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DE19851117C5 - Verfahren zum Herstellen eines Formteils - Google Patents

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Abstract

Verfahren zum Herstellen eines eine unebene Oberflächenstruktur aufweisenden Formteils durch Hinterspritzen oder Hinterpressen von Dekormaterial mit Kunststoff, wobei
ein Werkzeug verwendet wird, das auf seiner mit dem Dekormaterial in Berührung tretenden Oberfläche eine Oberflächenstruktur aufweist, welche dem Negativ der gewünschten Oberflächenstruktur des Dekormaterials entspricht,
das Dekormaterial mit unebener Oberflächenstruktur in das Werkzeug eingelegt wird und
beim Hinterspritzen oder Hinterpressen des Dekormaterials die Oberflächenstruktur des Werkzeugs derart auf der Oberflächenstruktur des Dekormaterials zur Einwirkung gebracht wird, daß die gewünschte Oberflächenstruktur des Dekormaterials eingeprägt wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein Dekormaterial mit unebener Oberflächenstruktur in das Werkzeug eingelegt wird,
daß das Dekormaterial mit einem weichen Kunststoff, zum Beispiel einem thermoplastischen Elastomer, hinterspritzt oder hinterpreßt wird und
daß das mit Kunststoff hinterspritzte oder hinterpreßte Dekormaterial zum Aufbringen einer Stabilisierungsschicht mit einer zweiten Kunststoffschicht hinterspritzt oder hinterpreßt wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • Aus der GB 934 961 ist es bekannt, Kunststofformteile im Spritzgußverfahren herzustellen, die eine profilierte bzw. eingeprägte Oberflächenstruktur aufweisen.
  • Aus der EP 0 456 822 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Spritzgußteils mit mattierten Oberflächenbereichen bekannt. Eine dauerhafte Mattierung wird dadurch gewährleistet, daß die Oberfläche an den zu mattierenden Bereichen mit einer Feinstruktur versehen ist, der eine Grobstruktur überlagert ist. Zur Erzielung dieser Oberflächenstruktur wird eine mehrlagige Kunststoffolie in die Spritzgußform eingelegt und mit thermoplastischem Kunststoff hinterspritzt. Die mehrlagige Kunststoffolie enthält als oberste Schicht eine dicke Substratschicht, deren Innenseite mit der Feinstruktur, z.B. mit einer Körnung, versehen ist. Nach dem Hinterspritzen wird die Substratschicht abgezogen. Deren Feinstruktur hat sich in die benachbarte, nun oberste Schicht aus thermoplastischem Material eingeprägt. Zusätzlich sind die zu mattierenden Bereiche in der Spritzgußform grob profiliert. Diese grobe Profilierung wird in durch die dicke Substratschicht abgeschwächter und abgerundeter Form als Grobstruktur ebenfalls in die thermoplastische Materialschicht der Kunststoffolie eingeprägt.
  • Ferner ist es auch aus der JP 5-8249 (A) bekannt, in die oberste thermoplastische Schicht einer mehrschichtigen Dekorkunststoffolie eine Oberflächenstruktur einzuprägen.
  • Schließlich beschreibt die DE 195 37 593 A1 ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, bei dem eine lackierte Folie mit Kunststoff hinterspritzt wird. Das erzeugte Formteil soll in eine lackierte Außenfläche eines Kraftfahrzeugs integriert werden. Zur besseren Anpassung erhält die lackierte Folie eine Oberflächenstruktur, die der Struktur der lackierten Außenfläche des Kraftfahrzeugs entspricht. Dies geschieht während des Hinterspritzens, wobei die Innenwand des verwendeten Formwerkzeugs eine Negativform der Oberflächenstruktur bildet.
  • Hochwertige Kunststoffteile, wie sie z. B. im Innenraum von Automobilen oder in Wohnbereichen eingesetzt werden, sind grundsätzlich mit einem eine besondere Oberflächenstruktur aufweisenden Dekormaterial überzogen. Während das Dekormaterial früher nachträglich auf das Kunststoffteil geklebt wurde, gelingt es seit einigen Jahren, derartige hochwertige Kunststoffteile durch Hinterspritzen oder Hinterpressen von textilen Materialien herzustellen.
  • Es hat sich jedoch gezeigt, daß das Dekormaterial aufgrund der Temperatur- und Druckeinwirkung beim Hinterspritzen oder Hinterpressen stark beansprucht wird und seine ursprüngliche Oberflächenstruktur verliert. In der Regel wird die ursprüngliche Oberflächenstruktur des Dekormaterials beim Hinterspritzen oder Hinterpressen stark geglättet, wodurch der ästhetische Eindruck des Dekormaterials in unerwünschter Weise beeinträchtigt wird. Aus diesem Grund mußte bisher darauf verzichtet werden, Leder als Dekormaterial zu hinterspritzen oder zu hinterpressen, da beim Hinterspritzen oder Hinterpressen die für den optischen Gesamteindruck ausschlaggebende charakteristische Ledernarbe stark abgeflacht wurde bzw. vollständig verloren ging.
  • Dieser Effekt kann bei einem bekannten Verfahren ( DE 33 44 536 A1 ) in Kauf genommen werden, bei dem es um die Herstellung einer Schuheinlage geht. Die Schuheinlage weist ein Lederoberteil auf, das mit Kunststoff hinterspritzt ist. Dabei werden Profilierungen in Form von an den Verlauf der Fußsohle angepaßten Vorsprüngen im Lederoberteil ausgebildet. Hierzu ist die Spritzgießform mit entspechenden Vertiefungen versehen. Auf die eigentliche Oberflächenstruktur des Leders wird keine Rücksicht genommen.
  • Auch in einigen anderen Anwendungsfällen kann beim Hinterspritzen oder Hinterpressen nicht die gewünschte Oberflächenqualität des Dekormaterials sichergestellt werden. Insbesondere bei Kunststoffteilen mit tiefen Konturen, Ecken oder Rundungen läßt die Oberflächenqualität der hinterspritzten Dekormaterialien oft zu wünschen übrig. Der Grund sind die in den profilierten Bereichen beim Hinterspritzen oder Hinterpressen auftretenden hohen Spannungen, welche dazu führen, daß die ursprüngliche Oberflächenstruktur in diesen Bereichen besonders stark verzerrt wird oder sogar vollständig verschwindet.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das kostengünstige Hinterspritzen oder Hinterpressen auch für strukturierte Dekormaterialien, insbesondere für Leder, nutzbar zu machen, und zwar ohne Beeinträchtigung des ästhetischen Eindrucks der Dekormaterialoberfläche und unter Erzielung gewünschter Haptikeffekte.
  • Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Patentspruchs 1 gelöst.
  • Es hat sich gezeigt, daß beim Hinterspritz- bzw. Hinterpressvorgang nicht nur das Formteil einschließlich Dekormaterial in die gewünschte Form gebracht werden kann, sondern daß gleichzeitig die gewünschte Oberflächenstruktur in das Dekormaterial eingeprägt werden kann, wenn das Negativ der gewünschten Oberflächenstruktur in die mit dem Dekormaterial in Berührung tretende Oberfläche des Werkzeugs eingearbeitet ist. Da das Formen des Formteils und das Strukturieren der Oberfläche des Dekormaterials in einem einzigen Schritt realisiert werden kann, gelingt es, die Qualität von mit Dekormaterial versehenen Kunststoffteilen deutlich zu verbessern, ohne die Herstellungsdauer und damit den Herstellungsaufwand für derartige Formteile zu erhöhen.
  • Zur Erzielung der gewünschten Oberflächeneffekte muß die Oberfläche des Werkzeugs nur ein einziges Mal entsprechend strukturiert werden. Bereits vorhandene Werkzeuge können problemlos nachträglich mit dem Negativ der gewünschten Oberflächenstruktur versehen werden. Der Aufwand und die Kosten zur Strukturierung der Oberfläche des Werkzeugs sind verhältnismäßig gering.
  • Ferner erhöht die Erfindung den Gestaltungsspielraum des hochwertige Kunststoffteile entwerfenden Designers, da dieser gemäß der Erfindung verschiedenste Dekormaterialien und Oberflächenstrukturen zur Dekoration von Kunststoffteilen einsetzen und kombinieren kann. Somit kann nicht nur die Qualität der Formteile erhöht werden, sondern zudem kann dem individuellen Geschmack des Kunden besser Rechnung getragen werden.
  • Überraschenderweise hat sich gezeigt, daß gemäß der Erfindung selbst Leder ohne Qualitätseinbußen mit Kunststoff hinterspritzt oder hinterpreßt werden kann, wenn das Negativ der Ledernarbe als Oberflächenstruktur in das Werkzeug eingearbeitet wird. Auf diese Weise lassen sich Formteile herstellen, deren künstlich eingeprägte Ledernarbe sich nicht von der Ledernarbe des unbearbeiteten Lederausgangsmaterials unterscheiden läßt.
  • Die gewünschten Haptikeffekte werden dadurch erzielt, daß das Dekormaterial mit dem weichen Kunststoff, z. B. einem thermoplastischen Elastomer, hinterspritzt oder hinterpreßt wird. Anschließend wird auf den weichen Kunststoff eine Stabilisierungsschicht aufgebracht. Bei Verwendung eines weichen Kunststoffs zum Hinterspritzen des Dekormaterials können nicht nur die gewünschten Haptikeffekte, z.B. von Leder, erzielt werden, sondern die gewünschten Oberflächenstrukturen des Dekormaterials können zudem besonders deutlich in das Dekormaterial eingeprägt werden. Der Grund ist, daß anders als bei einer druckempfindlichen Schaumstoffzwischenschicht hohe Drücke beim Hinterspritzen des Dekormaterials mit dem weichen Kunststoff eingesetzt werden können. Somit können beim Hinterspritzen mit thermoplastischem Elastomer Formteile hergestellt werden, bei denen die Materialeigenschaften des Dekormaterials hinsichtlich der Optik und der Haptik optimal an die Materialeigenschaften des Ausgangsmaterials, vorzugsweise Leder, angepaßt sind.
  • Zum Aufbringen der Stabilisierungsschicht wird das mit Kunststoff hinterspritzte oder hinterpreßte Dekormaterial mit einer zweiten Kunststoffschicht hinterspritzt oder hinterpreßt.
  • Je nach Einsatzbereich des herzustellenden Formteils kann das Werkzeug mit dem Negativ einer Rillen- und/oder Gitterstruktur und/oder dem Negativ eines Ledernarbenmusters als Oberflächenstruktur versehen sein.
  • Vorzugsweise kann das Werkzeug mit einer Oberflächenstruktur versehen sein, die unterschiedlich strukturierte Bereiche aufweist. Somit können bei Verwendung nur eines einzigen Dekormaterials unterschiedliche optische und funktionelle Effekte erzielt werden. Beispielsweise kann ein Bereich des Dekormaterials mit einer Ledernarbe versehen werden, während ein anderer Bereich durch Einsatz eines Rillenmusters rutschfest gestaltet wird. Bisher mußten zur Erzielung unterschiedlicher Oberflächenstrukturen stets unterschiedliche Materialien verwendet werden. Gemäß der Erfindung gelingt dies einfach durch Einprägung unterschiedlich strukturierter Bereiche in die Oberfläche des Werkzeugs.
  • Eine Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß in das Werkzeug auf das Dekormaterial eine Trennschicht aufgelegt wird. Die Trennschicht verbindet sich mit dem Kunststoff und schützt die ggf. empfindliche Dekorschicht gegen den Angriff des Kunststoffs.
  • Es hat sich bewährt, als Dekormaterial ein textiles Material oder Leder zu verwenden.
  • Genauso kann als Dekormaterial ein Material verwendet werden, welches eine Dekorschicht sowie eine Polsterschicht aufweist. Da das Dekormaterial naturgemäß aufgrund der beim Hinterspritzen oder Hinterpressen einwirkenden Drücke zusammengepreßt wird, können durch Aufbringen der Polsterzwischenschicht auf die Dekorschicht die gewünschten Haptikeffekte des unbearbeiteten Dekormaterials nachgebildet werden.
  • Selbstverständlich kann das Dekormaterial auch mit materialfremden Haptikeffekten versehen werden.
  • Eine Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Dekorschicht aus textilem Material oder Leder besteht.
  • Es hat sich bewährt, eine Schaumstoff oder Vlies enthaltende Polsterschicht zu verwenden, um das Dekormaterial bzw. die Dekorschicht möglichst weich erscheinen zu lassen. Beispielsweise können Ledermaterialien mit Schaumstoffkaschierungen auf den Rückseiten als Dekormaterialien verwendet werden.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
  • In der Zeichnung zeigt:
  • 1A einen Ausschnitt einer Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Werkzeugs;
  • 1B einen Ausschnitt einer Schnittansicht eines mit dem Werkzeug gemäß 1A hergestellten Formteils;
  • 1A zeigt einen vorspringenden Ausschnitt eines Werkzeugs 1, welches mit einer übertrieben groß gezeichneten rillenförmigen Oberflächenstruktur 3 versehen ist. 1B zeigt ein mit dem Werkzeug 1 gemäß 1A hergestelltes Formteil 5. Das Formteil 5 besteht aus einer mit weichem Kunststoff 7 hinterspritzten Kunststoffolie 9. Die Kunststoffolie 9 weist in dem in der Mitte dargestellten Bereich ebenfalls eine rillenförmige Oberflächenstruktur 11 auf. Die Rillenstruktur 11 des Formteils 5 unterscheidet sich lediglich dadurch von der Rillenstruktur 3 des Werkzeugs 1, daß es sich bei der Rillenstruktur 3 um das Negativ der Rillenstruktur 11 handelt. Auf den weichen Kunststoff 7 ist durch Hinterspritzen eine nicht dargestellte Stabilisierungsschicht aus Kunststoff aufgebracht.
  • Im Rahmen der Erfindung sind zahlreiche Weiterbildungen denkbar. Die Oberflächenstruktur kann auf jede beliebige Weise in das Werkzeug eingeprägt werden. Selbstverständlich kann das Werkzeug auch mit unstrukturierten Bereichen versehen werden. Ferner kann die Oberflächenstruktur bzw. das Oberflächenmuster des Werkzeugs beliebig an die ästhetischen Wünsche des Kunden angepaßt werden. Selbstverständlich können auch mehrere verschiedene Dekormaterialien innerhalb eines Formteils kombiniert werden.

Claims (8)

  1. Verfahren zum Herstellen eines eine unebene Oberflächenstruktur aufweisenden Formteils durch Hinterspritzen oder Hinterpressen von Dekormaterial mit Kunststoff, wobei ein Werkzeug verwendet wird, das auf seiner mit dem Dekormaterial in Berührung tretenden Oberfläche eine Oberflächenstruktur aufweist, welche dem Negativ der gewünschten Oberflächenstruktur des Dekormaterials entspricht, das Dekormaterial mit unebener Oberflächenstruktur in das Werkzeug eingelegt wird und beim Hinterspritzen oder Hinterpressen des Dekormaterials die Oberflächenstruktur des Werkzeugs derart auf der Oberflächenstruktur des Dekormaterials zur Einwirkung gebracht wird, daß die gewünschte Oberflächenstruktur des Dekormaterials eingeprägt wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein Dekormaterial mit unebener Oberflächenstruktur in das Werkzeug eingelegt wird, daß das Dekormaterial mit einem weichen Kunststoff, zum Beispiel einem thermoplastischen Elastomer, hinterspritzt oder hinterpreßt wird und daß das mit Kunststoff hinterspritzte oder hinterpreßte Dekormaterial zum Aufbringen einer Stabilisierungsschicht mit einer zweiten Kunststoffschicht hinterspritzt oder hinterpreßt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Dekormaterial in ein Werkzeug (1) einlegt wird, dessen mit dem Dekormaterial (9) in Berührung tretende Oberfläche mit dem Negativ einer Rillen- und/oder Gitterstruktur und/oder dem Negativ eines Ledernarbenmusters als Oberflächenstruktur (3) versehen ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in das Werkzeug auf das Dekormaterial eine Trennschicht aufgelegt wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Dekormaterial ein mit einer Rillen- und/oder Gitterstruktur und/oder einem Ledernarbenmuster als Oberflächenstruktur versehenes Material verwendet wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Dekormaterial ein textiles Material oder Leder verwendet wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Dekormaterial ein Material verwendet wird, welches eine Dekorschicht sowie eine Polsterschicht aufweist.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Dekorschicht aus textilem Material oder Leder besteht.
  8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Polsterschicht Schaumstoff oder Vlies enthält.
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