Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Bauteils aus einem lichtdurchlässigen Kunststoff, ein Spritzgusswerkzeug, das zur Herstellung eines solchen Bauteils geeignet ist, sowie ein spritzgussgefertigtes Bauteil.

ANWENDUNGSGEBIET UND STAND DER TECHNIK

Spritzgussverfahren zur Herstellung von Bauteilen aus thermoplastischem oder duroplastischem Kunststoff sind seit Langem bekannt. Dabei wird in der Regel derjeweilige Kunststoff verflüssigt und in eine Form, die von dem jeweiligen Spritzgusswerkzeug gebildet wird, eingespritzt. Durch Abkühlung und/oder Vernetzung geht der Kunststoff wieder in einen festen Zustand über und kann nach dem Öffnen des Werkzeugs als Fertigteil entnommen beziehungsweise entformt werden. Die Form des derart herstellbaren Bauteils wird durch die Form des Spritzgusswerkzeugs vorgegeben. Ein Hohlraum des Werkzeugs bestimmt dabei die Form und die Oberflächenstruktur des fertigen Bauteils. Der Hohlraum wird dabei in der Regel durch zwei oder gegebenenfalls mehr Werkzeugteile definiert, die zusammengesetzt werden und so den Hohlraum ausbilden.

Es ist bereits bekannt, einen solchen Spritzguss mit der Applikation einer Folie auf einem Bauteil zu kombinieren. Beispielsweise beschreibt die WO 93/04837 Al ein Verfahren, bei dem eine Prägefolie zwischen zwei Formhälften eines Spritzgusswerkzeugs festgeklemmt wird. Über einen in einer der Formhälften ausgebildeten Angusskanal wird in den Formhohlraum ein Kunststoffmaterial eingespritzt, das dann unter Ausbildung des mit dem Dekor der Prägefolie dekorierten Kunststoffgegenstandes aushärtet und aus der Form entfernt werden kann.

Die EP 1 902902 Al beseh reibt ein Abdeckelement für ei ne Öffnung eines Fahrzeugs, das eine zumindest teilweise metallisierte Folie aufweist. Die Folie ist auf einer Vorderseite mit einer Schicht aus einem ersten Kunststoff überspritzt. Auf der Rückseite ist die Folie mit einer Abdeckschicht aus einem zweiten Kunststoff hinterspritzt. Dieses als Abdeckelement ausgebildete Bauteil kann zur Ab- deckungeines Abstandssensors bei einem Kraftfahrzeug vorgesehen sein. Weiterhin kann dieses Abdeckelement als Emblem für das Fahrzeug ausgebildet sein.

Bei der Herstellung von Verkleidungsteilen (Abdeckpaneelen) bei Kraftfahrzeugen, die beispielsweise mit Emblemen oder anderen ornamentalen Ausgestaltungen versehen sind, können Bauteile aus transparentem Kunststoff hergestellt werden, die rückseitig mit einer Farbgestaltung versehen sind. Zu diesem Zweck kann auf der Rückseite des Bauteils insbesondere eine farbige Folie, beispielsweise eine Lackfolie oder eine T ransferlackfolie, angeordnet werden, die ähnlich wie bei den oben beschriebenen Verfahren im Rahmen des Spritzgussprozesses des Bauteils appliziert wird.

Bei den ornamentalen Strukturen kann essich insbesondere um erhabene Konturen auf derVorder- seite des Bauteils handeln, die aus der Fläche der Vorderseite des Bauteils hervorstehen und damit eine dreidimensionale Kontur ausbilden.

Besondere optische Effekte können erzielt werden, wenn die Bereiche der ornamentalen Ausgestaltungen des Bauteils auf der rückwärtigen Seite nicht mit der Farbschicht versehen werden, so dass diese Bereiche transparent sind und von der rückwärtigen Seite aus beleuchtet werden können. Besonders ansprechende Effekte ergeben sich, wenn die Flächen der Ornamente beispielsweise mit einer Chromschicht oder einer anderen opaken Schicht versehen sind und es somit zu einem seitlichen Umstrahlen der als hervorstehende Konturen ausgebildeten Ornamente durch die rückwärtige Beleuchtung kommt.

Beispielsweise für die Herstellungeines solchen, im Bereich dererhabenen Konturen beleuchtbaren Bauteils sollte die rückwärtige Farbgestaltung des Bauteils möglichst passgenau erfolgen. Wenn die Farbgestaltung mittels einer farbigen Folie, beispielsweise einer Lackfolie oder einer Lacktransferfolie, auf die Rückseite des Bauteils aufgebracht wird, sollten die Bereiche auf der Rückseite des Bauteils, die den Bereichen der erhabenen Konturen auf der Vorderseite des Bauteils entsprechen, von der Farbbedeckung präzise ausgespart werden. Grundsätzlich ist es dabei möglich, die Rückseite des Bauteils zunächst mit der farbigen Folie beispielsweise im Zuge des Spritzgussprozesses des Bauteils abzudecken, bevor die entsprechenden Bereiche auf der Rückseite des Bauteils beispielsweise freigeschnitten oder freigelasert werden, so dass an diesen Stellen die farbige Folie beziehungsweise die Farbschicht nachträglich entfernt wird. Dieser zusätzliche Arbeitsschritt ist jedoch in der Praxis unter Umständen sehr aufwendig und führt gegebenenfalls nicht zu befriedigenden Ergebnissen, insbesondere wenn das Ausschneiden nicht präzise genug erfolgt.

Für das herzustellende Bauteil ist es vorteilhaft, wenn sich eine Trägerschicht der farbigen Folie auf der äußeren Oberfläche der Innenseite des Bauteils befindet und auch dort verbleibt, da dies eine gute Farbgestaltung und gleichzeitig einen Schutz der rückwärtigen Farbschichterlaubt. Auf der anderen Seite erschwert dies allerdings ein nachträgliches partielles Freischneiden oder Freilasern, da neben der farbigen Schicht auch die Trägerschicht der farbigen Folie herausgeschnitten werden muss. Für diesen Prozess sind bisher noch keine befriedigenden Lösungen vorgeschlagen worden, die auf der einen Seite eine automatisierte Fertigung erlauben und auf der anderen Seite ein sehr präzises Ergebnis liefern.

AUFGABE UND LÖSUNG

Die Erfindung stellt sich demgegenüber die Aufgabe, ein Verfahren zur Spritzgussfertigung eines Bauteils aus einem lichtdurchlässigen Kunststoff bereitzustellen, das auf der Vorderseite mit Konturen, insbesondere hervorstehenden beziehungsweise erhabenen Konturen, beispielsweise ornamentalen Konturen, versehen ist und dessen Rückseite bereichsweise mit einer farbigen Folie zur Farbgestaltung abgedeckt ist. Auf der Rückseite des Bauteils sollen die Bereiche, die den Bereichen auf der Vorderseite mit den n Konturen gegenüberliegen, nicht mit der farbigen Folie bedeckt sein beziehungsweise von der Farbgestaltung ausgespart sein. Mit diesem Verfahren soll auf der einen Seite eine einfache, zuverlässige und automatisierbare Fertigung möglich sein und auf der anderen Seite soll ein sehr präzises Ergebnis erzielt werden, bei dem die rückwärtige Farbgestaltung des Bauteils passgenau an die Konturen auf der Vorderseite des Bauteils angepasst ist.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Herstellung eines Bauteils aus einem lichtdurchlässigen Kunststoff gelöst, wie es sich aus dem Anspruch 1 ergibt. Weiterhin wird diese Aufgabe durch ein Spritzgusswerkzeug zur Herstellung eines Bauteils aus Kunststoff sowie durch ein spritzgussgefertigtes Bauteil gelöst, wie es in den weiteren unabhängigen Ansprüchen angegeben ist. Bevorzugte Ausgestaltungen des Verfahrens sowie des Spritzgusswerkzeugs und desspritzgussgefertigten Bauteils ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist zur Herstellung eines Bauteils aus einem lichtdurchlässigen Kunststoff vorgesehen, wobei das Bauteil eine Vorderseite mit n Konturen, insbesondere n erhabenen Konturen, und eine mit einer farbigen Folie abgedeckte Rückseite aufweist. Bei den n Konturen kann es sich insbesondere um ornamentale Konturen, beispielsweise um ein oder mehrere Embleme, sternförmige Erhebungen oder Ähnliches, handeln, die eine dreidimensionale Anmutung bewirken.

Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich zunächst durch die nachfolgend aufgeführten Schritte a. bis d. aus: a. Bereitstellung eines Spritzgusswerkzeugs, welches ein erstes Werkzeugteil und ein zweites Werkzeugteil umfasst, die bei geschlossenem Werkzeug gemeinsam einen Hohlraum mit den Konturen des herzustellenden Bauteils einschließen, wobei eine Oberfläche des ersten Werkzeugteils ein Negativ der Vorderseite des Bauteils darstellt und den n Konturen entsprechende n Strukturen, insbesondere n Vertiefungen, aufweist, und eine Oberfläche des zweiten Werkzeugteils ein Negativ der Rückseite des Bauteils darstellt, b. Positionierung der Folie auf der Oberfläche des zweiten Werkzeugteils, c. Schließen des Spritzgusswerkzeugs und Einspritzen eines plastifizierten Kunststoffs in den Hohlraum, und d. Entformen des mit der Folie versehenen Bauteils nach der Aushärtung des plastifizierten Kunststoffs.

Weiterhin ist das erfindungsgemäße Verfahren durch die folgenden Merkmale e. und f. gekennzeichnet: e. Die Oberfläche des zweiten Werkzeugteils wird mit n Erhebungen bereitgestellt, und f. die Folie wird vorder Positionierung derart mit n Aussparungen versehen, dass die n Erhebungen auf der Oberfläche des zweiten Werkzeugteils bei der Positionierung der Folie in die n Aussparungen der Folie eingreifen.

Durch dieses Verfahren wird erreicht, dass eine sehr präzise und genaue Applikation der farbigen Folie auf der Rückseite des Bauteils im Zuge des Spritzgussprozesses erreicht wird, wobei die farbige Folie bereits vor dem Einbringen in das Spritzgusswerkzeug mit Aussparungen versehen ist, die den Bereichen auf der Vorderseite des Bauteils mit den n Konturen entsprechen. Die entsprechenden Bereiche auf der Rückseite des Bauteils werden also von der farbigen Folie freigelassen, so dass die Farbgestaltung mittels der farbigen Folie auf der gegenüberliegenden Rückseite des Bauteils nur die Bereiche außerhalb dern Konturen betrifft. Durch die n Erhebungen auf der Oberfläche des zweiten Werkzeugteils erfolgt bei dem vorgeschlagenen Verfahren eine genaue und exakte Positionierung der Folie bei deren Einbringung in das Spritzgusswerkzeug. Dabei werden die n Erhebungen auf der Oberfläche des zweiten Werkzeugteils gewissermaßen als Aufhängung beziehungsweise als Positio- nierhilfen für die Folie verwendet, indem die n Erhebungen auf der Oberfläche des zweiten Werkzeugteils in die n Aussparungen der Folie eingreifen. Die Folie kann damit ganz genau auf der Oberfläche des zweiten Werkzeugteils in der gewünschten Position aufgelegt werden. Ein Verrutschen der Folie während des nachfolgenden Spritzgussprozesses wird zuverlässig vermieden. Insgesamt erlaubt dieses vorgeschlagene Verfahren eine deutlich erleichterte Positionierung der Folie, um so ein Bauteil herstellen zu können, bei dem die farbige Folie genau positioniert ist und bei dem die Aussparungen in der Folie exakt auf die n Konturen auf der Vorderseite des Bauteils abgestimmt sind. Dabei haben die n Erhebungen auf der Oberfläche des zweiten Werkzeugteils im Zusammenspiel mit den passgenauen n Aussparungen in der Folie gewissermaßen zwei Funktionen. Zum einen wird eine Fixierung der Folie innerhalb des Spritzgusswerkzeugs erreicht. Zum anderen wird gleichzeitig die gewünschte Farbgestaltung durch die passgenauen Aussparungen in der Folie bewirkt.

In besonders bevorzugterWeise zeichnet sich das erfindungsgemäße Verfahren in Bezugauf die Ausgestaltung der Oberflächen des ersten und des zweiten Werkzeugteils durch mindestens eines der folgenden zusätzlichen Merkmale a. bis c. aus: a. Die n Strukturen in der Oberfläche des ersten Werkzeugteils und die n Erhebungen auf der Oberfläche des zweiten Werkzeugteils sind derart positioniert, dass nach dem Schließen des Werkzeugs in dem Hohlraum jede der n Strukturen einer der n Erhebungen gegenüberliegt; b. Die n Strukturen in der Oberfläche des ersten Werkzeugteils und die n Erhebungen auf der Oberfläche des zweiten Werkzeugteils sind derart positioniert, dass in dem entformten Bauteil jede der n Aussparungen der Folie in Blickrichtung senkrecht zur Vorderseite und/oder zur Rückseite des Bauteils mit einer der n Konturen überlappt; c. Die n Aussparungen der Folie und die n Konturen auf der Vorderseite des Bauteils weisen in Blickrichtungsenkrecht zurVorderseite und/oderzur Rückseite des Bauteils den gleichen Umriss auf.

Vorzugsweise sind die vorgenannten Merkmale a. und b. odera. und c. oder b. und c. und, besonders bevorzugt, a. und b. und c. gemeinsam verwirklicht.

Durch die genaue Übereinstimmung beziehungsweise das genaue einander Gegenüberliegen der n Strukturen in der Oberfläche des ersten Werkzeugteils und der n Erhebungen auf der Oberfläche des zweiten Werkzeugteils in dem geschlossenen Spritzgusswerkzeug, insbesondere bezogen auf die Blickrichtung senkrecht zur Vorderseite und/oder zur Rückseite des zu fertigenden Bauteils, wird eine sehr präzise Positionierung der farbigen Folie auf der Oberfläche des zweiten Werkzeugteils in Bezug auf die n Konturen auf der Vorderseite des zu fertigen Bauteils erreicht. Insbesondere bei solchen Anwendungsfällen des herzustellenden Bauteils, bei dem eine Durchleuchtung der Bereiche der n Konturen oder gegebenenfalls der Randbereiche der n Konturen auf dem Bauteil vorgesehen ist, wird hierdurch erreicht, dass Licht, das im Bereich der n Aussparungen der Folie auf der Rückseite des Bauteils senkrecht in das Bauteil eingestrahlt wird, im Bereich der dazu korrespondierenden n Konturen auf der Vorderseite des Bauteils aus dem Bauteil austritt beziehungsweise diese Kontur gezielt beleuchtet. Durch diese Maßnahmen kann also ein optisch besonders ansprechender Effekt bei dem herzustellenden Bauteil erreicht werden.

Vorzugsweise entsprechen sich die Form der n Aussparungen der farbigen Folie und die Form der n Konturen auf der Vorderseite des Bauteils in ihrer Form. Bei dieser Form kann es sich beispielsweise um eine sternförmige Form handeln oder auch um andere ornamentale Formen, Embleme oder Ähnliches.

Bei dem lichtdurchlässigen Kunststoff, aus dem das Bauteil gefertigt wird, kann es sich um übliche thermoplastische oder auch duroplastische Kunststoffe handeln, die für entsprechende Bauteile eingesetzt werden, insbesondere um Kunststoffe, die im Automobilbereich Verwendungfinden. Insbesondere eignen sich Polymethylmethacrylate (PMMA), Polycarbonate (PC) oder Polyamide (PA), z.B. PA12, oder Blends derartiger Kunststoffe.

Bevorzugt ist der Kunststoff frei von Pigmenten und anderen Inhaltsstoffen, die seine Lichtdurchlässigkeit negativ beeinflussen. Besonders bevorzugt ist er in ausgehärtetem Zustand durchsichtig.

Es ist weiter bevorzugt, dass er in ausgehärtetem Zustand keine kristallinen Bereiche umfasst, die zu einer ungewollten Lichtbrechung resultieren können.

In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens zeichnet sich das Verfahren durch mindestens eines der folgenden zusätzlichen Merkmale a. oder b. aus, wobei eine gemeinsame Verwirklichung der Merkmale a. und b. besonders bevorzugt ist: a. Die n Erhebungen auf der Oberfläche des zweiten Werkzeugteils sind versenkbar ausgebildet; b. Vor der Entformung des Bauteils, insbesondere während des Einspritzens des plastifizierten Kunststoffs, werden die n Erhebungen des zweiten Werkzeugteils versenkt, insbesondere derart, dass die Oberfläche des zweiten Werkzeugteils im Bereich der versenkten Erhebungen vollständig plan ist. Gemäß dieser Ausgestaltung des Verfahrens können also optional die n Erhebungen auf der Oberfläche des zweiten Bauteils während des Spritzgusses in das Werkzeug eingefahren werden, um so eine glatte Rückseite des Bauteils zu erhalten.

In dieser Ausgestaltung des Verfahrens wird erreicht, dass zunächst die farbige Folie mit den Aussparungen exakt auf der Oberfläche des zweiten Werkzeugteils positioniert wird und während des Einspritzens des plastifizierten Kunststoffs in der vorgesehenen Position verbleibt. Bereits während des Einspritzens können die n Erhebungen versenkt werden, so dass die Rückseite des Bauteils eine im Wesentlichen plane Oberfläche ausbildet.

Darüber hinaus kann durch das Versenken der n Erhebungen in der Oberfläche des zweiten Werkzeugteils eine Entformung des Bauteils aus dem Spritzgusswerkzeug anschließend erleichtert werden.

Bei der Folie kann es sich beispielsweise um eine thermoplastische Folie handeln, die mittels eines organischen Farbstoffs oder mittels organischer und/oder anorganischer Pigmente gefärbt wurde. Die farbige Folie ist dann bevorzugt einlagig ausgestaltet und weist bevorzugt eine Dicke im Bereich von 50 pm bis 1500 pm auf. Es gibt aber auch bevorzugte Ausführungsformen, bei denen die farbige Folie mindestens zweilagig ausgebildet ist.

So zeichnet sich das erfindungsgemäße Verfahren im Hinblick auf die farbige Folie in einer besonders bevorzugten Ausgestaltung durch mindestens eines der nachfolgenden zusätzlichen Merkmale a. oder b. aus, wobei eine Kombination der beiden Merkmale besonders bevorzugt ist: a. Die Folie ist ein Lackfolie oder eine Transferlackfolie und weist eine Lackschicht auf einerTrä- gerschicht auf; b. Die Lackfolie oder die T ransferlackfolie wird mit der T rägerschicht voran auf der Oberfläche des zweiten Werkzeugteils positioniert.

In diesen Ausgestaltungen bildet ein Träger, der nicht zwingend farbig sein muss, eine erste Lage und eine Lackschicht eine zweite Lage der farbigen Folie.

Allgemein bietet die Farbgestaltung eines Bauteils mittels einer farbigen Folie in der Fertigung besondere Vorteile. Insbesondere kann mit wenig Aufwand und in gleichbleibend guter Qualität ein gleichmäßiger Farbauftrag erreicht werden. Der Einsatz von Transferlackfolien und Lackfolien, die beide jeweils eine Trägerschicht oder Trägerfolie und eine farbtragende Schicht, insbesondere eine Lackschicht, umfassen, ist bereits bekannt. Transferlackfolien unterscheiden sich von Lackfolien dadurch, dass der Träger, insbesondere die Trägerschicht oder Trägerfolie, nach dem Farbauftrag entfernt wird. Bei eine Lackfolie verbleibt die T rägerschicht oder T rägerfolie nach dem Spritzgussprozess auf dem Bauteil beziehungsweise auf der Rückseite des Bauteils.

Durch die Anordnung einer Lackfolie mit der Trägerschicht voran auf der Oberfläche des zweiten Werkzeugteils wird erreicht, dass im fertiggestellten Bauteil sich auf der Rückseite des Bauteils zunächst die Lackschicht und abschließend die T rägerschicht befindet. Hierdurch wird ein besonderer Schutz der Lackschicht erreicht, da die Lackschicht zur rückwärtigen Außenseite des Bauteils hin durch die Trägerschicht geschützt ist. Zudem ist es für ein optisch optimales Ergebnis vorteilhaft, wenn die Lackschicht zwischen dem Kunststoffbauteil beziehungsweise dem transparenten Spritzgussmaterial und der Trägerfolie platziert ist.

Die Lackschicht kann in bevorzugten Ausgestaltungen übliche Farbpigmente und eine Matrix aus einem üblichen Bindemittel umfassen. Bei den Farbpigmenten kann es sich um alle organischen und/oder anorganischen Pigmente handeln, die üblicherweise für Kraftfahrzeuglacke werden.

In besonders bevorzugten Ausgestaltungen ist die Farbgebung der Lackschicht und damit die Farbgestaltung des herzustellenden Bauteils an die Farbgestaltung der Umgebung des weiter zu verbauenden Bauteils angepasst, beispielsweise an die Fahrzeugfarbe derjeweiligen Karosserie, für die das Bauteil verwendet wird.

Mit Hilfe der Lackschicht kann in bevorzugten Ausführungsformen eine opake Schicht auf die rückwärtige Seite des Bauteils aufgebracht werden, die Licht in einem sichtbaren Wellenlängenbereich blockiert. Somit erscheint das Bauteil, das im Übrigen aus einem transparenten Kunststoff gebildet ist, durch die rückwärtige Farbgestaltung mittels der farbigen Folie in entsprechender Farbe.

Die im Grundkörper transparente Ausbildung des Bauteils durch den lichtdurchlässigen Kunststoff hat darüber hinaus den besonderen Vorteil, dass die von der farbigen Folie ausgesparten Bereiche durchleuchtet werden können.

Weiterhin hat die im Grundkörper transparente Ausbildung des Bauteils den Vorteil, dass abgesehen von der Wahl derjeweiligen farbigen Folie das gleiche Bauteil für beispielsweise Fahrzeugkarosserien in unterschiedlicher Wagenfarbe verwendet werden kann.

Die farbige Folie kann beispielsweise als Bahnware hergestellt und als Rolle gewickelt sein, bevorsie vorder Einbringu ng in das Spritzgusswerkzeug entsprechend zugeschnitten wird. Das Ausschneiden der n Aussparungen in derfarbigen Folie kann beispielsweise durch Stanzen oder Lasern erfolgen.

Bei dem Träger der Lackfolie oder der Transferlackfolie kann es sich um eine für solche Zwecke übliche Kunststofffolie handeln, die beispielsweise eine gleichmäßige Dicke in einem Bereich zwischen 10 und 300 pm aufweist, insbesondere in einem Bereich zwischen 100 und 150 pm, beispielsweise 120 pm. Die Trägerschicht kann dabei beispielsweise aus einem unpolaren Kunststoff gebildet sein, beispielsweise aus der Gruppe der Polypropylene oder Phenoplaste.

Die Lackschicht auf dem Träger weist in bevorzugter Weise eine gleichmäßige Schichtdicke beispielsweise in einem Bereich von 10 pm bis 150 pm, bevorzugt von 10 pm bis 100 pm, besonders bevorzugt von 10 pm bis 50 pm. Beispielsweise kann die Schichtdicke in einem Bereich von 15 pm bis 20 pm liegen. Die Lackschicht kann beispielsweise auf der Basis einer Kunststoffdispersion aufgebautsein, insbesondere unterVerwendungvon Polyurethan, Polyethylen und/oder Polycarbonat.

Zweckmäßigerweise sollte die verwendete farbige Folie und insbesondere die pigmentierte Schicht beziehungsweise die Lackschicht der farbigen Folie kompatibel zum jeweils verwendeten transparente n S p ritzguss- Ku nststoff sein.

Die Lackschicht auf dem Träger ist bevorzugt bereits ausgehärtet. Es müssen bevorzugt keine separaten Schritte, beispielsweise eine UV-Bestrahlung, mehr durchgeführt werden, um eine Vernetzung unvernetzter Lackbestandteile herbeizuführen.

Es kann allerdings auch vorgesehen sein, dass die farbige Folie, die auf der Oberfläche des zweiten Werkzeugteils positioniert wird, mit einer haftvermittelnden Masse beschichtet wird, um die Anhaftung des einzuspritzenden plastifizierten Kunststoffs auf der Folie zu verbessern. Die haftvermittelnde Masse kann beispielsweise UV-härtend und/oder thermisch härtend ausgestaltet sein.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die farbige Folie, die insbesondere als Lackfolie mit einer Lackschicht auf einerTrägerschicht ausgebildet ist, im Rahmen des Spritzgussverfahrens auf der Oberfläche des zweiten Werkzeugteils, die ein Negativ der Rückseite des Bauteils darstellt, platziert. In einigen besonders bevorzugten Ausführungsformen verbleibt die Trägerschicht der Lackfolie dabei auf dem Bauteil. Für ein optisch hochwertiges Erscheinungsbild ist es zweckmäßig, dass die Lackschicht zwischen dem transparenten Spritzgussmaterial und der Trägerschicht angeordnet wird. Für den erfindungsgemäßen Prozess wird die farbige Folie, insbesondere die Lackfolie oder die Transferlackfolie inklusive des Trägers, bereits vordem Spritzguss in den entsprechenden Bereichen komplett ausgespart, zum Beispiel durch Lasern oder Stanzen. Zur exakten Platzierung dieser ausgesparten Bereiche im Spritzgusswerkzeug sieht die Erfindung besagte Erhebungen in dem zweiten Werkzeugteil vor, die als Positionierhilfen dienen und die in die Aussparungen der farbigen Folie eingreifen. Diese Erhebungen entsprechen vorzugsweise exakt den Konturumrissen auf derVorderseite des herzustellenden Bauteils. Auch die Aussparungen in der flächigen Folie sind entsprechend ausgebildet, so dass eine präzise Farbgestaltung der Rückseite des Bauteils mit Aussparung der den Konturen auf der Vorderseite des Bauteils gegenüberliegenden Bereichen möglich ist.

Bevorzugt wird somit die pigmentierte Schicht der farbigen Folie, insbesondere die farbige Lackschicht, direkt mit dem transparenten Thermoplasten überspritzt, wobei die Konturbereiche in der farbigen Folie bereits vor dem Spritzguss-Prozess ausgespart sind.

In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist das folgende zusätzliche Merkmal vorgesehen: a. Der Rückseite des Bauteils wird mindestens eine Lichtquelle zugeordnet.

Durch eine rückwärtige Beleuchtung des herzustellenden Bauteils wird ein besonders ansprechender optischer Effekt erzielt. Insbesondere kann es in diesem Zusammenhang vorgesehen sein, dass die Oberflächen der n erhabenen Konturen, insbesondere der n erhabenen Konturen, auf der Vorderseite des Bauteils zusätzlich mit einer besonderen Gestaltung versehen sind, beispielsweise mit einerVerchromung oder anderweitigen opaken Lackierung, so dass durch die rückwärtige Beleuchtung die Umrisse der n Konturen beleuchtet werden können.

In weiteren bevorzugten Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens ist im Hinblick auf die Ausgestaltung des herzustellenden Bauteils mindestens eines der folgenden zusätzlichen Merkmale a. bis d. vorgesehen: a. Das Bauteil ist ein Verkleidungsteil für eine Fahrzeugkarosserie; b. Das Bauteil ist ein Abdeckpanel für eine Fahrzeugkarosserie; c. Das Bauteil weist mit Ausnahme der Bereiche mit den n Konturen auf derVorderseite eine im Wesentlichen gleichmäßige Dicke auf; d. Die Vorderseite und die Rückseite des Bauteils sind mit Ausnahme der Bereiche mit den n Konturen auf derVorderseite im Wesentlichen parallel zueinander ausgerichtet. Insbesondere die unmittelbar vorstehenden Merkmale a. und b. sowie die Merkmale c. und d. sind in bevorzugten Ausführungsformen in Kombination miteinander realisiert. In einigen Ausführungsformen sind alle Merkmale a. bis d. in Kombination realisiert.

Weiterhin kann vorzugsweise mindestens eines der folgenden zusätzlichen Merkmale a. und b. vorgesehen sein: a. Die Vorderseite des Bauteils wird teilweise oder vollständig beschichtet, insbesondere lackiert, vorzugsweise klarlackiert; b. Die Oberflächen der n Konturen auf der Vorderseite des Bauteils werden opak beschichtet, insbesondere lackiert und/oder verchromt, vorzugsweise mit Chromfolie heißgeprägt.

Vorzugsweise sind die vorgenannten Merkmale a. und b. gemeinsam miteinander verwirklicht, so dass die Oberflächen der n Konturen, also beispielsweise der Ornamente, auf der Vorderseite des Bauteils verchromt oder anderweitig opak beschichtet sind und die übrige Oberfläche der Vorderseite beispielsweise mit einem Klarlack beschichtet ist. Dabei kann auch die Oberflächen der n Konturen zusätzlich mit einem Klarlack versehen sein. Dies bewirkt zum einen Schutz der Oberfläche des Bauteils und bewirkt zum anderen ein optisch sehr ansprechendes Ergebnis.

Insbesondere durch die besondere farbliche Gestaltung, insbesondere Lackierung und/oder Verchromung, der n Konturen auf der Vorderseite des Bauteils werden diese Konturen, die beispielsweise ornamentalen Charakter haben, optisch besonders betont und herausgehoben. Zudem ist durch diese Ausgestaltung eine rückwärtige Beleuchtung des Bauteils besonders effektvoll, da hierdurch die Konturen von ihren Umrissen her besonders betont werden.

Mit dem vorgeschlagenen Verfahren können also Bauteile produziert werden, die eine exakt definierte Beleuchtungder Konturen auf der Vorderseite des Bauteils ermöglichen, insbesondere durch eine Beleuchtung des optisch umlaufenden Randes bzw. der Umrisse der Konturen.

Die Rückseite des Bauteils kann insbesondere in Wagenfarbe gestaltet werden, indem während des Spritzgussprozesses eine entsprechende farbige Folie mit entsprechender Farbgebung integriert beziehungsweise appliziert wird. Durch die Verwendung der farbigen Folie kann die farbige Gestaltung ohne Weiteres bis zum Bauteilrand ausgebildet werden. Je nach gewünschtem optischem Effekt kann es vorgesehen sein, dass die Oberfläche der Konturen auf der Vorderseite des Bauteils beschichtet und/oder beispielsweise verchromt wird, indem insbesondere eine Chromfolie heißgeprägtwird. Dies erfolgt vorzugsweise nachträglich nach der Spritzgussfertigung des Bauteils. Der bei dem erfindungsgemäß hergestellten Bauteil mögliche besondere Beleuchtungseffekt wird vor allem dadurch erzielt, dass die farbige Folie in den rückwärtigen Bereichen des Bauteils, die den Konturen auf der Vorderseite des Bauteils entsprechen, partiell ausgespart ist. Bei einer Chrom- oder anderweitigen Beschichtung der Oberfläche der Konturen auf der Vorderseite werden so mit Hilfe einer rückwärtigen Lichtquelle die Randbereiche oder Umrisse der jeweiligen Konturen direkt sichtbar.

Die Erfindung umfasst weiterhin ein Spritzgusswerkzeug zur Herstellung eines Bauteils aus Kunststoff, insbesondere aus transparentem beziehungsweise lichtdurchlässigem Kunststoff. Das herzustellende Bauteil weist eine Vorderseite mit n Konturen, insbesondere n erhabenen Konturen, und eine mit einer farbigen Folie abgedeckte Rückseite auf. Das erfindungsgemäße Spritzgusswerkzeug ist dabei durch die folgenden Merkmale gekennzeichnet: a. Das Spritzgusswerkzeug umfasst ein erstes Werkzeugteil und ein zweites Werkzeugteil, die bei geschlossenem Werkzeug gemeinsam einen Hohlraum mit den Konturen des herzustellenden Bauteils einschließen, wobei

- eine Oberfläche des ersten Werkzeugteils ein Negativ der Vorderseite des Bauteils darstellt und den n Konturen entsprechende n Strukturen aufweist, und

- eine Oberfläche des zweiten Werkzeugteils ein Negativ der Rückseite des Bauteils darstellt; b. Die Oberfläche des zweiten Werkzeugteils weist n Erhebungen auf, die dazu dienen, die Positionierung der Folie, die mit entsprechenden n Aussparungen versehen ist, zu erleichtern; c. Die n Strukturen in der Oberfläche des ersten Werkzeugteils und die n Erhebungen auf der Oberfläche des zweiten Werkzeugteils sind derart positioniert, dass nach dem Schließen des Werkzeugs in dem Hohlraum jeder der n Strukturen einer der n Erhebungen gegenüberliegt.

Weitere Details und Vorteile des erfindungsgemäßen Spritzgusswerkzeugs sind bereits im Zusammenhang mit der Beschreibung des erfindungsgemäßen Verfahrens, in dem ein solches Spritzgusswerkzeug bevorzugt zum Einsatz kommt, offenbart. Bezüglich weiterer Merkmale und Vorteile des Spritzgusswerkzeugs wird daher auf die obige Beschreibung verwiesen.

Insbesondere ist es bei Verwendung des erfindungsgemäßen Spritzgusswerkzeugs möglich, eine farbige Folie, die mitentsprechenden Aussparungen versehen ist, genau und präzise auf der Oberfläche des zweiten Werkzeugteils zu positionieren, wobei die Erhebungen auf der Oberfläche des zweiten Werkzeugteils in die Aussparungen der Folie eingreifen. Mit Hilfe dieser Maßnahme ist es möglich, ein Bauteil mit einer rückwärtigen Farbgestaltung mittels einer farbigen Folie herzustellen, wobei die den n Konturen auf der Vorderseite des Bauteils entsprechende Bereiche auf der Rückseite des Bauteils von der Farbgestaltung präzise ausgespart sind. Das zweite Werkzeugteil mit den n Erhebungen erleichtert dabei entscheidend die Positionierung der Folie, so dass ein präzises Ergebnis erreicht wird.

In besonders bevorzugten Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Spritzgusswerkzeugs zeichnet sich das Spritzgusswerkzeug durch das folgende zusätzliche Merkmal aus: a. Die n Erhebungen auf der Oberfläche des zweiten Werkzeugteils sind versenkbar ausgebildet.

Auf die besonderen Vorteile bei einer Versenkbarkeit der n Erhebungen in das zweite Werkzeugteil wurde bereits im Zusammenhang mit der Beschreibung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausführlich eingegangen und es wird an dieser Stelle darauf verwiesen.

Die Erfindung umfasst schließlich ein spritzgussgefertigtes Bauteil aus einem lichtdurchlässigen Kunststoff, wobei das Bauteil eine Vorderseite mit n Konturen, insbesondere erhabenen Konturen, und eine mit einer farbigen Folie abgedeckte Rückseite aufweist. Die Folie weist n Aussparungen auf, im Bereich derer das Bauteil nicht mit Folie bedeckt ist. Jede der n Aussparungen überlappt in Blickrichtung senkrecht zur Vorderseite und/oder zur Rückseite des Bauteils mit einer der n Konturen auf der Vorderseite des Bauteils. Dabei ist es besonders bevorzugt, dassdas Bauteil mit einem Verfahren gemäß der obigen Beschreibung hergestellt ist.

In besonders bevorzugterWeise ist es vorgesehen, dass die Rückseite des Bauteils eine plane Fläche aufweist. Dies wird insbesondere dadurch erreicht, dass die n Erhebungen auf der Oberfläche des zweiten Werkzeugteils, die in die n Aussparungen der farbigen Folie eingreifen, während des Spritzgussprozesses versenkt werden, so dass die durch die n Erhebungen auf der Rückseite des Bauteils verursachten Abdrücke auf der Rückseite des Bauteils vollständig mit dem plastifizierten Kunststoff ausgegossen werden können und so eine plane Fläche ausgebildet werden kann.

Bei der farbigen Folie handelt es sich in bevorzugter Weise um eine Lackfolie, die von einer Lackschicht auf einer T rägerschicht ausgebildet wird. Vorzugsweise verbleibt die T rägerschicht auf dem Bauteil. Bei dem spritzgussgefertigten Bauteil ist in besonders bevorzugter Weise die Lackfolie mit der Lackschicht voran auf der Rückseite des Bauteils positioniert, so dass sich die Trägerschicht außen befindet und einen Schutz für die Lackschicht bildet. Das Bauteil ist weiterhin in bevorzugten Ausführungsformen durch mindestens eines der folgenden Merkmale a. bis d. gekennzeichnet: a. Das Bauteil ist ein Verkleidungsteil für eine Fahrzeugkarosserie; b. Das Bauteil ist ein Abdeckpanel für eine Fahrzeugkarosserie; c. Die Oberflächen der n Konturen auf der Vorderseite des Bauteils sind lackiert, vorzugsweise opak lackiert, und/oder verchromt; d. Der Rückseite des Bauteils ist mindestens eine Lichtquelle zugeordnet.

Bezüglich weiterer Details auch dieser Merkmale wird auf die obige Beschreibung verwiesen.

Grundsätzlich unterliegt die Ausgestaltung des erfindungsgemäß herstellbaren spritzgussgefertigten Bauteils insbesondere im Hinblick auf die n Konturen auf der Vorderseite des Bauteils keinen Beschränkungen. So kann die Gestalt der Konturen in Abhängigkeit von funktionellen, optischen, und/oder designerischen Aspekten ausgebildet werden. Es ist dabei auch nicht zwingend erforderlich, dass sich die Konturen gegenüber der übrigen Vorderseite des Bauteils erheben. Die Konturen können also auch als Vertiefungen in der vorderen Oberfläche des Bauteils ausgebildet sein.

Die Anzahl/? der Konturen ist bevorzugt frei wählbar. In besonders bevorzugten Ausführungsformen liegt die Zahl n in einem Bereich von 1 bis 1000, vorzugsweise in einem Bereich von 10 bis 500. Innerhalb dieser Bereiche sind n = 100 bis 300 Konturen weiter bevorzugt. Bei einer solchen Anzahl der erhabenen Konturen und damit der entsprechenden Ausbildung der Werkzeugteile des Spritzgusswerkzeugs mit der entsprechenden Anzahl und Ausbildung der Strukturen auf der Oberfläche des ersten Werkzeugteils und der Erhebungen auf der Oberfläche des zweiten Werkzeugteils werden optisch sehr ansprechende Ergebnisse bei der Herstellung des Bauteils erzielt. Weiterhin ist durch die vorgeschlagenen Maßnahmen eine problemlose und störungsunanfällige Fertigung möglich.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Zeichnungen. Hierbei können die einzelnen Merkmale jeweils für sich oder in Kombination miteinander verwirklicht sein.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

In den Zeichnungen zeigen: Fig. 1 schematische Darstellung des ersten Werkzeugteils und des zweiten Werkzeugteils des erfindungsgemäßen Spritzgusswerkzeugs in einem Längsschnitt;

Fig. 2 schematische Darstellung des ersten Werkzeugteils und des zweiten Werkzeugteils des erfindungsgemäßen Spritzgusswerkzeugs mit positionierter farbiger Folie;

Fig. 3 schematische Darstellung des ersten Werkzeugteils und des zweiten Werkzeugteils des erfindungsgemäßen Spritzgusswerkzeugs mit eingespritztem Kunststoff;

Fig. 4 schematische Darstellung des ersten Werkzeugteils und des zweiten Werkzeugteils des erfindungsgemäßen Spritzgusswerkzeugs mit eingespritztem Kunststoff und versenkten Erhebungen bei dem zweiten Werkzeugteil;

Fig. 5 schematische Schnittdarstellungeineserfindungsgemäß hergestellten Spritzgussbauteils;

Fig. 6 schematische Schnittdarstellung eines erfindungsgemäß hergestellten Spritzgussbauteils mit Beleuchtung von hinten; und

Fig. 7 optischer Eindruck eines von hinten beleuchteten, erfindungsgemäß hergestellten Spritzgussbauteils.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

Fig- 1 zeigt in einer schematischen Längsschnittansicht ein erstes Werkzeugteil 10 und ein zweites Werkzeugteil 20, die gemeinsam einen Hohlraum 30 eines Spritzgusswerkzeugs 100 bilden beziehungsweise umschließen. Der Hohlraum 30 definiert die Konturen des herzustellenden Spritzgussbauteils. Dabei bildet die Oberfläche des ersten Werkzeugteils 10, die dem Hohlraum 30 zugewandt ist, ein Negativ der Vorderseite des Bauteils und weist dafür mehrere Strukturen 11 auf, insbesondere Vertiefungen, die die Konturen auf der Vorderseite des herzustellenden Bauteils vorgeben. Die dem Hohlraum 30 zugewandte Oberfläche des zweiten Werkzeugteils 20 stellt ein Negativ der Rückseite des Bauteils dar, wobei diese Oberfläche des zweiten Werkzeugteils 20 mit mehreren Erhebungen 21 ausgestaltet ist. Die Erhebungen 21 können in dem zweiten Werkzeugteil 20 versenkt werden, so dass die dem Hohlraum 30 zugewandte Oberfläche des Werkzeugteils 20 eine plane Oberfläche bilden kann.

Wie in Fig. 2 dargestellt, wird vor der Einspritzung des plastifizierten Kunststoffs in den Hohlraum 30 des Werkzeugs 100 auf der Oberfläche des zweiten Werkzeugteils 20 ei ne farbige Folie 40 p latziert. Die farbige Folie 40 umfasst eine Trägerschicht 41, insbesondere eine Kunststofffolie, und eine darauf angeordnete pigmentierte beziehungsweise farbgebende Schicht, insbesondere eine Lackschicht 42. Die farbige Folie 40 weist Aussparungen 43 auf, die von ihrer Form und insbesondere ihrem Umriss her den Konturen auf der Vorderseite des herzustellenden Bauteils entsprechen. Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Aussparungen 43 derart platziert, dass sie den Konturen auf der Vorderseite des herzustellenden Bauteils auf der Rückseite des herzustellenden Bauteils genau gegenüberliegen und damit die Bereiche beziehungsweise die Umrisse der Konturen des Bauteils auf der Rückseite von der Farbgestaltung aussparen. Die Erhebungen 21 auf der Oberfläche des zweiten Werkzeugteils 20 dienen zur präzisen Positionierung der farbigen Folie 40 auf der Rückseite des herzustellenden Bauteils. Zu diesem Zweck greifen die Erhebungen 21 in die Aussparungen 43 der farbigen Folie 40 ein und erlauben so eine genaue Positionierung der farbigen Folie auf der Oberfläche des zweiten Werkzeugteils 20. Weiterhin wird ein Verrutschen der Folie 40 verhindert.

Fig.3 illustriert das Einspritzen des plastifizierten Kunststoffs 50 in den von dem ersten Werkzeugteil 10 und dem zweiten Werkzeugteil 20 definierten Hohlraum des Spritzgusswerkzeugs 100. Während des Spritz Vorgangs wird die farbige Folie 40 durch die Erhebungen 21 des zweiten Werkzeugteils 20 exakt in ihrer Position gehalten. Zur verbesserten Anhaftung des plastifizierten Kunststoffs 50 auf der farbigen Folie 40 kann die farbige Folie 40 auf ihrer dem Kunststoff 50 zugewandten Seite mit einer Haftmasse versehen sein. Auf der Vorderseite des Bauteils werden während des Spritzgussprozesses die erhabenen Konturen 51 in Entsprechung zu den Vertiefungen 11 des ersten Werkzeugteils 10 ausgebildet.

Bei dem Kunststoff 50 des herzustellenden Bauteils handelt es sich insbesondere um einen transparenten Thermoplasten, wie beispielsweise Polymethylmethacrylat, Polycarbonat oder Polyamid, insbesondere PA12.

Fig. 4 zeigt die Versenkung der Erhebungen 21 in dem zweiten Werkzeugteil 20 während des Spritzgussprozesses. Durch diese Maßnahme können die von den Erhebungen 21 in dem herzustellenden Bauteil gebildeten Abdrücke vollständig mit plastifiziertem Kunststoff ausgefüllt werden, so dass die Rückseite des herzustellenden Bauteils eine plane Oberfläche erhält.

Das derart herstellbare Bauteil 500 ist in Fig. 5 im Schnitt dargestellt. Das Bauteil 500 umfasst einen Grundkörper aus dem Kunststoff 50 sowie auf der Rückseite des Bauteils die farbige Folie 40, die Aussparungen 43 in den Bereichen aufweist, die den Konturen 51 auf der Vorderseite des Bauteils gegenüberliegen.

Die Oberflächen der Konturen 51 sind in dieser Ausführungsform des Bauteils mit Chromfolie 52 heißgeprägt oder anderweitig beschichtet. Weiterhin sind auf der Rückseite des Bauteils zwei Anbindungspunkte 53 für die weitere Verbauung des Bauteils 500 angefügt. Die Anbindungspunkte 53 wurden in dem weiteren Spritzgussprozess in an sich bekannterWeise hergestellt. Die Anbindungspunkte 53 können beispielsweise aus PC/ABS (Polycarbonat/Acrylnitril-Butadien-Styrol) gefertigt sein.

Gegebenenfalls kann die Vorderseite des Bauteils 500 mit einer weiteren Beschichtung, beispielsweise mit einem Klarlack, versehen werden, die beziehungsweise der einen Schutz und eine kratzfeste Oberfläche der Bauteilvorderseite erlaubt. Dies kann beispielsweise bei der Verwendung von Polycarbonat als thermoplastischem Kunststoff sehr sinnvoll sein.

Fig. 6 illustriert eine Beleuchtung von hinten bei dem spritzgussgefertigten Bauteil 500. Dabei sind auf der Rückseite des Bauteils 500 Lichtquellen 200 angeordnet, die im Bereich der Aussparungen 43 der farbigen Folie 40 in den transparenten Grundkörper des Bauteils 500 einstrahlen. Die übrigen Bereiche der farbigen Folie 40 bilden eine opake Schicht, die für sichtbare Strahlung undurchlässig ist. Auch die Chromfolienbeschichtung52 auf den Oberflächen der Konturen 51 ist für die Strahlung undurchlässig, so dass die Strahlung im Bereich der Umrisse der Konturen 51 den Grundkörper des Bauteils 500 verlässt und somit einen Beleuchtungseffekt erzielt, der ausschließlich die Umrisse der Konturen 51 erstrahlen lässt.

Fig. 7 illustriert diesen optischen Effekt bei einer Beleuchtung des Bauteils 500 von hinten. Die erhabenen Konturen 51 auf der Vorderseite des Bauteils 500 sind sternförmig ausgebildet und die Be- leuchtungvon hinten bewirkt eine exaktdefinierte Umstrahlungder Umrisse dersternförmigen Konturen 51.

Insgesamt erlaubt der erfindungsgemäße Herstellungsprozess des Bauteils 500 unter Verwendung des erfindungsgemäßen Spritzgusswerkzeugs 100 die Herstellung eines Bauteils 500 mit einer rückseitigen Farbgestaltung mittels einer farbigen Folie 40, bei der gezielt die Bereiche mit den Konturen 51 auf der Vorderseite des Bauteils 500, beispielsweise dreidimensional erscheinende Sterne, positionsgenau beleuchtet werden können. Gleichzeitig kann durch die Applikation der rückseitigen farbigen Folie 40 eine Farbgestaltung komplett bis an den Bauteilrand gewährleistet werden.