Eintrag in der Universitätsbibliographie der TU Chemnitz
Kalinowska, Agnieszka*
Gehde, M. (Prof. Dr.-Ing.) (Gutachter) ; Drummer, D. (Prof. Dr.-Ing.) (Gutachter)
Wissenschaftlich-technischer Beitrag zum prozessintegrierten Bedrucken von Kunststoffteilen während des Spritzgießens
Scientific-technical contribution to the process-integrated printing technology for plastic parts during injection molding
Kurzfassung in deutsch
In-Mold Technologien, wie In-Mold Labeling oder In-Mold Decoration werden seit einigenJahren für die prozessintegrierte Dekorierung von Kunststoffoberflächen eingesetzt. Der
Nachteil dieser etablierten Verfahren liegt in zusätzlich notwendigen Prozessschritten und
-anlagen, die ein aufwendiges Handling und entsprechende Transportsysteme benötigen. Im
Rahmen dieser Arbeit wurde ein In-Mold Printing Verfahren und die zugehörige Technologie
entwickelt, die eine Dekorierung der Kunststoffformteile direkt im Formgebungsprozess des
Spritzgießwerkzeuges realisieren lässt. Die Durchführbarkeit des In-Mold Printing Verfahrens
wird auf PP und PC demonstriert und die prozessrelevanten Phänomene des Farbübertrags
und der Farbhaftung identifiziert. Die Werkzeugwandtemperatur wird als besonders kritisch
angesehen, daher kommen isotherme sowie dynamische Werkzeugtemperierung zum Einsatz,
um die thermische Situation in der Farb-Kunststoff-Grenzfläche genau zu untersuchen. Die
mikroskopische Gefügestruktur der Farb-Kunststoff-Grenzschicht sowie die nanoskaligen
mechanischen Eigenschaften und lokalen Schmelztemperaturen der verschiedenen Materialkomponenten
in der Grenzschicht werden mittels Rasterkraftmikroskopie untersucht. Daraus
wird auf die in der Farb-Kunststoff-Grenzschicht ablaufenden Strukturbildungsprozesse und
physikalischen Bedingungen geschlossen. Eine wissenschaftlich fundierte Analyse aller Erkenntnisse
über die Einflüsse von Prozessbedingungen und Druckstoffformulierung auf die
Qualität des Druckergebnisses und die mikroskopische Gefügestruktur werden in einer detaillierten
Beschreibung der physikalisch-chemischen Prozesse beim Farbübertrag und der Farbhaftung
zusammengefasst.
Kurzfassung in englisch
In-Mold technologies, such as In-Mold Labeling or In-Mold Decoration, have been used forseveral years for the process integrated decoration of plastic surfaces. The additional handling
and transport processes cause considerable costs and are a big disadvantage. The new developed
in-mold printing process offers an alternative and enables the decoration of plastic parts
during injection molding process. Here, the image is pad printed onto the surface of the mold
and then transferred to the surface of the plastic part during injection molding. The feasibility
of this method is demonstrated on PP and PC and process related phenomena of the ink transfer
and the ink adhesion are identified. The mold temperature is considered to be particularly
critical. This is due to the fact that the temperature of the ink is affected by the mold temperature
and liquid ink is necessary for a transfer of the ink to the polymer surface. In this study
isothermal and dynamic (variothermal) heating-cooling systems are used in order to investigate
the thermal situation at the ink-plastic-interface. The microscopic structure of the inkplastic-
interface as well as the nano-scale mechanical properties and local melting temperatures
of the various material components in the boundary layer are examinated by atomic
force microscopy. On this basis it is possible to describe structure formation processes and
physical conditions in the ink-plastic interface. A scientific analysis of all of the findings
about the influence of process parameter and conditions, ink formulation and their influence
on the quality of printed motives and microscopic structure of plastic part are summarized.
Detailed descriptions of the physical-chemical process during the ink transfer and ink adhesion
are shown.
| Universität: | Technische Universität Chemnitz | |
| Institut: | Professur Kunststofftechnik | |
| Fakultät: | Fakultät für Maschinenbau | |
| Dokumentart: | Dissertation | |
| Betreuer: | Gehde, Michael (Prof. Dr.-Ing.) | |
| ISBN/ISSN: | 978-3-8439-2883-0 | |
| Quelle: | München : Verlag Dr. Hut, 2016. - 173 S. | |
| Freie Schlagwörter (Deutsch): | Polypropylen , Polycarbonat , In-Mold Printing , Tampondruck , Spritzgießen , Adhäsion , Farbübertrag , Rasterkraftmikroskopie , Kratzfestigkeit | |
| Freie Schlagwörter (Englisch): | Polypropylene , Polycarbonate , In-Mold Printing , pad printing , injection molding , adhesion , ink transfer , atomic force microscopy , scratch resistance | |
| DDC-Sachgruppe: | Ingenieurwissenschaften | |
| Tag der mündlichen Prüfung | 07.10.2016 |
