Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Kunststoff-Formteils und insbesondere eines Kunststoff-Formteils für optische Anwendungen.

Solche Kunststoff-Formteile können aus einer Kunststofffolie durch Hochdruckverformung (auch als Niebling-Prozess bekannt) hergestellt werden. Bei einem solchen Hochdruckverformen wird die Kunststofffolie erwärmt (häufig über ihren Erweichungspunkt) und dann mittels Hochdruck (bis zu 300 bar und bevorzugt isostatisch) gegen eine Form gedrückt. Auf diese Weise lassen sich reproduzierbar konturtreue Abformungen (mit Toleranzen von z.B. kleiner als +/- 0,4mm) erreichen. Weitere Details zu einer solchen Hochdruckverformung können z.B. der DE 10 2008 050 564 A1 entnommen werden.

Da die eingesetzten Kunststofffolien in der Regel über einen Flachfolienextrusionsprozess hergestellt und die finale Oberflächenstruktur (wie z.B. Glanz und Dicke) durch Walzen erzeugt werden, kann es zu anisotropen inneren Spannungen kommen. Die notwendige Erwärmung für die beschriebene Hochdruckverformung führt dann nachteilig dazu, dass aufgrund der Erwärmung diese intrinsischen anisotropen Spannungen frei werden und zu einem Verzug führen können. So können bereits geringe Wellen/Falten im Aufheizvorgang dazu führen, dass die geforderte Genauigkeit bei der Abformung der Form nicht mehr erreicht wird.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Verfahren zum Herstellen eines Kunststoff-Formteils bereitzustellen, bei dem die eingangs beschriebenen Nachteile möglichst vollständig vermieden werden können.

Die Erfindung ist in den unabhängigen Ansprüchen 1 , 1 1 und 12 definiert. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Durch den Spannrahmen kann die Kunststofffolie gleichmäßig im Bereich der Randzone und insbesondere entlang einer geschlossenen Linie um die erste Durchgangsöffnung herum fixiert bzw. eingeklemmt werden, wodurch ein unerwünschter Verzug beim Erwärmen effektiv verhindert werden kann. Die Randzone kann beispielsweise als der Bereich der Oberseite des Grundrahmens definiert sein, der sich vom Rand der Durchgangsöffnung bis zu einem vorbestimmten Abstandswert vom Rand der ersten Durchgangsöffnung erstreckt. Auch kann die Randzone dadurch festgelegt sein, dass es der Bereich der Oberseite des Grundrahmens ist, auf dem die Kunststofffolie aufliegt und in dem sie vom Spannrahmen gegen die Oberseite gedrückt wird, wenn die Kunststofffolie die erste Durchgangsöffnung überdeckt.

Die erste und/oder zweite Durchgangsöffnung kann insbesondere kreisförmig sein. Es ist jedoch auch eine ovale Form oder jede andere Form möglich.

Der Spannrahmen kann die Kunststofffolie entlang einer in sich geschlossenen Bahn, die die erste Durchgangsöffnung umschließt, gegen die Oberseite des Grundrahmens drücken.

Insbesondere kann der Spannrahmen eine ringförmige Nut aufweisen, die die zweite Durchgangsöffnung umschließt. In der Nut kann eine Dichtung sitzen, die auf die Kunststofffolie drückt. Insbesondere kann die ringförmige Nut in einem Bereich gegen die Kunststofffolie drücken, der über der ersten Durchgangsöffnung liegt.

Die Nut und/oder die Dichtung können kreisringförmig oder auch jede andere Ringform aufweisen, wie z. B. quadratisch, rechteckig, oval, polygonförmig oder die Form einer sonstigen in sich geschlossenen Bahnkurve.

Der Grundrahmen kann mehrere auf seiner Oberseite vorstehende Stifte aufweisen. Der Spannrahmen kann dazu entsprechende Bohrungen bzw. Justierlöcher aufweisen. Im Schritt a) kann der Spannrahmen mit seinen Justierlöchern über die Stifte geschoben und so auf der Kunststofffolie platziert werden.

Alternativ ist es möglich, dass der Spannrahmen zwischen den Stiften positioniert wird, die als Anschlag für den Spannrahmen dienen. In diesem Fall kann der Spannrahmen ohne die entsprechenden Bohrungen bzw. Justierlöchern ausgebildet sein. Die Funktion des Anschlags kann anstatt mit Stiften auch mit jeder anderen Art von mechanischem Anschlag bzw.

Anschlagelement verwirklicht sein.

Ferner kann der Spannrahmen eine ebene oder nicht-ebene Unterseite aufweisen, die auf der Kunststofffolie aufliegt. Die Ausbildung der nicht-ebenen Unterseite kann so realisiert sein, dass damit eine bessere Fixierung der Kunststofffolie erreicht wird. So kann der Spannrahmen an der Unterseite im Bereich der Randzone Spitzen, Zähne und/oder eine raue Oberfläche zur Fixierung der Kunststofffolie aufweisen. Die Oberseite des Grundrahmens kann eben ausgebildet oder nicht-eben ausgebildet sein. Die nicht-ebene Oberseite kann durch Spitzen, Zähne und/oder eine raue Oberfläche realisiert sein. Dadurch kann die Fixierung der Kunststofffolie verbessert werden. Ferner kann ein Klemmmittel vorgesehen sein, das den Spannrahmen mit einer Kraft beaufschlagt, die den Spannrahmen gegen den Grundrahmen drückt und dadurch die bereits aufgrund der Gewichtskraft des Spannrahmens auf die Kunststofffolie ausgeübte Klemmwirkung erhöht. Das Klemmmittel kann durch Klemmelemente, wie z. B. durch eine Verschraubung und/oder einem oder mehreren Klemmhebel, oder auch mittels Magnetkraft verwirklicht werden.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann in Schritt c) eine Druckkammer vorliegen, in der die Umformung der Kunststofffolie durchgeführt wird.

Zur Bildung der Druckkammer kann beispielsweise eine das Werkzeug umgebende Wandung die Kunststofffolie gegen den Spannrahmen drücken, so dass der Spannrahmen Teil der Druckkammer ist und der Grundrahmen kein Teil der Druckkammer ist.

Ferner kann zur Bildung der Druckkammer die Kunststofffolie direkt zwischen einer das Werkzeug umgebenden Wandung und einer Wandung einer ersten Teilkammer eingeklemmt werden, so dass sowohl der Spannrahmen kein Teil der Druckkammer als auch der Grundrahmen kein Teil der Druckkammer ist.

Insbesondere kann die Druckkammer so gebildet sein, dass die Kunststofffolie vom Grundrahmen abgehoben ist, so dass während der Zeit, zu der die Druckkammer gebildet ist, zwischen der Kunststofffolie und dem Grundrahmen ein Spalt, beispielsweise ein Luftspalt, vorliegt.

Mit Ausnahme der Kunststofffolie sind die die Druckkammer bildenden Elemente bevorzugt aus Metall gebildet. Es ist bevorzugt, pro Trennebene zwischen zwei Metallflächen der Metallelemente (ohne Berücksichtigung der Kunststofffolie) nur eine (in der Regel ringförmige) Dichtung vorzusehen, um die Dichtigkeit in dieser Trennebene zu gewährleisten. Somit kann zur Gewährleistung der Dichtigkeit die Abfolge Metall-Dichtung-Metall, Metall-Dichtung- Kunststofffolie-Metall sowie Metall-Kunststofffolie-Dichtung-Metall vorliegen.

Die ringförmige Dichtung kann kreisringförmig, oval, quadratisch, rechteckig, polygonförmig oder die Form einer sonstigen in sich geschlossenen Bahnkurve aufweisen.

Alle beschriebenen Dichtungen können z.B. aus einem wärmebeständigen Elastomer (wie z.B. Fluorkautschuk) hergestellt sein. Im Schritt c) kann das Werkzeug mit einer Kontur versehen sein, wobei zur Umformung das fluide Druckmittel die Kunststofffolie gegen die Kontur drückt.

Die Umformung im Schritt c) erfolgt bevorzugt isostatisch.

Die Kunststofffolie kann jeden Kunststoff beinhalten, den der Fachmann für eine Umformung auswählen würde. Insbesondere handelt es sich bei dem Kunststoff um ein thermoplastisches Polymer.

Als Material für die Kunststofffolie können insbesondere thermoplastische Polymere eingesetzt werden, wie beispielsweise Polycarbonat, PMMA (Polymethylmethacrylat), PA (Polyamid), PS (Polystyrol), PET (Polyethylenterephthalat), PEN (Polyethylennaphthalat), TAC (Celluloseacetat), COP/COC (Cycloolefin-Polymer bzw. -Copolymer). Ferner können auch reaktive Polymer-Vorstufen eingesetzt werden, die während des Verformungsprozesses oder in einem nachgelagerten Prozessschritt thermisch oder durch Strahlungshärtung teilweise oder vollständig ausgehärtet werden. Beispiele sind hierfür u.a. im Bereich der Polyurethan-Chemie zu finden. Ferner können beschichtete und/oder vorbehandelte Folien, Coextrusionsfolien, Hybrid- und/oder Verbundfolien verwendet werden.

Bei dem thermoplastischen Kunststoff kann es sich bevorzugt um wenigstens einen thermoplastischen Kunststoff ausgewählt aus Polymerisaten von ethylenisch ungesättigten Monomeren und/oder Polykondensaten von bifunktionellen reaktiven Verbindungen und/oder Polyadditionaprodukten von bifunktionellen reaktiven Verbindungen, bevorzugt um wenigstens einen thermoplastischen Kunststoff ausgewählt aus Polymerisaten von ethylenisch ungesättigten Monomeren und/oder Polykondensaten von bifunktionellen reaktiven Verbindungen handeln. Für bestimmte Anwendungen kann es vorteilhaft und demnach bevorzugt sein, einen transparenten thermoplastischen Kunststoff einzusetzen.

Besonders geeignete thermoplastische Kunststoffe sind Polycarbonate oder Copolycarbonate auf Basis von Diphenolen, Poly- oder Copolyacrylate und Poly- oder Copolymethacrylate wie beispielhaft und vorzugsweise Polymethylmethacrylat bzw. Poly(meth)acrylat (PMMA), Polyoder Copolymere mit Styrol wie beispielhaft und vorzugsweise Polystyrol oder Polystyrolacrylnitril (SAN), thermoplastische Polyurethane, sowie Polyolefine, wie beispielhaft und vorzugsweise Polypropylentypen oder Polyolefine auf der Basis von cyclischen Olefinen (z.B. TOPAS®, Hoechst), Poly- oder Copolykondensate der Terephthalsäure, wie beispielhaft und vorzugsweise Poly- oder Copolyethylenterephthalat (PET oder CoPET), glycol-modifiziertes PET (PETG), glycol-modifiziertes Poly- oder Copolycyclohexandimethylenterephthalat (PCTG) oder Poly- oder Copolybutylenterephthalat (PBT oder CoPBT) oder Mischungen aus den vorangehend genannten. Polyolefine, wie z.B. Polypropylen, ohne Zusatz anderer vorangehend genannter thermoplastischer Kunststoffe sind allerdings für das erfindungsgemäße Verfahren weniger bevorzugt.

Bevorzugte thermoplastische Kunststoffe sind Polycarbonate oder Copolycarbonate, Poly- oder Copolyacrylate, Poly- oder Copolymethacrylate oder Blends enthaltend wenigstens einen dieser thermoplastischen Kunststoffe. Besonders bevorzugt sind Polycarbonate oder Copoly- carbonate, insbesondere mit mittleren Molekulargewichten Mw von 500 bis 100 000, bevorzugt von 10 000 bis 80 000, besonders bevorzugt von 15 000 bis 40 000 oder deren Blends mit wenigstens einem Poly- oder Copolykondensat der Terephthalsäure mit mittleren Molekulargewichten Mw von 10.000 bis 200.000, bevorzugt von 26.000 bis 120.000 oder Poly- oder Copolyacrylate und Poly- oder Copolymethacrylate mit mittleren Molekulargewichten Mw im Bereich von 30 000 bis 300 000, besonders bevorzugt im Bereich von 80 000 bis 250 000.

Als Poly- oder Copolykondensate der Terephthalsäure eignen sich in bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung Polyalkylenterephthalate. Geeignete Polyalkylenterephthalate sind beispielsweise Reaktionsprodukte aus aromatischen Dicarbonsäuren oder ihren reaktionsfähigen Derivaten (z. B. Dimethylestern oder Anhydriden) und aliphatischen, cylcoaliphatischen oder araliphatischen Diolen und Mischungen dieser Reaktionsprodukte.

Bevorzugte Polyalkylenterephthalate lassen sich aus Terephthalsäure (oder ihren reaktionsfähigen Derivaten) und aliphatischen oder cycloaliphatischen Diolen mit 2 bis 10 C- Atomen nach bekannten Methoden herstellen (Kunststoff-Handbuch, Bd. VIII, S. 695 ff, Karl- Hanser-Verlag, München 1973).

Bevorzugte Polyalkylenterephthalate enthalten mindestens 80 Mol-%, vorzugsweise 90 Mol-% Terephthalsäurereste, bezogen auf die Dicarbonsäurekomponente, und mindestens 80 Mol-%, vorzugsweise mindestens 90 Mol-% Ethylenglykol- und/oder Butandiol-1 ,4- und/oder 1 ,4- Cyclohexandimethanol-Reste, bezogen auf die Diolkomponente.

Die bevorzugten Polyalkylenterephthalate können neben Terephthalsäureresten bis zu 20 Mol- % Reste anderer aromatischer Dicarbonsäuren mit 8 bis 14 C-Atomen oder aliphatischer Dicarbonsäuren mit 4 bis 12 C-Atomen enthalten, wie beispielsweise Reste von Phthalsäure, Isophthalsäure, Naphthalin-2,6-dicarbonsäure, 4,4'-Diphenyldicarbonsäure, Bernstein-, Adipin-, Sebacinsäure, Azelainsäure, Cyclohexandiessigsäure.

Die bevorzugten Polyalkylenterephthalate können neben Ethylen- bzw. Butandiol-1 ,4-glykol- Resten bis zu 80 Mol-% anderer aliphatischer Diole mit 3 bis 12 C-Atomen oder cycloaliphatischer Diole mit 6 bis 21 C-Atomen enthalten, z. B. Reste von Propandiol-1 ,3, 2- Ethylpropandiol-1 ,3, Neopentylglykol, Pentan-diol-1 ,5, Hexandiol-1 ,6, Cyclohexan-dimethanol- 1 ,4, 3-Methylpentandiol-2,4, 2-Methylpentandiol-2,4, 2,2,4-Trimethylpentandiol-1 ,3 und 2- Ethylhexandiol-1 ,6, 2,2-Diethylpropandiol-1 ,3, Hexandiol-2,5, 1 ,4-Di-([beta]-hydroxyethoxy)- benzol, 2,2-Bis-(4-hydroxycyclohexyl)-propan, 2,4-Dihydroxy-1 ,1 ,3,3-tetramethyl-cyclobutan, 2,2-Bis-(3-[beta]-hydroxyethoxyphenyl)-propan und 2,2-Bis-(4-hydroxypropoxyphenyl)-propan (vgl. DE-OS 24 07 674, 24 07776, 27 15 932).

Die Polyalkylenterephthalate können durch Einbau relativ kleiner Mengen 3- oder 4-wertiger Alkohole oder 3- oder 4-basischer Carbonsäuren, wie sie z. B. in der DE-OS 19 00270 und der US-PS 3 692 744 beschrieben sind, verzweigt werden. Beispiele bevorzugter Verzweigungsmittel sind Trimesinsäure, Trimellitsäure, Trimethylolethan und -propan und Pentaerythrit.

Vorzugsweise wird nicht mehr als 1 Mol-% des Verzweigungsmittels, bezogen auf die Säurekomponente, verwendet.

Besonders bevorzugt sind Polyalkylenterephthalate, die allein aus Terephthalsäure und deren reaktionsfähigen Derivaten (z. B. deren Dialkylestern) und Ethylenglykol und/oder Butandiol-1 ,4 und/oder 1 ,4-Cyclohexandimethanol-Reste hergestellt worden sind, und Mischungen dieser Polyalkylenterephthalate.

Bevorzugte Polyalkylenterephthalate sind auch Copolyester, die aus mindestens zwei der obengenannten Säurekomponenten und/oder aus mindestens zwei der obengenannten Alkoholkomponenten hergestellt sind, besonders bevorzugte Copolyester sind Poly- (ethylenglykol/butandiol-1 ,4)-terephthalate.

Die als Komponente vorzugsweise verwendeten Polyalkylenterephthalate besitzen bevorzugt eine intrinsische Viskosität von ca. 0,4 bis 1 ,5 dl/g, vorzugsweise 0,5 bis 1 ,3 dl/g, jeweils gemessen in Phenol/o-Dichlorbenzol (1 :1 Gew. -Teile) bei 25°C.

In besonders bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung handelt es sich bei dem Blend von wenigstens einem Polycarbonat oder Copolycarbonat mit wenigstens einem Poly- oder Copolykondensat der Terephthalsäure um einen Blend aus wenigstens einem Polycarbonat oder Copolycarbonat mit Poly- oder Copolybutylenterephthalat oder glycol-modifiziertem Polyoder Copolycyclohexandimethylenterephthalat. Bei einem solchen Blend aus Polycarbonat oder Copolycarbonat mit Poly- oder Copolybutylenterephthalat oder glycol-modifiziertem Poly- oder Copolycyclohexandimethylenterephthalat kann es sich bevorzugt um einen solchen mit 1 bis 90 Gew.-% Polycarbonat oder Copolycarbonat und 99 bis 10 Gew.-% Poly- oder Copolybuty- lenterephthalat oder glycol-modifiziertem Poly- oder Copolycyclohexandimethylenterephthalat, vorzugsweise mit 1 bis 90 Gew.-% Polycarbonat und 99 bis 10 Gew.-% Polybutylenterephthalat oder glycol-modifiziertem Polycyclohexandimethylenterephthalat handeln, wobei sich die Anteile zu 100 Gew.-% addieren. Besonders bevorzugt kann es sich bei einem solchen Blend aus Polycarbonat oder Copolycarbonat mit Poly- oder Copolybutylenterephthalat oder glycol- modifiziertes Poly- oder Copolycyclohexandimethylenterephthalat um einen solchen mit 20 bis 85 Gew.-% Polycarbonat oder Copolycarbonat und 80 bis 15 Gew.-% Poly- oder Copolybutylenterephthalat oder glycol-modifiziertem Poly- oder Copolycyclohexandimethylenterephthalat, vorzugsweise mit 20 bis 85 Gew.-% Polycarbonat und 80 bis 15 Gew.-% Polybutylenterephthalat oder glycol-modifiziertem Polycyclohexandimethylenterephthalat handeln, wobei sich die Anteile zu 100 Gew.-% addieren. Ganz besonders bevorzugt kann es sich bei einem solchen Blend aus Polycarbonat oder Copolycarbonat mit Poly- oder Copolybutylenterephthalat oder glycol-modifiziertem Poly- oder Copolycyclohexandimethylenterephthalat um einen solchen mit 35 bis 80 Gew.-% Polycarbonat oder Copolycarbonat und 65 bis 20 Gew.-% Polyoder Copolybutylenterephthalat oder glycol-modifiziertem Poly- oder Copolycyclohexandimethylenterephthalat, vorzugsweise mit 35 bis 80 Gew.-% Polycarbonat und 65 bis 20 Gew.-% Polybutylenterephthalat oder glycol-modifiziertem Polycyclohexandimethylenterephthalat handeln, wobei sich die Anteile zu 100 Gew.-% addieren. In ganz besonders bevorzugten Ausführungsformen kann es sich um Blends aus Polycarbonat und glycol-modifiziertem Polycyclohexandimethylenterephthalat in den vorangehend genannten Zusammensetzungen handeln.

Als Polycarbonate oder Copolycarbonate eignen sich in bevorzugten Ausführungsformen besonders aromatische Polycarbonate oder Copolycarbonate.

Die Polycarbonate oder Copolycarbonate können in bekannter Weise linear oder verzweigt sein.

Die Herstellung dieser Polycarbonate kann in bekannter Weise aus Diphenolen, Kohlensäurederivaten, gegebenenfalls Kettenabbrechern und gegebenenfalls Verzweigern erfolgen. Einzelheiten der Herstellung von Polycarbonaten sind in vielen Patentschriften seit etwa 40 Jahren niedergelegt. Beispielhaft sei hier nur auf Schnell, "Chemistry and Physics of Polycarbonates", Polymer Reviews, Volume 9, Interscience Publishers, New York, London, Sydney 1964, auf D. Freitag, U. Grigo, P. R. Müller, H. Nouvertne', BAYER AG, "Polycarbonates" in Encyclopedia of Polymer Science and Engineering, Volume 11 , Second Edition, 1988, Seiten 648-718 und schließlich auf Dres. U. Grigo, K. Kirchner und P. R. Müller "Polycarbonate" in Becker/Braun, Kunststoff-Handbuch, Band 3/1 , Polycarbonate, Polyacetale, Polyester, Celluloseester, Carl Hanser Verlag München, Wien 1992, Seiten 1 17-299 verwiesen.

Geeignete Diphenole können beispielsweise Dihydroxyarylverbindungen der allgemeinen Formel (I) sein,

HO-Z-OH (I) worin Z ein aromatischer Rest mit 6 bis 34 C-Atomen ist, der einen oder mehrere gegebenenfalls substituierte aromatische Kerne und aliphatische oder cycloaliphatische Reste bzw. Alkylaryle oder Heteroatome als Brückenglieder enthalten kann.

Beispiele für geeignete Dihydroxyarylverbindungen sind: Dihydroxybenzole, Dihydroxydiphenyle, Bis-(hydroxyphenyl)-alkane, Bis-(hydroxyphenyl)-cycloalkane, Bis- (hydroxyphenyl)-aryle, Bis-(hydroxyphenyl)-ether, Bis-(hydroxyphenyl)-ketone, Bis- (hydroxyphenyl)-sulfide, Bis-(hydroxyphenyl)-sulfone, Bis-(hydroxyphenyl)-sulfoxide, 1 , 1 '-Bis- (hydroxyphenyl)-diisopropylbenzole, sowie deren kemalkylierte und kernhalogenierte Verbindungen.

Diese und weitere geeignete andere Dihydroxyarylverbindungen sind z.B. in DE-A 3 832 396, FR-A 1 561 518, in H. Schnell, Chemistry and Physics of Polycarbonates, Interscience Publishers, New York 1964, S. 28 ff.; S.102 ff. und in D.G. Legrand, J.T. Bendler, Handbook of Polycarbonate Science and Technology, Marcel Dekker New York 2000, S. 72 ff. beschrieben.

Bevorzugte Dihydroxyarylverbindungen sind beispielsweise Resorcin, 4,4'-Dihydroxydiphenyl, Bis-(4-hydroxyphenyl)-methan, Bis-(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)-methan, Bis-(4- hydroxyphenyl)-diphenyl-methan, 1 ,1 -Bis-(4-hydroxyphenyl)-1 -phenyl-ethan, 1 ,1 -Bis-(4- hydroxyphenyl)-1 -(1 -naphthyl)-ethan, 1 ,1 -Bis-(4-hydroxyphenyl)-1 -(2-naphthyl)-ethan, 2,2-Bis- (4-hydroxyphenyl)-propan, 2,2-Bis-(3-methyl-4-hydroxyphenyl)-propan, 2,2-Bis-(3,5-dimethyl-4- hydroxyphenyl)-propan, 2,2-Bis-(4-hydroxyphenyl)-1 -phenyl-propan, 2,2-Bis-(4-hydroxyphenyl)- hexafluor-propan, 2,4-Bis-(4-hydroxyphenyl)-2-methyl-butan, 2,4-Bis-(3,5-dimethyl-4- hydroxyphenyl)-2-methylbutan, 1 ,1 -Bis-(4-hydroxyphenyl)-cyclohexan, 1 ,1 -Bis-(3,5-dimethyl-4- hydroxyphenyl)-cylohexan, 1 ,1 -Bis-(4-hydroxyphenyl)-4-methyl-cylohexan, 1 ,3-Bis-[2-(4- hydroxyphenyl)-2-propyl]-benzol, 1 ,T- Bis-(4-hydroxyphenyl)-3-diisopropyl-benzol, 1 ,1 '-Bis-(4- hydroxyphenyl)-4-diisopropyl-benzol, 1 ,3-Bis-[2-(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)-2-propyl]- benzol, Bis-(4-hydroxyphenyl)-ether, Bis-(4-hydroxyphenyl)-sulfid, Bis-(4-hydroxyphenyl)-sulfon, Bis-(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)-sulfon und 2,2',3,3'-Tetrahydro-3,3,3',3'-tetramethyl-1 ,1 '- spirobi-[1 H-inden]-5,5'-diol oder Dihydroxydiphenylcycloalkane der Formel (la) worin

R ¹ und R ² unabhängig voneinander Wasserstoff, Halogen, bevorzugt Chlor oder Brom, Ci-Cs- Alkyl, Cs-Ce-Cycloalkyl, Ce-C -Aryl, bevorzugt Phenyl, und C?-Ci2-Aralkyl, bevorzugt Phenyl-Ci- C4-Alkyl, insbesondere Benzyl, m eine ganze Zahl von 4 bis 7, bevorzugt 4 oder 5, R ³ und R ⁴ für jedes X individuell wählbar, unabhängig voneinander Wasserstoff oder Ci-Ce-Alkyl und X Kohlenstoff bedeuten, mit der Massgabe, dass an mindestens einem Atom X, R ³ und R ⁴ gleichzeitig Alkyl bedeuten. Bevorzugt sind in der Formel (la) an einem oder zwei Atom(en) X, insbesondere nur an einem Atom X R ³ und R ⁴ gleichzeitig Alkyl.

Bevorzugter Alkylrest für die Reste R ³ und R ⁴ in Formel (la) ist Methyl. Die X-Atome in alpha - Stellung zu dem Diphenylsubstituierten C-Atom (C-1 ) sind bevorzugt nicht dialkylsubstituiert, dagegen ist die Alkyldisubstitution in beta-Stellung zu C-1 bevorzugt.

Besonders bevorzugte Dihydroxydiphenylcycloalkane der Formenl (la) sind solche mit 5 und 6 Ring-C-Atomen X im cycloaliphatischen Rest (m = 4 oder 5 in Formel (la)), beispielsweise die Diphenole der Formeln (Ib) bis (Id),

(la-1 )

(la-3)

Ein ganz besonders bevorzugtes Dihydroxydiphenylcycloalkane der Formenl (la) ist 1 , 1 -Bis-(4- hydroxyphenyl)-3,3,5-trimethyl-cyclohexan (Formel (la-1 ) mit R ¹ und R ² gleich H).

Solche Polycarbonate können gemäß der EP-A 359 953 aus Dihydroxydiphenylcycloalkanen der Formel (la) hergestellt werden.

Besonders bevorzugte Dihydroxyarylverbindungen sind Resorcin, 4,4'-Dihydroxydiphenyl, Bis- (4-hydroxyphenyl)-diphenyl-methan, 1 ,1 -Bis-(4-hydroxyphenyl)-1 -phenyl-ethan, Bis-(4- hydroxyphenyl)-1 -(1 -naphthyl)-ethan, Bis-(4-hydroxyphenyl)-1 -(2-naphthyl)-ethan, 2,2-Bis-(4- hydroxyphenyl)-propan, 2,2-Bis(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)-propan, 1 , 1 -Bis-(4- hydroxyphenyl)-cyclohexan, 1 ,1 -Bis-(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)-cyclohexan, 1 ,1 -Bis-(4- hydroxyphenyl)-3,3,5-trimethyl-cyclohexan, 1 ,1 '-Bis-(4-hydroxyphenyl)-3-diisopropyl-benzol und 1 ,1 '- Bis-(4-hydroxyphenyl)-4-diisopropyl-benzol. Ganz besonders bevorzugte Dihydroxyarylverbindungen sind 4,4'-Dihydroxydiphenyl, 2,2-Bis- (4-hydroxyphenyl)-propan und 1 ,1 -Bis-(4-hydroxyphenyl)-3,3,5-trimethyl-cyclohexan.

Es können sowohl eine Dihydroxyarylverbindung unter Bildung von Homopolycarbonaten als auch verschiedene Dihydroxyarylverbindungen unter Bildung von Copolycarbonaten verwendet werden. Es können sowohl eine Dihydroxyarylverbindung der Formel (I) oder (la) unter Bildung von Homopolycarbonaten als auch mehrere eine Dihydroxyarylverbindungen der Formel (I) und/oder (la) unter Bildung von Copolycarbonaten verwendet werden. Dabei können die verschiedenen Dihydroxyarylverbindungen sowohl statistisch als auch blockweise miteinander verknüpft sein. Im Falle von Copolycarbonaten aus Dihydroxyarylverbindungen der Formel (I) und (la), beträgt das molare Verhältnis von Dihydroxyarylverbindungen der Formel (la) zu den gegebenenfalls mitzuverwendenden anderen Dihydroxyarylverbindungen der Formel (I) vorzugsweise zwischen 99 Mol-% (la) zu 1 Mol-% (I) und 2 Mol-% (la) zu 98 Mol-% (I), vorzugsweise zwischen 99 Mol-% (la) zu 1 Mol-% (I) und 10 Mol-% (la) zu 90 Mol-% (I) und insbesondere zwischen 99 Mol-% (la) zu 1 Mol-% (I) und 30 Mol-% (la) zu 70 Mol-% (I).

Ein ganz besonders bevorzugtes Copolycarbonat kann unter Verwendung von 1 , 1 -Bis-(4- hydroxyphenyl)-3,3,5-trimethyl-cyclohexan und 2,2-Bis-(4-hydroxyphenyl)-propan Dihydroxyarylverbindungen der Formel (la) und (I) hergestellt werden.

Poly- oder Copolycarbonate hergestellt unter Verwendung von Dihydroxyarylverbindung der Formel (la) weisen üblicherweise eine höhere Glastemperatur T _g und eine höhere Vicat- Erweichungstemperatur B/50 als Polypolycarbonat auf Basis von 2,2-Bis-(4-hydroxyphenyl)- propan als Dihydroxyarylverbindung auf.

Geeignete Kohlensäurederivate können beispielsweise Diarylcarbonate der allgemeinen Formel (II) sein, worinR, R' und R" unabhängig voneinander gleich oder verschieden für Wasserstoff, lineares oder verzweigtes Ci-C34-Alkyl, C?-C34-Alkylaryl oder Ce-C34-Aryl stehen, R weiterhin auch - COO-R'" bedeuten kann, wobei R'" für Wasserstoff, lineares oder verzweigtes Ci-C34-Alkyl, C7- C34-Alkylaryl oder Ce-C34-Aryl steht. Bevorzugte Diarylcarbonate sind beispielsweise Diphenylcarbonat, Methylphenyl-phenyl- carbonate und Di-(methylphenyl)-carbonate, 4-Ethylphenyl-phenyl-carbonat, Di-(4-ethylphenyl)- carbonat, 4-n-Propylphenyl-phenyl-carbonat, Di-(4-n-propylphenyl)-carbonat, 4-iso- Propylphenyl-phenyl-carbonat, Di-(4-iso-propylphenyl)-carbonat, 4-n-Butylphenyl-phenyl- carbonat, Di-(4-n-butylphenyl)-carbonat, 4-iso-Butylphenyl-phenyl-carbonat, Di-(4-iso- butylphenyl)-carbonat, 4-tert-Butylphenyl-phenyl-carbonat, Di-(4-tert-butylphenyl)-carbonat, 4-n- Pentylphenyl-phenyl-carbonat, Di-(4-n-pentylphenyl)-carbonat, 4-n-Hexylphenyl-phenyl- carbonat, Di-(4-n-hexylphenyl)-carbonat, 4-iso-Octylphenyl-phenyl-carbonat, Di-(4-iso- octylphenyl)-carbonat, 4-n-Nonylphenyl-phenyl-carbonat, Di-(4-n-nonylphenyl)-carbonat, 4- Cyclohexylphenyl-phenyl-carbonat, Di-(4-cyclohexylphenyl)-carbonat, 4-(1 -Methyl-1 - phenylethyl)-phenyl-phenyl-carbonat, Di-[4-(1 -methyl-1 -phenylethyl)-phenyl]-carbonat, Biphenyl- 4-yl-phenyl-carbonat, Di-(biphenyl-4-yl)-carbonat, 4-(1 -Naphthyl)-phenyl-phenyl-carbonat, 4-(2- Naphthyl)-phenyl-phenyl-carbonat, Di-[4-(1 -naphthyl)-phenyl]-carbonat, Di-[4-(2- naphthyl)phenyl]-carbonat, 4-Phenoxyphenyl-phenyl-carbonat, Di-(4-phenoxyphenyl)-carbonat, 3-Pentadecylphenyl-phenyl-carbonat, Di-(3-pentadecylphenyl)-carbonat, 4-T r ity I phenyl-ph e n y I - carbonat, Di-(4-tritylphenyl)-carbonat, Methylsalicylat-phenyl-carbonat, Di-(methylsalicylat)- carbonat, Ethylsalicylat-phenyl-carbonat, Di-(ethylsalicylat)-carbonat, n-Propylsalicylat-phenyl- carbonat, Di-(n-propylsalicylat)-carbonat, iso-Propylsalicylat-phenyl-carbonat, Di-(iso- propylsalicylat)-carbonat, n-Butylsalicylat-phenyl-carbonat, Di-(n-butylsalicylat)-carbonat, iso- Butylsalicylat-phenyl-carbonat, Di-(iso-butylsalicylat)-carbonat, tert-Butylsalicylat-phenyl- carbonat, Di-(tert-butylsalicylat)-carbonat, Di-(phenylsalicylat)-carbonat und Di-(benzylsalicylat)- carbonat.

Besonders bevorzugte Diarylverbindungen sind Diphenylcarbonat, 4-tert-Butylphenyl-phenyl- carbonat, Di-(4-tert-butylphenyl)-carbonat, Biphenyl-4-yl-phenyl-carbonat, Di-(biphenyl-4-yl)- carbonat, 4-(1 -Methyl-1 -phenylethyl)-phenyl-phenyl-carbonat, Di-[4-( 1 -methyl-1 -phenylethyl)- phenyl]-carbonat und Di-(methylsalicylat)-carbonat.

Ganz besonders bevorzugt ist Diphenylcarbonat.

Es können sowohl ein Diarylcarbonat als auch verschiedene Diarylcarbonate verwendet werden.

Zur Steuerung bzw. Veränderung der Endgruppen können zusätzlich beispielsweise eine oder mehrere Monohydroxyarylverbindung(en) als Kettenabbrecher eingesetzt werden, die nicht zur Herstellung des oder der verwendeten Diarylcarbonat(e) verwendet wurde(n). Dabei kann es sich um solche der allgemeinen Formel (III) handeln, wobei R ^A für lineares oder verzweigtes Ci-C34-Alkyl, C?-C34-Alkylaryl, Ce-C34-Aryl oder für -COO- R ^D steht, wobei R ^D für Wasserstoff, lineares oder verzweigtes Ci-C34-Alkyl, C?-C34-Alkylaryl oder Ce-C34-Aryl steht, und R ^B , R ^c unabhängig voneinander gleich oder verschieden für Wasserstoff, lineares oder verzweigtes Ci-C34-Alkyl, C7-C34- Alkylaryl oder Ce-C34-Aryl stehen.

Solche Monohydroxyarylverbindungen sind beispielsweise 1 -, 2- oder 3-Methylphenol, 2,4- Dimethylphenol 4-Ethylphenol, 4-n-Propylphenol, 4-iso-Propylphenol, 4-n-Butylphenol, 4- isoButylphenol, 4-tert-Butylphenol, 4-n-Pentylphenol, 4-n-Hexylphenol, 4-iso-Octylphenol, 4-n- Nonylphenol, 3-Pentadecylphenol, 4-Cyclohexylphenol, 4-(1 -Methyl-1 -phenylethyl)-phenol, 4- Phenylphenol, 4-Phenoxyphenol, 4-(1 -Naphthyl)-phenol, 4-(2-Naphthyl)-phenol, 4-Tritylphenol, Methylsalicylat, Ethylsalicylat, n-Propylsalicylat, iso-Propylsalicylat, n-Butylsalicylat, iso- Butylsalicylat, tert-Butylsalicylat, Phenylsalicylat und Benzylsalicylat.

Bevorzugt sind 4-tert-Butylphenol, 4-iso-Octylphenol und 3-Pentadecylphenol.

Geeignete Verzweiger können Verbindungen mit drei und mehr funktionellen Gruppen, vorzugsweise solche mit drei oder mehr Hydroxylgruppen.

Geeignete Verbindungen mit drei oder mehr phenolischen Hydroxylgruppen sind beispielsweise Phloroglucin, 4,6-Dimethyl-2,4,6-tri-(4-hydroxyphenyl)-hepten-2, 4,6-Dimethyl-2,4,6-tri-(4- hydroxyphenyl)-heptan, 1 ,3,5-Tri-(4-hydroxyphenyl)-benzol, 1 ,1 ,1 -Tri-(4-hydroxyphenyl)-ethan, Tri-(4-hydroxyphenyl)-phenylmethan, 2,2-Bis-(4,4-bis-(4-hydroxyphenyl)-cyclohexyl]-propan,

2.4-Bis-(4-hydroxyphenyl-isopropyl)-phenol und Tetra-(4-hydroxyphenyl)-methan.

Sonstige geeignete Verbindungen mit drei und mehr funktionellen Gruppen sind beispielsweise

2.4-Dihydroxybenzoesäure, Trimesinsäure(trichlorid), Cyanursäuretrichlorid und 3,3-Bis-(3- methyl-4-hydroxyphenyl)-2-oxo-2,3-dihydroindol.

Bevorzugte Verzweiger sind 3,3-Bis-(3-methyl-4-hydroxyphenyl)-2-oxo-2,3-dihydroindol und 1 ,1 ,1 -Tri-(4-hydroxyphenyl)-ethan. Als Polymethyl(meth)acrylat können sowohl Polymethyl(meth)acrylat (PMMA) als auch schlagzäh modifiziertes PMMA (sz-PMMA), Blends aus PMMA oder aus sz-PMMA eingesetzt werden. Sie sind unter der Marke Plexiglas bei der Röhm GmbH erhältlich. Unter Polymethyl(meth)acrylat werden sowohl Polymere der Methacrylsäure und ihrer Derivate, beispielsweise ihrer Ester, als auch Polymere der Acrylsäure und ihrer Derivate als auch Mischungen aus beiden vorstehenden Komponenten verstanden.

Bevorzugt sind Polymethyl(meth)acrylat-Kunststoffe mit einem Methylmethacrylat- Monomeranteil von mindestens 80 Gew.-%, bevorzugt mindestens 90 Gew.-% und gegebenenfalls 0 Gew.-% bis 20 Gew.-%, bevorzugt 0 Gew.-% bis 10 Gew.-% weiterer vinylisch copolymerisierbarer Monomere wie z. B. C1 - bis C8-Alkylestern der Acrylsäure oder der Methacrylsäure, z. B. Methylacrylat, Ethylacrylat, Butylacrylat, Butylmethacrylat, Hexylmethacrylat, Cyclohexylmethacrylat, ferner Styrol und Styrolderivate, wie beispielsweise [alpha]-Methylstyrol oder p-Methylstyrol. Weitere Monomere können sein Acrylsäure, Methacrylsäure, Maleinsäureanhydrid, Hydroxyester der Acrylsäure oder Hydroxyester der Methacrylsäure.

Die thermoplastischen Kunststoffe können zudem Füllstoffe, gegebenenfalls vorzugsweise in einer Menge von bis zu 30 Gew.-% enthalten. Solche Füllstoffe sind dem Fachmann bekannt. Beispielsweise können anorganische Füllstoffe wie z.B. anorganische Pigmente eingesetzt werden.

Zu den geeigneten anorganischen Pigmenten zählen beispielsweise Oxide, wie Siliciumdioxid, Titandioxid, Zirkoniumdioxid, Eisenoxid, Zinkoxid und Chrom(lll)- oxid, Sulfide, wie Zinksulfid und Cadmiumsulfid, und Verbindungen, wie Bariumsulfat, Cadmiumselenid, Ultramarin und Nickelchromtitanat. Ebenfalls geeignet als Pigmente im vorliegenden Zusammenhang sind Carbonate, wie Calciumcarbonat und Bariumcarbonat, und Russ. Ein ganz besonders bevorzugtes Farbpigment ist Bariumsulfat. Diese Pigmente werden in die Zusammensetzung der Erfindung in einer Menge von 0,1 bis 30 Gew.-%, bevorzugt 2 bis 15 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Zusammensetzung, eingearbeitet.

Die thermoplastischen Kunststoffe können zudem Streupigmente als Füllstoffe enthalten, die dem Fachmann gut bekannt sind und beispielsweise in WO-A 2007/045380 beschrieben sind.

Diese Füllstoffe können vorzugsweise in mittleren Teilchengrößen von 0,01 pm bis 50 pm eingesetzt werden. Die thermoplastischen Kunststoffe können zudem Additive in gelöster oder dispergierter Form enthalten, die der Verarbeitbarkeit, Stabilisierung oder Funktionalisierung dienen.

Beispielsweise können Trennhilfsmittel und thermische Stabilisatoren eingesetzt werden, um die Verarbeitung im Spritzguss, Extrusionsprozess und / oder Umformprozess zu verbessern. Zur Langzeitstabilisierung können die Kunststoffe auch UV-Absorber und auch Lichtstabilisatoren (HALS, hindered amine light stabiliser) enthalten. Ebenso lassen sich Farbstoffe und Pigmente verwenden, um spezielle Absorptions- und/oder Reflexionseigenschaften zu erzeugen. Darüber hinaus können auch funktionelle Komponenten hinzugeben werden, wie beispielsweise photochrome Farbstoffe, die eine Farbänderung bei UV-Bestrahlung bewirken, oder dichroitische Farbstoffe, mit deren Hilfe sich polarisierende Eigenschaften realisieren lassen.

Bei den erfindungsgemäß zu verformenden Folienstücken aus wenigstens einem thermoplastischen Kunststoff kann es sich auch um eine mehrschichtige Coextrusionsfolie aus wenigstens zwei unterschiedlichen thermoplastischen Kunststoffen handeln.

Die Kunststofffolien werden üblicherweise über Extrusion oder Coextrusion hergestellt.

Die Kunststofffolien können wenigstens teilweise einseitig oder beidseitig bedruckt, metallisiert und/oder sonst wie beschichtet sein.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in den angegebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung einsetzbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, die ebenfalls erfindungswesentliche Merkmale offenbaren, noch näher erläutert. Diese Ausführungsbeispiele dienen lediglich der Veranschaulichung und sind nicht als einschränkend auszulegen. Beispielsweise ist eine Beschreibung eines Ausführungsbeispiels mit einer Vielzahl von Elementen oder Komponenten nicht dahingehend auszulegen, dass alle diese Elemente oder Komponenten zur Implementierung notwendig sind. Vielmehr können andere Ausführungsbeispiele auch alternative Elemente und Komponenten, weniger Elemente oder Komponenten oder zusätzliche Elemente oder Komponenten enthalten. Elemente oder Komponenten verschiedener Ausführungsbeispiele können miteinander kombiniert werden, sofern nichts anderes angegeben ist. Modifikationen und Abwandlungen, welche für eines der Ausführungsbeispiele beschrieben werden, können auch auf andere Ausführungsbeispiele anwendbar sein. Zur Vermeidung von Wiederholungen werden gleiche oder einander entsprechende Elemente in verschiedenen Figuren mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet und nicht mehrmals erläutert. Von den Figuren zeigen:

Fig. 1 eine Schnittansicht eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Fixiereinheit 1 ;

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Fixiereinheit von Fig. 1 ;

Fig. 3 eine Ansicht der Unterseite 13 des Spannrahmens 10 von Fig. 1 ;

Fig. 4 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung 20 zur

Hochdruckverformung;

Fig. 5 eine vergrößerte Schnittdarstellung der auf einem Schlitten 22 der Hochdruckverformungsvorrichtung 2 positionierten Fixiereinheit 1 ;

Fig. 6 eine schematische Darstellung der Erwärmungseinrichtung 25 der Hochdruckverformungsvorrichtung 20;

Fig. 7 bis 9 schematische Darstellungen der Hochdruckeinrichtung 26 der Hochdruckverformungsvorrichtung 20 zur Erläuterung der durchgeführten isostatischen Hochdruckverformung der Kunststofffolie 5;

Fig. 10 eine Schnittansicht des hergestellten Kunststoff-Formteils 50;

Fig. 11 eine Schnittansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Fixiereinheit 1 ;

Fig. 12 eine Schnittansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Fixiereinheit 1 ;

Fig. 13 eine Draufsicht auf die Fixiereinheit von Fig. 12, und

Fig. 14 und 15 schematische Darstellungen der Hochdruckeinrichtung 26 der Hochdruckverformungsvorrichtung 20 zur Erläuterung der durchgeführten isostatischen Hochdruckverformung der Kunststofffolie 5 gemäß eines weiteren Ausführungsbeispiels. Bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel umfasst die erfindungsgemäße Fixiereinheit 1 zur Fixierung einer Kunststofffolie 5 für eine Vorrichtung zur Hochdruckverformung einen Grundrahmen 2 mit einer ersten Durchgangsöffnung 3 und einer Oberseite 4.

Auf der Oberseite 4 des Grundrahmens 2 (nachfolgend auch Grundplatte 2 genannt) ist die Kunststofffolie 5 so platziert, dass sie die gesamte erste Durchgangsöffnung 3 überdeckt und auf einer die erste Durchgangsöffnung 3 begrenzenden Randzone 6 der Oberseite 4 aufliegt. Die erste Durchgangsöffnung 3 ist kreisförmig ausgebildet, wie z.B. der Draufsicht in Fig. 2 entnommen werden kann. Natürlich sind auch andere Begrenzungskonturen der ersten Durchgangsöffnung 3 möglich, wie z.B. quadratisch, rechteckig, oval oder polygonförmig.

Der Grundrahmen 2 weist acht in einem Rechteck (hier in einem Quadrat) in der Randzone 6 angeordnete Stifte 7 auf, die von der Oberseite 4 nach oben vorstehen, wobei natürlich andere Anordnungen und/oder eine andere Anzahl der Stifte 7 sowie andere Geometrien als Stifte auch möglich sind.

Die Kunststofffolie 5 ist in dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel quadratisch so ausgebildet, dass sie genau in den von den Stiften 7 begrenzten Bereich auf die Oberseite 4 des Grundrahmens 2 gelegt werden kann. Über zusätzlichen Stifte (oder andere Geometrien und/oder Aussparung kann auch eine eindeutige Positionierung erreicht werden. Dies kann z.B. bei vorbedruckten Kunststofffolien 5 vorteilhaft sein.

Auf der Kunststofffolie 5 ist ein Spannrahmen 10 positioniert (Figuren 1 und 2), der eine zweite kreisförmige Durchgangsöffnung 1 1 mit kleinerem Durchmesser als die erste Durchgangsöffnung 3 des Grundrahmens 2 aufweist. Natürlich sind auch andere Begrenzungskonturen der zweiten Durchgangsöffnung 1 1 möglich, wie z.B. quadratisch, rechteckig, oval oder polygonförmig. Der Spannrahmen 10 ist ebenfalls quadratisch so ausgebildet, dass er genau in den von den Stiften 7 begrenzten Bereich auf der Kunststofffolie 5 positioniert werden kann. Der Spannrahmen 10 liegt dann mit seiner Unterseite 13 auf der Kunststofffolie 5 auf und drückt diese dadurch flächig auf die Randzone 6 der Oberseite 4 des Grundrahmens 2. Die Randzone 6 ist somit der Bereich der Oberseite 4, der sich vom Rand der ersten Durchgangsöffnung 3 bis zum von den Stiften 7 begrenzten Bereich auf die Oberseite 4 erstreckt.

Die Stifte 7 dienen somit einerseits zur Festlegung der Position der Kunststofffolie 5 auf dem Grundrahmen 2 sowie zur Festlegung der Position des Spannrahmens 10 auf der Kunststofffolie 5. Andererseits dienen die Stifte 7 als Anschlag und sorgen dafür, dass die Positionen von Kunststofffolie 5 und Spannrahmen 10 relativ zum Grundrahmen 2 und insbesondere relativ zur ersten Durchgangsöffnung 3 des Grundrahmens 2 sicher beibehalten werden, selbst wenn die Fixiereinheit 1 in der Vorrichtung zur Hochdruckverformung bewegt wird, wie nachfolgend beschrieben wird.

Die quadratische Ausbildung der Kunststofffolie 5 sowie des Spannrahmens 10 ist nur beispielhaft. Natürlich können auch anderen Umrisskonturen verwirklicht sein. Wesentlich ist der flächige und bevorzugt umlaufende Kontakt der Kunststofffolie 5 mit der Oberseite 4 des Grundrahmens 2 aufgrund des auf der Kunststofffolie 5 liegenden Spannrahmes 10.

Wie in der Schnittdarstellung von Fig. 1 ersichtlich ist, sind der Grundrahmen 2 und der Spannrahmen 10 so ausgebildet, dass bei Fixierung der Kunststofffolie 5 die beiden Durchgangsöffnungen 3, 1 1 koaxial zueinander ausgerichtet sind.

Wie insbesondere Fig. 3 zu entnehmen ist, weist die Unterseite 13 des Spannrahmens 10 eine ringförmige Nut 14 mit einem größeren Innendurchmesser als der Durchmesser der ersten Durchgangsöffnung 3 auf. In der Nut 14 sitzt eine ringförmige Dichtung 15, die über die Unterseite 13 vorsteht. Die Dichtung 15 kann aus einem wärmebeständigen Elastomer, wie z.B. FKM (Fluorkautschuk), hergestellt sein. Wie in Fig. 1 gezeigt ist, liegt die Dichtung 15 somit auf der Oberseite der Kunststofffolie 5 in einem Bereich innerhalb der ersten Durchgangsöffnung 3 auf.

Bei der hier beschriebenen Ausführungsform ist sowohl die Unterseite 13 als auch eine Oberseite 16 des Spannrahmens 10 plan ausgeführt. Die Fixierung der Kunststofffolie 5 erfolgt somit durch die Gewichtskraft des Spannrahmens 10, mit dem dieser die Kunststofffolie 5 gegen die Oberseite 4 des Grundrahmens 2 drückt. Der Spannrahmen 10 kann eine Plattendicke von 2 mm - 50 mm, bevorzugt von 5 mm - 10 mm aufweisen. Die Plattendicke des Spannrahmens 10 kann insbesondere so gewählt werden, dass die Gewichtskraft des Spannrahmens 10 ausreicht, um die gewünschte Fixierung der Kunststofffolie 5 zu gewährleisten.

Die Fixiereinheit 1 ist für eine Vorrichtung 20 zur Hochdruckverformung ausgebildet, wie sie schematisch in Fig. 4 dargestellt ist. Die Hochdruckverformungsvorrichtung 20 umfasst eine Fördereinrichtung 21 mit einem Schlitten 22 zur Aufnahme der Fixiereinheit 1 , einem Förderband oder einer Förderkette 23 sowie einem Antrieb 24, eine Erwärmungseinrichtung 25, eine Hochdruckeinrichtung 26 und eine Steuereinheit S zur Steuerung der Hochdruckverformungsvorrichtung 20. Die Steuereinheit S kann z.B. einen Prozessor P und einen Speicher M aufweisen. Bei der Darstellung in Fig. 4 sowie der vergrößerten Teildarstellung in Fig. 5 steht der Schlitten 22 in der Belade-/Entladestellung, wobei die komplette Fixiereinheit 1 bereits auf den Schlitten 22 bzw. in eine Vertiefung 27 des Schlittens 22 gesetzt ist. Im Bereich der Vertiefung 27 weist der Schlitten eine dritte Durchgangsöffnung 28 auf, die größer ist als die erste und zweite Durchgangsöffnung 3, 11 und die erste und zweite Durchgangsöffnung 3, 11 vollständig überdeckt, wie z.B. in der vergrößerten Darstellung in Fig. 5 gut zu erkennen ist.

Eine so auf dem Schlitten 22 befestigte Fixiereinheit 1 kann mittels der Fördereinrichtung 21 in die Erwärmungseinrichtung 25 transportiert werden, in der, wie in Fig. 4 und 6 schematisch dargestellt ist, zwei ansteuerbare flächige Wärmequellen 29i und 292 angeordnet sind. Die beiden Wärmequellen 29i und 292 sind bevorzugt so angeordnet und/oder ausgebildet, dass sie gleiche Heizleistung bereitstellen. Dies kann z.B. für den Fall, dass die flächigen Wärmequellen 29i und 292 schon die gleiche Heizleistung bereitstellen, dadurch erreicht werden, dass sie in einer Richtung von einer Wärmequelle 29i zur anderen Wärmequelle 292 den gleichen Abstand zur Kunststofffolie 5 aufweisen. Es können in der Praxis jedoch beispielsweise durch Konvektion Unterschiede entstehen, die dann durch Steuern der Leistung der beiden flächigen Wärmequellen 29i und 292 ausgeglichen werden.

Mit den Wärmequellen 29i und 292 wird die in der Fixiereinheit 1 fixierte Kunststofffolie 5 über ihren Erweichungspunkt erwärmt. Aufgrund des Spannrahmens 10 wird die Kunststofffolie 5 im Bereich der Randzone 6 nicht mit der gleichen Intensität erwärmt, wie im Bereich der Durchgangsöffnung 11 , so dass die Folientemperatur in der Randzone in der Regel unterhalb des Erweichungspunktes bleibt. Dies führt zu einer umlaufend stabilisierten Kunststofffolie 5.

Die so erwärmte Kunststofffolie 5 wird dann mittels der Fördereinrichtung 21 in die Hochdruckeinrichtung 26 transportiert, in der ein isostatisches Hochdruckverformen durch Beaufschlagen mit einem fluiden Druckmittel durchgeführt wird.

Dazu umfasst die Hochdruckeinrichtung 26 eine Druckkammer 30, die, wie nachfolgend beschrieben wird, geschlossen und geöffnet werden kann. Die Druckkammer 30 weist eine erste und eine zweite Teilkammer 31 und 32 auf.

Die erste Teilkammer 31 bildet eine Druckglocke und ist typischerweise oben angeordnet, so dass die offene Kavität 33 der Druckglocke 31 nach unten zeigt. Ferner umfasst die erste Teilkammer 31 eine nach unten weisende, ringförmige Kontaktfläche 34, dessen Innenkontur hier kreisförmig ist und bevorzugt den gleichen Durchmesser wie die zweite Durchgangsöffnung 11 des Spannrahmens 10 aufweist. Es ist jedoch auch möglich, dass der Durchmesser der Innenkontur der ringförmigen Kontaktfläche 34 etwas kleiner oder etwas größer als der Durchmesser der zweiten Durchgangsöffnung 11 des Spannrahmens 10 ist. Die Innenkontur der ringförmigen Kontaktfläche kann alternativ einen Durchmesser aufweisen, der größer ist als der Durchmesser der zweiten Durchgangsöffnung 11 . An der Kontaktfläche 34 ist eine ringförmige Dichtung 35 (z.B. in einer nicht gezeigten Ringnut) angeordnet, die von der Kontaktfläche 34 vorsteht. Die ringförmige Dichtung 35 kann z.B. kreisringförmig, oval, polygonförmig sein oder kann die Form einer sonstigen in sich geschlossenen Bahnkurve aufweisen.

Die erste Teilkammer 31 enthält einen Kanal 36, der in die Kavität 33 mündet und über den ein fluides Druckmittel zugeführt und wieder entfernt werden kann, wie durch die Pfeile P1 und P2 angedeutet ist. Dazu ist ein schematisch dargestelltes Ventil 37 angeordnet, dass die Zuführung und Abführung des fluiden Druckmittels durchführt.

Die zweite Teilkammer 32 umfasst eine Bodenplatte 38, die das Werkzeug 39 (bzw. die Form 39) mit der gewünschten Kontur 40 für die Kunststofffolie 5 trägt. Ferner umfasst die zweite Teilkammer 32 eine auf der Bodenplatte 38 gefedert gelagerte Kammerwandung 41 , die das Werkzeug 39 seitlich umschließt. Für die federnde Lagerung sind die schematisch dargestellten Federn 42 vorgesehen.

Die Kammerwandung 41 weist ein nach oben weisendes Ende 43 auf, das gestuft ausgebildet ist, wobei die Stufenhöhe mindestens der Dicke des Grundrahmens 2 entspricht (die Stufenhöhe kann z.B. bevorzugt minimal über der Dicke des Grundrahmens 2 liegen, wobei es sich dabei um z.B. 50 pm bis 10 mm, 0,2 mm bis 5 mm, 1 mm bis 3 mm, 0,5 mm - 2 mm oder 0,5 mm bis 1 mm handeln kann) und der nach oben vorstehende Teil 44 des gestuften Endes 43 einen Außendurchmesser, der kleiner als der Durchmesser der ersten Durchgangsöffnung 3 des Grundrahmens 2 ist, und einen Innendurchmesser aufweist, der dem Durchmesser der zweiten Durchgangsöffnung 11 des Spannrahmens 10 entspricht. Ferner weist der nach oben vorstehende Teil 44 des gestuften Endes 43 eine Kontaktfläche 45 auf.

In der gezeigten Darstellung von Fig. 7 ist die Druckkammer 30 in ihrer geöffneten Stellung gezeigt, in der der Schlitten 22 mit der Fixiereinheit 1 zwischen den beiden Teilkammern 31 und 32 positioniert werden kann. Sobald der Schlitten 22 entsprechend positioniert ist, kann über eine Hebeeinrichtung 47 die zweite Teilkammer 32 in Richtung zur ersten Teilkammer 31 nach oben bewegt werden, wodurch die zweite Teilkammer 32 mittels des gestuften Endes 43 die Fixiereinheit 1 von dem Schlitten 22 anhebt. Wenn die Stufenhöhe des nach oben vorstehenden Teils 44 größer ist als die Dicke des Grundrahmens 2, hebt das nach oben weisende Teil 44 die Kunststofffolie 5 (die Kontaktfläche 45 drückt gegen die Kunststofffolie 5) zusammen mit dem Spannrahmen 10 vom Grundrahmen 2 ab, so dass zwischen der Kunststofffolie 5 und dem Grundrahmen 2 ein Luftspalt 46 ist, wie schematisch in Fig. 8 gezeigt ist. Gleichzeitig wird das Werkzeug 39 relativ zur Kammerwandung 41 dadurch nach oben bewegt, dass die Bodenplatte 38 gegen die Kraft der Federn 42 in Kontakt mit einer Unterseite der Wandung 41 steht. Im Ergebnis steht das Werkzeug 39 mit seiner Kontur 40 schon in Kontakt mit der Kunststofffolie 5 (wie in Fig. 8 gezeigt ist) oder weist einen geringen Abstand zur Kunststofffolie 5 auf.

Wie Fig. 8 ferner entnommen werden kann, ist die Druckkammer 30 somit geschlossen, wobei mittels der Dichtungen 35 und 15 und dem Kontakt der Kontaktfläche 45 mit der Kunststofffolie 5 die notwendige Abdichtung der Druckkammer 30 (durch die Pfeile D1 und D2 angedeutet ist) mit der zwischen den beiden Teilkammern 31 und 32 eingeklemmten Kunststofffolie 5 vorliegt. Somit ist der Spannrahmen 10 Teil der Druckkammer 30.

In dieser in Fig. 8 gezeigten geschlossenen Stellung der Druckkammer 30 wird über den Kanal 36 das fluide Druckmittel in die Kavität 33 geführt, so dass ein Überdruck entsteht, der zu einer isostatischen Verformung der Kunststofffolie 5 führt, die dadurch gegen die Kontur 40 des Werkzeugs 39 gedrückt wird.

Danach wird das fluide Druckmittel aus der Kavität 33 abgeführt und, soweit notwendig, solange bei geschlossener Druckkammer 30 gewartet, bis die verformte Kunststofffolie 5 ausreichend abgekühlt ist.

Nach dieser durchgeführten Verformung der Kunststofffolie 5 liegt das gewünschte Kunststoff- Formteil 50 vor und wird die Druckkammer 30 wieder in ihre geöffnete Stellung gebracht (Fig.

9). Die Fixiereinheit 1 wird dabei wieder auf dem Schlitten 22 abgelegt und wird zusammen mit der verformten Kunststofffolie 5 zurück zur BeladeVEntladestellung transportiert. Somit wurde aus der Kunststofffolie 5 in der beschriebenen Art und Weise ein Kunststoff-Formteil 50 (Fig.

10) hergestellt.

Bei sämtlichen Bewegungen des Schlittens 22 dienen die Stifte 7 dazu sicherzustellen, dass die Kunststofffolie 5 und der Spannrahmen 10 ihre Position beibehalten.

Da die Kunststofffolie 5 sowohl beim Erwärmen als auch beim Verformen in der Fixiereinheit 1 positioniert ist, ist die Kunststofffolie 5 stets in der Randzone 6 um die gesamte erste Durchgangsöffnung 3 fixiert bzw. eingespannt, so dass ein Verzug der Form der Kunststofffolie 5 beim Erwärmen über den Erweichungspunkt und beim Verformen möglichst gut verhindert werden kann. Wenn die Kunststofffolie 5, wie in Fig. 8 gezeigt ist, vom Grundrahmen 2 abgehoben ist, wird die gewünschte Fixierung durch die Kontaktfläche 45 realisiert, die die Kunststofffolie 5 gegen die Unterseite 13 des Spannrahmens 10 drückt. Ein solcher Verzug würde insbesondere deshalb auftreten, da die eingesetzten Kunststofffolien 5 in der Regel über einen Extrusionsprozess (z.B. Flachfolienextrusionsprozess) hergestellt und über Walzen weiterbearbeitet wurden, um Filmdicke und Oberflächenqualität einzustellen. Dies führt zu intrinsischen anisotropen Spannungen im Material, die beim Erwärmen frei werden und dann zu dem unerwünschten Verzug bei einer bisher bekannten Variante, bei der die Kunststofffolie 5 lediglich auf den Grundrahmen 2 gelegt ist und kein Spannrahmen 10 vorgesehen ist, führen würde.

Bei dem bisher beschriebenen Ausführungsbeispiel erfolgt die Fixierung der Kunststofffolie 5 hauptsächlich mittels der Gewichtskraft des aufliegenden Spannrahmens 10. Es ist jedoch zusätzlich oder alternativ möglich, durch Spitzen, Zähne und/oder eine raue Oberfläche die gewünschte Fixierung zu erreichen, wobei die Spitzen, Zähne und/oder die raue Oberfläche auf der Oberseite 4 des Grundrahmens 2 und/oder auf der Unterseite 13 des Spannrahmens 10 ausgebildet sein können. Ferner kann zusätzlich oder alternativ eine mechanische Verschraubung oder Klemmung (mittels z.B. eines Spannhebels, Federn, etc.) verwirklicht werden. Auch ist zusätzlich oder alternativ eine Fixierung durch magnetische Kräfte möglich.

Bei der Kunststofffolie kann es sich z.B. um eine PC-Folie (Polycarbonatfolie) handeln. Beispielsweise kann die PC-Folie Makrofol® DE 1 -1 der Covestro Deutschland AG aus Deutschland sein. Die Schichtdicke der Kunststofffolie 5 (bzw. des Folienstücks 5) kann beispielsweise im Bereich von 10 pm bis 3000 pm, von 12 pm bis 2000 pm, von 100 pm bis 2000 pm, von 150 pm bis 1000 pm, von 125 pm bis 1000 pm (oder 175 pm bis 1000 pm), von 125 pm bis 750 pm, von 125 pm bis 600 pm, von 150 pm bis 650 pm und von 250 pm bis 600 pm oder von 200 pm bis 500 pm liegen. Insbesondere kann die Schichtdicke der Kunststofffolie 5 im Bereich von 350 pm bis 650 pm oder von 375 pm bis 500 pm liegen.

Bei der Verformung in der Hochdruckeinrichtung 26 kann das fluide Druckmittel mit 2 bis 300 bar und bevorzugt mit 10 bis 100 bar zugeführt werden.

Weitere Details zur Hochdruckverformung können z.B. der DE 10 2008 050 564 A1 entnommen werden, deren Inhalt hiermit hier aufgenommen wird.

Die Erweichungstemperatur der verwendeten PC-Kunststofffolie 5 kann im Bereich von 144 bis 146°C liegen. Bei der Erwärmung über die Erweichungstemperatur wird daher eine Temperatur von größer als 146°C und bevorzugt kleiner als 190°C in der Erwärmungseinrichtung 25 erzeugt. Die Kunststofffolie kann jeden Kunststoff beinhalten, den der Fachmann für eine Umformung auswählen würde. Insbesondere handelt es sich bei dem Kunststoff um ein thermoplastisches Polymer.

Nach dem beschriebenen Verformungsschritt können noch weitere Schritte durchgeführt werden, um aus dem Kunststoff-Formteil 50 ein gewünschtes Endprodukt zu erhalten. Insbesondere kann z.B. ein Ausstanzschritt, ein Beschichtungsschritt, etc. durchgeführt werden. Natürlich ist es auch möglich, dass das Kunststoff-Formteil 50 selbst das gewünschte Endprodukt ist.

Da die Fixiereinheit 1 als separate Einheit vorgesehen ist, die in der BeladeVEntladestellung auf dem Schlitten 22 zu platzieren ist, kann die Fixiereinheit 1 extern bestückt werden und dann als Einheit in die Hochdruckverformungsvorrichtung 20 eingelegt und nach dem Verformen wieder entnommen werden. Wenn der Spannrahmen 10 als reiner Auflegerahmen (z.B. mit Dichtring 15) ausgebildet ist, kann der Einbau in die Fixiereinheit 1 sowie der Ausbau aus der Fixiereinheit 1 schnell und unkompliziert ohne wesentliche Beeinflussung des bisherigen Prozesses erfolgen. Die Handhabungsschritte bezüglich der Kunststofffolie 5 werden minimiert, was auch zu geringeren Kontaminationen führt.

Es ist jedoch auch möglich, den Grundrahmen 2 bereits im Schlitten 22 in der BeladeVEntladestation anzuordnen und nur die Kunststofffolie 5 und den Spannrahmen 10 in der beschriebenen Art und Weise aufzulegen. Nach erfolgter Umformung kann der Spannrahmen 10 abgehoben, das gebildete Kunststoff-Formteil 50 entnommen werden.

Danach kann eine neue Kunststofffolie 5 und darauf der Spannrahmen 10 wieder aufgelegt werden, so dass ein weiterer Umformprozess durchgeführt werden kann.

Ferner ist es möglich, eine Automatisierung beispielsweise in der Art und Weise durchzuführen, dass das Auflegen der Kunststofffolie 5 sowie des Spannrahmens 10 auf den Grundrahmen und das nach der Umformung erfolgte Entnehmen des umgeformten Kunststoff-Formteils 50 nach Abheben des Spannrahmens 10 automatisiert durchgeführt wird.

In Fig. 1 1 ist eine Abwandlung der erfindungsgemäßen Fixiereinheit 1 gezeigt. Bei dieser Abwandlung wird die Kunststofffolie 5 sowie der Spannrahmen 10 auf die Stifte 7 aufgesetzt. Dazu weist die Kunststofffolie 5 Durchgangsöffnungen und der Spannrahmen 10 entsprechende Sacklöcher oder Durchgangsbohrungen auf.

In Figuren 12 und 13 ist in gleicher Weise wie in Figuren 1 und 2 eine Abwandlung der erfindungsgemäßen Fixiereinheit 1 dargestellt. Bei dieser Abwandlung weist der Grundrahmen 2 zwei Durchgangsöffnungen 3i und 32 auf. In gleicher Weise weist der Spannrahmen 10 zwei Durchgangsöffnungen 111 und 112 sowie zwei Dichtungen 15i und 1 Ö2 auf. Mit einer solchen Fixiereinheit 1 kann der Durchsatz bei der Umformung verdoppelt werden, da stets zwei Kunststoff-Formteile 50 erzeugt werden können. Dazu ist die Vorrichtung 20 zur Hochdruckverformung natürlich entsprechend angepasst. So kann in der Erwärmungseinrichtung 25 die Kunststofffolie 5 so erwärmt werden, dass die Bereiche in beiden Durchgangsöffnungen 111 und 112 der Kunststofffolie in der beschriebenen Art und Weise erwärmt werden. In der Hochdruckeinrichtung 26 sind dann zwei Druckkammern 30 (jeweils eine für jedes Paar von Durchgangsöffnungen 3i , 111 sowie 32 und 112) vorgesehen.

Natürlich ist es auch möglich, nur eine Druckkammer 30 für beide Paare von Durchgangsöffnungen 3i , 111 sowie 32, 112 vorzusehen. Ferner können gleiche oder unterschiedliche Werkzeuge 39 mit gleichen oder unterschiedlichen Konturen 40 vorgesehen sein. Natürlich können auch mehr als zwei Paare von Durchgangsöffnungen vorgesehen sein.

In Figuren 14 und 15 ist in gleicher Weise wie in Figuren 7 und 8 eine weitere erfindungsgemäße Fixiereinheit 1 sowie ein weiteres erfindungsgemäßes Verfahren zum Herstellen eines Kunststoff-Formteils 50 gezeigt.

Bei dieser Ausführungsform wird die Druckkammer 30 so gebildet, dass weder der Grundrahmen 2 noch der Spannrahmen 10 Teil der Druckkammer 30 sind. Stattdessen wird die Kunststofffolie 5 direkt zwischen der Wandung 41 sowie der Druckglocke 31 eingeklemmt, wie in Figur 15 durch die Pfeile D1 und D2 angedeutet ist. In diesem Fall kann beispielsweise, wie in Figuren 14 und 15 gezeigt ist, beim Spannrahmen 10 auf eine ringförmige Dichtung verzichtet werden.