PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE10005625A1 12.10.2000
Titel Hart beschichteter Film, dessen Herstellungsverfahren sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Harzformteils unter Verwendung des durch dieses Herstellungsverfahren hergestellten hart beschichteten Films
Anmelder Kabushiki Kaisha Toyoda Jidoshokki Seisakusho, Kariya, Aichi, JP
Erfinder Konishi, Masazumi, Kariya, Aichi, JP;
Ogawa, Hisashi, Kariya, Aichi, JP;
Kato, Yoshifumi, Kariya, Aichi, JP;
Iimori, Yasushi, Kariya, Aichi, JP
Vertreter Tiedtke, Bühling, Kinne & Partner, 80336 München
DE-Anmeldedatum 09.02.2000
DE-Aktenzeichen 10005625
Offenlegungstag 12.10.2000
Veröffentlichungstag im Patentblatt 12.10.2000
IPC-Hauptklasse B32B 33/00
IPC-Nebenklasse B32B 27/08   B29C 39/12   B29C 41/22   B29C 45/14   
Zusammenfassung Bei der Herstellung eines Harzfensterbauteils (5) durch Einpressformung, die unter Verwendung eines hart beschichteten Films (4) erfolgt, der durch Ausbildung einer Hartschichtmembran (3) auf einem Film (1) erhalten wird, wird der hart beschichtete Film (4) im Voraus in einer gekrümmten Gestaltung ausgebildet, die einer Oberflächengestaltung des zu formenden Harzfensterbauteils (5) entspricht.

Beschreibung[de]
HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Die Erfindung bezieht sich auf eine auf einer ihrer Oberflächen von einer harten Schicht bedeckten dünnen Lage (nachstehend als hart beschichteter Film bezeichnet), die zur Bedeckung einer Oberfläche eines Harzformteils verwendet wird. Sie bezieht sich außerdem auf ein Herstellungsverfahren dafür und ein Verfahren zur Herstellung eines Harzformteils unter Verwendung des durch dieses Herstellungsverfahren hergestellten hart beschichteten Films.

BESCHREIBUNG DES STANDS DER TECHNIK

Im Allgemeinen weisen Harzformteile das Problem auf, das sie bei einem physikalischen Kontakt anfällig gegenüber Defekten auf ihrer Oberfläche sind, sofern sie nicht aus einem recht harten Material hergestellt sind. Angesichts des Qualitätserhalts der Formteile wurde aus diesem Grund die Maßnahme ergriffen, auf einer Oberfläche der Harzformteile eine Schutzlage in Form einer Hartschicht mit hohem Abrasionswiderstand aufzubringen.

Außerdem ist ein Herstellungsverfahren bekannt, bei dem eine derartige als Schutzlage dienende Hartschicht unter Aufbringung auf eine Oberfläche eines Films oder einer dünnen Lage hergestellt wird. Der hart beschichtete Film wird durch Einpressformen mit einem Formteil vereinigt. Für den Fall, dass beispielsweise ein Formteil wie etwa ein Harzfensterbauteil durch Einpressformen geformt wird, wird der hart beschichtete Film zuvor in den Hohlraum einer zum Einpressformen dienenden Form gesetzt, wobei der hart beschichtete Film dann unter gleichzeitiger Formung des eingespritzten Formmaterials, das in einem geschmolzenen Zustand in den Hohlraum einzufüllen ist, an der Oberfläche des Formteils anklebt.

Fig. 10 zeigt ein Ablaufdiagramm, das den Herstellungsvorgang zum Spritzformen eines Harzfensterbauteils veranschaulicht, der unter Verwendung eines hart beschichteten Films durch Einpressformen erfolgt.

Wie in der Zeichnung gezeigt ist, wird ein im Voraus hergestellter Flachharzfilm 101 aus durchsichtigem Polycarbonat oder Acrylharz mit einer Hartschichtflüssigkeit 102 beschichtet. Die Beschichtung durch die Hartschichtflüssigkeit 102 erfolgt beispielsweise durch ein Fließbeschichtungsverfahren, bei dem die Hartschichtflüssigkeit 102 aus einer Düse 103 über eine Oberfläche des Films 101 fließt. Dann wird die auf dem Film 101 als Schicht aufgebrachte Hartschichtflüssigkeit 102 für eine vorbestimmte Zeitdauer in einem Trockner 104 getrocknet, damit sie fest wird. Danach wird auf dem hart beschichteten Film 105 ein Schutzfilm 106 aufgebracht, um in einem anschließenden Schritt bei einem Schneidevorgang das Auftreten von Defekten zu verhindern. Der Film wird dabei in diesem geschützten Zustand auf eine Größe zurechtgeschnitten, die der des zu formenden Harzfensterbauteils entspricht.

Der auf diese Weise erhaltene hart beschichtete Film 105 wird nach Ablösung des Schutzfilms 106 durch Einpressformen mit dem Harzfensterbauteil vereinigt. Genauer wird der hart beschichtete Film 105 in eine zum Spritzformen dienende Form 107 gesetzt, woraufhin in einen geschlossenen Hohlraum der Form ein durch Wärme aufgeschmolzenes Formmaterial eingespritzt wird, um ihn zu füllen. Dadurch findet die Formung des Formmaterials statt und wird gleichzeitig der hart beschichtete Film 105 an die Oberfläche des Formteils angeklebt oder angeschmolzen. Auf diese Weise wird wie in Fig. 11 gezeigt ein Harzfensterbauteil 108 erhalten, dessen Oberfläche von dem hart beschichteten Film 105 bedeckt ist.

Das vorstehend beschriebene herkömmliche Herstellungsverfahren bedingt eine Vorabfertigung eines mit einer Hartschicht versehenen Flachfilms und ein durch Einpressformen erfolgendes Ankleben des Films an das ein Formteil darstellende Harzfensterbauteil. Dies führt unter anderem zu dem folgenden Problem. Falls die Oberflächengestaltung des zu bedeckenden Harzfensterbauteils gekrümmt ist, muss die Hartschicht eine Dehnung bzw. Längung aufweisen, die der Krümmung der gekrümmten Oberfläche entspricht.

Allerdings zeigt die hart beschichtete Lage im festen Zustand ein geringes Längungsvermögen in der Größenordnung von nur 0,5 bis 3%. Daher tritt das Problem auf, dass sich die Hartschichtmembran bei der Formung eines Harzfensterbauteils bei einer starken Krümmung der Oberfläche nicht ausreichend längen kann und deswegen Risse auftreten. Aus diesen Gründen war es bislang schwierig, eine hart beschichtete Lage auf ein Harzfensterbauteil aufzubringen, das eine Form mit großer Krümmung hat.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende. Erfindung soll die vorstehend beschriebenen Probleme lösen. Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen hart beschichteten Film bereitzustellen, der bei einem Einpressformverfahren Anwendung finden kann, ohne auf die Längung der Hartschichtmembran achten zu müssen. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Herstellungsverfahren für einen derartigen hart beschichteten Film sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Harzformteils unter Verwendung eines durch ein derartiges Herstellungsverfahren erhaltenen hart beschichteten Films bereitzustellen.

Die oben genannten Aufgaben, einen hart beschichteten Film, ein Herstellungsverfahren dafür und ein Verfahren zur Herstellung eines Harzteils unter Verwendung des durch das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren hergestellten hart beschichteten Films bereitzustellen, werden wie folgt gelöst:

Entsprechend einer ersten Ausgestaltung der Erfindung ist ein als Schutzlage auf ein Harzformteil mit einer konkaven oder konvexen Oberflächengestaltung aufbringbarer hart beschichteter Film vorgesehen, der einen Film mit einer Gestaltung, die vor der Aufbringung auf das Harzformteil einer Oberflächengestaltung des Harzformteils entspricht, und eine den Film bedeckende Hartschichtmembran mit einer Gestaltung, die vor der Aufbringung auf das Harzformteil einer Oberflächengestaltung des Harzformteils entspricht, aufweist.

Dieser Aufbau erlaubt es, den hart beschichteten Film im Voraus in eine Gestalt zu formen, die der Gestaltung des zu bedeckenden Harzformteils entspricht. Für den Fall, dass durch Spritzformen ein Harzformteil hergestellt wird, das eine Oberflächengestaltung mit einer großen Krümmung hat, kann der hart beschichtete Film daher ohne Beachtung des geringen Längungsvermögens der Hartschicht auf die Oberfläche aufgebracht werden.

Entsprechend einer zweiten Ausgestaltung der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines als Schutzlage auf ein Harzformteil mit einer konkaven oder konvexen Oberflächengestaltung aufbringbaren hart beschichteten Films vorgesehen, das die Schritte aufweist: eine Form mit einer Formoberfläche versehen, die eine Gestaltung hat, die einer Oberflächengestaltung des Harzformteils entspricht; nach Festhalten des Films auf der Formoberfläche Formen des Films in einer Gestaltung, die der Formoberfläche der Form folgt; Aufbringen einer Hartschichtflüssigkeit auf einer Oberfläche des Films als Schicht, während der Film in der Form gehalten wird; und Trocknen der Hartschichtflüssigkeit, sodass entlang der Oberfläche des Films eine Hartschichtmembran ausgebildet wird.

Entsprechend einer dritten Ausgestaltung der Erfindung ist darüber hinaus ein Verfahren zur Herstellung eines als Schutzlage auf ein Harzformteil mit einer konkaven oder konvexen Oberflächengestaltung aufbringbaren hart beschichteten Films vorgesehen, das die Schritte aufweist: eine Form mit einer Formoberfläche versehen, die eine Gestaltung hat, die einer Oberflächengestaltung des Harzformteils entspricht; Anfüllen einer Hartschichtflüssigkeit auf der Formoberfläche der Form; nach dem Anfüllen der Hartschichtflüssigkeit derartiges Einsetzen eines Films in die Form, dass die Hartschichtflüssigkeit zwischen der Form und dem Film in Position gebracht ist; Formen des Films in einer Gestaltung, die der Formoberfläche der Form folgt, während die Hartschichtflüssigkeit gleichzeitig auf einer Oberfläche des Films in Form einer dünnen Membran verteilt wird, sodass die Oberfläche beschichtet wird; und Trocknen der Hartschichtflüssigkeit, sodass entlang der Oberfläche des Films eine Hartschichtmembran ausgebildet wird.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1A bis Fig. 1E veranschaulichen jeweilige Schritte bei einem Vorgang gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung zur Herstellung des hart beschichteten Films.

In Fig. 2 zeigt eine Querschnittansicht eines durch das in den Fig. 1A bis 1E dargestellte Verfahren hergestellten hart beschichteten Films.

Fig. 3A und Fig. 3B veranschaulichen jeweilige Schritte eines Herstellungsverfahrens für ein Harzfensterbauteil durch unter Verwendung des hart beschichteten Films erfolgendes Einpressformen.

Fig. 4 zeigt eine Querschnittansicht eines durch das in den Fig. 3A und 3B dargestellte Verfahren hergestellten hart beschichteten Harzfensterbauteils.

Fig. 5A bis Fig. 5D veranschaulichen jeweilige Schritte bei einem Vorgang gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung zur Herstellung eines hart beschichteten Films.

Fig. 6 zeigt eine Querschnittansicht eines durch das in den Fig. 5A und 5D dargestellte Verfahren hergestellten hart beschichteten Films.

Fig. 7A und Fig. 7B veranschaulichen jeweilige Schritte eines Herstellungsverfahrens für ein Harzfensterbauteil durch unter Verwendung eines hart beschichteten Films erfolgendes Einpressformen.

Fig. 8 zeigt eine Querschnittsansicht eines durch das in den Fig. 7A und 7B dargestellte Verfahren hergestellten hart beschichteten Harzfensterbauteils.

Fig. 9 zeigt eine Querschnittansicht, die eine Abwandlung der Oberflächengestaltung eines Harzfensterbauteils zeigt.

Fig. 10 zeigt einen herkömmlichen hart beschichteten Film und ein Verfahren zur Herstellung eines Harzfensterbauteils durch unter Verwendung des hart beschichteten Films erfolgendes Spritzformen.

Fig. 11 zeigt eine Querschnittansicht eines durch ein herkömmliches Verfahren hergestellten hart beschichteten Harzfensterbauteils.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

Im Folgenden werden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Die hart beschichteten Filme der erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiele werden als Schutzlage auf ein Harzfensterbauteil aufgebracht, das sich beispielsweise als hintere Seitenscheibe eines Kraftfahrzeugs verwenden lässt.

Anhand eines der erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiele wird nun ein Verfahren zur Herstellung eines hart beschichteten Films und ein Verfahren zur Herstellung eines Harzfensterbauteils unter Verwendung des durch dieses Verfahren erhaltenen hart beschichteten Films beschrieben.

Ausführungsbeispiel 1

Die Fig. 1A bis 1E veranschaulichen jeweils den Vorgang zur Herstellung eines hart beschichteten Films. Bei dem in Fig. 1A dargestellten Schritt wird eine Form 11 bereitgestellt, die eine konkave Formoberfläche hat. Auf der konkaven Oberfläche der Form 11 wird ein Flachfilm 1 angeordnet. Der Flachfilm 1 wird an seinem Rand mit einer Klemme 11a an der Form 11 befestigt. In diesem Fall kann als Formmaterial für den Film 1 ein durchsichtiges Harzmaterial wie zum Beispiel Polycarbonat oder Acrylharz verwendet werden. Die Dicke des Films 1 ist dergestalt, dass eine Hartschichtmembran 3, auf die später Bezug genommen wird, gehalten werden kann, und sollte geeigneterweise in einem Bereich von etwa mehreren 10 Mikrometern bis 1 mm eingestellt werden.

Bei dem in Fig. 1B dargestellten Schritt wird der Film 1 durch ein Heizelement 12 erwärmt und einen Verdichter 13 mit Druck beaufschlagt. Infolgedessen wird er in einem erweichten Zustand auf die Formoberfläche der Form 11 gedrängt und in eine gekrümmte Form geformt, die der Formoberfläche der Form 11 entspricht. Bei der Formung des Films 1 ist es in diesem Fall wünschenswert, die durch das Heizelement 12 erzielte Erwärmungstemperatur auf eine Temperatur einzustellen, die nicht niedriger als die Wärmeverformungstemperatur des für den Film 1 verwendeten Formmaterials ist. Im Fall von Polycarbonat wird die Erwärmungstemperatur beispielsweise auf etwa 130 bis etwa 200°C eingestellt. Es ist auch möglich, die Formung des Films 1 durchzuführen, indem statt Druckformen Vakuum- bzw. Unterdruckformen zum Einsatz kommt.

In dem in Fig. 1C dargestellten Schritt wird als Nächstes auf einer Oberseite des auf diese Weise geformten Films 1durch beispielsweise eine Düse 23 hindurch eine Hartschichtflüssigkeit 2 angefüllt (oder über die gesamte Fläche der Oberseite des Films 1 aufgesprüht). Eine Hartschichtflüssigkeitsart, die dabei verwendet werden kann, ist ein wärmepolymerisierbares und wärmehärtbares Harz auf Silikonbasis. Eine andere Art ist ein wärmehärtbares, lichthärtbares oder durch einen Elektronenstrahl aushärtendes Harz. Es können auch Verbundstoffe dieser Materialien verwendet werden.

Bei dem in Fig. 1D dargestellten Schritt wird ein Ballon 15 verwendet, um gegen die Hartschichtflüssigkeit 2 zu drücken. Dies führt dazu, dass die Hartschichtflüssigkeit 2 über die gesamte konkav gekrümmte Oberflächenseite des Films 1 in Form eines dünnen Films mit einer gleichmäßigen Dicke verteilt wird, sodass eine Hartschichtmembran 3 ausgebildet wird. Der bei dieser Schicht verwendete Ballon 15 besteht aus einem Gummi oder Harz mit einer nicht klebrigen Oberfläche, wie etwa einem Silikongummi oder einem Fluorharz. Der auf den Ballon 15 aufgebrachte Druck kann sich abhängig von den Eigenschaften der Hartschichtflüssigkeit 2 ändern, doch im Allgemeinen wird er geeigneterweise in einem Bereich von 0,1 bis 10 kgf/cm2 eingestellt (1 kgf = 9,81 N).

Bei dem in Fig. 1E dargestellten Schritt wird danach für den Fall, dass als Härtschichtflüssigkeit ein wärmepolymerisierbares, wärmehärtbares Harz auf Silikonbasis Verwendung findet, ein Heizelement 16 oder dergleichen verwendet, um die Form zu trocknen. Der Film 1 und die Hartschichtmembran 3 werden soweit ausgehärtet, dass sie durch ihre Härte zumindest ihre Formgestaltung beibehalten können (halbtrockener Zustand). Auch für den Fall, dass als Hartschichtflüssigkeit ein lichthärtbares Harz oder eine andere Art an Harz Verwendung findet, sollte es durch ein entsprechendes Verfahren ausgehärtet werden.

Wie in Fig. 2 dargestellt ist, wird somit ein hart beschichteter Film 4 erhalten, der den Film 1 aufweist, auf dessen konkaven Oberfläche die Hartschichtmembran 3 ausgebildet ist. Das heißt, dass der hart beschichtete Film 4 in einer konvex gekrümmten Gestaltung geformt ist, die der Oberflächengestaltung eines zu formenden Harzfensterbauteils entspricht.

Die Fig. 3A und 3B zeigen veranschaulichend den Ablauf bei einen Verfahren zur Herstellung eines Harzfensterbauteils durch unter Verwendung des wie vorstehend beschriebenen hart beschichteten Films 4 erfolgendes Einpressformen. Wie in Fig. 3A dargestellt ist, wird der hart beschichtete Film 4 in ein konkaves Formteil einer zum Spritzformen dienenden Form 17 eingesetzt. Wie in Fig. 3B gezeigt ist, wird die zum Spritzformen dienende Form 17 dann geschlossen und danach ein durch Wärme aufgeschmolzenes Formmaterial in den Hohlraum der Form eingespritzt und eingefüllt. Damit das Formmaterial fest wird, wird es, wenn es thermoplastisch ist, gekühlt oder, wenn es wärmehärtbar ist, erwärmt, um ein Harzfensterbauteil 5 zu erhalten, das auf seiner konvex gekrümmten Oberfläche mit der Hartschichtmembran 3 bedeckt ist und eine vorbestimmte Gestaltung hat.

Das Formmaterial, das für das Harzfensterbauteil 5 in diesem Fall verwendet werden kann, umfasst ein durchsichtiges Kunstharz wie z. B. Polycarbonat, Acrylharz, PET (Polyethylenterephthalat) oder dergleichen.

Fig. 4 zeigt das wie vorstehend beschrieben hergestellte Harzfensterbauteil 5. Die Hartschichtmembran 3 ist auf der einen Seite von dem Film 1 und auf der anderen Seite von dem Harzfensterbauteil 5 bedeckt. Nach dem Herausnehmen aus der zum Spritzformen dienenden Form, wird daher der Film 1 von der Hartschichtmembran 3 abgelöst. Das Harzfensterbauteil 5 hat schließlich einen Aufbau, bei dem kein Film 1 vorhanden ist, d. h. die Hartschichtmembran 3 ist direkt an die konvex gekrümmte Oberfläche des Harzfensterbauteils 5 angeklebt. Möglicherweise kann der Film 1 aufgrund der Eigenschaft des Formmaterials, des Films 1 oder der Hartschichtmembran 3 aber nicht abgelöst werden. In diesem Fall kann vor dem in Fig. 1C dargestellten Schritt ein Schritt eingefügt werden, bei dem auf einer Oberseite des Films 1 etwa wie bei einem Farbauftrag bei der Verwendung eines herkömmlichen Übertragungsfilms eine die Trennung erleichternde Lage ausgebildet wird.

Wie vorstehend beschrieben ist, wird der hart beschichtete Film 4 gemäß diesem Ausführungsbeispiel in eine gekrümmte Gestaltung geformt, die der gekrümmten Oberflächengestaltung des Harzfensterbauteils 5 entspricht. Dementsprechend ist es nicht notwendig, auf das Längungsvermögen der Hartschichtmembran 3 zu achten, wenn das Harzfensterbauteil 5 unter deren Verwendung durch Einpressformen hergestellt wird. Selbst wenn die durch das Harzfensterbauteil 5 zu bedeckende Oberflächengestaltung eine große Krümmung aufweist, kann insofern ein Harzfensterbauteil 5 mit hoher Qualität erhalten werden, als die Hartschichtmembran 3 in sich keinen Riss hat.

Im Fall eines herkömmlichen Verfahrens, bei dem ein Flachfilm mit einer Hartschichtmembran versehen wird und der sich ergebende Film zur durch Einpressformen erfolgenden Herstellung eines Harzfensterbauteils verwendet wird, besteht übrigens das Problem höherer Herstellungskosten. Neben anderen Ursachen liegt dies daran, dass für die Herstellung des hart beschichteten Films eine größere Anzahl von Schritten nötig ist und es länger dauert, die Hartschichtmembran vollständig zu trocknen.

Gemäß dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren kann jedoch verglichen mit dem herkömmlichen Verfahren die Anzahl an Herstellungsschritten gesenkt werden. Darüber hinaus lässt sich der Übergang von dem letzten Schritt des Herstellungsablaufs für den hart beschichteten Film 4 zu dem durch Einpressformen erfolgenden Spritzformschritt unter der Bedingung durchführen, dass sich die Hartschichtmembran 3 in einem halbtrockenen Zustand, d. h. in einem provisorisch ausgehärteten Zustand, befindet. Das liegt zum Beispiel daran, dass die Hartschichtmembran 3 erwärmt wird, wenn ein Formmaterial in die zum Spritzformen dienende Form eingespritzt und eingefüllt wird, wobei eine Nutzung dieser Wärme es ermöglicht, dass die Aushärtung in einem späteren Schritt weitergeht. Die zur Aushärtung erforderliche Zeit kann daher stark verkürzt werden. Auch dies führt zu einer Senkung der Herstellungskosten.

Ausführungsbeispiel 2

Unter Bezugnahme auf die Fig. 5A bis 8 wird als Nächstes ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Das Material und die Bedingungen wie etwa Erwärmungstemperatur usw., die bei der Erläuterung des zweiten Ausführungsbeispiels Verwendung finden, sind denen des vorstehend erläuterten ersten Ausführungsbeispiel ähnlich. Die Fig. 5A bis 5D veranschaulichen den Ablauf der Vorgänge zur Herstellung eines hart beschichteten Films. Bei dem in Fig. 5A dargestellten Schritt wird eine Form 11 bereitgestellt. Die Form 11 hat eine konkav gekrümmte Formoberfläche, auf der durch eine Düse 23 hindurch eine Hartschichtflüssigkeit 2 angefüllt wird (oder auf die gesamte Oberfläche der Form aufgesprüht wird). In dem in Fig. 5B dargestellten Schritt wird als Nächstes auf einer konkav gekrümmten Oberfläche der Form 11 ein Flachfilm 1 angeordnet. Der Film 1 wird an seinem Rand durch eine Klemme 11a an der Form 11 befestigt.

In dem in Fig. 5C dargestellten Schritt wird der Film 1 anschließend durch ein Heizelement 12 erwärmt und durch einen Verdichter 13 mit Druck beaufschlagt. Infolgedessen wird er in einem erweichten Zustand auf die Formoberfläche der Form 11 gedrängt und in eine gekrümmte Form gebracht. Gleichzeitig wird die Hartschichtflüssigkeit 2 durch den geformten Film 1 über die gesamte konkav gekrümmte Oberfläche des Films 1 in Form eines dünnen Films mit einer gleichmäßigen Dicke verteilt, sodass eine Hartschichtmembran 3 ausgebildet wird.

In dem in Fig. 5D dargestellten Schritts wird zur Trocknung anschließend ein Heizelement 16 oder dergleichen verwendet. Der Film 1 und die Hartschichtmembran 3 werden soweit getrocknet, dass sie durch ihre Härte zumindest ihre Formgestaltung beibehalten (halbtrockener Zustand).

Bei dem Herstellungsverfahren gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel wird somit, wie in Fig. 6 gezeigt ist, ein hart beschichteter Film 14 erhalten, der auf der konkaven Oberfläche der Hartschichtmembran 3 den Film 1 aufweist.

Die Fig. 7A und 7B veranschaulichen den Ablauf eines Verfahrens zur Herstellung eines Harzfensterbauteils durch unter Verwendung des wie vorstehend beschrieben hergestellten hart beschichteten Films 14 erfolgendes Einpressformen. Dieses Herstellungsverfahren ist das gleiche, wie bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel 1. Das heißt, dass der hart beschichtete Film 14, wie in Fig. 7A dargestellt ist, in ein konkaves Teil einer zum Spritzformen dienenden Form 17 eingesetzt wird. Wie in Fig. 7B gezeigt ist, wird die zum Spritzformen dienende Form 17 dann geschlossen und in den Hohlraum der Form ein durch Wärme aufgeschmolzenes Formmaterial eingespritzt und eingefüllt. Danach wird das Formmaterial gekühlt oder wärmeverfestigt, um ein Harzfensterbauteil 15 zu erhalten, dass auf seiner konvex gekrümmten Oberfläche mit der Hartschichtmembran 3 bedeckt ist und eine vorbestimmte Gestaltung hat.

Falls das Formmaterial und der Film 14 miteinander löslich sind, weil sie beispielsweise jeweils aus Polycarbonat bestehen, und sie während des Spritzformens einer ausreichend hohen Temperatur ausgesetzt werden, verbinden sich das Formmaterial und der Film 14 auch ohne Verwendung eines Klebemittels miteinander, da ihre Oberflächen aufgeschmolzen werden.

Falls dagegen das Formmaterial und der Film 14 nicht miteinander löslich sind oder die Temperatur des Formmaterials während des Spritzformens unterhalb der Temperatur liegt, die den Film 14 zum Schmelzen und Verbinden bringt, kann vorher auf die Oberfläche des Films 14 ein Klebemittel aufgebracht werden.

Fig. 8 zeigt das auf die vorstehend beschriebene Weise hergestellte Harzfensterbauteil 15. Bei dem Herstellungsverfahren gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel klebt die Hartschichtmembran 3 über den Film 1 an der Oberfläche des Harzfensterbauteils 15.

Wie vorstehend beschrieben ist, kann gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der hart beschichtete Film 14 wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel vorbereitend in eine gekrümmte Gestaltung geformt werden, die der gekrümmten Oberflächengestaltung des Harzfensterbauteils 15 entspricht. Dementsprechend besteht keine Notwendigkeit, auf die Längenänderung der Hartschichtmembran 3 zu achten, wenn das Harzfensterbauteil 14 unter deren Verwendung durch Einpressformen geformt wird. Selbst wenn die durch das Harzfensterbauteil 15 zu bedeckende Oberflächengestaltung eine große Krümmung aufweist, kann daher das Harzfensterbauteil 15 insofern mit einer hohen Qualität erhalten werden, als die Hartschichtmembran 3 in sich keinen Riss hat.

Bei der Durchführung der Herstellungsverfahren gemäß dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel kann die bei der Herstellung von hart beschichteten Filmen 4 und 14 verwendete Form 11 als ein konkaver Teil der zum Spritzformen dienenden Form 17 verwendet werden, die bei der Durchführung des anschließenden Einpressformens verwendeten wird.

Falls das Herstellungsverfahren bei diesen Aufbau zur Anwendung kommt, ist es möglich, eine gemeinsame Form zu verwenden. Daher kann die Anzahl der Formen und Verfahrensschritte gesenkt werden (Wegfall des Schritts, den hart beschichteten Film aus der Form 11 zu nehmen, und des Schritts, ihn in die zum Spritzformen dienende Form 17 einzusetzen). Dadurch lassen sich sehr effektiv die Herstellungskosten senken. Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen erfolgte die Erläuterung für den Fall, dass die zu formenden Harzfensterbauteile 5 und 15 eine konvex gekrümmte Gestaltung haben. Die Erfindung ist jedoch nicht auf eine derartige gekrümmte Oberflächengestaltung beschränkt, sondern es kann auch eine kugelförmige bzw. sphärische Oberflächengestaltung Verwendung finden. Es kann sogar dann ein hart beschichteter Film 24 aufgebracht werden, wenn die Oberflächengestaltung des Harzfensterbauteils 25, wie in Fig. 9 gezeigt ist, eine Wellenform, d. h. eine Folge von Vertiefungen und Erhöhungen, einnimmt. Dies liegt daran, dass wenn das Harzfensterbauteil die in Fig. 9 gezeigte Gestaltung hat, es dem Film erlaubt ist, sich um ein gewisses Maß zu längen, wenn unter Verwendung eines hart beschichteten Flachfilms ein Einpressformen erfolgt.

Kurz gesagt lässt sich der erfindungsgemäße hart beschichtete Film auch dann, wenn ein Harzfensterbauteil eine Gestaltung aufweist, die es erforderlich macht, dass sich der beschichtete Flachfilm bei seiner Einpressformung längt, effektiv auf diese Gegenstände aufbringen.

Darüber hinaus sind die bei Ausführungsbeispiel 1 und 2 erläuterten Herstellungsverfahren nicht auf die Herstellung von Harzfensterbauteilen beschränkt, sondern können auch bei der Herstellung anderer Harzformteile einschließlich nicht durchsichtiger Teile Anwendung finden. Ein solches weiteres Beispiel ist ein Helm. Das Trocknen zur Aushärtung der verteilten und über den Film 1 als Schicht aufgebrachten Hartschichtflüssigkeit 2 kann durchgeführt werden, indem diese unter Verwendung des Heizelement 16 erwärmt wird und, falls erforderlich, zusätzlich die Form 11 erwärmt wird.

Bei der Herstellung der hart beschichteten Filme 4, 14 und 24 müssen die Gestaltungen ihrer Formerzeugnisse nicht vollständig den Oberflächengestaltungen der zu formenden Harzfensterbauteile 5, 15 und 25 entsprechen. Dies liegt daran, dass die Hartschichtmembran 3, auch wenn es (mit einer Größenordnung von 0,5 bis 3%) gering ist, ein gewisses Längungsvermögen hat, sodass Gestaltungsunterschiede mehr oder weniger absorbiert werden können, wenn sie sich innerhalb eines solchen Längungsbereichs befinden.

Bei den Herstellungsverfahren für hart beschichtete Filme gemäß dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel erfolgte die Erläuterungen für den Fall, dass die Hartschichtmembran 3 aus einem einlagigen Aufbau besteht. Es ist jedoch auch möglich, die Hartschichtmembran 3 so zu ändern, dass sie einem zweilagigen Aufbau entspricht, der eine Deckschicht und eine Unterschicht aufweist. Im Einzelnen lässt sich eine Hartschichtmembran mit einem zweilagigen Aufbau herstellen, wenn die für den Fall des ersten Ausführungsbeispiels in den Fig. 1C bis 1E dargestellten Schritte wiederholt werden. Für den Fall des zweiten Ausführungsbeispiels kann die Herstellung erfolgen, indem die in den Fig. 1C bis 1E dargestellten Schritte vor dem in Fig. 5A dargestellten Schritt durchgeführt werden. Als ein alternatives Verfahren kann das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren auch für eine Deckschicht genutzt werden, nachdem der Film im Zustand einer Flachplatte mit nur einer Unterschicht beschichtet wurde, da sich die Unterschicht verhältnismäßig leicht längt.

In einem solchen Fall wird als Deckschicht ein Material mit hohem Abrasionswiderstand verwendet, was der Hauptzweck ist, den eine Hartschicht erfüllt. Für die Unterschicht wird ein Material verwendet, das zwischen der Deckschicht und dem Harzfensterbauteil eine gute Haftung und Klebbarkeit ergibt.

Daneben wird bei dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel das Harzfensterbauteil unter Verwendung der zum Spritzformen dienenden Form 17 ausgebildet. Es kann jedoch auch eine zum Spritzdruckformen dienende Form verwendet werden.

Bei dem ersten Ausführungsbeispiel muss der Ballon 15 nicht wie üblich geschlossen sein und eine einzige Öffnung haben. Er kann beispielsweise auch im kontrahierten Zustand in Form einer Flachplatte vorliegen, sofern er sich zu einer Form verändern lässt, deren Oberflächengestaltung der Formoberfläche der Form 17 folgt. Als eine Abwandlung des ersten Ausführungsbeispiels kann auch ein Ballon 15 verwendet werden, dessen Oberfläche auf der Seite der Form 17 mit einer Körnung versehen ist. In diesem Fall kann die Hartschichtmembran durch Verwendung der Kornvertiefungen dicker ausgebildet werden.

Wie vorstehend beschrieben ist, wird im Voraus ein hart beschichteter Film ausgebildet, der eine Gestaltung hat, die der Oberflächengestaltung eines Harzformteils entspricht. Wenn der hart beschichtete Film zum Formen eines Harzformteils durch Einpressformen verwendet wird, ist es infolgedessen im Großen und Ganzen nicht notwendig, auf das Längungsvermögen der Hartschichtmembran zu achten. Auch wenn das zu formende Harzformteil eine Oberflächengestaltung mit großer Krümmung hat, kann ein hochqualitatives Harzformteil ohne einen Riss in der Hartschichtmembran erhalten werden.


Anspruch[de]
  1. 1. Hart beschichteter Film (4; 14; 24), der als Schutzlage auf ein Harzformteil (5; 15; 25) mit einer konkaven oder konvexen Oberflächengestaltung aufbringbar ist, mit:

    einem Film (1), der eine Gestaltung hat, die vor der Aufbringung auf das Harzformteil einer Oberflächengestaltung des Harzformteils entspricht; und

    einer den Film (1) bedeckenden Hartschichtmembran (3), die eine Gestaltung hat, die vor der Aufbringung auf das Harzformteil einer Oberflächengestaltung des Harzformteils entspricht.
  2. 2. Verfahren zur Herstellung eines hart beschichteten Films (4), der als Schutzlage auf ein Harzformteil (5) mit einer konkaven oder konvexen Oberflächengestaltung aufbringbar ist, mit den Schritten:

    eine Form (11) mit einer Formoberfläche versehen, die eine Gestaltung hat, die einer Oberflächengestaltung des Harzformteils (5) entspricht;

    nach Festhalten des Films (1) auf der Formoberfläche Formen des Films (1) in einer Gestaltung, die der Formoberfläche der Form (11) folgt;

    Aufbringen einer Hartschichtflüssigkeit (2) auf einer Oberfläche des Films (1) als Schicht, während der Film (1) in der Form (11) gehalten wird; und

    Trocknen der Hartschichtflüssigkeit (2), sodass entlang der Oberfläche des Films (1) eine Hartschichtmembran (3) ausgebildet wird.
  3. 3. Verfahren zur Herstellung eines hart beschichteten Films (4) nach Anspruch 2, wobei der Schritt Aufbringen der Hartschichtflüssigkeit (2) als Schicht in Form einer dünnen Membran eine Druckbeaufschlagung der Hartschichtflüssigkeit unter Verwendung eines Ballons (15) umfasst.
  4. 4. Verfahren zur Herstellung eines Harzformteils (5) unter Verwendung eines hart beschichteten Films (4), der durch das Herstellungsverfahren gemäß Anspruch 2 erhalten wurde, wobei das Verfahren die Schritte aufweist:

    Einsetzen des hart beschichteten Films (4) in einen Hohlraum einer zum Spritzformen oder Spritzpressformen des Harzformteils (5) dienenden Form (17), und

    Formen des Harzformteils (5), indem in den Hohlraum der Form (17) während des Festwerdens des hart beschichteten Films (4) ein durch Wärme aufgeschmolzenes Formmaterial für das Harzformteil eingespritzt und eingefüllt wird.
  5. 5. Verfahren zur Herstellung eines Harzformteils (5) nach Anspruch 4, wobei die für das Formen des hart beschichteten Films (4) verwendete Form (11) gemeinsam als die zum Spritzformen oder Spritzpressformen des Harzformteils (5) dienende Form (17) verwendet wird.
  6. 6. Verfahren zur Herstellung eines hart beschichteten Films (14), der als Schutzlage auf ein Harzformteil (15) mit einer konkaven oder konvexen Oberflächengestaltung aufbringbar ist, mit den Schritten:

    eine Form (11) mit einer Formoberfläche versehen, die eine Gestaltung hat, die einer Oberflächengestaltung des Harzformteils entspricht;

    Anfüllen einer Hartschichtflüssigkeit (2) auf der Formoberfläche der Form (11);

    nach dem Anfüllen der Hartschichtflüssigkeit (2) derartiges Einsetzen eines Films (1) in die Form (11), dass die Hartschichtflüssigkeit (2) zwischen der Form (11) und dem Film (1) in Position gebracht ist;

    Formen des Films (1) in einer Gestaltung, die der Formoberfläche der Form (11) folgt, während die Hartschichtflüssigkeit (2) gleichzeitig auf einer Oberfläche des Films (1) in Form einer dünnen Membran verteilt wird, sodass die Oberfläche beschichtet wird; und

    Trocknen der Hartschichtflüssigkeit (2), sodass entlang der Oberfläche des Films (1) eine Hartschichtmembran (3) ausgebildet wird.
  7. 7. Verfahren zur Herstellung eines Harzformteils (15) unter Verwendung eines hart beschichteten Films (14), der durch das Herstellungsverfahren gemäß Anspruch 6 erhalten wurde, mit den Schritten:

    Einsetzen des hart beschichteten Films (14) in einen Hohlraum einer zum Spritzformen oder Spritzpressformen des Harzformteils (15) dienenden Form (17), und

    Formen des Harzformteils (15), indem in den Hohlraum der Form (17) während des Festwerdens des hart beschichteten Films (14) ein durch Wärme aufgeschmolzenes Formmaterial für das Harzformteil eingespritzt und eingefüllt wird.
  8. 8. Verfahren zur Herstellung eines Harzformteils (15) nach Anspruch 7, wobei die zum Formen des hart beschichteten Films (14) verwendete Form (11) gemeinsam als die zum Spritzformen oder Spritzpressformen des Harzformteils (15) dienende Form (17) verwendet wird.






IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
H Elektrotechnik

Anmelder
Datum

Patentrecherche

Patent Zeichnungen (PDF)

Copyright © 2008 Patent-De Alle Rechte vorbehalten. eMail: info@patent-de.com