可成型膜装饰技术的发展与应用

作者：Lilli Manolis Sherman    来源：PT现代塑料

欢迎访问e展厅 展厅 1 注塑机展厅 注塑机, 立式注塑机, 二手注塑机, 真空成型机, 发泡注塑机, ... 塑料加工商视可成型薄膜为经济、耐用、无害于环境的模内涂装方式。用可成型膜进行模内装饰正取代成型后上漆、印制、热冲压和镀铬等的工艺。这种技术首先在尺寸较小和较平整的内外饰件和手机中使用成功。现今，模内装饰（IMD）技术已经可以用于较大的3D部件如轿车和卡车的整个仪表板、保险杆、保险杆护板、车顶甚至发动机罩盖等。第一个免涂装车身水平面板已经出现在Smart两座单排座敞棚汽车中。 模内装饰消除了二次加工的开支，对汽车行业来说特别有吸引力。根据通用电气塑料部Lexan SLX 车身部件产业经理Venkatakrishnan Umamaheswaran的说法，“油漆是汽车中最昂贵的元素之一”，涂装生产线是汽车总装厂最大的投资，占去工厂地面的一半，每年要产生1500吨有机挥发物质。 IMD还号称废品率最低，能在同一个场地成型和装饰，提高了回收利用率。IMD获得了A级表面，不会产生模内着色所形成的那种流痕。但是，如果成型后部件上有很多孔需要修饰处理，则IMD的经济性就会受到挑战。 支持IMD的人说，采用最新一代的成型薄膜技术生产的车身面板抗刮伤和耐冲击的能力等于或优于上漆的金属片材。但是，在可见的将来，模内成型不可能完全取代油漆，因为汽车生产商为油漆涂装生产线耗费了巨资。然而，产业观察家相信，在美国，很少会再有厂家投资建设大的油漆涂装生产线。 IMD 或嵌膜涂装技术首先将薄的经印制、涂层或着色的塑料片材用模头剪切成板材，然后按照需要的样子热成型。整修后，放入注射成型模腔内，与可相容的基材一起进行后成型。表面可以是单色、也可以呈金属外观、木纹或有几何图形等。 最近，可成型薄膜涂装远远不止用于注射成型。嵌膜工艺现在可以用于热塑性塑料或聚氨酯复合材料基材上面。而且，厚片材成型（TSF）包含由片材与装饰薄膜直接层压而成的热成型部件正成为另一种非常有前途的技术，用于加工大部件如卡车保险杆、车门坎板和车身后部罩盖等。 IMD首先是仿造木纹或给定的图形或仪表盘进行丝网印刷或胶印而成的。印刷既可以在嵌入件（油墨、薄膜、基材）等的第一层也可以在第二层（薄膜、油墨、基材）等的表面进行。第二层是由透明薄膜包围着的印制花型，因而更耐用。透过这层薄膜可以看清印制图形的表面结构。同样的效果可以通过第二层表面印制然后与其他薄膜（薄膜、油墨、薄膜、基材）等层压在一起获得，并防止印制图形受到后成型剪切力和加热的影响。另一种保护印制图案的办法是将薄膜放在模具的模腔一侧，外塑以透明树脂。这种处理结果据说具有特别好的光泽和湿润的外观。 对于正在出现的大型3D汽车内外饰部件，趋势之一是采用所谓的干漆膜。它可以提供单一颜色、打磨过的金属和明亮的镀铬效果。干漆膜用一种具有伸缩性、可以通过热成型的类似油漆层的涂层。 更新的用于3D汽车零部件的薄膜是一种与有色层共挤塑而成的薄膜。该有色层上面受一层透明层的保护。这种结构的支持者说，与在干漆膜表面涂上薄薄一层颜色相比，有色层也许更适用于复杂、深度成型的热成型部件。 模内装饰抗老化 模内装饰技术获得发展的最重要因素是可以对汽车外部零件和重型卡车部件进行A级抗老化处理。六个主要模内装饰成型薄膜供应商中的五个可以提供户外耐老化产品，第六家则正在开发中。 Avery Dennison公司 提供牌号为 Avloy 的丙烯酸/PVDF可成型干漆膜。这种膜被层压成20－30 毫米厚的ABS或TPO底部片材。公司有厚型片材可供热成型处理件用。Avloy薄膜的处理可以与各种高、低光泽的单色、金属色和珠光色液态油漆相匹配，同时，还可以获得打磨的金属效果和印花效果。 Soliant 公司提供Fluorex 干漆膜、透明涂层/有色涂层薄膜，它们已经用于几款轿车上。这些四层结构的最上方是用丙烯酸/含氟聚合物掺混料制成的透明涂层，然后是同种材质制成的有色涂层、一层粘结层，最后按照需要使用ABS、TPO、PVC或PC底层。底层厚度可以是0.3至 300 毫米不等。Soliant 生产挤塑涂层用Fluorex T/HR膜 和模内装饰用Fluorex 2010膜。 印制的花型，包括打磨金属效果均可以用于内外装饰件。最新产品是Fluorex光亮薄膜，有各种有色和黑色的不同亮度的镀铬效果。该产品已经在佛罗里达和亚里桑那州进行了1年的户外测试。 Mayco塑料公司生产四层“模内着色” （MIC）的IMD用可成型薄膜。该公司将薄膜用于自己的IMD工程，但是也对外出售卷材、预切割片材或者是预成型外壳。同时，公司还在开发厚片材成型（TSF）产品。 A级光泽薄膜是由离聚物和聚丙烯共挤而成。不管是顶层的透明涂层还是其下面的有色涂层都是A schulman公司生产的一种对紫外线稳定的新型离聚物。第三层是胶粘层，最后是底层。根据需要，可以是聚丙烯均聚物或者共聚物、茂金属聚丙烯或者TPO。 模内着色薄膜曾用于少数戴姆勒克莱斯勒的2002 Dodge Neon轿车的前部保险杆护板，公司目前在安装3000吨的注塑机，用于生产2004 和2005 款Neon用IMD薄膜。 Senoplast美国生产厚度为1至2毫米的Senotop三层共挤薄膜，它可以用于IMD或直接热成型上。顶层PMMA透明涂层下面是PMMA有色涂层、基材是ASA/PC掺混料。据报告，后者可以与ABS、/PC、ASA、ASA/PC, PC, 以及PBT/PC结合。 GE塑料推出了表层共挤塑薄膜，它可以与有光泽的新型Lexan SLX 聚碳酸酯共聚物共挤成型。Lexan SLX 具有防紫外线的结构，用以保护Lexan PC的色母层。该薄膜可以与PC、PC合金或绝大多数聚酯进行后成型。GE同时还开发了结合层，允许Lexan SLX薄膜与其他基材一起使用，其中的一个例子是带有薄膜的PC/ASA结合层与玻纤增强聚氨酯基的结合，用作Smart 单排双人马车的车顶模块。除此以外，GE还在开发具有镀铬效果的模内装饰薄膜和耐高温的Ultem PEI UL94V-0薄膜。 拜尔聚合物不久前将薄膜营销事务部与Sheffield塑料分部进行了合并，旨在将模内装饰技术扩展到汽车外饰部件的应用中。模内装饰高级市场拓展专家Patrick Griffin说，“已经用在汽车内饰件上的模内装饰技术也将拓展进外饰件中”。拜尔正在开发相当于汽车喷漆的可成型涂层系统。“我们已经做成了60％”，涂层将施加在拜尔Makrofol PC和Bayfol PC/PBT薄膜上，它们与ABS、PC和/ABS基材相容。 免涂装A级表面 市场上已经IMD用在几种A级汽车外部部件中。Soliant集中于装饰整个元件，如车门坎板，而不只是特别强调装饰件。TPO元素占Soliant模内装饰技术应用的最大份额。目前，2003 和2004Fluorex模内装饰的应用包括Acura3.2TL车门坎板和 车身侧板。 丰田Avolan车门坎板、卡迪拉克Seville 和DeVille 的A、B柱、本田Odyssey 的车身侧面板、雷诺Laguna的上下格栅部件、奥迪、大众、尼桑Maxima、沃尔沃S80 和 S60的车顶条。该公司正在开发车顶模块。另外，营销总监John Cupstid还看到了保险杆、保险杆护板的巨大潜力。 尽管Mayco塑料公司的总裁Tim Hoefer 说它的共挤塑模内着色薄膜技术也可以用于卡车、越野车、家电和家具，但公司也在致力于开发前后端保险杆护板和车身面板等大部件。直到目前，干漆膜如Soliant公司的Fluorex膜和AveryDennison公司的Avloy膜在赋予浅金属色方面已经超过了共挤塑薄膜。 Hoefer承认共挤塑薄膜要获得金属色是困难的。但是他说，Mauco公司的模内着色薄膜可以与金属车身漆相媲美，因为特别的薄膜挤出模头可以帮助引导金属片。 GE的 Lexan SLX,全球市场经理Todd Sweeney 说，“我们已经有了相当多的金属色，并还在继续开发包括浅金属和银色色系”。 GE的 Lexan SLX薄膜在模内装饰的应用包括车轮外罩、车顶棚等。公司的四项外部垂直和水平面板的新项目仍处于保密阶段。 Senoplast开发了利用背部衬有长纤增强PUR复合材料热成型的Senotop薄膜制成的三个车顶模块项目。第一个系列产品是前扰流器和2003 Smart轿车玻璃天窗的后板。另一项可开发模内装饰项目是Smart轿车的射成型ABS、PC挡泥板和保险杆。同样，美国一汽车生产商也在开发用Senotop模内装饰薄膜生产A、B柱罩。 铬的替代品 Soliant 的新型Fluorex 光亮薄膜在5和8 级卡车A级热成型保险杆零配件市场上受到欢迎。外面装有铬一般光泽薄膜的ABS保险杆由Hendrickson 国际制造。采用了20多平方英尺的薄膜，深度成型比例为50％，根据Hendrickson公司的市场和工程总监JeffZawacki的说法，它也是第一个具有如此尺寸的非金属光亮保险杆。Jeff Zawacki还说，薄膜的成本与镀铬成本相当，但后者不可能应用于如此大尺寸的部件上。 2003年7月推出的Hendrickson Aero 高光泽保险杆可以满足OEM的要求，如通过500小时的盐喷砾石试验和老化试验。 Zawacki先生说，这项技术的主要动力来自于替代镀铬，成为一种对环境友好、并具有镜面处理效果、不剥离和掉落的产品。 他还补充说，光亮薄膜的热成型技术可以用于几种其他部件上，包括隔栅包覆材料、遮阳板、后视镜外壳、头灯架等。实际上，2004年Granite8级旅游车就装备有带镀铬效果的隔栅包覆材料。 汽车内饰件的模内装饰 装饰用可成型薄膜在已经在轿车和卡车仪表和车门板、开关、车灯架和中央控制杆中用了好几年了。由于OEM寻求产品表面处理技术和外观的多元化，进入这个领域时间最长的Avery Dennison预期市场将持续增长。 汽车内饰件的应用已经成为拜耳聚合物有色和印花Makrofol PC 和 Bayfol PC/PBT 薄膜的最大业务。该公司薄膜的模内装饰应用的最大两项是加热器控制（HVAC）和齿轮切换落地控制杆(PRNDL)。其他应用还包括开关和灯光控制按钮。 最近的商用汽车项目有2002 和 2004 戴姆勒克莱斯勒“自由”吉普车，该车装有用Makrofol D72 PC薄膜和高流动PC树脂制成的HVAC控制面板，其他还有2003和2004 Dodge Dakota小吨位运货车和Durango SUVs的HVAC和照明控制开关罩。这些部件是用流动性非常低的印有第二面图案的Makrofol VLG薄膜制成。 一年前，拜耳推出了新的Fantasia Faria特效薄膜，包括Makrofol PC DPF5069光亮金属外观的薄膜，与镀。铬效果相当，并且透明，可以backlit和在第二层材料上印刷。用Dureflex TPU制成的手感柔软的薄膜或具有织物般手感的丝印效果，薄膜可以通过将纤维固结在与薄膜基材结合在一起的胶粘层中而获得。红丝绒和牛仔是两个有趣的例子。 织物般手感的薄膜也是GE塑料结构产品Legacy薄膜系列中的一部分。以Lexan PC和Ultem PEI为基材，这些薄膜已经在汽车内饰件和非汽车行业中用了好几年。包括天鹅绒和麂皮绒以及用作PRNDL, HVAC bezels和仪表板其他部件的高、低光泽元件。产品经理Mike Laurin也注意到GE 与Fiberloc 公司合作开发尼龙纤维内衬的Lextra II聚碳酸酯，它具有柔软的手感和织物般的外观，备用在手机上，并可能取代织物用于汽车内饰件中，如车门、座椅扶手、方向盘、变速杆等。 模内装饰也用于非装饰性汽车内部部件中。如印刷电路板等。(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (11/4/2004)