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DE10201578B4 - Kombiniertes Druckverfahren für In-Mold-Spritzgieß-Anwendung - Google Patents

Kombiniertes Druckverfahren für In-Mold-Spritzgieß-Anwendung Download PDF

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DE10201578B4 DE10201578A DE10201578A DE10201578B4 DE 10201578 B4 DE10201578 B4 DE 10201578B4 DE 10201578 A DE10201578 A DE 10201578A DE 10201578 A DE10201578 A DE 10201578A DE 10201578 B4 DE10201578 B4 DE 10201578B4
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Abstract

Kombiniertes Druckverfahren für In-Mold-Spritzgieß-Anwendung
gekennzeichnet durch
die Verfahrensschritte:
a) Offsetdrucken mittels eines Offsetdruckers, wobei ein einzelnes Stück eines Filmmaterials vorbereitet und ein transparentes wärmeempfindliches Bindemittel auf das vorbereitete einzelne Stück Filmmaterial gedruckt wird, und Trocknen des offsetgedruckten Bindemittels;
b) Offsetdrucken eines Farbmusters mittels eines Offsetdruckers, wobei auf die getrocknete Schicht des Bindemittels des einzelnen Stückes Filmmaterials ein Farbdruck gedruckt wird, und Trocknen des Farbdruckes;
c) Primärsiebdrucken mittels einer Siebdruckvorrichtung, wobei eine zusammengesetzte Tinte, die aus einer Mischung von Drucktinte und Bindemittel hergestellt wird, auf den getrockneten Farbdruck auf dem einzelnen Stück Filmmaterial gedruckt wird, und Trocknen des Primärsiebdruckes;
d) Sekundärsiebdruck mittels einer Siebdruckvorrichtung, wobei auf die Primärsiebdruckschicht der zusammengesetzten Tinte auf dem einzelnen Stück Filmmaterial ein Kleber gedruckt und eine Trocknung durchgeführt wird;
e) Warmpressen, wobei das erhaltene bedruckte einzelne Stück Filmmaterial in eine Stahlform einer Warmpresse eingebracht und gepreßt wird, um ein...

Description

  • Die Erfindung betrifft ein kombiniertes Druckverfahren für IMD (In-Mold Decoration)-Spritzgieß-Anwendung.
  • Bekannte IMD-Spritzgießanwendungen umfassen Siebdrucken, Farbspritzen und direktes Spritzgießen.
  • Einige IMD-Druckhersteller akzeptieren das Verfahren des Siebdruckens. Beim Siebdruckverfahren ist die Druckgeschwindigkeit jedoch gering. Sie beträgt ca. 2000 Drucke pro Stunde. Dieses Verfahren ist folglich für hohe Druckleistungen nicht geeignet.
  • Das Verfahren des Farbspritzens ist aufwendig. Hierbei muß nach der Anwendung des jeweiligen Farbmaterials und vor der Anwendung des nächsten Farbmaterials das Werkstück getrocknet werden. Diese Trocknung erfolgt durch Wärme oder durch die Strahlung einer UV-Lampe.
  • Das Verfahren des direkten Spritzgießens ist die am häufigsten angewandte Druckmethode. Bei dem direkten Spritzgießen wird das gewünschte Farbpigment dem Material vor dem Warmpressen und Spritzgießen zugegeben. Hierbei kann jedoch jeweils nur eine einzige Farbe zur jeweiligen Zeit zum Einsatz gelangen, so daß mit diesem bekannten Verfahren keine wandlungsfähigen Farbmuster hergestellt werden können.
  • Die DE 44 30 907 A1 offenbart eine dreidimensionale Elektrolumineszenzanzeige mit einer durchsichtigen Scheibe, einer auf mindestens einer Seite der Scheibe aufgebrachten lichtdurchlässigen Schicht, mindestens einer neben der lichtdurchlässigen Schicht aufgebrachten Elektrolumineszenz-Lampe und einem an die Elektrolumineszenz-Lampe und Scheibe angeformten Substrat zur Bildung der dreidimensionalen Elektrolumineszenzanzeige. Dabei können die mindestens eine Elektrolumineszenzlampe und die Scheibe vorgeformt sein. Die lichtundurchlässige Schicht kann ein auf die Scheibe aufgedrucktes Farbmaterial sein.
  • Die DE 692 22 497 T2 beschreibt eine Folie zum Bedecken eines Substrates, die eine Schicht mit einem weichen Griff umfaßt, die aus einer Harzzusammensetzung und einer geschäumten Harzschicht gebildet ist, die auf die rückwärtige Oberfläche der Schicht mit weichem Griff auflaminiert ist.
  • Aus der AT 291 540 B ist ein Verfahren zum Verzieren oder Beschriften von Gegenständen bekannt, die mindestens teilweise aus thermoplastischem Kunststoff bestehen. Dabei wird auf den Gegenstand eine Folie aufgebracht, die aus einem mindestens artgleichen thermoplastischen Kunststoff besteht und auf der dem Gegenstand zugewandten Seite mit der Verzierung oder Beschriftung versehen ist. Das Aufbringen der Folie auf den Gegenstand erfolgt durch Wärmeeinwirkung. Die Verzierung oder Beschriftung wird auf die Folie mit einer Druckfarbe, die als Bindemittel oder Bindemittelkomponente mindestens ein bei Wärmeeinwirkung klebfähiges Harz enthält, aufgebracht.
  • Die US 6 001 292 offenbart ein dekoratives Flächenelement, wobei eine Oberfläche eines Acrylharzblattes mit einer Musterschicht zwischen eine Unterform und eine Oberform einer Spritzgießform eingebracht wird. In den zwischen der Unter- und der Oberform gebildeten Hohlraum wird ein flüssiges Harz eingebracht, das den Hohlraum ausfüllt und im Hohlraum verfestigt wird.
  • Die JP 11237840 A offenbart ein mehrlagiges Flächengebilde, wobei an einer Seite eines Filmmaterials eine Beschichtung und an der gegenüberliegenden Seite eine Kleberschicht vorgesehen ist. An der Kleberschicht ist eine Abziehfolie vorgesehen. Die Beschichtung ist bedruckbar. Bei dem Druckverfahren kann es sich beispielsweise um einen Siebdruck, einen Fotodruck, eine Offsetdruck oder einen Flexodruck handeln.
  • Aus der EP 1 053 850 A1 ist es bekannt, ein In-Mould-Dekorationsflächenelement an einer Formhälfte einer In-Mould-Gießform anzuordnen und mit einem Gießharz zu hintergießen, wobei das Dekorationsflächenelement mindestens eine Trägerfolie und ein Unterlageflächenelement aufweist, um ein Reißen des Flächenelementes während des Spritzgießens zu verhindern.
  • Die EP 0 601 272 A1 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines Spritzgußteils, dessen Oberfläche mindestens teilweise von einem Verkleidungsstück aus beschrifteter, gefärbter, bebildeter oder sonst markierter Polyolefinfolie gebildet wird, wobei ein Folienabschnitt an Seitenstreifen, die auf eine Abziehrolle gewickelt werden und deren einer als Vorderstreifen, die einem Anspritzpunkt zugewandte Vorderkante des Verkleidungsstückes abdeckt, in die Spritzgußform gezogen und während des Einspritzens dort festgehalten wird.
  • Die Druckschrift ATI 7010 d, e; Anwendungstechnische Information der Bayer AG; H. Braun, P. Enewoldsen: "Folienhinterspritzen"; Erstveröffentlichung in Kunststoffe 9/99 beschreibt das Folienhinterspritzen, wobei durch Einlegen von dekorierten, umgeformten und beschnittenen Folienhalbzeugen in das Werkzeug während des Spritzgießprozesses fertig dekorierte Bauteile hergestellt werden. Auf diese Weise können komplex gekrümmte Bauteile mit Symbolen, Durchlichttechnik und mehrfarbigen flächigen Dekoren gefertigt werden. Dabei sind für das Hinterspritzen vorderseitig oder rückseitig dekorierte Folien oder Mehrschichtfolien anwendbar.
    •
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein kombiniertes Druckverfahren für IMD-Spritzgieß-Anwendung zu schaffen, wobei die eingangs erwähnten Mängel der bekannten Druckverfahren eliminiert sind.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruches 1 oder durch die Merkmale des Anspruches 7 gelöst. Weiterbildungen dieser Verfahren sind in den Unteransprüchen 2 bis 6 und 8 bis 12 gekennzeichnet.
  • Das erfindungsgemäße kombinierte Druckverfahren weist die folgenden Verfahrensschritte auf
    • (1) Offsetdrucken;
    • (2) Offsetdrucken eines Farbmusters;
    • (3) Primärsiebdrucken;
    • (4) erstes Trocknen;
    • (5) Sekundärsiebdrucken;
    • (6) zweites Trocknen;
    • (7) Warmpressen; und
    • (8) Spritzgießen.
  • Mit diesen Verfahrensschritten und durch die Anwendung einer speziell zusammengesetzten Tinte ist ein schneller Druck und somit eine hohe Druckleistung mit wandlungsfähigem Druckmuster möglich.
    •
  • Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von in der Zeichnung schematisch verdeutlichten Ausführungsbeispielen des erfindungsgemäßen Verfahrens. Es zeigen:
  • 1 eine Blockdiagrammdarstellung einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen kombinierten Druckverfahrens, und
  • 2 eine Blockdiagrammdarstellung eines alternativen erfindungsgemäßen kombinierten Druckverfahrens.
  • 1 zeigt in einer Blockdiagrammdarstellung die Verfahrensschritte einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, das die folgenden Verfahrensschritte aufweist:
    • (1) Offsetdrucken;
    • (2) Offsetdrucken eines Farbmusters;
    • (3) Primärsiebdrucken;
    • (4) erstes Trocknen;
    • (5) Sekundärsiebdrucken;
    • (6) zweites Trocknen;
    • (7) Warmpressen; und
    • (8) Spritzgießen.
  • Bei diesem Verfahren kommt zuerst ein Offsetdrucker zur Anwendung, um auf einem Einzelstück aus Filmmaterial ein transparentes wärmeempfindliches Bindemittel zu drucken. Mit Hilfe des transparenten wärmeempfindlichen Bindemittels ist es möglich, bei einem anschließenden weiteren Druckverfahrensschritt eine Tinte zu verwenden, um eine Verträglichkeit mit dem Filmmaterial zu bewirken. Während des Offsetdruck-Verfahrensschrittes wird das wärmeempfindliche Bindemittel durch UV-Bestrahlung mittels des Offsetdruckers bei 300°C getrocknet. Nach diesem ersten Verfahrensschritt des Offsetdruckens wird der Offsetdrucker noch einmal verwendet, um einen Farbdruck auf die getrocknete Bindemittelschicht des Einzelstücks aus Filmmaterial zu drucken, wobei dieser Farbdruck einem vorgegebenen Farbmuster entspricht. Der Farbdruck wird einer UV-Bestrahlung bei 300°C ausgesetzt.
  • Nach diesem zweiten Verfahrensschritt des Offsetdruckens des Farbmusters wird eine Siebdruckmaschine verwendet, um eine zusammengesetzte Tinte auf den Farbdruck des einzelnen Stückes aus Filmmaterial zu drucken. Bei der zusammengesetzten Tinte handelt es sich um eine Mischung von Drucktinte und wärmeempfindlichem Bindemittel. Nach diesem dritten Verfahrensschritt des Primärsiebdruckes wird das bedruckte einzelne Stück Filmmaterial bei ca. 75 bis 85°C während ca. 18 bis 25 Minuten getrocknet. Die Trocknungstemperatur und die Trocknungszeit sind vom Material und von der Dicke des einzelnen Stückes Filmmaterial und von der Zusammensetzung der Tinte abhängig.
  • Nach diesem vierten Verfahrensschritt der ersten Trocknung wird die Siebdruckmaschine verwendet, um auf die getrocknete Schicht der zusammengesetzten Tinte auf dem einzelnen Stück Filmmaterial eine Kleberschicht zu drucken, um das einzelne Stück aus Filmmaterial während des anschließenden Spritzgieß-Verfahrensschrittes an einem Werkstück festzukleben.
  • Nach diesem fünften Verfahrensschritt des Sekundärsiebdruckens wird das bedruckte einzelne Stück Filmmaterial bei ca. 75 bis 85°C während ca. 18 bis 25 Minuten getrocknet. Die Trocknungstemperatur und -zeit sind vom Material und der Dicke des einzelnen Stückes aus Filmmaterial und von der Zusammensetzung der zusammengesetzten Tinte abhängig.
  • Nach diesem sechsten Verfahrensschritt des zweiten Trocknens wird das gut getrocknete einzelne Stück Filmmaterial in die Stahlform einer Warmpresse eingegeben und in der Warmpresse entsprechend geformt. Nach einer Abkühlung der Stahlform ergibt sich ein nachgiebiges, weiches Zwischenprodukt.
  • Nach diesem siebenten Verfahrensschritt des Warmpressens wird das Zwischenprodukt in eine Spritzgießmaschine eingegeben und in der Spritzgießmaschine mit Kunststoff hinterspritzt, d.h. in den Formhohlraum der Spritzgießmaschine Kunststoff eingegossen, um das gewünschte Endprodukt herzustellen.
  • Die 2 verdeutlicht in einer der 1 ähnlichen Diagrammdarstellung eine alternative Ausbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Gemäß diesem alternativen Verfahren wird ein Offsetdruck-Verfahrensschritt angewandt, um die zusammengesetzte Tinte auf das mit dem Farbdruck bedruckte einzelne Stück Filmmaterial anstelle des dritten Verfahrensschrittes des primären Siebdruckens und des vierten Verfahrensschrittes der Trocknung der oben beschriebenen ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zu drucken. Das heißt, dieses alternative Verfahren weist die folgenden Verfahrensschritte auf
    • (1) Offsetdrucken, wobei ein transparentes wärmeempfindliches Bindemittel auf ein einzelnen Stück aus Filmmaterial gedruckt und mit UV-Licht bei ca. 300°C bestrahlt wird;
    • (2) Offsetdrucken eines Farbmusters, wobei ein Farbdruck auf das Bindemittel des einzelnen Stückes Filmmaterial gedruckt und mit UV-Licht bei ca. 300°C bestrahlt wird;
    • (3) Offsetdrucken, wobei eine zusammengesetzte Tinte auf den Farbdruck auf dem einzelnen Stück Filmmaterial gedruckt und bei ca. 75 bis 85°C während ca. 18 bis 25 Minuten getrocknet wird;
    • (4) Siebdrucken, wobei ein Kleber auf die Schicht aus der zusammengesetzten Tinte auf dem einzelnen Stück Filmmaterial gedruckt wird;
    • (5) Trocknen bei ca. 75 bis 85°C während ca. 18 bis 25 Minuten;
    • (6) Warmpressen; und
    • (7) Spritzgießen.
  • Das Kombinationsdruckverfahren mit den in den 1 und 2 schematisch jeweils in einer Blockdarstellung gezeichneten Merkmalen funktioniert reibungslos, um die einzelnen Verfahrensschritte, wie sie oben beschrieben worden sind, durchzuführen.

Claims (12)

  1. Kombiniertes Druckverfahren für In-Mold-Spritzgieß-Anwendung gekennzeichnet durch die Verfahrensschritte: a) Offsetdrucken mittels eines Offsetdruckers, wobei ein einzelnes Stück eines Filmmaterials vorbereitet und ein transparentes wärmeempfindliches Bindemittel auf das vorbereitete einzelne Stück Filmmaterial gedruckt wird, und Trocknen des offsetgedruckten Bindemittels; b) Offsetdrucken eines Farbmusters mittels eines Offsetdruckers, wobei auf die getrocknete Schicht des Bindemittels des einzelnen Stückes Filmmaterials ein Farbdruck gedruckt wird, und Trocknen des Farbdruckes; c) Primärsiebdrucken mittels einer Siebdruckvorrichtung, wobei eine zusammengesetzte Tinte, die aus einer Mischung von Drucktinte und Bindemittel hergestellt wird, auf den getrockneten Farbdruck auf dem einzelnen Stück Filmmaterial gedruckt wird, und Trocknen des Primärsiebdruckes; d) Sekundärsiebdruck mittels einer Siebdruckvorrichtung, wobei auf die Primärsiebdruckschicht der zusammengesetzten Tinte auf dem einzelnen Stück Filmmaterial ein Kleber gedruckt und eine Trocknung durchgeführt wird; e) Warmpressen, wobei das erhaltene bedruckte einzelne Stück Filmmaterial in eine Stahlform einer Warmpresse eingebracht und gepreßt wird, um ein Zwischenprodukt herzustellen; und f) Spritzgießen, wobei das Zwischenprodukt mit einem Kunststoff zum gewünschten fertigen Produkt spritzgegossen wird.
  2. Kombiniertes Druckverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß während des Verfahrensschrittes c) eine zusammengesetzte Tinte verwendet wird, die aus UV-Tinte, transparentem, wärmeempfindlichem Bindemittel, Härter und Kleber besteht.
  3. Kombiniertes Druckverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das transparente, wärmeempfindliche Bindemittel während des Verfahrensschrittes a) mittels UV-Strahlung bei 300°C getrocknet wird.
  4. Kombiniertes Druckverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Farbdruck des Farbmusters während des Verfahrensschrittes b) durch UV-Strahlung bei 300°C getrocknet wird.
  5. Kombiniertes Druckverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zusammengesetzte Tinte während des Verfahrensschrittes c) des Primärsiebdruckens durch Wärme bei ca. 300°C während ca. 18 bis 25 Minuten getrocknet wird.
  6. Kombiniertes Druckverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kleber während des Verfahrensschrittes d) des Sekundärsiebdruckens durch Wärme bei ca. 300°C während ca. 18 bis 25 Minuten getrocknet wird.
  7. Kombiniertes Druckverfahren für In-Mold-Spritzgieß-Anwendung gekennzeichnet durch die Verfahrensschritte: a) Primäroffsetdrucken, wobei ein einzelnes Stück eines Filmmaterials vorbereitet und mittels eines Offsetdruckers auf das vorbereitete einzelne Stück Filmmaterial ein transparentes wärmeempfindliches Bindemittel gedruckt wird, und Trocknen des offsetgedruckten Bindemittels; b) Offsetdrucken eines Farbmusters, wobei auf die getrocknete Schicht des Bindemittels des einzelnen Stückes Filmmaterials ein Farbdruck gedruckt wird, und Trocknen des Farbdruckes; c) anschließendes Offsetdrucken mittels eines Offsetdruckers, wobei eine zusammengesetzte Tinte aus einer Mischung aus Drucktinte und Bindemittel hergestellt und auf den getrockneten Farbdruck auf dem einzelnen Stück Filmmaterial gedruckt wird und eine Trocknung durch Wärme erfolgt, d) Siebdrucken mittels einer Siebdruckvorrichtung, wobei auf die getrocknete Schicht der zusammengesetzten Tinte auf dem einzelnen Stück Filmmaterial ein Kleber gedruckt wird und eine Trocknung durch Wärme erfolgt; e) Warmpressen, wobei das so erhaltene bedruckte einzelne Stück Filmmaterial in eine Stahlform einer Warmpresse eingebracht und gepreßt wird, um ein Zwischenprodukt herzustellen; und f) Spritzgießen, wobei das Zwischenprodukt mit einem Kunststoff zum gewünschten fertigen Produkt spritzgegossen wird.
  8. Kombiniertes Druckverfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß während des Verfahrensschrittes c) eine zusammengesetzte Tinte verwendet wird, die aus UV-Tinte, transparentem, wärmeempfindlichem Bindemittel, Härter und Kleber besteht.
  9. Kombiniertes Druckverfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das transparente, wärmeempfindliche Bindemittel während des Verfahrensschrittes a) des Offsetdruckens mittels UV-Strahlung bei 300°C getrocknet wird.
  10. Kombiniertes Druckverfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Farbdruck des Farbmusters während des Verfahrensschrittes b) durch UV-Strahlung bei 300°C getrocknet wird
  11. Kombiniertes Druckverfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die zusammengesetzte Tinte während des Verfahrensschrittes d) durch Wärme bei ca. 300°C während ca. 18 bis 25 Minuten getrocknet wird.
  12. Kombiniertes Druckverfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Kleber während des Verfahrensschrittes d) des Siebdruckens durch Wärme bei ca. 300°C während ca. 18 bis 25 Minuten getrocknet wird.
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