Verfahren zur Herstellung von metallisierten Kunststoffformteilen und deren Verwendung Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von metallisierten Kunststoff- formteilen und die Verwendung der so hergestellten Formteile.

Um Kunststoffformteile, die zusätzlich zum üblichen Dekor (z. B. Schriftzüge, Logos) einen metallischen Glanz aufweisen, herzustellen, werden vorgefertigte metallisierte Folien bedruckt, anschließend verformt und mit einem Kunststoff hinterspritzt. Es werden auch lichtdurchlässige Kunststoffolien zuerst bedruckt und anschließend metallisiert. Danach wird verformt und gegebenenfalls noch eine Schutzschicht auf die Metallschicht aufgebracht. Diese Verfahren werden beispiels- weise zur Herstellung von Autoteilen aus Kunststoff, wie z. B. Abdeckungen für Radnaben usw. durchgeführt. Die Verfahren haben den Nachteil, dass die so herge- stellten Teile bedingt durch die Metallschicht nicht lichtdurchlässig sind und somit auch keine Durchlichttechnik an diesen Teilen eingesetzt werden kann.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es daher, ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, mit dem es möglich ist, Kunststoffformteile mit einem metallischen Glanz und anderen üblichen Dekoreffekten auf technisch einfache Weise herzustellen.

Gleichzeitig sollen die so hergestellten Teile die Anwendung der Durchlichttechnik ermöglichen.

Diese Aufgabe konnte durch das erfindungsgemäße Verfahren gelöst werden.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines Kunststofffonn- teiles, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass a) auf eine lichtdurchlässige Kunststofffolie mit einer Dicke von 50 llm bis 750 lim eine Metallschicht in einer Dicke von 20 nm bis 150 nm aufgebracht wird,

b) die Metallschicht auf der metallisierten Folie aus a) teilweise entfernt wird, c) anschließend eine Klebeschicht in einer Dicke von 5 am bis 50 am auf die metallisierte Seite der Folie aufgebracht wird, d) danach gegebenenfalls eine bedruckte oder unbedruckte, lichtdurchlässige Kunststofffolie einer Dicke von 50 am bis 750 um auf die Klebeschicht aus c) laminiert wird, e) gegebenenfalls anschließend auf die Folie aus d) bzw. auf die Schicht aus c) eine Dekorschicht in einer Dicke von 3 am bis 40 am aufgebracht wird, f) das Produkt aus c), d) oder e) gegebenenfalls verformt wird, g) abschließend mit einem lichtdurchlässigen thermoplastischen Kunststoff hinterspritzt wird.

Im erfindungsgemäßen Verfahren wird auf eine lichtdurchlässige Kunststofffolie eine Metallschicht aufgebracht. Diese Metallschicht wird bevorzugt durch das sogenannte PVD-Verfahren (Physical Vapor Deposition) oder durch das CVD-Verfahren (Chemical Vapor Deposition) aufgetragen (sogenannte Direkt-Metallisierung). Die Metallschicht kann auch vorzugsweise durch Transfer-oder Übertragungs-Metalli- sierung aufgetragen werden (siehe beispielsweise Joachim Nentwig, Kunststoff- Folien 2000, Carl Hanser Verlag, München, Wien). Als Metalle werden üblicher- weise Aluminium, Chrom, Silber, Nickel und Gold eingesetzt.

An den gewünschten Stellen/Bereichen wird danach die Metallschicht wieder von der Kunststofffolie entfernt. Dies geschieht vorzugsweise mittels eines Laserstrahls (siehe beispielsweise Gottfried W. Ehrenstein, Stefan Stampfer, 3D-spritzgegossene Formteile mit strukturiertem Leiterbild, Spritzgießen 2000-Internationale

Jahrestagung, VDI-Verlag, 2000). Die Metallschicht kann beispielsweise auch durch Ätzen teilweise entfernt werden. Falls zum teilweisen Entfernen der Metallschicht Laser eingesetzt werden, kann der Schritt b) [teilweise Entfernung der Metallschicht] auch bevorzugt nach dem Schritt g) erfolgen. Die Entfernung der Metallschicht mittels Laser kann jedoch auch nach dem Schritt c), d), e) oder f) erfolgen. Die Dicke der Metallschicht liegt normalerweise im Nanometerbereich. Die Metallschicht wird durch den Laserstrahl am Auftreffpunkt des Strahls entfernt, wodurch ein Bereich geschaffen wird, durch den soweit gewünscht mittels der Durchlichttechnik Licht durchtreten kann.

Die Klebeschicht wird vorzugsweise durch Siebdruck auf die metallisierte Seite der Folie aufgetragen. Sie kann auch durch Rakeln oder Sprühen aufgebracht werden. Sie dient gleichzeitig als Schutz für die Metallschicht. Bevorzugt werden thermo- aktivierbare Polyurethankleber eingesetzt, wie sie beispielsweise in"Adhesion- Kleben & Dichten"von Dr. G. Festel, Dr. A. Proß, Dr. H. Stepanski, Dr. H.

Blankeheim, Dr. R. Witkowski, Friedrich Vieweg & Sohn Verlagsgesellschaft mbH, Wiesbaden, beschrieben werden.

Gegebenenfalls wird danach eine bedruckte oder unbedruckte, lichtdurchlässige Kunststofffolie auf die Klebeschicht laminiert. Die Folie kann auch gefärbt sein.

Diese Folie kann den Glanzverlust der Metallschicht verhindern oder verringern. Der Glanzverlust kann beim Hinterspritzen bei hohen Temperaturen auftreten. Die Laminierung erfolgt vorzugsweise bei Temperaturen, die unter dem Erweichungs- punkt der Folie liegen.

Anschließend wird gegebenenfalls noch eine Dekorschicht aufgebracht. Vorzugs- weise wird die Dekorschicht durch Siebdruck aufgetragen. Der Auftrag kann jedoch auch mittels Offsetdruck, Tiefdruck, Transferdruck oder Digitaldruck erfolgen. Die hierfür eingesetzten Farben sollten lichtdurchlässig sein.

Danach wird verformt. Für die Verformung wird vorzugsweise das sogenannte "High-Pressure-Fonning"-Verfahren durchgeführt, wie es beispielsweise in DE-A 3 844 584 beschrieben ist. Vorzugsweise erfolgt die Verformung der Folie unterhalb der Erweichungstemperatur der Folie, so dass der Glanz der Metallschicht nicht beeinträchtigt wird.

Weitere Verfahren sind das mechanische Verfonnen und das Hydroforming. Falls es die Geometrie des Teiles erlaubt (z. B. nur leichte Krümmung eines Flachteiles), kann die Verformung auch durch den Druck des Thermoplasten während des Hinter- spritzens erfolgen, so dass der zusätzliche Verformungsschritt weggelassen werden kann. Nach dem Verformungsschritt werden die überstehenden Reste entfernt, bevorzugt durch Stanzen. Die Entfernung der Reste kann auch durch Laserschneiden, Wasserstrahlschneiden oder Fräsen erfolgen.

Abschließend wird mit einem lichtdurchlässigem thennoplastischen Kunststoff hinterspritzt.

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Kunststoffformteile werden als Tasten, Schalter und Armaturen, insbesondere im Kfz-Bereich und im Elektronikbereich, als Zierleisten, insbesondere im Kfz-Außenbereich, als Reflek- toren, insbesondere von Lampen und Scheinwerfern, als Tastaturen und Gehäuse, insbesondere von Telefonen und Mobiltelefonen, als Blenden und Tasten, insbe- sondere von Haushaltsgeräten, als Werbetafeln und als Verpackungsartikel sowie für die Herstellung von Identifizierungskarten eingesetzt.

Beispiel a) Metallisierung einer Polycarbonatfolie (Makrofol<E) DEl-lC, 175 um von Bayer AG) mit Aluminium.

Die Folie wurde einer Plasma-Vorbehandlung unterworfen, um die Haftung der Metallschicht auf der Folie zu erhöhen. Das Aluminium wurde in einer Dicke von 80 nm durch das PVD-Verfahren (Direkt-Metallisierung) aufge- bracht. Die Metallisierung erfolgte auf einer Metallisierungsanlage der Firma Heraeus-Leibold. b) Abtragen der Al-Schicht in ausgewählten Bereichen durch Laser Mit einer Laser-Anlage von Rofin Sinar"Marker Power Line 60"erfolgte ein präziser Abtrag der Al-Schicht.

Versuchsanordnung : Laser-Medium : Nd YAG Leistung : 60 Watt Strom : 8,5 A Wellenlänge : 1064 nm Pulsfrequenz : 4,1 kHz Vorschubgeschwindigkeit : 200 mm/sek. c) Auftrag einer Klebeschicht Der Kleber"Aquapress ME"der Fa. Pröll wurde durch Siebdruck aufge- bracht. Es wurde dreimal gedruckt. Das verwendete Polyestergewebesieb hatte 100 Fäden pro cm. Nach dem Trocknen der bedruckten Folien war die Schichtdicke des Klebers 20 um. d) Zusätzliche Folie Eine 100 um dicke Polycarbonatfolie (Makrofol DE1-4, 175 um von Bayer AG) wurde auf das Produkt aus c) auflaminiert. Das Laminieren erfolgte bei einer Folientemperatur von 90°C und einem Anpressdruck von 4 bar.

e) Dekorschicht Durch Siebdruck wurde das lichtdurchlässige Farbsystem"Noriphan HTR" der Fa. Pröll aufgetragen. Es wurde einmal gedruckt. Das verwendete Gewebesieb aus Polyester hatte 100 Fäden pro cm. Nach dem Trocknen der bedruckten Folie war die Schichtdicke der Farbe 6 um.

Das Produkt aus e) wurde durch High-Pressure-Fonning verformt und die überstehenden Reste abgeschnitten. Die Produkttemperatur betrug ca. 80°C und die Werkzeugtemperatur ca. 75°C. g) Das verformte Produkt aus f) wurde mit Makrolon 2400 (Polycarbonat der Bayer AG) hinterspritzt. Die Massetemperatur betrug 290°C und die Werk- zeugtemperatur 60°C.