DE102007050903A1

DE102007050903A1 - Polymer blend, useful as head-lamp housing or molded part for illumination device, comprises polypropylene, polyester, compatibilizing system and laser radiation absorbing pigment

Info

Publication number: DE102007050903A1
Application number: DE200710050903
Authority: DE
Inventors: Said Ibno Salah; Oliver Dr. Neuß; Stefan Dr. Mundt; Thilo Stier
Original assignee: A Schulman GmbH
Current assignee: A Schulman GmbH
Priority date: 2007-10-23
Filing date: 2007-10-23
Publication date: 2009-04-30

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Polymerblend für Scheinwerfergehäuse oder Formteile mit Beleuchtungseinheit, ein Scheinwerfergehäuse oder Formteil mit Beleuchtungseinheit, umfassend dieses Polymerblend sowie ein Verfahren zum stoffschlüssigen Verbinden eines Scheinwerfergehäuses oder Formteils mit Beleuchtungseinheit mit einem Werkstoff, dessen Transmissionsgrad für Laserstrahlung höher ist als der des Scheinwerfergehäuses bzw. des Formteils.The present invention relates to a polymer blend for headlight housing or molded parts with lighting unit, a headlight housing or molded part with lighting unit, comprising this polymer blend and a method for materially connecting a headlight housing or molding with lighting unit with a material whose transmittance for laser radiation is higher than that of the headlight housing or of the molding.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Polymerblend für Scheinwerfergehäuse oder Formteile mit Beleuchtungseinheit, ein Scheinwerfergehäuse und Formteile mit Beleuchtungseinheit, die das Polymerblend umfassen sowie ein Verfahren zum stoffschlüssigen Verbinden des erfindungsgemäßen Scheinwerfergehäuses oder Formteils mit Beleuchtungseinheit mit einem Werkstoff, dessen Transmissionsgrad für Laserstrahlung höher ist als der des Scheinwerfergehäuses bzw. des Formteils.The The present invention relates to a polymer blend for headlamp housing or molded parts with lighting unit, a headlight housing and Moldings with lighting unit comprising the polymer blend and a method for materially connecting the Headlight housing according to the invention or molding with lighting unit with a material whose Transmittance for laser radiation is higher as the headlight housing or the molding.

Heutige Entwicklungen bei Scheinwerfersystemen im Automobilbereich sind geprägt durch die teilweise gegenläufigen Forderungen nach erhöhter Verkehrssicherheit, einer Verringerung des Kraftstoffverbrauchs durch aerodynamische Auslegung und platzsparende Bauweise, sowie einem modernen, dem Fahrzeugtyp angepassten Design. Diese Tendenzen haben dazu geführt, dass neben den früher ausnahmslos verwendeten Paraboloid-Scheinwerfern zwei hinsichtlich Lichtausnutzung und Platzbedarf optimierte Grundtypen entwickelt wurden: Die Projektions- und Frei-Flächen-Scheinwerfer.today Developments in headlamp systems in the automotive sector are characterized by partially contradictory claims after increased traffic safety, a reduction of Fuel consumption through aerodynamic design and space-saving Construction, as well as a modern, the vehicle type adapted design. These tendencies have meant that, in addition to the former without exception used paraboloid headlights two in terms of light utilization and space-optimized basic types were developed: the projection and free-area headlights.

Auch bei den Lampen sind neben Neuentwicklungen bei Halogenlampen die Gasentladungslampen dazugekommen, welche einen höheren Spektralanteil im sichtbaren Bereich liefern und gegenüber Halogenlampen unter anderem den Vorteil geringerer Temperaturbelastung für den gesamten Scheinwerfer aufweisen. Welcher Scheinwerfertyp mit welcher Lampe dann im Fahrzeug zum Einsatz kommt, hängt schließlich von einer Abwägung des zur Verfügung stehenden Bauvolumens mit den lichttechnischen Anforderungen und Designvorstellungen ab.Also The lamps are next to new developments in halogen lamps the Gas discharge lamps have been added which a higher spectral component deliver in the visible range and to halogen lamps among other things the advantage of lower temperature load for have the entire headlight. Which headlight type with which lamp is then used in the vehicle, hangs Finally, by a balance of the available standing construction volume with the lighting requirements and Design ideas.

Mit der Entwicklung der Systeme wuchsen auch die Anforderungen an die Materialien. So müssen die in diesem Bereich eingesetzten Werkstoffe heute hinsichtlich Fertigungstoleranzen, designflexibler Bearbeitbarkeit, Dimensionsbeständigkeit in der Wärme, mechanischer Festigkeit und insbesondere Oberflächengüte der Teile deutlich strengeren Anforderungen genügen. Da z. B. die Abdeckscheiben von Frei-Flächen-Scheinwerfern infolge der optimierten Lichtausnutzung und Verteilung dieses Reflektortyps meist ohne Profilierung gestaltet werden können, sind heute Klarsichtscheiben aus Polycarbonat (PC) oder Glas im Einsatz. Dies hat die Oberflächenanforderungen der sichtbaren Elemente (z. B. Reflektor, Blendrahmen) noch erhöht. Wo möglich, werden die lange etablierten Materialien wie Metall, Glas oder Duroplast durch die einfacher und flexibler verarbeitbaren leichteren Thermoplaste ersetzt. Diese erlauben die direkte Abbildung komplizierter Geometrien durch den Spritzgießprozess und können ohne Nacharbeit als Funktionsteile eingesetzt werden.With The development of the systems also increased the demands on the Materials. So must those used in this area Materials today in terms of manufacturing tolerances, design more flexible Machinability, dimensional stability in heat, mechanical strength and in particular surface quality the parts meet much stricter requirements. There z. B. the cover plates of free-area headlamps due to the optimized light utilization and distribution of this reflector type can usually be designed without profiling, today Clear lenses made of polycarbonate (PC) or glass in use. This has the surface requirements of the visible elements (eg reflector, frame) still increased. Where possible, be the long-established materials such as metal, glass or thermoset due to the easier and more flexible lighter thermoplastics replaced. These allow direct imaging of complicated geometries through the injection molding process and can without reworking be used as functional parts.

Die Materialwahl für die einzelnen Komponenten des Scheinwerfersystems hängt von den funktionsbedingten Anforderungen ab. Frontscheinwerfersysteme im Automobilbereich variieren sehr stark mit dem Fahrzeugmodell, sind aber prinzipiell aus folgenden Elementen aufgebaut: a) Gehäuse, b) Beleuchtungseinheit (Lampen, Reflektoren und Halterungen), c) Blendrahmen (nicht immer als einzelnes Element vorhanden) sowie d) Linse, Streu- oder Abdeckscheiben.The Choice of material for the individual components of the headlamp system depends on the functional requirements. Headlight systems in the automotive sector vary very much with the vehicle model, but are basically made up of the following elements: a) housing, b) lighting unit (lamps, reflectors and brackets), c) Frame (not always available as a single element) as well d) lens, scatter or cover discs.

Wesentliche Kriterien für die Materialwahl sind die Temperaturanforderungen sowie die erforderliche Oberflächengüte, die sich aus konstruktiven und einbautechnischen Gründen ergeben. Das Spektrum bei den Thermoplasten reicht im wesentlichen von Polypropylen bis hin zu den Hochtemperaturwerkstoffen Polyethersulfon und Polyetherimid. Bei den Gehäusen sind mechanische Festigkeit und Temperaturbeständigkeit entscheidend. Bei großen, in der Regel Frontscheinwerfern, findet üblicherweise glasfaserverstärktes Polypropylen aufgrund der hohen Temperaturanforderungen Einsatz. Für weiter integrierte Scheinwerfergehäuse mit komplexeren Anforderungen sowie insbesondere Gehäuse der kleinen, höheren Temperaturen ausgesetzten Nebelscheinwerfer stehen höherwertige Thermoplaste zur Verfügung. Dies ist beispielsweise glasfaserverstärktes Polybutylentherephthalat. Die im Stand der Technik bekannten Polyestergehäusewerkstoffe weisen jedoch das Problem auf, dass sie im Laufe der Zeit, bedingt durch das Einwirken hoher Temperaturen und Umgebungsfeuchtigkeit, aufgrund von Hydrolyseprozessen, verspröden. Darüber hinaus sind polyesterbasierte Gehäusewerkstoffe relativ teuer.basics Criteria for the choice of materials are the temperature requirements as well as the required surface quality, which is resulting from structural and installation reasons. The spectrum of thermoplastics essentially ranges from polypropylene up to the high-temperature materials polyethersulfone and polyetherimide. at The housings are mechanical strength and temperature resistance crucial. For large, usually headlights, usually finds glass fiber reinforced polypropylene Due to the high temperature requirements use. For further integrated headlamp housing with more complex Requirements as well as in particular housing the small, higher Temperatures exposed fog lights are higher quality Thermoplastics available. This is for example glass fiber reinforced Polybutylene terephthalate. The known in the art polyester housing materials However, they have the problem that they are conditional over time by the action of high temperatures and ambient humidity, due to hydrolysis processes, embrittle. About that In addition, polyester-based housing materials are relatively expensive.

Problematisch im Zusammenhang mit polypropylenbasierten Gehäusewerkstoffen ist die im Vergleich zu polyesterbasierten Gehäusewerkstoffen verschlechterte Wärmeformbeständigkeit. Darüber hinaus weisen reine polypropylenbasierte Scheinwerfergehäusezusammensetzungen den Nachteil auf, dass sie aufgrund ihrer unpolaren chemischen Struktur nicht mit transparenten, polaren Werkstoffen stoffschlüssig verschweißbar sind. Dies wiederum hat zur Folge, dass die transparenten Abdeckscheiben mit den polypropylenbasierten Gehäusewerkstoffen mittels teurer Spezialklebstoffe verklebt werden müssen. Die Verklebung mit teuren Spezialklebstoffen birgt jedoch weitere Probleme in sich, da die Klebstoffe häufig nur zu einer begrenzten Dichtigkeit und Verbindungsfestigkeit führen. Darüber hinaus unterliegen die Klebstoffe extremen Bedingungen (hohe Temperatur, Witterungsbedingungen bei Scheinwerfern, die der Witterung ausgesetzt sind), so dass es hier insbesondere im Bereich der Verklebungsstellen zu Alterungserscheinungen kommt.Problematic in the context of polypropylene-based housing materials is the deteriorated compared to polyester-based housing materials Heat resistance. Furthermore have pure polypropylene based headlamp housing compositions the disadvantage of being due to their non-polar chemical structure not cohesive with transparent, polar materials are weldable. This in turn means that the transparent cover plates with the polypropylene-based housing materials must be glued using expensive special adhesives. The gluing with expensive special adhesives, however, holds more Problems in itself, since the adhesives often only one limited tightness and joint strength lead. In addition, the adhesives are subject to extreme conditions (high Temperature, weather conditions for headlamps, the weather are exposed), so that it is here in particular in the field of bonding sites comes to aging.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es somit, die im Stand der Technik vorhandenen Probleme zu lösen, insbesondere einen Polymerblend für Scheinwerfergehäuse oder Formteile mit Beleuchtungseinheit zur Verfügung zu stellen, das eine wesentlich höhere Hydrolysestabilität im Vergleich zu reinen Polyestergehäusewerkstoffen und gleichzeitig eine höhere Wärmeformbeständigkeit im Vergleich zu reinen polypropylenbasierten Gehäusewerkstoffen aufweist. Darüber hinaus war es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Scheinwerfergehäusematerial oder Formteil mit Beleuchtungseinheit zur Verfügung zu stellen, dass sich problemlos, d. h. stoffschlüssig, mit den Linsen, Streu- oder Abdeckscheiben des Scheinwerfersystems verbinden lässt.task It was thus the case of the present invention that in the prior art solve existing problems, in particular a polymer blend for headlamp housing or molded parts with lighting unit to provide that much higher Hydrolysis stability compared to pure polyester housing materials and at the same time a higher heat resistance in comparison to pure polypropylene-based housing materials having. In addition, it was the task of the present Invention, a headlamp housing material or molding with lighting unit to provide that easily, d. H. cohesively, with the lenses, Can connect stray or cover plates of the headlamp system.

Überraschend wurde gefunden, dass ein spezielles Polymerblend die zuvor genannten Probleme löst.Surprised it was found that a special polymer blend was the previously mentioned Solves problems.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung in einer ersten Ausführungsform ist daher ein Polymerblend für Scheinwerfergehäuse oder Formteile mit Beleuchtungseinheit, das

a) Polypropylen,
b) Polyester,
c) einem Kompatibilisierungssystem und
d) Laserstrahlung absorbierenden Pigmenten

umfasst.The present invention in a first embodiment is therefore a polymer blend for headlamp housing or molded parts with lighting unit, the

a) polypropylene,
b) polyester,
c) a compatibilization system and
d) laser-absorbing pigments

includes.

Wenn im folgenden die Begriffe lasertransparent und laserabsorbierend verwendet werden, beziehen sie sich immer auf einen Wellenlängenbereich von 800 bis 1100 nm. Es kommt jedoch durch die teilkristalline Morphologie zu mehr oder weniger starker Streuung des Laserlichtes, so dass ein großer Teil der Transmission auf den diffusen Anteil entfällt. Die Messung des Transmissionsvermögens für IR-Laserlicht erfolgt üblicherweise mit einem Spektralphotometer und einer integrierenden Photometerkugel. Diese Messanordnung detektiert auch den diffusen Anteil der transmittierten Strahlung. Es wird nicht nur bei einer Wellenlänge, sondern in einem Spektralbereich gemessen, der alle z. Zt. für den Schweißvorgang eingesetzten Laserwellenlängen umfasst. Der Absorptionsgrad (A) ist der Anteil der vom polymeren Werkstoff in Wärme umgewandelten Strahlungsenergie. Im Gegensatz zu Transmissions- und Reflexionsgrad, die spektroskopisch bestimmt werden können, ist er messtechnisch nicht unmittelbar zu erfassen. Vielmehr kann er über die Bestimmung des Transmissions- und Reflexionsgrades durch den Energieerhaltungssatz bestimmt werden. A = 1 – R – T

R:: Reflexionsgrad
T:: Transmissionsgrad

When the terms laser-transparent and laser-absorbing are used in the following, they always refer to a wavelength range of 800 to 1100 nm. However, the semi-crystalline morphology results in more or less pronounced scattering of the laser light, so that a large part of the transmission to the diffuse Share is eliminated. The measurement of the transmittance for IR laser light is usually carried out with a spectrophotometer and an integrating Photometerkugel. This measuring arrangement also detects the diffuse portion of the transmitted radiation. It is measured not only at one wavelength, but in a spectral range, all z. Zt. For the welding process used laser wavelengths includes. The degree of absorption (A) is the proportion of radiant energy converted into heat by the polymeric material. In contrast to transmission and reflectance, which can be determined spectroscopically, it can not be measured directly. Rather, it can be determined by determining the degree of transmission and reflection by the law of energy conservation. A = 1 - R - T

R:: reflectance
T:: transmittance

Ein wesentlicher Bestandteil des Polymerblends ist Polypropylen. Das Polypropylen kann hierzu als Homopolymer oder als Copolymer zusammen mit weiteren Olefinhomopolmyeren vorliegen. Bevorzugt liegt das Polypropylen jedoch als Homopolymer vor, das vorzugsweise einen Schmelzflussindex von 0,1 bis 150 g/10 min (ASTM D 1238) aufweist. Weiter bevorzugt liegt der Schmelzindex des Polypropylens in einem Bereich von 0,5 bis 20 g/10 min.One an essential component of the polymer blend is polypropylene. The Polypropylene can this purpose as a homopolymer or as a copolymer together with others Olefinhomopolmyeren present. Preferably, the polypropylene is however, as a homopolymer, preferably having a melt flow index from 0.1 to 150 g / 10 min (ASTM D 1238). Further preferred the melt index of the polypropylene is in a range of 0.5 up to 20 g / 10 min.

Besonders geeignet ist Polypropylen mit einem Elastizitätsmodul (E-Modul) zwischen 1500 und 2500 MPa – bevorzugt zwischen 1700 und 2200 MPa (gemessen nach ASTM-D-882). Bevorzugt eingesetzt wird kristallines Polypropylen mit einem Kristallisationsgrad oberhalb von 50%, vorzugsweise oberhalb von 65%, weiter bevorzugt oberhalb von 70%. Der Kristallinitätsgrad wird über die Dichtebestimmung nach ASTM D 1505-68, Methode C, bei einer Temperatur von 23°C ermittelt. Zwischen Dichte und Kristallinität besteht ein linearer Zusammenhang. Je höher die Dichte ist, desto höher ist die Kristallinität.Especially suitable is polypropylene with a modulus of elasticity (modulus of elasticity) between 1500 and 2500 MPa - preferably between 1700 and 2200 MPa (measured according to ASTM-D-882). Preference is given to using crystalline Polypropylene with a degree of crystallization above 50%, preferably above 65%, more preferably above 70%. The degree of crystallinity is determined by the density determination according to ASTM D 1505-68, method C, determined at a temperature of 23 ° C. Between density and crystallinity has a linear relationship. The higher the density is, the higher the crystallinity.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung liegt das Polypropylen in dem Polymerblend in einer Menge von 2 bis 80 Gew.-%, vorzugsweise 5 bis 22 Gew.-%, insbesondere 11 bis 19 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewichts des Polymerblends, vor. Ein weiterer wesentlicher Bestandteil des Polymerblends ist ein Polyester.In Another preferred embodiment of the present invention Invention, the polypropylene is in the polymer blend in an amount from 2 to 80 wt .-%, preferably 5 to 22 wt .-%, in particular 11 to 19 wt .-%, each based on the total weight of the polymer blend, in front. Another essential component of the polymer blend is a polyester.

Die erfindungsgemäß bevorzugt einzusetzenden teilaromatischen Polyester sind ausgewählt aus der Gruppe der Derivate der Polyalkylidenterephthalate, bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe der Polyethylenterephthalate, der Polytrimethylenterephthalate und der Polybutylenterephthalate, besonders bevorzugt der Polybutylenterephthalate, ganz besonders bevorzugt des Polyethylenterephthalats.The Preferably used partially aromatic Polyesters are selected from the group of derivatives of Polyalkylidenerephthalate, preferably selected from the Group of polyethylene terephthalates, polytrimethylene terephthalates and the polybutylene terephthalates, more preferably the polybutylene terephthalates, most preferably the polyethylene terephthalate.

Unter teilaromatischem Polyester versteht man Materialien, die neben aromatischen Molekülteilen auch aliphatische Molekülteile enthalten.Under Semi-aromatic polyester is understood to mean materials that, in addition to aromatic Parts of the molecule also contain aliphatic parts of the molecule.

Polyalkylenterephthalate im Sinne der Erfindung sind Reaktionsprodukte aus aromatischen Dicarbonsäuren oder ihren reaktionsfähigen Derivaten (z. B.polyalkylene For the purposes of the invention are reaction products of aromatic dicarboxylic acids or their reactive derivatives (e.g.

Dimethylestern oder Anhydriden) und aliphatischen, cycloaliphatischen oder araliphatischen Diolen und Mischungen dieser Reaktionsprodukte.dimethyl or anhydrides) and aliphatic, cycloaliphatic or araliphatic Diols and mixtures of these reaction products.

Bevorzugte Polyalkylenterephthalate lassen sich aus Terephthalsäure (oder ihren reaktionsfähigen Derivaten) und aliphatischen oder cycloaliphatischen Diolen mit 2 bis 10 C-Atomen nach bekannten Methoden herstellen ( Kunststoff-Handbuch, Bd. VIII, S. 695 ff, Karl-Hanser-Verlag, München 1973 ).Preferred polyalkylene terephthalates can be prepared from terephthalic acid (or its reactive derivatives) and aliphatic or cycloaliphatic diols having 2 to 10 carbon atoms by known methods ( Plastics Handbook, Vol. VIII, p. 695 ff, Karl-Hanser-Verlag, Munich 1973 ).

Bevorzugte Polyalkylenterephthalate enthalten mindestens 80, vorzugsweise 90 Mol-%, bezogen auf die Dicarbonsäure, Terephthalsäurereste und mindestens 80, vorzugsweise mindestens 90 Mol-%, bezogen auf die Diolkomponente, Ethylenglykol- und/oder Propandiol-1,3- und/oder Butandiol-1,4-reste.preferred Polyalkylene terephthalates contain at least 80, preferably 90 Mol%, based on the dicarboxylic acid, terephthalic acid residues and at least 80, preferably at least 90 mol%, based on the Diol component, ethylene glycol and / or 1,3-propanediol and / or 1,4-butanediol radicals.

Die bevorzugten Polyalkylenterephthalate können neben Terephthalsäureresten bis zu 20 Mol-% Reste anderer aromatischer Dicarbonsäuren mit 8 bis 14 C-Atomen oder aliphatischer Dicarbonsäuren mit 4 bis 12 C-Atomen enthalten, wie Reste von Phthalsäure, Isophthalsäure, Naphthalin-2,6-dicarbonsäure, 4,4'-Diphenyldicarbonsäure, Bernstein-, Adipin-, Sebacinsäure, Azelainsäure, Cyclohexandiessigsäure.The preferred polyalkylene terephthalates may be in addition to terephthalic acid residues up to 20 mol% of residues of other aromatic dicarboxylic acids with 8 to 14 carbon atoms or aliphatic dicarboxylic acids with Contain 4 to 12 carbon atoms, such as residues of phthalic acid, Isophthalic acid, naphthalene-2,6-dicarboxylic acid, 4,4'-diphenyldicarboxylic acid, succinic, adipic, sebacic, Azelaic acid, cyclohexanediacetic acid.

Die bevorzugten Polyalkylenterephthalate können neben Ethylen- bzw. Propandiol-1,3- bzw. Butandiol-1,4-glykolresten bis zu 20 Mol-% anderer aliphatischer Diole mit 3 bis 12 C-Atomen oder cycloaliphatischer Diole mit 6 bis 21 C-Atomen enthalten, z. B. Reste von Propandiol-1,3, 2-Ethylpropandiol-1,3, Neopentylglykol, Pentan-diol-1,5, Hexandiol-1,6, Cyclohexan-dimethanol-1,4, 3-Methylpentandiol-2,4, 2-Methylpentandiol-2,4, 2,2,4-Trimethylpentandiol-1,3 und -1,6,2-Ethylhexandiol-1,3, 2,2-Diethylpropandiol-1,3, Hexandiol-2,5 1,4-Di(β-hydroxyethoxy)benzol, 2,2-Bis-(4-hydroxycyclohexyl)-propan, 2,4-Dihydroxy-1,1,3,3-tetramethylcyclobutan, 2,2-bis-(3-6-hydroxyethoxyphenyl)propan und 2,2-bis-(4-hydroxypropoxyphenyl)-propan ( DE-OS 24 07 674 , 24 07 776 , 27 15 932 ).In addition to ethylene or 1,3-propanediol or 1,4-butanediol glycol, the preferred polyalkylene terephthalates may contain up to 20 mol% of other aliphatic diols having 3 to 12 C atoms or cycloaliphatic diols having 6 to 21 C atoms included, for. B. residues of 1,3-propanediol, 2-ethylpropane-1,3-diol, neopentyl glycol, pentane-diol-1,5, 1,6-hexanediol, cyclohexane-dimethanol-1,4, 3-methylpentanediol-2,4, 2-methylpentanediol-2,4, 2,2,4-trimethylpentanediol-1,3 and -1,6,2-ethylhexanediol-1,3, 2,2-diethylpropanediol-1,3, hexanediol-2,5 1, 4-di (β-hydroxyethoxy) benzene, 2,2-bis (4-hydroxycyclohexyl) propane, 2,4-dihydroxy-1,1,3,3-tetramethylcyclobutane, 2,2-bis (3-6 -hydroxyethoxyphenyl) propane and 2,2-bis (4-hydroxypropoxyphenyl) -propane ( DE-OS 24 07 674 . 24 07 776 . 27 15 932 ).

Die Polyalkylenterephthalate können durch Einbau relativ kleiner Mengen 3- oder 4-wertiger Alkohole oder 3- oder 4-basischer Carbonsäuren, wie sie z. B. in der DE-A-19 00 270 und der US-A 3 692 744 beschrieben sind, verzweigt werden. Beispiele für bevorzugte Verzweigungsmittel sind Trimesinsäure, Trimellitsäure, Trimethylolethan und -propan und Pentaerythrit.The polyalkylene can be prepared by incorporation of relatively small amounts of trihydric or trihydric alcohols or 3- or 4-basic carboxylic acids, as z. B. in the DE-A-19 00 270 and the US-A 3,692,744 are described to be branched. Examples of preferred branching agents are trimesic acid, trimellitic acid, trimethylolethane and -propane and pentaerythritol.

Bevorzugt ist die Verwendung von nicht mehr als 1 Mol-% des Verzweigungsmittels, bezogen auf die Säurekomponente.Prefers is the use of not more than 1 mol% of the branching agent, based on the acid component.

Besonders bevorzugt sind Polyalkylenterephthalate, die allein aus Terephthalsäure und deren reaktionsfähigen Derivaten (z. B. deren Dialkylestern) und Ethylenglykol und/oder Propandiol-1,3 und/oder Butandiol-1,4 hergestellt worden sind (Polyethylen- und Polybutylenterephthalat), und Mischungen dieser Polyalkylenterephthalate.Especially preferred are polyalkylene terephthalates made from terephthalic acid alone and their reactive derivatives (eg their dialkyl esters) and ethylene glycol and / or 1,3-propanediol and / or 1,4-butanediol have been prepared (polyethylene and polybutylene terephthalate), and mixtures of these polyalkylene terephthalates.

Bevorzugte Polyalkylenterephthalate sind auch Copolyester, die aus mindestens zwei der obengenannten Säurekomponenten und/oder aus mindestens zwei der obengenannten Alkoholkomponenten hergestellt sind, besonders bevorzugte Copolyester sind Poly-(ethylengkykol/butandiol-1,4)-terephthalate.preferred Polyalkylene terephthalates are also copolyesters which consist of at least two of the abovementioned acid components and / or at least two of the above-mentioned alcohol components are produced, especially preferred copolyesters are poly (ethylene glycol / 1,4-butanediol) terephthalates.

Die Polyalkylenterephthalate besitzen im allgemeinen eine intrinsische Viskosität von ca. 0,4 bis 1,5, vorzugsweise 0,5 bis 1,3, jeweils gemessen in Phenol/o-Dichlorbenzol (1:1 Gew.-Teile) bei 25°C.The Polyalkylene terephthalates generally have an intrinsic Viscosity of about 0.4 to 1.5, preferably 0.5 to 1.3, each measured in phenol / o-dichlorobenzene (1: 1 parts by weight) at 25 ° C.

Das erfindungsgemäße Polymerblend weist vorzugsweise 20 bis 95 Gew.-%, weiter bevorzugt 60 bis 90 Gew.-% und insbesondere 65 bis 85 Gew.-% Polyester, bezogen auf das Gesamtgewicht des Polymerblends, auf.The The polymer blend according to the invention preferably has 20 to 95 wt .-%, more preferably 60 to 90 wt .-% and in particular 65 to 85% by weight of polyester, based on the total weight of the polymer blend, on.

Ein weiterer wesentlicher Bestandteil des Polymerblends ist ein Kompatibilisierungssystem. Das Kompatibilisierungssystem dient dazu, die homogene Vermischung des hydrophoben Polypropylens mit dem hydrophilen Polyester zu gewährleisten. Im Stand der Technik sind zahlreiche Kompatibilisierungssysteme bekannt, die geeignet sind, die Mischbarkeit zwischen hydrophoben und hydrophilen Polymeren zu gewährleisten.One Another essential component of the polymer blend is a compatibilizer system. The Compatibilizer system is used to homogenize the mixing of the hydrophobic polypropylene with the hydrophilic polyester. in the Numerous compatibilizer systems are known in the art. which are suitable, the miscibility between hydrophobic and hydrophilic To ensure polymers.

Ein sehr gut geeignetes Kompatibilisierungssystem besteht beispielsweise aus einem Copolymer, das aus den Monomeren Ethylen, Butylacrylat und Glycidylmethacrylat aufgebaut ist.One For example, a very suitable compatibilizer system exists from a copolymer consisting of the monomers ethylene, butyl acrylate and Glycidyl methacrylate is constructed.

Weitere Kompatibilisierungssysteme basieren z. B. auf maleinsäure-gepfropften Polymeren wie Polyethylen, Polypropylen, Ethylen-Vinyl-Acetate (EVA) und Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM), usw.Further Compatibility systems are based, for. B. on maleic acid-grafted Polymers such as polyethylene, polypropylene, ethylene vinyl acetates (EVA) and ethylene-propylene-diene rubber (EPDM), etc.

Erhältlich sind die Kompatibilisierungssysteme beispielsweise unter den Markennamen Elvaloy, Lotader, Lotryl, ...Available For example, the compatibilizer systems are under the brand names Elvaloy, Lotader, Lotryl, ...

Ein weiterer wesentlicher Bestandteil des Polymerblends sind Laserstrahlung absorbierende Pigmente. Die Laserstrahlung absorbierenden Pigmente sind insbesondere dafür erforderlich, dass das erfindungsgemäße Scheinwerfergehäuse hervorragend mittels eines Laserschweißverfahrens mit weiteren Werkstoffen verbunden werden kann.One Another essential component of the polymer blend is laser radiation absorbing pigments. The laser radiation absorbing pigments are particularly required that the inventive Headlamp housing excellent by means of a laser welding process can be connected with other materials.

Prinzipiell lassen sich die im Stand der Technik bekannten Pigmente oder Farbstoffe mit Chromophoren, die im eingestrahlten Laserlichtbereich absorbieren, einsetzen. Bevorzugt wird jedoch Glimmer, das vorzugsweise in Kombination mit Siliciumdioxid, Titandioxid oder Eisenoxid vorliegen kann, eingesetzt.in principle can be known in the art pigments or dyes with chromophores absorbing in the irradiated laser light area, deploy. However, preference is given to mica, which is preferably in combination can be present with silica, titanium dioxide or iron oxide used.

Ein besonders bevorzugtes Laserstrahlung absorbierendes Pigment ist Ruß. Ruß wird bevorzugt in einer Menge von 0,02 bis 3 Gew.-%, weiter bevorzugt 0,2 bis 2 Gew.-%, insesondere von 0,5 bis 1,5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Polymerblends, eingesetzt.A particularly preferred laser radiation absorbing pigment is carbon black. Carbon black is preferably present in an amount of from 0.02 to 3% by weight, more preferably zugt 0.2 to 2 wt .-%, in particular from 0.5 to 1.5 wt .-%, based on the total weight of the polymer blend used.

Besonders geeignet sind laserabsorbierende Pigmente, die ausschließlich in einem Wellenlängenbereich von 800 bis 1100 nm absorbieren und die von der Firma Gentex als Clearweld^® vertrieben werden.Particularly suitable are laser-absorbing pigments which absorb only in a wavelength range of 800 to 1100 nm and which are sold by Gentex Clearweld ^®.

Weiterhin kann das Polymerblend Zusatzstoffe wie z. B. Füll- und Verstärkungsstoffe wie z. B. Glasfasern oder mineralische Füllstoffe, Flammschutzmittel, Verarbeitungshilfsmittel, Stabilisatoren, Fließhilfsmittel, Antistatika und andere übliche Additive enthalten.Farther the polymer blend additives such. B. filling and Reinforcing agents such. As glass fibers or mineral Fillers, flame retardants, processing aids, Stabilizers, flow aids, antistatic agents and other common Contain additives.

Das Polymerblend kann hergestellt werden, indem man die jeweiligen Bestandteile in bekannter Weise vermischt und bei Temperaturen von 200°C bis 330°C in üblichen Aggregaten wie z. B. Innenknetern, Extrudern, Doppelwellenschnecken, schmelzcompoundiert oder schmelzextrudiert. Bei dem Schmelzcompoundier- oder Schmelzextrudierschritt lassen sich weitere Zusätze wie z. B. Verstärkungsstoffe, Stabilisatoren, Gleit- und Entformungsmittel, Nukleierungsmittel und andere Additive zusetzen.The Polymer blend can be made by adding the respective ingredients mixed in a known manner and at temperatures of 200 ° C to 330 ° C in conventional units such. B. internal kneaders, Extruders, twin-screw, melt-compounded or melt-extruded. Leave at the melt-compounding or melt-extruding step further additives such. B. reinforcing materials, Stabilizers, lubricants and mold release agents, nucleating agents and add other additives.

Aus den Polymerblends lassen sich anschließend durch dem Fachmann geläufige Umformverfahren, beispielsweise mittels Spritzgussverfahren, die erfindungsgemäßen Scheinwerfergehäuse oder Formteile mit Beleuchtungseinheit herstellen.Out The polymer blends can then be determined by the person skilled in the art common forming processes, for example by injection molding, the headlight housing according to the invention or Produce molded parts with lighting unit.

Der Absorptionsgrad des erfindungsgemäßen Polymerblends liegt zwischen 15 und 100%, bevorzugt zwischen 60 und 100% besonders bevorzugt zwischen 80 und 100%.Of the Absorbency of the polymer blend according to the invention is between 15 and 100%, preferably between 60 and 100% especially preferably between 80 and 100%.

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher ein Scheinwerfergehäuse oder Formteil mit Beleuchtungseinheit, das einen erfindungsgemäßen Polymerblend umfasst.One Another object of the present invention is therefore a spotlight housing or molding with lighting unit, the invention Includes polymer blend.

Das Polymerblend kann aufgrund seiner polaren chemischen Struktur zusätzlich mit einem polaren Schaum in Form einer auf der Compoundoberfläche haftenden Hinterschäumung kombiniert werden. Hierfür eignen sich beispielsweise polyurethanbasierte Schäume. Darüber hinaus ist es möglich, die Oberfläche des Polymerblends weiter zu veredeln.The Polymer Blend may be due to its polar chemical structure in addition with a polar foam in the form of one on the compound surface adhesive backing can be combined. Therefor For example, polyurethane-based foams are suitable. In addition, it is possible the surface to further refine the polymer blend.

In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das erfindungsgemäße Scheinwerfergehäuse oder Formteil mit Beleuchtungseinheit stoffschlüssig mit einem weiteren Werkstoff verbunden, dessen Transmissionsgrad für Laserstrahlung höher ist als der des Scheinwerfergehäuses. Vorzugsweise ist der Werkstoff dabei ausgewählt aus der Gruppe der Polymethylmethacrylate (PMMA) und Polycarbonate. Das erfindungsgemäße Scheinwerfergehäuse ist dabei bevorzugt mit dem Werkstoff mittels Verschweißung, insbesondere Laserverschweißung, besonders bevorzugt Laserdurchstrahlverschweißung, verbunden. In einer weiteren Ausführungsform ist der Werkstoff eine Linse, Streu- oder Abdeckscheibe.In another embodiment of the present invention is the headlight housing according to the invention or molded part with lighting unit cohesively with connected to another material whose transmittance for Laser radiation is higher than that of the headlight housing. Preferably, the material is selected from the Group of polymethyl methacrylates (PMMA) and polycarbonates. The Headlight housing according to the invention is preferred with the material by means of welding, in particular laser welding, particularly preferably laser transmission welding, connected. In a further embodiment, the material is a lens, lens or cover.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist das Scheinwerfergehäuse oder Formteil mit Beleuchtungseinheit vollständig oder teilweise stoffschlüssig mit einer Linse, Streu- oder Abdeckscheibe aus Polycarbonat verbunden.In In a particularly preferred embodiment, the headlamp housing or molding with lighting unit complete or partially cohesively with a lens, lens or cover made of polycarbonate.

Besonders geeignete Formteile mit Beleuchtungseinheit sind Fahrzeuginnenverkleidungen, bei denen die Formteile aus dem erfindungsgemäßen Polymerblend mit Polyurethanschäumen verschweißt oder direkt im Mehrkomponentenspritzgießverfahren aufeinander haften. Ein besonders bevorzugter Gegenstand ist eine Türseitenverkleidung, in der eine direkte Beleuchtung integriert ist und wobei diese mit einer transparenten Abdeckscheibe verschweißt wird. Die Türseitenverkleidung wird dabei vorzugsweise mit einem Polyurethanschaum überspritzt, der aufgrund des erfindungsgemäßen Polymerblends direkt auf dem Polymerblend haftet.Especially suitable molded parts with lighting unit are vehicle interior trim, in which the moldings of the polymer blend according to the invention welded with polyurethane foams or directly adhere to each other in the multi-component injection molding process. A particularly preferred object is a door side panel, in a direct lighting is integrated and whereby these with a transparent cover is welded. The Door side panel is preferably with a Overmoulded polyurethane foam, due to the inventive Polymer blends directly on the polymer blend adheres.

In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Scheinwerfergehäuse oder Formteil mit Beleuchtungseinheit mit mindestens einer Schicht aus Polyurethan versehen.In a preferred embodiment of the present invention is the spotlight housing or molded part with lighting unit provided with at least one layer of polyurethane.

Besonders bevorzugt besteht das Polyurethan aus einer aufgeschäumten Schicht eines thermoplastischen Polyurethans (TPU).Especially Preferably, the polyurethane consists of a foamed Layer of a thermoplastic polyurethane (TPU).

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das erfindungsgemäße Scheinwerfergehäuse oder Formteil mit Beleuchtungseinheit eine Polyurethanschicht auf, die durch das Skin-Form-Verfahren aufgetragen wurde.In a further preferred embodiment, the inventive Headlight housing or molded part with lighting unit a polyurethane layer applied by the skin-molding method has been.

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung des erfindungsgemäßen Polymerblends als Scheinwerfergehäuse oder Formteil für Beleuchtungseinheiten.One Another object of the present invention is the use the polymer blend according to the invention as a headlight housing or molding for lighting units.

Besonders bevorzugt ist das Formteil eine Innenverkleidung in einem Kraftfahrzeug.Especially Preferably, the molding is an interior trim in a motor vehicle.

Es hat sich überraschend gezeigt, dass sich das erfindungsgemäße Scheinwerfergehäuse oder Formteil mit Beleuchtungseinheit insbesondere zum Laserschweißen eignet. Insbesondere die Verschweißung des Scheinwerfergehäuses oder Formteil mit Beleuchtungseinheit mit Linsen, Streu- oder Abdeckscheiben des Scheinwerfersystems hat überraschend gezeigt, dass wesentlich höher Dichtigkeiten und Verbindungsfestigkeiten erzielt werden konnten. Darüber hinaus hat sich gezeigt, dass die Verbindung aus Scheinwerfergehäuse oder Formteil mit Beleuchtungseinheit und Abdeckscheibe wesentlich alterungsstabiler und wärmestabiler ist als die im Stand der Technik bekannten Verklebungen der Bauteile. Darüber hinaus weist das erfindungsgemäße Verfahren im Vergleich zum im Stand der Technik bekannten Verklebungsverfahren eine deutliche Beschleunigung des Herstellungsverfahrens auf.It has surprisingly been found that the headlight housing or molded part according to the invention with lighting unit is particularly suitable for laser welding. In particular, the welding of the headlight housing or molded part with lighting unit with lenses, scattering or cover plates of the headlight system has surprisingly shown that much higher density and bond strengths could be achieved. In addition, it has been shown that the verbin tion of headlamp housing or molded part with lighting unit and cover plate is much more resistant to aging and heat stable than the known in the prior art bonding of the components. In addition, the method according to the invention has a marked acceleration of the production process in comparison with the bonding method known in the prior art.

Des weiteren gibt es dem Design der Scheinwerfer und Rückfahrscheinwerfer mehr Gestaltungsfreiheiten.Of Another is the design of the headlights and reversing lights more creative freedom.

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher ein Verfahren zum stoffschlüssigen Verbinden eines erfindungsgemäßen Scheinwerfergehäuses oder Formteils mit Beleuchtungseinheit mit einem Werkstoff, dessen Transmissionsgrad für Laserstrahlung höher ist, als der des Scheinwerfergehäuses oder des Formteils, wobei das Verbinden durch Schweißen erfolgt.One Another object of the present invention is therefore a method for cohesive bonding of a device according to the invention Headlamp housing or molded part with lighting unit with a material whose transmittance for laser radiation is higher than that of the headlight housing or of the molded part, wherein the joining is performed by welding.

In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt das Verbinden mittels Laserschweißen.In a preferred embodiment of the invention Method is done by means of laser welding.

Grundlage des Laserstrahlschweißens von Kunststoffen ist die Strahlungsabsorption in der Formmasse. Reine Polymere sind für Laserstrahlung weitgehend transparent bzw. transluzent, d. h. sie absorbieren nur schlecht. Durch Pigmente, Füll- bzw. Verstärkungsstoffe und Additive kann die Absorption und damit die Umwandlung von Laserlicht in Wärme gesteuert werden.basis The laser beam welding of plastics is the radiation absorption in the molding compound. Pure polymers are largely for laser radiation transparent or translucent, d. H. they only absorb badly. Through pigments, fillers or reinforcing materials and additives can be the absorption and thus the conversion of laser light be controlled in heat.

Grundlegende Prinzipien des Laserdurchstrahlschweißens sind in der Fachliteratur beschrieben ( Kunststoffe 87 (1997) 3, 348–350 ; Kunststoffe 88 (1988) 2, 210–2120 ; Kunststoffe 87 (1997) 11, 1632–1640 ; Plastverarbeiter 50 (1999) 4, 18–19 ; Plastverarbeiter 46 (1995) 9, 42–4 ).Basic principles of laser transmission welding are described in the specialist literature ( Kunststoffe 87 (1997) 3, 348-350 ; Kunststoffe 88 (1988) 2, 210-2120 ; Kunststoffe 87 (1997) 11, 1632-1640 ; Plastverarbeiter 50 (1999) 4, 18-19 ; Plastverarbeiter 46 (1995) 9, 42-4 ).

Voraussetzung für die Anwendung des Laserdurchstrahlschweißens ist, dass die vom Laser emittierte Strahlung zunächst einen Fügepartner, der für Laserlicht eingesetzten Wellenlänge ausreichend transparent ist, durchdringt, und dann vom zweiten Fügepartner in einer dünnen Schicht von einigen 100 μm absorbiert und in Wärme umgewandelt wird, die zum Aufschmelzen in der Kontaktzone und letztlich zur Verbindung beider Fügepartner durch eine Schweißnaht führt.requirement for the application of laser transmission welding is that the radiation emitted by the laser first a Joining partner, the wavelength used for laser light is sufficiently transparent, penetrates, and then from the second joint partner absorbed in a thin layer of several 100 microns and is converted into heat, which melts into the contact zone and ultimately the connection of both joining partners through a weld leads.

Im Bereich der Wellenlänge der für das Thermoplastschweißen üblicherweise eingesetzten Laser (Nd:YAG-Laser: 1060 nm; Hochleistungsdiodenlaser: 800 bis 1000 nm) sind amorphe oder teilkristalline Thermoplaste wie Polyester, z. B. Polybutylenterephthalat (PBT) und Polyethylenterephthalat (PET) oder Polycarbonat und Polymethylmethacrylat, weitgehend transparent bzw. lasertransluzent.in the Range of wavelength for the thermoplastic welding usually used laser (Nd: YAG laser: 1060 nm; 800 to 1000 nm) are amorphous or partially crystalline thermoplastics such as polyester, z. As polybutylene terephthalate (PBT) and polyethylene terephthalate (PET) or polycarbonate and polymethyl methacrylate, largely transparent or laser translucent.

In einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt das Verbinden des erfindungsgemäßen Scheinwerfergehäuses oder Formteil mit Beleuchtungseinheit mit dem Werkstoff, dessen Transmissionsgrad für Laserstrahlung höher ist als der des Scheinwerfergehäuses mittels Laserdurchstrahlschweißen. Beim Laserdurchstrahlschweißen handelt es sich um einen einstufen Prozess, bei dem die Erwärmung des Scheinwerfergehäusematerials und der Fügevorgang nahezu gleichzeitig ablaufen. Es ist daher erforderlich, dass der Fügepartner (der Werkstoff, der mit dem erfindungsgemäßen Scheinwerfergehäuse verbunden werden soll) im Bereich der Laserwellenlänge einen hohen Transmissionsgrad aufweist, während das Material des Scheinwerfergehäuses einen hohen Absorptionsgrad aufweist. Der hohe Absorptionsgrad des Scheinwerfergehäuses wird durch den Einsatz der Laserstrahlung absorbierenden Pigmente gewährleistet. Vorzugsweise werden vor dem Schweißprozess das erfindungsgemäße Scheinwerfergehäuse sowie der damit zu verbindende Werkstoff, insbesondere eine Linse, Streu- oder Abdeckscheibe, in der gewünschten Endlage positioniert und ein Fügedruck aufgebracht. Der transparente Fügepartner wird vom Laserstrahl ohne nennenswerte Erwärmung durchstrahlt. Erst im zweiten Fügepartner (das erfindungsgemäße Scheinwerfergehäuse) wird der Laserstrahl in einer oberflächennahen Schicht vollständig absorbiert, wobei die Laserenergie in Wärmeenergie umgewandelt wird und die Oberflächenschicht des erfindungsgemäßen Scheinwerfergehäusematerials aufgeschmolzen wird. Aufgrund von Wärmeleitprozessen wird auch das transparente Bauteil (Werkstoff, dessen Transmissionsgrad für Laserstrahlung höher ist als der des Scheinwerfergehäuses) im Bereich der Fügezone plastifiziert. Durch den von außen aufgebrachten sowie den aus der Ausdehnung der Polymerschmelze resultierenden inneren Fügedruck kommt es zu einer stoffschlüssigen Verbindung der Bauteile.In In a preferred embodiment, the connection takes place the headlight housing according to the invention or molding with lighting unit with the material whose Transmittance for laser radiation is higher as the headlight housing by laser transmission welding. At the Laser transmission welding is a grading Process in which the heating of the headlight housing material and run the joining process almost simultaneously. It is Therefore, it is necessary that the joining partner (the material, the with the headlight housing according to the invention to be connected) in the range of the laser wavelength has a high transmittance while the material the headlamp housing has a high degree of absorption. The high degree of absorption of the headlight housing is ensured by the use of laser radiation absorbing pigments. Preferably, before the welding process according to the invention Headlamp housing and the material to be connected therewith, in particular a lens, scatter or cover, in the desired Positioned end position and applied a joining pressure. Of the transparent joining partner becomes of the laser beam without appreciable Heating radiates through. Only in the second joint partner (the headlight housing according to the invention) the laser beam is in a near-surface layer completely absorbed, with the laser energy in heat energy is converted and the surface layer of the invention Headlight housing material is melted. by virtue of Of Wärmeleitprozessen is also the transparent component (Material whose transmittance for laser radiation is higher than that of the headlight housing) Area of the joining zone plasticized. By the outside applied as well as resulting from the expansion of the polymer melt inner joining pressure leads to a cohesive Connection of the components.

Gegenüber sonstigen Schweißverfahren bietet das Laserdurchstrahlschweißen eine Reihe von Vorteilen, nämlich zum einen die berührungslose Energieeinbringung, keine mechanische Belastung der Fügepartner durch den Energieeintrag, keine schwingende Belastung der Fügepartner, eine geringe Wärmeeinflusszone durch lokal begrenzten Energieeintrag, sowie eine gute Automatisierbarkeit und Integrierbarkeit in Serienfertigung.Across from Other welding processes are offered by laser transmission welding a number of advantages, namely on the one hand, the contactless Energy input, no mechanical load on the joining partners by the energy input, no oscillating load of the joining partners, a small heat affected zone due to localized energy input, as well as a good automatability and integrability in mass production.

Für das Laserdurchstrahlschweißen stehen insbesondere vier verschiedene Verfahrensvarianten zur Verfügung, nämlich Konturschweißen, Simultanschweißen, Quasi-Simultanschweißen und das Maskenschweißen.For the laser transmission welding are in particular four various process variants available, namely Contour welding, simultaneous welding, quasi-simultaneous welding and the mask welding.

Das Konturschweißen ist eine der am weitesten verbreiteten Varianten. Dabei wird die Schweißnaht mit einem fokussierten Laserstrahl sequentiell abgefahren und lokal aufgeschmolzen. Aufgrund der geometrischen Verhältnisse bleibt das Schmelzvolumen klein, wodurch der Austrieb der Schmelze weitgehend vermieden werden kann. Die Vorteile dieses Verfahrens liegen in der hohen Flexibilität und in der Möglichkeit, komplexe, dreidimensionale Nahtgeometrien zu schweißen.Contour welding is one of the most widely used widely used variants. The weld seam is sequentially driven with a focused laser beam and locally melted. Due to the geometric conditions, the melt volume remains small, whereby the budding of the melt can be largely avoided. The advantages of this method are the high flexibility and the ability to weld complex, three-dimensional seam geometries.

Beim Simultanschweißen erfolgt das Aufschmelzen der gesamten Nahtkontur gleichzeitig. Normalerweise wird ein System aus mehreren Hochleistungsdiodenlasern so angeordnet, dass die komplette Nahtkontur simultan bestrahlt wird. Die Fokusse der einzelnen Laserstrahlen bilden dabei den Gesamtfokus, der auf die Fügenahtgeometrie angepasst ist. Während des Schweißprozesses erfolgt keine Relativbewegung zwischen dem Lasersystem und dem Bauteil, da beide ortsfest positioniert sind. Die Erwärmung erfolgt simultan, wobei unter gleichzeitigem Einwirken des Fügedrucks ein Fügeweg realisiert werden kann.At the Simultaneous welding is the melting of the entire Seam contour at the same time. Normally a system will consist of several High-power diode lasers arranged so that the complete seam contour is irradiated simultaneously. The foci of the individual laser beams form the overall focus on the joint seam geometry is adjusted. There is no welding during the welding process Relative movement between the laser system and the component, since both are stationarily positioned. The heating takes place simultaneously, while under the simultaneous action of the joining pressure a Fügeweg can be realized.

Ein großer Vorteil des Simultanschweißens liegt darin, dass durch die simultane Erwärmung der gesamten Fügefläche und durch den gleichzeitig wirkenden Fügedruck eine Kontrolle des Fügewegs realisiert werden kann. Dadurch können Ungleichmäßigkeiten in der Fügeebene oder Spalte zwischen den Fügepartnern ausgeglichen werden.One big advantage of simultaneous welding is that by the simultaneous heating of the entire joining surface and by the simultaneous acting joining pressure a control the joining path can be realized. Thereby can Irregularities in the joining plane or gaps between the joining partners.

Beim Quasi-Simultanschweißen wird der Laserstrahl mit Hilfe von Scannerspiegeln mit einer hohen Verfahrensgeschwindigkeit, z. B. 10 m/s, entlang der Schweißnaht geführt und die Kontur mehrmals pro Sekunde abgefahren. Durch die hohen Geschwindigkeiten wird die Fügefläche mehrmals innerhalb einer Sekunde bestrahlt, wodurch die gesamte Fügefläche fast zeitgleich (quasi simultan) erwärmt wird. Dadurch kann bei diesem Verfahren ein Fügeweg erzeugt und Fügeteiltoleranzen ausgeglichen werden. Dieses Verfahren hat eine größere Flexibilität gegenüber Änderungen in der Schweißnahtkontur als das Simultanschweißen.At the Quasi-simultaneous welding is using the laser beam scanner mirrors at a high speed, e.g. B. 10 m / s, along the weld and traversed the contour several times a second. Due to the high speeds The joining surface will be repeated several times within one second irradiated, causing the entire joining surface almost is heated at the same time (quasi simultaneous). This can In this method, a joining path is generated and joining sub-tolerances be compensated. This procedure has a bigger one Flexibility against changes in the weld contour as the simultaneous welding.

Bei der Maskentechnik wird zwischen dem Fügelteil und der Laserquelle eine Maske positioniert. Der Laser wird über die Maske verfahren und trifft nur dort, wo sich eine Aussparung in der Maske befindet, auf die Fügefläche. An den Stellen, an denen nicht geschweißt werden soll, wird die Strahlung durch die Maske reflektiert. Die Dimension und die Präzision der Schweißnahtstruktur werden primär durch die Maske und die Strahlqualität des Laser bestimmt. Kleinste Nähte von etwa 100 μm Breite lassen sich hiermit herstellt.at The masking technique is between the wing part and the laser source a mask positioned. The laser is over the mask method and only applies where there is a recess in the mask, on the joining surface. In the places where not Welding is the radiation through the mask reflected. The dimension and precision of the weld structure are primarily due to the mask and the beam quality determined by the laser. Smallest seams of about 100 μm Width can be made herewith.

In einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt das Verschweißen des erfindungsgemäßen Scheinwerfergehäuses oder Formteil mit Beleuchtungseinheit mit einem Werkstoff, dessen Transmissionsgrad für Laserstrahlung höher ist als der des Scheinwerfergehäuses durch ein Laserhybridschweißverfahren. Hierbei werden die Fügepartner im Bereich der zu schweißenden Kontur in Kontakt gebracht und mit einem Fügedruck beaufschlagt. Anschließend werden die Fügepartner in der Schweißzone mit einem Laserstrahl bestrahlt, wobei ein zusätzliches simultanes Bestrahlen des anderen Fügepartners (laserstrahltransparenter Fügepartner) in der Schweißzone mit einer elektromagnetischen Sekundärstrahlung bestrahlt wird, was zu dessen selektiver Temperaturerhöhung führt, so dass das Temperaturfeld in der Schweißzone homogenisiert wird. Als elektromagnetische Sekundärstrahlenquellen kann beispielsweise ein Halogenlampensystem verwendet werden.In In a preferred embodiment, the welding takes place the headlight housing according to the invention or molding with lighting unit with a material whose Transmittance for laser radiation is higher as that of the headlamp housing by a laser hybrid welding process. In this case, the joining partners in the area to be welded Contour brought into contact and subjected to a joining pressure. Subsequently, the joining partners in the weld zone irradiated with a laser beam, with an additional simultaneous irradiation of the other joint partner (laser-beam transparent Joining partner) in the welding zone with an electromagnetic Secondary radiation is irradiated, resulting in its selective Temperature increase leads, so the temperature field is homogenized in the weld zone. As electromagnetic Secondary radiation sources can be, for example, a halogen lamp system be used.

Üblicherweise verwendete Laserquellen sind CO₂-Laser, Nd:YAG-Laser und Hochleistungsdiodenlaser.Commonly used laser sources are CO ₂ lasers, Nd: YAG lasers and high power diode lasers.

In einer alternativen bevorzugten Ausführungsform des vorliegenden erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt das Verschweißen durch Reibschweißen und Spiegelschweißen.In an alternative preferred embodiment of the present invention According to the method of the invention welding takes place by friction welding and mirror welding.

Es hat sich überraschend herausgestellt, dass das Verbinden der Formteile durch Reibschweißen und Spiegelschweißen mit dem erfindungsgemäßen Scheinwerfergehäuse oder Formteilen mit Beleuchtungseinheit auch ohne weitere Zusatzwerkstoffe möglich ist.It has surprisingly been found that connecting the molded parts by friction welding and mirror welding with the headlight housing according to the invention or molded parts with lighting unit without further filler materials is possible.

Beim Spiegelschweißen werden üblicherweise die auf einen beweglichen Schlitten einer Maschine aufgespannten Fügepartner an das Heizelement gefahren. Anschließend wird unter dem Anwärmdruck der Angleichvorgang gestartet. Dieser dient zum Toleranzausgleich und zum Erreichen einer gleichmäßigen Anlagefläche am Heizelement. Ist der voreingestellte Angleichweg erreicht, beginnt die Erwärmphase, in der nahezu drucklos das Schmelzpolster gebildet wird. Danach werden die Schlitten zurückgefahren, bis das Heizelement vollständig frei zurückgezogen werden kann. Dann beginnt der eigentliche Schweißprozess, in dem die aufgeschmolzenen Fügepartner unter dem Fügedruck zusammengefahren werden.At the Mirror welding is commonly used a movable carriage of a machine clamped joint partner moved to the heating element. Subsequently, under the Warming pressure of the adjustment process started. This serves for Tolerance compensation and to achieve a uniform Contact surface on the heating element. Is the default equalization path reached, the heating phase begins, in the almost depressurized the enamel pad is formed. Then the sledges are moved back, until the heating element retracts completely free can be. Then the actual welding process begins in which the molten joining partners under the joining pressure be moved together.

Das Reibschweißen ist ein Pressschweißverfahren. Die Erwärmung der zu fügenden, fest eingespannten Teile erfolgt durch mechanische Reibung. Sie wird in der Regel durch eine Bewegung zwischen einem rotierenden und einem feststehenden Fügeteil erzeugt, welche unter Kraft ohne Zusatzwerkzeug zusammengeführt werden. Es entsteht ein für das Verfahren typischer Schweißwulst. Nach ausreichender Wärmeeinbringung wird die Relativbewegung aufgehoben.Friction welding is a pressure welding process. The heating of the parts to be joined, firmly clamped by mechanical friction. It is usually generated by a movement between a rotating and a fixed joining part, which are brought together under force without additional tool. The result is a welding bead typical of the process. After sufficient heat input, the relative movement lifted.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zwischen den Fügepartnern eine Laserlicht absorbierende thermoplastische Polymerfolie aufgebracht.In a particularly preferred embodiment of the invention Method is a laser light between the joining partners absorbent thermoplastic polymer film applied.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung weist der Werkstoff, dessen Transmissiongrad für Laserstrahlung höher ist, als der des Scheinwerfergehäuses bzw. des Formteils mit Beleuchtungseinheit einen Transmissionsgrad zwischen 15 und 98%, bevorzugt zwischen 25 und 95% im Bereich der Schweißkontur auf.in the Within the scope of the present invention, the material has its transmittance for laser radiation is higher than that of the headlight housing or of the molded part with lighting unit transmissivity between 15 and 98%, preferably between 25 and 95% in the region of the welding contour on.

Solche Werkstoffe sind bevorzugt amorphe Polymere mit einem Kristallinitätsgrad unterhalb von 15%. Bevorzugt sind diese Werkstoffe Linsen, Streu- oder Abdeckscheiben, die bevorzugt aus einem Polymermaterial bestehen, dass Polycarbonat umfasst.Such Materials are preferably amorphous polymers with a degree of crystallinity below 15%. These materials are preferably lenses, scatter or Cover discs, which preferably consist of a polymer material, that includes polycarbonate.

Beispiele:Examples:

Es wurde ein Polymerblend hergestellt aus.
76,5 Gew.-% Polyethylentherephthalat,
15 Gew.-% Polypropylen (melt flow rate: 5 g/10 min)
7,5 Gew-.% eines Copolymers aus Ethlyen, Butylacrylat und Glycidylmethacrylat,
0,4 Gew.-% Distearylpentaerythrol-diphosphit (Stabilisator) und
0,6 Gew.-% Ruß als laserabsorbierendes Pigment.A polymer blend was prepared from.
76.5% by weight of polyethylene terephthalate,
15% by weight of polypropylene (melt flow rate: 5 g / 10 min)
7.5% by weight of a copolymer of ethylene, butyl acrylate and glycidyl methacrylate,
0.4 wt .-% distearyl pentaerythritol diphosphite (stabilizer) and
0.6% by weight of carbon black as a laser-absorbing pigment.

Das Polymerblend wurde in einem beheizten Doppelschneckenextruder homogenisiert und compoundiert. Das so erhaltene Polymerblend wurde anschließend in einem Spritzgussverfahren zu einem Scheinwerfergehäuse geformt.The Polymer blend was homogenized in a heated twin screw extruder and compounded. The resulting polymer blend was subsequently in an injection molding process to a headlight housing shaped.

Das erfindungsgemäße Scheinwerfergehäuse wurde anschließend mit einer Abdeckscheibe aus Polycarbonat mittels des Laserhybridschweißverfahrens verbunden. An der Stelle, an der der Laser eingestrahlt wird, wurde das Material über ein Halogenlampensystem vorgeheizt. Die Laserparameter sind die folgenden:
Laserleistung: 30 W
Vorschubgeschwindigkeit: 1–2 m/s
Schweißnahtbreite: 3 mm.The headlamp housing according to the invention was then connected to a polycarbonate cover by means of laser hybrid welding. At the point where the laser is irradiated, the material was preheated by a halogen lamp system. The laser parameters are the following:
Laser power: 30 W
Feed rate: 1-2 m / s
Weld width: 3 mm.

Das mit der Abdeckscheibe aus Polycarbonat verbundene erfindungsgemäße Scheinwerfergehäuse zeigte eine hervorragende Verbundfestigkeit sowie erhöhte Dichtigkeit im Vergleich zu im Stand der Technik bekannten Klebeverbundsystemen. Darüber hinaus wies die Schweißnaht eine wesentlich höhere Alterungsstabilität auf im Vergleich zu verklebten Werkstoffen.The according to the invention connected to the polycarbonate cover Headlamp housing showed excellent bond strength as well increased tightness compared to the prior art known adhesive composite systems. In addition, the Weld a much higher aging stability on compared to bonded materials.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

- DE 2407674 [0022]
- DE 2407776 [0022]
- DE 2715932 [0022]
- DE 1900270 A [0023]
US 3692744A [0023]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

- Kunststoff-Handbuch, Vol. VIII, p. 695 ff, Karl-Hanser-Verlag, Munich 1973 [0019]
Plastics 87 (1997) 3, 348-350 [0056]
Plastics 88 (1988) 2, 210-2120 [0056]
Plastics 87 (1997) 11, 1632-1640 [0056]
- Plastverarbeiter 50 (1999) 4, 18-19 [0056]
Plastverarbeiter 46 (1995) 9, 42-4 [0056]

Claims

Polymer blend for headlamp housing or comprising moldings with lighting unit a) polypropylene, b) Polyester, c) a compatibilization system and d) laser radiation absorbing pigments.

A polymer blend according to claim 1, characterized in that the polyester is selected from the group comprising polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate and / or polypropylene terephthalate.

A polymer blend according to any one of the claims 1 or 2, characterized in that the laser radiation absorbing Pigment mica, preferably in combination with silica, Titanium dioxide or iron oxide is present.

A polymer blend according to any one of the claims 1 to 3, characterized in that the compatibilization system a copolymer consisting of the monomers ethylene, butyl acrylate and Glycidyl methacrylate is constructed.

A polymer blend according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the laser radiation absorbing Pigment is carbon black.

A polymer blend according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the polypropylene in an amount from 2 to 25 wt .-%, preferably 5 to 22 wt .-%, in particular 11 to 19 wt .-%, based on the total weight of the polymer blend, is present.

A polymer blend according to any one of the claims 1 to 6, characterized in that the polyester in an amount from 50 to 95% by weight, preferably 60 to 90% by weight, in particular 65 to 85 wt .-%, based on the total weight of the polymer blend, is present.

Headlight housing or molded part with lighting unit comprising a polymer blend according to one of the claims 1 to 7.

Headlight housing or molded part with lighting unit according to claim 8, characterized in that the housing material or the molded part cohesively is associated with a material whose transmittance for Laser radiation is higher than that of the headlight housing or of the molding.

Headlight housing or molded part with lighting unit according to one of claims 8 or 9, characterized characterized in that the material whose transmittance for Laser radiation is higher than that of the headlight housing or the molding, is selected from the group of polymethyl methacrylates (PMMA) and polycarbonates.

Headlight housing or molded part with lighting unit according to one of claims 8 to 10, characterized characterized in that the housing or the molding with the material is connected by welding.

Headlight housing according to a of claims 8 to 11, characterized in that the material, its transmittance for laser radiation higher is as the headlight housing or the molding, a lens, lens or cover is preferably made a polymer material comprising polycarbonate.

Headlight housing or molded part with lighting unit according to one of claims 8 to 12, characterized characterized in that the housing or the molding with at least one layer of polyurethane is provided.

Headlight housing or molded part with lighting unit according to claim 13, characterized in that Polyurethane is a foamed layer of a thermoplastic Polyurethane (TPU) is.

Headlight housing or molded part with lighting unit according to one of claims 13 or 14, characterized in that the polyurethane layer through the skin Form method was applied.

Headlight housing or molded part with lighting unit according to any one of claims 9 to 15, characterized in that it is an interior lining for a motor vehicle is that cohesively with a lens, preferably made of a polymeric material comprising polycarbonate is.

Use of a polymer blend according to of claims 1 to 7 as a headlight housing or Molding for lighting units.

Use according to claim 17, characterized in that the molded part is an interior lining in a motor vehicle.

Method for cohesive bonding a headlamp housing or molding with lighting unit according to claim 8 with a material whose transmittance for laser radiation is higher than that of the headlight housing or of the molded part, characterized in that the connecting by Welding takes place.

A method according to claim 19, characterized characterized in that the joining by means of laser welding he follows.

Method according to one of claims 19 or 20, characterized in that the connection by means of laser transmission welding he follows.

A method according to claim 19, characterized characterized in that the joining by friction welding or mirror welding takes place.

Method according to one of the claims 19 or 22, characterized in that the material is a lens, Spreading or cover is.

Method according to one of the claims 19 to 23, characterized in that the material is a lens, Lens or cover is made of a polymer material, the polycarbonate includes.

Method according to one of the claims 19 to 24, characterized in that between the joining partners in the region of the joining contour, a laser layer absorbing thermoplastic polymer film is applied.