyurethane in step g) to form the second layer.
- the further decorative layer and/or the further decorative layer comprising at least one further decorative layer is only applied in regions on the side of the first layer facing away from the film.
- the decorative layer and the further decorative layer or the further decorative layer complement each other in the formation of a design, particularly in conjunction with transillumination technologies.
- the film is introduced in step b) with its carrier side adjacent to the first cavity half.
- the film is an IMD film.
- the IMD film is fed into the first cavity half in step b) as film roll material or inserted into the first cavity half as a label.
- the film can be an insert film.
- the insert film is inserted into the first cavity half in step b).
- the method additionally comprises the following step, which is preferably carried out after step b):
- Step I) Pressing the film comprising the decorative layer onto the first cavity half by means of the holding device, in particular by means of a clamping frame formed by the holding device.
- Step I) is preferably carried out before closing the injection molding tool from step c).
- the holding device in particular the clamping frame, is moved against the film. The movement preferably takes place in a direction perpendicular to a plane formed by the film. The film is thereby preferably pressed against the first cavity half.
- the film is fixed by the holding device, in particular by the clamping frame.
- the method additionally comprises the following step, which is preferably carried out after step b) and/or after step I): m) evacuating the first cavity half so that a vacuum is created between the film comprising the decorative layer and the first cavity half.
- step m) is carried out immediately after step b) and/or immediately after step i).
- step m) can be carried out during step c) or immediately after step c).
- the vacuum between the film comprising the decorative layer and the first cavity half is also maintained during steps c) to g).
- the vacuum between the film comprising the decorative layer and the first cavity half is preferably also maintained during step h).
- the film and/or the resulting component is advantageously held stable in the first cavity half. Furthermore, by evacuating the first cavity half advantageously prevents air inclusions or cavities in the first layer in step d) and/or in the second layer in step g). This ensures a good quality of the component.
- the first material is formed by an injection molding material, in particular by at least one thermoplastic, or by polyurethane.
- the second material is a flooding material, in particular polyurethane.
- Polyurethane is not thermoplastic, but a reaction product with an initially very low viscosity. Polyurethane can therefore mold geometries and/or structures, in particular complicated geometries and/or structures.
- the component according to the invention, in particular the second layer of the component according to the invention, can therefore have geometries and/or structures, in particular complicated geometries and/or structures. These geometries and/or structures can, for example, comprise abrupt or continuous cross-sectional changes, in particular tapers, corners, edges, tips and/or arches.
- the component in particular the second layer of the component, can have particularly thick walls and/or abrupt wall thickness changes.
- very little and/or very few geometric distortions and/or sink marks and/or cavities occur.
- the components according to the invention therefore advantageously have a high optical quality.
- the first material is preferably transparent, in particular a transparent thermoplastic or transparent polyurethane.
- the second material is preferably transparent, in particular transparent polyurethane.
- first material and/or the second material is translucent or opaque and/or colored.
- the first material and the second material can have different degrees of transmission.
- a film, layer or ply with a transmission greater than 70% is preferably referred to as transparent. With a transmission between 50% and 70%, the film, layer or ply is preferably referred to as translucent. With a transmission of less than 50%, the film, layer or ply is preferably referred to as opaque.
- the percentage values (% values) mentioned relate in particular to a transmission in the wavelength range perceptible to the human eye. The wavelength range perceptible to the human eye is preferably assumed to be the wavelength range from 380 nm to 780 nm.
- the injection molding tool comprises a fourth cavity half.
- the method additionally comprises the following steps, which are preferably carried out between the removal of the third cavity half in step h) and step i), in particular in the following order: n) closing the injection molding tool by inserting the fourth cavity half into the first cavity half, so that a third cavity is created, o) coating the second layer with a third material to form a third layer by introducing, in particular injecting, the third material into the third cavity, p) removing the fourth cavity half or removing the first cavity half, wherein the component remains in the holding device by the holding element being held by the holding device.
- the third material is preferably a flooding material, in particular polyurethane. Coating the second layer can therefore also be referred to as flooding the first layer with polyurethane.
- the third material is preferably transparent, in particular transparent polyurethane.
- Changing the cavity half from the third to the fourth cavity half can be done using turntable, sliding table and/or indexable plate technology, for example. Changing to the fourth cavity half can also be done manually.
- the third cavity created in step n) is preferably located directly adjacent to the second layer.
- the coating or flooding with the third material to form the third layer is preferably carried out in step o) on the surface of the second layer facing away from the film, preferably directly on the second layer.
- step o the manufacture of the component is preferably achieved.
- the film coated with the first, second and third layers is already referred to as a component here.
- an adhesive force of the polyurethane (PUR) of the third layer to the fourth cavity half is smaller than an adhesive force of the thermoplastic of the first layer to the first cavity half.
- an adhesive force of the holding element and/or the holding elements on the holding arm and/or on the holding arms is greater than an adhesive force of the third layer, preferably made of polyurethane, on the fourth cavity half.
- the component preferably remains with the holding device in the first cavity half.
- the film remains pressed against the first cavity half by the holding device, in particular by the clamping frame.
- the component preferably remains in the fourth cavity half.
- the second layer and the third layer are each made of a flooding material, in particular polyurethane.
- the second and the third material are each a flooding material, in particular polyurethane.
- the second material is preferably translucent or opaque and/or colored.
- the third material is preferably transparent.
- the second layer preferably forms geometries and/or structures, in particular complicated geometries and/or structures. These geometries and/or structures can, for example, comprise abrupt or continuous cross-sectional changes, in particular tapers, corners, edges, tips and/or arches.
- the second layer can have particularly thick walls and/or abrupt wall thickness jumps.
- the third layer is preferably arranged directly on the second layer.
- the third layer preferably covers the geometries and/or structures formed by the second layer.
- the third layer preferably has a smooth free surface or a free surface structured in a different way than the second layer.
- the third layer therefore preferably forms a protective layer on the second layer.
- the geometries and/or structures formed by the second layer are advantageously protected from contamination and/or damage by the third layer and remain visible through it.
- the vacuum between the film comprising the decorative layer and the first cavity half is also maintained during steps n) and o).
- the vacuum between the film comprising the decorative layer and the first cavity half is preferably also maintained during step p).
- the third material in step o) is particularly preferably a mixture, in particular a polyurethane-forming mixture.
- a mixture in particular a polyurethane-forming mixture.
- the term "polyurethane layer" can also apply to the third layer.
- the mixture in step g) and/or in step o) is introduced, in particular injected, into the closed cavity halves with a filling pressure selected from a range of 70 bar to 140 bar, preferably from 80 bar to 100 bar.
- the mixture is preferably introduced, in particular injected, into the second cavity.
- the mixture is preferably introduced, in particular injected, into the third cavity.
- the polyurethane layer is formed in the closed cavity halves as a result of the introduction, in particular injection, of the mixture in step g) and/or in step o) at a temperature selected from a range from 40°C to 160°C, preferably from 60°C to 140°C, particularly preferably from 80°C to 120°C, and/or at a pressure selected from a range from 3 bar to 100 bar, preferably from 5 bar to 50 bar, particularly preferably from 8 bar to 30 bar.
- an exothermic reaction starts in the mixture when the polyurethane-forming mixture is provided at the mixing head.
- This exothermic reaction preferably heats up the mixture introduced into the closed cavity halves in step g) and/or in step o).
- the mixture is therefore heated by the then prevailing temperature compared to the
- the tool temperature is heated or warmed up to a higher mixture temperature and as the exothermic reaction progresses, as more and more thermal energy is released, the tool temperature, which is kept largely constant, leads to a cooling of the mixture that is heated up by the reaction because the tool temperature is then temporarily below the mixture temperature, which is influenced by the exothermic reaction.
- the tool temperature is largely constant during the exothermic reaction.
- the cavity halves are preferably pre-heated to a temperature selected from a range of 40°C to 160°C, preferably 60°C to 140°C, particularly preferably 80°C to 120°, before the mixture is introduced, in particular injected, in step g) and/or in step o).
- the temperature of the mixture at the start of the chemical reaction and/or immediately after the mixture has been mixed and/or immediately upon injection into the closed cavity halves is preferably lower than the temperature of the cavity halves (mold temperature).
- the mixture and/or the polyurethane layer that forms preferably takes on the preset temperature of the cavity halves (mold temperature) as time progresses and/or as the reaction progresses.
- a temperature difference for cooling the component formed in the closed cavity halves is OK to 100K, preferably OK to 50K, particularly preferably OK to 30K.
- the temperature difference for cooling the component formed in the closed cavity halves is thus advantageously much lower than in the injection molding of thermoplastic materials.
- lower pressures are required to form the polyurethane layer than when using thermoplastic materials in the injection molding process.
- the method additionally comprises the following step, which is preferably carried out after step g) and/or after step o): q) curing the mixture inside and/or outside the closed cavity halves to form the polyurethane layer.
- the duration of the curing process within the closed cavity halves is preferably 10 seconds to 120 seconds, particularly preferably 20 seconds to 90 seconds, further preferably 30 seconds to 70 seconds.
- the pot life is the processability period or service life of the reactive mixture.
- the component is cooled in the closed cavity halves during the curing process.
- the duration of the curing process within the closed cavity halves can also be referred to as the cooling time.
- step h) is preferably carried out immediately.
- the cavity halves are opened.
- the cooling time depends on the degree of curing of the polyurethane and can vary as described above.
- the initially liquid polyurethane must have changed to the solid state so that deformation does not occur after the cavity halves are opened.
- the temperature preferably exceeds the tool cavity, i.e. in particular the cavity halves, the ambient temperature by at least 5 K, preferably by 10 K.
- the duration of the curing process outside the closed cavity halves, in particular on a holding device with the shape of the component, is preferably 5 minutes to 90 minutes, particularly preferably 5 minutes to 45 minutes.
- the viscosity of the mixture and/or the forming polyurethane layer increases as the chemical crosslinking reaction progresses.
- a completely hardened polyurethane layer is formed at the end of the chemical crosslinking reaction.
- the mixture is completely cured in step q) to form the polyurethane layer.
- the curing according to step q) is preferably carried out at a temperature selected from a range of 20°C to 160°C, preferably from 20°C to 120°C.
- the further decorative layer and/or further decorative layer has a primer layer, preferably a primer layer that is at least partially not yet completely cured, in particular an adhesion promoter layer, on the surface facing away from the first layer for a connection with the polyurethane of the second layer.
- the primer layer that is at least partially not yet completely cured
- the cured primer layer is preferably cured together with the mixture applied to it and/or with the polyurethane layer applied to it, preferably completely cured.
- cross-links preferably form between the polyurethane layer and the primer layer.
- the polyurethane layer is preferably bonded to the primer layer in a material-locking manner.
- the composite of the first layer and/or the further decorative layer and/or the further decorative layer with the polyurethane layer is preferably dimensionally stable.
- the polyurethane layer cannot be removed from the first layer and/or the further decorative layer and/or the further decorative layer without causing damage.
- the method additionally comprises the following step, which is preferably carried out after step i) and/or step j): r) removing the carrier layer of the film.
- This advantageous embodiment therefore preferably relates to the design of the film as an IMD film.
- step r After carrying out step r), preferably only the decorative layer of the IMD film remains on the component.
- a release layer of the IMD film can be arranged completely or partially on the decorative layer after removal of the carrier layer from the film and/or completely or partially on the carrier layer.
- the film in step b) is supplied as a roll and/or as a continuous film and/or as a sheet provided and/or introduced into the cavity half by means of film feed device technology.
- an IMD film can preferably be provided as a roll and/or as a continuous film.
- An IMD film can also be provided as a sheet.
- an insert film can preferably be provided as a sheet.
- An insert film can also be provided as a roll and/or as a continuous film.
- IMD In-Mold Decoration
- the film comprising the decorative layer is conveyed as a transfer film with a carrier layer and a decorative layer having the decorative layer, in particular as a roll product, and is introduced into the first cavity half in particular according to step b).
- the decoration process using paint transfer technology advantageously enables a much greater variety of designs. This makes it possible to create individual images, technical designs, haptic surfaces and many other design variants.
- the method has the further following step or the step b), e), h), i), j) and/or step p) comprises the further following sub-step: s) cleaning the film and/or the component, preferably the first, second and/or third layer, in particular by means of at least one brush and/or a blower and/or a suction device.
- the method comprises the further following step or step j) comprises the further following sub-step: t) printing the component, preferably the second and/or third layer, in particular in at least a first and/or second region, preferably selected alone or in combination from inkjet printing, gravure printing, screen printing, planographic printing, letterpress printing, flexographic printing, pad printing.
- the method has the further following step or step b) comprises the further following sub-step: u) pretreatment of the film, preferably the primer layer, in particular by means of a method alone or in combination selected from corona treatment, flame treatment, plasma treatment.
- the method has the further following step or step j) comprises the further following sub-step: v) cutting the component by means of punching or water jet cutting or laser cutting.
- the cutting preferably refers to external cutting.
- the method may comprise the further following step or step j) may comprise the further following sub-step: w) dividing the component into individual panels, in particular in the case of roll goods having multiple panels or in the case of a sheet having multiple panels.
- the component obtained in step j) is selected from the group display, touch field, panel, cover, functional element, in particular from the following areas: white goods, motor vehicles, aviation, ships, household appliances, telecommunications equipment, consumer goods, documents, security elements, labels and/or electronic articles.
- the process steps and sub-steps mentioned are described serially (running one after the other).
- the process steps and sub-steps mentioned can also run at least partially parallel to one another, in particular for producing several components according to the invention.
- the rotary plate technology and/or cube technology and/or indexable plate technology is preferably used for this purpose.
- method steps and sub-steps can be carried out once or several times.
- method steps and sub-steps can be repeated.
- the preferred sequence of method steps has at least the order of step a) - step b) - step c) - step d) - step e) - step f) - step g) - step h) - step i) - step j), whereby in particular further steps or sub-steps can be inserted between these steps.
- the decorative layer comprising at least one decorative layer, the first layer and possibly further decorative layers and/or further application layers are protected by the second and/or third layer lying above it, which is preferably made of polyurethane, as a protective layer.
- the second and/or third layer lying above it which is preferably made of polyurethane, as a protective layer.
- the decorative layer comprising at least one decorative layer is only coated on one side with the further layer structure.
- the decorative layer comprising at least one decorative layer is not encapsulated on both sides. Therefore, the decorative layer comprising at least one decorative layer is advantageously accessible for further processing.
- the layer structure according to the invention enables direct laser processing the decorative layer or decorative layer is possible without having to laser through an injection molding material.
- Structures can be provided in one cavity half of the injection molding tool, for example.
- Such a structure can be mapped onto the second and/or third layer, i.e. in particular onto the protective layer made of polyurethane, so that the structure is visible on the front of the finished component.
- Such a structure can be mapped onto the first layer so that the structure is visible on the back of the finished component.
- the decorative layer or layer also maps the structure very well.
- Microstructures or nanostructures can be provided as structures, for example.
- rear structures which are reflected by the decorative layer or an IMD film covering it, are clearly visible as a design element.
- Rear structures can also be provided using a laser.
- a further application can also be carried out using hot stamping and/or cold stamping and/or digital printing and/or functional foil bonding (FFB).
- the decoration process using a transfer film i.e. using a paint transfer technology
- a transfer film such as an IMD film
- a paint transfer technology enables a significantly greater variety of designs compared to other decoration processes such as wet painting, so that individual images, technical designs, haptic surfaces and many other design variants can be created.
- By decorating using a transfer film it is possible to dispense with one or more subsequent process steps following the decoration, such as separate overprinting or lasering of lettering, symbols, etc. This advantageously saves costs on decoration.
- a Transfer film could contain all of these decorative elements such as decorative printing, negative decorations such as lettering or symbols, etc. already in the layer structure of the transfer layer.
- front and back structures are provided.
- the front and back structures can also be provided using a laser.
- application can be carried out using hot stamping and/or cold stamping and/or digital printing and/or functional foil bonding (FFB).
- a component When transparent and/or translucent plastics are used, a component can be illuminated. This makes it possible to integrate light into a correspondingly constructed component.
- an injection molding tool which comprises a holding device and a first, second and third cavity half.
- the injection molding tool is claimed for carrying out a method for producing a component having a layer structure according to one of claims 1 to 12, and/or for carrying out a method according to one of claims 13 to 22.
- the holding device is designed to hold the at least one holding element formed on the first layer.
- the holding device is preferably movable and/or comprises movable components, in particular a movable clamping frame and/or at least one movable holding arm.
- the injection molding tool additionally comprises a fourth cavity half.
- the holding device comprises a clamping frame.
- the clamping frame is designed to produce a tight connection between the first cavity half and the film comprising the decorative layer, so that a vacuum can be produced between the film comprising the decorative layer and the first cavity half.
- the clamping frame can preferably be controlled hydraulically, mechanically, electromechanically and/or pneumatically.
- the clamping frame preferably presses the film comprising the decorative layer against the first cavity half.
- the clamping frame preferably presses the film along a closed, circumferential line against the first cavity half.
- the clamping frame preferably has an annular shape for this purpose.
- the ring shape can preferably be rectangular.
- the clamping frame preferably presses itself against a primer layer of the film designed as an adhesive layer for a connection to the first layer.
- the clamping frame is designed in one part or in multiple parts, in particular in two parts.
- the holding device comprises at least one movable holding arm.
- the holding arm can be controlled hydraulically, mechanically, electromechanically and/or pneumatically in order to move the holding arm away from the holding element and/or from the first layer.
- the movable holding arm is preferably designed as a piston.
- the holding device preferably comprises a plurality of holding arms.
- the holding arms which are preferably designed as pistons, can be moved along their axis in the holding device.
- the holding arm or arms can be moved away from the holding element and/or from the first layer.
- the movable holding arm or arms can be connected to the clamping frame.
- the movable holding arm or arms can be movably mounted in or on the clamping frame.
- the movable holding arm or arms can be driven out of the clamping frame in the direction of the holding element or into the clamping frame, i.e. away from the holding element.
- the number of holding arms of the holding device and the number of holding elements provided on the first layer can be the same. In contrast, however, several holding arms can also correspond to one holding element.
- the number, arrangement and orientation of the holding arms depends in particular on the geometry and size of the component.
- the direction of movement of the holding arm to a layering plane of the layer structure forms a demolding angle of 1° to 89°, preferably a demolding angle of 1° to 60°.
- the method according to the invention described above can be carried out with an injection molding tool that has one or more features of the injection molding tool according to the invention.
- the method according to the invention described above is preferably carried out with the injection molding tool according to the invention.
- Fig. 1 shows schematic views of a first component according to the invention.
- Fig. 2 shows schematic views of a second component according to the invention.
- Fig. 3 shows a flow chart of an exemplary method according to the invention.
- Fig. 4 shows views of the individual steps of the exemplary method according to the invention shown in Fig. 3 in the production of the first component according to the invention.
- Fig. 5 shows views of the individual steps of the exemplary method according to the invention shown in Fig. 3 in the production of the second component according to the invention.
- Fig. 6 shows various examples for structuring individual layers of a component according to the invention as well as for applying one or more further layers of a component according to the invention.
- Fig. 7 shows a schematic structure of (a) an IMD film and a schematic structure of (b) an insert film, each for providing a between a first layer (thermoplastic) and a second layer (PUR) arranged further decorative layer.
- Fig. 8 shows a schematic structure of (a) an IMD film and a schematic structure of (b) an insert film, each for providing a decorative layer for coating with a first layer (thermoplastic).
- Fig. 1 shows schematic views of a first component according to the invention.
- Fig. 1 (a) shows a schematic sectional view of the first component according to the invention.
- Fig. 1 (b) shows a schematic plan view of the first component according to the invention.
- the first component according to the invention has a layer structure.
- the layer structure is formed by a decorative layer 1, a first layer 3, a further decorative layer 2 and a second layer 4 in this order.
- the first layer 3 is formed by a thermoplastic.
- the first layer 3 is therefore also referred to as a thermoplastic layer.
- the first layer 3 has a layer thickness of 2 mm, for example.
- the second layer 4 is formed by polyurethane.
- the second layer 4 is therefore also referred to as a polyurethane layer.
- the second layer 4 has a layer thickness of 1 mm, for example.
- the decorative layer 1 is a layer of an IMD film to be transferred.
- the decorative layer 1 comprises a protective layer, a decorative layer and a primer layer in this order.
- the primer layer is designed as an adhesive layer for bonding to the thermoplastic of the first layer 3.
- the additional decorative layer 2 is omitted.
- the layer structure is formed in this order by a decorative layer 1, a first layer 3 and a second layer 4.
- the first layer 3 forms two holding elements.
- the two holding elements are arranged symmetrically to one another on two opposite sides of the component.
- the holding elements are each designed as outwardly projecting tabs 5.
- the first layer 3 and the two tabs 5 are formed in one piece.
- the tabs 5, like the first layer 3, are made of thermoplastic.
- the tabs 5 each have an indentation 6 at their outwardly projecting end.
- Fig. 1 (c) shows a detailed view as a schematic sectional view.
- the holding device comprises a clamping frame 10 which presses the film having the decorative layer 1, in the present example IMD film, onto the first cavity half 7.
- the holding device can also have further holding arms 11, in the present example a further holding arm 11 (not shown in the detailed view).
- Each holding arm 11 is accommodated in a bore in the clamping frame 10 so as to be movable along its axis.
- the outer end of the holding arm 11 forms a projection which engages in a form-fitting manner in the indentation 6 provided on the tab 5. In this way, the holding device blocks movement of the component in both an upward and a downward direction.
- the holding device blocks movement of the component in both directions perpendicular to the first layer 3. Furthermore, the two holding arms 11 of the holding device are arranged symmetrically to one another and opposite one another, corresponding to the holding elements of the component. Therefore, a lateral movement of the component, i.e. a movement in the layering plane, is prevented by the two opposing holding arms 11.
- the holding arm 11 is designed as a piston which is movable along its axis. The holding arm 11 thus enables the holding element and thus the component to be released by moving back out of the recess 6.
- the holding arm 11 can be controlled electromechanically for this purpose.
- Fig. 2 shows schematic views of a second component according to the invention.
- Fig. 2 (a) shows a schematic sectional view of the second component according to the invention.
- Fig. 2 (b) shows a schematic plan view of the second component according to the invention.
- the second component according to the invention has a layer structure.
- the layer structure has the same sequence as in the first component according to the invention.
- the additional decorative layer 2 can be dispensed with.
- the first layer 3 also forms two holding elements in the second component according to the invention.
- the two holding elements are also provided symmetrically to one another on two opposite sides of the component.
- the holding elements in the second component according to the invention are designed without the outwardly protruding tabs.
- the holding elements are each designed as an indentation 6 in the first layer.
- the indentations each extend over a surface area over which the underlying decorative layer 1 also extends.
- the additional decorative layer 2 above also extends over these surface areas.
- the second layer 4 is set back compared to the layers below it, so that it does not cover the layers below it in a peripheral edge area.
- the second layer 4 also extends accordingly not over the surface areas spanned by the indentations.
- the surface area spanned by the second layer 4 can also be flush with the surface area of the first layer 2.
- the indentations 6 in turn enable the engagement of a movable holding arm 11 of a holding device provided on an injection molding tool.
- Fig. 2 (c) shows a detailed view as a schematic sectional view.
- the holding device comprises a clamping frame 10 which presses the film having the decorative layer 1, in the present example IMD film, onto the first cavity half 7.
- the holding device can additionally have further holding arms 11, in the present example a further holding arm 11 (not shown in the detailed view).
- Each holding arm 11 is accommodated movably along its axis in a hole in the clamping frame 10.
- the outer end of the holding arm 11 forms a projection which engages in a form-fitting manner in the indentation 6 provided in the first layer 3.
- the holding device blocks movement of the component in both an upward and a downward direction.
- the holding device blocks movement of the component in both directions perpendicular to the first layer 3.
- the two holding arms 11 of the holding device are arranged symmetrically to one another and opposite one another, corresponding to the holding elements of the component. Therefore, lateral movement of the component, i.e. movement in the layering plane, is also prevented by the two opposing holding arms 11.
- the holding arm 11 is designed as a piston which is movable along its axis. The holding arm 11 thus enables the holding element and thus the component to be released by moving back out of the indentation 6.
- the holding arm 11 can be controlled electromechanically for this purpose.
- Fig. 3 shows a flow chart of an exemplary method according to the invention.
- Fig. 4 shows views of the individual steps of the exemplary method according to the invention shown in Fig. 3 in the production of the first component according to the invention.
- tabs 5 with indentations 6 are formed on the first layer 3.
- Fig. 5 shows views of the individual steps of the exemplary method according to the invention shown in Fig. 3 in the production of the second component according to the invention.
- indentations 6 are formed in the first layer 3 without the provision of tabs.
- the steps of the exemplary method according to the invention are explained together for Figures 3 to 5.
- the method is carried out using an injection molding tool.
- the injection molding tool comprises the holding device and a first 7, second 8 and third cavity half 9.
- the holding device has a clamping frame 10 and two symmetrically opposite holding arms 11 corresponding to the two indentations 6 to be produced.
- an IMD film is inserted into the first cavity half 7.
- the IMD film is inserted into the first cavity half 7 in such a way that the carrier side of the IMD film rests against the first cavity half 7.
- the back of the IMD film, which has the decorative layer 1, is therefore later facing the injection molding material.
- the IMD film is pressed firmly against the first cavity half 7 by a clamping frame 10.
- the clamping frame 10 has a ring-shaped shape in plan view. The ring shape is rectangular.
- the clamping frame 10 presses the IMD film along a closed, continuous line to the first cavity half 7.
- a vacuum is created between the IMD foil and the first cavity half 7, so that the IMD foil is pressed against the first cavity half
- a step S02 the injection molding tool is closed by inserting the second cavity half 8 into the first cavity half 7. This creates a first cavity on the back of the IMD film, which has the decorative layer 1.
- the first cavity is formed by the decorative layer 1, by the second cavity half
- the first cavity can be partially delimited by the first cavity half 7.
- the first cavity corresponds to the volume of the first layer 3 to be produced by means of back-injection molding.
- the first cavity therefore also includes the volume of the tabs 5 to be produced together with the first layer 3 (see Figure 4, step 2).
- the first cavity in this case has an indentation at the outer end of the volume of the tabs.
- the indentations are each formed by a projection provided at the end of the holding arm 11 protruding into the first cavity.
- the first cavity has the indentations to be produced in the first layer 3 (see Figure 5, step 2).
- the indentations are each formed by a projection provided at the end of the holding arm 11 protruding into the first cavity.
- a step S03 the IMD film is directly back-injected with a thermoplastic on its rear side, which has the decorative layer 1.
- the first cavity is filled with the thermoplastic.
- the first layer 3 is formed.
- the two tabs 5 are also formed (see Figure 4, step 3).
- the tabs 5 each have an indentation 6 at their outer end corresponding to the indentations previously formed in the first cavity.
- the projection provided at the end of the respective holding arm 11 therefore engages in the corresponding indentation 6 in a form-fitting manner.
- the two indentations 6 are formed in the first layer 3 corresponding to the indentations previously formed in the first cavity by the projections provided at the end of the holding arms 11 (see Figure 5, step 3).
- the projection provided at the end of the respective holding arm 11 therefore engages in the corresponding indentation 6 in a form-fitting manner.
- a step S04 the injection molding tool is opened after a cooling time of, for example, 60 seconds. To do this, the second cavity half 8 is removed. The holding elements are held by the holding arms 11 of the holding device. The clamping frame 10 also continues to press the IMD film onto the first cavity half 7 and the vacuum between the IMD film and the first cavity half 7 is maintained. Therefore, the IMD film coated with the first layer 3 remains safe and dimensionally stable in the first cavity half 7 when the injection molding tool is opened.
- a step S05 the injection molding tool is closed by inserting the third cavity half 9 into the first cavity half 7. This creates a second cavity adjacent to the first layer 3.
- the second cavity is also delimited by the third cavity half 9.
- the second cavity corresponds to the volume of the second layer 4 to be produced by flooding with polyurethane.
- Decorative layer and/or at least one further decorative layer comprehensive decorative layer 2 can be arranged on the first layer 3.
- a second cavity is created which is adjacent to the first layer 3, the further decorative layer and/or the further decorative layer.
- the second cavity is also again delimited by the third cavity half 9.
- the second cavity also corresponds to the volume of the second layer 4 to be produced by flooding with polyurethane.
- Changing the cavity half from the second 8 to the third cavity half 9 can be done, for example, by means of turntable, sliding table and/or indexable plate technology.
- a step S06 the surface of the first layer 3 facing away from the IMD film is flooded with polyurethane.
- the second cavity is filled with the polyurethane.
- the second layer 4 is formed from polyurethane.
- the IMD film is coated with the first 3 and the second layer 4.
- the first layer 3 has the holding elements described above. A component according to the invention has thus already been realized.
- the first layer 3 is immediately flooded with polyurethane.
- a further decorative layer and/or a further decorative layer comprising at least one further decorative layer is arranged on the first layer 3 (see alternative in step S05)
- the further decorative layer, the further decorative layer and/or the first layer 3 are flooded with polyurethane in step S06.
- a step S07 the injection mold is opened after a cooling time of, for example, 60 seconds.
- the third cavity half 9 removed.
- the holding elements continue to be held by the holding arms 11 of the holding device.
- an adhesive force of the holding elements on the holding arms 11 is greater than an adhesive force of the second layer 4 made of polyurethane on the third cavity half 9.
- the clamping frame 10 continues to press the IMD film onto the first cavity half 7 and the vacuum between the IMD film and the first cavity half 7 is maintained. Therefore, the component remains safe and dimensionally stable in the first cavity half 7 when the injection mold is opened.
- a step S08 the holding elements are released by the holding device.
- the holding arms 11 of the holding device are each moved out of the corresponding holding element.
- the holding arms 11 designed as pistons are retracted along their axis in the holding device.
- the direction of movement of the holding arms forms a demolding angle 12 of 30° with respect to the plane of the first layer 3.
- the clamping frame 10 is released from the IMD film.
- the evacuation between the IMD film and the first cavity half 7 is ended. The component can thus be removed from the injection molding tool.
- step S08 a carrier layer and a release layer of the IMD film can be detached from the component in a further step not shown in the figures. Further explanations can be found in Fig. 8 (a) and the associated description.
- the two retaining elements designed as tabs 5 can be removed. Removing the tabs 5 can be done by cutting (e.g. with a knife) and/or by laser cutting.
- Fig. 6 shows various examples of structuring individual layers of a component according to the invention. Fig. 6 also shows examples of applying one or more layers to produce a component according to the invention.
- the decorative layer 1 has a surface structure.
- the surface structure can include or reinforce design elements. Furthermore, the surface structure can cause haptic and/or optical effects.
- the surface structure can include, for example, micro- or nanostructures.
- the surface structure can already be provided on the decorative layer 1 of the IMD film to be inserted into the injection molding tool before the method according to the invention is carried out.
- the surface structure can be applied, in particular molded, to the decorative layer 1 through the first cavity half 7.
- the surface structure can be provided on the decorative layer 1 in a further step after the method according to the invention has been carried out and/or after the second layer 4 has been applied to the first layer 3.
- post-processing can be carried out, for example, by means of laser, embossing and/or milling.
- a first application 1 ' can be carried out by means of digital printing and/or hot embossing and/or cold embossing and/or functional foil bonding (FFB).
- the first application 1' is preferably applied to the decorative layer 1 by means of digital printing and/or hot embossing and/or cold embossing and/or functional foil bonding (FFB) (see also Fig. 6 (f), 6 (g) and 6 (i)).
- the surface structure and/or the first application 1' can be provided on the decorative layer 1 by post-processing the back of the component after the application of the second layer 4 and the removal of the component from the first cavity half 7. It is also possible for the surface structure and/or first application 1' to be provided on the decorative layer 1 after the application of the first layer 3 and before the application of the second layer 4.
- the decorative layer 1 has a surface structure that was produced by two processing steps.
- the decorative layer 1 can already have its own surface structure before the method according to the invention is carried out.
- a surface structure can be molded onto the decorative layer 1 through the first cavity half 7.
- the second layer 4 formed from polyurethane has a surface structure.
- This surface structure can also include or reinforce design elements. Furthermore, this surface structure can cause haptic and/or optical effects.
- the surface structure can include, for example, micro- or nanostructures.
- This surface structure can be molded onto the second layer 4 through the third cavity half 9. Furthermore, this surface structure can be produced in a further step after carrying out the method according to the invention on the second layer 4.
- post-processing can be carried out by means of laser, embossing and/or milling, for example.
- both the decorative layer 1 and the second layer 4 made of polyurethane have a surface structure.
- the properties of the first to third example can be molded onto the decorative layer 1 through the first cavity half 7 and the surface structure can be molded onto the second layer 4 through the third cavity half 9.
- a further decorative layer 2 is provided between the first layer 3 and the second layer 4.
- the further decorative layer 2 can have a surface structure and/or a second application 2' and/or be formed by a second application 2'.
- the surface structure can include or reinforce design elements.
- the surface structure can also produce optical effects.
- the surface structure can, for example, include micro- or nanostructures.
- the surface structure on the further decorative layer 2 and/or the second application 2' is preferably provided after the application of the first layer 3 and before the application of the second layer 4. Processing can be carried out by means of laser, embossing and/or milling, for example.
- the second application 2' can be applied in particular by means of digital printing and/or hot stamping and/or cold stamping and/or functional foil bonding (FFB).
- both the decorative layer 1 and the further decorative layer 2 have a surface structure and/or a first 1' or second application 2'.
- the further decorative layer 2 can also be formed by the second application 2'.
- Fig. 6 (f) illustrates the presence of a first application 1'.
- the case that the decorative layer 1 has a surface structure could be illustrated starting from Fig. 6 (f) by replacing the layers 1 and 1' with the decorative layer 1 shown in Fig. 6 (a).
- the options shown for the first, second and fifth examples again apply.
- the surface structure can be molded onto the decorative layer 1 through the first cavity half 7.
- the first application 1' is preferably applied to the decorative layer 1 by means of digital printing and/or hot stamping and/or cold stamping and/or functional foil bonding (FFB).
- the second application 2' preferably forms the further decorative layer 2 and is preferably applied by means of digital printing and/or hot stamping and/or cold stamping and/or functional foil bonding (FFB).
- FFB digital printing and/or hot stamping and/or cold stamping and/or functional foil bonding
- both the first application 1' and the second application 2' are applied by means of digital printing.
- Figures 6 (g) to 6 (i) show the structure of the corresponding components according to the invention in more detail than the previous figures 6 (a) to 6 (f).
- Figures 6 (g) to 6 (i) do not represent completely new examples.
- Figure 6 (g) relates to the first example (Fig. 6 (a)) or to the second example (Fig. 6 (b)).
- Figure 6 (h) relates to the fifth example (Fig. 6 (e)).
- Figure 6 (i) relates to the sixth example (Fig. 6 (f)).
- the illustration is intended to make it clear that the decorative layer 1, the first application 1', the further decorative layer 2 and/or the second application 2' can be present over the entire surface or only in certain areas.
- a decorative layer 1, first application 1', further decorative layer 2 and/or second application 2' that is only present in some areas can be produced, for example, by embossing, digital printing and/or laser processing.
- Figures 6 (g) and 6 (i) each show examples in which a full-surface decorative layer 1 has a first application 1' that is present in some areas.
- the further decorative layer 2 is also formed by a second application 2' that is present in some areas.
- the second application 2' that is present in some areas is produced by embossing and the first application 1' that is present in some areas by laser processing.
- both the partially present second application 2' and the partially present first application T can be produced by digital printing.
- the further decorative layer 2 is formed by a partially present second application 2', whereas in Fig. 6 (h) only one full-surface decorative layer 1 is present. It goes without saying for Figures 6 (a) to 6 (f) that the decorative layer 1 shown or the first application T shown or the further decorative layer 2 shown or the second application 2' shown can each be provided over the entire surface or only in regions. In addition, the decorative layer 1 or the further decorative layer 2 can each be made up of one or more decorative layers.
- Fig. 7 shows a schematic structure of an (a) IMD film 20 and a schematic structure of an (b) insert film 30, each for providing a further decorative layer 2 arranged between a first layer 3 made of a thermoplastic and a second layer 4 made of polyurethane.
- the further decorative layer 2 can be seen in the finished component from the front, i.e. from a first surface. Therefore, in relation to the further decorative layer 2, it is also referred to as a first surface decoration.
- the layer structure of an IMD film 20 or insert film 30 introduced for the additional decorative layer 2 is described below.
- the sequence of the layers corresponds to the sequence in the layer structure of the resulting or finished component.
- the IMD film 20 has a first primer layer 21.
- the first primer layer 21 is formed by an adhesive layer for a connection with the thermoplastic of the first layer 3 of the component. In the finished component, the first primer layer 21 lies directly on the Thermoplastic formed first layer 3.
- the first primer layer 21 is immediately followed by a decorative layer 22.
- the decorative layer 22 is immediately followed by a second primer layer 23.
- the second primer layer 23 is formed by an adhesive layer for a connection to the polyurethane of the second layer 4 of the component. In the finished component, the second primer layer 23 lies directly against the second layer 4 formed from polyurethane.
- the first primer layer 21, the decorative layer 22 and the second primer layer 23 together form the layer of the IMD film 20 to be transferred, which forms the decorative layer 2 in the finished component.
- the second primer layer 23 is immediately followed by a release layer 24.
- the release layer 24 is immediately followed by a carrier layer 25.
- the carrier layer 25 is formed by a PET film.
- the release layer 24 and the carrier layer 25 are detached from the IMD film 20 before flooding with polyurethane (step S06).
- the insert film 30 has a carrier layer 31.
- the carrier layer 31 is a thermoplastic film. In the finished component, the carrier layer 31 lies directly against the first layer 3 made of a thermoplastic.
- the carrier layer 31 is immediately followed by a third primer layer 32.
- the third primer layer 32 is formed by an adhesive layer for connecting to the carrier layer 31 designed as a thermoplastic film.
- the third primer layer 32 is immediately followed by a decorative layer 33.
- the decorative layer 33 is immediately followed by a fourth primer layer 34.
- the fourth primer layer 34 is formed by an adhesive layer for connecting to the polyurethane of the second layer 4 of the component. In the finished component, the fourth primer layer 34 lies directly against the second layer 4 made of polyurethane.
- Fig. 8 shows a schematic structure of (a) an IMD film 40 and a schematic structure of (b) an insert film 50, each for providing a decorative layer 1 for coating with a layer formed from a thermoplastic.
- first layer 3 The decorative layer 1 is located at the back of the finished component, i.e. on a second surface. Therefore, in relation to the decorative layer 1, it is also referred to as a second surface decoration.
- the layer structure of an IMD film 40 or insert film 50 used for the decorative layer 1 is described below.
- the sequence of the layers corresponds to the sequence in the layer structure of the resulting or finished component.
- the IMD film 40 has a carrier layer 41.
- the carrier layer 41 is formed by a PET film.
- the IMD film 40 is inserted into the first cavity half 7 in step S01 such that the carrier layer 41 of the IMD film 40 rests against the first cavity half 7.
- the carrier layer 41 is immediately followed by a release layer 42.
- the carrier layer 41 and the release layer 42 can be detached from the IMD film 40 after steps S01 to S08 have been carried out, i.e. after the component has been completed.
- the release layer 42 is immediately followed by a protective layer 43. After the carrier layer 41 and release layer 42 have been detached, the protective layer 43 can form a surface of the finished component.
- the protective layer 43 is immediately followed by a decorative layer 44.
- the decorative layer 44 is immediately followed by a fifth primer layer 45.
- the fifth primer layer 45 is formed by an adhesive layer for a connection with the thermoplastic of the first layer 3 of the component.
- the fifth primer layer 45 is back-injected with thermoplastic in the process according to the invention and in the finished component lies directly against the first layer 3 formed from the thermoplastic.
- the protective layer 43, the decorative layer 44 and the fifth primer layer 45 together form the layer of the IMD film 40 to be transferred, which forms the decorative layer 1 in the finished component.
- the insert film 50 has a carrier layer 51.
- the carrier layer 51 is a thermoplastic film.
- the insert film 50 is inserted into the first cavity half 7 in accordance with step S01 such that the carrier layer 51 rests against the first cavity half 7.
- the carrier layer 31 is immediately followed by a sixth primer layer 52.
- the sixth primer layer 52 is formed by an adhesive layer for a connection to the carrier layer 51 designed as a thermoplastic film.
- the sixth primer layer 52 is immediately followed by a decorative layer 53.
- the decorative layer 53 is immediately followed by a seventh primer layer 54.
- the seventh primer layer 54 is formed by an adhesive layer for a connection to the thermoplastic of the second layer 3 of the component.
- the seventh primer layer 54 is back-injected with thermoplastic in the process according to the invention and in the finished component lies directly against the first layer 3 formed from the thermoplastic.
Landscapes
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Abstract
Description
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Bauteil aufweisend einen Schichtaufbau, Verfahren zur Herstellung des Bauteils und SpritzgusswerkzeuQ zur Herstellung des Bauteils Component having a layer structure, method for producing the component and injection molding tool for producing the component
Die Erfindung betrifft ein Bauteil aufweisend einen Schichtaufbau, ein Verfahren zur Herstellung des Bauteils und ein Spritzgusswerkzeug zur Herstellung des Bauteils und/oder ein Spritzgusswerkzeug zum Durchführen des Verfahrens zum Herstellen des Bauteils. The invention relates to a component having a layer structure, a method for producing the component and an injection molding tool for producing the component and/or an injection molding tool for carrying out the method for producing the component.
Einen Schichtaufbau aufweisende Bauteile sind als Spritzgussartikel im Stand der Technik bekannt. Components having a layered structure are known in the state of the art as injection-molded articles.
So offenbart die DE 10221482 C1 eine Vorrichtung zum Herstellen eines Formteils aus einem aushärtenden Spritzgussmaterial, das beim Spritzgießen durch das IMD-Verfahren (IMD = Inmold Decoration) mit einer eine Trägerfolie und eine von der Trägerlage ablösbare Dekorlage aufweisenden Prägefolie dekoriert wird. Die Prägefolie wird dabei in eine geöffnete Spritzgussform eingelegt, wobei die Dekorlage der Prägefolie einem Formoberteil zugewandt wird. Die Spritzgussform wird geschlossen und flüssiges Spritzgussmaterial durch einen Einspritzkanal in den Hohlraum der Spritzgussform gespritzt, wobei sich die Prägefolie an die Sichtseite des gespritzten Formteils anschmiegt. Die Prägefolie verbindet sich dabei mit ihrer Dekorlage mit dem Spritzgussmaterial, das nach dem Aushärten aus der Spritzgussform entnommen wird. Nach Abziehen der Trägerfolie von der Dekorlage ist das dekorierte Formteil fertiggestellt. Derartig dekorierte Spritzgussartikel werden insbesondere bei Automobil-Innenteilen wie Türleisten, Leisten in Instrumententafeln, Ganghebelblenden und Mittelkonsolenblenden, bei Automobil-Außenteilen wie Türrammschutzleisten und Abdeckungen an A-, B- und C-Säulen, im Audio- und Video-Bereich bei Dekorleisten an Gehäusen von Radio- und Fernsehgeräten, sowie im Telekommunikationsbereich bei Gehäuseschalen mobiler Geräte wie Handys oder Navigationsgeräte verwendet. For example, DE 10221482 C1 discloses a device for producing a molded part from a hardening injection molding material, which is decorated during injection molding using the IMD process (IMD = Inmold Decoration) with an embossed foil having a carrier foil and a decorative layer that can be detached from the carrier layer. The embossed foil is placed in an open injection mold, with the decorative layer of the embossed foil facing an upper mold part. The injection mold is closed and liquid injection molding material is injected through an injection channel into the cavity of the injection mold, with the embossed foil clinging to the visible side of the molded part. The embossed foil bonds with its decorative layer to the injection molding material, which is removed from the injection mold after hardening. After The decorated molded part is finished when the carrier film is removed from the decorative layer. Injection molded articles decorated in this way are used in particular for automotive interior parts such as door strips, strips in instrument panels, gear lever covers and center console covers, for automotive exterior parts such as door sill protection strips and covers on A, B and C pillars, in the audio and video sector for decorative strips on the housings of radio and television sets, and in the telecommunications sector for housing shells of mobile devices such as cell phones or navigation devices.
Beim Insert-Molding (Insert Molding = IM) handelt es sich um ein kombiniertes Verfahren aus Heißprägen, Vakuumformung bzw. Tiefziehen und Guss, insbesondere Spritzguss. Insert-Molding bietet gegenüber dem IMD-Verfahren die Möglichkeit, die Folie stärker zu deformieren. Dies ist von Vorteil, wenn z. B. stark profilierte und geformte Teile benötigt werden. Zunächst wird eine vakuumformbare, dünne Prägefolie auf einem Träger, z.B. einer ABS-Folie (Dicke etwa zwischen 200 pm und 750 pm, ABS = Acrylnitril-Butadien-Styrol), heißgeprägt oder kaltgeprägt. Dieser mit der Dekorlage der Prägefolie beschichtete Träger wird unter Hitze vakuumgeformt. Die derart vakuumgeformten Lagen von Prägefolie und Träger bilden das sogenannte „Insert“ und werden konturgenau ausgeschnitten bzw. -gestanzt. Das „Insert“ wird in einer Spritzgussform positioniert, die Form wird mit Kunststoff gefüllt (das „Insert“ wird hinterspritzt), dann wird der dekorierte Spritzgussartikel aus der Spritzgussform entnommen. Insert molding (IM) is a combined process of hot stamping, vacuum forming or deep drawing and casting, particularly injection molding. Compared to the IMD process, insert molding offers the possibility of deforming the film more strongly. This is an advantage if, for example, highly profiled and shaped parts are required. First, a vacuum-formable, thin stamping film is hot-stamped or cold-stamped on a carrier, e.g. an ABS film (thickness between approximately 200 pm and 750 pm, ABS = acrylonitrile butadiene styrene). This carrier, coated with the decorative layer of the stamping film, is vacuum-formed under heat. The layers of stamping film and carrier vacuum-formed in this way form the so-called "insert" and are cut or punched out with precise contours. The insert is positioned in an injection mold, the mold is filled with plastic (the insert is back-injected), then the decorated injection molded article is removed from the injection mold.
Aus dem Stand der Technik ist weiterhin das Überfluten von Gegenständen, beispielsweise Spritzgussartikeln, mittels Polyurethan (PU) bekannt. Dafür wird beispielsweise ein zu beschichtender Gegenstand in einem Werkzeug positioniert, das zwei Werkzeughälften aufweist. Eine erste Werkzeughälfte nimmt den zu beschichtenden Gegenstand auf und eine zweite Werkzeughälfte bildet eine etwas größere Kavität als der zu beschichtende Gegenstand. In diesen Zwischenraum wird PU eingebracht und der zu beschichtende Gegenstand wird mit PU überflutet. Bekannt sind ebenfalls Zweikomponenten- PU-Systeme (2K-PU), die innerhalb kurzer Zeit, insbesondere einiger Sekunden, nach dem Mischen der Komponenten und/oder unmittelbar während dem und/oder nach dem Überfluten (bei noch geschlossenen Werkzeughälften) aushärten. Öffnet sich das Werkzeug, ist das PU bereits ausreichend hart. The flooding of objects, such as injection-molded articles, using polyurethane (PU) is also known from the state of the art. For this purpose, an object to be coated is positioned in a tool that has two tool halves. A first tool half holds the object to be coated and a second tool half forms a slightly larger cavity than the object to be coated. PU is introduced into this space and the object to be coated The object is flooded with PU. Two-component PU systems (2K-PU) are also known, which harden within a short time, especially a few seconds, after the components have been mixed and/or immediately during and/or after flooding (with the tool halves still closed). When the tool opens, the PU is already sufficiently hard.
Die internationale Patentanmeldung WO 2019/034361 A2 offenbart ein mittels Spritzguss mit einem thermoplastischen Material hergestelltes Bauteil, bei dem zusätzlich ein Oberflächenschutz auf die Folienbeschichtung mittels Überflutens mit Polyurethan aufgetragen ist. The international patent application WO 2019/034361 A2 discloses a component manufactured by injection molding with a thermoplastic material, in which a surface protection is additionally applied to the film coating by flooding with polyurethane.
Bei der Herstellung des bekannten Bauteils sind zwei separate Fertigungseinheiten erforderlich. Dadurch ist die Herstellung relativ aufwendig, zeitintensiv und teuer. The production of the known component requires two separate production units. This makes production relatively complex, time-consuming and expensive.
Weiterhin ist nach dem Stand der Technik die Folie und damit auch die Dekorschicht und/oder die Dekorlage zwischen Spritzgussmatenal und Überflutungsmaterial das heißt zwischen dem Thermoplast und Polyurethan, eingekapselt. Durch eine derartige Anordnung werden die Möglichkeiten einer Durchleuchtung sowie einer nachträglichen Bearbeitung der Dekorschicht stark eingeschränkt. Furthermore, according to the state of the art, the film and thus also the decorative layer and/or the decorative layer are encapsulated between the injection molding material and the flooding material, i.e. between the thermoplastic and polyurethane. Such an arrangement severely limits the possibilities of X-raying and subsequent processing of the decorative layer.
Der Erfindung liegt die Aufgabenstellung zugrunde, die Nachteile aus dem Stand der Technik zu beseitigen. Insbesondere soll ein vielseitig einsetzbares und anpassbares Bauteil, ein einfaches und günstiges Verfahren zur Herstellung eines Bauteils sowie eine Vorrichtung zur Herstellung des Bauteils bzw. eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens zum Herstellen des Bauteils bereitgestellt werden. Vorzugsweise soll das Bauteil mit wenigstens einer Polyurethan-Schicht hergestellt werden. Vorzugsweise soll das Bauteil auf einfache Weise mittels Spritzgussverfahren herstellbar sein. Dafür soll insbesondere ein Spritzgusswerkzeug bereitgestellt werden. Insbesondere soll eine Serienfertigung des Bauteils mit hohen Stückzahlen ermöglicht werden. The invention is based on the task of eliminating the disadvantages of the prior art. In particular, a versatile and adaptable component, a simple and inexpensive method for producing a component and a device for producing the component or a device for carrying out the method for producing the component are to be provided. The component should preferably be produced with at least one polyurethane layer. The component should preferably be easy to produce using an injection molding process. For this purpose, In particular, an injection molding tool must be provided. In particular, series production of the component in high quantities should be possible.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Bauteil gemäß dem Gegenstand des Anspruchs 1 , durch ein Verfahren gemäß dem Gegenstand des Anspruchs 13 und durch ein Spritzgusswerkzeug gemäß dem Gegenstand des Anspruchs 23 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind dazu jeweils in den abhängigen Ansprüchen angegeben. According to the invention, this object is achieved by a component according to the subject matter of claim 1, by a method according to the subject matter of claim 13 and by an injection molding tool according to the subject matter of claim 23. Advantageous embodiments of the invention are specified in the dependent claims.
Nach Maßgabe der Erfindung wird ein Bauteil geschaffen, welches einen Schichtaufbau, insbesondere einen Schichtaufbau mit wenigstens drei Schichten, aufweist. Der Schichtaufbau bzw. das Bauteil umfasst zumindest eine Dekorlage, wobei die Dekorlage zumindest eine Dekorschicht umfasst. Auf der Dekorlage ist eine erste Schicht aus einem ersten Material angeordnet. Die erste Schicht ist vorzugsweise unmittelbar auf der Dekorlage angeordnet. According to the invention, a component is created which has a layer structure, in particular a layer structure with at least three layers. The layer structure or the component comprises at least one decorative layer, wherein the decorative layer comprises at least one decorative layer. A first layer made of a first material is arranged on the decorative layer. The first layer is preferably arranged directly on the decorative layer.
Die Dekorlage oder die Dekorschicht kann bevorzugt mehrere Schichten aufweisen, einzeln, mehrfach oder in Kombination ausgewählt aus: Grundierungsschicht, Kleberschicht, Haftvermittlerschicht, Farbschicht, Farblackschicht, Maskierungsschicht, Abstandsschicht, Lichtleiterschicht, Funktionsschicht, insbesondere optische Funktionsschicht, Metallschicht, Reflexionsschicht, HRI-Schicht (HRI = High Refractive Index), Replikationsschicht mit optisch aktiven und/oder optisch variablen Strukturen, insbesondere optisch aktiven Reliefstrukturen, vorzugsweise diffraktiven Strukturen und/oder Hologramme und/oder refraktiven Strukturen und/oder Mattstrukturen. Die ein oder mehreren Schichten der Dekorschicht sind oder werden bevorzugt bei dem Verfahren zur Herstellung der Dekorlage aufgebracht. Die ein oder mehreren Schichten der Dekorschicht können jeweils vollflächig oder jeweils partiell vorliegen. Die ein oder mehreren Schichten der Dekorschicht können sich jeweils flächenbereichsweise überlappen und/oder flächenbereichsweise benachbart zueinander vorliegen. Die zueinander benachbarte Anordnung kann mit Abstand relativ zueinander oder direkt aneinander angrenzend ohne Abstand relativ zueinander vorliegen. The decorative layer or the decorative layer can preferably have several layers, individually, multiple times or in combination selected from: primer layer, adhesive layer, adhesion promoter layer, color layer, color lacquer layer, masking layer, spacer layer, light guide layer, functional layer, in particular optical functional layer, metal layer, reflection layer, HRI layer (HRI = High Refractive Index), replication layer with optically active and/or optically variable structures, in particular optically active relief structures, preferably diffractive structures and/or holograms and/or refractive structures and/or matt structures. The one or more layers of the decorative layer are or are preferably applied in the process for producing the decorative layer. The one or more layers of the decorative layer can each be present over the entire surface or partially. The one or more layers of the decorative layer can each overlap in areas and/or be adjacent to one another in areas. The Adjacent arrangement can be spaced apart relative to each other or directly adjacent to each other without space relative to each other.
Insbesondere kann die Dekorlage eine Grundierungsschicht und/oder eine Kleberschicht aufweisen. Die Grundierungsschicht und/oder Kleberschicht ist vorzugsweise unmittelbar auf einer der zumindest einen Dekorschicht angeordnet. Vorzugsweise ist die Grundierungsschicht und/oder dieIn particular, the decorative layer can have a primer layer and/or an adhesive layer. The primer layer and/or adhesive layer is preferably arranged directly on one of the at least one decorative layer. Preferably, the primer layer and/or the
Kleberschicht mit der ersten Schicht verbunden. Die erste Schicht ist in diesem Fall unmittelbar auf der Grundierungsschicht und/oder Kleberschicht angeordnet. Die erste Schicht ist vorzugsweise aus zumindest einem Thermoplast gebildet. Adhesive layer connected to the first layer. The first layer is in this case arranged directly on the primer layer and/or adhesive layer. The first layer is preferably made of at least one thermoplastic.
Auf der ersten Schicht ist eine zweite Schicht aus einem zweiten Material angeordnet. Die zweite Schicht kann unmittelbar auf der ersten Schicht angeordnet sein. Alternativ dazu kann zumindest eine weitere Schicht, insbesondere eine weitere Dekorschicht und/oder eine eine weitere Dekorschicht aufweisende weitere Dekorlage zwischen der ersten Schicht und der zweiten Schicht angeordnet sein. Die zweite Schicht ist vorzugsweise aus Polyurethan gebildet. Die zweite Schicht kann auch als Schutzschicht bezeichnet werden. A second layer made of a second material is arranged on the first layer. The second layer can be arranged directly on the first layer. Alternatively, at least one further layer, in particular a further decorative layer and/or a further decorative layer having a further decorative layer, can be arranged between the first layer and the second layer. The second layer is preferably made of polyurethane. The second layer can also be referred to as a protective layer.
Die weitere Dekorlage oder die weitere Dekorschicht kann bevorzugt mehrere Schichten aufweisen, einzeln, mehrfach oder in Kombination ausgewählt aus: Grundierungsschicht, Kleberschicht, Haftvermittlerschicht, Farbschicht, Farblackschicht, Funktionsschicht, insbesondere optische Funktionsschicht, Metallschicht, Reflexionsschicht, HRI-Schicht (HRI = High Refractive Index), Replikationsschicht mit optisch aktiven und/oder optisch variablen Strukturen, insbesondere optisch aktiven Reliefstrukturen, vorzugsweise diffraktiven Strukturen und/oder Hologramme und/oder refraktiven Strukturen und/oder Mattstrukturen. Die ein oder mehreren Schichten der weiteren Dekorschicht sind oder werden bevorzugt bei dem Verfahren zur Herstellung der weiteren Dekorlage aufgebracht. Die ein oder mehreren Schichten der weiteren Dekorschicht können jeweils vollflächig oder jeweils partiell vorliegen. Die ein oder mehreren Schichten der weiteren Dekorschicht können sich jeweils flächenbereichsweise überlappen und/oder flächenbereichsweise benachbart zueinander vorliegen. Die zueinander benachbarte Anordnung kann mit Abstand relativ zueinander oder direkt aneinander angrenzend ohne Abstand relativ zueinander vorliegen. The further decorative layer or the further decorative layer can preferably have several layers, individually, multiple times or in combination selected from: primer layer, adhesive layer, adhesion promoter layer, color layer, color lacquer layer, functional layer, in particular optical functional layer, metal layer, reflection layer, HRI layer (HRI = High Refractive Index), replication layer with optically active and/or optically variable structures, in particular optically active relief structures, preferably diffractive structures and/or holograms and/or refractive structures and/or matt structures. The one or more layers of the further decorative layer are or are preferably used in the process for producing the further Decorative layer applied. The one or more layers of the additional decorative layer can each be present over the entire surface or partially. The one or more layers of the additional decorative layer can each overlap in areas and/or be adjacent to one another in areas. The adjacent arrangements can be spaced apart relative to one another or directly adjacent to one another without any space relative to one another.
Die erste Schicht weist eine um laufende Kante auf, vorzugsweise eine geschlossen um laufende Kante. Die erste Schicht umfasst zumindest ein Halteelement oder ist mit zumindest einem Halteelement verbunden, insbesondere einstückig verbunden. Das Halteelement ist vorzugsweise aus dem ersten Material gebildet. Das Halteelement erstreckt sich entlang der Kante der ersten Schicht. Das Halteelement kann sich dabei teilweise entlang der Kante der ersten Schicht erstrecken. Alternativ kann sich das Halteelement vollständig entlang der Kante der ersten Schicht erstrecken. Aufgrund des Ausbildens des Halteelements kann die erste Schicht auch als eine Trägerschicht bezeichnet werden. Die erste Schicht kann in ihrer Wandstärke oder Dicke so bemessen sein, und/oder das erste Material kann so gewählt sein, dass das Bauteil eine vorgegebene mechanische Stabilität erreicht. Die mechanische Stabilität kann dabei eine Biegesteifigkeit oder Torsionsfestigkeit aufweisen. The first layer has a continuous edge, preferably a closed continuous edge. The first layer comprises at least one holding element or is connected to at least one holding element, in particular connected in one piece. The holding element is preferably made of the first material. The holding element extends along the edge of the first layer. The holding element can extend partially along the edge of the first layer. Alternatively, the holding element can extend completely along the edge of the first layer. Due to the formation of the holding element, the first layer can also be referred to as a carrier layer. The wall thickness or thickness of the first layer can be dimensioned such that the component achieves a predetermined mechanical stability. The mechanical stability can have a flexural rigidity or torsional strength.
Vorzugsweise erstreckt sich das Halteelement zumindest in einer zum Schichtaufbau senkrecht verlaufenden Richtung. Das Halteelement erstreckt sich also vorzugsweise im Wesentlichen in einer Ebene, in der auch die flächenmäßige Erstreckung der ersten Schicht liegt. Besonders bevorzugt erstreckt sich das Halteelement im Wesentlichen in einer zum Schichtaufbau senkrecht verlaufenden Richtung. Besonders bevorzugt erstreckt sich das Halteelement ausschließlich in Ebenen, in denen auch die flächenmäßige Erstreckung der ersten Schicht liegt. Alternativ dazu kann sich das Halteelement teilweise auch in Richtung des Schichtaufbaus erstrecken. Es ist daher auch möglich, dass das Halteelement teilweise die Ebene verlässt, in der auch die flächenmäßige Erstreckung der ersten Schicht liegt. Preferably, the holding element extends at least in a direction perpendicular to the layer structure. The holding element therefore preferably extends essentially in a plane in which the areal extension of the first layer also lies. Particularly preferably, the holding element extends essentially in a direction perpendicular to the layer structure. Particularly preferably, the holding element extends exclusively in planes in which the areal extension of the first layer also lies. Alternatively, the The holding element may also partially extend in the direction of the layer structure. It is therefore also possible that the holding element partially leaves the plane in which the surface extension of the first layer lies.
Das Halteelement ist vorzugsweise derart ausgestaltet, dass das Bauteil durch eine Wechselwirkung des Halteelements mit zumindest einem Haltearm einer Haltevorrichtung fest gehalten und/oder fixiert wird. Das Halteelement ist insbesondere derart ausgestaltet, dass das Bauteil durch ein Eingreifen zumindest eines Haltearms einer Haltevorrichtung in das Halteelement fest gehalten und/oder fixiert wird. Das Eingreifen des Haltearms kann dabei unmittelbar an der umlaufenden Kante der ersten Schicht erfolgen. In diesem Fall ist es insbesondere möglich, dass der Haltearm in einen bezüglich der umlaufenden Kante innen liegenden Bereich der ersten Schicht eingreift. Ein solcher Bereich kann insbesondere durch eine Einbuchtung gebildet sein. Darauf wird weiter unten näher eingegangen. The holding element is preferably designed such that the component is held firmly and/or fixed by an interaction of the holding element with at least one holding arm of a holding device. The holding element is in particular designed such that the component is held firmly and/or fixed by an engagement of at least one holding arm of a holding device in the holding element. The engagement of the holding arm can take place directly on the peripheral edge of the first layer. In this case, it is particularly possible for the holding arm to engage in an area of the first layer that is on the inside with respect to the peripheral edge. Such an area can in particular be formed by an indentation. This will be discussed in more detail below.
Alternativ dazu kann das Halteelement eine Anformung ausgehend von der um laufenden Kante der ersten Schicht und/oder einen Vorsprung an der umlaufenden Kante der ersten Schicht umfassen. In diesem Fall findet die Wechselwirkung mit dem Haltearm also in einem bezüglich der umlaufenden Kante außen liegenden Bereich der ersten Schicht statt. Die Wechselwirkung kann durch ein Eingreifen des Haltearms in das Halteelement und/oder durch ein Eingreifen des Halteelements in den Haltearm realisiert sein. Die Anformung und/oder der Vorsprung kann selbst also auch wieder eine Einbuchtung aufweisen. Eine solche Anformung bzw. ein solcher Vorsprung kann insbesondere durch eine Lasche gebildet sein. Darauf wird weiter unten näher eingegangen. Alternatively, the holding element can comprise a molding starting from the peripheral edge of the first layer and/or a projection on the peripheral edge of the first layer. In this case, the interaction with the holding arm takes place in an area of the first layer that is on the outside with respect to the peripheral edge. The interaction can be realized by the holding arm engaging in the holding element and/or by the holding element engaging in the holding arm. The molding and/or the projection can also have an indentation. Such a molding or such a projection can in particular be formed by a tab. This will be discussed in more detail below.
Vorteilhafterweise wird das Bauteil durch das Halteelement in zwei entgegengesetzten Richtungen festgehalten oder fixiert, insbesondere auf Zug und Druck fixiert. In einer Ausgestaltung kann das Haltelement das Bauteil in einem Spritzgusswerkzeug fixieren. Insbesondere um auch bei einem Wechsel von Kavitätshälften oder Werkzeugteilen eine einfache Fertigung zu ermöglichen. Durch die vorteilhafte Fixierung des Bauteils auf Druck und Zug durch das Halteelement können dabei auf beiden Seiten des Bauteils Kavitätshälften oder Werkzeugteile gewechselt werden, ohne dass dadurch negative Einflüsse auf die Fertigung entstehen. Advantageously, the component is held or fixed by the holding element in two opposite directions, in particular by tension and pressure. In one embodiment, the holding element can hold the component in an injection molding tool. In particular, to enable simple production even when changing cavity halves or tool parts. Due to the advantageous fixation of the component under pressure and tension by the holding element, cavity halves or tool parts can be changed on both sides of the component without this having a negative impact on production.
Das Halteelement kann verwendet werden, um das fertige Bauteil an einem anderen Teil zu fixieren, beispielsweise ver sten oder verkleben. Alternativ kann das Haltelement nach Herstellung des Bauteils auch entfernt werden. Beispielsweise durch Abtrennen, vorzugsweise durch Abschneiden und/oder durch Abbrechen. Vorzugsweise kann das Halteelement entsprechende Sollbruchstellen aufweisen. Alternativ dazu oder zusätzlich kann das Halteelement durch Fräsen entfernt werden. The holding element can be used to fix the finished component to another part, for example by riveting or gluing. Alternatively, the holding element can also be removed after the component has been manufactured. For example, by separating it, preferably by cutting it off and/or breaking it off. The holding element can preferably have corresponding predetermined breaking points. Alternatively or additionally, the holding element can be removed by milling.
Auch wenn in den Erläuterungen zu Halteelement und/oder Haltearm diese Begriffe im Singular verwendet werden, versteht der Fachmann, dass die genannten Merkmale beim Vorhandensein mehrerer Halteelemente und/oder mehrerer Haltearme gleichfalls für alle Halteelemente und/oder Haltearme gelten können. In entsprechender Weise versteht der Fachmann bei Erläuterungen zu Halteelement und/oder Haltearm im Plural, dass die genannten Merkmale beim Vorhandensein nur eines Halteelements und/oder nur eines Haltearms gleichfalls gelten können. Even if these terms are used in the singular in the explanations of the holding element and/or holding arm, the person skilled in the art will understand that the features mentioned can also apply to all holding elements and/or holding arms if there are several holding elements and/or several holding arms. Similarly, when explanations of the holding element and/or holding arm are used in the plural, the person skilled in the art will understand that the features mentioned can also apply if there is only one holding element and/or only one holding arm.
Ein Vorteil der Erfindung liegt darin, dass die zumindest eine Dekorschicht umfassende Dekorlage, die erste Schicht und ggf. weitere Dekorschichten und/oder weitere Applikationsschichten durch die darüberliegende, außenliegende und vorzugsweise aus Polyurethan gebildete zweite und/oder dritte Schicht als Schutzschicht geschützt sind. Dadurch werden zusätzliche Effekte ermöglicht, wie beispielsweise die Erzeugung einer verstärkten optischen Tiefenwirkung. Vorteilhafterweise ist die zumindest eine Dekorschicht umfassende Dekorlage nur an einer Seite mit dem weiteren Schichtaufbau beschichtet. Insbesondere ist die zumindest eine Dekorschicht umfassende Dekorlage nicht beidseitig eingekapselt. Daher ist die zumindest eine Dekorschicht umfassende Dekorlage vorteilhafterweise für eine weitere Bearbeitung zugänglich. Insbesondere ist durch den erfindungsgemäßen Schichtaufbau eine direkte Laserbearbeitung der Dekorlage bzw. Dekorschicht möglich, ohne dass dabei durch ein Spritzgussmaterial gelasert werden müsste. Durch die Laserbearbeitung können insbesondere eine oder mehrere Schichten der Dekorschicht gezielt entfernt, insbesondere ablatiert werden und/oder eine oder mehrere Schichten der Dekorschicht gezielt modifiziert werden. Eine solche Modifikation ist beispielsweise ein Bleichen und/oder ein Farbumschlag einer oder mehrere Schichten der Dekorschicht. One advantage of the invention is that the decorative layer comprising at least one decorative layer, the first layer and possibly further decorative layers and/or further application layers are protected by the second and/or third layer lying above it, which is preferably made of polyurethane, as a protective layer. This enables additional effects, such as the creation of an increased optical depth effect. Advantageously, the decorative layer comprising at least one decorative layer is only coated on one side with the further layer structure. In particular, the decorative layer comprising at least one decorative layer is not encapsulated on both sides. Therefore, the decorative layer comprising at least one decorative layer is advantageously accessible for further processing. In particular, the layer structure according to the invention enables direct laser processing of the decorative layer or decorative layer without having to laser through an injection molding material. By means of the laser processing, in particular one or more layers of the decorative layer can be specifically removed, in particular ablated, and/or one or more layers of the decorative layer can be specifically modified. Such a modification is, for example, bleaching and/or a color change of one or more layers of the decorative layer.
Weiterhin ergeben sich vielseitige Möglichkeiten der Strukturintegrationen. Dabei können Strukturen, insbesondere Reliefstrukturen, beispielsweise in einer Kavitätshälfte des Spritzgusswerkzeugs vorgesehen sein. Eine solche Struktur kann beispielsweise auf die zweite und/oder dritte Schicht, das heißt insbesondere auf die aus Polyurethan gebildete Schutzschicht, insbesondere als der Reliefstruktur des Spritzgusswerkzeugs entsprechende Reliefstruktur, abgebildet bzw. abgeformt werden, so dass die Struktur im fertigen Bauteil vorderseitig sichtbar ist. Weiterhin kann eine solche Struktur auf die erste Schicht abgebildet bzw. abgeformt werden, so dass die Struktur im fertigen Bauteil rückseitig sichtbar ist. Dabei ist hervorzuheben, dass bei einer rückseitigen Einbringung der Struktur die Dekorlage bzw. Dekorschicht auch sehr gut die Struktur mit abbildet bzw. abformt. Insbesondere als Reliefstrukturen können beispielsweise ein oder mehrere Mikrostrukturen und/oder Nanostrukturen vorgesehen sein, vorzugsweise ein oder mehrere diffraktive Strukturen und/oder Hologramme und/oder refraktive Strukturen und/oder Mattstrukturen. Weiterhin sind rückseitige Strukturen, welche sich durch die Dekorlage bzw. Dekorschicht bzw. eine diese umfassende IMD-Folie mit abbilden, hervorragend als Designelement sichtbar. Das Vorsehen von rückseitigen Strukturen kann auch mittels Laser erfolgen. Durch die Laserbearbeitung können insbesondere eine oder mehrere Schichten der Dekorschicht gezielt entfernt, insbesondere ablatiert werden und dadurch insbesondere eine optisch sichtbare flächige Strukturierung und/oder ein Oberflächenrelief erzeugt werden. Weiterhin kann eine weitere Applikation mittels Heißprägen und/oder Kaltprägen und/oder Digitaldruck und/oder Functional Foil Bonding (FFB) vorgenommen werden. Furthermore, there are many possibilities for integrating structures. Structures, in particular relief structures, can be provided in one cavity half of the injection molding tool, for example. Such a structure can be imaged or molded onto the second and/or third layer, i.e. in particular onto the protective layer made of polyurethane, in particular as a relief structure corresponding to the relief structure of the injection molding tool, so that the structure is visible on the front side of the finished component. Furthermore, such a structure can be imaged or molded onto the first layer so that the structure is visible on the back side of the finished component. It should be emphasized that when the structure is introduced on the back side, the decorative layer also images or molds the structure very well. In particular, one or more microstructures and/or nanostructures can be provided as relief structures, for example, preferably one or more diffractive structures and/or holograms and/or refractive structures and/or matt structures. Furthermore, rear structures, which are reflected by the decorative layer or an IMD film covering it, are clearly visible as a design element. Rear structures can also be provided using a laser. Laser processing can be used to specifically remove one or more layers of the decorative layer, in particular to ablate them, and in particular to create a visually visible flat structure and/or a surface relief. Furthermore, further application can be carried out using hot stamping and/or cold stamping and/or digital printing and/or functional foil bonding (FFB).
Unter Functional Foil Bonding (FFB) ist ein Verfahren zu verstehen, bei dem ein flexibles, im Wesentlichen selbsttragendes Label auf ein flaches und/oder 2,5D- verformtes Bauteil aufgebracht. Das Label kann funktionale Eigenschaften, beispielsweise elektrische und/oder elektronische Funktionsschichten aufweisen, beispielsweise für eine berührungssensitive Sensorfunktion oder für eine Antennenfunktion oder für eine Heizfunktion. Das Label kann beispielsweise auch optische Funktionsschichten aufweisen, beispielsweise Antireflexionsschichten, Reflexionsschichten, Diffusionsschichten, Polarisationsschichten. Alternativ oder zusätzlich kann das Label dekorative Schichten aufweisen. Zur Aufbringung des Labels wird insbesondere ein strahlenhärtender Kleber auf die Bauteiloberfläche und/oder auf das Label aufgebracht und diese anschließend beispielsweise mittels UV-Strahlung gehärtet oder alternativ wird das Label und/oder die Bauteiloberfläche mit einem heißschmelzenden Klebstoff versehen, der bei der Applikation des Labels mittels erhöhter Temperatur aktiviert wird. Nach der Applikation, die optional mit einem Pressdruck einhergeht, kühlt der Klebstoff wieder ab und verklebt das Label so mit der Bauteiloberfläche. Das übertragene Label verbleibt bevorzugt vollständig auf dem Bauteil. Das Bauteil kann vorteilhafterweise im Automobilbau als ein Karosserieteil im Exterieur, oder als ein Funktionsteil und/oder Dekorteil im Interieur verwendet werden. Insbesondere kann eine Verwendung bei Automobil-Innenteilen wie Türleisten, Leisten in Instrumententafeln, Ganghebelblenden und Mittelkonsolenblenden, bei Automobil-Außenteilen wie Türrammschutzleisten und Abdeckungen an A-, B- und C-Säulen, im Audio- und Video-Bereich bei Dekorleisten an Gehäusen von Radio- und Fernsehgeräten, sowie im Telekommunikationsbereich bei Gehäuseschalen mobiler Geräte wie Handys oder Navigationsgeräten vorgesehen sein. Functional Foil Bonding (FFB) is a process in which a flexible, essentially self-supporting label is applied to a flat and/or 2.5D-formed component. The label can have functional properties, for example electrical and/or electronic functional layers, for example for a touch-sensitive sensor function or for an antenna function or for a heating function. The label can also have optical functional layers, for example anti-reflection layers, reflection layers, diffusion layers, polarization layers. Alternatively or additionally, the label can have decorative layers. To apply the label, a radiation-curing adhesive is applied to the component surface and/or to the label and this is then cured, for example, using UV radiation, or alternatively, the label and/or the component surface is provided with a hot-melt adhesive that is activated by means of an increased temperature when the label is applied. After application, which is optionally accompanied by pressure, the adhesive cools down again and thus bonds the label to the component surface. The transferred label preferably remains completely on the component. The component can advantageously be used in automobile construction as a body part on the exterior, or as a functional part and/or decorative part in the interior. In particular, it can be used for interior automobile parts such as door strips, strips in instrument panels, gear lever covers and center console covers, for exterior automobile parts such as door ram protection strips and covers on A, B and C pillars, in the audio and video sector for decorative strips on the housings of radio and television sets, and in the telecommunications sector for housing shells of mobile devices such as cell phones or navigation devices.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen bezeichnet. Further advantageous embodiments of the invention are specified in the subclaims.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird das erste Material durch ein Spritzgussmaterial gebildet, insbesondere durch zumindest einen Thermoplast, oder durch Polyurethan. According to an advantageous embodiment of the invention, the first material is formed by an injection molding material, in particular by at least one thermoplastic, or by polyurethane.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das zweite Material ein Überflutungsmaterial, insbesondere Polyurethan. According to a further advantageous embodiment of the invention, the second material is a flooding material, in particular polyurethane.
Polyurethan ist nicht thermoplastisch, sondern ein Reaktionsprodukt mit einer anfänglich sehr niedrigen Viskosität. Daher kann Polyurethan Geometrien und/oder Strukturen, insbesondere komplizierte Geometrien und/oder Strukturen, abformen. Das erfindungsgemäße Bauteil, insbesondere die zweite Schicht des erfindungsgemäßen Bauteils, kann daher Geometrien und/oder Strukturen, insbesondere komplizierte Geometrien und/oder Strukturen, aufweisen. Diese Geometrien und/oder Strukturen können beispielsweise abrupte oder kontinuierliche Querschnittsveränderungen, insbesondere Verjüngungen, Ecken, Kanten, Spitzen und/oder Bögen umfassen. Bevorzugt kann das Bauteil, insbesondere die zweite Schicht des Bauteils, besonders dicke Wandstärken und/oder abrupte Wandstärkensprünge aufweisen. Im Vergleich zum Spritzgießverfahren mit thermoplastischen Materialien entstehen beim Überfluten mit Polyurethan sehr geringe und/oder sehr wenige geometrische Verzüge und/oder Einfallstellen und/oder Lunker. Die erfindungsgemäßen Bauteile weisen daher vorteilhafterweise eine hohe optische Qualität auf. Polyurethane is not thermoplastic, but a reaction product with an initially very low viscosity. Polyurethane can therefore mold geometries and/or structures, in particular complicated geometries and/or structures. The component according to the invention, in particular the second layer of the component according to the invention, can therefore have geometries and/or structures, in particular complicated geometries and/or structures. These geometries and/or structures can, for example, comprise abrupt or continuous cross-sectional changes, in particular tapers, corners, edges, tips and/or arches. The component, in particular the second layer of the component, can preferably have particularly thick walls and/or abrupt wall thickness jumps. In Compared to the injection molding process with thermoplastic materials, very little and/or very few geometric distortions and/or sink marks and/or cavities occur when flooding with polyurethane. The components according to the invention therefore advantageously have a high optical quality.
Das erste Material ist vorzugsweise transparent, also insbesondere ein transparenter Thermoplast oder transparentes Polyurethan. The first material is preferably transparent, in particular a transparent thermoplastic or transparent polyurethane.
Das zweite Material ist vorzugsweise transparent, also insbesondere transparentes Polyurethan. The second material is preferably transparent, in particular transparent polyurethane.
Es ist auch denkbar, dass das erste Material und/oder das zweite Material transluzent oder opak ausgeführt ist und/oder eingefärbt ist. Das erste Material und das zweite Material können dabei unterschiedliche Transmissionsgrade aufweisen. It is also conceivable that the first material and/or the second material is translucent or opaque and/or colored. The first material and the second material can have different degrees of transmission.
In der vorliegenden Anmeldung wird eine Folie, Schicht oder Lage oder ein Material bei einer Transmission größer als 70% vorzugsweise als transparent bezeichnet. Bei einer Transmission zwischen 50% und 70% wird die Folie, Schicht oder Lage oder das Material vorzugsweise als transluzent bezeichnet. Bei einer Transmission von weniger als 50% wird die Folie, Schicht oder Lage oder das Material vorzugsweise als opak bezeichnet. Die genannten Prozent- Werte (%-Werte) beziehen sich insbesondere auf eine Transmission im vom menschlichen Auge wahrnehmbaren Wellenlängenbereich. Der vom menschlichen Auge wahrnehmbare Wellenlängenbereich wird vorzugsweise als der Wellenlängenbereich von 380 nm bis 780 nm angenommen. In the present application, a film, layer or ply or a material with a transmission greater than 70% is preferably referred to as transparent. With a transmission between 50% and 70%, the film, layer or ply or the material is preferably referred to as translucent. With a transmission of less than 50%, the film, layer or ply or the material is preferably referred to as opaque. The percentage values (% values) mentioned relate in particular to a transmission in the wavelength range perceptible to the human eye. The wavelength range perceptible to the human eye is preferably assumed to be the wavelength range from 380 nm to 780 nm.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist auf der zweiten Schicht eine dritte Schicht aus einem dritten Material angeordnet. Vorzugsweise ist die dritte Schicht unmittelbar auf der zweiten Schicht angeordnet. Das dritte Material ist vorzugsweise ein Überflutungsmaterial, insbesondere Polyurethan. Das dritte Material ist vorzugsweise transparent, insbesondere transparentes Polyurethan. According to a further advantageous embodiment of the invention, a third layer made of a third material is arranged on the second layer. Preferably, the third layer is arranged directly on the second layer The third material is preferably a flooding material, in particular polyurethane. The third material is preferably transparent, in particular transparent polyurethane.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die zweite Schicht und die dritte Schicht jeweils aus einem Überflutungsmaterial, insbesondere aus Polyurethan gebildet. Das zweite und das dritte Material sind in dieser Ausgestaltung also jeweils ein Überflutungsmaterial, insbesondere Polyurethan. Vorzugsweise ist dabei das zweite Material transluzent oder opak ausgeführt und/oder eingefärbt. Vorzugsweise ist dabei das dritte Material transparent ausgeführt. Vorzugsweise bildet die zweite Schicht dabei Geometrien und/oder Strukturen, insbesondere komplizierte Geometrien und/oder Strukturen, aus. Diese Geometrien und/oder Strukturen können beispielsweise abrupte oder kontinuierliche Querschnittsveränderungen, insbesondere Verjüngungen, Ecken, Kanten, Spitzen und/oder Bögen umfassen. Insbesondere kann die zweite Schicht besonders dicke Wandstärken und/oder abrupte Wandstärkensprünge aufweisen. Die dritte Schicht ist dabei vorzugsweise unmittelbar auf der zweiten Schicht angeordnet. Die dritte Schicht überdeckt dabei vorzugsweise die von der zweiten Schicht ausgeformten Geometrien und/oder Strukturen. Die dritte Schicht weist vorzugsweise eine glatte freie Oberfläche oder eine in anderer Weise als die zweite Schicht strukturierte freie Oberfläche auf. Vorzugsweise bildet die dritte Schicht also eine Schutzschicht auf der zweiten Schicht aus. Vorteilhafterweise sind die von der zweiten Schicht ausgeformten Geometrien und/oder Strukturen durch die dritte Schicht vor Verschmutzung und/oder Beschädigung geschützt und bleiben durch diese sichtbar. Es kann vorgesehen sein, dass zur Glättung der Strukturen der zweiten Schicht, mehrere Lagen der dritten Schicht vorgesehen sind. Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Halteelement zum Halten des Bauteils in einem Spritzgusswerkzeug ausgebildet. Das Bauteil kann dadurch im Spritzgusswerkzeug fixiert werden. According to a further advantageous embodiment of the invention, the second layer and the third layer are each made of a flooding material, in particular polyurethane. In this embodiment, the second and the third material are each a flooding material, in particular polyurethane. The second material is preferably translucent or opaque and/or colored. The third material is preferably transparent. The second layer preferably forms geometries and/or structures, in particular complicated geometries and/or structures. These geometries and/or structures can, for example, include abrupt or continuous cross-sectional changes, in particular tapers, corners, edges, tips and/or arches. In particular, the second layer can have particularly thick walls and/or abrupt jumps in wall thickness. The third layer is preferably arranged directly on the second layer. The third layer preferably covers the geometries and/or structures formed by the second layer. The third layer preferably has a smooth free surface or a free surface structured in a different way than the second layer. The third layer therefore preferably forms a protective layer on the second layer. Advantageously, the geometries and/or structures formed by the second layer are protected from contamination and/or damage by the third layer and remain visible through it. It can be provided that several layers of the third layer are provided to smooth the structures of the second layer. According to a further advantageous embodiment of the invention, the holding element is designed to hold the component in an injection molding tool. The component can thus be fixed in the injection molding tool.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Halteelement als eine nach außen hervorstehende Lasche ausgebildet. In diesem Fall ist das Halteelement aus dem ersten Material gebildet. Alternativ oder zusätzlich ist das Halteelement als eine Einbuchtung im ersten Material ausgebildet. Die Einbuchtung kann in einem bezüglich der umlaufenden Kante der ersten Schicht innen liegenden Bereich vorgesehen sein. Insbesondere kann das Halteelement als eine Lasche ausgebildet sein, welche eine Einbuchtung aufweist. According to a further advantageous embodiment of the invention, the holding element is designed as a tab that protrudes outwards. In this case, the holding element is made of the first material. Alternatively or additionally, the holding element is designed as an indentation in the first material. The indentation can be provided in an area that is on the inside with respect to the peripheral edge of the first layer. In particular, the holding element can be designed as a tab that has an indentation.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Einbuchtung zum Eingreifen einer Haltevorrichtung eines Spritzgusswerkzeugs ausgebildet. Die Haltevorrichtung kann dazu einen beweglichen Haltearm umfassen. Die Einbuchtung kann zur Aufnahme eines Endes des beweglichen Haltearms ausgebildet sein. Insbesondere ist die Einbuchtung zum formschlüssigen Eingreifen der Haltevorrichtung eines Spritzgusswerkzeugs ausgebildet. Dabei wird vorzugsweise das Ende des Haltearms formschlüssig gehalten. Insbesondere ist die Einbuchtung komplementär zu der Kontur der Spitze des Haltearmes ausgebildet. According to a further advantageous embodiment of the invention, the indentation is designed to engage a holding device of an injection molding tool. The holding device can comprise a movable holding arm for this purpose. The indentation can be designed to receive one end of the movable holding arm. In particular, the indentation is designed to positively engage the holding device of an injection molding tool. The end of the holding arm is preferably held in a positively locking manner. In particular, the indentation is designed to complement the contour of the tip of the holding arm.
Das Halteelement und die Haltevorrichtung bleiben insbesondere beim Wirken einer äußeren Kraft fest miteinander verbunden, die in eine Richtung senkrecht zur ersten Schicht wirkt. The holding element and the holding device remain firmly connected to each other, in particular when an external force acts in a direction perpendicular to the first layer.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Dekorlage eine zu transferierende Lage einer IMD-Folie oder eines Labels. Alternativ dazu ist die Dekorlage Bestandteil einer Insert-Folie. Die IMD-Folie weist vorzugsweise eine Dekorlage und eine Trägerlage auf, wobei die Dekorlage mehrere Dekorschichten umfassen kann. Die Trägerlage wird vorzugsweise am Ende des Verfahrens zur Herstellung des Bauteils abgezogen. Daher umfasst das fertige Bauteil vorzugsweise nicht die Trägerlage der IMD-Folie. According to a further advantageous embodiment of the invention, the decorative layer is a layer of an IMD film or a label to be transferred. Alternatively, the decorative layer is part of an insert film. The IMD film preferably has a decorative layer and a carrier layer, wherein the decorative layer can comprise several decorative layers. The carrier layer is preferably removed at the end of the process for producing the component. Therefore, the finished component preferably does not comprise the carrier layer of the IMD film.
Alternativ zu einer IMD-Folie kann eine Insert-Folie verwendet werden, wobei eine Insert-Folie eine Dekorlage und eine Trägerlage aufweist. Im Gegensatz zur IMD-Folie verbleibt bei der Insert-Folie die Trägerlage im Schichtaufbau. Daher umfasst das fertige Bauteil bei einer Herstellung mit einer Insert-Folie vorzugsweise auch die Trägerlage. As an alternative to an IMD film, an insert film can be used, whereby an insert film has a decorative layer and a carrier layer. In contrast to the IMD film, the carrier layer of the insert film remains in the layer structure. Therefore, when manufactured with an insert film, the finished component preferably also includes the carrier layer.
Die Trägerlage einer IMD-Folie und/oder Insert-Folie kann mindestens eine Trägerschicht umfassen. Die Trägerschicht kann bevorzugt mehrere Schichten aufweisen, einzeln, mehrfach oder in Kombination ausgewählt aus: PET-Träger und/oder Ablöseschicht und/oder thermoplastischer Träger. The carrier layer of an IMD film and/or insert film can comprise at least one carrier layer. The carrier layer can preferably have several layers, individually, multiple times or in combination selected from: PET carrier and/or release layer and/or thermoplastic carrier.
Die ein oder mehreren Schichten der Trägerschicht können jeweils vollflächig oder jeweils partiell vorliegen. Die ein oder mehreren Schichten der Trägerschicht können sich jeweils flächenbereichsweise überlappen und/oder flächenbereichsweise benachbart zueinander vorliegen. Die zueinander benachbarte Anordnung kann mit Abstand relativ zueinander oder direkt aneinander angrenzend ohne Abstand relativ zueinander vorliegen. The one or more layers of the carrier layer can each cover the entire surface or each cover part of the surface. The one or more layers of the carrier layer can each overlap in areas of the surface and/or be adjacent to one another in areas of the surface. The adjacent arrangements can be spaced apart relative to one another or directly adjacent to one another without any space relative to one another.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist zwischen der ersten Schicht und der zweiten Schicht eine weitere Dekorschicht und/oder eine weitere zumindest eine weitere Dekorschicht umfassende Dekorlage angeordnet. Die weitere Dekorschicht und/oder die weitere Dekorlage kann dabei durch Heißprägen und/oder Kaltprägen und/oder Digitaldruck und/oder Functional Foil Bonding (FFB) auf der ersten Schicht aufgebracht sein. Die weitere Dekorschicht und/oder die weitere Dekorlage ist also vorzugsweise zwischen der aus Thermoplast ausgebildeten ersten Schicht und der aus Polyurethan ausgebildeten zweiten Schicht angeordnet. According to a further advantageous embodiment of the invention, a further decorative layer and/or a further decorative layer comprising at least one further decorative layer is arranged between the first layer and the second layer. The further decorative layer and/or the further decorative layer can be applied to the first layer by hot stamping and/or cold stamping and/or digital printing and/or functional foil bonding (FFB). The further decorative layer and/or the further decorative layer is therefore preferably between the first layer made of thermoplastic and the second layer made of polyurethane.
Die weitere Dekorlage oder die weitere Dekorschicht kann bevorzugt mehrere Schichten aufweisen, einzeln, mehrfach oder in Kombination ausgewählt aus: Grundierungsschicht, Kleberschicht, Haftvermittlerschicht, Farbschicht, Farblackschicht, Funktionsschicht, insbesondere optische Funktionsschicht, Metallschicht, Reflexionsschicht, HRI-Schicht (HRI = High Refractive Index), Replikationsschicht mit optisch aktiven und/oder optisch variablen Strukturen, insbesondere optisch aktiven Reliefstrukturen, vorzugsweise diffraktiven Strukturen und/oder Hologramme und/oder refraktiven Strukturen und/oder Mattstrukturen. Die ein oder mehreren Schichten der weiteren Dekorschicht sind oder werden bevorzugt bei dem Verfahren zur Herstellung der weiteren Dekorlage aufgebracht. Die ein oder mehreren Schichten der weiteren Dekorschicht können jeweils vollflächig oder jeweils partiell vorliegen. Die ein oder mehreren Schichten der weiteren Dekorlage oder der weiteren Dekorschicht können sich jeweils flächenbereichsweise überlappen und/oder flächenbereichsweise benachbart zueinander vorliegen. Die zueinander benachbarte Anordnung kann mit Abstand relativ zueinander oder direkt aneinander angrenzend ohne Abstand relativ zueinander vorliegen. The further decorative layer or the further decorative layer can preferably have several layers, individually, multiple times or in combination selected from: primer layer, adhesive layer, adhesion promoter layer, color layer, color lacquer layer, functional layer, in particular optical functional layer, metal layer, reflection layer, HRI layer (HRI = High Refractive Index), replication layer with optically active and/or optically variable structures, in particular optically active relief structures, preferably diffractive structures and/or holograms and/or refractive structures and/or matt structures. The one or more layers of the further decorative layer are or are preferably applied in the process for producing the further decorative layer. The one or more layers of the further decorative layer can each be present over the entire surface or partially. The one or more layers of the further decorative layer or the further decorative layer can each overlap in areas and/or be adjacent to one another in areas. The adjacent arrangement can be spaced apart relative to one another or directly adjacent to one another without space relative to one another.
Vorteilhafterweise ergänzen sich die Dekorlage und die weitere Dekorschicht bzw. die weitere Dekorlage in der Ausbildung eines Designs, insbesondere in Verbindung mit Durchleuchtungstechnologien. Die ein oder mehreren Schichten der Dekorschicht und/oder der Dekorlage und/oder der weiteren Dekorschicht können sich jeweils flächenbereichsweise überlappen und/oder flächenbereichsweise benachbart zueinander vorliegen. Die zueinander benachbarte Anordnung kann mit Abstand relativ zueinander oder direkt aneinander angrenzend ohne Abstand relativ zueinander vorliegen. Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst die erste Schicht genau ein Halteelement. Das Halteelement ist vorzugsweise umlaufend um das Bauteil ausgestaltet. Besonders bevorzugt ist das Halteelement vollständig um laufend um das Bauteil ausgestaltet. In diesem Fall erstreckt sich das Halteelement vollumfänglich entlang der die die erste Schicht umlaufenden Kante. The decorative layer and the further decorative layer or the further decorative layer advantageously complement each other in the formation of a design, in particular in conjunction with transillumination technologies. The one or more layers of the decorative layer and/or the decorative layer and/or the further decorative layer can each overlap in some areas and/or be adjacent to each other in some areas. The adjacent arrangement can be spaced apart relative to each other or directly adjacent to each other without space relative to each other. According to a further advantageous embodiment of the invention, the first layer comprises exactly one holding element. The holding element is preferably designed to run all the way around the component. The holding element is particularly preferably designed to run all the way around the component. In this case, the holding element extends all the way around the edge that runs around the first layer.
Alternativ dazu kann die erste Schicht mehrere Halteelemente umfassen. Insbesondere kann eine gerade oder ungerade Anzahl an Halteelementen vorgesehen sein. Bevorzugt sind zwischen 2 und 20 Halteelemente, besonders bevorzugt zwischen 2 und 16 Halteelemente, weiter bevorzugt zwischen 2 und 12 Halteelemente, vorgesehen. Alternatively, the first layer can comprise a plurality of holding elements. In particular, an even or odd number of holding elements can be provided. Preferably, between 2 and 20 holding elements are provided, particularly preferably between 2 and 16 holding elements, further preferably between 2 and 12 holding elements.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst die erste Schicht zwei, drei, vier, fünf, sechs, acht, zehn oder zwölf Halteelemente. Die Halteelemente sind dabei vorzugsweise zueinander beabstandet entlang der Kante der ersten Schicht angeordnet. Die Halteelemente bilden dabei vorzugsweise gleiche Abstände zueinander aus. Die Abstände der Halteelemente können jedoch auch variieren. Die Halteelemente sind vorzugsweise symmetrisch zueinander angeordnet. Die Halteelemente können vorzugsweise jeweils paarweise angeordnet sein. Ein Paar kann dabei einander gegenüberliegend, insbesondere einander symmetrisch und/oder diametral gegenüberliegend, angeordnet sein. According to a further advantageous embodiment of the invention, the first layer comprises two, three, four, five, six, eight, ten or twelve holding elements. The holding elements are preferably arranged at a distance from one another along the edge of the first layer. The holding elements are preferably spaced equally apart from one another. However, the spacing of the holding elements can also vary. The holding elements are preferably arranged symmetrically to one another. The holding elements can preferably be arranged in pairs. A pair can be arranged opposite one another, in particular symmetrically and/or diametrically opposite one another.
Beispielsweise bildet die Kante der ersten Schicht ein Rechteck, insbesondere ein Quadrat, aus. In diesem Fall kann die erste Schicht zwei Halteelemente umfassen, welche an zwei gegenüberliegenden Abschnitten der Kante, das heißt an zwei gegenüberliegenden Seiten des Rechtecks bzw. Quadrats, angeordnet sind. Als weiteres Beispiel kann in diesem Fall die erste Schicht vier Halteelemente umfassen. Dabei kann an jedem Abschnitt der Kante, das heißt an jeder Seite des Rechtecks bzw. Quadrats, ein Halteelement angeordnet sein, so dass jeweils zwei Halteelemente paarweise gegenüberliegend angeordnet sind. Vorzugsweise sind die Halteelemente dabei jeweils in der Mitte der jeweiligen Seite des Rechtecks bzw. Quadrats angeordnet. For example, the edge of the first layer forms a rectangle, in particular a square. In this case, the first layer can comprise two holding elements, which are arranged on two opposite sections of the edge, i.e. on two opposite sides of the rectangle or square. As a further example, in this case the first layer can comprise four holding elements. In this case, a holding element can be arranged on each section of the edge, i.e. on each side of the rectangle or square. so that two holding elements are arranged opposite one another in pairs. The holding elements are preferably arranged in the middle of the respective side of the rectangle or square.
In einem weiteren Beispiel bildet die Kante der ersten Schicht ein Dreieck, insbesondere ein gleichseitiges Dreieck, aus. In diesem Fall kann die erste Schicht drei Halteelemente umfassen. Dabei kann an jedem Abschnitt der Kante, das heißt an jeder Seite des Dreiecks bzw. des gleichseitigen Dreiecks, ein Halteelement angeordnet sein. Vorzugsweise sind die Halteelemente dabei jeweils in der Mitte der jeweiligen Seite des Dreiecks bzw. des gleichseitigen Dreiecks angeordnet. In a further example, the edge of the first layer forms a triangle, in particular an equilateral triangle. In this case, the first layer can comprise three holding elements. A holding element can be arranged on each section of the edge, i.e. on each side of the triangle or equilateral triangle. The holding elements are preferably arranged in the middle of the respective side of the triangle or equilateral triangle.
In einem weiteren Beispiel bildet die Kante der ersten Schicht ein Sechseck, insbesondere ein gleichseitiges Sechseck, aus. In diesem Fall kann die erste Schicht sechs Halteelemente umfassen. Dabei kann an jedem Abschnitt der Kante, das heißt an jeder Seite des Sechsecks bzw. des gleichseitigen Sechsecks, ein Halteelement angeordnet sein, so dass jeweils zwei Halteelemente paarweise gegenüberliegend angeordnet sind. Vorzugsweise sind die Halteelemente dabei jeweils in der Mitte der jeweiligen Seite des Sechsecks bzw. des gleichseitigen Sechsecks angeordnet. In a further example, the edge of the first layer forms a hexagon, in particular an equilateral hexagon. In this case, the first layer can comprise six holding elements. A holding element can be arranged on each section of the edge, i.e. on each side of the hexagon or the equilateral hexagon, so that two holding elements are arranged opposite one another in pairs. The holding elements are preferably arranged in the middle of the respective side of the hexagon or the equilateral hexagon.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die erste Schicht eine Wandstärke von 0,5 mm bis 10 mm auf. Vorzugsweise weist die erste Schicht eine Wandstärke von 1 mm bis 5 mm auf. Besonders bevorzugt weist die erste Schicht eine Wandstärke von 1 ,5 mm bis 3 mm auf. Die erste Schicht weist vorzugsweise eine ebene und/oder glatte der zweiten Schicht zugewandte Oberfläche auf. According to a further advantageous embodiment of the invention, the first layer has a wall thickness of 0.5 mm to 10 mm. The first layer preferably has a wall thickness of 1 mm to 5 mm. The first layer particularly preferably has a wall thickness of 1.5 mm to 3 mm. The first layer preferably has a flat and/or smooth surface facing the second layer.
Die Wandstärke einer Schicht kann im Sinn der vorliegenden Anmeldung auch mit dem Begriff „Schichtstärke“ der Schicht oder mit dem Begriff „Schichtdicke“ oder „Dicke“ der Schicht bezeichnet werden. Die Wandstärke erstreckt sich dabei in Richtung des Schichtaufbaus des Bauteils. The wall thickness of a layer can, in the sense of the present application, also be referred to as the “layer thickness” of the layer or as the “layer thickness” or “thickness” of the layer. The wall thickness extends in the direction of the layer structure of the component.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die zweite Schicht eine Wandstärke von 0,2 mm bis 50 mm auf. Insbesondere weist die zweite Schicht eine Wandstärke von 0,2 mm bis 30 mm auf. Vorzugsweise weist die zweite Schicht eine Wandstärke von 0,3 mm bis 15 mm auf. Bevorzugt weist die zweite Schicht eine Wandstärke von 0,5 mm bis 5 mm auf. Besonders bevorzugt weist die zweite Schicht eine Wandstärke von 0,8 mm bis 3 mm auf. Vorzugsweise weisen dabei nur einzelne Strukturen die volle Wandstärke auf. According to a further advantageous embodiment of the invention, the second layer has a wall thickness of 0.2 mm to 50 mm. In particular, the second layer has a wall thickness of 0.2 mm to 30 mm. Preferably, the second layer has a wall thickness of 0.3 mm to 15 mm. Preferably, the second layer has a wall thickness of 0.5 mm to 5 mm. Particularly preferably, the second layer has a wall thickness of 0.8 mm to 3 mm. Preferably, only individual structures have the full wall thickness.
Vorzugsweise bildet die zweite Schicht dabei Geometrien und/oder Strukturen, insbesondere komplizierte Geometrien und/oder Strukturen, aus. Diese Geometrien und/oder Strukturen können beispielsweise abrupte oder kontinuierliche Querschnittsveränderungen, insbesondere Verjüngungen, Ecken, Kanten, Spitzen und/oder Bögen umfassen. Insbesondere kann die zweite Schicht besonders dicke Wandstärken und/oder abrupte Wandstärkensprünge aufweisen. The second layer preferably forms geometries and/or structures, in particular complicated geometries and/or structures. These geometries and/or structures can, for example, comprise abrupt or continuous cross-sectional changes, in particular tapers, corners, edges, tips and/or arches. In particular, the second layer can have particularly thick walls and/or abrupt wall thickness jumps.
Insbesondere mittels Laserbearbeitung und/oder mittels mechanischen Bearbeitens und/oder mittels Verwendung von Werkzeugstrukturen ist es möglich, offen liegende Reliefstrukturen in der vorzugsweise aus Polyurethan gebildeten zweiten Schicht zu erzeugen mit einer minimalen Linienstärke und/oder einem minimal laserbaren Punktdurchmesser von 5 pm bis 150 pm, bevorzugt von 10 pm bis 100 pm. Damit sind feinste Details, insbesondere für Motive und/oder alphanumerische Informationen herstellbar. Es ist auch möglich, derartige feine Strukturen mit gröberen, makroskopischen Strukturen zu kombinieren, entweder in einer lateral benachbarten Kombination oder als Überlagerung einer groben Struktur mit einer feinen Struktur. Dies kann insbesondere dadurch erreicht werden, indem mehrere Bearbeitungsschritte kombiniert werden, beispielsweise zur Erzeugung von groben Strukturen mit Abmessungen der einzelnen Strukturelemente von 0,5 mm bis 50 mm in Kombination mit einer Laserbearbeitung und/oder mechanischen Bearbeitung benachbart dazu und/oder überlagert dazu mit einer minimalen Linienstärke und/oder einem minimal laserbaren Punktdurchmesser von 5 pm bis 150 pm, bevorzugt von 10 pm bis 100 pm. Es ist aber ebenso möglich, dass grobe Strukturen und feine Strukturen gemeinsam als Werkzeugstruktur vorliegen und so in der vorzugsweise aus Polyurethan gebildeten zweiten Schicht abgeformt werden. Die Tiefe der Reliefstrukturen kann zwischen 0,001 mm und der maximalen Wandstärke der vorzugsweise aus Polyurethan gebildeten zweiten Schicht liegen, insbesondere zwischen 0,001 mm und 50 mm, vorzugsweise zwischen 0,001 mm und 30 mm, bevorzugt zwischen 0,001 mm und 15 mm. In particular by means of laser processing and/or mechanical processing and/or by using tool structures, it is possible to produce exposed relief structures in the second layer, which is preferably made of polyurethane, with a minimum line thickness and/or a minimum laserable dot diameter of 5 pm to 150 pm, preferably 10 pm to 100 pm. This makes it possible to produce the finest details, in particular for motifs and/or alphanumeric information. It is also possible to combine such fine structures with coarser, macroscopic structures, either in a laterally adjacent combination or as an overlay of a coarse structure with a fine structure. This can be achieved in particular by carrying out several processing steps. be combined, for example to produce coarse structures with dimensions of the individual structural elements of 0.5 mm to 50 mm in combination with laser processing and/or mechanical processing adjacent thereto and/or superimposed thereon with a minimum line thickness and/or a minimum laserable point diameter of 5 pm to 150 pm, preferably 10 pm to 100 pm. However, it is also possible for coarse structures and fine structures to be present together as a tool structure and thus molded in the second layer, which is preferably made of polyurethane. The depth of the relief structures can be between 0.001 mm and the maximum wall thickness of the second layer, which is preferably made of polyurethane, in particular between 0.001 mm and 50 mm, preferably between 0.001 mm and 30 mm, preferably between 0.001 mm and 15 mm.
Vorteilhafterweise können erfindungsgemäße Bauteile ein großes Spektrum an Wandstärken aufweisen. Insbesondere können erfindungsgemäße Bauteile besonders dünne und/oder besonders dicke Wandstärken aufweisen. Vorteilhafterweise können erfindungsgemäße Bauteile zugleich besonders dünne und besonders dicke Wandstärken auf. Derartige Wandstärken sind alleine mittels eines Spritzgießverfahrens mit thermoplastischen Materialien sehr schwierig oder nicht zu erreichen. Advantageously, components according to the invention can have a wide range of wall thicknesses. In particular, components according to the invention can have particularly thin and/or particularly thick wall thicknesses. Advantageously, components according to the invention can have particularly thin and particularly thick wall thicknesses at the same time. Such wall thicknesses are very difficult or impossible to achieve using an injection molding process with thermoplastic materials alone.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die dritte Schicht eine Wandstärke von 0,2 mm bis 50 mm auf. Insbesondere weist die dritte Schicht eine Wandstärke von 0,2 mm bis 30 mm auf. Vorzugsweise weist die dritte Schicht eine Wandstärke von 0,3 mm bis 15 mm auf. Bevorzugt weist die dritte Schicht eine Wandstärke von 0,5 mm bis 5 mm auf. Besonders bevorzugt weist die dritte Schicht eine Wandstärke von 0,8 mm bis 3 mm auf. Dabei ist die dritte Schicht insbesondere komplementär zur zweiten Schicht angeordnet. Das heißt die in der zweiten Schicht ausgebildeten Strukturen werden durch die dritte Schicht vorzugsweise ausgeglichen. Vorzugsweise weist die dritte Schicht eine ebene und/oder glatte der zweiten Schicht abgewandte Oberfläche auf. According to a further advantageous embodiment of the invention, the third layer has a wall thickness of 0.2 mm to 50 mm. In particular, the third layer has a wall thickness of 0.2 mm to 30 mm. Preferably, the third layer has a wall thickness of 0.3 mm to 15 mm. Preferably, the third layer has a wall thickness of 0.5 mm to 5 mm. Particularly preferably, the third layer has a wall thickness of 0.8 mm to 3 mm. The third layer is arranged in particular complementary to the second layer. This means that the structures formed in the second layer are preferably balanced by the third layer. Preferably the third layer has a flat and/or smooth surface facing away from the second layer.
Nach Maßgabe der Erfindung umfasst das Verfahren zur Herstellung eines Bauteils aufweisend einen Schichtaufbau, insbesondere einen Schichtaufbau mit wenigstens zwei Schichten, vorzugsweise zur Herstellung des erfindungsgemäßen Bauteils, die folgenden Schritte, insbesondere in der nachstehenden Reihenfolge: a) Bereitstellen eines eine Haltevorrichtung sowie eine erste und zweite Kavitätshälfte umfassenden Spritzgusswerkzeugs, b) Einbringen einer eine Dekorlage mit zumindest einer Dekorschicht umfassenden Folie in die erste Kavitätshälfte, c) Schließen des Spritzgusswerkzeugs durch Einsetzen der zweiten Kavitätshälfte in die erste Kavitätshälfte, so dass ein an der Folie anliegender erster Hohlraum entsteht, d) Beschichten der Folie mit einem ersten Material unter Ausbildung einer ersten Schicht durch Einbringen des ersten Materials in den ersten Hohlraum, wobei die erste Schicht mit zumindest einem Halteelement derart ausbildet wird, dass die Haltevorrichtung formschlüssig zum Halteelement angeordnet ist, e) Entfernen der zweiten Kavitätshälfte, wobei die mit der ersten Schicht beschichtete Folie in der ersten Kavitätshälfte verbleibt, indem das Halteelement durch die Haltevorrichtung gehalten wird. According to the invention, the method for producing a component having a layer structure, in particular a layer structure with at least two layers, preferably for producing the component according to the invention, comprises the following steps, in particular in the following order: a) providing an injection molding tool comprising a holding device and a first and second cavity half, b) introducing a film comprising a decorative layer with at least one decorative layer into the first cavity half, c) closing the injection molding tool by inserting the second cavity half into the first cavity half, so that a first cavity is formed adjacent to the film, d) coating the film with a first material to form a first layer by introducing the first material into the first cavity, wherein the first layer is formed with at least one holding element such that the holding device is arranged in a form-fitting manner with the holding element, e) removing the second cavity half, wherein the film coated with the first layer remains in the first cavity half by holding the holding element by the holding device.
Die Haltevorrichtung ist dabei vorzugsweise beweglich und/oder umfasst beweglich Bestandteile, insbesondere einen beweglichen Klemmrahmen und/oder zumindest einen beweglichen Haltearm. The holding device is preferably movable and/or comprises movable components, in particular a movable clamping frame and/or at least one movable holding arm.
Nach dem Einbringen der Folie in die erste Kavitätshälfte im Schritt b) und/oder vor dem Schließen des Spritzgusswerkzeugs im Schritt c) wird vorzugsweise die Haltevorrichtung, insbesondere der Klemmrahmen, gegen die Folie bewegt. Die Bewegung erfolgt vorzugsweise in eine Richtung senkrecht zu einer durch die Folie ausgebildeten Ebene. Die Folie wird dadurch vorzugsweise gegen die erste Kavitätshälfte gedrückt. Vorzugsweise wird die Folie zwischen der Haltevorrichtung, insbesondere zwischen dem Klemmrahmen, und der ersten Kavitätshälfte fixiert. Siehe auch Schritt I) weiter unten. After the film has been introduced into the first cavity half in step b) and/or before the injection molding tool is closed in step c), preferably the holding device, in particular the clamping frame, is moved against the film. The movement preferably takes place in a direction perpendicular to a plane formed by the film. The film is thereby preferably pressed against the first cavity half. The film is preferably fixed between the holding device, in particular between the clamping frame, and the first cavity half. See also step I) below.
Im Schritt d) wird das erste Material vorzugsweise durch zumindest einen Thermoplast gebildet. Das Beschichten der Folie kann also auch als Hinterspritzen der Folie bezeichnet werden. Alternativ dazu kann das erste Material Polyurethan sein. In step d), the first material is preferably formed by at least one thermoplastic. Coating the film can therefore also be referred to as back-injection molding of the film. Alternatively, the first material can be polyurethane.
Das Beschichten bzw. Hinterspritzen der Folie im Schritt d) erfolgt vorzugsweise auf der Rückseite der Folie, insbesondere auf einer von der Folie gebildeten Grundierungsschicht. Die Grundierungsschicht ist vorzugsweise als eine Kleberschicht für eine Verbindung mit dem Thermoplast der ersten Schicht ausgeführt. Die Folie ist dabei vorzugsweise eine IMD-Folie oder Insert-Folie. The coating or back-injection of the film in step d) preferably takes place on the back of the film, in particular on a primer layer formed by the film. The primer layer is preferably designed as an adhesive layer for a connection with the thermoplastic of the first layer. The film is preferably an IMD film or insert film.
Das Beschichten bzw. Hinterspritzen der Folie mit dem ersten Material unter Ausbildung der ersten Schicht erfolgt im Schritt d) vorzugsweise unmittelbar auf der Folie. The coating or back-injection of the film with the first material to form the first layer is preferably carried out in step d) directly on the film.
Beim Beschichten bzw. Hinterspritzen der Folie im Schritt d) wird die erste Schicht mit dem zumindest einen Halteelement vorzugsweise derart ausgebildet, dass die Haltevorrichtung formschlüssig mit dem Halteelement verbunden ist. Vorzugsweise ist dabei ein durch die Haltevorrichtung ausgebildeter Haltearm formschlüssig zum Halteelement angeordnet und/oder formschlüssig mit dem Halteelement verbunden. Insbesondere kann die erste Schicht als eine Trägerschicht ausgebildet sein. Die erste Schicht kann in ihrer Wandstärke oder Dicke so bemessen sein, und/oder das erste Material kann so gewählt sein, dass das Bauteil eine vorgegebene mechanische Stabilität erreicht. Die mechanische Stabilität kann dabei eine Biegesteifigkeit oder Torsionsfestigkeit aufweisen. When coating or back-injecting the film in step d), the first layer with the at least one holding element is preferably formed in such a way that the holding device is positively connected to the holding element. Preferably, a holding arm formed by the holding device is arranged in a positively locking manner to the holding element and/or is positively connected to the holding element. In particular, the first layer can be formed as a carrier layer. The first layer can be dimensioned in its wall thickness or thickness and/or the first material can be selected so that the component has a predetermined mechanical stability. The mechanical stability can be achieved by bending stiffness or torsional strength.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Spritzgusswerkzeug eine dritte Kavitätshälfte. Das Verfahren umfasst zusätzlich die folgenden Schritte, die vorzugsweise nach Schritt e) durchgeführt werden, insbesondere in der nachstehenden Reihenfolge: f) Schließen des Spritzgusswerkzeugs durch Einsetzen der dritten Kavitätshälfte in die erste Kavitätshälfte, so dass ein zweiter Hohlraum entsteht, g) Beschichten der mit der ersten Schicht beschichteten Folie mit einem zweiten Material unter Ausbildung einer zweiten Schicht durch Einbringen, insbesondere Injizieren, des zweiten Materials in den zweiten Hohlraum. According to an advantageous embodiment of the invention, the injection molding tool comprises a third cavity half. The method additionally comprises the following steps, which are preferably carried out after step e), in particular in the following order: f) closing the injection molding tool by inserting the third cavity half into the first cavity half, so that a second cavity is created, g) coating the film coated with the first layer with a second material to form a second layer by introducing, in particular injecting, the second material into the second cavity.
Das Wechseln der Kavitätshälfte von der zweiten zur dritten Kavitätshälfte kann beispielsweise mittels Drehteller-, Schiebetisch-, und/oder Wendeplattentechnologie erfolgen. Der Wechsel auf die dritte Kavitätshälfte kann auch manuell umgesetzt werden. Changing the cavity half from the second to the third cavity half can be done using turntable, sliding table and/or indexable plate technology, for example. Changing to the third cavity half can also be done manually.
Der im Schritt f) entstehende zweite Hohlraum liegt vorzugsweise unmittelbar an der ersten Schicht an. Alternativ dazu kann eine weitere Dekorschicht und/oder eine weitere zumindest eine weitere Dekorschicht umfassende Dekorlage auf der der Folie abgewandten Seite der ersten Schicht appliziert werden (siehe Schritt k) weiter unten). In diesem Fall liegt der zweite Hohlraum vorzugsweise unmittelbar an der weiteren Dekorschicht und/oder an der weiteren Dekorlage an. The second cavity created in step f) preferably lies directly on the first layer. Alternatively, a further decorative layer and/or a further decorative layer comprising at least one further decorative layer can be applied to the side of the first layer facing away from the film (see step k) below). In this case, the second cavity preferably lies directly on the further decorative layer and/or the further decorative layer.
Das Beschichten bzw. Überfluten mit dem zweiten Material unter Ausbildung der zweiten Schicht erfolgt im Schritt g) vorzugsweise auf der von der Folie abgewandten Oberfläche der ersten Schicht, vorzugsweise unmittelbar auf der ersten Schicht. The coating or flooding with the second material to form the second layer takes place in step g) preferably on the film opposite surface of the first layer, preferably directly on the first layer.
Alternativ dazu kann eine weitere Dekorschicht und/oder eine weitere zumindest eine weitere Dekorschicht umfassende Dekorlage auf der der Folie abgewandten Seite der ersten Schicht appliziert werden (siehe Schritt k) weiter unten). In diesem Fall erfolgt das Beschichten bzw. Überfluten mit dem zweiten Material unter Ausbildung der zweiten Schicht im Schritt g) vorzugsweise unmittelbar auf der der ersten Schicht abgewandten Oberfläche der weiteren Dekorschicht und/oder der weiteren Dekorlage. Die der ersten Schicht abgewandten Oberfläche der weiteren Dekorschicht und/oder der weiteren Dekorlage bildet vorzugsweise eine Grundierungsschicht aus. Die Grundierungsschicht ist vorzugsweise als eine Kleberschicht und/oder Haftvermittlerschicht für eine Verbindung mit dem Polyurethan der zweiten Schicht ausgeführt. Alternatively, a further decorative layer and/or a further decorative layer comprising at least one further decorative layer can be applied to the side of the first layer facing away from the film (see step k) below). In this case, the coating or flooding with the second material to form the second layer in step g) preferably takes place directly on the surface of the further decorative layer and/or the further decorative layer facing away from the first layer. The surface of the further decorative layer and/or the further decorative layer facing away from the first layer preferably forms a primer layer. The primer layer is preferably designed as an adhesive layer and/or adhesion promoter layer for a connection to the polyurethane of the second layer.
Weiterhin ist es möglich, dass die weitere Dekorschicht und/oder die weitere zumindest eine weitere Dekorschicht umfassende Dekorlage nur bereichsweise auf der der Folie abgewandten Seite der ersten Schicht appliziert werden. In diesem Fall erfolgt das Beschichten bzw. Überfluten mit dem zweiten Material unter Ausbildung der zweiten Schicht im Schritt g) vorzugsweise bereichsweise unmittelbar auf der ersten Schicht und bereichsweise unmittelbar auf der der ersten Schicht abgewandten Oberfläche der weiteren Dekorschicht und/oder der weiteren Dekorlage. It is also possible for the further decorative layer and/or the further decorative layer comprising at least one further decorative layer to be applied only in regions on the side of the first layer facing away from the film. In this case, the coating or flooding with the second material to form the second layer in step g) preferably takes place in regions directly on the first layer and in regions directly on the surface of the further decorative layer and/or the further decorative layer facing away from the first layer.
Unter dem Begriff „Bereich“ wird in der vorliegenden Anmeldung insbesondere jeweils eine definierte Fläche einer Schicht oder Folie oder Lage in der durch die jeweilige Schicht und/oder Folie und/oder Lage ausgebildeten Ebene verstanden. So kann beispielsweise die erste Schicht zumindest einen ersten Bereich und zumindest einen zweiten Bereich aufweisen, wobei jeder der zwei oder mehreren Bereiche jeweils eine definierte Fläche in der durch die erste Schicht ausgebildeten Ebene einnimmt. Vorzugsweise erstrecken sich die jeweiligen Schichten, Folien oder Lagen parallel zueinander. Insbesondere erstreckt sich vorzugsweise die erste Schicht parallel zur weiteren Dekorschicht und/oder der weiteren Dekorlage. In the present application, the term "region" is understood to mean in particular a defined area of a layer or film or layer in the plane formed by the respective layer and/or film and/or layer. For example, the first layer can have at least one first region and at least one second region, wherein each of the two or more regions has a defined area in the plane formed by the first Layer. Preferably, the respective layers, films or plies extend parallel to one another. In particular, the first layer preferably extends parallel to the further decorative layer and/or the further decorative ply.
Der Begriff „bereichsweise“ wird in der vorliegenden Anmeldung vorzugsweise entsprechend der oben für den Begriff „Bereich“ genannten Weise verstanden. The term “regionally” is preferably understood in the present application in the same way as the term “region” was used above.
Durch Vollenden des Schritts g) ist vorzugsweise das Herstellen des Bauteils erreicht. By completing step g), the manufacture of the component is preferably achieved.
Im Schritt g) ist das zweite Material vorzugsweise Polyurethan. Das Beschichten der mit der ersten Schicht beschichteten Folie kann also auch als Überfluten mit der ersten Schicht mit Polyurethan bezeichnet werden. In step g), the second material is preferably polyurethane. Coating the film coated with the first layer can therefore also be referred to as flooding the first layer with polyurethane.
Besonders bevorzugt ist das zweite Material im Schritt g) ein Gemisch, insbesondere ein Polyurethan bildendes Gemisch. Vorzugsweise wird also das Gemisch in den zweiten Hohlraum eingebracht, insbesondere injiziert. Particularly preferably, the second material in step g) is a mixture, in particular a polyurethane-forming mixture. Preferably, the mixture is therefore introduced into the second cavity, in particular injected.
Vorzugsweise wird die mit der ersten Schicht beschichteten Folie im Schritt g) mit dem Gemisch beschichtet. Dabei kann die erste Schicht unmittelbar vom Gemisch überflutet und/oder übergossen werden. Alternativ dazu kann die der ersten Schicht abgewandte Oberfläche der weiteren Dekorschicht und/oder der weiteren Dekorlage unmittelbar vom Gemisch überflutet und/oder übergossen werden. Weiterhin ist es möglich, dass die erste Schicht bereichsweise unmittelbar vom Gemisch überflutet und/oder übergossen wird und/oder die der ersten Schicht abgewandten Oberfläche der weiteren Dekorschicht und/oder der weiteren Dekorlage bereichsweise unmittelbar vom Gemisch überflutet und/oder übergossen wird. Preferably, the film coated with the first layer is coated with the mixture in step g). The first layer can be directly flooded and/or poured over with the mixture. Alternatively, the surface of the further decorative layer and/or the further decorative layer facing away from the first layer can be directly flooded and/or poured over with the mixture. It is also possible for the first layer to be directly flooded and/or poured over with the mixture in some areas and/or for the surface of the further decorative layer and/or the further decorative layer facing away from the first layer to be directly flooded and/or poured over with the mixture in some areas.
Vorzugsweise wird die erste Schicht im Schritt g) unmittelbar oder mittelbar vom Gemisch vollflächig überflutet und/oder übergossen. Der Begriff „Überfluten“ kann im Sinne der vorliegenden Anmeldung ein Überfluten, ein Unterfluten, ein Anfluten und/oder ein Umfluten sein. Es sind also unterschiedliche Orientierungen des entstehenden Bauteils in den geschlossenen Formhälften möglich. Dabei wird die erste Schicht und/oder die weitere Dekorschicht und/oder die weitere Dekorlage jeweils an ihrer von der Folie abgewandten Oberfläche vom Gemisch zumindest bereichsweise bedeckt. Zur sprachlichen Vereinfachung wird in dieser Anmeldung insbesondere der Begriff „Überfluten“ verwendet. Dabei können die oben genannten Bedeutungen mitgelesen werden. Preferably, the first layer in step g) is completely flooded and/or poured over by the mixture, directly or indirectly. The term "flooding" in the sense of the present application can be overflooding, underflooding, flooding and/or flooding around. Different orientations of the resulting component in the closed mold halves are therefore possible. The first layer and/or the further decorative layer and/or the further decorative layer are each covered by the mixture at least in part on their surface facing away from the film. To simplify the language, the term "flooding" is used in particular in this application. The above-mentioned meanings can be read as well.
In dieser Anmeldung wird die aus Polyurethan gebildete zweite Schicht auch als Polyurethanschicht bezeichnet. In this application, the second layer formed from polyurethane is also referred to as polyurethane layer.
Das Aufbringen der Polyurethanschicht auf die erste Schicht und/oder die weitere Dekorschicht und/oder die weitere Dekorlage erfolgt vorzugsweise in Schritt g) durch zumindest bereichsweises Überfluten und/oder Übergießen der ersten Schicht und/oder der weiteren Dekorschicht und/oder der weiteren Dekorlage jeweils an ihrer von der Folie abgewandten Oberfläche vom mit wenigstens einer lösungsmittelhaltigen, vorzugsweise fließfähigen, polyurethanhaltigen Zusammensetzung und nachfolgendem Härten. The polyurethane layer is preferably applied to the first layer and/or the further decorative layer and/or the further decorative layer in step g) by at least partially flooding and/or pouring over the first layer and/or the further decorative layer and/or the further decorative layer, each on its surface facing away from the film, with at least one solvent-containing, preferably flowable, polyurethane-containing composition and subsequent hardening.
Vorzugsweise wird unter dem Begriff „fließfähige polyurethanhaltigen Zusammensetzung“ eine polyurethanhaltige Zusammensetzung verstanden, die vorzugsweise bei einer Temperatur von 25°C eine dynamische Viskosität aus einem Bereich von 2 mPas bis 1500 mPas, vorzugsweise von 10 mPas bis 1000 mPas, weiter bevorzugt von 10 mPas bis 500 mPas, aufweist, vorzugsweise bestimmt gemäß des in DIN EN ISO 3219:1994-10 beschriebenen Verfahrens, beispielsweise unter Verwendung eines HAAKE Viscotester® VT550, weiter bevorzugt unter Verwendung einer Zylinder- Messeinrichtung NV und eines Messbechers NV. Die wenigstens eine lösungsmittelhaltige, vorzugsweise fließfähige, polyurethanhaltige Zusammensetzung weist vorzugsweise freie, reaktive Gruppen, vorzugsweise freie Isocyanat-Gruppen oder freie gegenüber Isocyanat-Gruppen reaktionsfähigen Gruppen, und/oder jeweils entsprechende verkappte, reaktive Gruppen, die bei einer Temperatur aus einem Bereich von 30°C bis 180°C die entsprechende reaktive Gruppe wieder freisetzen, auf. Preferably, the term “flowable polyurethane-containing composition” is understood to mean a polyurethane-containing composition which preferably has a dynamic viscosity in a range from 2 mPas to 1500 mPas, preferably from 10 mPas to 1000 mPas, more preferably from 10 mPas to 500 mPas, at a temperature of 25°C, preferably determined according to the method described in DIN EN ISO 3219:1994-10, for example using a HAAKE Viscotester® VT550, more preferably using a cylinder measuring device NV and a measuring cup NV. The at least one solvent-containing, preferably flowable, polyurethane-containing composition preferably has free, reactive groups, preferably free isocyanate groups or free groups reactive towards isocyanate groups, and/or corresponding capped, reactive groups which release the corresponding reactive group again at a temperature in a range from 30°C to 180°C.
Wie bereits oben erläutert kann auf der ersten Schicht eine weitere Dekorschicht und/oder weitere Dekorlage applizierten sein. Die weitere Dekorschicht und/oder weitere Dekorlage weist vorzugsweise eine Grundierungsschicht an der der ersten Schicht abgewandten Oberfläche für eine Verbindung mit dem Polyurethan der zweiten Schicht auf. Die Grundierungsschicht ist vorzugsweise eine zumindest bereichsweise noch nicht vollständig ausgehärtete Grundierungsschicht, insbesondere Haftvermittlerschicht. Bei der Aushärtung, vorzugsweise vollständigen Aushärtung, der zumindest bereichsweise noch nicht vollständig ausgehärteten Grundierungsschicht und/oder der darauf aufgebrachten Polyurethanschicht können beispielsweise freie Isocyanat-Gruppen, die in der Grundierungsschicht enthalten sind, mit freien, gegenüber Isocyanat-Gruppen reaktionsfähigen Gruppen der zur Herstellung der Polyurethanschicht verwendeten lösungsmittelhaltigen, vorzugsweise fließfähigen, polyurethanhaltigen Zusammensetzung reagieren. As already explained above, a further decorative layer and/or further decorative layer can be applied to the first layer. The further decorative layer and/or further decorative layer preferably has a primer layer on the surface facing away from the first layer for a connection with the polyurethane of the second layer. The primer layer is preferably a primer layer that is at least partially not yet fully cured, in particular an adhesion promoter layer. During the curing, preferably complete curing, of the primer layer that is at least partially not yet fully cured and/or the polyurethane layer applied thereon, free isocyanate groups contained in the primer layer can, for example, react with free groups that are reactive towards isocyanate groups in the solvent-containing, preferably flowable, polyurethane-containing composition used to produce the polyurethane layer.
Dadurch wird jeweils vorzugsweise die Haftung der Polyurethanschicht auf der Grundierungsschicht nach dem Aushärten gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren, vorzugsweise gemäß Schritt q) (siehe weiter unten), signifikant verbessert. As a result, the adhesion of the polyurethane layer to the primer layer after curing according to the process according to the invention, preferably according to step q) (see below), is preferably significantly improved.
Weiter bevorzugt wird die wenigstens eine lösungsmittelhaltige, vorzugsweise fließfähige, polyurethanhaltige Zusammensetzung aus der Gruppe, die aus Polyurethan-haltigen Dispersionen, Polyurethan-haltigen Harzen, Polyurethan- Lösungen, Zusammensetzungen aus Polyurethan-Vorläufern (2K-PLIR Systemen) und Mischungen davon besteht, ausgewählt, die vorzugsweise ebenfalls freie, reaktive Gruppen, vorzugsweise Isocyanat-Gruppen oder gegenüber Isocyanat-Gruppen reaktionsfähigen Gruppen und/oder jeweils entsprechende verkappte, reaktive Gruppen, die bei einer Temperatur aus einem Bereich von 30°C bis 180°C die entsprechende reaktive Gruppe wieder freisetzen, aufweisen. Further preferred is the at least one solvent-containing, preferably flowable, polyurethane-containing composition from the group consisting of Polyurethane-containing dispersions, polyurethane-containing resins, polyurethane solutions, compositions of polyurethane precursors (2K-PLIR systems) and mixtures thereof, which preferably also have free, reactive groups, preferably isocyanate groups or groups reactive towards isocyanate groups and/or corresponding capped, reactive groups which release the corresponding reactive group again at a temperature in a range from 30°C to 180°C.
Beispielsweise kann die wenigstens eine lösungsmittelhaltige, vorzugsweise fließfähige, polyurethanhaltige Zusammensetzung wie vorstehend beschrieben, als Zusammensetzungen aus Polyurethan-Vorläufern (2K-PLIR Systemen), insbesondere als Mischung wenigstens einer, der vorgenannten Verbindungen mit zwei oder mehr Isocyanat-Gruppen und wenigstens einer, der vorgenannten Verbindungen, die zwei oder mehr gegenüber Isocyanat-Gruppen reaktionsfähige Gruppen aufweist, auf die Grundierungsschicht aufgebracht werden, wobei vorzugsweise entweder die wenigstens eine Verbindung mit zwei oder mehr Isocyanat-Gruppen oder die wenigstens eine Verbindung, die zwei oder mehr gegenüber Isocyanat-Gruppen reaktionsfähigen Gruppen aufweist, im molaren Überschuss eingesetzt wird. For example, the at least one solvent-containing, preferably flowable, polyurethane-containing composition as described above can be applied to the primer layer as compositions of polyurethane precursors (2K-PLIR systems), in particular as a mixture of at least one of the aforementioned compounds with two or more isocyanate groups and at least one of the aforementioned compounds which has two or more groups reactive towards isocyanate groups, wherein preferably either the at least one compound with two or more isocyanate groups or the at least one compound which has two or more groups reactive towards isocyanate groups is used in molar excess.
Beispielsweise weisen Polyurethan-haltige Dispersionen, Polyurethan-haltige Harze und/oder Polyurethan-Lösungen, vorgenannte Prepolymere mit freien, gegenüber Isocyanat-Gruppen reaktionsfähigen Gruppen, die vernetzt oder unvernetzt sein können, vorgenannte Prepolymere mit verkappten, gegenüber Isocyanat-Gruppen reaktionsfähigen Gruppen, die vernetzt oder unvernetzt sein können, oder Mischungen davon und/oder vorgenannte Isocyanatprepolymere, die vernetzt oder unvernetzt sein können, vorgenannte verkappte Isocyanatprepolymere, die vernetzt oder unvernetzt sein können, oder Mischungen davon auf. Weiter bevorzugt weist die zur Herstellung der Polyurethanschicht verwendete wenigstens eine lösungsmittelhaltige, vorzugsweise fließfähige, polyurethanhaltige Zusammensetzung wenigstens ein organisches Lösungsmittel, beispielsweise Ethylacetat, 2-Butanon, Aceton, Toluol, Xylole oder Mischungen davon, auf. For example, polyurethane-containing dispersions, polyurethane-containing resins and/or polyurethane solutions comprise the aforementioned prepolymers with free groups reactive toward isocyanate groups, which may be crosslinked or uncrosslinked, the aforementioned prepolymers with capped groups reactive toward isocyanate groups, which may be crosslinked or uncrosslinked, or mixtures thereof and/or the aforementioned isocyanate prepolymers, which may be crosslinked or uncrosslinked, the aforementioned capped isocyanate prepolymers, which may be crosslinked or uncrosslinked, or mixtures thereof. More preferably, the at least one solvent-containing, preferably flowable, polyurethane-containing composition used to produce the polyurethane layer comprises at least one organic solvent, for example ethyl acetate, 2-butanone, acetone, toluene, xylenes or mixtures thereof.
Weiter bevorzugt ist eine zur Herstellung der Polyurethanschicht verwendete wenigstens eine lösungsmittelhaltige, vorzugsweise fließfähige, polyurethanhaltige Zusammensetzung, die vorgenannte Isocyanatprepolymere umfasst, wasserfrei. Vorgenannte verkappte Isocyanatprepolymere können dagegen als wässrige Dispersion vorliegen. It is also preferred that at least one solvent-containing, preferably flowable, polyurethane-containing composition used to produce the polyurethane layer, which comprises the aforementioned isocyanate prepolymers, is water-free. The aforementioned capped isocyanate prepolymers, on the other hand, can be present as an aqueous dispersion.
Weiter bevorzugt weist eine zur Herstellung Polyurethanschicht verwendete wenigstens eine lösungsmittelhaltige, vorzugsweise fließfähige, polyurethanhaltige Zusammensetzung, die vorgenannte Prepolymere mit freien, gegenüber Isocyanat-Gruppen reaktionsfähigen Gruppen, die vernetzt oder unvernetzt sein können, vorgenannte Prepolymere mit verkappten, gegenüber Isocyanat-Gruppen reaktionsfähigen Gruppen, die vernetzt oder unvernetzt sein können, oder Mischungen davon umfasst, Wasser und/oder wenigstens ein organisches Lösungsmittel, beispielsweise Ethylacetat, 2-Butanon, Aceton, Toluol, Xylole oder Mischungen davon, auf. More preferably, a polyurethane layer used to produce it comprises at least one solvent-containing, preferably flowable, polyurethane-containing composition which comprises the aforementioned prepolymers with free groups reactive towards isocyanate groups, which may be crosslinked or uncrosslinked, the aforementioned prepolymers with capped groups reactive towards isocyanate groups, which may be crosslinked or uncrosslinked, or mixtures thereof, water and/or at least one organic solvent, for example ethyl acetate, 2-butanone, acetone, toluene, xylenes or mixtures thereof.
Bei Verwendung von 2K-PUR Systemen werden die Polyurethan-Vorläufer, beispielsweise Polyol-haltige und Isocyanat-haltige Komponente, vorzugsweise getrennt gelagert und erst bei der Anforderung im Mischkopf zusammengebracht. Durch die bei der Reaktion der Polyurethan-Vorläufer gebildete Reaktionswärme kommt es vorzugsweise zu einer Erwärmung auf eine Temperatur von 60°C bis 180°C, vorzugsweise von 80°C bis 120°C. Auch die Oberflächen bzw. Wandungen der Kavitätshälften können vorzugsweise eine Temperatur aus einem Bereich von 40°C bis 160°C, vorzugsweise aus einem Bereich von 80°C bis 120°C, aufweisen. When using 2K-PUR systems, the polyurethane precursors, for example polyol-containing and isocyanate-containing components, are preferably stored separately and only brought together in the mixing head when required. The reaction heat generated during the reaction of the polyurethane precursors preferably leads to heating to a temperature of 60°C to 180°C, preferably 80°C to 120°C. The surfaces or walls of the cavity halves can also preferably have a temperature in a range from 40°C to 160°C, preferably in a range from 80°C to 120°C.
Das Einbringen, insbesondere Injizieren, der zur Herstellung der Polyurethanschicht verwendeten wenigstens einen lösungsmittelhaltigen, vorzugsweise fließfähigen, polyurethanhaltigen Zusammensetzung erfolgt vorzugsweise über einen Mischkopf, vorzugsweise bei einem Druck von weniger als 10 bar. The introduction, in particular injection, of the at least one solvent-containing, preferably flowable, polyurethane-containing composition used to produce the polyurethane layer is preferably carried out via a mixing head, preferably at a pressure of less than 10 bar.
Eine erste Aushärtungsphase kann über eine Beaufschlagung des Spritzgusswerkzeugs mit Wärme, beispielsweise bei einer Temperatur von 60°C bis 160°C, vorzugsweise für eine Zeitspanne von 60 s bis 600 s, eingeleitet werden. A first curing phase can be initiated by applying heat to the injection molding tool, for example at a temperature of 60°C to 160°C, preferably for a period of 60 s to 600 s.
Nach dem Entfernen aus dem Spritzgusswerkzeug wird das Bauteil vorzugsweise noch ca. 24 h vor der weiteren Verwendung für eine Restaushärtung gelagert. After removal from the injection mold, the component is preferably stored for approx. 24 hours for residual curing before further use.
Bei der Aushärtung, vorzugsweise vollständigen Aushärtung, der zumindest bereichsweise noch nicht vollständig ausgehärteten Grundierungsschicht und der darauf aufgebrachten Polyurethanschicht können beispielsweise freie Isocyanat-Gruppen, die in der Grundierungsschicht enthalten sind, mit freien, gegenüber Isocyanat-Gruppen reaktionsfähigen Gruppen der zur Herstellung der Polyurethanschicht verwendeten lösungsmittelhaltigen, vorzugsweise fließfähigen, polyurethanhaltigen Zusammensetzung reagieren. During the curing, preferably complete curing, of the primer layer, which is at least partially not yet completely cured, and the polyurethane layer applied thereon, free isocyanate groups contained in the primer layer can, for example, react with free groups reactive toward isocyanate groups of the solvent-containing, preferably flowable, polyurethane-containing composition used to produce the polyurethane layer.
Vorzugsweise wird eine Schicht als „ausgehärtet“ im Sinne der vorliegenden Erfindung bezeichnet, wenn die zu einer Vernetzung fähigen Polymerbestandteile, vorzugsweise Bindemittel, beispielsweise freie Isocyanat- Gruppen und/oder freie, gegenüber Isocyanat-Gruppen reaktionsfähigenPreferably, a layer is referred to as “cured” in the sense of the present invention when the polymer components capable of crosslinking, preferably binders, for example free isocyanate Groups and/or free, reactive towards isocyanate groups
Gruppen, der jeweiligen Schicht zu mehr als 95 % eine Vernetzung aufweisen. Groups of the respective layer have more than 95% networking.
Vorzugsweise kann vor und/oder während und/oder nach dem Aufbringen der Polyurethanschicht im Schritt g) und/oder im Schritt o) die Polyurethanschicht modifiziert und/oder strukturiert werden, vorzugsweise durch Einlegen/Auflegen von Partikeln auf die Grundierungsschicht und/oder durch Verwendung von Werkzeugstrukturen während des Aufbringens im Schritt g) und/oder im Schritt o) und/oder durch nachträgliches Bearbeiten der Polyurethanschicht mittels Prozessschritten einzeln oder in Kombination ausgewählt aus Laserbearbeitung, Überdrucken, Heißprägen, Kaltprägen, Blindprägen, mechanisches Bearbeiten. Preferably, before and/or during and/or after the application of the polyurethane layer in step g) and/or in step o), the polyurethane layer can be modified and/or structured, preferably by inserting/placing particles on the primer layer and/or by using tool structures during the application in step g) and/or in step o) and/or by subsequently processing the polyurethane layer by means of process steps selected individually or in combination from laser processing, overprinting, hot stamping, cold stamping, blind stamping, mechanical processing.
Insbesondere mittels Laserbearbeitung und/oder mittels mechanischen Bearbeitens und/oder mittels Verwendung von Werkzeugstrukturen ist es möglich, offen liegende Reliefstrukturen in der Polyurethanschicht zu erzeugen mit einer minimalen Linienstärke und/oder einem minimal laserbaren Punktdurchmesser von 5 pm bis 150 pm, bevorzugt von 10 pm bis 100 pm. Damit sind feinste Details, insbesondere für Motive und/oder alphanumerische Informationen herstellbar. Es ist auch möglich, derartige feine Strukturen mit gröberen, makroskopischen Strukturen zu kombinieren, entweder in einer lateral benachbarten Kombination oder als Überlagerung einer groben Struktur mit einer feinen Struktur. Dies kann insbesondere dadurch erreicht werden, indem mehrere der oben genannten Prozessschritte kombiniert werden, beispielsweise zur Erzeugung von groben Strukturen mit Abmessungen der einzelnen Strukturelemente von 0,5 mm bis 50 mm in Kombination mit einer Laserbearbeitung und/oder mechanischen Bearbeitung benachbart dazu und/oder überlagert dazu mit einer minimalen Linienstärke und/oder einem minimal laserbaren Punktdurchmesser von 5 pm bis 150 pm, bevorzugt von 10 pm bis 100 pm. Es ist aber ebenso möglich, dass grobe Strukturen und feine Strukturen gemeinsam als Werkzeugstruktur vorliegen und so in der Polyurethanschicht abgeformt werden. Die Tiefe der Reliefstrukturen kann zwischen 1 pm und der maximalen Wandstärke der Polyurethanschicht liegen, insbesondere zwischen 0,001 mm und 50 mm, vorzugsweise zwischen 0,001 mm und 30 mm, bevorzugt zwischen 0,001 mm und 15 mm. In particular by means of laser processing and/or mechanical processing and/or by using tool structures, it is possible to produce exposed relief structures in the polyurethane layer with a minimum line thickness and/or a minimum laserable dot diameter of 5 pm to 150 pm, preferably 10 pm to 100 pm. This makes it possible to produce the finest details, in particular for motifs and/or alphanumeric information. It is also possible to combine such fine structures with coarser, macroscopic structures, either in a laterally adjacent combination or as an overlay of a coarse structure with a fine structure. This can be achieved in particular by combining several of the above-mentioned process steps, for example to produce coarse structures with dimensions of the individual structural elements of 0.5 mm to 50 mm in combination with laser processing and/or mechanical processing adjacent to this and/or superimposed on this with a minimum line thickness and/or a minimum laserable dot diameter of 5 pm to 150 pm, preferably 10 pm to 100 pm. However, it is also possible that coarse structures and fine structures exist together as a tool structure and thus in the Polyurethane layer can be molded. The depth of the relief structures can be between 1 pm and the maximum wall thickness of the polyurethane layer, in particular between 0.001 mm and 50 mm, preferably between 0.001 mm and 30 mm, preferably between 0.001 mm and 15 mm.
Vorzugsweise kann eine Modifikation der Polyurethanschicht und/oder der Grundierungsschicht im Register zu in der Dekorlage und/oder in der Dekorschicht und/oder zu in der weiteren Dekorlage und/oder in der weiteren Dekorschicht bereits vorhandenen Designmerkmalen und/oder Motiven stattfinden. Beispielsweise kann eine Oberflächenstruktur im Register zu einer Holzmaserung insbesondere der Dekorlage und/oder Dekorschicht und/oder weiteren Dekorlage und/oder weiteren Dekorschicht angeordnet sein, und/oder es kann eine taktil und/oder optisch wahrnehmbare Struktur im Register zu einem Motiv insbesondere der Dekorlage und/oder Dekorschicht und/oder weiteren Dekorlage und/oder weiteren Dekorschicht angeordnet sein. Die genannten Strukturen können beispielsweise hergestellt sein durch Verfahrensschritte einzeln oder mehrfach oder in Kombination ausgewählt aus Verwendung von Werkzeugstrukturen während des Aufbringens in Schritt g) und/oder o), Laserbearbeitung, Überdrucken, Überprägen, mechanisches Bearbeiten. Preferably, a modification of the polyurethane layer and/or the primer layer can take place in register with design features and/or motifs already present in the decorative layer and/or in the decorative layer and/or in the further decorative layer and/or in the further decorative layer. For example, a surface structure can be arranged in register with a wood grain, in particular of the decorative layer and/or decorative layer and/or further decorative layer and/or further decorative layer, and/or a tactile and/or optically perceptible structure can be arranged in register with a motif, in particular of the decorative layer and/or decorative layer and/or further decorative layer and/or further decorative layer. The structures mentioned can, for example, be produced by means of process steps individually or multiple times or in combination selected from the use of tool structures during application in step g) and/or o), laser processing, overprinting, overembossing, mechanical processing.
Unter registergenau ist eine Lagegenauigkeit zweier oder mehrerer Lagen, Elemente, Bereiche und/oder Schichten relativ zueinander zu verstehen. Dabei soll sich die Registergenauigkeit innerhalb einer vorgegebenen Toleranz bewegen und dabei möglichst gering sein. Gleichzeitig ist die Registergenauigkeit von mehreren Lagen, Elementen, Bereichen und/oder Schichten zueinander ein wichtiges Merkmal, um die Prozesssicherheit und/oder die Produktqualität, aber auch die Fälschungssicherheit zu erhöhen. Die lagegenaue Positionierung kann dabei insbesondere mittels sensorisch, vorzugsweise optisch detektierbarer Registermarken erfolgen. Diese Registermarken können dabei entweder spezielle separate Lagen, Elementen, Bereichen und/oder Schichten darstellen oder selbst Teil der zu positionierenden Lagen, Elemente, Bereiche und/oder Schichten sein. The term "register-accurate" refers to the positioning accuracy of two or more layers, elements, areas and/or layers relative to each other. The register accuracy should be within a specified tolerance and as low as possible. At the same time, the register accuracy of several layers, elements, areas and/or layers relative to each other is an important feature in order to increase process reliability and/or product quality, but also security against counterfeiting. The precise positioning can be achieved in particular by means of sensory, preferably optically detectable register marks. These register marks can either be special separate layers, elements, areas and/or layers or can themselves be part of the layers, elements, areas and/or layers to be positioned.
Eine durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellte Polyurethanschicht weist vorzugsweise transparente oder reduziert lichtdurchlässige Eigenschaften auf. A polyurethane layer produced by the process according to the invention preferably has transparent or reduced light-permeable properties.
Beim Schritt g) und/oder in einem dem Schritt g) vorangehenden zusätzlichen Schritt wird vorzugsweise ein Polyurethan bildendes Gemisch an einem Mischkopf des Spritzgusswerkzeugs bereitgestellt. Dazu werden vorzugsweise Komponenten des Polyurethan bildenden Gemischs am Mischkopf miteinander vermischt. Das dadurch bereitgestellte Gemisch ist vorzugsweise fließfähig. Das Gemisch kann eine lösungsmittelhaltige und polyurethanhaltige Zusammensetzung sein. Die Komponenten umfassen vorzugsweise zumindest ein Polyol und ein Isocyanat. In step g) and/or in an additional step preceding step g), a polyurethane-forming mixture is preferably provided at a mixing head of the injection molding tool. For this purpose, components of the polyurethane-forming mixture are preferably mixed with one another at the mixing head. The mixture thus provided is preferably flowable. The mixture can be a solvent-containing and polyurethane-containing composition. The components preferably comprise at least one polyol and one isocyanate.
Das bereitgestellte Gemisch ist insbesondere aus einem Polyol und einem Isocyanat gebildet und beinhaltet vorzugsweise weitere chemische Additive. The mixture provided is in particular formed from a polyol and an isocyanate and preferably contains further chemical additives.
Anders ausgedrückt kann das Polyurethan bildende Gemisch eine lösungsmittelhaltige und polyurethanhaltige Zusammensetzung sein und insbesondere mehrere Komponenten aufweisen, einzeln oder in Kombination ausgewählt aus Polyol, Isocyanat, Katalysator, Trennmittel, Additiv. In other words, the polyurethane-forming mixture can be a solvent-containing and polyurethane-containing composition and in particular comprise several components, individually or in combination selected from polyol, isocyanate, catalyst, release agent, additive.
Vorzugsweise startet beim Bereitstellen des Gemischs eine chemische Reaktion. Die chemische Reaktion ist vorzugsweise eine exotherme Reaktion. Weiterhin ist die chemische Reaktion vorzugsweise eine Vernetzungsreaktion, bei der sich vorzugsweise molekulare Polymerketten ausbilden. Vorzugsweise bilden sich Quervernetzungen zwischen den Polymerketten aus. Vorzugsweise wird bei der Vernetzungsreaktion Polyurethan gebildet. Vorzugsweise findet der zusätzliche Schritt unmittelbar vor dem Schritt g) statt, das heißt die das Gemisch bildenden Komponenten werden unmittelbar vor dem Injizieren in die geschlossenen Kavitätshälften miteinander vermischt. Preferably, a chemical reaction starts when the mixture is provided. The chemical reaction is preferably an exothermic reaction. Furthermore, the chemical reaction is preferably a crosslinking reaction, in which preferably molecular polymer chains are formed. Preferably, crosslinks are formed between the polymer chains. Preferably, polyurethane is formed in the crosslinking reaction. Preferably, the additional step takes place immediately before step g), i.e. the The components forming the mixture are mixed together immediately before injection into the closed cavity halves.
Insbesondere startet die chemische Reaktion durch das Mischen der beiden Polyurethan bildenden Komponenten Polyol und Isocyanat. Vorzugsweise erfolgt dabei eine Vernetzungsreaktion unter Bildung der molekularen Polymerketten. Die Vernetzungsreaktion ist vorzugsweise exotherm. Vorzugsweise bleiben die Komponenten Polyol und Isocyanat vor dem Mischprozess separiert und werden erst unmittelbar vor dem Injizieren in die geschlossenen Kavitätshälften gemäß Schritt g) zusammengeführt. Dadurch kann eine vorzeitige chemische Reaktion vermieden werden. Dadurch können vorteilhafterweise die rheologischen Fließeigenschaften des Gemischs für das Injizieren in die geschlossenen Kavitätshälften im Schritt g) aufrechterhalten werden. In particular, the chemical reaction starts by mixing the two polyurethane-forming components, polyol and isocyanate. Preferably, a crosslinking reaction takes place with the formation of the molecular polymer chains. The crosslinking reaction is preferably exothermic. Preferably, the components polyol and isocyanate remain separate before the mixing process and are only brought together immediately before injection into the closed cavity halves according to step g). This can prevent a premature chemical reaction. This advantageously allows the rheological flow properties of the mixture to be maintained for injection into the closed cavity halves in step g).
Vorzugsweise ist das Gemisch beim Injizieren in die geschlossenen Kavitätshälften im Schritt g) dünnflüssig. Vorzugsweise liegt die Viskosität zu Beginn des Injizierens in die geschlossenen Kavitätshälften in einem Bereich zwischen 100 mPas bis 300 mPas, vorzugsweise 120 mPas bis 200 mPas, bei einer Temperatur des Gemischs von 40°C bis 100°C, vorzugsweise bei einer Temperatur des Gemischs von 50°C bis 75°C, besonders bevorzugt bei einer Temperatur des Gemischs von 60°C bis 70°C. The mixture is preferably thin when injected into the closed cavity halves in step g). Preferably, the viscosity at the start of injection into the closed cavity halves is in a range between 100 mPas to 300 mPas, preferably 120 mPas to 200 mPas, at a mixture temperature of 40°C to 100°C, preferably at a mixture temperature of 50°C to 75°C, particularly preferably at a mixture temperature of 60°C to 70°C.
Vorzugsweise steigt die Viskosität des Gemischs und/oder der sich bildenden Polyurethanschicht mit Fortschreiten der chemischen Vernetzungsreaktion bis zum Ende der chemischen Reaktion. Vorzugsweise härtet das Gemisch und/oder die sich bildende Polyurethanschicht mit Fortschreiten der chemischen Vernetzungsreaktion aus. Vorzugsweise ist am Ende der chemischen Reaktion eine vollständig ausgehärtete Polyurethanschicht gebildet. Das bereitgestellte Gemisch weist vorzugsweise reaktive Gruppen auf. Besonders bevorzugt weist das bereitgestellte Gemisch zumindest zwei reaktive Gruppen, vorzugsweise drei oder mehr reaktive Gruppen auf. Preferably, the viscosity of the mixture and/or the polyurethane layer that forms increases as the chemical crosslinking reaction progresses until the end of the chemical reaction. Preferably, the mixture and/or the polyurethane layer that forms hardens as the chemical crosslinking reaction progresses. Preferably, a fully hardened polyurethane layer is formed at the end of the chemical reaction. The mixture provided preferably has reactive groups. The mixture provided particularly preferably has at least two reactive groups, preferably three or more reactive groups.
Vorzugsweise weisen die jeweiligen Komponenten des Gemischs jeweils zumindest zwei reaktive Gruppen, vorzugsweise drei oder mehr reaktive Gruppen auf. Insbesondere weist vorzugsweise das Polyol zumindest zwei reaktive Gruppen, vorzugsweise drei oder mehr reaktive Gruppen auf. Preferably, the respective components of the mixture each have at least two reactive groups, preferably three or more reactive groups. In particular, the polyol preferably has at least two reactive groups, preferably three or more reactive groups.
Weiterhin weist vorzugsweise das Isocyanat zumindest zwei reaktive Gruppen, vorzugsweise drei oder mehr reaktive Gruppen auf. Furthermore, the isocyanate preferably has at least two reactive groups, preferably three or more reactive groups.
Die reaktiven Gruppen können vorzugsweise freie reaktive Gruppen und/oder verkappte reaktive Gruppen sein, die bei einer Temperatur aus einem Bereich von 30°C bis 180°C die entsprechende reaktive Gruppe wieder freisetzen. The reactive groups can preferably be free reactive groups and/or capped reactive groups which release the corresponding reactive group at a temperature in the range of 30°C to 180°C.
Das Vorhandensein von drei oder mehr reaktiven Gruppen ermöglicht vorzugsweise die Ausbildung von Quervernetzungen zur Bildung der Polyurethanschicht. The presence of three or more reactive groups preferably enables the formation of cross-links to form the polyurethane layer.
Unter dem Begriff „Aushärten“ bzw. „Härten“ wird vorzugsweise der Übergang von einem flüssigen oder plastisch verformbaren Zustand in einen bei Standardbedingungen (Temperatur: 25°C, Druck: 1013 mbar) festen Zustand eines Stoffes oder Stoffgemisches verstanden. The term “curing” or “hardening” preferably refers to the transition from a liquid or plastically deformable state to a solid state of a substance or mixture of substances under standard conditions (temperature: 25°C, pressure: 1013 mbar).
Der Prozess des Aushärtens bzw. Härtens kann vorzugsweise durch Abkühlen, d.h. durch Reduzieren der Temperatur unter den Gefrierpunkt und/oder unter die Glasübergangstemperatur eines Stoffes oder Stoffgemisches und/oder durch physikalische Trocknung, d.h. durch Entfernung wenigstens eines flüssigen Bestandteils, beispielsweise Lösungsmittels, und/oder durch chemische Reaktion, beispielsweise durch Kettenpolymerisation, Polyaddition und/oder Polykondensation, erfolgen. Unter dem Begriff „polymere Komponente und/oder Vorläufer davon“ wird vorzugsweise ein Stoff oder Stoffgemisch verstanden, welches wenigstens ein, vorzugsweise organisches, Polymer und/oder wenigstens ein Vorläufer davon aufweist. The process of curing or hardening can preferably be carried out by cooling, ie by reducing the temperature below the freezing point and/or below the glass transition temperature of a substance or mixture of substances and/or by physical drying, ie by removing at least one liquid component, for example solvent, and/or by chemical reaction, for example by chain polymerization, polyaddition and/or polycondensation. The term “polymeric component and/or precursor thereof” is preferably understood to mean a substance or mixture of substances which comprises at least one, preferably organic, polymer and/or at least one precursor thereof.
Unter dem Begriff „Polymer“ wird vorzugsweise ein Stoff verstanden, der aus vorzugsweise wenigstens 10 Struktureinheiten, sogenannten konstitutionellen Repetiereinheiten, aufgebaut ist, die gleich oder voneinander verschieden sein können und durch chemische Reaktion, vorzugsweise Kettenpolymerisation, Polyaddition und/oder Polykondensation, das wenigstens eine organische Polymer bilden. Vorzugsweise ist eine konstitutionelle Repetiereinheit (KRE) die kleinste sich wiederholende Gruppe von Atomen innerhalb eines Polymers. The term "polymer" is preferably understood to mean a substance which is made up of preferably at least 10 structural units, so-called constitutional repeating units, which can be the same or different from one another and which form at least one organic polymer by chemical reaction, preferably chain polymerization, polyaddition and/or polycondensation. A constitutional repeating unit (CRU) is preferably the smallest repeating group of atoms within a polymer.
Ein Polymer im Sinne der Erfindung kann unverzweigt oder verzweigt sein. A polymer within the meaning of the invention can be unbranched or branched.
Unter dem Begriff „Vorläufer einer polymeren Komponente“ werden vorzugsweise Monomere oder Monomergemische sowie Oligomere und Mischungen davon verstanden, die sich jeweils zu dem entsprechenden unverzweigten oder verzweigten Polymer zusammenschließen können, vorzugsweise durch chemische Reaktion, weiter bevorzugt Kettenpolymerisation, Polyaddition und/oder Polykondensation. The term “precursor of a polymeric component” preferably refers to monomers or monomer mixtures as well as oligomers and mixtures thereof, which can each combine to form the corresponding unbranched or branched polymer, preferably by chemical reaction, more preferably chain polymerization, polyaddition and/or polycondensation.
Unter dem Begriff „reaktive funktionelle Gruppe“ wird vorzugsweise eine funktionelle Gruppe verstanden, die sich durch chemische Reaktion, weiter bevorzugt Kettenpolymerisation, Polyaddition und/oder Polykondensation, an der Bildung des entsprechenden unverzweigten oder verzweigten Polymers beteiligen kann. The term “reactive functional group” is preferably understood to mean a functional group which can participate in the formation of the corresponding unbranched or branched polymer by chemical reaction, more preferably chain polymerization, polyaddition and/or polycondensation.
Monomere oder Monomergemische im Sinne der Erfindung sind vorzugsweise niedermolekulare, reaktionsfähige Moleküle oder Gemische von reaktionsfähigen Molekülen, die sich jeweils zu dem entsprechenden unverzweigten oder verzweigten Polymer durch chemische Reaktion, weiter bevorzugt Kettenpolymerisation, Polyaddition und/oder Polykondensation, zusammenschließen können und dadurch konstitutionelle Repetiereinheit des Polymers bilden. Vorzugsweise weist ein reaktionsfähiges Molekül, beispielsweise Monomer, Oligomer und optional Polymer wenigstens eine reaktive funktionelle Gruppe auf. Monomers or monomer mixtures within the meaning of the invention are preferably low molecular weight, reactive molecules or mixtures of reactive molecules which can each combine to form the corresponding unbranched or branched polymer by chemical reaction, more preferably chain polymerization, polyaddition and/or polycondensation, and thereby form constitutional repeating units of the polymer. Preferably, a reactive molecule, for example monomer, oligomer and optionally polymer, has at least one reactive functional group.
Unter dem Begriff „Oligomer“ wird vorzugsweise ein Stoff verstanden, der aus vorzugsweise 2 bis 9 konstitutionellen Repetiereinheiten aufgebaut ist, die gleich oder voneinander verschieden sein können und sich vorzugsweise durch chemische Reaktion, weiter bevorzugt Kettenpolymerisation, Polyaddition und/oder Polykondensation, zu einem unverzweigten oder verzweigten Polymer zusammenschließen können. The term “oligomer” is preferably understood to mean a substance which is composed of preferably 2 to 9 constitutional repeating units, which may be the same or different from one another and which can combine to form an unbranched or branched polymer, preferably by chemical reaction, more preferably chain polymerization, polyaddition and/or polycondensation.
Unter dem Begriff „ausgehärtete polymere Komponente“ wird vorzugsweise ein polymerer Stoff oder ein Gemisch polymerer Stoffe verstanden, der bzw. das bei Standardbedingungen (Temperatur: 25°C, Druck: 1013 mbar) einen festen Zustand aufweist und vorzugsweise nicht plastisch verformbar ist. The term “cured polymeric component” preferably refers to a polymeric substance or a mixture of polymeric substances which is in a solid state under standard conditions (temperature: 25°C, pressure: 1013 mbar) and is preferably not plastically deformable.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung bildet die dritte Kavitätshälfte ein Negativ für die vorzugsweise aus Polyurethan zu bildende zweite Schicht aus. Dabei weist die Kavitätshälfte vorzugsweise unterschiedlich dicke Formkavitätsbereiche zur Ausbildung von unterschiedlichen Wandstärken der zweiten Schicht auf. According to a further advantageous embodiment of the invention, the third cavity half forms a negative for the second layer, which is preferably to be formed from polyurethane. The cavity half preferably has mold cavity areas of different thicknesses to form different wall thicknesses of the second layer.
Vorzugsweise weist die Kavitätshälfte zumindest einen ersten Formkavitätsbereich zur Erzeugung der ersten Wandstärke der zweiten Schicht und zumindest einen zweiten Formkavitätsbereich zur Erzeugung der zweiten Wandstärke der zweiten Schicht auf. Dabei kann sich die erste Wandstärke von der zweiten Wandstärke insbesondere um 5% bis 75%, bevorzugt um 10% bis 50% unterscheiden. Preferably, the cavity half has at least one first mold cavity region for producing the first wall thickness of the second layer and at least one second mold cavity region for producing the second wall thickness of the second layer. The first wall thickness can be the second wall thickness in particular by 5% to 75%, preferably by 10% to 50%.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Verfahren zusätzlich die folgenden Schritte, die vorzugsweise nach Schritt g) durchgeführt werden, insbesondere in der nachstehenden Reihenfolge: h) Entfernen der dritten Kavitätshälfte oder Entfernen der ersten Kavitätshälfte, wobei das Bauteil in der Haltevorrichtung verbleibt, indem das Halteelement durch die Haltevorrichtung gehalten wird, i) Freigeben des Halteelements durch die Haltevorrichtung, j) Entformen des Bauteils. According to a further advantageous embodiment of the invention, the method additionally comprises the following steps, which are preferably carried out after step g), in particular in the following order: h) removing the third cavity half or removing the first cavity half, wherein the component remains in the holding device by the holding element being held by the holding device, i) releasing the holding element by the holding device, j) demolding the component.
Die mit der ersten und zweiten Schicht beschichtete Folie wird hier bereits als Bauteil bezeichnet. The film coated with the first and second layers is already referred to as a component here.
Vorzugsweise verbleibt beim Entfernen der dritten Kavitätshälfte im Schritt h) das Bauteil in der ersten Kavitätshälfte. Preferably, when removing the third cavity half in step h), the component remains in the first cavity half.
Vorzugsweise ist eine Haftkraft des Polyurethans (PUR) der zweiten Schicht zur dritten Kavitätshälfte kleiner ist als eine Haftkraft des Thermoplast der ersten Schicht zur ersten Kavitätshälfte. Preferably, an adhesive force of the polyurethane (PUR) of the second layer to the third cavity half is smaller than an adhesive force of the thermoplastic of the first layer to the first cavity half.
Fhaftung PUR zu dritten Kavitätshälfte < Fhaftung Thermoplast zu ersten Kavitätshälfte Adhesion PUR to third cavity half < Adhesion thermoplastic to first cavity half
Besonders bevorzugt ist eine Haftkraft des Halteelements und/oder der Halteelemente am Haltearm und/oder an den Haltearmen größer als eine Haftkraft der vorzugsweise aus Polyurethan gebildeten zweiten Schicht an der dritten Kavitätshälfte. Dadurch verbleibt das Bauteil vorzugsweise mit der Haltevorrichtung in der ersten Kavitätshälfte. Vorzugsweise bleibt dabei die Folie weiter durch die Haltevorrichtung, insbesondere durch den Klemmrahmen, gegen die erste Kavitätshälfte gedrückt. Particularly preferably, an adhesive force of the holding element and/or the holding elements on the holding arm and/or on the holding arms is greater than an adhesive force of the second layer, preferably made of polyurethane, on the third cavity half. As a result, the component preferably remains with the holding device in the first cavity half. Preferably, the The film is further pressed against the first cavity half by the holding device, in particular by the clamping frame.
Wird im Schritt h) die ersten Kavitätshälfte entfernt, verbleibt das Bauteil vorzugsweise in der dritten Kavitätshälfte. If the first cavity half is removed in step h), the component preferably remains in the third cavity half.
Vorzugsweise erfolgt das Freigeben des Halteelements im Schritt i) durch ein Zurückfahren des beweglichen Haltearms aus dem Halteelement. Der bewegliche Haltearm ist vorzugsweise als Kolben ausgestaltet. Vorzugsweise umfasst die Haltevorrichtung mehrere Haltearme. Das Bauteil kann dabei ein Halteelement oder mehrere Halteelemente aufweisen. Die Haltearme werden vorzugsweise jeweils aus dem Halteelement herausbewegt oder jeweils aus dem korrespondierenden Halteelement herausbewegt. Preferably, the holding element is released in step i) by moving the movable holding arm back from the holding element. The movable holding arm is preferably designed as a piston. Preferably, the holding device comprises several holding arms. The component can have one holding element or several holding elements. The holding arms are preferably each moved out of the holding element or each moved out of the corresponding holding element.
Die vorzugsweise als Kolben ausgestalteten Haltearme können entlang ihrer Achse in der Haltevorrichtung zurückgefahren werden. Die Bewegungsrichtung der Haltearme bildet dabei jeweils vorzugsweise einen Entformungswinkel zu einer Schichtungsebene des Schichtaufbaus. Der Entformungswinkel beträgt vorzugsweise 1 ° bis 89°, besonders bevorzugt 1 ° bis 60°. Durch das Zurückfahren der Haltearme wird der Formschluss zwischen dem jeweiligen Haltearm und dem Halteelement und/oder dem korrespondierenden Halteelement überwunden. The holding arms, which are preferably designed as pistons, can be retracted along their axis in the holding device. The direction of movement of the holding arms preferably forms a demolding angle to a layering plane of the layer structure. The demolding angle is preferably 1° to 89°, particularly preferably 1° to 60°. By retracting the holding arms, the positive connection between the respective holding arm and the holding element and/or the corresponding holding element is overcome.
Nach dem Zurückfahren der Haltearme wird der Klemmrahmen vorzugsweise von der Folie gelöst. Dazu wird der Klemmrahmen vorzugsweise bewegt. Vorzugsweise wird der Klemmrahmen in Richtung des Schichtaufbaus bewegt. After the holding arms have been retracted, the clamping frame is preferably released from the film. To do this, the clamping frame is preferably moved. The clamping frame is preferably moved in the direction of the layer structure.
Ein gegebenenfalls bestehendes Vakuum zwischen der Folie und der ersten Kavitätshälfte wird vorzugsweise mit Umgebungsluft geflutet. Somit kann das Bauteil aus dem Spritzgusswerkzeug entnommen werden. Weiterhin ist es durch Einsatz der Drehtellertechnik, Würfeltechnik und/oder Wendeplattentechnik mehrere Bauteile parallel zueinander herzustellen. Any vacuum that may exist between the film and the first cavity half is preferably flooded with ambient air. This allows the component to be removed from the injection molding tool. Furthermore, it is possible to produce several components parallel to one another by using turntable technology, cube technology and/or indexable plate technology.
Polyurethan ist nicht thermoplastisch, sondern ein Reaktionsprodukt mit einer anfänglich sehr niedrigen Viskosität. Daher kann Polyurethan Geometrien und/oder Strukturen, insbesondere komplizierte Geometrien und/oder Strukturen, abformen. Das erfindungsgemäße Verfahren ist daher vorteilhafterweise besonders flexibel einsetzbar im Hinblick auf spezielle Geometrievorgaben. Es können Bauteile mit Geometrien und/oder Strukturen, insbesondere komplizierte Geometrien und/oder Strukturen, hergestellt werden. Diese Geometrien und/oder Strukturen können beispielsweise abrupte oder kontinuierliche Querschnittsveränderungen, insbesondere Verjüngungen, Ecken, Kanten, Spitzen und/oder Bögen umfassen. Insbesondere können die Bauteile besonders dicke Wandstärken und/oder abrupte Wandstärkensprünge aufweisen. Im Vergleich zum Spritzgießverfahren mit thermoplastischen Materialien entstehen sehr geringe und/oder sehr wenige geometrische Verzüge und/oder Einfallstellen und/oder Lunker. Die erfindungsgemäßen Bauteile weisen daher vorteilhafterweise eine hohe optische Qualität auf. Polyurethane is not thermoplastic, but a reaction product with an initially very low viscosity. Polyurethane can therefore mold geometries and/or structures, in particular complicated geometries and/or structures. The method according to the invention can therefore advantageously be used particularly flexibly with regard to special geometry specifications. Components with geometries and/or structures, in particular complicated geometries and/or structures, can be produced. These geometries and/or structures can, for example, comprise abrupt or continuous cross-sectional changes, in particular tapers, corners, edges, tips and/or arches. In particular, the components can have particularly thick walls and/or abrupt jumps in wall thickness. In comparison to the injection molding process with thermoplastic materials, very little and/or very few geometric distortions and/or sink marks and/or cavities arise. The components according to the invention therefore advantageously have a high optical quality.
Vorzugsweise kann vor und/oder während und/oder nach dem Aufbringen der vorzugsweise aus Polyurethan gebildeten zweiten Schicht in Schritt g) die zweite Schicht modifiziert und/oder strukturiert werden, vorzugsweise durch Einlegen/Auflegen von Partikeln auf die erste Schicht und/oder durch Verwendung von Werkzeugstrukturen an der im Schritt f) eingesetzten dritten Kavitätshälfte und/oder durch nachträgliches Bearbeiten der zweiten Schicht mittels Prozessschritten einzeln oder in Kombination ausgewählt aus Laserbearbeitung, Überdrucken, Heißprägen, Kaltprägen, Blindprägen, mechanisches Bearbeiten. Preferably, before and/or during and/or after the application of the second layer, preferably made of polyurethane, in step g), the second layer can be modified and/or structured, preferably by inserting/placing particles on the first layer and/or by using tool structures on the third cavity half used in step f) and/or by subsequently processing the second layer by means of process steps selected individually or in combination from laser processing, overprinting, hot stamping, cold stamping, blind stamping, mechanical processing.
Insbesondere mittels Laserbearbeitung und/oder mittels mechanischenIn particular by means of laser processing and/or mechanical
Bearbeitens und/oder mittels Verwendung von Werkzeugstrukturen ist es möglich, offen liegende Reliefstrukturen in der vorzugsweise aus Polyurethan gebildeten zweiten Schicht zu erzeugen mit einer minimalen Linienstärke und/oder einem minimal laserbaren Punktdurchmesser von 5 pm bis 150 pm, bevorzugt von 10 pm bis 100 pm. Damit sind feinste Details, insbesondere für Motive und/oder alphanumerische Informationen herstellbar. Es ist auch möglich, derartige feine Strukturen mit gröberen, makroskopischen Strukturen zu kombinieren, entweder in einer lateral benachbarten Kombination oder als Überlagerung einer groben Struktur mit einer feinen Struktur. Dies kann insbesondere dadurch erreicht werden, indem mehrere der oben genannten Prozessschritte kombiniert werden, beispielsweise zur Erzeugung von groben Strukturen mit Abmessungen der einzelnen Strukturelemente von 0,5 mm bis 50 mm in Kombination mit einer Laserbearbeitung und/oder mechanischen Bearbeitung benachbart dazu und/oder überlagert dazu mit einer minimalen Linienstärke und/oder einem minimal laserbaren Punktdurchmesser von 5 pm bis 150 pm, bevorzugt von 10 pm bis 100 pm. Es ist aber ebenso möglich, dass grobe Strukturen und feine Strukturen gemeinsam als Werkzeugstruktur vorliegen und so in der vorzugsweise aus Polyurethan gebildeten zweiten Schicht abgeformt werden. Die Tiefe der Reliefstrukturen kann zwischen 1 pm und der maximalen Wandstärke der vorzugsweise aus Polyurethan gebildeten zweiten Schicht liegen, insbesondere zwischen 0,001 mm und 50 mm, bevorzugt zwischen 0,001 mm und 30 mm, vorzugsweise zwischen 0,001 mm und 15 mm. Editing and/or using tool structures, it is possible to produce exposed relief structures in the second layer, which is preferably made of polyurethane, with a minimum line thickness and/or a minimum laserable dot diameter of 5 pm to 150 pm, preferably 10 pm to 100 pm. This makes it possible to produce the finest details, particularly for motifs and/or alphanumeric information. It is also possible to combine such fine structures with coarser, macroscopic structures, either in a laterally adjacent combination or as an overlay of a coarse structure with a fine structure. This can be achieved in particular by combining several of the above-mentioned process steps, for example to produce coarse structures with dimensions of the individual structural elements of 0.5 mm to 50 mm in combination with laser processing and/or mechanical processing adjacent to this and/or superimposed thereon with a minimum line thickness and/or a minimum laserable dot diameter of 5 pm to 150 pm, preferably 10 pm to 100 pm. However, it is also possible for coarse structures and fine structures to be present together as a tool structure and thus molded in the second layer, which is preferably made of polyurethane. The depth of the relief structures can be between 1 pm and the maximum wall thickness of the second layer, which is preferably made of polyurethane, in particular between 0.001 mm and 50 mm, preferably between 0.001 mm and 30 mm, preferably between 0.001 mm and 15 mm.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Verfahren zusätzlich den folgenden Schritt, der vorzugsweise zwischen Schritt e) und Schritt f) durchgeführt wird: k) Applizieren einer weiteren Dekorschicht und/oder einer weiteren zumindest eine weitere Dekorschicht umfassenden Dekorlage auf der der Folie abgewandten Seite der ersten Schicht. Die weitere Dekorschicht und/oder die weitere Dekorlage kann dabei durch Heißprägen und/oder Kaltprägen und/oder Digitaldruck und/oder Functional Foil Bonding (FFB) auf der ersten Schicht aufgebracht werden. Die weitere Dekorschicht und/oder die weitere Dekorlage wird vorzugsweise auf der aus Thermoplast ausgebildeten ersten Schicht appliziert und im Schritt g) mit Polyurethan zur Ausbildung der zweiten Schicht überflutet. According to a further advantageous embodiment of the invention, the method additionally comprises the following step, which is preferably carried out between step e) and step f): k) applying a further decorative layer and/or a further decorative layer comprising at least one further decorative layer on the side of the first layer facing away from the film. The additional decorative layer and/or the additional decorative layer can be applied to the first layer by hot stamping and/or cold stamping and/or digital printing and/or functional foil bonding (FFB). The additional decorative layer and/or the additional decorative layer is preferably applied to the first layer made of thermoplastic and flooded with polyurethane in step g) to form the second layer.
Weiterhin ist es möglich, dass die weitere Dekorschicht und/oder die weitere zumindest eine weitere Dekorschicht umfassende Dekorlage nur bereichsweise auf der der Folie abgewandten Seite der ersten Schicht appliziert wird. Furthermore, it is possible that the further decorative layer and/or the further decorative layer comprising at least one further decorative layer is only applied in regions on the side of the first layer facing away from the film.
Vorteilhafterweise ergänzen sich die Dekorlage und die weitere Dekorschicht bzw. die weitere Dekorlage in der Ausbildung eines Designs, insbesondere in Verbindung mit Durchleuchtungstechnologien. Advantageously, the decorative layer and the further decorative layer or the further decorative layer complement each other in the formation of a design, particularly in conjunction with transillumination technologies.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die Folie im Schritt b) mit ihrer Trägerseite an die erste Kavitätshälfte anliegend eingebracht. According to a further advantageous embodiment of the invention, the film is introduced in step b) with its carrier side adjacent to the first cavity half.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Folie eine IMD-Folie. Die IMD-Folie wird im Schritt b) als Folienrollenmatenal in die erste Kavitätshälfte zugeführt oder als Label in die erste Kavitätshälfte eingesetzt. Alternativ dazu kann die Folie eine Insert-Folie sein. In diesem Fall wird die Insert-Folie im Schritt b) in die erste Kavitätshälfte eingesetzt. According to a further advantageous embodiment of the invention, the film is an IMD film. The IMD film is fed into the first cavity half in step b) as film roll material or inserted into the first cavity half as a label. Alternatively, the film can be an insert film. In this case, the insert film is inserted into the first cavity half in step b).
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Verfahren zusätzlich den folgenden Schritt, der vorzugsweise nach Schritt b) durchgeführt wird: According to a further advantageous embodiment of the invention, the method additionally comprises the following step, which is preferably carried out after step b):
I) Andrücken der die Dekorlage umfassenden Folie an die erste Kavitätshälfte durch die Haltevorrichtung, insbesondere durch einen durch die Haltevorrichtung ausgebildeten Klemmrahmen. Der Schritt I) wird vorzugsweise vor dem Schließen des Spritzgusswerkzeugs aus dem Schritt c) durchgeführt. Vorzugsweise wird die Haltevorrichtung, insbesondere der Klemmrahmen, gegen die Folie bewegt. Die Bewegung erfolgt vorzugsweise in eine Richtung senkrecht zu einer durch die Folie ausgebildeten Ebene. Die Folie wird dadurch vorzugsweise gegen die erste Kavitätshälfte gedrückt. Vorzugsweise wird die Folie durch die Haltevorrichtung, insbesondere durch den Klemmrahmen, fixiert. I) Pressing the film comprising the decorative layer onto the first cavity half by means of the holding device, in particular by means of a clamping frame formed by the holding device. Step I) is preferably carried out before closing the injection molding tool from step c). Preferably, the holding device, in particular the clamping frame, is moved against the film. The movement preferably takes place in a direction perpendicular to a plane formed by the film. The film is thereby preferably pressed against the first cavity half. Preferably, the film is fixed by the holding device, in particular by the clamping frame.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Verfahren zusätzlich den folgenden Schritt umfasst, der vorzugsweise nach Schritt b) und/oder nach Schritt I) durchgeführt wird: m) Evakuieren der ersten Kavitätshälfte, so dass ein Vakuum zwischen der die Dekorlage umfassenden Folie und der ersten Kavitätshälfte hergestellt wird. According to a further advantageous embodiment of the invention, the method additionally comprises the following step, which is preferably carried out after step b) and/or after step I): m) evacuating the first cavity half so that a vacuum is created between the film comprising the decorative layer and the first cavity half.
Vorzugsweise wird der Schritt m) unmittelbar nach Schritt b) und/oder unmittelbar nach Schritt I) durchgeführt. Alternativ dazu kann der Schritt m) während des Schritts c) oder unmittelbar nach Schritt c) durchgeführt werden. Preferably, step m) is carried out immediately after step b) and/or immediately after step i). Alternatively, step m) can be carried out during step c) or immediately after step c).
Vorzugsweise wird das Vakuum zwischen der die Dekorlage umfassenden Folie und der ersten Kavitätshälfte auch während der Schritte c) bis g) aufrechterhalten. Im Fall des Entfernens der dritten Kavitätshälfte im Schritt h) wird das Vakuum zwischen der die Dekorlage umfassenden Folie und der ersten Kavitätshälfte vorzugsweise auch während des Schritts h) aufrechterhalten. Preferably, the vacuum between the film comprising the decorative layer and the first cavity half is also maintained during steps c) to g). In the case of removal of the third cavity half in step h), the vacuum between the film comprising the decorative layer and the first cavity half is preferably also maintained during step h).
Durch das Evakuieren der ersten Kavitätshälfte wird die Folie und/oder das entstehende Bauteil vorteilhafterweise stabil in der ersten Kavitätshälfte gehalten. Weiterhin werden durch das Evakuieren der ersten Kavitätshälfte vorteilhafterweise Lufteinschlüsse oder Lunker in der ersten Schicht im Schritt d) und/oder in der zweiten Schicht im Schritt g) verhindert. Somit wird eine gute Qualität des Bauteils gewährleistet. By evacuating the first cavity half, the film and/or the resulting component is advantageously held stable in the first cavity half. Furthermore, by evacuating the first cavity half advantageously prevents air inclusions or cavities in the first layer in step d) and/or in the second layer in step g). This ensures a good quality of the component.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird das erste Material durch ein Spritzgussmaterial gebildet, insbesondere durch zumindest einen Thermoplast, oder durch Polyurethan. According to a further advantageous embodiment of the invention, the first material is formed by an injection molding material, in particular by at least one thermoplastic, or by polyurethane.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das zweite Material ein Überflutungsmaterial, insbesondere Polyurethan. According to a further advantageous embodiment of the invention, the second material is a flooding material, in particular polyurethane.
Polyurethan ist nicht thermoplastisch, sondern ein Reaktionsprodukt mit einer anfänglich sehr niedrigen Viskosität. Daher kann Polyurethan Geometrien und/oder Strukturen, insbesondere komplizierte Geometrien und/oder Strukturen, abformen. Das erfindungsgemäße Bauteil, insbesondere die zweite Schicht des erfindungsgemäßen Bauteils, kann daher Geometrien und/oder Strukturen, insbesondere komplizierte Geometrien und/oder Strukturen, aufweisen. Diese Geometrien und/oder Strukturen können beispielsweise abrupte oder kontinuierliche Querschnittsveränderungen, insbesondere Verjüngungen, Ecken, Kanten, Spitzen und/oder Bögen umfassen. Polyurethane is not thermoplastic, but a reaction product with an initially very low viscosity. Polyurethane can therefore mold geometries and/or structures, in particular complicated geometries and/or structures. The component according to the invention, in particular the second layer of the component according to the invention, can therefore have geometries and/or structures, in particular complicated geometries and/or structures. These geometries and/or structures can, for example, comprise abrupt or continuous cross-sectional changes, in particular tapers, corners, edges, tips and/or arches.
Insbesondere kann das Bauteil, insbesondere die zweite Schicht des Bauteils, besonders dicke Wandstärken und/oder abrupte Wandstärkensprünge aufweisen. Im Vergleich zum Spritzgießverfahren mit thermoplastischen Materialien entstehen sehr geringe und/oder sehr wenige geometrische Verzüge und/oder Einfallstellen und/oder Lunker. Die erfindungsgemäßen Bauteile weisen daher vorteilhafterweise eine hohe optische Qualität auf. In particular, the component, in particular the second layer of the component, can have particularly thick walls and/or abrupt wall thickness changes. In comparison to the injection molding process with thermoplastic materials, very little and/or very few geometric distortions and/or sink marks and/or cavities occur. The components according to the invention therefore advantageously have a high optical quality.
Das erste Material ist vorzugsweise transparent, also insbesondere ein transparenter Thermoplast oder transparentes Polyurethan. Das zweite Material ist vorzugsweise transparent, also insbesondere transparentes Polyurethan. The first material is preferably transparent, in particular a transparent thermoplastic or transparent polyurethane. The second material is preferably transparent, in particular transparent polyurethane.
Es ist auch denkbar, dass das erste Material und/oder das zweite Material transluzent oder opak ausgeführt ist und/oder eingefärbt ist. Das erste Material und das zweite Material können dabei unterschiedliche Transmissionsgrade aufweisen. It is also conceivable that the first material and/or the second material is translucent or opaque and/or colored. The first material and the second material can have different degrees of transmission.
In der vorliegenden Anmeldung wird eine Folie, Schicht oder Lage bei einer Transmission größer als 70% vorzugsweise als transparent bezeichnet. Bei einer Transmission zwischen 50% und 70% wird die Folie, Schicht oder Lage vorzugsweise als transluzent bezeichnet. Bei einer Transmission von weniger als 50% wird die Folie, Schicht oder Lage vorzugsweise als opak bezeichnet. Die genannten Prozent-Werte (%-Werte) beziehen sich insbesondere auf eine Transmission im vom menschlichen Auge wahrnehmbaren Wellenlängenbereich. Der vom menschlichen Auge wahrnehmbare Wellenlängenbereich wird vorzugsweise als der Wellenlängenbereich von 380 nm bis 780 nm angenommen. In the present application, a film, layer or ply with a transmission greater than 70% is preferably referred to as transparent. With a transmission between 50% and 70%, the film, layer or ply is preferably referred to as translucent. With a transmission of less than 50%, the film, layer or ply is preferably referred to as opaque. The percentage values (% values) mentioned relate in particular to a transmission in the wavelength range perceptible to the human eye. The wavelength range perceptible to the human eye is preferably assumed to be the wavelength range from 380 nm to 780 nm.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Spritzgusswerkzeug eine vierte Kavitätshälfte. Das Verfahren umfasst zusätzlich die folgenden Schritte, die vorzugsweise zwischen dem Entfernen der dritten Kavitätshälfte im Schritt h) und Schritt i) durchgeführt werden, insbesondere in der nachstehenden Reihenfolge: n) Schließen des Spritzgusswerkzeugs durch Einsetzen der vierten Kavitätshälfte in die erste Kavitätshälfte, so dass ein dritter Hohlraum entsteht, o) Beschichten der zweiten Schicht mit einem dritten Material unter Ausbildung einer dritten Schicht durch Einbringen, insbesondere Injizieren, des dritten Materials in den dritten Hohlraum, p) Entfernen der vierten Kavitätshälfte oder Entfernen der ersten Kavitätshälfte, wobei das Bauteil in der Haltevorrichtung verbleibt, indem das Halteelement durch die Haltevorrichtung gehalten wird. According to an advantageous embodiment of the invention, the injection molding tool comprises a fourth cavity half. The method additionally comprises the following steps, which are preferably carried out between the removal of the third cavity half in step h) and step i), in particular in the following order: n) closing the injection molding tool by inserting the fourth cavity half into the first cavity half, so that a third cavity is created, o) coating the second layer with a third material to form a third layer by introducing, in particular injecting, the third material into the third cavity, p) removing the fourth cavity half or removing the first cavity half, wherein the component remains in the holding device by the holding element being held by the holding device.
Das dritte Material ist vorzugsweise ein Überflutungsmaterial, insbesondere Polyurethan. Das Beschichten der zweiten Schicht kann also auch als Überfluten mit der ersten Schicht mit Polyurethan bezeichnet werden. Das dritte Material ist vorzugsweise transparent, insbesondere transparentes Polyurethan. The third material is preferably a flooding material, in particular polyurethane. Coating the second layer can therefore also be referred to as flooding the first layer with polyurethane. The third material is preferably transparent, in particular transparent polyurethane.
Das Wechseln der Kavitätshälfte von der dritten zur vierten Kavitätshälfte kann beispielsweise mittels Drehteller-, Schiebetisch-, und/oder Wendeplattentechnologie erfolgen. Der Wechsel auf die vierte Kavitätshälfte kann auch manuell umgesetzt werden. Changing the cavity half from the third to the fourth cavity half can be done using turntable, sliding table and/or indexable plate technology, for example. Changing to the fourth cavity half can also be done manually.
Der im Schritt n) entstehende dritte Hohlraum liegt vorzugsweise unmittelbar an der zweiten Schicht an. The third cavity created in step n) is preferably located directly adjacent to the second layer.
Das Beschichten bzw. Überfluten mit dem dritten Material unter Ausbildung der dritten Schicht erfolgt im Schritt o) vorzugsweise auf der von der Folie abgewandten Oberfläche der zweiten Schicht, vorzugsweise unmittelbar auf der zweiten Schicht. The coating or flooding with the third material to form the third layer is preferably carried out in step o) on the surface of the second layer facing away from the film, preferably directly on the second layer.
Durch Vollenden des Schritts o) ist vorzugsweise das Herstellen des Bauteils erreicht. By completing step o), the manufacture of the component is preferably achieved.
Die mit der ersten, zweiten und dritten Schicht beschichtete Folie wird hier bereits als Bauteil bezeichnet. The film coated with the first, second and third layers is already referred to as a component here.
Vorzugsweise verbleibt beim Entfernen der vierten Kavitätshälfte im Schritt p) das Bauteil mit der Haltevorrichtung in der ersten Kavitätshälfte. Vorzugsweise ist eine Haftkraft des Polyurethans (PUR) der dritten Schicht zur vierten Kavitätshälfte kleiner ist als eine Haftkraft des Thermoplast der ersten Schicht zur ersten Kavitätshälfte. Preferably, when removing the fourth cavity half in step p), the component with the holding device remains in the first cavity half. Preferably, an adhesive force of the polyurethane (PUR) of the third layer to the fourth cavity half is smaller than an adhesive force of the thermoplastic of the first layer to the first cavity half.
Fhaftung PUR zu vierten Kavitätshälfte < Fhaftung Thermoplast zu ersten Kavitätshälfte Adhesion PUR to fourth cavity half < Adhesion thermoplastic to first cavity half
Besonders bevorzugt ist eine Haftkraft des Halteelements und/oder der Halteelemente am Haltearm und/oder an den Haltearmen größer als eine Haftkraft der vorzugsweise aus Polyurethan gebildeten dritten Schicht an der vierten Kavitätshälfte. Dadurch verbleibt das Bauteil vorzugsweise mit der Haltevorrichtung in der ersten Kavitätshälfte. Vorzugsweise bleibt dabei die Folie weiter durch die Haltevorrichtung, insbesondere durch den Klemmrahmen, gegen die erste Kavitätshälfte gedrückt. Particularly preferably, an adhesive force of the holding element and/or the holding elements on the holding arm and/or on the holding arms is greater than an adhesive force of the third layer, preferably made of polyurethane, on the fourth cavity half. As a result, the component preferably remains with the holding device in the first cavity half. Preferably, the film remains pressed against the first cavity half by the holding device, in particular by the clamping frame.
Wird im Schritt p) die ersten Kavitätshälfte entfernt, verbleibt das Bauteil vorzugsweise in der vierten Kavitätshälfte. If the first cavity half is removed in step p), the component preferably remains in the fourth cavity half.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die zweite Schicht und die dritte Schicht jeweils aus einem Überflutungsmaterial, insbesondere aus Polyurethan gebildet. Das zweite und das dritte Material sind in dieser Ausgestaltung also jeweils ein Überflutungsmaterial, insbesondere Polyurethan. Vorzugsweise ist dabei das zweite Material transluzent oder opak ausgeführt und/oder eingefärbt. Vorzugsweise ist dabei das dritte Material transparent ausgeführt. Vorzugsweise bildet die zweite Schicht dabei Geometrien und/oder Strukturen, insbesondere komplizierte Geometrien und/oder Strukturen, aus. Diese Geometrien und/oder Strukturen können beispielsweise abrupte oder kontinuierliche Querschnittsveränderungen, insbesondere Verjüngungen, Ecken, Kanten, Spitzen und/oder Bögen umfassen. Insbesondere kann die zweite Schicht besonders dicke Wandstärken und/oder abrupte Wandstärkensprünge aufweisen. Die dritte Schicht ist dabei vorzugsweise unmittelbar auf der zweiten Schicht angeordnet. Die dritte Schicht überdeckt dabei vorzugsweise die von der zweiten Schicht ausgeformten Geometrien und/oder Strukturen. Die dritte Schicht weist vorzugsweise eine glatte freie Oberfläche oder eine in anderer Weise als die zweite Schicht strukturierte freie Oberfläche auf. Vorzugsweise bildet die dritte Schicht also eine Schutzschicht auf der zweiten Schicht aus. Vorteilhafterweise sind die von der zweiten Schicht ausgeformten Geometrien und/oder Strukturen durch die dritte Schicht vor Verschmutzung und/oder Beschädigung geschützt und bleiben durch diese sichtbar. According to a further advantageous embodiment of the invention, the second layer and the third layer are each made of a flooding material, in particular polyurethane. In this embodiment, the second and the third material are each a flooding material, in particular polyurethane. The second material is preferably translucent or opaque and/or colored. The third material is preferably transparent. The second layer preferably forms geometries and/or structures, in particular complicated geometries and/or structures. These geometries and/or structures can, for example, comprise abrupt or continuous cross-sectional changes, in particular tapers, corners, edges, tips and/or arches. In particular, the second layer can have particularly thick walls and/or abrupt wall thickness jumps. The third layer is preferably arranged directly on the second layer. The third layer preferably covers the geometries and/or structures formed by the second layer. The third layer preferably has a smooth free surface or a free surface structured in a different way than the second layer. The third layer therefore preferably forms a protective layer on the second layer. The geometries and/or structures formed by the second layer are advantageously protected from contamination and/or damage by the third layer and remain visible through it.
Vorzugsweise wird das Vakuum zwischen der die Dekorlage umfassenden Folie und der ersten Kavitätshälfte auch während der Schritte n) und o) aufrechterhalten. Im Fall des Entfernens der vierten Kavitätshälfte im Schritt p) wird das Vakuum zwischen der die Dekorlage umfassenden Folie und der ersten Kavitätshälfte vorzugsweise auch während des Schritts p) aufrechterhalten. Preferably, the vacuum between the film comprising the decorative layer and the first cavity half is also maintained during steps n) and o). In the case of removal of the fourth cavity half in step p), the vacuum between the film comprising the decorative layer and the first cavity half is preferably also maintained during step p).
Besonders bevorzugt ist das dritte Material im Schritt o) ein Gemisch, insbesondere ein Polyurethan bildendes Gemisch. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird auf die Ausführungen zu dem das zweite Material im Schritt g) bildende Gemisch verwiesen. Diese Ausführungen gelten für das dritte Material im Schritt o) entsprechend. Insbesondere kann dabei die Bezeichnung „Polyurethanschicht“ auch für die dritte Schicht gelten. The third material in step o) is particularly preferably a mixture, in particular a polyurethane-forming mixture. To avoid repetition, reference is made to the statements on the mixture forming the second material in step g). These statements apply accordingly to the third material in step o). In particular, the term "polyurethane layer" can also apply to the third layer.
Nachfolgend werden vorteilhaften Ausgestaltungen der Erfindung erläutert, die sich auf den Schritt g) und/oder den Schritt o) beziehen können. Zur Vereinfachung der Sprache werden dabei einheitliche Begriffe verwendet. Der Begriff „geschlossene Kavitätshälften“ kann dabei als der zweite Hohlraum in Bezug auf den Schritt g) und/oder als der dritte Hohlraum in Bezug auf den Schritt o) verstanden werden. Der Begriff „Polyurethanschicht“ kann als zweite Schicht in Bezug auf den Schritt g) und/oder als dritte Schicht in Bezug auf den Schritt o) verstanden werden. Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird das Gemisch im Schritt g) und/oder im Schritt o) in die geschlossenen Kavitätshälften mit einem Fülldruck ausgewählt aus einem Bereich von 70 bar bis 140 bar, vorzugsweise von 80 bar bis 100 bar eingebracht, insbesondere injiziert. Im Schritt g) wird das Gemisch dabei vorzugsweise in den zweiten Hohlraum eingebracht, insbesondere injiziert. Im Schritt o) wird das Gemisch dabei vorzugsweise in den dritten Hohlraum eingebracht, insbesondere injiziert. Advantageous embodiments of the invention are explained below, which can relate to step g) and/or step o). To simplify the language, uniform terms are used. The term "closed cavity halves" can be understood as the second cavity in relation to step g) and/or as the third cavity in relation to step o). The term "polyurethane layer" can be understood as the second layer in relation to step g) and/or as the third layer in relation to step o). According to a further advantageous embodiment of the invention, the mixture in step g) and/or in step o) is introduced, in particular injected, into the closed cavity halves with a filling pressure selected from a range of 70 bar to 140 bar, preferably from 80 bar to 100 bar. In step g), the mixture is preferably introduced, in particular injected, into the second cavity. In step o), the mixture is preferably introduced, in particular injected, into the third cavity.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung bildet sich die Polyurethanschicht in den geschlossenen Kavitätshälften infolge des Einbringens, insbesondere Injizierens, des Gemischs im Schritt g) und/oder im Schritt o) bei einer Temperatur ausgewählt aus einem Bereich von 40°C bis 160°C, vorzugsweise von 60°C bis 140°C, besonders bevorzugt von 80°C bis 120°C, und/oder bei einem Druck ausgewählt aus einem Bereich von 3 bar bis 100 bar, vorzugsweise von 5 bar bis 50 bar, besonders bevorzugt von 8 bar bis 30 bar, aus. According to a further advantageous embodiment of the invention, the polyurethane layer is formed in the closed cavity halves as a result of the introduction, in particular injection, of the mixture in step g) and/or in step o) at a temperature selected from a range from 40°C to 160°C, preferably from 60°C to 140°C, particularly preferably from 80°C to 120°C, and/or at a pressure selected from a range from 3 bar to 100 bar, preferably from 5 bar to 50 bar, particularly preferably from 8 bar to 30 bar.
Vorteilhafterweise sind zur Bildung der Polyurethanschicht geringere Temperaturen als beim Einsatz von thermoplastischen Materialien im Spritzgießverfahren erforderlich. Advantageously, lower temperatures are required to form the polyurethane layer than when using thermoplastic materials in the injection molding process.
Vorzugsweise startet mit der Bereitstellung des Polyurethan bildenden Gemischs am Mischkopf eine exotherme Reaktion im Gemisch. Durch diese exotherme Reaktion erwärmt sich vorzugsweise das im Schritt g) und/oder im Schritt o) in die geschlossenen Kavitätshälften eingebrachte Gemisch. Je nach der gerade vorliegenden zeitlichen Phase der exothermen Reaktion ist es vorteilhaft, das Gemisch jeweils so zu temperieren, insbesondere aufzuheizen oder abzukühlen, so dass die exotherme Reaktion bei einer in etwa gleich bleibenden Prozesstemperatur abläuft. Zu Beginn der exothermen Reaktion wird daher das Gemisch durch die dann vorherrschende gegenüber der Gemisch-Temperatur höhere Werkzeugtemperatur aufgeheizt bzw. erwärmt und im weiteren zeitlichen Verlauf der exothermen Reaktion mit zunehmend frei werdender thermischer Energie führt die weitgehend konstant gehaltene Werkzeugtemperatur dann zu einem Abkühlen des sich durch die Reaktion aufheizenden Gemisches, weil dann die Werkzeugtemperatur zeitweise unterhalb der Gemisch-Temperatur liegt, die durch die exotherme Reaktion beeinflusst wird. Die Werkzeugtemperatur ist während der exothermen Reaktion weitgehend konstant. Preferably, an exothermic reaction starts in the mixture when the polyurethane-forming mixture is provided at the mixing head. This exothermic reaction preferably heats up the mixture introduced into the closed cavity halves in step g) and/or in step o). Depending on the current phase of the exothermic reaction, it is advantageous to temper the mixture, in particular to heat it up or cool it down, so that the exothermic reaction takes place at a roughly constant process temperature. At the start of the exothermic reaction, the mixture is therefore heated by the then prevailing temperature compared to the The tool temperature is heated or warmed up to a higher mixture temperature and as the exothermic reaction progresses, as more and more thermal energy is released, the tool temperature, which is kept largely constant, leads to a cooling of the mixture that is heated up by the reaction because the tool temperature is then temporarily below the mixture temperature, which is influenced by the exothermic reaction. The tool temperature is largely constant during the exothermic reaction.
Die Kavitätshälften werden vorzugsweise vor dem Einbringen, insbesondere Injizieren, des Gemischs gemäß Schritt g) und/oder gemäß Schritt o) auf eine Temperatur ausgewählt aus einem Bereich von 40°C bis 160°C, vorzugsweise von 60°C bis 140°C, besonders bevorzugt von 80°C bis 120°, vortemperiert. Vorzugsweise ist die Temperatur des Gemischs zu Beginn der chemischen Reaktion und/oder unmittelbar nach dem Vermischen des Gemischs und/oder unmittelbar beim Injizieren in die geschlossenen Kavitätshälften niedriger als die Temperatur der Kavitätshälften (Werkzeugtemperatur). Vorzugsweise nimmt das Gemisch und/oder die sich bildende Polyurethanschicht aufgrund der niedrigen Wärmeleitfähigkeit des Polyurethans von ca. 0,020 W/Km bis 0,040 W/Km mit Fortschreiten der zeit und/oder mit Fortschreiten der Reaktion die voreingestellte Temperatur der Kavitätshälften (Werkzeugtemperatur) an. The cavity halves are preferably pre-heated to a temperature selected from a range of 40°C to 160°C, preferably 60°C to 140°C, particularly preferably 80°C to 120°, before the mixture is introduced, in particular injected, in step g) and/or in step o). The temperature of the mixture at the start of the chemical reaction and/or immediately after the mixture has been mixed and/or immediately upon injection into the closed cavity halves is preferably lower than the temperature of the cavity halves (mold temperature). Due to the low thermal conductivity of the polyurethane of approximately 0.020 W/Km to 0.040 W/Km, the mixture and/or the polyurethane layer that forms preferably takes on the preset temperature of the cavity halves (mold temperature) as time progresses and/or as the reaction progresses.
Vorzugsweise beträgt eine Temperaturdifferenz für das Abkühlen des in den geschlossenen Kavitätshälften gebildeten Bauteils OK bis 100K, vorzugsweise OK bis 50K, besonders bevorzugt OK bis 30K. Die Temperaturdifferenz für das Abkühlen des in den geschlossenen Kavitätshälften gebildeten Bauteils ist damit vorteilhafterweise sehr viel niedriger als beim Spritzgießen von thermoplastischen Materialien. Vorteilhafterweise sind zur Bildung der Polyurethanschicht geringere Drücke erforderlich als beim Einsatz von thermoplastischen Materialien im Spritzgießverfahren. Preferably, a temperature difference for cooling the component formed in the closed cavity halves is OK to 100K, preferably OK to 50K, particularly preferably OK to 30K. The temperature difference for cooling the component formed in the closed cavity halves is thus advantageously much lower than in the injection molding of thermoplastic materials. Advantageously, lower pressures are required to form the polyurethane layer than when using thermoplastic materials in the injection molding process.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Verfahren zusätzlich den folgenden Schritt, der vorzugsweise nach Schritt g) und/oder nach Schritt o) durchgeführt wird: q) Härten des Gemischs innerhalb und/oder außerhalb der geschlossenen Kavitätshälften unter Ausbildung der Polyurethanschicht. According to a further advantageous embodiment of the invention, the method additionally comprises the following step, which is preferably carried out after step g) and/or after step o): q) curing the mixture inside and/or outside the closed cavity halves to form the polyurethane layer.
Die Dauer des Härtungsvorgangs innerhalb der geschlossenen Kavitätshälften beträgt vorzugsweise 10 Sekunden bis 120 Sekunden, besonders bevorzugt 20 Sekunden bis 90 Sekunden, weiter bevorzugt 30 Sekunden bis 70 Sekunden. The duration of the curing process within the closed cavity halves is preferably 10 seconds to 120 seconds, particularly preferably 20 seconds to 90 seconds, further preferably 30 seconds to 70 seconds.
Das sind insbesondere das 2-fache bis 10-fache der Topfzeit des Gemisches, bevorzugt das 3-fache bis 7-fache der Topfzeit des Gemisches. Die Topfzeit ist dabei die Verarbeitbarkeitsdauer oder Gebrauchsdauer des reaktiven Gemisches. This is in particular 2 to 10 times the pot life of the mixture, preferably 3 to 7 times the pot life of the mixture. The pot life is the processability period or service life of the reactive mixture.
Vorzugsweise wird das Bauteil während des Härtungsvorgangs in den geschlossenen Kavitätshälften abgekühlt. Die Dauer des Härtungsvorgangs innerhalb der geschlossenen Kavitätshälften kann auch als Kühlzeit bezeichnet werden. Nach Beendigung der Kühlzeit wird vorzugsweise unmittelbar der Schritt h) durchgeführt. Dabei werden die Kavitätshälften geöffnet. Die Kühlzeit richtet sich nach dem Aushärtegrad des Polyurethans und kann wie oben beschrieben variieren. Das anfangs liquide Polyurethan muss dabei in den festen Zustand übergegangen sein, so dass eine Verformung nach dem Öffnen der Kavitätshälften unterbleibt. Vorzugsweise übersteigt hierzu die Temperatur der Werkzeugkavität, das heißt insbesondere der Kavitätshälften, die Umgebungstemperatur um zumindest 5 K, vorzugsweise um 10 K. Preferably, the component is cooled in the closed cavity halves during the curing process. The duration of the curing process within the closed cavity halves can also be referred to as the cooling time. After the cooling time has ended, step h) is preferably carried out immediately. The cavity halves are opened. The cooling time depends on the degree of curing of the polyurethane and can vary as described above. The initially liquid polyurethane must have changed to the solid state so that deformation does not occur after the cavity halves are opened. For this purpose, the temperature preferably exceeds the tool cavity, i.e. in particular the cavity halves, the ambient temperature by at least 5 K, preferably by 10 K.
Twerkzeugkavität > Tumgebung + 5 K Ttool cavity > Tambient + 5 K
Die Dauer des Härtungsvorgangs außerhalb der geschlossenen Kavitätshälften, insbesondere auf einer Haltevorrichtung mit der Form des Bauteils, beträgt vorzugsweise 5 Minuten bis 90 Minuten, besonders bevorzugt 5 Minuten bis 45 Minuten. The duration of the curing process outside the closed cavity halves, in particular on a holding device with the shape of the component, is preferably 5 minutes to 90 minutes, particularly preferably 5 minutes to 45 minutes.
Vorzugsweise steigt die Viskosität des Gemischs und/oder der sich bildenden Polyurethanschicht mit Fortschreiten der chemischen Vernetzungsreaktion.Preferably, the viscosity of the mixture and/or the forming polyurethane layer increases as the chemical crosslinking reaction progresses.
Vorzugsweise härtet das Gemisch und/oder die sich bildende Polyurethanschicht mit Fortschreiten der chemischen Vernetzungsreaktion aus. Vorzugsweise ist am Ende der chemischen Vernetzungsreaktion eine vollständig ausgehärtete Polyurethanschicht gebildet. Preferably, the mixture and/or the polyurethane layer that forms hardens as the chemical crosslinking reaction progresses. Preferably, a completely hardened polyurethane layer is formed at the end of the chemical crosslinking reaction.
Vorzugsweise wird das Gemisch im Schritt q) vollständig unter Ausbildung der Polyurethanschicht ausgehärtet. Preferably, the mixture is completely cured in step q) to form the polyurethane layer.
Das Härten gemäß Schritt q) erfolgt vorzugsweise bei einer Temperatur ausgewählt aus einem Bereich von 20°C bis 160°C, vorzugsweise von 20°C bis 120°C. The curing according to step q) is preferably carried out at a temperature selected from a range of 20°C to 160°C, preferably from 20°C to 120°C.
Im Fall der Ausgestaltung mit einer auf der ersten Schicht applizierten weiteren Dekorschicht und/oder weiteren Dekorlage weist die weitere Dekorschicht und/oder weitere Dekorlage eine Grundierungsschicht, vorzugsweise eine zumindest bereichsweise noch nicht vollständig ausgehärtete Grundierungsschicht, insbesondere Haftvermittlerschicht, an der der ersten Schicht abgewandten Oberfläche für eine Verbindung mit dem Polyurethan der zweiten Schicht auf. Die zumindest bereichsweise noch nicht vollständig ausgehärteten Grundierungsschicht wird vorzugsweise zusammen mit dem darauf aufgebrachten Gemisch und/oder mit der darauf aufgebrachten Polyurethanschicht ausgehärtet, vorzugsweise vollständig ausgehärtet. Dabei bilden sich vorzugsweise Quervernetzungen zwischen Polyurethanschicht und Grundierungsschicht aus. Dabei wird die Polyurethanschicht vorzugsweise stoffschlüssig mit der Grundierungsschicht verbunden. In the case of the design with a further decorative layer and/or further decorative layer applied to the first layer, the further decorative layer and/or further decorative layer has a primer layer, preferably a primer layer that is at least partially not yet completely cured, in particular an adhesion promoter layer, on the surface facing away from the first layer for a connection with the polyurethane of the second layer. The primer layer that is at least partially not yet completely cured The cured primer layer is preferably cured together with the mixture applied to it and/or with the polyurethane layer applied to it, preferably completely cured. In the process, cross-links preferably form between the polyurethane layer and the primer layer. The polyurethane layer is preferably bonded to the primer layer in a material-locking manner.
Der Verbund aus der ersten Schicht und/oder der weiteren Dekorschicht und/oder weiteren Dekorlage mit der Polyurethanschicht ist vorzugsweise formstabil. Vorzugsweise kann die Polyurethanschicht nicht zerstörungsfrei von der ersten Schicht und/oder der weiteren Dekorschicht und/oder weiteren Dekorlage entfernt werden. The composite of the first layer and/or the further decorative layer and/or the further decorative layer with the polyurethane layer is preferably dimensionally stable. Preferably, the polyurethane layer cannot be removed from the first layer and/or the further decorative layer and/or the further decorative layer without causing damage.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Verfahren zusätzlich den folgenden Schritt, der vorzugsweise nach Schritt i) und/oder Schritt j) durchgeführt wird: r) Entfernen der Trägerlage der Folie. According to a further advantageous embodiment of the invention, the method additionally comprises the following step, which is preferably carried out after step i) and/or step j): r) removing the carrier layer of the film.
Diese vorteilhafte Ausgestaltung bezieht sich also vorzugsweise auf die Ausgestaltung der Folie als IMD-Folie. This advantageous embodiment therefore preferably relates to the design of the film as an IMD film.
Nach dem Durchführen des Schritts r) bleibt von der IMD-Folie vorzugsweise nur die Dekorlage auf dem Bauteil vorhanden. After carrying out step r), preferably only the decorative layer of the IMD film remains on the component.
Eine Ablöseschicht der IMD-Folie kann nach einem Entfernen der Trägerlage von der Folie vollständig oder teilweise auf der Dekorlage angeordnet sein und/oder vollständig oder teilweise auf der Trägerlage angeordnet sein. A release layer of the IMD film can be arranged completely or partially on the decorative layer after removal of the carrier layer from the film and/or completely or partially on the carrier layer.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die Folie im Schritt b) als Rollenware und/oder als Endlosfolie und/oder als Bogen bereitgestellt und/oder mittels Folienvorschubgerätetechnik in die Kavitätshälfte eingebracht. Insbesondere kann eine IMD-Folie bevorzugt als Rollenware und/oder als Endlosfolie bereitgestellt werden. Eine IMD-Folie kann auch als Bogen bereitgestellt werden. Insbesondere kann eine Insert-Folie bevorzugt als Bogen bereitgestellt werden. Eine Insert-Folie kann auch als Rollenware und/oder als Endlosfolie bereitgestellt werden. According to a further advantageous embodiment of the invention, the film in step b) is supplied as a roll and/or as a continuous film and/or as a sheet provided and/or introduced into the cavity half by means of film feed device technology. In particular, an IMD film can preferably be provided as a roll and/or as a continuous film. An IMD film can also be provided as a sheet. In particular, an insert film can preferably be provided as a sheet. An insert film can also be provided as a roll and/or as a continuous film.
Vorzugsweise wird das Verfahren als ein IMD-Verfahren (IMD = In-Mold Decoration) durchgeführt. Dabei wird die die Dekorschicht umfassende Folie als Transferfolie mit einer Trägerschicht und einer die Dekorschicht aufweisenden Dekorlage insbesondere als Rollenware gefördert und dabei insbesondere gemäß Schritt b) in die erste Kavitätshälfte eingebracht. Preferably, the method is carried out as an IMD method (IMD = In-Mold Decoration). In this case, the film comprising the decorative layer is conveyed as a transfer film with a carrier layer and a decorative layer having the decorative layer, in particular as a roll product, and is introduced into the first cavity half in particular according to step b).
Das Dekorationsverfahren über Lacktransfertechnologie ermöglicht im Vergleich zu anderen Dekorationsverfahren wie beispielsweise Lackieren mittels Nasslacken vorteilhafterweise eine deutlich höhere Designvielfalt. Dadurch können vorteilhafterweise Einzelbilder, technische Designs, haptische Oberflächen und viele andere Designvarianten erzeugt werden. Compared to other decoration processes such as painting using wet paints, the decoration process using paint transfer technology advantageously enables a much greater variety of designs. This makes it possible to create individual images, technical designs, haptic surfaces and many other design variants.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist das Verfahren den weiteren folgenden Schritt auf oder umfasst der Schritt b), e), h), i), j) und/oder Schritt p) den weiteren folgenden Teilschritt: s) Reinigen der Folie und/oder des Bauteils, vorzugsweise der ersten, zweiten und/oder dritten Schicht, insbesondere durch zumindest eine Bürste und/oder ein Gebläse und/oder eine Absaugeinrichtung. According to a further advantageous embodiment of the invention, the method has the further following step or the step b), e), h), i), j) and/or step p) comprises the further following sub-step: s) cleaning the film and/or the component, preferably the first, second and/or third layer, in particular by means of at least one brush and/or a blower and/or a suction device.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist das Verfahren den weiteren folgenden Schritt auf oder umfasst der Schritt j) den weiteren folgenden Teilschritt: t) Bedrucken des Bauteils, vorzugsweise der zweiten und/oder dritten Schicht, insbesondere in zumindest einem ersten und/oder zweiten Bereich, vorzugsweise allein oder in Kombination ausgewählt aus Inkjetdruck, Tiefdruck, Siebdruck, Flachdruck, Hochdruck, Flexodruck, Tampondruck. According to a further advantageous embodiment of the invention, the method comprises the further following step or step j) comprises the further following sub-step: t) printing the component, preferably the second and/or third layer, in particular in at least a first and/or second region, preferably selected alone or in combination from inkjet printing, gravure printing, screen printing, planographic printing, letterpress printing, flexographic printing, pad printing.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist das Verfahren den weiteren folgenden Schritt auf oder umfasst der Schritt b) den weiteren folgenden Teilschritt: u) Vorbehandlung der Folie, vorzugsweise der Grundierungsschicht, insbesondere mittels eines Verfahrens allein oder in Kombination ausgewählt aus Coronabehandlung, Flammbehandlung, Plasmabehandlung. According to a further advantageous embodiment of the invention, the method has the further following step or step b) comprises the further following sub-step: u) pretreatment of the film, preferably the primer layer, in particular by means of a method alone or in combination selected from corona treatment, flame treatment, plasma treatment.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist das Verfahren den weiteren folgenden Schritt auf oder umfasst der Schritt j) den weiteren folgenden Teilschritt: v) Zuschneiden des Bauteils mittels Stanzen oder Wasserstrahlschneiden oder Laserschneiden. According to a further advantageous embodiment of the invention, the method has the further following step or step j) comprises the further following sub-step: v) cutting the component by means of punching or water jet cutting or laser cutting.
Das Zuschneiden bezieht sich vorzugsweise auf ein außenseitiges Zuschneiden. The cutting preferably refers to external cutting.
Vorzugsweise kann das Verfahren den weiteren folgenden Schritt aufweisen oder der Schritt j) kann den weiteren folgenden Teilschritt umfassen: w) Zerteilen des Bauteils in einzelne Nutzen, insbesondere bei Vorliegen von mehrere Nutzen aufweisender Rollenware oder bei Vorliegen eines mehrere Nutzen aufweisenden Bogens. Preferably, the method may comprise the further following step or step j) may comprise the further following sub-step: w) dividing the component into individual panels, in particular in the case of roll goods having multiple panels or in the case of a sheet having multiple panels.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das in Schritt j) erhaltene Bauteil ausgewählt aus der Gruppe Display, Touchfeld, Panel, Blende, Funktionselement, insbesondere aus den folgenden Bereichen: Weiße Ware, Kraftfahrzeuge, Luftfahrt, Schiffe, Haushaltsgeräte, Telekommunikationsgeräte, Konsumgüter, Dokumente, Sicherheitselemente, Etiketten und/oder Elektronikartikel. Die genannten Verfahrensschritte und Unterschritte sind seriell (hintereinander ablaufend) beschrieben. Die genannten Verfahrensschritte und Unterschritte können, insbesondere zur Herstellung mehrerer erfindungsgemäßer Bauteile, auch zumindest teilweise parallel zueinander ablaufen. Dazu wird vorzugsweise die Drehtellertechnik und/oder Würfeltechnik und/oder Wendeplattentechnik verwendet. According to a further advantageous embodiment of the invention, the component obtained in step j) is selected from the group display, touch field, panel, cover, functional element, in particular from the following areas: white goods, motor vehicles, aviation, ships, household appliances, telecommunications equipment, consumer goods, documents, security elements, labels and/or electronic articles. The process steps and sub-steps mentioned are described serially (running one after the other). The process steps and sub-steps mentioned can also run at least partially parallel to one another, in particular for producing several components according to the invention. The rotary plate technology and/or cube technology and/or indexable plate technology is preferably used for this purpose.
Es ist weiter möglich, dass die Verfahrensschritte und Unterschritte einmal oder mehrmals durchgeführt werden. Insbesondere können sich Verfahrensschritte und Unterschritte wiederholen. Die bevorzugte Abfolge der Verfahrensschritte weist zumindest die Reihenfolge von Schritt a) - Schritt b) - Schritt c) - Schritt d) - Schritt e) - Schritt f) - Schritt g) - Schritt h) - Schritt i) - Schritt j) auf, wobei insbesondere zwischen diesen Schritten weitere Schritte oder Unterschritte eingefügt sein können. It is also possible for the method steps and sub-steps to be carried out once or several times. In particular, method steps and sub-steps can be repeated. The preferred sequence of method steps has at least the order of step a) - step b) - step c) - step d) - step e) - step f) - step g) - step h) - step i) - step j), whereby in particular further steps or sub-steps can be inserted between these steps.
Ein Vorteil der Erfindung liegt darin, dass die zumindest eine Dekorschicht umfassende Dekorlage, die erste Schicht und ggf. weitere Dekorschichten und/oder weitere Applikationsschichten durch die darüberliegende, außenliegende und vorzugsweise aus Polyurethan gebildete zweite und/oder dritte Schicht als Schutzschicht geschützt sind. Dadurch werden vorteilhafte Effekte ermöglicht, wie beispielsweise die Erzeugung einer verstärkten optischen Tiefenwirkung. One advantage of the invention is that the decorative layer comprising at least one decorative layer, the first layer and possibly further decorative layers and/or further application layers are protected by the second and/or third layer lying above it, which is preferably made of polyurethane, as a protective layer. This enables advantageous effects, such as the creation of an increased optical depth effect.
Vorteilhafterweise ist die zumindest eine Dekorschicht umfassende Dekorlage nur an einer Seite mit dem weiteren Schichtaufbau beschichtet. Insbesondere ist die zumindest eine Dekorschicht umfassende Dekorlage nicht beidseitig eingekapselt. Daher ist die zumindest eine Dekorschicht umfassende Dekorlage vorteilhafterweise für eine weitere Bearbeitung zugänglich. Insbesondere ist durch den erfindungsgemäßen Schichtaufbau eine direkte Laserbearbeitung der Dekorlage bzw. Dekorschicht möglich, ohne dass dabei durch ein Spritzgussmaterial gelasert werden müsste. Advantageously, the decorative layer comprising at least one decorative layer is only coated on one side with the further layer structure. In particular, the decorative layer comprising at least one decorative layer is not encapsulated on both sides. Therefore, the decorative layer comprising at least one decorative layer is advantageously accessible for further processing. In particular, the layer structure according to the invention enables direct laser processing the decorative layer or decorative layer is possible without having to laser through an injection molding material.
Weiterhin ergeben sich vielseitige Möglichkeiten der Strukturintegrationen. Dabei können Strukturen beispielsweise in einer Kavitätshälfte des Spritzgusswerkzeugs vorgesehen sein. Eine solche Struktur kann beispielsweise auf die zweite und/oder dritte Schicht, das heißt insbesondere auf die aus Polyurethan gebildete Schutzschicht, abgebildet werden, so dass die Struktur im fertigen Bauteil vorderseitig sichtbar ist. Weiterhin kann eine solche Struktur auf die erste Schicht abgebildet werden, so dass die Struktur im fertigen Bauteil rückseitig sichtbar ist. Dabei ist hervorzuheben, dass bei einer rückseitigen Einbringung der Struktur die Dekorlage bzw. Dekorschicht auch sehr gut die Struktur mitabbildet. Als Strukturen können beispielsweise Mikrooder Nanostrukturen vorgesehen sein. Furthermore, there are many possibilities for integrating structures. Structures can be provided in one cavity half of the injection molding tool, for example. Such a structure can be mapped onto the second and/or third layer, i.e. in particular onto the protective layer made of polyurethane, so that the structure is visible on the front of the finished component. Furthermore, such a structure can be mapped onto the first layer so that the structure is visible on the back of the finished component. It should be emphasized that if the structure is introduced on the back, the decorative layer or layer also maps the structure very well. Microstructures or nanostructures can be provided as structures, for example.
Weiterhin sind rückseitige Strukturen, welche sich durch die Dekorlage bzw. Dekorschicht bzw. eine diese umfassende IMD-Folie mit abbilden, hervorragend als Designelement sichtbar. Das Vorsehen von rückseitigen Strukturen kann auch mittels Laser erfolgen. Weiterhin kann eine weitere Applikation mittels Heißprägen und/oder Kaltprägen und/oder Digitaldruck und/oder Functional Foil Bonding (FFB) vorgenommen werden. Furthermore, rear structures, which are reflected by the decorative layer or an IMD film covering it, are clearly visible as a design element. Rear structures can also be provided using a laser. A further application can also be carried out using hot stamping and/or cold stamping and/or digital printing and/or functional foil bonding (FFB).
Das Dekorationsverfahren über eine Transferfolie, wie beispielsweise eine IMD- Folie, das heißt über eine Lacktransfertechnologie, ermöglicht im Vergleich zu anderen Dekorationsverfahren wie Nasslackieren eine deutlich höhere Designvielfalt, so dass Einzelbilder, technische Designs, haptische Oberflächen und viele andere Designvarianten erzeugt werden können. Durch Dekoration mittels Transferfolie ist es möglich, auf einen oder mehrere sich der Dekoration anschließenden Prozess-Folgeschritte zu verzichten, wie z.B. ein separates Überdrucken oder Auslasern von Schriftzügen, Symbolen etc.. Somit können vorteilhafterweise wiederum Kosten bei der Dekoration eingespart werden. Eine Transferfolie könnte alle diese Dekorationselemente wie Dekordruck, Negativdekore wie Schriftzüge oder Symbole etc. bereits im Schichtaufbau der Übertragungslage aufweisen. The decoration process using a transfer film, such as an IMD film, i.e. using a paint transfer technology, enables a significantly greater variety of designs compared to other decoration processes such as wet painting, so that individual images, technical designs, haptic surfaces and many other design variants can be created. By decorating using a transfer film, it is possible to dispense with one or more subsequent process steps following the decoration, such as separate overprinting or lasering of lettering, symbols, etc. This advantageously saves costs on decoration. A Transfer film could contain all of these decorative elements such as decorative printing, negative decorations such as lettering or symbols, etc. already in the layer structure of the transfer layer.
Weiter ist es auch möglich mehrere Dekorlagen und/oder Dekorschichten vorzusehen, sodass vorderseitige und rückseitige Strukturen vorgesehen sind. Das Vorsehen von den vorderseitigen und rückseitigen Strukturen kann auch mittels Laser erfolgen. Weiterhin kann eine Applikation mittels Heißprägen und/oder Kaltprägen und/oder Digitaldruck und/oder Functional Foil Bonding (FFB) vorgenommen werden. It is also possible to provide several decorative layers and/or decorative layers so that front and back structures are provided. The front and back structures can also be provided using a laser. Furthermore, application can be carried out using hot stamping and/or cold stamping and/or digital printing and/or functional foil bonding (FFB).
Bei einer Verwendung von transparenten und/oder transluzenten Kunststoffen kann ein Bauteil durchleuchtet werden. Somit ist eine Lichtintegration für ein entsprechend aufgebautes Bauteil möglich. When transparent and/or translucent plastics are used, a component can be illuminated. This makes it possible to integrate light into a correspondingly constructed component.
Nach Maßgabe der Erfindung wird ein Spritzgusswerkzeug beansprucht, welches eine Haltevorrichtung sowie eine erste, zweite und dritte Kavitätshälfte umfasst. Das Spritzgusswerkzeug wird zum Durchführen eines Verfahrens zum Herstellen eines Bauteils aufweisend einen Schichtaufbau nach einem der Ansprüche 1 bis 12, und/oder zum Durchführen eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 13 bis 22, beansprucht. Die Haltevorrichtung ist zum Halten des zumindest einen an der ersten Schicht ausgebildeten Halteelements ausgestaltet. According to the invention, an injection molding tool is claimed which comprises a holding device and a first, second and third cavity half. The injection molding tool is claimed for carrying out a method for producing a component having a layer structure according to one of claims 1 to 12, and/or for carrying out a method according to one of claims 13 to 22. The holding device is designed to hold the at least one holding element formed on the first layer.
Die Haltevorrichtung ist dabei vorzugsweise beweglich und/oder umfasst beweglich Bestandteile, insbesondere einen beweglichen Klemmrahmen und/oder zumindest einen beweglichen Haltearm. The holding device is preferably movable and/or comprises movable components, in particular a movable clamping frame and/or at least one movable holding arm.
Vorzugsweise umfasst das Spritzgusswerkzeug zusätzlich eine vierte Kavitätshälfte. Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Haltevorrichtung einen Klemmrahmen. Der Klemmrahmen ist zum Herstellen einer dichten Verbindung der ersten Kavitätshälfte mit der die Dekorlage umfassenden Folie ausgestaltet, so dass ein Vakuum zwischen der die Dekorlage umfassenden Folie und der ersten Kavitätshälfte herstellbar ist. Preferably, the injection molding tool additionally comprises a fourth cavity half. According to an advantageous embodiment of the invention, the holding device comprises a clamping frame. The clamping frame is designed to produce a tight connection between the first cavity half and the film comprising the decorative layer, so that a vacuum can be produced between the film comprising the decorative layer and the first cavity half.
Der Klemmrahmen ist vorzugsweise hydraulisch, mechanisch, elektromechanisch und/oder pneumatisch ansteuerbar. Der Klemmrahmen drückt vorzugsweise die die Dekorlage umfassenden Folie gegen die ersten Kavitätshälfte. Vorzugsweise drückt der Klemmrahmen dabei die Folie entlang einer geschlossenen um laufenden Linie gegen die ersten Kavitätshälfte. Der Klemmrahmen weist dazu vorzugsweise eine ringförmige Gestalt auf. Die Ringform kann vorzugsweise rechteckig ausgestaltet sein. Der Klemmrahmen drückt sich dabei vorzugsweise an eine als Kleberschicht für eine Verbindung mit der ersten Schicht ausgestaltete Grundierungsschicht der Folie. The clamping frame can preferably be controlled hydraulically, mechanically, electromechanically and/or pneumatically. The clamping frame preferably presses the film comprising the decorative layer against the first cavity half. The clamping frame preferably presses the film along a closed, circumferential line against the first cavity half. The clamping frame preferably has an annular shape for this purpose. The ring shape can preferably be rectangular. The clamping frame preferably presses itself against a primer layer of the film designed as an adhesive layer for a connection to the first layer.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Klemmrahmen einteilig oder mehrteilig, insbesondere zweiteilig, ausgeführt. According to a further advantageous embodiment of the invention, the clamping frame is designed in one part or in multiple parts, in particular in two parts.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Haltevorrichtung zumindest einen beweglichen Haltearm. Der Haltearm ist hydraulisch, mechanisch, elektromechanisch und/oder pneumatisch ansteuerbar, um den Haltearm vom Halteelement und/oder von der ersten Schicht weg zu bewegen. According to a further advantageous embodiment of the invention, the holding device comprises at least one movable holding arm. The holding arm can be controlled hydraulically, mechanically, electromechanically and/or pneumatically in order to move the holding arm away from the holding element and/or from the first layer.
Der bewegliche Haltearm ist vorzugsweise als Kolben ausgestaltet. Vorzugsweise umfasst die Haltevorrichtung mehrere Haltearme. Die vorzugsweise als Kolben ausgestaltete Haltearme können entlang ihrer Achse in der Haltevorrichtung bewegt werden. Insbesondere kann der Haltearm bzw. können die Haltearme vom Halteelement und/oder von der ersten Schicht weg bewegt werden. Insbesondere kann der bewegliche Haltearm bzw. können die beweglichen Haltearme mit dem Klemmrahmen verbunden sein. Vorzugsweise kann der bewegliche Haltearm bzw. können die beweglichen Haltearme in dem oder an dem Klemmrahmen beweglich gelagert sein. Insbesondere kann der bewegliche Haltearm bzw. können die beweglichen Haltearme aus dem Klemmrahmen heraus in Richtung auf das Halteelement oder in den Klemmrahmen hinein, also von dem Halteelement weg angetrieben beweglich sein. The movable holding arm is preferably designed as a piston. The holding device preferably comprises a plurality of holding arms. The holding arms, which are preferably designed as pistons, can be moved along their axis in the holding device. In particular, the holding arm or arms can be moved away from the holding element and/or from the first layer. In particular, the movable holding arm or arms can be connected to the clamping frame. Preferably, the movable holding arm or arms can be movably mounted in or on the clamping frame. In particular, the movable holding arm or arms can be driven out of the clamping frame in the direction of the holding element or into the clamping frame, i.e. away from the holding element.
Die Anzahl der Haltearme der Haltevorrichtung und die Anzahl der an der ersten Schicht vorgesehenen Halteelemente kann übereinstimmen. Es können im Gegensatz dazu aber auch mehrere Haltearme zu einem Halteelement korrespondieren. Die Anzahl, Anordnung und Orientierung der Haltearme ist dabei insbesondere abhängig von der Geometrie und Größe des Bauteils. The number of holding arms of the holding device and the number of holding elements provided on the first layer can be the same. In contrast, however, several holding arms can also correspond to one holding element. The number, arrangement and orientation of the holding arms depends in particular on the geometry and size of the component.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung bildet die Bewegungsrichtung des Haltearms zu einer Schichtungsebene des Schichtaufbaus einen Entformungswinkel von 1 ° bis 89°, vorzugsweise einen Entformungswinkel von 1 ° bis 60°. According to a further advantageous embodiment of the invention, the direction of movement of the holding arm to a layering plane of the layer structure forms a demolding angle of 1° to 89°, preferably a demolding angle of 1° to 60°.
Das oben beschriebene erfindungsgemäße Verfahren kann mit einem Spritzgusswerkzeug durchgeführt werden, das ein oder mehrere Merkmale des erfindungsgemäßen Spritzgusswerkzeugs aufweist. Vorzugsweise wird das oben beschriebene erfindungsgemäße Verfahren mit dem erfindungsgemäßen Spritzgusswerkzeug durchgeführt. The method according to the invention described above can be carried out with an injection molding tool that has one or more features of the injection molding tool according to the invention. The method according to the invention described above is preferably carried out with the injection molding tool according to the invention.
Selbstverständlich können auch obig angeführte Sachmerkmale äquivalent in einem Verfahren oder angeführte Verfahrensmerkmale im Produkt angewendet werden. Im Folgenden wird die Erfindung anhand von mehreren Ausführungsbeispielen unter Zuhilfenahme der beiliegenden Zeichnungen beispielhaft erläutert. Die gezeigten Ausführungsbeispiele sind daher nicht einschränkend zu verstehen. Of course, the above-mentioned material characteristics can also be applied equivalently in a process or the above-mentioned process characteristics can be applied in the product. The invention is explained below using several embodiments with the aid of the accompanying drawings. The embodiments shown are therefore not to be understood as limiting.
Fig. 1 zeigt schematische Ansichten zu einem ersten erfindungsgemäßen Bauteil. Fig. 1 shows schematic views of a first component according to the invention.
Fig. 2 zeigt schematische Ansichten zu einem zweiten erfindungsgemäßen Bauteil. Fig. 2 shows schematic views of a second component according to the invention.
Fig. 3 zeigt ein Flussdiagramm zu einem beispielhaften erfindungsgemäßen Verfahren. Fig. 3 shows a flow chart of an exemplary method according to the invention.
Fig. 4 zeigt Ansichten zu den einzelnen Schritten des in Fig. 3 dargestellten beispielhaften erfindungsgemäßen Verfahrens bei der Herstellung des ersten erfindungsgemäßen Bauteils. Fig. 4 shows views of the individual steps of the exemplary method according to the invention shown in Fig. 3 in the production of the first component according to the invention.
Fig. 5 zeigt Ansichten zu den einzelnen Schritten des in Fig. 3 dargestellten beispielhaften erfindungsgemäßen Verfahrens bei der Herstellung des zweiten erfindungsgemäßen Bauteils. Fig. 5 shows views of the individual steps of the exemplary method according to the invention shown in Fig. 3 in the production of the second component according to the invention.
Fig. 6 zeigt verschiedene Beispiele für eine Strukturierung einzelner Schichten eines erfindungsgemäßen Bauteils sowie für eine Applikation einer oder mehrerer weiterer Schichten eines erfindungsgemäßen Bauteils. Fig. 6 shows various examples for structuring individual layers of a component according to the invention as well as for applying one or more further layers of a component according to the invention.
Fig. 7 zeigt einen schematischen Aufbau einer (a) IMD-Folie und einen schematischen Aufbau einer (b) Insert-Folie jeweils zum Bereitstellen einer zwischen einer ersten Schicht (Thermoplast) und einer zweiten Schicht (PUR) angeordneten weiteren Dekorlage. Fig. 7 shows a schematic structure of (a) an IMD film and a schematic structure of (b) an insert film, each for providing a between a first layer (thermoplastic) and a second layer (PUR) arranged further decorative layer.
Fig. 8 zeigt einen schematischen Aufbau einer (a) IMD-Folie und einen schematischen Aufbau einer (b) Insert-Folie jeweils zum Bereitstellen einer Dekorlage zum Beschichten mit einer ersten Schicht (Thermoplast). Fig. 8 shows a schematic structure of (a) an IMD film and a schematic structure of (b) an insert film, each for providing a decorative layer for coating with a first layer (thermoplastic).
In Fig. 1 zeigt schematische Ansichten zu einem ersten erfindungsgemäßen Bauteil. Fig. 1 (a) zeigt dazu eine schematische Schnittansicht des ersten erfindungsgemäßen Bauteils. Fig. 1 (b) zeigt eine schematische Draufsicht auf das erste erfindungsgemäße Bauteil. Das erste erfindungsgemäße Bauteil weist einen Schichtaufbau auf. Der Schichtaufbau ist in dieser Reihenfolge durch eine Dekorlage 1 , eine erste Schicht 3, eine weitere Dekorlage 2 und eine zweite Schicht 4 gebildet. Die erste Schicht 3 ist dabei durch einen Thermoplast gebildet. Die erste Schicht 3 wird daher auch als Thermoplastschicht bezeichnet. Die erste Schicht 3 weist beispielsweise eine Schichtdicke von 2 mm auf. Die zweite Schicht 4 ist durch Polyurethan gebildet. Die zweite Schicht 4 wird daher auch als Polyurethanschicht bezeichnet. Die zweite Schicht 4 weist beispielsweise eine Schichtdicke von 1 mm auf. Die Dekorlage 1 ist im vorliegenden Beispiel eine zu transferierende Lage einer IMD-Folie. Die Dekorlage 1 umfasst in dieser Reihenfolge eine Schutzschicht, eine Dekorschicht und eine Grundierungsschicht. Die Grundierungsschicht ist im vorliegenden Beispiel als Kleberschicht für eine Verbindung mit dem Thermoplast der ersten Schicht 3 ausgestaltet. Fig. 1 shows schematic views of a first component according to the invention. Fig. 1 (a) shows a schematic sectional view of the first component according to the invention. Fig. 1 (b) shows a schematic plan view of the first component according to the invention. The first component according to the invention has a layer structure. The layer structure is formed by a decorative layer 1, a first layer 3, a further decorative layer 2 and a second layer 4 in this order. The first layer 3 is formed by a thermoplastic. The first layer 3 is therefore also referred to as a thermoplastic layer. The first layer 3 has a layer thickness of 2 mm, for example. The second layer 4 is formed by polyurethane. The second layer 4 is therefore also referred to as a polyurethane layer. The second layer 4 has a layer thickness of 1 mm, for example. In the present example, the decorative layer 1 is a layer of an IMD film to be transferred. The decorative layer 1 comprises a protective layer, a decorative layer and a primer layer in this order. In the present example, the primer layer is designed as an adhesive layer for bonding to the thermoplastic of the first layer 3.
In einer Abwandlung des ersten erfindungsgemäßen Bauteils wird auf die weitere Dekorlage 2 verzichtet. In diesem Fall ist der Schichtaufbau in dieser Reihenfolge durch eine Dekorlage 1 , eine erste Schicht 3 und eine zweite Schicht 4 gebildet. Die weiteren hier besprochen Merkmale gelten in gleicher Weise auch für diese Abwandlung des ersten erfindungsgemäßen Bauteils. Die erste Schicht 3 bildet im vorliegenden Beispiel zwei Halteelemente aus. Die beiden Halteelemente sind zueinander symmetrisch an zwei gegenüberliegenden Seiten des Bauteils angeordnet. Die Halteelemente sind beim ersten erfindungsgemäßen Bauteil jeweils als nach außen hervorstehende Laschen 5 ausgebildet. Die erste Schicht 3 und die beiden Laschen 5 sind einstückig ausgebildet. Die Laschen 5 sind ebenso wie erste Schicht 3 aus Thermoplast gebildet. Im vorliegenden Beispiel weisen die Laschen 5 an ihrem nach außen hervorstehenden Ende jeweils eine Einbuchtung 6 auf. Diese Einbuchtungen 6 ermöglichen jeweils das Eingreifen eines beweglichen Haltearms 11 einer an einem Spritzgusswerkzeug vorgesehenen Haltevorrichtung. In a modification of the first component according to the invention, the additional decorative layer 2 is omitted. In this case, the layer structure is formed in this order by a decorative layer 1, a first layer 3 and a second layer 4. The other features discussed here also apply in the same way to this modification of the first component according to the invention. In the present example, the first layer 3 forms two holding elements. The two holding elements are arranged symmetrically to one another on two opposite sides of the component. In the first component according to the invention, the holding elements are each designed as outwardly projecting tabs 5. The first layer 3 and the two tabs 5 are formed in one piece. The tabs 5, like the first layer 3, are made of thermoplastic. In the present example, the tabs 5 each have an indentation 6 at their outwardly projecting end. These indentations 6 each enable the engagement of a movable holding arm 11 of a holding device provided on an injection molding tool.
Fig. 1 (c) zeigt dazu eine Detailansicht als schematische Schnittansicht. Die Haltevorrichtung umfasst außer dem Haltearm 11 einen Klemmrahmen 10, welcher die die Dekorlage 1 aufweisende Folie, im vorliegenden Beispiel IMD- Folie, an die erste Kavitätshälfte 7 andrückt. Die Haltevorrichtung kann zusätzlich noch weitere Haltearme 11 aufweisen, im vorliegenden Beispiel einen weiteren Haltearm 11 (nicht dargestellt in der Detailansicht). Jeder Haltearm 11 ist beweglich entlang seiner Achse in einer Bohrung im Klemmrahmen 10 aufgenommen. Das äußere Ende des Haltearms 11 bildet dabei einen Vorsprung, welcher formschlüssig in die an der Lasche 5 vorgesehene Einbuchtung 6 eingreift. Auf diese Weise blockiert die Haltevorrichtung eine Bewegung des Bauteils sowohl in eine Richtung nach oben, als auch in eine Richtung nach unten. Das heißt die Haltevorrichtung blockiert eine Bewegung des Bauteils in beiden Richtungen senkrecht zur ersten Schicht 3. Weiterhin sind die beiden Haltearme 11 der Haltevorrichtung korrespondierend zu den Halteelementen des Bauteils zueinander symmetrisch und einander gegenüberliegend angeordnet. Daher wird auch eine seitliche Bewegung des Bauteils, das heißt eine Bewegung in der Schichtungsebene, durch die beiden gegenüberliegenden Haltearme 11 gehindert. Dadurch ist vorteilhafterweise ein sicheres Halten des Bauteils in der Haltevorrichtung ermöglicht. Der Haltearm 11 ist im vorliegenden Beispiel als Kolben ausgestaltet, welcher entlang seiner Achse beweglich ist. Der Haltearm 11 ermöglicht somit durch ein Zurückfahren aus der Einbuchtung 6 ein Freigeben des Halteelements und damit des Bauteils. Dazu kann der Haltearm 11 elektromechanisch angesteuert werden. Fig. 1 (c) shows a detailed view as a schematic sectional view. In addition to the holding arm 11, the holding device comprises a clamping frame 10 which presses the film having the decorative layer 1, in the present example IMD film, onto the first cavity half 7. The holding device can also have further holding arms 11, in the present example a further holding arm 11 (not shown in the detailed view). Each holding arm 11 is accommodated in a bore in the clamping frame 10 so as to be movable along its axis. The outer end of the holding arm 11 forms a projection which engages in a form-fitting manner in the indentation 6 provided on the tab 5. In this way, the holding device blocks movement of the component in both an upward and a downward direction. This means that the holding device blocks movement of the component in both directions perpendicular to the first layer 3. Furthermore, the two holding arms 11 of the holding device are arranged symmetrically to one another and opposite one another, corresponding to the holding elements of the component. Therefore, a lateral movement of the component, i.e. a movement in the layering plane, is prevented by the two opposing holding arms 11. This means that advantageously enables the component to be held securely in the holding device. In the present example, the holding arm 11 is designed as a piston which is movable along its axis. The holding arm 11 thus enables the holding element and thus the component to be released by moving back out of the recess 6. The holding arm 11 can be controlled electromechanically for this purpose.
Fig. 2 zeigt schematische Ansichten zu einem zweiten erfindungsgemäßen Bauteil. Fig. 2 (a) zeigt dazu eine schematische Schnittansicht des zweiten erfindungsgemäßen Bauteils. Fig. 2 (b) zeigt eine schematische Draufsicht auf das zweite erfindungsgemäße Bauteil. Das zweite erfindungsgemäße Bauteil weist einen Schichtaufbau auf. Der Schichtaufbau hat die gleiche Abfolge wie beim ersten erfindungsgemäßen Bauteil. Ebenso kann in einer Abwandlung des zweiten erfindungsgemäßen Bauteils auf die weitere Dekorlage 2 verzichtet werden. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird auf die Erläuterungen zum ersten erfindungsgemäßen Bauteil verwiesen, die hier identisch gelten. Fig. 2 shows schematic views of a second component according to the invention. Fig. 2 (a) shows a schematic sectional view of the second component according to the invention. Fig. 2 (b) shows a schematic plan view of the second component according to the invention. The second component according to the invention has a layer structure. The layer structure has the same sequence as in the first component according to the invention. Likewise, in a modification of the second component according to the invention, the additional decorative layer 2 can be dispensed with. To avoid repetition, reference is made to the explanations for the first component according to the invention, which apply identically here.
Die erste Schicht 3 bildet auch beim zweiten erfindungsgemäßen Bauteil zwei Halteelemente aus. Die beiden Halteelemente sind auch zueinander symmetrisch an zwei gegenüberliegenden Seiten des Bauteils vorgesehen. Im Unterschied zum ersten erfindungsgemäßen Bauteil sind die Halteelemente beim zweiten erfindungsgemäßen Bauteil ohne die nach außen hervorstehenden Laschen ausgebildet. Die Halteelemente sind jeweils als eine Einbuchtung 6 in der ersten Schicht ausgebildet. Dabei erstrecken sich die Einbuchtungen jeweils über einen Flächenbereich, über den sich auch die darunterliegende Dekorlage 1 erstreckt. Im vorliegenden Beispiel erstreckt sich auch die darüberliegende weitere Dekorlage 2 über diese Flächenbereiche. Die zweite Schicht 4 ist im vorliegenden Beispiel im Vergleich zu den darunterliegenden Schichten zurückversetzt, so dass diese die darunterliegenden Schichten in einem um laufenden Randbereich nicht bedeckt. Die zweite Schicht 4 erstreckt sich im vorliegenden Beispiel entsprechend auch nicht über den von den Einbuchtungen aufgespannten Flächenbereichen. Der von der zweiten Schicht 4 aufgespannte Flächenbereich kann auch bündig mit dem Flächenbereich der ersten Schicht 2 abschließen. The first layer 3 also forms two holding elements in the second component according to the invention. The two holding elements are also provided symmetrically to one another on two opposite sides of the component. In contrast to the first component according to the invention, the holding elements in the second component according to the invention are designed without the outwardly protruding tabs. The holding elements are each designed as an indentation 6 in the first layer. The indentations each extend over a surface area over which the underlying decorative layer 1 also extends. In the present example, the additional decorative layer 2 above also extends over these surface areas. In the present example, the second layer 4 is set back compared to the layers below it, so that it does not cover the layers below it in a peripheral edge area. In the present example, the second layer 4 also extends accordingly not over the surface areas spanned by the indentations. The surface area spanned by the second layer 4 can also be flush with the surface area of the first layer 2.
Die Einbuchtungen 6 ermöglichen wiederum jeweils das Eingreifen eines beweglichen Haltearms 11 einer an einem Spritzgusswerkzeug vorgesehenen Haltevorrichtung. Fig. 2 (c) zeigt dazu eine Detailansicht als schematische Schnittansicht. Die Haltevorrichtung umfasst außer dem Haltearm 11 einen Klemmrahmen 10, welcher die die Dekorlage 1 aufweisende Folie, im vorliegenden Beispiel IMD-Folie, an die erste Kavitätshälfte 7 andrückt. Die Haltevorrichtung kann zusätzlich noch weitere Haltearme 11 aufweisen, im vorliegenden Beispiel einen weiteren Haltearm 11 (nicht dargestellt in der Detailansicht). Jeder Haltearm 11 ist beweglich entlang seiner Achse in einer Bohrung im Klemmrahmen 10 aufgenommen. Das äußere Ende des Haltearms 11 bildet dabei einen Vorsprung, welcher formschlüssig in die in der ersten Schicht 3 vorgesehene Einbuchtung 6 eingreift. Auf diese Weise blockiert die Haltevorrichtung eine Bewegung des Bauteils sowohl in eine Richtung nach oben, als auch in eine Richtung nach unten. Das heißt die Haltevorrichtung blockiert eine Bewegung des Bauteils in beiden Richtungen senkrecht zur ersten Schicht 3. Weiterhin sind die beiden Haltearme 11 der Haltevorrichtung korrespondierend zu den Halteelementen des Bauteils zueinander symmetrisch und einander gegenüberliegend angeordnet. Daher wird auch eine seitliche Bewegung des Bauteils, das heißt eine Bewegung in der Schichtungsebene, durch die beiden gegenüberliegenden Haltearme 11 gehindert. Dadurch ist vorteilhafterweise ein sicheres Halten des Bauteils in der Haltevorrichtung ermöglicht. Der Haltearm 11 ist im vorliegenden Beispiel als Kolben ausgestaltet, welcher entlang seiner Achse beweglich ist. Der Haltearm 11 ermöglicht somit durch ein Zurückfahren aus der Einbuchtung 6 ein Freigeben des Halteelements und damit des Bauteils. Dazu kann der Haltearm 11 elektromechanisch angesteuert werden. Fig. 3 zeigt ein Flussdiagramm zu einem beispielhaften erfindungsgemäßen Verfahren. The indentations 6 in turn enable the engagement of a movable holding arm 11 of a holding device provided on an injection molding tool. Fig. 2 (c) shows a detailed view as a schematic sectional view. In addition to the holding arm 11, the holding device comprises a clamping frame 10 which presses the film having the decorative layer 1, in the present example IMD film, onto the first cavity half 7. The holding device can additionally have further holding arms 11, in the present example a further holding arm 11 (not shown in the detailed view). Each holding arm 11 is accommodated movably along its axis in a hole in the clamping frame 10. The outer end of the holding arm 11 forms a projection which engages in a form-fitting manner in the indentation 6 provided in the first layer 3. In this way, the holding device blocks movement of the component in both an upward and a downward direction. This means that the holding device blocks movement of the component in both directions perpendicular to the first layer 3. Furthermore, the two holding arms 11 of the holding device are arranged symmetrically to one another and opposite one another, corresponding to the holding elements of the component. Therefore, lateral movement of the component, i.e. movement in the layering plane, is also prevented by the two opposing holding arms 11. This advantageously enables the component to be held securely in the holding device. In the present example, the holding arm 11 is designed as a piston which is movable along its axis. The holding arm 11 thus enables the holding element and thus the component to be released by moving back out of the indentation 6. The holding arm 11 can be controlled electromechanically for this purpose. Fig. 3 shows a flow chart of an exemplary method according to the invention.
Fig. 4 zeigt Ansichten zu den einzelnen Schritten des in Fig. 3 dargestellten beispielhaften erfindungsgemäßen Verfahrens bei der Herstellung des ersten erfindungsgemäßen Bauteils. In diesem Fall werden Laschen 5 mit Einbuchtungen 6 an der ersten Schicht 3 ausgebildet. Fig. 4 shows views of the individual steps of the exemplary method according to the invention shown in Fig. 3 in the production of the first component according to the invention. In this case, tabs 5 with indentations 6 are formed on the first layer 3.
Fig. 5 zeigt Ansichten zu den einzelnen Schritten des in Fig. 3 dargestellten beispielhaften erfindungsgemäßen Verfahrens bei der Herstellung des zweiten erfindungsgemäßen Bauteils. In diesem Fall werden Einbuchtungen 6 in der ersten Schicht 3 ohne das Vorsehen von Laschen ausgebildet. Fig. 5 shows views of the individual steps of the exemplary method according to the invention shown in Fig. 3 in the production of the second component according to the invention. In this case, indentations 6 are formed in the first layer 3 without the provision of tabs.
Die Schritte des beispielhaften erfindungsgemäßen Verfahrens werden gemeinsam für die Figuren 3 bis 5 erläutert. Das Verfahren wird mit einem Spritzgusswerkzeug durchgeführt. Das Spritzgusswerkzeug umfasst die Haltevorrichtung sowie eine erste 7, zweite 8 und dritte Kavitätshälfte 9. Die Haltevorrichtung weist einen Klemmrahmen 10 sowie korrespondierend zu den zwei herzustellenden Einbuchtungen 6 zwei symmetrisch gegenüberliegende Haltearme 11 auf. The steps of the exemplary method according to the invention are explained together for Figures 3 to 5. The method is carried out using an injection molding tool. The injection molding tool comprises the holding device and a first 7, second 8 and third cavity half 9. The holding device has a clamping frame 10 and two symmetrically opposite holding arms 11 corresponding to the two indentations 6 to be produced.
Die folgenden Schritte erfolgen vorzugsweise nacheinander. The following steps are preferably carried out one after the other.
In einem Schritt S01 wird eine IMD-Folie in die erste Kavitätshälfte 7 eingelegt. Die IMD-Folie wird so in die erste Kavitätshälfte 7 eingelegt, dass die Trägerseite der IMD-Folie an der ersten Kavitätshälfte 7 anliegt. Die die Dekorlage 1 aufweisende Rückseite der IMD-Folie ist folglich später dem Spritzgussmaterial zugewandt. Nach dem Einlegen wird die IMD-Folie von einem Klemmrahmen 10 fest an die erste Kavitätshälfte 7 angedrückt. Der Klemmrahmen 10 weist in Draufsicht eine ringförmige Gestalt auf. Die Ringform ist dabei rechteckig ausgestaltet. Der Klemmrahmen 10 drückt die IMD-Folie entlang einer geschlossenen um laufenden Linie fest an die erste Kavitätshälfte 7. Zusätzlich zum Andrücken der IMD-Folie an die erste Kavitätshälfte 7 durch den Klemmrahmen 10 wird ein Vakuum zwischen der IMD-Folie und der ersten Kavitätshälfte 7 hergestellt, so dass die IMD-Folie gegen die erste KavitätshälfteIn a step S01, an IMD film is inserted into the first cavity half 7. The IMD film is inserted into the first cavity half 7 in such a way that the carrier side of the IMD film rests against the first cavity half 7. The back of the IMD film, which has the decorative layer 1, is therefore later facing the injection molding material. After insertion, the IMD film is pressed firmly against the first cavity half 7 by a clamping frame 10. The clamping frame 10 has a ring-shaped shape in plan view. The ring shape is rectangular. The clamping frame 10 presses the IMD film along a closed, continuous line to the first cavity half 7. In addition to pressing the IMD foil against the first cavity half 7 by the clamping frame 10, a vacuum is created between the IMD foil and the first cavity half 7, so that the IMD foil is pressed against the first cavity half
7 angesaugt wird. 7 is sucked in.
In einem Schritt S02 wird das Spritzgusswerkzeug durch Einsetzen der zweiten Kavitätshälfte 8 in die erste Kavitätshälfte 7 geschlossen. Dabei entsteht ein erster Hohlraum an der die Dekorlage 1 aufweisenden Rückseite der IMD-Folie. Der erste Hohlraum wird durch die Dekorlage 1 , durch die zweite KavitätshälfteIn a step S02, the injection molding tool is closed by inserting the second cavity half 8 into the first cavity half 7. This creates a first cavity on the back of the IMD film, which has the decorative layer 1. The first cavity is formed by the decorative layer 1, by the second cavity half
8 und durch die im Klemmrahmen 10 vorgesehenen Haltearme 11 begrenzt.8 and limited by the holding arms 11 provided in the clamping frame 10.
Der Klemmrahmen 10 und die Haltearme 11 bilden zusammen die Haltevorrichtung. Außerdem kann der erste Hohlraum teilweise durch die erste Kavitätshälfte 7 begrenzt sein. Der erste Hohlraum entspricht dem Volumen der mittels Hinterspritzen herzustellenden ersten Schicht 3. Im Fall des ersten erfindungsgemäßen Bauteils umfasst der erste Hohlraum daher auch das Volumen der zusammen mit der ersten Schicht 3 herzustellenden Laschen 5 (siehe Figur 4, Schritt 2). Außerdem weist der erste Hohlraum in diesem Fall jeweils eine Einbuchtung am äußeren Ende des Volumens der Laschen auf. Die Einbuchtungen werden dabei jeweils durch das Hineinragen eines am Ende des Haltearms 11 vorgesehenen Vorsprungs in den ersten Hohlraum gebildet. Im Fall des zweiten erfindungsgemäßen Bauteils weist der erste Hohlraum die in der ersten Schicht 3 herzustellenden Einbuchtungen auf (siehe Figur 5, Schritt 2). Auch in diesem Fall werden die Einbuchtungen jeweils durch das Hineinragen eines am Ende des Haltearms 11 vorgesehenen Vorsprungs in den ersten Hohlraum gebildet. The clamping frame 10 and the holding arms 11 together form the holding device. In addition, the first cavity can be partially delimited by the first cavity half 7. The first cavity corresponds to the volume of the first layer 3 to be produced by means of back-injection molding. In the case of the first component according to the invention, the first cavity therefore also includes the volume of the tabs 5 to be produced together with the first layer 3 (see Figure 4, step 2). In addition, the first cavity in this case has an indentation at the outer end of the volume of the tabs. The indentations are each formed by a projection provided at the end of the holding arm 11 protruding into the first cavity. In the case of the second component according to the invention, the first cavity has the indentations to be produced in the first layer 3 (see Figure 5, step 2). In this case too, the indentations are each formed by a projection provided at the end of the holding arm 11 protruding into the first cavity.
In einem Schritt S03 wird die IMD-Folie an ihrer die die Dekorlage 1 aufweisenden Rückseite unmittelbar mit einem Thermoplast hinterspritzt. Dabei wird der erste Hohlraum mit dem Thermoplast gefüllt. Dabei wird die erste Schicht 3 ausgebildet. Im Fall des ersten erfindungsgemäßen Bauteils werden zusammen mit der ersten Schicht 3 auch die beiden Laschen 5 ausgebildet (siehe Figur 4, Schritt 3). Die Laschen 5 weisen in diesem Fall entsprechend den zuvor am ersten Hohlraum abgeformten Einbuchtungen jeweils eine Einbuchtung 6 an ihrem äußeren Ende auf. Der jeweils am Ende des jeweiligen Haltearms 11 vorgesehene Vorsprung greift daher jeweils formschlüssig in die entsprechende Einbuchtung 6 ein. Im Fall des zweiten erfindungsgemäßen Bauteils werden in der ersten Schicht 3 die beiden Einbuchtungen 6 entsprechend den zuvor am ersten Hohlraum durch die am Ende der Haltearme 11 vorgesehenen Vorsprünge abgeformten Einbuchtungen ausgebildet (siehe Figur 5, Schritt 3). Auch in diesem Fall greift jeweils der am Ende des jeweiligen Haltearms 11 vorgesehene Vorsprung daher formschlüssig in die entsprechende Einbuchtung 6 ein. In a step S03, the IMD film is directly back-injected with a thermoplastic on its rear side, which has the decorative layer 1. The first cavity is filled with the thermoplastic. The first layer 3 is formed. In the case of the first component according to the invention, together with the first layer 3, the two tabs 5 are also formed (see Figure 4, step 3). In this case, the tabs 5 each have an indentation 6 at their outer end corresponding to the indentations previously formed in the first cavity. The projection provided at the end of the respective holding arm 11 therefore engages in the corresponding indentation 6 in a form-fitting manner. In the case of the second component according to the invention, the two indentations 6 are formed in the first layer 3 corresponding to the indentations previously formed in the first cavity by the projections provided at the end of the holding arms 11 (see Figure 5, step 3). In this case too, the projection provided at the end of the respective holding arm 11 therefore engages in the corresponding indentation 6 in a form-fitting manner.
In einem Schritt S04 wird das Spritzgusswerkzeug nach Ablauf einer Kühlzeit von beispielsweise 60 Sekunden geöffnet. Dazu wird die zweite Kavitätshälfte 8 entfernt. Dabei werden die Halteelemente durch die Haltearme 11 der Haltevorrichtung gehalten. Ebenso drückt der Klemmrahmen 10 weiter die IMD- Folie an die ersten Kavitätshälfte 7 und das Vakuum zwischen IMD-Folie und erster Kavitätshälfte 7 wird aufrechterhalten. Daher verbleibt die mit der ersten Schicht 3 beschichtete IMD-Folie beim Öffnen des Spritzgusswerkzeugs sicher und formstabil in der ersten Kavitätshälfte 7. In a step S04, the injection molding tool is opened after a cooling time of, for example, 60 seconds. To do this, the second cavity half 8 is removed. The holding elements are held by the holding arms 11 of the holding device. The clamping frame 10 also continues to press the IMD film onto the first cavity half 7 and the vacuum between the IMD film and the first cavity half 7 is maintained. Therefore, the IMD film coated with the first layer 3 remains safe and dimensionally stable in the first cavity half 7 when the injection molding tool is opened.
In einem Schritt S05 wird das Spritzgusswerkzeug durch Einsetzen der dritten Kavitätshälfte 9 in die erste Kavitätshälfte 7 geschlossen. Dabei entsteht ein an der an der ersten Schicht 3 anliegender zweiter Hohlraum. Der zweite Hohlraum wird außerdem durch die dritte Kavitätshälfte 9 begrenzt. Der zweite Hohlraum entspricht dem Volumen der mittels Überflutens mit Polyurethan herzustellenden zweiten Schicht 4. In a step S05, the injection molding tool is closed by inserting the third cavity half 9 into the first cavity half 7. This creates a second cavity adjacent to the first layer 3. The second cavity is also delimited by the third cavity half 9. The second cavity corresponds to the volume of the second layer 4 to be produced by flooding with polyurethane.
Alternativ dazu kann in weiteren Ausgestaltungen zunächst eine weitereAlternatively, in further embodiments, a further
Dekorschicht und/oder eine weitere zumindest eine weitere Dekorschicht umfassende Dekorlage 2 auf der ersten Schicht 3 angeordnet werden. Beim Schließen des Spritzgusswerkzeugs durch Einsetzen der dritten Kavitätshälfte 9 in die erste Kavitätshälfte 7 (Schritt S05) entsteht somit ein an der an der ersten Schicht 3, an der weiteren Dekorschicht und/oder an der weiteren Dekorlage anliegender zweiter Hohlraum. Der zweite Hohlraum wird außerdem wieder durch die dritte Kavitätshälfte 9 begrenzt. Der zweite Hohlraum entspricht ebenfalls dem Volumen der mittels Überflutens mit Polyurethan herzustellenden zweiten Schicht 4. Decorative layer and/or at least one further decorative layer comprehensive decorative layer 2 can be arranged on the first layer 3. When the injection mold is closed by inserting the third cavity half 9 into the first cavity half 7 (step S05), a second cavity is created which is adjacent to the first layer 3, the further decorative layer and/or the further decorative layer. The second cavity is also again delimited by the third cavity half 9. The second cavity also corresponds to the volume of the second layer 4 to be produced by flooding with polyurethane.
Das Wechseln der Kavitätshälfte von der zweiten 8 zur dritten Kavitätshälfte 9 kann beispielsweise mittels Drehteller-, Schiebetisch- und/oder Wendeplattentechnologie erfolgen. Changing the cavity half from the second 8 to the third cavity half 9 can be done, for example, by means of turntable, sliding table and/or indexable plate technology.
In einem Schritt S06 wird die der IMD-Folie abgewandte Oberfläche der ersten Schicht 3 mit Polyurethan überflutet. Dabei wird der zweite Hohlraum mit dem Polyurethan gefüllt. Dabei wird die zweite Schicht 4 aus Polyurethan ausgebildet. Mit dem Fertigstellen der zweiten Schicht 4 ist die IMD-Folie mit der ersten 3 und der zweiten Schicht 4 beschichtet. Die erste Schicht 3 weist dabei die oben beschriebenen Halteelemente auf. Damit ist bereits ein erfindungsgemäßes Bauteil realisiert. In a step S06, the surface of the first layer 3 facing away from the IMD film is flooded with polyurethane. The second cavity is filled with the polyurethane. The second layer 4 is formed from polyurethane. When the second layer 4 is completed, the IMD film is coated with the first 3 and the second layer 4. The first layer 3 has the holding elements described above. A component according to the invention has thus already been realized.
Im vorliegenden Beispiel wird die ersten Schicht 3 unmittelbar mit Polyurethan überflutet. In den weiteren Ausgestaltungen, bei denen eine weitere Dekorschicht und/oder eine zumindest eine weitere Dekorschicht umfassende weitere Dekorlage auf der ersten Schicht 3 angeordnet werden (siehe Alternative im Schritt S05), werden die weitere Dekorschicht, die weitere Dekorlage und/oder die erste Schicht 3 im Schritt S06 mit Polyurethan überflutet. In the present example, the first layer 3 is immediately flooded with polyurethane. In the further embodiments in which a further decorative layer and/or a further decorative layer comprising at least one further decorative layer is arranged on the first layer 3 (see alternative in step S05), the further decorative layer, the further decorative layer and/or the first layer 3 are flooded with polyurethane in step S06.
In einem Schritt S07 wird das Spritzgusswerkzeug nach Ablauf einer Kühlzeit von beispielsweise 60 Sekunden geöffnet. Dazu wird die dritte Kavitätshälfte 9 entfernt. Dabei werden die Halteelemente weiterhin durch die Haltearme 11 der Haltevorrichtung gehalten. Insbesondere ist eine Haftkraft der Halteelemente an den Haltearmen 11 größer als eine Haftkraft der aus Polyurethan gebildeten zweiten Schicht 4 an der dritte Kavitätshälfte 9. Außerdem drückt der Klemmrahmen 10 weiter die IMD-Folie an die ersten Kavitätshälfte 7 und das Vakuum zwischen IMD-Folie und erster Kavitätshälfte 7 wird aufrechterhalten. Daher verbleibt das Bauteil beim Öffnen des Spritzgusswerkzeugs sicher und formstabil in der ersten Kavitätshälfte 7. In a step S07, the injection mold is opened after a cooling time of, for example, 60 seconds. For this purpose, the third cavity half 9 removed. The holding elements continue to be held by the holding arms 11 of the holding device. In particular, an adhesive force of the holding elements on the holding arms 11 is greater than an adhesive force of the second layer 4 made of polyurethane on the third cavity half 9. In addition, the clamping frame 10 continues to press the IMD film onto the first cavity half 7 and the vacuum between the IMD film and the first cavity half 7 is maintained. Therefore, the component remains safe and dimensionally stable in the first cavity half 7 when the injection mold is opened.
In einem Schritt S08 werden die Halteelemente durch die Haltevorrichtung freigegeben. Dazu werden die Haltearme 11 der Haltevorrichtung jeweils aus dem korrespondierenden Halteelement herausbewegt. Im vorliegenden Beispiel werden die als Kolben ausgestaltete Haltearme 11 dazu entlang ihrer Achse in der Haltevorrichtung zurückgefahren. Die Bewegungsrichtung der Haltearme bildet dabei jeweils einen Entformungswinkel 12 von 30° bezüglich der Ebene der ersten Schicht 3. Durch das Zurückfahren der Haltearme 11 wird der Formschluss zwischen dem jeweiligen Haltearm 11 und dem korrespondierenden Halteelement überwunden. Nach dem Zurückfahren der Haltearme 11 wird der Klemmrahmen 10 von IMD-Folie gelöst. Außerdem wird das Evakuieren zwischen der IMD-Folie und der ersten Kavitätshälfte 7 beendet. Somit kann das Bauteil aus dem Spritzgusswerkzeug entnommen werden. In a step S08, the holding elements are released by the holding device. For this purpose, the holding arms 11 of the holding device are each moved out of the corresponding holding element. In the present example, the holding arms 11 designed as pistons are retracted along their axis in the holding device. The direction of movement of the holding arms forms a demolding angle 12 of 30° with respect to the plane of the first layer 3. By retracting the holding arms 11, the form fit between the respective holding arm 11 and the corresponding holding element is overcome. After the holding arms 11 have retracted, the clamping frame 10 is released from the IMD film. In addition, the evacuation between the IMD film and the first cavity half 7 is ended. The component can thus be removed from the injection molding tool.
Nach dem Schritt S08 können in einem weiteren, nicht in den Figuren gezeigten Schritt eine Trägerschicht und eine Ablöseschicht der IMD-Folie vom Bauteil abgelöst werden. Weitere Erläuterungen dazu ergeben sich aus Fig. 8 (a) und der zugehörigen Beschreibung. After step S08, a carrier layer and a release layer of the IMD film can be detached from the component in a further step not shown in the figures. Further explanations can be found in Fig. 8 (a) and the associated description.
In einem weiteren Schritt (nicht dargestellt) können die beiden als Laschen 5 ausgestalteten Halteelemente entfernt werden. Das Entfernen der Laschen 5 kann durch Schneiden (beispielsweise mit einem Messer) und/oder durch Laserschneiden erfolgen. In a further step (not shown), the two retaining elements designed as tabs 5 can be removed. Removing the tabs 5 can be done by cutting (e.g. with a knife) and/or by laser cutting.
Fig. 6 zeigt verschiedene Beispiele für eine Strukturierung einzelner Schichten eines erfindungsgemäßen Bauteils. Fig. 6 zeigt außerdem Beispiele für eine Applikation einer oder mehrerer Schichten zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Bauteils. Fig. 6 shows various examples of structuring individual layers of a component according to the invention. Fig. 6 also shows examples of applying one or more layers to produce a component according to the invention.
In einem ersten Beispiel (Fig. 6 (a)) weist die Dekorlage 1 eine Oberflächenstruktur auf. Die Oberflächenstruktur kann Designelemente umfassen oder verstärken. Weiterhin kann die Oberflächenstruktur haptische und/oder optische Effekte bewirken. Die Oberflächenstruktur kann beispielsweise Mikro- oder Nanostrukturen umfassen. In a first example (Fig. 6 (a)), the decorative layer 1 has a surface structure. The surface structure can include or reinforce design elements. Furthermore, the surface structure can cause haptic and/or optical effects. The surface structure can include, for example, micro- or nanostructures.
Die Oberflächenstruktur kann bereits vor dem Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens an der Dekorlage 1 der in das Spritzgusswerkzeug einzulegenden IMD-Folie vorgesehen sein. Die Oberflächenstruktur kann durch die erste Kavitätshälfte 7 auf die Dekorlage 1 aufgebracht, insbesondere abgeformt werden. Weiterhin kann die Oberflächenstruktur an der Dekorlage 1 in einem weiteren Schritt nach dem Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens und/oder nach dem Aufbringen der zweiten Schicht 4 auf die erste Schicht 3 vorgesehen werden. Dazu kann beispielsweise eine Nachbearbeitung mittels Laser, Prägen und/oder Fräsen erfolgen. Weiterhin kann eine erste Applikation 1 ‘ mittels Digitaldruck und/oder Heißprägen und/oder Kaltprägen und/oder Functional Foil Bonding (FFB) vorgenommen werden. Vorzugsweise wird die erste Applikation 1‘ mittels Digitaldruck und/oder Heißprägen und/oder Kaltprägen und/oder Functional Foil Bonding (FFB) auf der Dekorlage 1 aufgebracht (siehe dazu auch Fig. 6 (f), 6 (g) und 6 (i)). Die Oberflächenstruktur und/oder die erste Applikation 1 ‘ kann an der Dekorlage 1 durch eine Nachbearbeitung der Rückseite des Bauteils nach dem Aufbringen der zweiten Schicht 4 und dem Entnehmen des Bauteils aus der ersten Kavitätshälfte 7 vorgesehen werden. Weiterhin ist es möglich, dass die Oberflächenstruktur und/oder erste Applikation 1 ‘ an der Dekorlage 1 nach dem Aufbringen der ersten Schicht 3 und vor dem Aufbringen der zweiten Schicht 4 vorgesehen wird. The surface structure can already be provided on the decorative layer 1 of the IMD film to be inserted into the injection molding tool before the method according to the invention is carried out. The surface structure can be applied, in particular molded, to the decorative layer 1 through the first cavity half 7. Furthermore, the surface structure can be provided on the decorative layer 1 in a further step after the method according to the invention has been carried out and/or after the second layer 4 has been applied to the first layer 3. For this purpose, post-processing can be carried out, for example, by means of laser, embossing and/or milling. Furthermore, a first application 1 'can be carried out by means of digital printing and/or hot embossing and/or cold embossing and/or functional foil bonding (FFB). The first application 1' is preferably applied to the decorative layer 1 by means of digital printing and/or hot embossing and/or cold embossing and/or functional foil bonding (FFB) (see also Fig. 6 (f), 6 (g) and 6 (i)). The surface structure and/or the first application 1' can be provided on the decorative layer 1 by post-processing the back of the component after the application of the second layer 4 and the removal of the component from the first cavity half 7. It is also possible for the surface structure and/or first application 1' to be provided on the decorative layer 1 after the application of the first layer 3 and before the application of the second layer 4.
In einem zweiten Beispiel (Fig. 6 (b)) weist die Dekorlage 1 eine Oberflächenstruktur auf, die durch zwei Bearbeitungsschritte erzeugt wurde. Beispielsweise kann die Dekorlage 1 bereits vor dem Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens eine eigene Oberflächenstruktur aufweisen. Zusätzlich kann eine Oberflächenstruktur durch die erste Kavitätshälfte 7 auf die Dekorlage 1 abgeformt werden. In a second example (Fig. 6 (b)), the decorative layer 1 has a surface structure that was produced by two processing steps. For example, the decorative layer 1 can already have its own surface structure before the method according to the invention is carried out. In addition, a surface structure can be molded onto the decorative layer 1 through the first cavity half 7.
In einem dritten Beispiel (Fig. 6 (c)) weist die aus Polyurethan gebildete zweite Schicht 4 eine Oberflächenstruktur auf. Diese Oberflächenstruktur kann auch Designelemente umfassen oder verstärken. Weiterhin kann diese Oberflächenstruktur haptische und/oder optische Effekte bewirken. Die Oberflächenstruktur kann beispielsweise Mikro- oder Nanostrukturen umfassen. In a third example (Fig. 6 (c)), the second layer 4 formed from polyurethane has a surface structure. This surface structure can also include or reinforce design elements. Furthermore, this surface structure can cause haptic and/or optical effects. The surface structure can include, for example, micro- or nanostructures.
Diese Oberflächenstruktur kann durch die dritte Kavitätshälfte 9 auf die zweite Schicht 4 abgeformt werden. Weiterhin kann diese Oberflächenstruktur in einem weiteren Schritt nach dem Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens an der zweiten Schicht 4 hergestellt werden. Dazu kann beispielsweise eine Nachbearbeitung mittels Laser, Prägen und/oder Fräsen erfolgen. This surface structure can be molded onto the second layer 4 through the third cavity half 9. Furthermore, this surface structure can be produced in a further step after carrying out the method according to the invention on the second layer 4. For this purpose, post-processing can be carried out by means of laser, embossing and/or milling, for example.
In einem vierten Beispiel (Fig. 6 (d)) weisen sowohl die Dekorlage 1 als auch die aus Polyurethan gebildete zweite Schicht 4 eine Oberflächenstruktur auf. Für die jeweilige Oberflächenstruktur ergeben sich wiederum die zu dem ersten bis dritten Beispiel aufgezeigten Möglichkeiten. Insbesondere kann die Oberflächenstruktur auf die Dekorlage 1 durch die erste Kavitätshälfte 7 abgeformt werden und die Oberflächenstruktur auf die zweite Schicht 4 durch die dritte Kavitätshälfte 9 abgeformt werden. In a fourth example (Fig. 6 (d)), both the decorative layer 1 and the second layer 4 made of polyurethane have a surface structure. For the respective surface structure, the properties of the first to third example. In particular, the surface structure can be molded onto the decorative layer 1 through the first cavity half 7 and the surface structure can be molded onto the second layer 4 through the third cavity half 9.
In einem fünften Beispiel (Fig. 6 (e)) ist eine weitere Dekorlage 2 zwischen der ersten Schicht 3 und der zweiten Schicht 4 vorgesehen. Die weitere Dekorlage 2 kann eine Oberflächenstruktur und/oder eine zweite Applikation 2‘ aufweisen und/oder durch eine zweite Applikation 2‘ gebildet sein. In a fifth example (Fig. 6 (e)), a further decorative layer 2 is provided between the first layer 3 and the second layer 4. The further decorative layer 2 can have a surface structure and/or a second application 2' and/or be formed by a second application 2'.
Die Oberflächenstruktur kann Designelemente umfassen oder verstärken. Weiterhin kann die Oberflächenstruktur optische Effekte bewirken. Die Oberflächenstruktur kann beispielsweise Mikro- oder Nanostrukturen umfassen. The surface structure can include or reinforce design elements. The surface structure can also produce optical effects. The surface structure can, for example, include micro- or nanostructures.
Die Oberflächenstruktur an der weiteren Dekorlage 2 und/oder die zweite Applikation 2‘ wird vorzugsweise nach dem Aufbringen der ersten Schicht 3 und vor dem Aufbringen der zweiten Schicht 4 vorgesehen. Dabei kann beispielsweise eine Bearbeitung mittels Laser, Prägen und/oder Fräsen erfolgen. Die zweite Applikation 2‘ kann insbesondere mittels Digitaldruck und/oder Heißprägen und/oder Kaltprägen und/oder Functional Foil Bonding (FFB) aufgebracht werden. The surface structure on the further decorative layer 2 and/or the second application 2' is preferably provided after the application of the first layer 3 and before the application of the second layer 4. Processing can be carried out by means of laser, embossing and/or milling, for example. The second application 2' can be applied in particular by means of digital printing and/or hot stamping and/or cold stamping and/or functional foil bonding (FFB).
In einem sechsten Beispiel weisen sowohl die Dekorlage 1 als auch die weitere Dekorlage 2 eine Oberflächenstruktur und/oder eine erste 1 ‘ bzw. zweite Applikation 2‘ auf. Die weitere Dekorlage 2 kann dabei auch durch die zweite Applikation 2‘ gebildet sein. Fig. 6 (f) veranschaulicht dabei das Vorhandensein einer ersten Applikation 1 ‘. Der Fall, dass die Dekorlage 1 eine Oberflächenstruktur aufweist, könnte ausgehend von der Fig. 6 (f) durch ein Ersetzen der Schichten 1 und 1 ‘ durch die in der Fig. 6 (a) gezeigte Dekorlage 1 veranschaulicht werden. Für die jeweilige Oberflächenstruktur bzw. Applikation ergeben sich wiederum die zu dem ersten, zweiten und fünften Beispiel aufgezeigten Möglichkeiten. Beispielsweise kann die Oberflächenstruktur auf die Dekorlage 1 durch die erste Kavitätshälfte 7 abgeformt werden. In a sixth example, both the decorative layer 1 and the further decorative layer 2 have a surface structure and/or a first 1' or second application 2'. The further decorative layer 2 can also be formed by the second application 2'. Fig. 6 (f) illustrates the presence of a first application 1'. The case that the decorative layer 1 has a surface structure could be illustrated starting from Fig. 6 (f) by replacing the layers 1 and 1' with the decorative layer 1 shown in Fig. 6 (a). For the respective surface structure or application, the options shown for the first, second and fifth examples again apply. For example, the surface structure can be molded onto the decorative layer 1 through the first cavity half 7.
Die erste Applikation 1 ‘ wird vorzugsweise mittels Digitaldruck und/oder Heißprägen und/oder Kaltprägen und/oder Functional Foil Bonding (FFB) auf der Dekorlage 1 aufgebracht. Die zweite Applikation 2‘ bildet vorzugsweise die weitere Dekorlage 2 und wird vorzugsweise mittels Digitaldruck und/oder Heißprägen und/oder Kaltprägen und/oder Functional Foil Bonding (FFB) aufgebracht. Beispielsweise wird sowohl die erste Applikation 1 ‘ als auch die zweite Applikation 2‘ mittels Digitaldruck aufgebracht. The first application 1' is preferably applied to the decorative layer 1 by means of digital printing and/or hot stamping and/or cold stamping and/or functional foil bonding (FFB). The second application 2' preferably forms the further decorative layer 2 and is preferably applied by means of digital printing and/or hot stamping and/or cold stamping and/or functional foil bonding (FFB). For example, both the first application 1' and the second application 2' are applied by means of digital printing.
Die Figuren 6 (g) bis 6 (i) zeigen den Aufbau der entsprechenden erfindungsgemäßen Bauteile detaillierter als die bisherigen Figuren 6 (a) bis 6 (f). Dabei stellen die Figuren 6 (g) bis 6 (i) keine vollkommen neuen Beispiele dar. Die Figur 6 (g) bezieht sich auf das erste Beispiel (Fig. 6 (a)) bzw. auf das zweite Beispiel (Fig. 6 (b)). Die Figur 6 (h) bezieht sich auf das fünfte Beispiel (Fig. 6 (e)). Die Figur 6 (i) bezieht sich auf das sechste Beispiel (Fig. 6 (f)). Bei den Figuren 6 (g) bis 6 (i) soll die Darstellung verdeutlichen, dass die Dekorlage 1 , die erste Applikation 1 ', die weitere Dekorlage 2 und/oder die zweite Applikation 2‘ vollflächig oder nur bereichsweise vorliegen können. Eine nur bereichsweise vorliegende Dekorlage 1 , erste Applikation 1‘, weitere Dekorlage 2 und/oder zweite Applikation 2‘ kann beispielsweise durch Prägung, Digitaldruck und/oder Laserbearbeitung hergestellt werden. Die Figuren 6 (g) und 6 (i) zeigen jeweils Beispiele, in denen eine vollflächig vorliegende Dekorlage 1 eine bereichsweise vorliegende erste Applikation 1 ‘ aufweist. Im Beispiel der Figur 6 (i) wird die weitere Dekorlage 2 außerdem durch eine bereichsweise vorliegende zweite Applikation 2‘ gebildet. Dabei ist beispielsweise die bereichsweise vorliegende zweite Applikation 2‘ durch eine Prägung hergestellt und die bereichsweise vorliegende erste Applikation 1 ‘ durch eine Laserbearbeitung hergestellt. In einem weiteren Beispiel können sowohl die bereichsweise vorliegende zweite Applikation 2‘ als auch die bereichsweise vorliegende erste Applikation T durch Digitaldruck hergestellt sein. Auch bei Fig. 6 (h) wird die weitere Dekorlage 2 durch eine bereichsweise vorliegende zweite Applikation 2‘ gebildet, wohingegen bei Fig. 6 (h) nur eine vollflächig vorliegende Dekorlage 1 vorhanden ist. Es versteht sich auch für die Figuren 6 (a) bis 6 (f) von selbst, dass die gezeigte Dekorlage 1 bzw. die gezeigte erste Applikation T bzw. die gezeigte weitere Dekorlage 2 bzw. die gezeigte zweite Applikation 2‘ jeweils vollflächig oder nur bereichsweise vorgesehen sein können. Hinzukommt, dass die Dekorlage 1 bzw. die weitere Dekorlage 2 jeweils aus einer oder mehreren Dekorschichten aufgebaut sein können. Figures 6 (g) to 6 (i) show the structure of the corresponding components according to the invention in more detail than the previous figures 6 (a) to 6 (f). Figures 6 (g) to 6 (i) do not represent completely new examples. Figure 6 (g) relates to the first example (Fig. 6 (a)) or to the second example (Fig. 6 (b)). Figure 6 (h) relates to the fifth example (Fig. 6 (e)). Figure 6 (i) relates to the sixth example (Fig. 6 (f)). In figures 6 (g) to 6 (i), the illustration is intended to make it clear that the decorative layer 1, the first application 1', the further decorative layer 2 and/or the second application 2' can be present over the entire surface or only in certain areas. A decorative layer 1, first application 1', further decorative layer 2 and/or second application 2' that is only present in some areas can be produced, for example, by embossing, digital printing and/or laser processing. Figures 6 (g) and 6 (i) each show examples in which a full-surface decorative layer 1 has a first application 1' that is present in some areas. In the example in Figure 6 (i), the further decorative layer 2 is also formed by a second application 2' that is present in some areas. For example, the second application 2' that is present in some areas is produced by embossing and the first application 1' that is present in some areas by laser processing. In a further example, both the partially present second application 2' and the partially present first application T can be produced by digital printing. In Fig. 6 (h) too, the further decorative layer 2 is formed by a partially present second application 2', whereas in Fig. 6 (h) only one full-surface decorative layer 1 is present. It goes without saying for Figures 6 (a) to 6 (f) that the decorative layer 1 shown or the first application T shown or the further decorative layer 2 shown or the second application 2' shown can each be provided over the entire surface or only in regions. In addition, the decorative layer 1 or the further decorative layer 2 can each be made up of one or more decorative layers.
Fig. 7 zeigt einen schematischen Aufbau einer (a) IMD-Folie 20 und einen schematischen Aufbau einer (b) Insert-Folie 30 jeweils zum Bereitstellen einer zwischen einer aus einem Thermoplast gebildeten ersten Schicht 3 und einer aus Polyurethan gebildeten zweiten Schicht 4 angeordneten weiteren Dekorlage 2. Die weitere Dekorlage 2 ist im fertigen Bauteil von vorne, das heißt von einer ersten Oberfläche aus zu sehen. Daher wird in Bezug auf die weitere Dekorlage 2 auch von einer Erstoberflächendekoration („First Surface Decoration“) gesprochen. Fig. 7 shows a schematic structure of an (a) IMD film 20 and a schematic structure of an (b) insert film 30, each for providing a further decorative layer 2 arranged between a first layer 3 made of a thermoplastic and a second layer 4 made of polyurethane. The further decorative layer 2 can be seen in the finished component from the front, i.e. from a first surface. Therefore, in relation to the further decorative layer 2, it is also referred to as a first surface decoration.
Nachfolgend wird der Schichtaufbau einer für die weitere Dekorlage 2 eingebrachten IMD-Folie 20 bzw. Insert-Folie 30 beschrieben. Dabei entspricht die Abfolge der Schichten der Abfolge im Schichtaufbau des entstehenden bzw. fertigen Bauteils. The layer structure of an IMD film 20 or insert film 30 introduced for the additional decorative layer 2 is described below. The sequence of the layers corresponds to the sequence in the layer structure of the resulting or finished component.
Die IMD-Folie 20 weist eine erste Grundierungsschicht 21 auf. Die erste Grundierungsschicht 21 wird durch eine Kleberschicht für eine Verbindung mit dem Thermoplast der ersten Schicht 3 des Bauteils gebildet. Die erste Grundierungsschicht 21 liegt im fertigen Bauteil unmittelbar an die aus einem Thermoplast gebildete erste Schicht 3 an. Auf die erste Grundierungsschicht 21 folgt unmittelbar eine Dekorschicht 22. Auf die Dekorschicht 22 folgt unmittelbar eine zweite Grundierungsschicht 23. Die zweite Grundierungsschicht 23 wird durch eine Kleberschicht für eine Verbindung mit dem Polyurethan der zweiten Schicht 4 des Bauteils gebildet. Die zweite Grundierungsschicht 23 liegt im fertigen Bauteil unmittelbar an die aus Polyurethan gebildete zweite Schicht 4 an. Die erste Grundierungsschicht 21 , die Dekorschicht 22 und die zweite Grundierungsschicht 23 bilden zusammen die zu transferierende Lage der IMD- Folie 20, die im fertigen Bauteil die Dekorlage 2 bildet. Im Aufbau der IMD- Folie 20 folgt unmittelbar auf die zweite Grundierungsschicht 23 eine Ablöseschicht 24. Auf die Ablöseschicht 24 folgt unmittelbar eine Trägerschicht 25. Die Trägerschicht 25 wird durch eine PET-Folie gebildet. Die Ablöseschicht 24 und die Trägerschicht 25 werden vor dem Überfluten mit Polyurethan (Schritt S06) von der IMD-Folie 20 abgelöst. The IMD film 20 has a first primer layer 21. The first primer layer 21 is formed by an adhesive layer for a connection with the thermoplastic of the first layer 3 of the component. In the finished component, the first primer layer 21 lies directly on the Thermoplastic formed first layer 3. The first primer layer 21 is immediately followed by a decorative layer 22. The decorative layer 22 is immediately followed by a second primer layer 23. The second primer layer 23 is formed by an adhesive layer for a connection to the polyurethane of the second layer 4 of the component. In the finished component, the second primer layer 23 lies directly against the second layer 4 formed from polyurethane. The first primer layer 21, the decorative layer 22 and the second primer layer 23 together form the layer of the IMD film 20 to be transferred, which forms the decorative layer 2 in the finished component. In the structure of the IMD film 20, the second primer layer 23 is immediately followed by a release layer 24. The release layer 24 is immediately followed by a carrier layer 25. The carrier layer 25 is formed by a PET film. The release layer 24 and the carrier layer 25 are detached from the IMD film 20 before flooding with polyurethane (step S06).
Die Insert-Folie 30 weist eine Trägerschicht 31 auf. Die Trägerschicht 31 ist eine thermoplastische Folie. Die Trägerschicht 31 liegt im fertigen Bauteil unmittelbar an die aus einem Thermoplast gebildete erste Schicht 3 an. Auf die Trägerschicht 31 folgt unmittelbar eine dritte Grundierungsschicht 32. Die dritte Grundierungsschicht 32 wird durch eine Kleberschicht für eine Verbindung mit der als thermoplastische Folie ausgestalteten Trägerschicht 31 gebildet. Auf die dritte Grundierungsschicht 32 folgt unmittelbar eine Dekorschicht 33. Auf die Dekorschicht 33 folgt unmittelbar eine vierte Grundierungsschicht 34. Die vierte Grundierungsschicht 34 wird durch eine Kleberschicht für eine Verbindung mit dem Polyurethan der zweiten Schicht 4 des Bauteils gebildet. Die vierte Grundierungsschicht 34 liegt im fertigen Bauteil unmittelbar an die aus Polyurethan gebildete zweite Schicht 4 an. The insert film 30 has a carrier layer 31. The carrier layer 31 is a thermoplastic film. In the finished component, the carrier layer 31 lies directly against the first layer 3 made of a thermoplastic. The carrier layer 31 is immediately followed by a third primer layer 32. The third primer layer 32 is formed by an adhesive layer for connecting to the carrier layer 31 designed as a thermoplastic film. The third primer layer 32 is immediately followed by a decorative layer 33. The decorative layer 33 is immediately followed by a fourth primer layer 34. The fourth primer layer 34 is formed by an adhesive layer for connecting to the polyurethane of the second layer 4 of the component. In the finished component, the fourth primer layer 34 lies directly against the second layer 4 made of polyurethane.
Fig. 8 zeigt einen schematischen Aufbau einer (a) IMD-Folie 40 und einen schematischen Aufbau einer (b) Insert-Folie 50 jeweils zum Bereitstellen einer Dekorlage 1 zum Beschichten mit einer aus einem Thermoplast gebildeten ersten Schicht 3. Die Dekorlage 1 liegt im fertigen Bauteil hinten, das heißt an einer zweiten Oberfläche. Daher wird in Bezug auf die Dekorlage 1 auch von einer Zweitoberflächendekoration („Second Surface Decoration“) gesprochen. Fig. 8 shows a schematic structure of (a) an IMD film 40 and a schematic structure of (b) an insert film 50, each for providing a decorative layer 1 for coating with a layer formed from a thermoplastic. first layer 3. The decorative layer 1 is located at the back of the finished component, i.e. on a second surface. Therefore, in relation to the decorative layer 1, it is also referred to as a second surface decoration.
Nachfolgend wird der Schichtaufbau einer für die Dekorlage 1 eingebrachten IMD-Folie 40 bzw. Insert-Folie 50 beschrieben. Dabei entspricht die Abfolge der Schichten der Abfolge im Schichtaufbau des entstehenden bzw. fertigen Bauteils. The layer structure of an IMD film 40 or insert film 50 used for the decorative layer 1 is described below. The sequence of the layers corresponds to the sequence in the layer structure of the resulting or finished component.
Die IMD-Folie 40 weist eine Trägerschicht 41 auf. Die Trägerschicht 41 wird durch eine PET-Folie gebildet. Die IMD-Folie 40 wird beim Schritt S01 so in die erste Kavitätshälfte 7 eingelegt, dass die Trägerschicht 41 der IMD-Folie 40 an der ersten Kavitätshälfte 7 anliegt. Auf die Trägerschicht 41 folgt unmittelbar eine die Ablöseschicht 42. Die Trägerschicht 41 und die Ablöseschicht 42 können nach dem Durchführen der Schritte S01 bis S08, das heißt nach dem Fertigstellen des Bauteils, von der IMD-Folie 40 abgelöst werden. Im Aufbau der IMD-Folie 20 folgt unmittelbar auf die Ablöseschicht 42 eine Schutzschicht 43. Nach einem Ablösen von Trägerschicht 41 und Ablöseschicht 42 kann die Schutzschicht 43 eine Oberfläche des fertigen Bauteils ausbilden. Auf die Schutzschicht 43 folgt unmittelbar eine Dekorschicht 44. Auf die Dekorschicht 44 folgt unmittelbar eine fünfte Grundierungsschicht 45. Die fünfte Grundierungsschicht 45 wird durch eine Kleberschicht für eine Verbindung mit dem Thermoplast der ersten Schicht 3 des Bauteils gebildet. Die fünfte Grundierungsschicht 45 wird im erfindungsgemäßen Verfahren mit Thermoplast hinterspritzt und liegt im fertigen Bauteil unmittelbar an die aus dem Thermoplast gebildete erste Schicht 3 an. Die Schutzschicht 43, die Dekorschicht 44 und die fünfte Grundierungsschicht 45 bilden zusammen die zu transferierende Lage der IMD-Folie 40, die im fertigen Bauteil die Dekorlage 1 bildet. Die Insert-Folie 50 weist eine Trägerschicht 51 auf. Die Trägerschicht 51 ist eine thermoplastische Folie. Die Insert-Folie 50 wird entsprechend dem Schritt S01 so in die erste Kavitätshälfte 7 eingelegt, dass die Trägerschicht 51 an der ersten Kavitätshälfte 7 anliegt. Auf die Trägerschicht 31 folgt unmittelbar eine sechste Grundierungsschicht 52. Die sechste Grundierungsschicht 52 wird durch eine Kleberschicht für eine Verbindung mit der als thermoplastische Folie ausgestalteten Trägerschicht 51 gebildet. Auf die sechste Grundierungsschicht 52 folgt unmittelbar eine Dekorschicht 53. Auf die Dekorschicht 53 folgt unmittelbar eine siebte Grundierungsschicht 54. Die siebte Grundierungsschicht 54 wird durch eine Kleberschicht für eine Verbindung mit dem Thermoplast der zweiten Schicht 3 des Bauteils gebildet. Die siebte Grundierungsschicht 54 wird im erfindungsgemäßen Verfahren mit Thermoplast hinterspritzt und liegt im fertigen Bauteil unmittelbar an die aus dem Thermoplast gebildete erste Schicht 3 an. The IMD film 40 has a carrier layer 41. The carrier layer 41 is formed by a PET film. The IMD film 40 is inserted into the first cavity half 7 in step S01 such that the carrier layer 41 of the IMD film 40 rests against the first cavity half 7. The carrier layer 41 is immediately followed by a release layer 42. The carrier layer 41 and the release layer 42 can be detached from the IMD film 40 after steps S01 to S08 have been carried out, i.e. after the component has been completed. In the structure of the IMD film 20, the release layer 42 is immediately followed by a protective layer 43. After the carrier layer 41 and release layer 42 have been detached, the protective layer 43 can form a surface of the finished component. The protective layer 43 is immediately followed by a decorative layer 44. The decorative layer 44 is immediately followed by a fifth primer layer 45. The fifth primer layer 45 is formed by an adhesive layer for a connection with the thermoplastic of the first layer 3 of the component. The fifth primer layer 45 is back-injected with thermoplastic in the process according to the invention and in the finished component lies directly against the first layer 3 formed from the thermoplastic. The protective layer 43, the decorative layer 44 and the fifth primer layer 45 together form the layer of the IMD film 40 to be transferred, which forms the decorative layer 1 in the finished component. The insert film 50 has a carrier layer 51. The carrier layer 51 is a thermoplastic film. The insert film 50 is inserted into the first cavity half 7 in accordance with step S01 such that the carrier layer 51 rests against the first cavity half 7. The carrier layer 31 is immediately followed by a sixth primer layer 52. The sixth primer layer 52 is formed by an adhesive layer for a connection to the carrier layer 51 designed as a thermoplastic film. The sixth primer layer 52 is immediately followed by a decorative layer 53. The decorative layer 53 is immediately followed by a seventh primer layer 54. The seventh primer layer 54 is formed by an adhesive layer for a connection to the thermoplastic of the second layer 3 of the component. The seventh primer layer 54 is back-injected with thermoplastic in the process according to the invention and in the finished component lies directly against the first layer 3 formed from the thermoplastic.
Für den Fachmann ist es klar, dass die vorstehend aufgeführten Ausführungsvananten der Vorrichtungen, Einrichtungen, Verfahren oder Verfahrensschritte, beliebig miteinander kombiniert werden können und keine Limitierung, insbesondere in ihrer Formgebung und Kombination, darstellen. It is clear to the person skilled in the art that the above-mentioned embodiments of the devices, equipment, methods or method steps can be combined with one another as desired and do not represent any limitation, in particular in their design and combination.
Bezugszeichenliste List of reference symbols
1 Dekorlage 1 decorative layer
1‘ erste Applikation 1‘ first application
2 weitere Dekorlage 2 additional decorative layers
2‘ zweite Applikation 2‘ second application
3 erste Schicht 3 first layer
4 zweite Schicht 4 second layer
5 Lasche 5 tab
6 Einbuchtung 6 Indentation
7 erste Kavitätshälfte 7 first cavity half
8 zweite Kavitätshälfte 8 second cavity half
9 dritte Kavitätshälfte 9 third cavity half
10 Klemmrahmen 10 clamping frames
11 Haltearm 11 Holding arm
12 Entformungswinkel 12 draft angle
20 IMD-Folie 20 IMD foil
21 erste Grundierungsschicht21 first primer layer
22 Dekorschicht 22 Decorative layer
23 zweite Grundierungsschicht23 second primer layer
24 Ablöseschicht 24 Release layer
25 Trägerschicht 25 Carrier layer
30 Insert-Folie 30 Insert foil
31 Trägerschicht 31 Carrier layer
32 dritte Grundierungsschicht32 third primer layer
33 Dekorschicht 33 Decorative layer
34 vierte Grundierungsschicht 40 IMD-Folie 34 fourth primer layer 40 IMD foil
41 Trägerschicht 42 Ablöseschicht 41 Carrier layer 42 Release layer
43 Schutzschicht 43 Protective layer
44 Dekorschicht 44 Decorative layer
45 fünfte Grundierungsschicht 50 Insert-Folie 45 fifth primer layer 50 insert film
51 Trägerschicht 51 Carrier layer
52 sechste Grundierungsschicht52 sixth primer layer
53 Dekorschicht 53 Decorative layer
54 siebte Grundierungsschicht 54 seventh primer layer
Claims
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP23793258.7A EP4605213A1 (en) | 2022-10-18 | 2023-10-16 | Component having a layer construction, method for producing the component, and injection mould for producing the component |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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Publications (1)
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