DE29824038U1

DE29824038U1 - Dekorfolie zum Hinterspritzen mit Kunststoff

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Publication number: DE29824038U1
Application number: DE29824038U
Authority: DE
Original assignee: Leonhard Kurz GmbH and Co KG
Current assignee: Leonhard Kurz Stiftung and Co KG
Priority date: 1998-12-23
Filing date: 1998-12-23
Publication date: 2000-04-20
Anticipated expiration: 2008-12-24

Description

&Bgr;40020 30/ei

Leonhard Kurz GmbH & Co.,
Schwabacher Strasse 482, 90763 Fürth

Dekorfolie zum Hinterspritzen mit Kunststoff

Die Erfindung betrifft eine Dekorfolie zum Hinterspritzen mit Kunststoff, welche eine von einer verformbaren, transparenten Folie gebildete Deckschicht und an diese anschliessend eine von wenigstens einer Lackschicht gebildete
Dekorschicht aufweist.

Es ist bereits bekannt, die Oberfläche von im Spritzgiessverfahren hergestellten Formteilen mittels Folien dekorativ zu gestalten, wobei die das Oberflächen-Dekor

tragenden Folien in die Spritzgiessform eingelegt und entsprechend mit dem Kunststoff, aus dem das Formteil bestehen soll, hinterspritzt werden.

Ein derartiges Verfahren ist das sogenannte "Inmold"-Verfahren, bei dem zur Dekoration der Oberfläche des Spritzguss-Formteiles eine Heissprägefolie verwendet wird, die einen Trägerfilm umfasst, der einseitig eine aus einer oder mehreren Lackschichten sowie ggf. einer Kleberschicht bestehende Dekorlage trägt. Beim Hinterspritzen mit Kunststoff verbindet sich in diesem Fall die Dekorlage mit dem Formteil und bildet dessen Oberfläche. Der Trägerfilm wird Üblicherweise beim Entformen von der Oberfläche des Formteiles abgezogen. Diese Vorgehensweise hat vor allem den Nachteil, dass die Oberfläche des Formteiles von der Dekor-Lackschicht der Heissprägefolie gebildet wird. Derartige Lackschichten sind zum einen nur äusserst dünn und zum anderen nicht besonders abriebfest. Entsprechend ist die Oberflächen-Dekoration von Formteilen, die unter Verwendung von Heissprägefolien hergestellt sind, nicht besonders verschleissfest.

Aus der FR 1 587 849 ist bereits eine gattungsgemässe Folie bekannt. Es handelt sich dabei um eine ggf. bedruckte, auf ihrer bei der Verarbeitung zum Form-Inneren weisenden Oberfläche mit zwei ganzflächigen Lackschichten versehene PVC-Folie. Diese wird zur Herstellung von Kunststoff-Formteilen in eine Spritzgussform derart eingelegt, dass die freie Fläche der Folie an der Wand der Form anliegt, während die mit Lack beschichtete Seite der Folie zum Form-Inneren weist. Anschliessend wird dann die Form mit Polystyrol gefüllt und so ein entsprechendes Formteil erzeugt. Bei dieser Vorgehensweise gemäss dem Stand der Technik ist vor allem das Problem zu befürchten, dass sich die Folie nicht hinreichend sauber an die Formwand anlegt, so dass die die Folie tragende Oberfläche des Formteiles nach dem Spritzen ungewollte Unregelmässigkeiten aufweist, wodurch sich unter Umständen ein erheblicher Ausschuss ergibt. Weiterhin kann bei dem bekannten Verfahren selbstverständlich nur mit sehr dünnen Folien gearbeitet werden, was die mechanische Festigkeit der Oberfläche des Formteiles beeinträchtigt. Schliesslich besteht die Gefahr, dass im Fall der

Verwendung von unterschiedliche Wärmeausdehnung zeigenden Materialien für die Folie einerseits sowie den ergänzten Formteil andererseits es zu erheblichen Spannungen zwischen der die Oberfläche bildenden Folie und dem Formteil kommt, wodurch das Aussehen der Oberfläche des Formteiles beeinträchtigt werden kann.

Den beiden bekannten Verfahren ist im übrigen gemeinsam, dass sie nur verwendet werden können, wenn die dreidimensionale Gestaltung der zu dekorierenden Oberfläche des Formteiles nicht allzu ausgeprägt ist. Bei starker räumlicher Gestaltung der Oberfläche besteht ansonsten die Gefahr, dass die zur Oberflächen-Dekoration verwendeten Folien bzw. Lackschichten nicht hinreichend während des Hinterspritzens gedehnt werden können. Es kommt dann zu Rissen in der Lackschicht bzw. Folie. Das entsprechende Formteil ist dann im allgemeinen Ausschuss.

Zur Vermeidung dieser Nachteile wurde auch bereits vorgeschlagen, eine die Oberfläche des zu fertigenden Formteiles bildende Dekorfolie vor dem Einlegen in das Spritzgiesswerkzeug entsprechend der gewünschten Gestaltung der Oberfläche des Formteiles dreidimensional vorzuformen, hierauf die Dekorfolie zur Bildung von Folien-Vorformlingen entsprechend den Dimensionen des Spritzgiesswerkzeuges auszustanzen oder zuzuschneiden und schliesslich die Folien-Vorformlinge in das Spritzgiesswerkzeug einzulegen und mit dem das Formteil bildenden Kunststoff zu hinterspritzen. Abweichend von den Verfahren, bei denen die die Oberflächen-Dekoration bildende Folie als solche in die Spritzgiessform eingelegt und durch die eingespritzte Masse an die Formwand angedrückt und damit ggf. dreidimensional verformt wird, wird bei dieser Vorgehensweise gewährleistet, dass auch bei Verwendung vergleichsweise dicker Dekorfolien, die es gestatten, eine hohe Abriebfestigkeit zu erreichen, sich trotzdem exakt die gewünschte Gestaltung der Oberfläche ergibt. Auch die Oberflächen-Begrenzung des Formteiles ist wegen des genauen Zuschnitts der Folien-Vorformlinge einwandfrei. Ausserdem kann auf diese Weise verhindert werden, dass an der Oberfläche irgendwelche Spritznarben sichtbar sind, weil ja

die Vorformlinge hinsichtlich ihrer Grosse und Gestalt genau an die zu dekorierende Oberfläche des Formteiles angepasst werden können.

In der DE 38 17 479 C2 ist eine mehrschichtige Oberflächenfolie beschrieben, bei der eine glasklare Deckfolie mit einer ggf. eingefärbten und bedruckten Grundfolie zusammenkaschiert ist. Der Folienverbund wird dann auf den entsprechend zu schützenden Gegenstand, beispielsweise ein aus Kunststoff bestehendes Fensterprofil, aufkaschiert. Diese bekannte Folie hat einerseits den Nachteil, dass zwei aufeinander kaschierte Folien dann, wenn nicht einwandfrei gearbeitet wurde, sich leicht voneinander trennen lassen. Andererseits ist der Fachmann in der Auswahl der für die einzelnen Schichten der bekannten Folien verwendeten Kunststoffe sehr beschränkt, da die Kunststoffe ja einerseits einwandfrei aneinander und andererseits an der Oberfläche des entsprechend zu kaschierenden Formteiles haften müssen.

In der DE 27 30 899 A1 sind bereits dekorative Verbünde beschrieben, die aus einer Deckschicht und einer Trägerschicht bestehen, wobei die Deckschicht mit der Trägerschicht über eine oder mehrere Zwischenschichten fest haftend verbunden ist. Wenigstens die der Deckschicht benachbarte Schicht soll dabei dekorativ bedruckt sein, was natürlich bedeutet, dass in diesem Fall die Deckschicht transparent sein muss. Die Herstellung dieser bekannten Verbünde geschieht derart, dass ein die Zwischenschicht bildender thermoplastischer Kunststoff zu einer Folie extrudiert und die Folie dann mit einem gewünschten Dekor bedruckt wird. Diese erste Folie wird dann durch Extrusionsbeschichten oder Kaschieren mit der Deckschicht verbunden. Anschliessend wird die so erhaltene Zweischicht-Folie auf der noch freien Oberfläche der Zwischenschicht-Folie mit der Trägerschicht verbunden, was wiederum durch Extrusionsbeschichtung oder Kaschieren mit einer vorgefertigten Trägerschicht erfolgen kann. Die Herstellung einer derartigen Folie ist vergleichsweise kompliziert. Im übrigen ist der bekannte Verbund auch nicht zur Dekoration von irgendwelchen spritzgegossenen Formteilen gedacht. Der bekannte Verbund soll vielmehr als solcher, beispielsweise in Form von Dekorationsplatten,

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Verkleidungen für Sanitärräume, etc. verwendet werden, wozu die Trägerschicht so dick ausgebildet werden muss, dass der Verbund ausreichende Stabilität besitzt. Die Trägerschicht kann in diesem Zusammenhang bis zu einigen mm dick sein, während die Deckschicht im allgemeinen nur eine Dicke von etwa 50 &mgr;&igr;&tgr;&igr; hat, was bedeutet, dass die Abriebfestigkeit nicht allzu hoch zu veranschlagen ist.

Schliesslich sind aus den FR-PSen 1 426 528 und 1 587 849 jeweils bereits verstärkte Kunststofflaminate bekannt, bei denen wenigstens zwei Kunststoff-Folien zusammenlaminiert werden, wobei eine vergleichsweise dünne, transparente Deckschicht vorgesehen wird, die ggf. innenseitig bedruckt sein kann. Zusätzlich wird dann mindestens eine Grundfolie verwendet. Sowohl gemäss FR 1 426 528 aus auch gemäss FR 1 587 849 können zwischen der vergleichsweise dünnen Deckschicht und der relativ dicken, formstabilen Grundfolie Zwischenschichten vorgesehen sein, wobei diese entweder dazu dienen, eine Grundfärbung zu erzeugen (z.B. bei Holzimitations-Folien) oder dazu, die Haftung der Deck- und Grundfolie, die unterschiedlicher Art sind, zu verbessern. Infolge der Aufeinanderlamination unterschiedlicher Folien besteht auch bei diesen Laminaten die Gefahr, dass sich die verschiedenen Schichten voneinander lösen. Weiterhin ist die Aussenschicht relativ dünn und deswegen nicht abriebfest. Insbesondere handelt es sich aber bei den Laminaten wegen der grossen Dicke der Innenschicht nicht um flexible und beispielsweise aufwickelbare Folien sondern um Platten, die zur Herstellung von Vorformlingen, die hinterspritzt werden sollen, nicht geeignet sind.

Die bei dem vorstehend erläuterten, mit Vorformlingen arbeitenden Verfahren zur Herstellung der Folien-Vorformlinge dienende Dekorfolie besteht bisher aus einer Kunststoff-Folie, beispielsweise einer ABS-Folie, die an ihrer die Oberfläche des Formteils bildenden Seite mit einer Heissprägefolie zur Erzeugung des gewünschten Dekors beprägt wurde. Diese bekannten Dekorfolien haben zum einen den Nachteil, dass die die Oberfläche des Kunststoff-Formteils bildende Dekorschicht von einer üblichen Heissprägefolien-Dekorschicht gebildet ist. Diese Dekorschichten, bei denen es sich um dünne Lackschichten handelt, sind

insbesondere nicht sehr abriebfest. Dies bedeutet, dass mit den bisher bekannten Dekorfolien nur Formteile hergestellt werden können, bei denen es nicht auf sehr hohe Abriebfestigkeit ankommt. Ein weiterer Nachteil der bisher bekannten Dekorfolien ist darin zu sehen, dass zur Herstellung der Formteile nur solche Kunststoffe verwendet werden können, die mit dem als Trägerfolie der Dekorfolie verwendeten Kunststoff-Material eine hinreichend haftfeste Verbindung eingehen, was wiederum eine gewisse Beschränkung in den Anwendungsmöglichkeiten des bekannten Verfahrens darstellt.

Die in der FR 1 587 849 erläuterte Folie ist zwar, da eine transparente Folie die Deckschicht bildet, gegen Abrieb verhältnismässig gut geschützt. Nachteilig bei dieser Folie ist jedoch, dass die Dekorschicht unmittelbar mit dem Kunststoff-Material des zu erzeugenden Formteiles, das ja beim Hinterspritzen eine verhältnismässig hohe Temperatur aufweist, in Berührung kommt. Dies kann auch schon bei nicht sauberer Verfahrensführung - dazu führen, dass die das Dekor des fertigen Formteils bildende Lackschicht bzw. Lackschichten sich in unerwünschterWeise verändern, sei es dass Farbänderungen auftreten, sei es insbesondere, dass es zu einem Verzug des Dekors oder zu einer Ablösung der das Dekor bildenden Lackschichten kommt, was aber im Ergebnis erheblichen Ausschuss bedeutet.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Dekorfolie vorzuschlagen, die es gestattet, sowohl saubere Vorformlinge als auch Kunststoff-Formteile herzustellen, die eine ganz erhebliche Abriebfestigkeit aufweisen, ohne dass gleichzeitig die Gefahr einer Veränderung oder Beschädigung der Dekorschichten während des Hinterspritzens besteht. Zusätzlich soll die Dekorfolie nach der Erfindung so aufgebaut sein, dass es ohne weiteres möglich ist, sie an die verschiedenen Einsatzzwecke, insbesondere unterschiedliche, zum Hinterspritzen verwendete Kunststoffe anzupassen, wobei die Anpassung der Folie an die verschiedenen Hinterspritz-Kunststoffe in einfacher Weise möglich sein soll.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäss vorgeschlagen, eine gattungsgemässe Dekorfolie derart auszubilden, dass die Deckschicht von einer thermoformbaren, hochtransparenten Folie gebildet ist, auf die zur Erzeugung der Dekorschicht entsprechend dem gewünschten Dekor wenigstens eine Lackschicht aufgedruckt ist, und dass weiterhin die Dekorschicht von einer Grundschicht aus in schmelzflüssigem Zustand auf die transparente Folie und die Dekorschicht aufgebrachtem thermoplastischen Kunststoff abgedeckt ist, die zur Verbindung der Dekorfolie mit dem zum Hinterspritzen verwendeten Kunststoff dient.

Die Dekorfolie gemäss der Erfindung unterscheidet sich also von den bekannten Folien bzw. Laminaten oder Verbunden zum einen dadurch, dass die Dekorschicht direkt auf die bei der fertigen Dekorfolie nach innen weisende Fläche der von einer vorgefertigten, transparenten und thermoformbaren Folie gebildeten Deckschicht aufgedruckt ist. Dies hat beispielsweise den Vorteil, dass die Positionierung des Dekors gegenüber der Deckschicht stets festliegt, auch wenn eventuell eine gewisse Verschiebung oder Verzerrung zwischen der die Deckschicht bildenden Folie und den weiteren Schichten während der Verarbeitung der Dekorfolie auftreten sollte. Der Einsatz einer vorgefertigten Folie als Deckschicht bietet darüberhinaus den Vorteil, dass die Deckschicht durch geeignete Massnahmen sehr hart und damit abriebfest ausgebildet werden kann. Gleichzeitig lassen sich Folien weitgehend schlieren- und verzerrungsfrei transparent ausbilden, so dass auch das insoweit auf der Innenseite der Deckschicht vorhandene Dekor nicht beeinträchtigt wird. Die dicke, transparente Deckschicht erzeugt ausserdem den Eindruck einer gewissen Tiefe des von der Dekorschicht gebildeten Dekors.

Die Aufbringung der Grundschicht auf die transparente, die Dekorschicht tragende Deckschicht in schmelzflüssigem Zustand führt zum einen dazu, dass ein sehr guter Verbund zwischen Deckschicht bzw. Dekorschicht einerseits und der Grundschicht andererseits erreicht werden kann. Zum anderen lässt sich bei der Dekorfolie gemäss der Erfindung die Grundschicht in nahezu beliebiger Dicke aufbringen, so dass eine Dekorfolie erhalten werden kann, die einerseits hinreichende Steifheit aufweist, um die Herstellung von Vorformlingen zu

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gestatten, die jedoch andererseits noch ausreichend flexibel ist, um beispielsweise vor der Verarbeitung aufgewickelt werden zu können. Die Aufbringung der Grundschicht in schmelzflüssigem Zustand führt auch dazu, dass die entsprechenden Flächen der als Deckschicht dienenden Folie, auf der ja eventuell nur bereichsweise die Dekorschicht vorhanden ist, vollflächig von dem Material der Grundschicht benetzt werden. Würde man dagegen eine Folie als Grundschicht einsetzen, bestünde die Gefahr, dass zwischen Deckschicht und Grundschicht Lufteinschlüsse vorhanden sind, die sowohl zu einer Verschlechterung der Haftung zwischen Deck- und Grundschicht als auch zu einer Beeinträchtigung des Aussehens der Dekorfolie führen könnten.

Um die Haftung zwischen der transparenten Deckschicht und der Grundschicht zu verbessern, kann die Dekorschicht als Haftvermittlerschicht dienen, indem für die Dekorschicht ein entsprechender, sowohl an der transparenten, die Deckschicht bildenden Folie als auch an der Grundschicht gut haftender Lack verwendet wird.

Als besonders günstig hat es sich in diesem Zusammenhang herausgestellt, wenn die Dekorschicht aus wenigstens zwei übereinander liegenden Lackschichten besteht, wobei die der transparenten Folie benachbarte erste Lackschicht eine gute Haftung zu dieser Folie zeigt, die Lackschichten der Dekorschicht gut aneinander haften und die der Grundschicht benachbarte Lackschicht gut an dieser haftet.

Es ist erfindungsgemäss weiter möglich, dass die Dekorschicht aus wenigstens drei Lackschichten besteht, wobei die erste, an die transparente Folie anschliessende Lackschicht, sowie die letzte, der Grundschicht benachbarte Lackschicht, vollflächig vorgesehen sind, während die dazwischen liegende(n) mittlere(n) Lackschicht(en) in Form eines Dekors aufgedruckt ist bzw. sind. Bei dieser Ausführungsform erhält man eine besonders gute Haftung zwischen der transparenten, die Deckschicht bildenden Folie sowie der Grundschicht, weil hier jeweils eine ganzflächige Anlage an den entsprechenden Lackschichten der Dekorschicht vorgesehen ist. Die dazwischenliegenden, mittleren Lackschichten in

Form des Dekors brauchen in diesem Falle nicht einmal allzu gut an den beiden anderen (ersten und letzten) Lackschichten zu haften, da die Haftung dieser beiden Lackschichten aneinander in den von den mittleren Lackschichten freigelassenen Bereichen normalerweise vollständig zu einer einwandfreien Verbindung zwischen transparenter Folie und Grundschicht ausreicht.

Wenn, was zweckmässig ist, die Dekorfolie insgesamt aus thermisch verformbarem Material besteht, erhält man besonders sauber ausgebildete Formlinge, weil dann während des Vorform-Vorganges sämtliche Schichten der Dekorfolie in gleicher Weise verformt werden und die ihnen gegebene Form auch entsprechend beibehalten.

Die verschiedenen Schichten der Dekorfolie können die unterschiedlichsten Abmessungen bzw. Dicken aufweisen. Es ist jedoch zweckmässig, wenn erfindungsgemäss die Dekorfolie insgesamt eine Dicke zwischen 400 und etwa 1.000 pm, vorzugsweise zwischen 500 und etwa 750 &mgr;&pgr;&igr;, aufweist, wobei günstigerweise die die Deckschicht bildende, transparente Folie eine Dicke von 50 bis 200 &mgr;&eegr;&tgr;&igr;, vorzugsweise von 100 bis 150 &mgr;&eegr;&pgr;, aufweist. Der die Dekorschicht bzw. die Dekorschichten bildende Lack sollte zweckmässigerweise in einem Flächengewicht von 4 bis 12, vorzugsweise von 5 bis 8 g/m² auf die transparente Folie aufgedruckt sein. Für die schmelzflüssig aufgebrachte Grundschicht hat sich eine Dicke von 375 bis 800 &mgr;&eegr;&eegr;, vorzugsweise von 400 bis 600 &mgr;&igr;&tgr;&igr;, als vorteilhaft erwiesen.

Vor allem dann, wenn die mit einer Dekorfolie gemäss der Erfindung hergestellten Formteile zur Anwendung im Freien, beispielsweise bei Automobilen, bestimmt sind, ist es günstig, wenn wenigstens eine der Lackschichten der Dekorschicht ein Lichtschutzmittel, vorzugsweise vom HALS-Typ und/oder UV-Absorber enthält, weil dadurch ggf. die Lebensdauer der Formteile verlängert werden kann. Es wird insbesondere eine Versprödung bzw. Vergilbung verhindert.

Schiiesslich liegt es im Rahmen der Erfindung, dass die die Deckschicht bildende, transparente Folie eine Lichtdurchlässigkeit von wenigstens 80 %, vorzugsweise von wenigstens 90 %, besitzt.

Während hinsichtlich der Abmessungen und optischen Eigenschaften sowie der gegenseitigen Haftung der verschiedenen Schichten der Dekorfolie mehr oder weniger grundsätzliche Bedingungen gelten, bestehen eine Vielzahl von Möglichkeiten bezüglich der für die einzelnen Schichten verwendeten Materialien, die vor allem von den Anwendungsgebieten abhängen.

Als transparente Deckschicht kommen z.B. transparente Filme bzw. Folien aus Copolymeren basierend auf Alkylmethacrylaten mit einer Bleistifthärte von H-4H und einer entsprechend hohen Licht-Transmission in Betracht. Weiterhin können Polycarbonat-Folien mit einer Lichtdurchlässigkeit von wenigstens 80 % verwendet werden, die gegen kurzzeitige Wärmebelastung von etwa 130 bis 140 ⁰C stabil sind. Auch PMMA/PVDF Koextrusions-Folien (mit einem Dickenverhältnis PMMA/PVDF von 10:1) kommen in Betracht, wobei Folien dieses Typs so eingesetzt werden, dass die PVDF-Schicht als Schutzschicht auf der Aussenseite des Formteiles plaziert ist. Auch einschichtige Folien aus PMMA/PVDF-Blends (Fluorpolymeranteil 20 bis 40 %) mit einer Dauergebrauchstemperatur von mehr als 100 ⁰C und einer Lichtdurchlässigkeit von mindestens 90 % können als transparente, die Deckschicht bildende Folie eingesetzt werden.

Auch bezüglich der Lacksysteme bestehen eine Vielzahl von Möglichkeiten, wobei z.B. lösemittelbasierte Polyacrylat/PVC-Lacksysteme, auch mit organischen und anorganischen Pigmenten, sowie insbesondere mit guten Heiss-Siegeleigenschaften sehr gut verwendbar sind. Dabei ist es wichtig, dass die Lackschichten so aufeinander abgestimmt sind, dass sowohl zu der die Deckschicht bildenden transparenten Folie als auch zur Grundschicht eine sehr gute Haftung erzielt wird. Sofern für die Deckschicht einerseits und die Grundschicht andererseits stark unterschiedliche Polymer-Materialien verwendet werden, ist es erforderlich, die Dekorschicht aus mehreren Lackschichten

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aufzubauen, wobei die Lacksysteme der unterschiedlichen Lackschichten eine entsprechende Abstufung in der Verträglichkeit zu den jeweils benachbarten Lackschichten bzw. der Deck- oder Grundschicht aufweisen müssen.

Für die Grundschicht werden bevorzugt thermoplastische Kunststoffe eingesetzt, wobei z.B. folgende Materialien in Betracht kommen:

Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymerisate (Dichte 1,03 g/my) mit einer Formbeständigkeit von mindestens 95 ⁰C,

Polycarbonate,

Polymethylmethacrylate,

Polyamide sowie

Mischungen von Polycarbonat/Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymerisaten mit 20 bis 40 % Polycarbonat-Anteil.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Dekorfolien sowie eines Verfahrens zur Herstellung von Formteilen unter Verwendung entsprechender Dekorfolien anhand der Zeichnung.

Es zeigen -:

Figur 1 schematisch die Herstellung einer Dekorfolie gemäss der Erfindung;

Figur 2 einen Schnitt durch eine gegenüber der gemäss Figur 1 hergestellten Dekorfolie geänderte Dekorfolie;

Figuren

3a bis 3c schematisch die Schritte der Herstellung eines Folien-Vorformlings

Figur 4 schematisch und im Schnitt die Fertigstellung eines Folien-Vorformlings;

Figur 5 einen Schnitt durch einen Folien-Vorformling, und

Figur 6 einen Schnitt durch ein Spritzgiesswerkzeug mit eingelegtem Folien-Vorformling während der Herstellung des Formteiles.

Zu der schematischen Darstellung in Figur 1 sei einleitend darauf hingewiesen, dass die verschiedenen Bestandteile nicht massstabsgerecht gezeichnet sind. Insbesondere sind die diversen Walzen jeweils wesentlich grosser und es ist der Querschnitt der Breitschlitzdüse zur Aufbringung der Grundschicht im Vergleich zu den tatsächlichen Verhältnissen erheblich vergrössert dargestellt. Diese Verzerrung im Massstab der einzelnen Teile wurde bewusst vorgenommen, um das Prinzip besser verstehen zu können.

Zur Herstellung der Dekorfolie wird gemäss Figur 1 eine transparente, abriebfeste Folie 1 von einem Vorratswickel 2 abgewickelt und über eine Umlenkrolle 3 zuerst in den Walzenspalt 4 zwischen einer planen Gegendruckwalze 5 und einer an ihrer Oberfläche 6 mit einer entsprechenden Musterung versehenen Druckwalze 7 eingeführt. Die Druckwalze 7 dient zum Auftrag einer entsprechenden Dekorschicht 8 auf die transparente Folie 1. Die Dekorschicht 8 wird von einem Lack gebildet, der der Druckwalze 7 über eine Einfärbwalze 9 von einem nicht dargestellten Farbwerk zugeführt wird.

Die Dekorschicht 8 ist bei dem Ausführungsbeispiel der Figur 1 einschichtig. Es ist selbstverständlich aber auch möglich, mehrere Druckwerke aus Druckwalze 7 und Gegendruckwalze 5 vorzusehen, um die Dekorschicht entsprechend mehrschichtig zu gestalten.

Die auf der transparenten Folie 1 befindliche Dekorschicht 8 wird in dem erforderlichen Mass getrocknet, um ein Verwischen oder Ablösen der

Dekorschicht 8 von der transparenten Folie 1 zu verhindern. Die hierfür erforderlichen Mittel sind in Figur 1 ebenfalls nicht gezeigt.

Nach ausreichendem Trocknen bzw. Verfestigen der Dekorschicht 8 läuft die transparente Folie 1 mit der Dekorschicht 8 unter dem Austrittsende einer Breitschlitzdüse 10 hindurch, über die das die Grundschicht 11 bildende thermoplastische Material, beispielsweise von einem entsprechenden Extruder, auf die die Dekorschicht 8 tragende Oberfläche der transparenten Folie 1 aufgebracht wird. Anschliessend an die Breitschlitzdüse 10 durchläuft dann die transparente Folie 1 mit der Dekorschicht 8 sowie der Grundschicht 11 einen zweiten Walzenspalt 12 zwischen den Walzen 13a und 13b, um auf diese Weise die Dicke der Grundschicht 11 entsprechend zu kalibrieren. Selbstverständlich muss die Grundschicht 11 nach dem Auftragen und im Zusammenhang mit der Kalibration in dem Walzenspalt 12 entsprechend abgekühlt und verfestigt werden. Entsprechende Vorrichtungen können von einem Fachmann ohne weiteres konstruiert werden, weshalb auf sie hier nicht n&ldquor;her eingegangen werden soll.

Die gemäss Figur 1 hergestellte Dekorfolie 14 umfasst, wie sich aus einer Betrachtung des Auslaufendes der Vorrichtung ergibt, eine die Deckschicht bildende transparente Folie 1, eine ein entsprechendes Muster darstellende, einlagige Dekorschicht 8 sowie die sowohl mit der Dekorschicht 8 als auch mit der transparenten Folien 1 in Kontakt stehende Grundschicht 11. Dies ist die einfachste Ausführungsform einer Dekorfolie gemäss der Erfindung.

Bei der in Figur 2 gezeigten Dekorfolie 15 handelt es sich gegenüber der gemäss Figur 1 hergestellten Folie 14 um eine Weiterbildung, wobei bei der anhand der Figuren 3 bis 6 erläuterten Herstellung eines entsprechenden Kunststoff-Formteiles sowohl Dekorfolien der Ausführungsform gemäss Figur 1 als auch der gemäss Figur 2 eingesetzt werden können.

Die Dekorfolie 15 gemäss Figur 2 weist in Übereinstimmung mit der gemäss Figur 1 hergestellten Dekorfolie 14 ebenfalls eine transparente, abriebfeste,

thermoformbare Deckschicht 1' in Form eines vorgefertigten Filmes auf. Dieser vorgefertigte Film 1' wird nun jedoch nicht mit nur einer Dekorschicht 8 versehen. Es werden vielmehr in drei Arbeitsgängen hintereinander drei Lackschichten 8a, 8b und 8c und schliesslich die schmelzflüssige Grundschicht 11' aufgebracht.

Die Lackschicht 8a ist dabei vorzugsweise eine ganzflächige Schicht, die besonders gute Hafteigenschaften zu dem die Deckschicht bildenden transparenten Film 1' aufweist.

Die zweite Lackschicht 8b ist nur entsprechend einem Muster aufgebracht. Beispielsweise könnte die Lackschicht 8b die Fasern einer Holzmaserung darstellen.

Die dritte Lackschicht 8c ist wiederum ganzflächig vorgesehen, wobei sie, wie Figur 2 deutlich zeigt, einerseits vollflächig mit der Grundschicht 11' in Verbindung steht und andererseits auch in den Zwischenräumen zwischen den einzelnen Elementen der Lackschicht 8b an die erste Lackschicht 8a angrenzt.

Die Ausgestaltung der Dekorfolie gemäss Figur 2 hat den grossen Vorteil, dass infolge der ganzflächig vorgesehenen Lackschichten 8a und 8c eine besonders gute Haftung der Grundschicht 11' an der transparenten Folie 1' erreicht wird. Einen Aufbau der Dekorfolie gemäss Figur 2 wird man vor allem auch dann wählen, wenn die Deckschicht 1' und die Grundschicht 11' aus sehr verschiedenem Polymer-Material bestehen. In diesem Fall kann man die Lackschichten 8a und 8c so wählen, dass sie einerseits gut untereinander haften, gleichzeitig aber auch die Lackschicht 8a sehr gut an der Folie 1' haftet, während die Lackschicht 8c eine besonders gute Bindung zur Grundschicht 11' zeigt. Die Verwendung von unterschiedlichen Polymer-Materialien für die transparente Deckschicht 1' einerseits sowie die Grundschicht 11' andererseits kann sich vor allem in Fällen als sinnvoll erweisen, wo das Kunststoff-Formteil aus einem Material bestehen muss, das mit dem Material der transparenten Folie 1" hinsichtlich der Haftung nicht oder schlecht verträglich ist. Beispielsweise soll ja

sehr häufig die transparente Folie V sehr abrieb- und kratzfest sein, während das Kunststoff-Formteil eine hohe Schlagzähigkeit aufweisen soll. Dies lässt sich jedoch häufig nur erreichen, wenn Kunststoffe mit sehr unterschiedlichen Eigenschaften eingesetzt werden, die, wenn man sie aufeinander spritzen würden, nicht sehr gut aneinander haften.

Die Folie gemäss Figur 2 kann beispielsweise wie folgt hergestellt werden -: Eine transparente Folie aus PMMA/PVDF-Blend mit einem Fluorpolymer-Anteil von 20 bis 40 % und einer Dauergebrauchstemperatur von > 100 ⁰C sowie einer Lichtdurchlässigkeit von mindestens 90 %, die eine Dicke von etwa 100 &mgr;&igr;&eegr; besitzt, wird im Tiefdruck mit den drei Lackschichten versehen. Dabei werden die erste Lackschicht 8a in einer Schichtdicke von 1,8 bis 2,2 g/m² sowie die dritte Lackschicht 8c in einer Dicke von 2,5 bis 3,5 g/m² mittels an sich bekannter Verfahren vollflächig aufgebracht. Die zweite Lackschicht 8b wird mittels gravierter Druckwalzen als Dekor (in einer Auftragsstärke von etwa 2 g/m²) appliziert.

Die einzelnen Lackschichten können dabei beispielsweise wie folgt zusammengesetzt sein -:

Transparenter Zwischenlack 8a

Methylethylketon Cyclohexanon Toluol

Polymethacrylat (MG: 60000, Dichte 1,13 g/m3) 12 Teile

Polyvinylchlorid-Mischpolymerisat mit einem

VC-Gehalt im bereich von 80 bis 95 % 4 Teile

Lichtschutzmittel vom HALS-Typ 0,5 Teile

UV-Absorber (Benzotriazolderivate) 1,5 Teile

35	Teile
30	Teile
30	Teile

Dekorlack 8b

Methylethylketon 23 Teile

Cyclohexanon 45 Teile

Polymethacrylat (MG: 60000, Dichte 1,13 g/m3) 17 Teile Polyvinylchlorid-Mischpolymerisat mit einem

VC-Gehalt im Bereich von 80 bis 95 % 2 Teile

Lichtschutzmittel vom HALS-Typ 0,2 Teile

UV-Adsorber (Benzotriazolderibate) 0,3 Teile

Effektpigment auf Glimmerbasis 11 Teile

Hochmolekulares Dispergieradditiv 1,5 Teile

Dritte Lackschicht 8c

Methylethylketon 36 Teile

Polymethacrylat (MG: 60000, Dichte 1,13 g/m³) 8 Teile

Pigmentruss (Dichte 1,7 bis 1,9 g/m²) 16 Teile Vinylchlorid/Vinylacetat-Copolymer mit einem

Anteil ungesättigter Carbonsäuren 3 Teile

Butanol 16 Teile

Toluol 21 Teile

Die entsprechend mit den Lackschichten 8a, 8b und 8c versehene transparente Folie wird - nach entsprechender Trocknung bzw. Aushärtung der Lacke - einer Extrusionsanlage zur Herstellung von Kunststoff-Platten und -Folien zugeführt. In dieser Anlage wird auf die die Lackschichten tragende Seite der Folie V ABS in einer Stärke von etwa 600 pm aufextrudiert, wobei eine Extrusionsanlage verwendet wird, die einen Einschnecken-Extruder mit einem Länge/Durchmesser-Verhältnis von 25, eine Zahnrad-Schmelzepumpe und eine 700 mm breite

Breitschlitzdüse aufweist. Das geschmolzene ABS-Material mit einer Massetemperatur von etwa 240 °C wird in der Extrusionsanlage direkt von der Breitschlitzdüse auf die transparente Folie 1' aufgebracht und dann unmittelbar an einen Dreiwalzen-Kalander übergeben. Durch die Restwärme des extrudierten Materials, die im Kalander noch vorhanden ist, wird ein idealer Verbund des Mehrschicht-Aufbaues aus transparenter Folie 1', Lackschichten 8a, 8b und 8c sowie Grundschicht 11" erreicht.

Nach Verlassen des Kalanders werden die Ränder der fertigen Folie beschnitten und die Folie aufgespult. Bei dieser Vorgehensweise lässt sich eine Produktionsgeschwindigkeit von 6 m/Min, erreichen.

Unter Verwendung der vorstehend beschriebenen Dekorfolien 14 oder 15 erfolgt dann die Herstellung entsprechender Formteile beispielsweise folgendermassen:

Zuerst wird die Dekorfolie 14,15 zu einem Folien-Vorformling, dessen Gestaltung der gewünschten Gestalt der dekorierten Oberfläche des Formteiles entspricht, vorgeformt. Hierzu wird die Dekorfolie 14,15 zuerst, wie in Figur 3a skizziert, einer Wärmebehandlung unterzogen, wobei es denkbar ist, dass an der von der transparenten Folie 1 gebildeten Oberseite der Dekorfolie 14,15 eine andere Temperatur eingestellt wird als an der von der Grundschicht 11 gebildeten

Unterseite.

In Figur 3a ist gezeigt, dass zur entsprechenden Erwärmung Heizeinrichtungen 16a, 16b, beispielsweise Infrarot-Strahler, vorgesehen sein können, mittels derer die Oberflächen der Dekorfolien 14,15 auf die gewünschte Temperatur gebracht werden. Beispielsweise wird derart vorgegangen, dass während einer Vorheizzeit von 20 Sek. die von der transparenten Folie 1 gebildete Oberfläche der Dekorfolie 14, 15 mittels der Heizeinrichtung 16a auf eine Temperatur von etwa 175 ⁰C gebracht wird, während die gegenüberliegende, von der Grundschicht 11 gebildete Oberfläche mit der Heizeinrichtung 16b nur auf eine Temperatur von ⁰C aufgeheizt wird.

Die so aufgeheizte Dekorfolie 14, 15 wird dann - wie dies in Figur 3b gezeigt ist in ein Formwerkzeug 17 eingebracht. Bei dem Formwerkzeug 17 handelt es sich um ein Vakuum-Formwerkzeug, an dessen zur Verformung der Dekorfolie 14, 15 dienende Oberfläche 17a über die Kanäle 17b Unterdruck angelegt werden kann. Dieser Unterdruck in den Kanälen 17b und an der Oberfläche 17a des Formwerkzeuges 17 saugt die Dekorfolie 14,15 in Richtung des Pfeiles 18 gegen die Oberfläche 17a, wodurch, wie in Figur 3c gezeigt, die Dekorfolie 14,15 entsprechend der Gestalt der Oberfläche 17a des Formwerkzeuges 17 verformt wird.

Um eine bleibende Verformung der Dekorfolie 14,15 zu erreichen, ist es zweckmässig, wenn hierbei mit einer Temperatur des Werkzeugteiles 17 von etwa 30 ^CC gearbeitet wird. Zur besonders sauberen Ausformung hat sich ein Druck von ca. 2,5 bar als besonders günstig erwiesen, der dadurch erreicht wird, dass auf die Dekorfolie 14,15 nicht nur Unterdruck über die Kanäle 17b sondern ausserdem auf der der Form-Oberfläche 17a gegenüberliegenden Seite Überdruck, z.B. Druckluft, einwirkt.

Der in dem Werkzeug 17 gemäss den Figuren 3b und 3c aus der Dekorfolie 14 bzw. 15 hergestellte Roh-Folien-Vorformling muss nun noch zur Anpassung an die Dimensionen des Formwerkzeuges, in dem er verarbeitet werden soll, entsprechend zugeschnitten bzw. beschnitten werden.

Zu diesem Zweck wird die entsprechend verformte Dekorfolie 14 bzw. 15 entweder in dem Werkzeug 17, das in den Figuren 3b und 3c gezeigt ist, oder, wenn es die Umstände gestatten, ausserhalb dieses Werkzeuges, so weit abgekühlt, dass die Schwindung der zur Herstellung der Dekorfolie 14, 15 verwendeten Materialien weitgehend abgeschlossen ist.

Nun wird der durch entsprechende Verformung der Dekorfolie 14 bzw. 15 erzeugte Roh-Vorformling beispielsweise mittels in Figur 4 schematisch

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angedeuteter in Pfeilrichtung beweglicher Messer 20 entlang seiner Kanten 21 sowie im Bereich von gewünschten Durchbrechungen 22 beschnitten, wobei dies z.B. in einem Stanzvorgang auf einer Unterlage 23 geschehen kann. Ggf. kann es sich bei der Unterlage 23 um das Werkzeug-Unterteil 17 gemäss Figur 3b, 3c handeln, nachdem ja die Verformung im Bereich der Durchbrechung 22 nicht kritisch ist.

Nach dem Beschneiden liegt ein Folien-Vorformling 19 vor, wie er in Figur 5 gezeigt ist.

Dieser Folien-Vorformling 19 wird dann in ein Spritzgiesswerkzeug 27 (sh. Figur 6) so eingelegt, dass er an einer Oberfläche 24 des im skizzierten Ausführungsbeispiel aus einem Unterteil 25 und einem Oberteil 26 bestehenden Spritzgiesswerkzeuges 27 anliegt. Das Einlegen des Folien-Vorformlings 19 muss selbstverständlich in geöffnetem Zustand des Spritzgiesswerkzeuges 27 erfolgen.

Nach dem Schliessen des Spritzgiesswerkzeuges 27 (Figur 6) wird dann über den Kanal 28 entsprechendes Kunststoff-Material in den Werkzeug-Hohlraum 29 eingespritzt. Das Kunststoff-Material füllt den Hohlraum 29 entsprechend aus und drückt infolge des sich aufbauenden Überdruckes den Folien-Vorformling 19 gegen die Werkzeug-Oberfläche 24. Gleichzeitig verbindet sich das Kunststoff-Material des zu erzeugenden Formteiles 30 fest mit der ihm zugekehrten Oberfläche 31 des Folien-Vorformlings 19, d.h. mit der diese Oberfläche bildenden Grundschicht 11.

Im beschriebenen Ausführungsbeispiel wird der Folien-Vorformling 19 mit einem ABS/PC-Mischpolymerisat mit einem Polycarbonat-Anteil von 45 % hinterspritzt, wobei mit einer Massetemperatur von 250 ⁰C bei einer Dichte von 1,1 g/cm³ gearbeitet wird.

Um bei dem Hinterspritzen eine möglichst glänzende Oberfläche im Bereich des Folien-Vorformlings bzw. der Werkzeug-Oberfläche 24 zu erhalten, ist es

zweckmässig, wenn die Werkzeug-Temperatur des Spritzgiesswerkzeuges 27 auf ca. 75 0C eingeregelt wird. Zu beachten ist beim Hinterspritzen auch, dass die Lage des Anspritzpunktes, d.h. des Kanales 28, so zu wählen ist, dass die Kunststoff-Spritzgussmasse bei der Direkteinspritzung hinter den Folien-Vorformling 19 gelangt und so vermieden wird, dass Kunststoffmasse zwischen den Vorformling 19 und die entsprechende Werkzeug-Oberfläche 24 gelangt.

Die vorstehend genannten Arbeitsbedingungen gelten im wesentlichen für ein Formteil, das bei einer maximalen Fliesslänge von 150 mm eine Wandstärke von etwa 2,9 mm aufweist.

Nach dem Hinterspritzen des Folien-Vorformlings 19 und entsprechender Abkühlung kann dann das fertige, eine mittels des Folien-Vorformlings 19 entsprechend dekorierte Oberfläche aufweisende Formteil aus dem Spritzgiesswerkzeug 27 entnommen werden.

Claims

1. Dekorfolie zum Hinterspritzen mit Kunststoff, welche eine von einer verformbaren transparenten Folie gebildete Deckschicht und an diese anschliessend eine von wenigstens einer Lackschicht gebildete Dekorschicht aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckschicht (1) von einer thermoformbaren, hochtransparenten Folie gebildet ist, auf die zur Erzeugung der Dekorschicht (8) entsprechend dem gewünschten Dekor wenigstens eine Lackschicht (8, 8a, 8b, 8c) aufgedruckt ist, und dass die Dekorschicht (8) von einer Grundschicht (11) aus in schmelzflüssigem Zustand auf die transparente Folie (1) und die Dekorschicht aufgebrachtem thermoplastischen Kunststoff abgedeckt ist, die zur Verbindung der Dekorfolie (15) mit dem zum Hinterspritzen verwendeten Kunststoff dient.

2. Dekorfolie nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Dekorschicht (8) als Haftvermittlerschicht zwischen der Deckschicht (1) und der Grundschicht (11) dient.

3. Dekorfolie nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dekorschicht (8) aus wenigstens zwei übereinander liegenden Lackschichten (8a, 8b, 8c) besteht, wobei die der transparenten Folie (1) benachbarte erste Lackschicht (8a) eine gute Haftung zu dieser Folie (1) zeigt, die Lackschichten (8a, 8b, 8c) gut aneinander haften und die der Grundschicht (11) benachbarte Lackschicht (8c) gut an dieser haftet.

4. Dekorfolie nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Dekorschicht aus wenigstens drei Lackschichten (8a, 8b, 8c) besteht, wobei die erste, an die transparente Folie (1) anschliessende Lackschicht (8a) sowie die letzte, der Grundschicht (11) benachbarte Lackschicht (8c) vollflächig vorgesehen sind, während die dazwischen liegende(n) mittlere(n) Lackschicht(en) (8b) in Form eines Dekors aufgedruckt ist (sind).

5. Dekorfolie nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass sie insgesamt aus thermisch verformbarem Material besteht.

6. Dekorfolie nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Dicke zwischen 400 und etwa 1.000 µm, vorzugsweise zwischen 500 und etwa 750 µm, aufweist.

7. Dekorfolie nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die die Deckschicht bildende, transparente Folie (1) eine Dicke von 50 bis 200 µm, vorzugsweise von 100 bis 150 µm aufweist.

8. Dekorfolie nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet dass die schmelzflüssig aufgebrachte Grundschicht (11) eine Dicke von 375 bis 800 µm, vorzugsweise von 400 bis 600 µm, aufweist.

9. Dekorfolie nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der die Dekorschicht(en) (8) bildende Lack in einem Flächengewicht von 4 bis 12 g/m², vorzugsweise von 5 bis 8 g/m² auf die transparente Folie (1) aufgedruckt ist.

10. Dekorfolie nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Lackschichten (8a, 8b, 8c) der Dekorschicht (8) ein Lichtschutzmittel, vorzugsweise vom HALS-Typ, und/oder UV-Absorber enthält.

11. Dekorfolie nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die die Deckschicht bildende transparente Folie (1) eine Lichtdurchlässigkeit von wenigstens 80%, vorzugsweise von wenigstens 90%, besitzt.