Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Kunststoff-Formteilen mit geprägter Oberflachenbeschichtung entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Derartige Formteile sind z.B. als Innenverkleidungen in Kraftfahrzeugen, wie z.B. Armaturenbretter oder Türinnen¬ verkleidungen, bekannt. Bei einem üblichen Herstel¬ lungsverfahren wird zunächst im Spritzgießverfahren ein Formteil aus einem thermoplastischen Kunststoff hergestellt, das anschließend mit einer geprägten Folie, die ggf. vorher tiefgezogen werden muß, kaschiert wird.

Dieses bekannte Verfahren zur Herstellung von Formteilen mit geprägter Oberflachenbeschichtung ist - bedingt durch die Vielzahl der Verfahrensschritte - aufwendig und teuer. Zudem stellt sich während des Tiefziehens der geprägten Folie sowie beim anschließenden Kaschieren des separat hergestellten Spritzguß-Formteils die Oberflächenprägung der Folie teilweise wieder zurück. Schließlich wird beim Tiefziehen durch die flächige Streckung die Prägung deformiert, so daß eine unbefriedigende, zum Teil auch ungleichmäßige Prägung entsteht.

Es ist weiterhin versucht worden, beim herkömmlichen Spritzgießen mit Einspritzdrücken von einigen hundert Bar bis zu etwa tausend Bar während der Einspritzphase nicht nur gleichzeitig mit dem Spritzgießen des Formteils dieses mit der Folie zu verbinden, sondern weiterhin im gleichen Arbeitsgang die Folie auch mit einer Prägung zu versehen, wobei das Formteilwerkzeug an seiner inneren Oberfläche eine entsprechende Strukturierung aufwies. Es zeigte sich jedoch, daß es auf diese Weise nicht möglich war, die Formteile mit der Folie einwandfrei zu verbinden und gleichzeitig auch noch

die Folie mit der gewünschten präzisen Oberflächenstruktur zu versehen. Dies war auch dann nicht zufriedenstellend möglich, wenn die Folie vor dem Hinterspritzen mit Kunststoff durch Tiefziehen vorgeformt war.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das gattungsgemäße Verfahren so auszugestalten, daß neben einer einwandfreien Verbindung zwischen Formteil und Folie auch eine definierte Prägung der Folie erreicht wird.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale. Wie sich überraschend gezeigt hat, ist auf diese Weise die einwandfreie Prägung der späteren dekorativen Oberflachenbeschichtung gleichzeitig mit dem Spritzgießen des Kernmaterials zu bewerkstelligen.

Hierzu weist das Formteilwerkzeug in bekannter Weise auf seiner Innenseite eine (negative) Prägung auf, die der späteren Oberfläche des Formteils entspricht.

Die spätere geprägte dekorative Oberfl chenbeschichtung wird durch Einsatz einer zunächst ungeprägten Folie aus tiefziehfähigem . Material, also insbesondere aus thermopla¬ stischem Kunststoff, erzielt. Bevorzugt wird eine Folie aus PVC - mit oder ohne Weichmacher -, aus ABS (Acrylnitril- Butadien-Styrol) oder aus einer Mischung von PVC mit ABS eingesetzt. Es können jedoch auch andere, dem Fachmann im einzelnen geläufige Materialien eingesetzt werden, die als Oberflächenbeschichtungen bekannt sind. Die Dicke- der Folie beträgt etwa 0,2 bis 1,5 mm, bevorzugt 0,5 bis 1 mm.

Die zunächst ungeprägte Folie kann in ihrer Form der Ober¬ flächenkontur des Formteilwerkzeugs durch Tiefziehen angepaßt sein, es können jedoch bevorzugt auch ebene Zuschnitte einer Folie eingesetzt werden. Um während des Einspritzens des thermoplastischen Kernmaterials ein unerwünschtes Hinter¬ fließen der Folie auszuschließen, wird die Folie bevorzugt in der Trennebene des Formteilwerkzeuges eingespannt, z.B.

mittels Vakuumansaugung und/oder mechanischen Klemmeinrich¬ tungen. Während des Einspritzens des thermoplastischen Kunststoffs für das Kernmaterial des Formteils wird die in das Formteilwerkzeug eingelegte Folie an die Innenwandung des Formteilwerkzeuges angepreßt. Bedingt durch die in der Spritzgußmasse für das Kernmaterial vorhandene Schmelzwärme und bevorzugt durch zusätzliches, ggf. partielles Beheizen des Formteilwerkzeuges wird die Folie auf eine Temperatur oberhalb der Verformungstemperatur (Erweichungstemperatur) erwärmt, so daß das Prägemuster der Formteilwerkzeugober¬ fläche auf die Folie übertragen wird.

Als besonders vorteilhaft hat sich die Kombination der Maßnahmen gemäß den Ansprüchen 1 und 2 erwiesen, da hier zusätzlich eine besonders gleichmäßige Druckverteilung während der Abkühlphase im gesamten Verbindungsbereich zwischen dem Formteil und der Folie vorliegt. Dementsprechend wird auch eine besonders exakte Übertragung der Oberflächenstruktur des Formteilwerkzeuges auf die Folie insbesondere auch bei großen oder sehr großen Formteilen wie Innenverkleidungen in Kraftfahrzeugen erreicht. Das an sich bekannte Verfahren gemäß Anspruch 2 ist beispielsweise in der DE-OS 25 01 314 beschrieben. Der für die erfindungsgemäße Erzeugung der gewünschten Oberflächenprägung notwendige Innendruck im Formteilwerkzeug nach dem Einspritzen des thermoplastischen Kunststoffs für das Kernmaterial beträgt bei diesem bekannten Verfahren etwa 10 bis 130 bar. Bevorzugt kann bei der erfindungsgemäßen Anwendung ein Druck von etwa 50 bis 100 bar vorgesehen werden. Damit wird nur ein Bruchteil des beim herkömmlichen Spritzgießen üblichen Drucks im Formteilwerkzeug erreicht.

Bevorzugt weist der thermoplastische Kunststoff der tiefzieh¬ fähigen Folie eine Schmelztemperatur auf, die höher-ist als die Temperatur des thermoplastischen Kunststoffs für das Kernmaterial des Formteiles bei dessen Einspritzen in das Formteilwerkzeug. Hierdurch wird erreicht, daß die spätere Oberflächenfolie in ihrem vom Formteil abgewandten Bereich

zwar ausreichend erweicht, aber nicht örtlich aufschmilzt und von dem schmelzflüssigen Kernmaterial zerstört wird.

Nach ^* , einer.weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird als Folie für die Oberflachenbeschichtung eine einseitig mit einem Schaumstoff kaschierte Folie verwendet. Solange sichergestellt ist, daß der Schaumstoff beim Einspritzvorgang bzw. in der anschließenden Druckphase nicht dauerhaft geschädigt wird, stellt sich der Schaumstoff nach dem Entformen des Formteils wieder weitgehend oder voll¬ ständig zurück. Als Schaumstoff hat sich insbesondere ein solcher auf der Basis von Weich-Polyurethan bewährt, der bei den relativ geringen Drücken des erfindungsgemäßen Verfahrens von bevorzugt 50 bis 100 bar nicht geschädigt wird, solange für das Kernmaterial ein thermoplastischer Kunststoff mit niedriger Schmelztemperatur, wie z.B. Polyethylen verwendet wird. Der Schaumstoff sollte geschlossenzellig sein und/oder eine Oberflächenverhautung aufweisen, um ein Eindringen des schmelzflüssigen Kernmaterials in die Zellen des Schaumstoffs und damit dessen Verhärtung zu verhindern.

Als Kernmaterial wird bevorzugt ein thermoplastischer Kunst¬ stoff auf der Basis von Polypropylen und/oder ABS verwendet. Wesentliche Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens sind:

1. kostengünstige, einfache Verfahrensweise durch Fortfall der separaten Prägung der Oberflächenfolie;

2. Fortfall jeglicher Klebstoffe oder ähnliches; ggf. kann die Oberflächenfolie jedoch zur Erhöhung der Haftfestig¬ keit mit einem Haftvermittler versehen sein;

3. hohe Verbundfestigkeit der Oberflachenbeschichtung mit dem Kernmaterial;

4. freie Wahl der Oberflächenprägung auch an komplizierten, nicht ebenen Oberflächen, ggf. auch Differenzierung der

Oberflächenprägung an verschiedenen Stellen der Ober¬ fläche;

5. einwandfreie Oberflachenbeschichtung, d.h. keine Falten¬ bildung, Durchbrüche oder dgl., mit definierter Prägung.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbei- spiels in der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen dabei

Figur 1 ein zweiteiliges Formteilwerkzeug nach dem Ein¬ spritzen des Kernmaterials,

Figur 2 eine schematische Darstellung der einzelnen Ver¬ fahrensabläufe in vier Teilzeichnungen.

In Figur 1 ist ein zweiteiliges Formteilwerkzeug 1 zur Her¬ stellung einer Ablageplatte mit umlaufenden Rand für einen PKW dargestellt. Die fertige Ablageplatte besteht dabei aus einem hohlen Kern 6 aus ABS, der einseitig mit einer genarbten Oberflächenfolie 4 aus einem PVC-ABS-Blend überzogen ist.

Gemäß Figur 2 A wird zunächst ein ebener Zuschnitt 4 einer ungeprägten, d.h. glatten Folie einer Dicke von 0,8 mm in das geöffnete Formteilwerkzeug 1 eingelegt und durch die Spannleisten 7 fixiert (Figur 2 B) . Nach einer alternativen Ausfuhrungsform der Erfindung wird der ebene Zuschnitt der Oberflächenfolie 4 zunächst tiefgezogen und dann in das Formteilwerkzeug 1 eingelegt.

Nach dem Schließen des Formteilwerkzeugs 1 wird das Kernmate¬ rial 6 - im dargestellten Ausführungsbeispiel wird ein ABS- Material verwendet - in den Werkzeughohlraum 12 eingespritzt. Gleichzeitig wird durch die Vakuumabsaugung 11 das Tiefziehen der Folie 4 unterstützt. Zusammen mit dem Einspritzen des schmelzflüssigen Kernmaterials 6 wird ein Inertgas, im Ausführungsbeispiel Stickstoff, in den Formteilhohlraum 12 injiziert. Das Inertgas kann dabei durch den Angußkanal 5

oder ggf. durch eine oder mehrere in den Formwerkzeug- Hohlraum ragende Injektionsnadeln in das schmelzflüssige Kernmaterial 6 injiziert werden.

Das gesamte Volumen des eingespritzten Kernmaterialε 6 beträgt etwa 20 bis 95 % des Formwerkzeug-Hohlraumes, so daß das hergestellte Formteil als Hohlkörper ausgebildet wird. ^"

Beim Einspritzen des Kernmaterials 6 drückt dieses die Folie 4 gegen die mit einem Prägemuster versehene Innenoberfläche 10 der oberen Werkzeughälfte 2. Durch die Schmelzwärme des Kernmaterials 6 wird die Folie 4 kurzzeitig bis zu der zum Prägen notwendigen Temperatur aufgeheizt, so daß eine ^¬ dauerhafte .Übertragung der Oberflächenstruktur 10 ^" der oberen Werkzeughälfte.2 auf die Folie 4 gewährleistet ist. Ggf. kann, durch die Kühlkanäle 8 auch kurzzeitig die' obere Werkzeughälfte 2 aufgeheizt werden, falls die durch - das Kernmaterial eingebrachte Wärmemenge nicht ausreichend zum Prägen der Oberflächenfolie 4 sein sollte.

Nach dem Einspritzen des Kernmaterials 6 wird der Druck im Werkzeughohlraum in Höhe von 70 bar für das dargestellte Aus¬ führungsbeispiel der Erfindung für ca. 1 Minute aufrecht¬ erhalten. Während dieser Zeit werden die obere Werkzeughälfte 2 und die untere Werkzeughälfte 3 durch Einleiten eines Kühlmediums in die Kühlkanäle 8 gekühlt. Nach vollständiger Erstarrung des Kernmaterials 6 wird ggf. der Gasüberdruck aus dem Hohlraum 12 abgelassen und das Formteil entformt.

Das fertige Formteil weist an seiner Oberfläche eine gleich¬ mäßige Prägung auf, die exakt der Oberflächenstruktur der inneren Oberfläche 10 der oberen Werkzeughälfte 2 entspricht. Die so geprägte Oberflächenfolie 4 ist haftfest mit dem Kernmaterial 6 verbunden.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist es überraschend ein¬ fach möglich, Spritzgußteile mit einwandfrei geprägter deko-

rativer Oberflachenbeschichtung herzustellen, die vielfältig eingesetzt werden können.