具有按钮功能的功能支撑件的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于生产具有刚性支撑结构(5)的多功能的功能支撑件的工艺和所生产的功能支撑件。该工艺特征在于，i)引入平坦的、柔性的从辊(26)供给的塑料膜(3)；ii)塑料膜(3)被放置到注塑模具中，并且塑料膜(3)被后模制以在第一侧上形成基本上大致连续的硬塑料支撑件(5)，在操作元件和/或显示元件的区域中，塑料膜至少在某些地方不被后模制，并且以至少两个间隙(13)的形式保持暴露；iii)在第二侧上，塑料膜在RIM工艺中用透明的固化铸造化合物淹没填充，并被涂覆以透明表面层(1)，至少在某些地方是柔性的隔膜区域(6)形成在间隙(13)的区域中；iv)操作元件和/或显示元件被放置到间隙中并且接合至塑料支撑件。
【专利说明】具有按钮功能的功能支撑件
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于生产具有刚性支撑结构的多功能的功能支撑件一例如用于车辆或装置的控制台结构一的方法，其中，操作元件和/或显示元件设置在透明表面层的后面，该透明表面层基本在整个功能支撑件之上是连续的。本发明还涉及以这种方式生产的功能支撑件。
现有技术
[0002]现今，操作元件和显示装置以及所有类型的按钮均结合在汽车内部的大面板中的间隙中。这导致缝隙和材料过渡。
[0003]现今已知的解决方案可归纳如下:
[0004]具有模压或涂层应用的隔膜键区:隔膜键区满足连续表面的需求，并且通过模压或选择性涂层或硅酮应用满足形成在上面的按钮几何形状的需求，但总限于平的基本几何形状。例如参见DE20 2005 012 021U1。
[0005]热成型膜:热成型允许膜形成为三维形式，并且也允许在上面形成按钮几何形状。限制是由必要的弯曲半径(没有尖锐的边缘是可能的)以及按钮之间的最小距离(在按钮之间必须有足够的材料以用于热成型)而设定的。由于变形的膜在其被压下时也必须遵循按钮的行进，因此这种按钮的功能致动也不易于实现。这种膜还非常倾向于在致动耐久性试验中迅速失效。
[0006]硅酮表面:自由地形成的功能操作员界面可以由硅酮制得。此方案的区别在于软的表面和硅酮颜色的有限亮度。为此，该方案通常不被专门选择用于大面积应用。
【发明内容】
[0007]本发明的目的之一是生产连续的三维形成面板，该连续的三维形成面板具有由具有高品质外观的塑料制成的集成的操作和/或显示元件。在这方面，操作元件/按钮优选地具有触觉反馈，该触觉反馈对操作可靠性而言具有关键的重要性。
[0008]因此，本发明首先涉及根据权利要求1的工艺并且还涉及对应地生生的多功能的功能支撑件。
[0009]具体地，本发明一方面涉及用于生产具有刚性支撑结构的多功能的功能支撑件的工艺，其中，操作元件和/或显示元件设置在透明表面层后面，该透明表面层基本在整个功能支撑件之上是连续的。在这种情况下的该工艺的特征尤其在于至少以下步骤被执行:
[0010]i)引入优选地至少在某些地方是透明的且具有在0.05-0.4mm或0.1-0.4mm范围内的厚度的平坦的、柔性的塑料膜，该塑料膜从辊供给，并且，用于定位在例如定位标记的形式的注塑模具中的装置优选地施加至该膜；
[0011]ii)平坦的塑料膜例如通过使用至少一个定位标记(多个这种标记也是可能的)以精确定位的方式被放置到注塑模具中，并且塑料膜被后模制以在第一侧上形成大致连续的硬塑料支撑件，注塑模具以下述方式被设计，即:在操作元件和/或显示元件的区域中，塑料膜至少在某些地方没有被后模制，并且以至少一个或两个间隙的形式保持暴露；
[0012]iii)在背离第一侧的第二侧上，塑料膜在同一注塑模具中或在将坯件转移到另外的注塑模具中之后在该另外的注塑模具中，在RM工艺(反应注塑成型)中基本上遍及地透明的固化(自固化、存在单独的固化剂的情况下的固化、和/或热固性)铸造化合物淹没填充，并且被涂覆以在基本上整个功能支撑件之上形成具有至少0.1mm的厚度的连续的透明表面层，至少在某些地方为柔性的隔膜区域形成在间隙的区域中(在这方面，对于模具而言还可能的是在铸造化合物的注入之后模具被进一步地稍微关闭，使得非常薄的铸造化合物层是可能的)；
[0013]iv)操作元件和/或显示元件被放置到间隙中且接合至塑料支撑件。
[0014]该方法的第一优选实施方式的特征在于，在步骤i)之前或在步骤i)期间或在步骤i)之后，塑料膜优选地在丝网印刷工艺、激光印刷工艺、压印工艺、喷印工艺、胶版印刷工艺或数字印刷工艺中优选地被印刷和/或装饰在第一侧和/或第二侧上。-当辊通过注塑模具被牵拉时，该辊通过印上的定位标记被定位。在(TPU)辊上，例如对于每个图像存在以黑色分别印刷在左侧和右侧上的定位标记。左侧用于例如方形盒的纵向对准，右侧用于椭圆形杆的横向对准。这些定位标记由注塑模具中的相应的光学传感器进行检测，并且接着，辊借助于推进和侧向校正而为每个单独的图像自动的正确地定位。这些标记可以应用在该印刷步骤中。该定位可以通过先前穿孔的定位孔另外执行。
[0015]替代性地或另外地，根据另外的优选实施方式，可以在步骤ii)之后，优选地使用前述方法中的一个方法至少在某些地方印刷坯件，和/或对坯件进行装饰。
[0016]替代性地，可以使坯件经受激光打标。如果在后模制的过程中不能确保膜的位置正好精确地设置在开关元件/显示元件的将来位置之上，则打标在生产工艺的该阶段中是特别有利的。
[0017]另外的优选实施方式的特征在于，通过步骤ii)，塑料膜至少在某些地方被转换成三维表面形式且稳定于其中。
[0018]换言之，在步骤ii)的过程中，膜或者可以保持在其平坦的位置中，或者可以要么通过以对应地形成的方式被放置到注塑模具中、要么通过后模制的实际处理工艺而实现三维表面形式。
[0019]操作元件优选地为具有触觉反馈的至少一个开关。
[0020]另外的优选实施方式的特征在于，显示元件为IXD显示器，优选地为(电阻或电容)触摸感应显示器。
[0021]另外的优选实施方式的特征在于，功能支撑件既具有以带有触觉反馈的开关形式的至少一个操作元件并且还具有至少一个显示元件，优选地，为电阻或电容触摸感应显示元件。
[0022]另外的优选实施方式的特征在于，塑料膜为TPE、TPU(热塑性聚氨酯弹性体)的塑料膜、或者聚酰胺一优选地，聚酰胺6或聚酰胺12—的塑料膜，或TPU的塑料膜。优选的实施方式通常特征在于，塑料膜具有在150-300 μ m范围内的、优选地在150-225 μ m范围内的厚度。
[0023]另外的优选实施方式的特征在于，用于形成表面层的铸造化合物为在存在固化剂的情况下固化、自固化和/或热固化的透明聚氨酯树脂，所述树脂至少在操作元件的区域中以及至少部分地围绕操作元件设置的隔膜区域中具有不超过0.4mm的厚度，并且表面层在这些区域中优选地具有至少0.2mm的厚度。
[0024]根据优选实施方式，通常被证明是有利的是，所使用的生产工艺的特征在于塑料膜优选地以塑料膜已被印刷在前侧和/或后侧上的形式从辊被供给，且该塑料膜还再次被移除至辊(除了切开区域外)并且，在第一处理步骤中，塑料膜在第一注塑模具中被后模制以形成硬塑料支撑件。优选地，在关闭模具之前，塑料膜在模具的凸形区域之上伸展，覆盖模具的凸形区域，并且/或通过使用负压被带到抵靠模具的凹形区域(因为在模具中设置有对应的真空通道)，并且随后优选地围绕外围被夹紧在边缘区域中，并且接着模具被关闭。
[0025]在这方面可能有利的是:当关闭和/或打开模具时，塑料膜立即自动被切割成外围轮廓。
[0026]在第一处理步骤之后，所得坯件可以在塑料膜的与硬塑料支撑件相对的一侧上用透明的固化铸造化合物淹没填充，该坯件优选地通过喷射器的辅助而优选地从第一注塑模具被移除，并且被放置到第二模具中，并且固化铸造化合物在该模具上被模制以形成透明表面层。在这方面，坯件优选地随后被切割成外围最终部件轮廓，以形成该部件。
[0027]随后可通过添加另外的功能元件特别是锅仔片、印刷电路板或发光元件而完成该部件。
[0028]本发明还涉及具有至少一个操作元件并优选地具有至少一个显示元件的多功能的功能支撑件，其特征在于，厚度在0.05-0.4mm或0.1-0.4mm的范围内的塑料膜，该塑料膜在第一侧上直接被后模制有硬塑料支撑件，该硬塑料支撑件除了至少一个或两个间隙之外是连续的，该膜在相对的第二侧上具有由固化的铸造化合物构成的直接的、大致连续的透明表面层。在这种情况下，在至少一个间隙中设置有优选地具有触觉反馈的开关形式的至少一个操作元件，围绕所述至少一个操作元件存在围绕外围的至少一部分的柔性隔膜区域，以允许按钮行进，在该区域中，柔性层状结构仅包括可选地印刷的塑料膜和表面层。
[0029]这种功能支撑件的第一优选实施方式的特征在于，该功能支撑件在比如上面所描述的工艺中生产而成。
[0030]功能支撑件的另外的优选实施方式的特征在于，该功能支撑件还具有至少一个显示元件，并且其特征在于，至少一个操作元件和至少一个显示元件优选地紧固在公用的印刷电路板上，该公用的印刷电路板特别优选地紧固至硬塑料支撑件。在这种情况下，优选地，整个功能支撑件的所有操作元件和显示元件均设置在单个公用的印刷电路板上。
[0031]根据另外的优选实施方式，至少部分地在表面之上突出的区域特别地在操作元件的区域中由铸造化合物形成在表面上。然而，在所提及的隔膜区域中，保持了表面层的上述指定的厚度，以确保开关的触觉反馈的充分的移动性。
[0032]硬塑料支撑件和/或其上设置有操作元件和/或显示元件的印刷电路板可以具有光导、光源和/或光遮挡件。
[0033]这种功能支撑件可以是用于车辆的一体式控制台元件或控制台元件的一部分、用于车辆的方向盘、医疗装置、计算机鼠标、游戏控制台或用于移动电话或桌面电话的界面。
[0034]在从属权利要求中详细说明了其它实施方式。
【专利附图】
【附图说明】
[0035]下文中参照附图对本发明的优选实施方式进行描述，附图仅用于说明的目的而不应当解释为限制性的。在附图中:
[0036]图1示出了例如沿着根据图3的结构的线A-A穿过根据本发明的功能支撑件的示意性截面图；
[0037]图2示出了提议的工艺的各个处理步骤的图示；
[0038]图3示出了汽车中央控制台的面板的示例；
[0039]图4示出了优选的生产工艺的各种处理步骤以及处理结果，该优选的生产工艺也示意性地表示在根据图5的步骤中，其中，在a)中，开口模具示出为具有所供给的塑料膜，在b)中，开口模具示出为具有所施加的塑料膜，在c)中，开口模具示出为具有施加至模具轮廓的塑料膜，并且在d)中，示出了闭合模具，在e)中，闭合模具示出为具有模制的塑料支撑件，并且在f)中，再次示出了闭合模具，在g)中，开口模具仅在坯件被移除时示出，并且在h)中给出了坯件的截面图示；在i)中，开口模具示出为具有在第二处理步骤的过程中插入的还件，在j)中，示出了闭合模具，在k)中，闭合模具示出为具有溢出的前侧,并且I)示出了对应的坯件，m)示出了具有相关联的切割点的坯件，η)示出了具有拆离的边缘区域的坯件，并且ο)示出了切割成一定尺寸的部件，并且其中，P)以不同的立体图(顶部的)和截面图示(底部的)示出尚未切割成一定尺寸的部件，q)示出了这种视图中的另外的部件，并且r)示出了还不具有插入的功能部件的切割成一定尺寸的部件；以及
[0040]图5示出了生产工艺的流程图。
【具体实施方式】
[0041]图3示出了汽车中央控制台的面板的示例，图1示出了沿着根据图3的结构的线A-A穿过根据本发明的这种功能支撑件的示意性截面图，并且图2示出了提议的工艺的各个处理步骤的图示。现在对该工艺的各个步骤进行如下说明:
[0042]图2中的步骤1:从辊供给的柔软的膜3 (例如TPU200 μ m厚)被印刷和装饰在前侧和/或后侧上，另外在上面印刷定位标志12。在TPU辊上，用于每个图像的定位标记以黑色分别印刷至左侧和右侧。印刷至左侧用于纵向对准方形盒，印刷至右侧用于横向对准捕圆形杆。在根据图1的截面图不中，在成品部件11中还存在定位标记12,该定位标记12位于例如对于将存在的该标记12而言不成问题的点处。然而，这种定位辅助通常确切地说以下述方式具体地设置在膜3的边缘处，即:使得单个定位标记12或多个定位标记12接着在进一步的加工过程中被移除(根据图2的步骤5)并且不再包括在成品部件中。
[0043]接着，膜3在根据图2的步骤2的过程中通过被定向在定位标记12处而被定位。这些定位标记12由注塑模具中的相应的光传感器进行检测，并且接着，借助于推进和侧位校正，辊为了每个单独的图像而自动地正确地被定位。这样，膜被放置到注塑模具中且被后模制(backmoulded)有硬塑料支撑件5。该塑料支撑件5的材料可以是聚酰胺、聚碳酸酯或者其它ABS。在操作和显示元件的的区域中，膜3未被后模制，即，为此留有间隙13，并且包括膜3和表面层2的层状结构在那里形成就隔膜6的意义上说的柔性且有弹性的表层。
[0044]然后，塑料支撑件5上的膜3可以再次(或首次)在图2中的步骤3的过程中被装饰，例如，符号可以通过印刷准确地被激光定位，或者，例如可以通过衬垫印刷工艺印上其它元件。
[0045]在根据图2中的项目四的下一步骤中，，带有膜3的塑料支撑件5被定位在模具中并且模具被闭合，从而在膜的上侧与模具之间留下至少0.1mm的缝隙。该缝隙通常在高压下(低压工艺也是可能的)被填充以反应性PU模制化合物，S卩，清晰的，S卩，基本上是透明的或至少半透明的位于PU高压装置上的聚氨酯。
[0046]—旦聚氨酯已固化(另外，热输入也是可能的)，则面板优选地也被进一步处理，例如被修剪(外围膜和浇口等)且也可能进行抛光。然后，可以从后面安装操作元件7和显示元件9，这优选地以下述方式执行，即:上面安装有元件7和元件9的印刷电路板10从后面被推动并且被紧固至结构5。
[0047]带有形成在其上的凸起的按钮部2或装饰元件的透明铸造化合物1:用于产生表面层I的铸造化合物为本发明的最重要的材料。其一方面用于产生基本上任何所期望的三维表面结构(模具表面的压印)。另一方面，可以通过铸造化合物在表面上设置基本上任何所期望的结构，比如按钮或装饰脊部等的形式。这通常在最薄点处的最小厚度为0.1-2.0mm的范围之内发生。该表面层I可以在整个表面上连续或者否则是仅在子区域中连续。表面层I具有以下属性:
[0048]-弹性的，以允许按钮2/7在薄隔膜区域6中致动；
[0049]-在厚的按钮区域2中是牢固的，以提供硬的触感；
[0050]-在所施加的厚度内是透明的，以使得装饰可见；
[0051]-良好地粘附至膜；
[0052]-良好的耐磨损性；
[0053]-高抗划伤性；
[0054]-不会变黄，甚至当暴露于强烈的阳光下时亦是如此；
[0055]-中性气味且无排放。
[0056]铸造化合物一般在按钮的隔膜区域6中具有0.1mm至0.3mm的厚度，以便实现带有触觉反馈的按钮的致动。在其它区域中，由于硬塑料后模制件5、硬的下层显示元件9或厚的按钮区域2，表面触感较硬。
[0057]铸造化合物的硬度可以由固化剂混合至涂料组分的混合比率而设定。通常优选地是，硬度在70-100肖氏A，或在80-100肖氏D，优选地在80-85肖氏D的范围内。特别优选地是在80肖氏A的范围内。
[0058]按钮区域中的该隔膜6实现按钮7的触觉反馈，并且这在三维表面I在整个部件上连续的情况下发生。
[0059]聚氨酯已被证明是非常合适的铸造化合物材料。聚氨酯借助于高压或低压反应注塑成型(RM)而施加至面板，从而在塑料膜3与表面层2之间自动地形成紧密结合。在这方面有三个可能的程序:
[0060]1.就在后模制之后，在第二模具中在同一台机器上用铸造化合物进行淹没填充；优点在于面板已被恰当地定位。
[0061]2.作为单独的步骤，将面板放置到RM模具中，其中，用于表面涂层和按钮、装饰凸条等的缝隙随后用聚氨酯进行淹没填充，以形成表面层1/2。为了使得模具被填充，最小的层厚度为200 μ m。
[0062]3.与2相同，但是在模具被填充之后，层厚度借助于模压压力进一步减至100 μ m(0.1mm)。
[0063]脱模剂可以是有利的。
[0064]在进行淹没填充之后，面板也优选地被进一步处理，例如切割成一定尺寸(膜和浇口)。也可能是必要的透明铸造化合物仍然随后地进行抛光。
[0065]塑料膜3:该膜应当具有以下属性:
[0066]-可变形且适于被后模制；
[0067]-柔性的且为柔软的，以确保按钮功能(行进)；
[0068]-为了装饰可进行印刷；
[0069]-对于背光和显示元件/显示区域是透明的；
[0070]-良好(耐用的)地粘附至表面层；
[0071].良好(耐用的)地粘附至硬的支撑结构。
[0072]膜3优选地由50-300 μ m厚的TPU膜组成。
[0073]TPU在这种情况下可以是脂肪族的或非脂肪族的。优选的厚度是200 μ m。
[0074]类似于铸造化合物，膜3的硬度优选地在70-100肖氏A范围内，或80-100肖氏D范围内，优选地在80-85肖氏D范围内。特别优选地在80肖氏A范围内。
[0075]为了实现关于后模制件5的更好的粘附性，膜3可以用酒精清洗、用等离子体、电晕或火焰预热或可包括共挤压烯层。
[0076]替代性地，也可以设想其它材料，例如聚酰胺PA或TPE (热塑性弹性体)等。
[0077]装饰4:膜3可以被印刷在前侧上或印刷在后侧上(例如丝网印刷)。符号可能已施加在膜上。然而，符号和其位置的不可控变形可能会在柔软的膜3的后模制期间发生，从而以下程序是优选的:
[0078]1.用符号颜色(例如白色)将膜印刷在前侧上；
[0079]2.用表面颜色(例如黑色)印刷膜；
[0080]3.后模制已印刷的膜；
[0081]4.将符号激光加工在经后模制的部件上，从而确保几何形状与位置相匹配。
[0082]该工艺也可以用于印刷在后侧上的膜3，不过印刷仅通过表面颜色执行并且符号从后面进行激光加工，并且必要时还通过移印填充以符号颜色。
[0083]硬塑料支撑件5:支撑件5必须执行以下功能:
[0084]1.作为膜3的牢固基部，以在没有按钮的区域中生产尽可能硬且牢固的表面；
[0085]2.良好地粘附至膜3;
[0086]3.作为在柔性隔膜6的区域中的敞开的窗部；
[0087]4.除非使用了透明材料或具有透明部件的二组分工艺，否则支撑件5作为在显示元件/显示器9的区域中的敞开的窗部；
[0088]5.能够对操作和显示部件或在后侧上具有这些元件的印刷电路板10进行固定；
[0089]6.能够对车辆/装置中的面板的集成进行固定。
[0090]对于TPU膜3的后模制件而言，优选地，使用ABS/PC塑料制品，但是也可以使用PA6或ABS/PA或类似的系统。
[0091]壁厚基本上取决于部件尺寸和安装深度。
[0092]没有塑料后模制件6的柔性隔膜区域:为了实现在操作元件7情况下的触觉反馈或为了致动电阻式显示器9，需要隔膜6。该隔膜6仅由装饰膜3和表面层I的铸造化合物组成。隔膜6的厚度由膜3的厚度和隔膜区域中的表面层I的铸造化合物的厚度所产生。该总厚度不应超过600 μ m,这是因为否则通常不再可能实现尖锐的触觉开关感觉。
[0093]在该隔膜区域6中，膜3不被后模制(窗口 /间隙)。
[0094]隔膜的长度(从所形成的按钮2上的边缘至后模制件5的距离)应当在2-10mm的范围内，优选地在4-6_的范围内，通常为约5mm,但是取决于有待实现的开关感觉和按钮几何形状。
[0095]微型开关/锅仔片7:为了获得按钮致动的触觉反馈，在按钮2下方设置有微型开关7或锅仔片。致动力和按扣会受锅仔片的选择的影响。
[0096]本发明的非常重要的优点和独特特征之一在于触觉按钮感觉可以在连续的面板表面中生产。
[0097]然而，也可以实现电阻式按钮(硅酮开关垫而不是微型开关)和电容按钮或这些技术的组合。
[0098]背光8:按钮的背光或各个区域的照明或功能性发光可以借助于常规的LED和/或光导向装置而实现。
[0099]然而，在平坦的结构的情况下也可以使用光导膜或EL膜。
[0100]显示元件/显示器9:显示器可以紧固至塑料支撑件。由于显示器9上的薄的且柔性的层1/3，也可以使用电阻触摸屏以及电容触摸屏。
[0101]印刷电路板10:印刷电路板用作用于操作元件7和显示元件9的接收器。为此可以使用刚性、柔性或刚柔印刷电路板10。在极端表面曲率的情况下，3D MID技术等也是可能的。
[0102]印刷电路板10可以借助于螺钉、粘合剂粘结或塑料后模制件上的卡扣连接直接紧固至面板。
[0103]这种部件的生产工艺基于图4和图5被详细地呈现。在第一处理步骤中，塑料膜3因此被后模制有硬塑料支撑件5，确切地说在第一注塑模具中进行后模制，并且，在随后的第二生产步骤中，透明铸造化合物在第二模具中被直接模制在塑料膜3的前侧上。
[0104]具体地，在图4a中示出了具有上注塑模具28的敞开的第一注塑模具，该上注塑模具28代表闭合的一侧且特别是具有凹形模具形状。设置在模具中的为真空通道30，真空通道30在该凹形区域中向外敞开。塑料膜3放置在该上注塑模具28之上，该塑料膜3从供给辊26被供给且在卷绕辊27上的模具后面被再次收起。
[0105]设置在下面的为周向夹紧框架31。
[0106]仍然设置在下面的还有下注塑模具29，该下注塑模具29具有与注塑模具28中的凹形形式对应的凸形形式，并且在这种情况下具有用于硬塑料的供给线34。同样也设置在该模具中的为用于接纳夹紧框架的周向槽32。
[0107]如图4b中所示，膜被推进并且随后通过夹紧框架31被压靠在注塑模具28的平坦的区域上。在接下来的步骤中，经由线30施加真空，并且接着弹性膜3被吸入到凹形区域中，并且，如图4c中所示，弹性膜3在该凹形模具中平滑地抵靠凹形模具的表面。
[0108]随后，如图4d中所示，模具接着被关闭。模具一旦被关闭，随后在塑料膜3后面形成硬层5的塑料经由通道34被供给。塑料在仍在模具中的同时固化。随后，模具被再次打开；在图4f中示出了打开的模具。附带地，可以在关闭时(图4d)立即将塑料膜3切割成对应的外围轮廓，或在设置在模具打开时(比较图4f)用的对应的自动切割机构。
[0109]接着，根据图4f，坯件35搁置在下凸形模具上，并且，为了允许该坯件35被干净地移除，优选地，在下注塑模具29中设置有推顶销33，该推顶销33之后被向上推动，使得坯件35于是可以被容易地移除且被放置到第二模具中。如特别是从图4h中可以获悉的，该坯件在第一处理步骤之后具有两层式结构，其中，上侧上为透明塑料膜3并且下侧上为硬塑料结构，该硬塑料结构具有间隙，如前面已经讨论的那样。
[0110]该坯件35接着被放置到第二模具中，如其在图4i中以打开状态所示出的那样。坯件35被放置到下模具36的对应的凸形部上或被放置到下模具36的对应的凸形部中，并且模具随后被关闭，如图4j中所示出的。
[0111]接着，铸造化合物经由供给通道31被供给并且被模制在膜3的背对硬的区域5的一侧上。该结果由在图4k中的闭合的模具示出。在图4i中以截面图示示出了这一因而合成的具有在另一侧上被淹没填充和被后模制的膜的坯件；该坯件36接着从第二处理模具移除。
[0112]在其边缘区域中还具有广泛围地悬垂的区域，特别地，通常具有浇口余量38。这接着在预期的周向切割点37处被拆离，以便生产如图4m和图4n中所示的最终部件42，该最终部件42具有期望的外围轮廓，并且同样地在图4ο中以截面图给出。
[0113]在图4ρ的上部区域中示出了仍然作为坯件36的可能的这种部件，即，膜和/或透明铸造化合物和/或硬塑料支撑件的悬垂边缘区域还没有被切断。
[0114]在图4q中再次从上面(左侧)和下面(右侧)以立体图示出了另一稍微不同类型的结构。此处，可以很好地看见不同间隙，以及设置在铸造化合物的表面上用以形成触觉按钮区域的凸起部分。在图4r中，示出了边缘轮廓已被切除的成品部件，并且同样在此处可以很好地看到间隙13，以及还可能需要的脊部43。在此处所描述的生产工艺中，这些脊部43具体地可以以特别复杂的然而很好地支撑的方式形成，这是因为这些脊部直接模制到透明膜上。
[0115]图5再次总体上出了各个步骤。在第一步骤中，印刷的膜从辊到辊被印刷，确切地说，或者在上侧上或者在下侧上，或在上侧和下侧两者上被印刷；另外也可能的是，某些压模可能已经设置在膜上。
[0116]在第二步骤中，如图4a中示出的膜定位在后模制模具中、被固定并且接着被吸入到模具的凹形区域中，并且被带到抵靠模具的凹形区域。
[0117]在第三步骤中，第一模具被关闭，并且优选地并行地，膜被从辊切下，并且在模具中被后I吴制有硬塑料材料。
[0118]在以下步骤中，坯件被移除并且被放置到第二模具——淹没填充模具(floodingmould)中。然后，在接下来的第五步骤中，该第二模具被关闭且在与硬塑料材料相反的一侧上用透明铸造化合物材料进行淹没填充，该透明铸造化合物材料也固化在模具中。
[0119]随后，仍然在模具中或在将坯件从模具移除之后，周向挤压边缘被切除且由此浇口同样地被立即切除。
[0120]在最后步骤中，部件可以通过适当地添加另外的功能元件比如锅仔片、印刷电路板等而被组装以形成最终部件。
[0121]根据本发明的可选部件的一般优点为:
[0122]提供了三维弯曲面板，其具有
[0123].没有缝隙的连续表面
[0124].高质量的、整洁的外观
[0125].集成的操作和显示元件
[0126].具有触觉反馈的按钮
[0127].电阻和电容触摸显示器成为可能
[0128].通过印刷的电子元件实现的电容元件成为可能
[0129].几乎任何期望的形式的按钮和装饰元件
[0130].各种各样可能的表面结构(消光/光泽)
[0131]?平坦的结构
[0132]?数量减少的部件
[0133]应用(示例)
[0134].具有集成的按钮和显示器的汽车的中央控制台
[0135].具有集成的按钮的方向盘
[0136]?具有集成的按钮的门面板
[0137].医疗用具
[0138].计算机鼠标
[0139]?游戏控制台
[0140].例如用于移动电话和桌面电话之类的任何类型的键盘
[0141]?所有类型的手持装置
[0142]?用于家用电器的盖
[0143]相应地，本发明涉及一种面板，该面板包括后模制的膜，在该后模制的膜在上侧上至少在某些地方、优选地在所有地方均被涂覆有清晰的铸造化合物。操作和显示元件被集成在该面板中。此外，表面层另外具有形成在其上的结构。操作元件为具有触觉反馈的按钮。显示元件可以是电阻或电容触摸显示器。面板包括被后模制的且经装饰的柔软的TPU膜，该柔软的TPU膜通过RM工艺被溢流式地填充以聚氨酯。设置在按钮的下面的为锅仔片或接触丸(contact pill)，这产生按钮的触觉且建立了电接触。支撑件具有围绕按钮几何形状的外围的间隙，以便允许按钮在其被压下时行进。可以在按钮的下侧上使用微型开关或其它接触技术。支撑件可以具有光导或光遮挡件，以便实现功能性照明。该表面层可以基本上应用为具有任何期望的厚度、形式和结构；该表面层可以被设置为连续的表面区域或仅在个别区域中被设置为连续的表面，但如果该表面层被设置为仅在个别区域中为连续的表面，则该表面区域至少在功能性元件的区域中为连续的表面并且完全没有缝隙地覆盖该区域。通常，整个表面设置有以保护层的方式提供的透明表面层，例如用以增加抗划伤性。可以在表面中结合透镜结构，以便实现光学透镜效应。铸造化合物在这种情况下可能不是反应性地固化而是借助于热或其他外部能量源固化。
[0144]附图标记列表
[0145]I在整个面板之上的连续的透明铸造化合物，在薄区域中为柔性的
[0146]2透明铸造化合物的在上面形成的按钮
[0147]3柔性膜，至少在某些地方透明
[0148]4应用至膜的印刷/装饰层
[0149]5后模制在膜上的硬塑料支撑件，支撑结构
[0150]6未进行塑料后模制的柔性隔膜区域
[0151]7用于按钮功能的微型开关/锅仔片
[0152]8用于背光的LED
[0153]9显示元件/显示器
[0154]10印刷电路板
[0155]11功能支撑件
[0156]12定位标记
[0157]13 5中的间隙
[0158]21用透明铸造化合物淹没填充的表面
[0159]22透明铸造化合物制成的形成在上面的按钮结构；在致动时具有触觉反馈的按钮
[0160]23透明铸造化合物制成的形成在上面的操纵杆结构
[0161]24透明铸造化合物后面的显示元件/显示器，例如触摸显示器
[0162]25透明铸造化合物制成的装饰元件
[0163]26 3的供给辊
[0164]27 3的移除辊
[0165]28第一操作中闭合侧的注塑模具
[0166]29第一操作中喷嘴侧的注塑模具
[0167]30 28中的真空通道
[0168]31夹紧框架
[0169]32 29中的用于31的槽
[0170]33推顶销
[0171]34用于连续的硬塑料支撑件的塑料的供给线
[0172]35具有被后模制的膜的坯件
[0173]36具有被后模制的且被淹没填充的膜的坯件
[0174]37切割点
[0175]38浇口余量
[0176]39第二操作中闭合侧的注塑模具
[0177]40第二操作中喷嘴侧的注塑模具
[0178]41用于铸造化合物的供给线
[0179]42 部件
[0180]43 脊部
【权利要求】
1.一种用于生产具有刚性支撑结构(5)的多功能的功能支撑件(11)的工艺，其中，操作元件(7)和/或显示元件(9)设置在透明表面层(I)后面，所述透明表面层(I)基本上在整个所述功能支撑件之上是连续的，其特征在于 i)引入平坦的、柔性的塑料膜(3)，所述平坦的、柔性的塑料膜(3)优选地至少在某些地方是透明的并且具有在0.05mm-0.4mm范围内的厚度,并且可选地,至少一个定位标记(12)被印刷或模压在所述平坦的、柔性的塑料膜(3)上； ?)所述平坦的塑料膜(3)优选地通过使用所述至少一个定位标记(12)以精确地被定位的方式被放置到设置有相对应的定位装置的注塑模具中，所述平坦的塑料膜(3)从辊(26)被供给，并且所述塑料膜(3)被后模制以在第一侧上形成大致连续的硬塑料支撑件(5)，所述注塑模具以这样的方式被设计，即:在所述操作元件(7)和/或所述显示元件(9)的区域中，所述塑料膜(3)至少在某些地方没有被后模制并且以至少一个间隙(13)或至少两个间隙(13)的形式保持暴露； iii)在背对所述第一侧的第二侧上，所述塑料膜(3)在同一注塑模具中或在将坯件转移到另外的注塑模具中之后在该另外的注塑模具中在RIM工艺中基本上遍及地用透明的固化铸造化合物淹没填充，并且被涂覆以在基本整个所述功能支撑件(11)之上形成具有至少0.1mm的厚度的连续的透明表面层(I)，至少在某些地方是柔性的隔膜区域(6)形成在所述间隙(13)的区域中； iv)操作元件(7)和/或显示元件(9)被放置到所述间隙(13)中且接合至所述塑料支撑件(5)。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述塑料膜(3)优选地以所述塑料膜(3)已在所述前侧和/或所述后侧上被印刷的形式从辊(26、27)被供给，并且，所述塑料膜(3)在第一处理步骤中在第一注塑模具(28、29)中被后模制以形成所述硬塑料支撑件(5)，其中，在关闭所述模具之前，所述塑料膜(3)优选地在所述模具的凸形区域之上伸展，从而覆盖所述模具的所述凸形区域，和/或通过使用负压而被带到抵靠所述模具的凹形区域，并且随后优选地围绕外围被夹紧在所述边缘区域中，并且接着，所述模具被关闭。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，当关闭和/或打开所述模具(28、29)时，所述塑料膜(3)被切割成外围轮廓。
4.根据前述权利要求2或3中的任一项所述的方法，其特征在于，在所述第一处理步骤之后，所产生的坯件(36)在所述塑料膜(3)的与所述硬塑料支撑件(5)相对的一侧上用所述透明的固化铸造化合物淹没填充，优选地，所述坯件(36)优选地通过喷射器(33)的辅助而从所述第一注塑模具(28、29)被移除，并且被放置到第二模具(39、40)中，并且所述固化铸造化合物被模制到该模具上以形成所述透明表面层(I)，并且优选地，所述坯件随后被切割成外围最终部件轮廓以形成所述部件(42)。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，通过添加另外的功能元件，特别地是锅仔片、印刷电路板或发光元件而随后完成所述部件(42)。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，在步骤i)之前或在步骤i)之后，所述塑料膜(3)优选地在丝网印刷工艺、激光印刷工艺、压印工艺、喷印工艺、胶版印刷工艺或数字印刷工艺中被优选地印刷和/或装饰在所述第一侧和/或所述第二侧上。
7.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，通过步骤ii)，所述塑料膜(3)至少在某些地方被转换成三维表面形式且稳定在所述三维表面形式中。
8.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，所述操作元件(7)为具有触觉反馈的开关，和/或其特征在于，所述显示元件(9)为LCD显示器，优选地为触摸感应显示器，和/或其特征在于，所述功能支撑件(11)既具有带有触觉反馈的开关的形式的至少一个操作元件(7)，又具有至少一个显示元件(9),优选地为电阻或电容触摸感应显示元件。
9.根据前述权利中的任一项所述的方法，其特征在于，所述塑料膜(3)为TPU的塑料膜、或聚酰胺的塑料膜、或TPE的塑料膜，或TPU、聚酰胺、TPE的组合的塑料膜，优选地为聚酰胺6、聚酰胺12或特别是TPU的塑料膜。
10.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，所述塑料膜具有在100 μ m-300 μ m范围内的厚度，优选地具有在150 μ m-225 μ m范围内。
11.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，用于形成所述表面层(I)的所述铸造化合物为透明自固化和/或热固性聚氨酯树脂，所述树脂至少在所述操作元件(7)的区域中以及至少部分地围绕所述操作元件(7)设置的所述隔膜区域(6)具有不超过0.4mm的厚度,并且所述表面层(I)在这些区域中优选地具有至少0.1mm或至少0.2mm的厚度，并且/或所述树脂在被后模制的区域中和/或所述隔膜区域中具有在0.lmm-0.5mm范围内的厚度，并且所述操作元件和所述装饰元件或显示窗部能够具有0_至3_的、优选地为Imm的额外厚度。
12.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，在步骤ii)之后，所述坯件优选地使用根据权利要求2的方法至少在某些地方被印刷、和/或被装饰和/或经受激光打标。
13.一种具有至少一个操作元件(7)和优选地至少一个显示元件(9)的多功能的功能支撑件(11)，其特征在于，厚度在0.05mm-0.4mm范围内的塑料膜(3)，所述塑料膜(3)被直接模制在具有硬塑料支撑件(5)的第一侧上，所述硬塑料支撑件(5)除了至少一个间隙(13)或至少两个间隙(13)之外是连续的，所述膜在相对的第二侧上具有固化铸造化合物构成的直接的、大致连续的透明表面层(I)，以具有触觉反馈的开关(7)的形式的至少一个操作元件(7)设置在所述间隙(13)中的至少一个间隙中，围绕所述至少一个操作元件(7)围绕外围的至少一部分设置有柔性隔膜区域￠)以允许所述按钮的行进，在所述按钮的区域中，所述柔性层状结构仅包括可选地印刷的所述塑料膜(3)和所述表面层(I)。
14.根据权利要求10所述的功能支撑件(11)，其特征在于，所述功能支撑件(11)在根据权利要求1至9中的任一项的方法中被生产。
15.根据前述权利要求10至11中的任一项所述的功能支撑件(11)，其特征在于，所述功能支撑件(11)具有至少一个显示元件(9)，并且其特征在于，所述至少一个操作元件(7)和所述至少一个显示元件(9)被紧固在常规的印刷电路板(10)上，所述印刷电路板(10)被紧固至所述硬塑料支撑件(5)，优选地，整个所述功能支撑件(I)的所述操作元件(7)和所述显示元件(9)全部被设置在单个常规印刷电路板(10)上，并且/或其特征在于，至少部分地突出在所述表面之上的区域(2)特别地在所述操作元件(7)的区域中由所述表面上的所述铸造化合物形成， 并且/或其特征在于，所述硬塑料支撑件(5)和/或其上设置有所述操作元件(7)和/或所述显示元件(9)的印刷电路板具有光导向装置、光源和/或光遮挡件， 并且/或其特征在于，所述功能支撑件(11)为用于车辆的控制台元件、用于车辆的方向盘、医疗装置、计算机鼠标、游戏控制台或用于移动电话或桌面电话的界面。
【文档编号】G06F3/033GK104149260SQ201410201104
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年5月13日 优先权日:2013年5月13日
【发明者】克里斯托夫·凯斯特, 斯文·凯泽, 弗兰克·埃里格, 丹尼尔·马蒂 申请人:Aba科技