包括載體并且具有至少一個緊固至載體中的裝飾性元件的裝飾性復(fù)合體可以由不同材料制得。特別地,塑料被證明是有利的載體材料,因為塑料除了有利的材料性能之外還容易變形,因此可以進(jìn)行各種應(yīng)用。然而相比于金屬載體,塑料在載體強(qiáng)度方面存在缺點。
為了實現(xiàn)裝飾性復(fù)合體的材料性能的優(yōu)化,DE 199 06 844教導(dǎo)了使用由纖維增強(qiáng)的合成樹脂和多層表面涂層組成的塑料載體。為了在載體中設(shè)置珠寶,需要鉆出通孔,在所述通孔中緊固托座或金屬嵌件。為了將托座錨固在通孔中,用合成樹脂澆注托座和載體之間的中間空間。另一方面為了緊固金屬嵌件,在載體中形成通透銑孔。
這種復(fù)合體具有許多缺點。一方面由于托座或金屬嵌件的必要性,復(fù)合體需要特別高的制備成本。此外對于設(shè)置有珠寶的裝飾性復(fù)合體的一些應(yīng)用來說不利的是,載體中存在通孔,特別是DE 199 06 844中描述的托座和金屬嵌件不能相對于滲透的水或污物提供密封。此外存在的風(fēng)險是,珠寶從金屬嵌件或托座中松脫,因此復(fù)合體明顯失去價值。
DE 299 08 787 U1中顯示了由纖維復(fù)合材料組成的飾品。通過在飾品的可見側(cè)的表面區(qū)域中使用纖維復(fù)合材料,可見復(fù)合纖維的結(jié)構(gòu),特別是編織結(jié)構(gòu)、織物結(jié)構(gòu)、刺繡結(jié)構(gòu)或針織結(jié)構(gòu),因此能夠呈現(xiàn)表面圖案的多樣性。纖維復(fù)合材料延伸至飾品的外側(cè)。也可以設(shè)置漆涂層。在一個實施方案中,在飾品的可見側(cè)中設(shè)置凹部,在所述凹部中裝配貴金屬或?qū)毷都?。在此,凹部在纖維復(fù)合體的制備過程中產(chǎn)生或者通過在完成的纖維復(fù)合體中鉆孔產(chǎn)生。然后裝配貴金屬或?qū)毷都瑥亩谇都屠w維復(fù)合體之間產(chǎn)生基于摩擦的力傳遞結(jié)合。這種力傳遞結(jié)合僅可將貴金屬或?qū)毷都怀浞值剌d持在纖維復(fù)合體中。
FR 2 725 882涉及將珠寶緊固在塑料環(huán)中的方法,其中從熱塑性塑料塊切割元件。在熱處理之后在銑削的小尺寸凹部中裝配珠寶并且施加高壓足夠長的時間,直至塑料冷卻。為了最終固定珠寶,進(jìn)行進(jìn)一步熱處理,其中沿著凹部的開口形成保留區(qū)域,因此實現(xiàn)珠寶的適形結(jié)合。
本發(fā)明的目的是提供開篇描述的類型的裝飾性復(fù)合體,所述復(fù)合體包括具有特別有利的材料性能的載體,其中至少一個裝飾性元件特別穩(wěn)固地載持在載體中并且還相對于外部影響或環(huán)境影響受到保護(hù)。
通過具有權(quán)利要求1的特征的復(fù)合體實現(xiàn)所述目的。
裝飾性元件選自優(yōu)選具有棱面的珠寶、金屬裝飾物品、木質(zhì)元件、裝飾膜或技術(shù)功能元件,所述珠寶可以是天然或合成寶石或由陶瓷材料或玻璃石(所述玻璃石優(yōu)選由結(jié)晶玻璃構(gòu)成)構(gòu)成的珠寶,所述金屬裝飾物品例如是沖壓金屬片,所述木質(zhì)元件例如是實木三合板,所述技術(shù)功能元件例如是LED、傳感器、磁條、電腦芯片等。載體至少局部地(在一個實施方案中全部地)由纖維增強(qiáng)的塑料組成并且用于設(shè)置裝飾性元件。通過由纖維增強(qiáng)的塑料構(gòu)成的區(qū)域產(chǎn)生由纖維復(fù)合材料提供的有利的材料性能,例如升高的強(qiáng)度,特別是纖維方向上升高的拉伸強(qiáng)度,低重量,低熱膨脹,耐腐蝕性,高抗振強(qiáng)度,良好可成形性等。
通過板狀形成的載體簡化了復(fù)合體的制備。當(dāng)想要在復(fù)合體中設(shè)置多個裝飾性元件時,板狀載體是特別合適的。此外,具有板狀載體的復(fù)合體可以有利地用于具有至少局部平坦表面的產(chǎn)品,例如移動電話、移動電話外殼、信用卡或會員卡。
對于與塑料(特別是與熔融并且重新凝固的塑料)載體的材料性結(jié)合,解決了上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點并且提供了使裝飾性元件(特別是珠寶或玻璃石)與塑料載體結(jié)合的簡單的制造技術(shù)可能性,其中在材料性結(jié)合之后能夠使裝飾性元件特別穩(wěn)固和緊密地緊固至載體中。
載體的設(shè)置有至少一個裝飾性元件的側(cè)面還設(shè)置有對于可見光譜的光透明或半透明的膜。半透明物體在本發(fā)明中被理解為可見光譜的光可部分透過因此相對于透明物體具有升高濁度的物體。部分透光性在此可以取決于光譜范圍,使得半透明物體在不同于白色的顏色中也可以是透光的。優(yōu)選的是基于聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的膜。所述膜還可以在制備方法的過程中充當(dāng)傳遞膜,至少一個裝飾性元件或多個裝飾性元件在與載體緊固之前或過程中經(jīng)由所述傳遞膜載持。額外地或替代性地,載體的設(shè)置有至少一個裝飾性元件的側(cè)面上或膜上可以設(shè)置對于可見光譜的光透明或半透明的優(yōu)選由PMMA構(gòu)成的覆蓋板。與膜相同,所述覆蓋板同樣用于保護(hù)載體中的裝飾性元件和纖維復(fù)合材料。
膜和覆蓋板均優(yōu)選由塑料組成,塑料優(yōu)選選自聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA),(例如Evonik公司的),乙酸纖維素(例如105E1R26029),離聚物EMAA(例如DuPont公司的PC2000),基于有機(jī)硅的熱塑性彈性體(例如Wacker Silicones公司的200),熱塑性聚氨酯(例如695A),環(huán)狀烯烴共聚物(例如5013),無定形聚酰胺(例如TR90),聚碳酸酯(例如6555)。上述透明塑料具有高光學(xué)品質(zhì)和高透射度、低濁度和高透明度。特別地,當(dāng)使用珠寶作為裝飾性元件時,如果珠寶和膜或覆蓋板的折射系數(shù)相差盡可能大,則得以最好地獲得珠寶的閃耀效果。就此而言有利的是由結(jié)晶玻璃構(gòu)成的珠寶,因為結(jié)晶玻璃具有在1.54和1.58之間的高折射系數(shù),而一些上述聚合物材料具有低得多的折射系數(shù),例如具有1.498的折射系數(shù),離聚物具有1.50的折射系數(shù),或者熱塑性有機(jī)硅彈性體具有1.43的折射系數(shù)。還有可能的是,覆蓋板由玻璃制得。
在此出人意料地發(fā)現(xiàn),通過由PMMA構(gòu)成的膜或覆蓋板為設(shè)置在載體中的裝飾性元件提供特別好的保護(hù)并且因此提供根據(jù)本發(fā)明的復(fù)合體,所述復(fù)合體在裝飾性元件的粘合方面并且特別是在腐蝕行為方面提供良好結(jié)果,使得相比于粘合在鉆孔或空腔中的裝飾性元件,所述復(fù)合體更好并且更持久地保護(hù)嵌入的裝飾性元件免受環(huán)境影響。腐蝕行為在此是重要的,因為裝飾性元件可能包括金屬組件。對于玻璃石或珠寶,當(dāng)設(shè)置在載體中的表面設(shè)置有金屬鏡面層或絲光化(similisiert ist)從而升高閃耀度時,則可能出現(xiàn)所述腐蝕行為。
為了證實所述改進(jìn)的保護(hù),進(jìn)行多個試驗,其中將名稱為1028Cry F-foil pp14Chatons的多個由結(jié)晶玻璃打磨的珠寶作為裝飾性元件嵌入用樹脂浸漬的碳纖維增強(qiáng)的載體中,并且使載體的設(shè)置有珠寶的側(cè)面以及對置側(cè)面均與PMMA膜結(jié)合,其中在共同的壓制過程中產(chǎn)生根據(jù)本發(fā)明的材料復(fù)合物。載體為板狀并且分別具有40mm x 25mm的尺寸并且分別設(shè)置有10顆珠寶。在根據(jù)DIN EN ISO 9227:2006-10的所謂的鹽霧試驗(也被稱為“鹽噴霧試驗”)中用食鹽溶液噴射樣品,從而模擬海水負(fù)荷或大城市環(huán)境負(fù)荷的情況。在此將樣品懸掛在腐蝕試驗櫥(WEISS-KWT 450公司)中然后在35℃下暴露于5重量%食鹽溶液的噴霧。為了跟蹤腐蝕過程,在24、48或72h之后取出樣本,用去離子水(Deionat)沖洗、干燥并且目視鑒定。在此發(fā)現(xiàn),載體未遭受光學(xué)變化,而不具有PMMA膜的載體產(chǎn)生斑點狀外觀。特別對于具有PMMA覆蓋物的試樣,珠寶完全保持完好。
本發(fā)明的其它優(yōu)選的實施方案定義在從屬權(quán)利要求中。
優(yōu)選適合作為載體的塑料材料的是熱固性塑料(例如粉末漆)以及熱塑性塑料。在此原則上合適的是熱塑性塑料,例如聚酰胺(PA)、聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等。
熱塑性塑料是在一定溫度范圍內(nèi)可以可逆變形的塑料。通過冷卻和重新加熱至熔融液體狀態(tài),可以隨意經(jīng)常地重復(fù)變形。熱塑性塑料在加熱之后以糊狀至熔融液體狀態(tài)存在,可以特別容易地將裝飾性元件設(shè)置在載體中。
對于由熱固性起始材料構(gòu)成的載體,在加熱時發(fā)生熔融或液化進(jìn)入熔融液體狀態(tài)。在此,加熱造成熱固性起始材料由于通過熱能供應(yīng)的化學(xué)交聯(lián)而導(dǎo)致的固化。載體凝固同時與裝飾性元件形成材料性結(jié)合。凝固在此對應(yīng)于固化。固化表示在熱固性材料的反應(yīng)物(優(yōu)選粉末漆)之間產(chǎn)生新的結(jié)合并且進(jìn)行從液體狀態(tài)至固體狀態(tài)的不可逆的轉(zhuǎn)變。根據(jù)本發(fā)明熱固性塑料是優(yōu)選合適的,因為其特別耐熱并且復(fù)合體即使在更高的環(huán)境溫度下也不變形。
相反對于熱塑性材料,通過熱塑性塑料在供熱結(jié)束之后的冷卻過程中的凝固實現(xiàn)裝飾性元件與載體的材料性結(jié)合的形成。不同于熱固性體系,熱塑性塑料中不產(chǎn)生其它結(jié)合,而是通過冷卻至低于凝固溫度的溫度而產(chǎn)生強(qiáng)度。因此裝飾性元件與熱塑性材料載體的熔融并且重新凝固的塑料進(jìn)行材料性結(jié)合。
材料性結(jié)合通常被理解為結(jié)合配對通過原子力或分子力保持在一起的結(jié)合。特別地,粘合結(jié)合屬于材料性結(jié)合。
出人意料地發(fā)現(xiàn),當(dāng)裝飾性元件在由纖維增強(qiáng)的塑料構(gòu)成的區(qū)域內(nèi)與載體結(jié)合時,通過纖維增強(qiáng)可以實現(xiàn)裝飾性元件在載體中的特別穩(wěn)固的固定。
當(dāng)對于纖維增強(qiáng)的塑料使用粉末漆時,產(chǎn)生非常穩(wěn)固和緊密的結(jié)合。粉末漆優(yōu)選選自環(huán)氧化物粉末漆(例如PE7105)、聚酯粉末漆(例如PP1001)、丙烯酸酯粉末漆(例如PY1005)、聚氨酯粉末漆(Freiotherm PU2005)以及混合粉末漆及其混合物。如果纖維增強(qiáng)的塑料的塑料基質(zhì)包含優(yōu)選選自上述粉末漆類型的粉末漆,則可以通過塑料的熔融或液化和固化與裝飾性元件形成材料性結(jié)合,而無需在裝飾性元件的表面上分別施用粘合劑。
粉末漆的另一個優(yōu)點在于無溶劑,并且因此是環(huán)保的。此外,粉末漆在粉狀原始狀態(tài)下容易壓制和加工。
同樣對于具有熱塑性基質(zhì)材料(例如所謂的熱塑性有機(jī)片材(例如Lanxess公司的Optilite,例如規(guī)格為408-C200(2)-FG490(4)/45%或108-FG290(X)/45%))的由纖維增強(qiáng)的塑料構(gòu)成的載體,通過塑料的熔融或液化和凝固與裝飾性元件形成穩(wěn)固的材料性結(jié)合,而無需在裝飾性元件的表面上分別施用粘合劑。此外在膜或覆蓋板和載體之間產(chǎn)生穩(wěn)固粘合。
總之,熱固性塑料(例如粉末漆)和熱塑性塑料均具有必要的粘合性能從而將裝飾性元件載持在載體中。由于裝飾性元件通過其設(shè)置在載體中的整個表面與載體結(jié)合,其中載體的塑料材料保證材料性結(jié)合,基本上實現(xiàn)了裝飾性元件和載體之間的特別穩(wěn)固和緊密的結(jié)合。
還可以使用大量預(yù)浸料作為纖維增強(qiáng)的塑料。在此預(yù)浸料是容易控制、可立即使用的纖維增強(qiáng)的塑料,其中(預(yù))浸漬纖維。根據(jù)本發(fā)明特別有利的是使用無溶劑的預(yù)浸料。相比于常規(guī)熱固性預(yù)浸料,無溶劑的預(yù)浸料是本身在室溫下可儲存并且容易加工的預(yù)浸料。
特別地,具有粉末漆的預(yù)浸料可以在室溫下儲存特別長的時間,其中粉末漆預(yù)浸料可以免去溶劑使得材料在生理學(xué)上無害。特別有利的是,這種預(yù)浸料以卷材的形式提供并且機(jī)械上容易加工而不添加溶劑。作為“預(yù)浸漬材料”的簡稱,預(yù)浸料是用反應(yīng)樹脂物料浸漬的纖維平面材料。進(jìn)一步加工的多種可能性呈現(xiàn)了輕質(zhì)和高強(qiáng)度復(fù)合體的理念基礎(chǔ)。根據(jù)所使用的粉末漆,粘合性能極好,因此緊固在由纖維增強(qiáng)的塑料構(gòu)成的區(qū)域中的裝飾性元件特別穩(wěn)固地與載體結(jié)合。預(yù)浸料樹脂起初以具有中等粘度至高粘度的反應(yīng)性B-狀態(tài)存在。通過能量供應(yīng)和同時的成形措施實現(xiàn)無問題的進(jìn)一步加工。在此,低分子量(仍可熔融)樹脂轉(zhuǎn)變成高分子量不可熔融的C-狀態(tài)。在由PMMA構(gòu)成的膜或由PMMA構(gòu)成的覆蓋板的情況下,在此實現(xiàn)預(yù)浸料與膜極好地保持在一起。
特別是珠寶或玻璃石形式的裝飾性元件可以與載體直接進(jìn)行材料性結(jié)合,其中可以與熔融或液化并且重新凝固的塑料形成材料性結(jié)合。珠寶或玻璃石在此可以例如絲光化或設(shè)置有鏡面層。對于具有粉末漆的預(yù)浸料,在基于粉末漆的浸漬樹脂和珠寶或玻璃石之間產(chǎn)生特別穩(wěn)固的材料性結(jié)合。
纖維增強(qiáng)的塑料的纖維可以特別是碳纖維(碳質(zhì)纖維)、玻璃纖維、天然纖維和/或芳綸纖維。還可想到玄武巖纖維或天然纖維,例如大麻纖維、亞麻纖維、黃麻纖維、劍麻纖維、椰子纖維、秸稈纖維、干草纖維和/或苔蘚纖維。此外,源自木材、材料、紙張、卡紙和/或莎草紙的纖維也可以充當(dāng)塑料的增強(qiáng)材料?;旌辖M織(即多種纖維類型的混合物)也可以用于本發(fā)明。特別對于根據(jù)本發(fā)明所使用的碳纖維,由纖維增強(qiáng)的塑料構(gòu)成的區(qū)域具有對應(yīng)于技術(shù)時代精神的高品質(zhì)外觀并且提供在復(fù)合體移動時顯現(xiàn)三維圖像的3D效果。為此目的,可以為纖維增強(qiáng)的區(qū)域的纖維設(shè)置不同的編織結(jié)構(gòu)和編織方式。例如有可能的是平紋編織、斜紋編織和綢紋編織。這些編織方式可以具有雙軸構(gòu)造和單向構(gòu)造。由纖維增強(qiáng)的塑料構(gòu)成的區(qū)域的單位面積重量通常在30和500g/m2之間。
如果載體中緊固大量裝飾性元件,則這些裝飾性元件可以設(shè)置在由纖維增強(qiáng)的塑料構(gòu)成的共同區(qū)域中。還可以設(shè)計為,形成多個由纖維增強(qiáng)的塑料構(gòu)成的區(qū)域,在所述區(qū)域中分別設(shè)置一個或多個裝飾性元件。
珠寶形式的裝飾性元件可以是優(yōu)選具有棱面的打磨的天然或合成寶石或玻璃石。在此玻璃石的優(yōu)點在于低成本制備,在高品質(zhì)結(jié)晶玻璃的情況下被視為是寶石的光學(xué)高品質(zhì)替代品。還可以設(shè)計為,珠寶的設(shè)置在載體中的表面設(shè)置有鏡面或鏡面層或絲光化。所述鏡面可以例如經(jīng)由PVD或CVD施加。
對于具有鑲邊(所述鑲邊圍繞位于珠寶的上部和下部之間并且在珠寶中具有其最大周長的區(qū)域)的珠寶或者對于上部和下部之間的框邊,可以設(shè)計為,珠寶設(shè)置在載體中直至鑲邊或框邊,使得在最終狀態(tài)下鑲邊或框邊被載體圍繞夾住,因此實現(xiàn)特別牢固的載持。在此可以設(shè)計為,珠寶或一般而言裝飾性元件僅以一定程度設(shè)置在載體中,使得珠寶的一部分以浮雕方式從載體中突出。還可以設(shè)計為,珠寶或一般而言裝飾性元件的外表面與載體的表面齊平或者甚至珠寶或裝飾性元件固定在載體的外表面之下,使得在珠寶或裝飾性元件的上方剩下空腔。
在本發(fā)明的一個實施方案中,設(shè)置在載體上的膜或覆蓋板例如印刷有圖案,其中在膜或覆蓋板的未印刷的區(qū)域中可以看到設(shè)置在載體中的裝飾性元件。在膜或覆蓋板的情況下,同樣有可能在載體的背對裝飾性元件的側(cè)面上經(jīng)由印刷進(jìn)行裝飾。作為印刷方法,可以考慮現(xiàn)有技術(shù)中已知的方法,例如數(shù)字印刷。
在本發(fā)明的一個實施方案中,設(shè)置在載體的設(shè)置有至少一個裝飾性元件的側(cè)面上的優(yōu)選由PMMA組成的膜或覆蓋板與具有不同彈性的膜結(jié)合。例如在由PMMA組成的膜上以層壓復(fù)合物的形式設(shè)置的膜或的膜。相比于較脆并且非柔性的PMMA膜,和具有更高的彈性。通過與具有更高彈性的膜(例如上述示例或)結(jié)合,根據(jù)本發(fā)明的復(fù)合體更具彈性和柔性并且相對于碰撞作用得到更好的保護(hù)。
本發(fā)明還涉及用于制備如上所述的復(fù)合體的方法。
在第一步驟中例如在爐中將板狀載體加熱至第一溫度。通過加熱,板狀載體的塑料熔融并且為糊狀或部分液體并且可以至少以一定程度變形和重新堆積。對于熱固性材料,在此進(jìn)行固化。在此可以將載體加熱至90至250℃,優(yōu)選120和220℃,非常優(yōu)選130和180℃之間的溫度。
在下一個步驟中壓制至少一個裝飾性元件和板狀載體,其中由于塑料的糊狀或部分液體狀態(tài),裝飾性元件擠入板狀載體,并且在這種情況下板狀載體的材料局部地重新堆積或壓縮。壓制裝飾性元件與載體的壓力可以例如為約0.01-1kN/cm2,優(yōu)選0.02-0.5kN/cm2,特別優(yōu)選0.03-0.2kN/cm2。優(yōu)選地,使用具有高表面品質(zhì)的金屬壓制工具用于壓制裝飾性元件和板狀載體。
由于載體的糊狀或部分液體狀態(tài),可以將塑料基質(zhì)置于裝飾性元件的表面上,從而在另一個步驟中形成裝飾性元件和板狀載體之間的材料性結(jié)合。因此可以使用極少的加工步驟使至少一個裝飾性元件與板狀載體結(jié)合,其中特別無需為裝飾性元件分別設(shè)置粘合劑,因為載體的塑料本身充當(dāng)粘合劑。對于熱固性材料,在加熱的過程中已經(jīng)可以通過固化形成材料性結(jié)合。對于熱塑性材料,通過由于復(fù)合體的冷卻造成的凝固與板狀載體形成材料性結(jié)合。
有利的是,在加熱至第一溫度之前預(yù)熱載體。例如,所述預(yù)熱可以在約130℃的預(yù)熱溫度下進(jìn)行和/或持續(xù)約一小時的時間。
在根據(jù)本發(fā)明的方法的另一個實施方案中,在壓制的過程中將載體加熱至高于第一溫度的溫度。所述加熱過程可以例如在120至280℃的溫度下進(jìn)行。
為了減少復(fù)合體中的張力,在根據(jù)本發(fā)明的方法中優(yōu)選逐步加熱復(fù)合體并且同樣逐步升高壓力。取決于塑料,最大溫度為120℃至280℃。
在冷卻時在裝飾性元件和載體的熔融并且重新凝固或固化的塑料之間形成材料性結(jié)合。所述冷卻可以在維持壓制壓力的情況下進(jìn)行,這通過在復(fù)合體仍然存在于壓制工具內(nèi)時進(jìn)行冷卻而進(jìn)行。
在一個實施方案中,在壓制之前在載體的接收區(qū)域中預(yù)先形成用于一個或多個裝飾性元件的一個或多個空腔,因此便于將裝飾性元件擠入載體。
在另一個實施方案中,可以在壓制過程中將一個或多個裝飾性元件載持在膜上,因此實現(xiàn)在裝飾性元件上方具有膜的復(fù)合體的特別簡單的制備方式。所述膜由于壓制同樣與載體結(jié)合。在該情況下,待與載體結(jié)合的膜用作傳遞膜,使用所述傳遞膜將裝飾性元件施加至載體。替代性地,可以使用與所述膜分離的傳遞膜,在將裝飾性元件傳遞至裝飾性元件的載體之后重新除去所述傳遞膜,因此壓制待與載體結(jié)合的膜和載體。
在此,膜可以如同裝飾性元件那樣與載體(特別是與載體的熔融并且重新凝固或固化的塑料)形成材料性結(jié)合。額外地或替代性地,膜本身也可以熔融并且重新凝固,因此與載體固定結(jié)合。也可以事后將膜設(shè)置在具有已經(jīng)至少部分?jǐn)D入的裝飾性元件的載體上。
還可以設(shè)計為,一個或多個裝飾性元件同時與覆蓋板和板狀載體壓制。所述覆蓋板可以作為保護(hù)板如同上述膜那樣直接施加在載體上或直接施加在所述膜上。
在下文中根據(jù)附圖說明并參考附圖詳細(xì)解釋本發(fā)明的其它細(xì)節(jié)和優(yōu)點。其中:
圖1顯示了用于制備根據(jù)本發(fā)明的復(fù)合體的示意圖,
圖2顯示了用于制備根據(jù)本發(fā)明的復(fù)合體的另一個示意圖,
圖3顯示了根據(jù)本發(fā)明的復(fù)合體的橫截面圖,
圖4a顯示了用于制備根據(jù)本發(fā)明的另一個實施方案的復(fù)合體的另一個示意圖,
圖4b顯示了根據(jù)本發(fā)明的所述實施方案的復(fù)合體的橫截面圖,和
圖5至11顯示了用于制備根據(jù)本發(fā)明的各個實施方案的復(fù)合體的示意圖。
圖1顯示了用于制備根據(jù)本發(fā)明的復(fù)合體4的示意圖,所述復(fù)合體4具有由纖維增強(qiáng)的塑料組成的載體1,所述載體1中設(shè)置有多個珠寶2形式的裝飾性元件2。在本情況下,整個載體為板狀并且由纖維增強(qiáng)的塑料組成。珠寶2經(jīng)由膜3(所述膜3在該情況下也充當(dāng)傳遞膜)移動至載體1。在此將珠寶2預(yù)固定至膜3。加熱載體之后壓制珠寶2和載體1并且形成根據(jù)本發(fā)明的復(fù)合體4。為了清楚起見,用于加熱和壓制的現(xiàn)有技術(shù)中本身已知的加熱裝置和壓制工具在所示圖中未顯示或僅示意性顯示。
載體1的經(jīng)熔融塑料凝固之后,珠寶2特別穩(wěn)固和緊密地與載體1結(jié)合。在該狀態(tài)下可以重新除去例如由PMMA組成的膜3。為了進(jìn)行保護(hù)或者出于裝飾性原因,膜3也可以保留在復(fù)合體4上。
圖2中顯示了用于制備根據(jù)本發(fā)明的復(fù)合體4的另一幅圖,其與圖1的不同之處在于,在載體1中例如預(yù)先形成空腔5,所述空腔5便于擠入珠寶2。在壓制珠寶2的過程中,載體1的少量的熔融或至少部分液化的塑料材料必定重新堆積,所述材料在重新凝固之后與珠寶2進(jìn)行材料性結(jié)合。
如根據(jù)圖3(其顯示了根據(jù)圖1或圖2制得的復(fù)合體4的橫截面圖)可見,完成制備的復(fù)合體4中不再可見預(yù)先形成的空腔5。
圖4a中顯示了用于制備根據(jù)本發(fā)明的另一個實施方案的復(fù)合體4的示意圖。在該情況下,載體1還與由透明塑料構(gòu)成的覆蓋板6結(jié)合。在所示情況下,首先經(jīng)由充當(dāng)傳遞膜的膜3壓制珠寶2和載體1。然后取下膜3并且將覆蓋板6粘合至載體1。為此目的設(shè)計為,覆蓋板6通過載體1的熔融并且重新凝固的塑料與其進(jìn)行材料性結(jié)合。圖4b中顯示了根據(jù)本發(fā)明的所述實施方案的復(fù)合體4的橫截面圖。
替代性地也設(shè)計為,膜3也可以保留在復(fù)合體4中并且將覆蓋板6連同珠寶2和膜3一起與載體1壓制。
珠寶2與載體1和覆蓋板6以及任選與膜3的結(jié)合可以在單個壓制步驟中進(jìn)行。
圖5顯示了如何經(jīng)由熱壓制方法將以珠寶2形式形成的裝飾性元件2嵌入載體1的示意圖。載體1在此由纖維增強(qiáng)的復(fù)合板組成或由一個或多個預(yù)浸料層組成。
準(zhǔn)備和方法過程:
在整個接觸面上經(jīng)由脫模噴霧預(yù)處理壓制金屬模具7、8之后,將珠寶2置于下沖模8上的希望的位點和位置,并且將按照模具表面切割的載體1以預(yù)浸料(一層或多層)的復(fù)合板的形式小心地置入模具7、8中并且放置在珠寶2上。然后通過緩慢施加上沖模7關(guān)閉模具7、8。將關(guān)閉的模具7、8送入熱壓機(jī)9并且在尚未加壓的狀態(tài)下加熱至110℃。在達(dá)到該預(yù)熱溫度時,首先施加0.05kN/cm2的最小單位壓制壓力p,因此珠寶2可以侵入已經(jīng)變得略微塑性的載體1中,因此對于之后的過程此時預(yù)固定。
之后在仍然存在的0.05kN/cm2的壓制壓力p下將模具7、8進(jìn)一步加熱至粉末漆特定的烘烤溫度(例如180℃)達(dá)5-10分鐘的時間。然后將模具7、8冷卻至約150℃,然后經(jīng)受0.1kN/cm2的恒定壓制壓力p。在該壓力調(diào)節(jié)時工具溫度進(jìn)一步降低直至達(dá)到約70℃。之后可以使復(fù)合體4成形。
圖6顯示了如何經(jīng)由熱壓制方法將以珠寶2形式形成的裝飾性元件2嵌入載體1的示意圖。載體1在此由纖維增強(qiáng)的復(fù)合板組成或者由一個或多個預(yù)浸料層組成,其中載體1設(shè)置有空腔5。
準(zhǔn)備和方法過程:
在整個接觸面上經(jīng)由脫模噴霧預(yù)處理壓制金屬模具之后,將珠寶2置于板/預(yù)浸料的空腔5中的希望的位點和位置,并且將裝配的載體1小心地轉(zhuǎn)移至模具7、8中。然后通過施加上沖模7關(guān)閉模具7、8。將關(guān)閉的模具7、8送入熱壓機(jī)9并且在尚未加壓的狀態(tài)下加熱至110℃。在達(dá)到該預(yù)熱溫度時,首先施加0.05kN/cm2的最小單位壓制壓力p,因此珠寶2可以更多地侵入已經(jīng)變得略微塑性的載體1中,因此對于之后的過程固定。
之后在仍然存在的0.05kN/cm2的壓制壓力p下將模具7、8進(jìn)一步加熱至粉末漆特定的烘烤溫度(例如180℃)達(dá)5-10分鐘的時間。然后將模具7、8冷卻至約150℃,然后經(jīng)受0.1kN/cm2的恒定壓制壓力p。在該壓力調(diào)節(jié)時工具溫度進(jìn)一步降低直至達(dá)到約70℃。之后可以使復(fù)合體4成形。
在由熱塑性有機(jī)片材構(gòu)成的載體1的情況下,在壓力升高至0.5kN/cm2的壓制壓力p下將模具7、8加熱至各種熱塑性塑料特定的軟化溫度(例如165℃)達(dá)5-10分鐘的時間。然后將模具7、8冷卻至約120℃,然后經(jīng)受0.5kN/cm2的恒定壓制壓力p。在該壓力調(diào)節(jié)時工具溫度進(jìn)一步降低直至達(dá)到約70℃。之后可以使具有熱塑性載體1的復(fù)合體4成形。
圖7顯示了經(jīng)由熱壓制方法將以珠寶2形式形成的裝飾性元件2嵌入載體1的另一種方式的示意圖。載體1在此由纖維增強(qiáng)的復(fù)合板組成或者由一個或多個預(yù)浸料層組成,其中珠寶2固定在膜3上。
準(zhǔn)備和方法過程:
在整個接觸面上經(jīng)由脫模噴霧預(yù)處理壓制金屬模具7、8之后,將具有預(yù)固定的珠寶2的膜3置入模具7、8中的下沖模8上??梢越?jīng)由粘合層或漆層實現(xiàn)珠寶2在膜3上的固定。替代性地也可以使用覆蓋板6代替膜3。為了整體外觀,整合至構(gòu)件的膜3或覆蓋板6應(yīng)當(dāng)特征在于高的透明度和光學(xué)品質(zhì)。
將按照模具表面切割的載體1以由預(yù)浸料(一層或多層)構(gòu)成的復(fù)合板的形式小心地置入模具7、8中的珠寶2上,并且通過施加上沖模7關(guān)閉模具7、8。將關(guān)閉的模具7、8送入熱壓機(jī)9并且在尚未加壓的狀態(tài)下加熱至110℃。在達(dá)到該預(yù)熱溫度時,首先施加0.05kN/cm2的最小單位壓制壓力p,因此珠寶2可以更多地侵入已經(jīng)變得略微塑性的載體1中,并且因此對于之后的過程固定。在熱塑性載體1的情況下,關(guān)閉的模具7、8在熱壓機(jī)9中在不加壓的狀態(tài)下加熱至125℃。
之后在仍然存在的0.05kN/cm2的壓制壓力p下將模具進(jìn)一步加熱至粉末漆特定的烘烤溫度(例如180℃)達(dá)5-10分鐘的時間。然后將模具7、8冷卻至約150℃,然后經(jīng)受0.1kN/cm2的恒定壓制壓力p。在該壓力調(diào)節(jié)時工具溫度進(jìn)一步降低直至達(dá)到約70℃。之后可以使復(fù)合體4成形。在該制造步驟之后可以取下膜3或者膜3可以保留在載體1上。
在熱塑性載體1(例如熱塑性有機(jī)片材)的情況下,在0.4kN/cm2的升高的壓制壓力p下將模具7、8進(jìn)一步加熱至各種熱塑性塑料特定的軟化溫度(例如180℃)達(dá)5-10分鐘的時間。然后將模具7、8冷卻至約120℃,然后經(jīng)受0.4kN/cm2的恒定壓制壓力p。在該壓力調(diào)節(jié)時工具溫度進(jìn)一步降低直至達(dá)到約70℃。之后可以使復(fù)合體4成形,其中膜3由于壓制過程而與熱塑性載體1結(jié)合或整合至熱塑性載體1。
作為進(jìn)一步的變體形式,由于構(gòu)件中之后可能的翹曲問題而對稱地進(jìn)行待壓制層的構(gòu)造:
圖8顯示了將珠寶2對稱地設(shè)置在板狀載體1的對置側(cè)的方法的示意圖。在該情況下將珠寶2固定在兩個膜3、3'上。膜3如同根據(jù)圖7的實施例那樣置于下沖模8上,而膜3'固定至上沖模7上。然后如同上述實施例那樣將載體1置入模具7、8中,然后通過施加上沖模7關(guān)閉模具7、8。
在本發(fā)明的如下實施方案中,不同于上述實施方案,珠寶2形式的裝飾性元件2不設(shè)置在載體1的纖維增強(qiáng)的區(qū)域10中。
根據(jù)圖9的示意圖顯示了制備方法,其中纖維增強(qiáng)的復(fù)合板10或一個或多個預(yù)浸料層與兩個由PMMA構(gòu)成的覆蓋板6、6'結(jié)合形成載體1。一層或多層塑料膜也可以代替覆蓋板6、6'與由纖維增強(qiáng)的塑料構(gòu)成的區(qū)域10組合形成載體1。覆蓋板6、6'與區(qū)域10的結(jié)合可以在使珠寶2與載體1結(jié)合的相同的壓制步驟中進(jìn)行。在此覆蓋板6、6'與區(qū)域10的熔融并且重新凝固的塑料進(jìn)行材料性結(jié)合。
準(zhǔn)備和方法過程:
在整個接觸面上經(jīng)由脫模噴霧預(yù)處理壓制金屬模具7、8之后,將具有預(yù)固定的珠寶2的膜3、3'置入模具7、8中的下沖模8或上沖模7上。為了整體外觀,整合至復(fù)合體4的整個載體元件(例如膜3、3'和板6、6')應(yīng)當(dāng)特征在于高的透明度和光學(xué)品質(zhì)。
將按照模具表面切割的膜3、3'和板6、6'以及由纖維增強(qiáng)的塑料構(gòu)成的區(qū)域10以希望的對稱夾心層構(gòu)造小心地置入模具7、8中,通過施加上沖模7關(guān)閉模具7、8。將關(guān)閉的模具7、8送入熱壓機(jī)9并且在尚未加壓的狀態(tài)下加熱至90-110℃。在達(dá)到該預(yù)熱溫度范圍時,首先施加0.05kN/cm2的最小單位壓制壓力p,因此珠寶2可以更多地侵入已經(jīng)變得略微塑性的覆蓋板6、6'中,并且因此對于之后的過程固定。
之后在仍然存在的0.05kN/cm2的壓制壓力p下將模具7、8進(jìn)一步加熱至粉末漆特定的烘烤溫度(例如160℃)達(dá)5-10分鐘的時間。然后將模具冷卻至約130℃,然后經(jīng)受約0.4kN/cm2的恒定壓制壓力p。在該壓力調(diào)節(jié)時工具溫度進(jìn)一步降低直至達(dá)到約70℃。之后可以使復(fù)合體4成形。
作為進(jìn)一步的變體形式,也可以用印刷紙或裝飾膜的中間層進(jìn)行待壓制層的構(gòu)造。
根據(jù)圖10的示意圖涉及根據(jù)本發(fā)明的另一個實施方案的復(fù)合體4的制備。在該情況下載體1由復(fù)合板或一個或多個預(yù)浸料層形式的具有由纖維增強(qiáng)的塑料構(gòu)成的區(qū)域10組成。所述區(qū)域10在壓制時與兩個由PMMA構(gòu)成的覆蓋板6結(jié)合。在覆蓋板6的外側(cè)上分別壓制具有固定其上的珠寶2的膜3。在膜3的外側(cè)上分別壓制另一個由PMMA構(gòu)成的覆蓋板6'。在另一個覆蓋板6'的外側(cè)上分別壓制具有固定其上的珠寶2的膜3'。為了清楚起見,未顯示設(shè)置在下沖模8上的膜3、3'中的珠寶2。在熱壓機(jī)9中使所有層彼此壓制,其中由于壓制壓力p和加熱形成這些構(gòu)件之間的材料性結(jié)合。覆蓋板6、6'和膜3、3'透明,因此珠寶2可以呈現(xiàn)效果。
在根據(jù)圖8、9和10的實施方案中,同樣可以使用由纖維增強(qiáng)的熱塑性塑料(例如熱塑性有機(jī)片材)構(gòu)成的載體1,其中使用如同圖7所述的相似參數(shù)。
圖11示意性顯示了根據(jù)本發(fā)明的另一個實施方案的復(fù)合體4的制備方法,其中經(jīng)由熱壓制方法使裝飾性元件2(例如有棱面的打磨珠寶2)與塑料載體1結(jié)合,所述載體1至少局部地由纖維增強(qiáng)的塑料組成。
在此,將裝飾性元件2與優(yōu)選由PMMA組成的透明塑料顆粒11以有序或預(yù)固定方式置入模具中,所述模具本身設(shè)置在壓制工具的下沖模8上。在壓制過程中,由纖維增強(qiáng)的塑料構(gòu)成的區(qū)域10(例如復(fù)合板或一個或多個預(yù)浸料層)的兩側(cè)分別與由PMMA構(gòu)成的覆蓋板6、6'結(jié)合。替代性地也可以使用硬質(zhì)膜代替覆蓋板6、6'。在區(qū)域10的與塑料顆粒11對置的側(cè)面上也可以使用多個板6',從而能夠?qū)崿F(xiàn)具有裝飾性元件2的區(qū)域的對稱補(bǔ)償。
顆粒11例如為約3mm長并且具有約4mm的直徑并且源自常規(guī)塑料注塑加工和塑料擠出加工。加工溫度在220-260℃之間。顆粒11用熱壓機(jī)9加工。裝飾性元件2一方面可以混入相應(yīng)量的PMMA顆粒11并且盡可能好地漂浮分布在壓制工具中(情況1)。替代性地,有可能用上述載體膜3和固定設(shè)備定位在壓制模具中的沖模上,因此壓制工具被PMMA顆粒11填充(情況2)。對于PMMA顆粒11的加工,需要200-230℃的溫度連同約1kN/cm2的單位壓制壓力p,從而避免復(fù)合體中熔融顆粒的晶界。
在此發(fā)現(xiàn),在使用PMMA顆粒11的壓制方法中不僅可以順利嵌入珠寶2,而且可以順利嵌入金銀絲元件直至有機(jī)源裝飾性元件(例如苔蘚或干花),并且可以在構(gòu)成的復(fù)合體4中建立有效的深度效果。
上述方法還可以使用例如粒徑在0.4mm和0.6mm之間的PMMA細(xì)粉末代替PMMA顆粒11,其中這種細(xì)粉末由于更短的加工時間而具有優(yōu)點,因此能夠?qū)崿F(xiàn)更短的周期時間。此外,細(xì)粉末產(chǎn)生致密結(jié)構(gòu)的更好潤濕而無氣穴,這有利于構(gòu)成的復(fù)合體4的外觀。
方法過程:
在整個接觸面上經(jīng)由脫模噴霧預(yù)處理壓制金屬模具7、8之后,在情況1中將PMMA顆粒11和任選均勻分布的裝飾性元件2的混合物填充在打開的壓制模具7、8中并且施加上沖模7從而關(guān)閉模具7、8。
在情況2中,將設(shè)置有裝飾性元件2的載體膜3或元件2緊密地施加至工具模具表面上并且用PMMA顆粒11填充打開的壓制模具7、8,之后施加上沖模7從而關(guān)閉模具7、8。
在兩種情況下,然后在壓機(jī)9中首先在尚未加壓的狀態(tài)下將關(guān)閉的模具7、8加熱至約90-110℃。在達(dá)到所述預(yù)熱溫度時,建立0.05kN/cm2的最小壓力p。然后在所述壓力下將模具7、8進(jìn)一步加熱至約200-230℃。在達(dá)到最大溫度時,模具7、8在0.05kN/cm2下冷卻至130℃,從所述冷卻溫度開始以1kN/cm2的主壓力繼續(xù)進(jìn)行直至約90-70℃的成形溫度。停止加壓并且可以用微溫使復(fù)合體4成形。