可成型膜裝飾技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用

用可成型膜進(jìn)行模內(nèi)裝飾正取代成型后上漆、印制、熱沖壓和鍍鉻等的工藝。塑料加工商視可成型薄膜為經(jīng)濟(jì)、耐用、無害于環(huán)境的模內(nèi)涂裝方式。這種技術(shù)首先在尺寸較小和較平整的內(nèi)外飾件和手機(jī)中使用成功?，F(xiàn)今，模內(nèi)裝飾（IMD）技術(shù)已經(jīng)可以用于較大的3D部件如轎車和卡車的整個(gè)儀表板、保險(xiǎn)桿、保險(xiǎn)桿護(hù)板、車頂甚至發(fā)動(dòng)機(jī)罩蓋等。第一個(gè)免涂裝車身水平面板已經(jīng)出現(xiàn)在Smart兩座單排座敞棚汽車中。

模內(nèi)裝飾消除了二次加工的開支，對(duì)汽車行業(yè)來說特別有吸引力。根據(jù)通用電氣塑料部Lexan SLX 車身部件產(chǎn)業(yè)經(jīng)理Venkatakrishnan Umamaheswaran的說法，“油漆是汽車中最昂貴的元素之一”，涂裝生產(chǎn)線是汽車總裝廠最大的投資，占去工廠地面的一半，每年要產(chǎn)生1500噸有機(jī)揮發(fā)物質(zhì)。

IMD還號(hào)稱廢品率最低，能在同一個(gè)場(chǎng)地成型和裝飾，提高了回收利用率。IMD獲得了A級(jí)表面，不會(huì)產(chǎn)生模內(nèi)著色所形成的那種流痕。但是，如果成型后部件上有很多孔需要修飾處理，則IMD的經(jīng)濟(jì)性就會(huì)受到挑戰(zhàn)。

支持IMD的人說，采用最新一代的成型薄膜技術(shù)生產(chǎn)的車身面板抗刮傷和耐沖擊的能力等于或優(yōu)于上漆的金屬片材。但是，在可見的將來，模內(nèi)成型不可能完全取代油漆，因?yàn)槠嚿a(chǎn)商為油漆涂裝生產(chǎn)線耗費(fèi)了巨資。然而，產(chǎn)業(yè)觀察家相信，在美國(guó)，很少會(huì)再有廠家投資建設(shè)大的油漆涂裝生產(chǎn)線。

IMD 或嵌膜涂裝技術(shù)首先將薄的經(jīng)印制、涂層或著色的塑料片材用模頭剪切成板材，然后按照需要的樣子熱成型。整修后，放入注射成型模腔內(nèi)，與可相容的基材一起進(jìn)行后成型。表面可以是單色、也可以呈金屬外觀、木紋或有幾何圖形等。

最近，可成型薄膜涂裝遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止用于注射成型。嵌膜工藝現(xiàn)在可以用于熱塑性塑料或聚氨酯復(fù)合材料基材上面。而且，厚片材成型（TSF）包含由片材與裝飾薄膜直接層壓而成的熱成型部件正成為另一種非常有前途的技術(shù)，用于加工大部件如卡車保險(xiǎn)桿、車門坎板和車身后部罩蓋等。

IMD首先是仿造木紋或給定的圖形或儀表盤進(jìn)行絲網(wǎng)印刷或膠印而成的。印刷既可以在嵌入件（油墨、薄膜、基材）等的第一層也可以在第二層（薄膜、油墨、基材）等的表面進(jìn)行。第二層是由透明薄膜包圍著的印制花型，因而更耐用。透過這層薄膜可以看清印制圖形的表面結(jié)構(gòu)。同樣的效果可以通過第二層表面印制然后與其他薄膜（薄膜、油墨、薄膜、基材）等層壓在一起獲得，并防止印制圖形受到后成型剪切力和加熱的影響。另一種保護(hù)印制圖案的辦法是將薄膜放在模具的模腔一側(cè)，外塑以透明樹脂。這種處理結(jié)果據(jù)說具有特別好的光澤和濕潤(rùn)的外觀。

對(duì)于正在出現(xiàn)的大型3D汽車內(nèi)外飾部件，趨勢(shì)之一是采用所謂的干漆膜。它可以提供單一顏色、打磨過的金屬和明亮的鍍鉻效果。干漆膜用一種具有伸縮性、可以通過熱成型的類似油漆層的涂層。

更新的用于3D汽車零部件的薄膜是一種與有色層共擠塑而成的薄膜。該有色層上面受一層透明層的保護(hù)。這種結(jié)構(gòu)的支持者說，與在干漆膜表面涂上薄薄一層顏色相比，有色層也許更適用于復(fù)雜、深度成型的熱成型部件。

模內(nèi)裝飾抗老化

模內(nèi)裝飾技術(shù)獲得發(fā)展的最重要因素是可以對(duì)汽車外部零件和重型卡車部件進(jìn)行A級(jí)抗老化處理。六個(gè)主要模內(nèi)裝飾成型薄膜供應(yīng)商中的五個(gè)可以提供戶外耐老化產(chǎn)品，第六家則正在開發(fā)中。

Avery Dennison公司 提供牌號(hào)為 Avloy 的丙烯酸/PVDF可成型干漆膜。這種膜被層壓成20－30 毫米厚的ABS或TPO底部片材。公司有厚型片材可供熱成型處理件用。Avloy薄膜的處理可以與各種高、低光澤的單色、金屬色和珠光色液態(tài)油漆相匹配，同時(shí)，還可以獲得打磨的金屬效果和印花效果。

Soliant 公司提供Fluorex 干漆膜、透明涂層/有色涂層薄膜，它們已經(jīng)用于幾款轎車上。這些四層結(jié)構(gòu)的最上方是用丙烯酸/含氟聚合物摻混料制成的透明涂層，然后是同種材質(zhì)制成的有色涂層、一層粘結(jié)層，最后按照需要使用ABS、TPO、PVC或PC底層。底層厚度可以是0.3至 300 毫米不等。Soliant 生產(chǎn)擠塑涂層用Fluorex T/HR膜 和模內(nèi)裝飾用Fluorex 2010膜。 印制的花型，包括打磨金屬效果均可以用于內(nèi)外裝飾件。最新產(chǎn)品是Fluorex光亮薄膜，有各種有色和黑色的不同亮度的鍍鉻效果。該產(chǎn)品已經(jīng)在佛羅里達(dá)和亞里桑那州進(jìn)行了1年的戶外測(cè)試。

Mayco塑料公司生產(chǎn)四層“模內(nèi)著色” （MIC）的IMD用可成型薄膜。該公司將薄膜用于自己的IMD工程，但是也對(duì)外出售卷材、預(yù)切割片材或者是預(yù)成型外殼。同時(shí)，公司還在開發(fā)厚片材成型（TSF）產(chǎn)品。

A級(jí)光澤薄膜是由離聚物和聚丙烯共擠而成。不管是頂層的透明涂層還是其下面的有色涂層都是A schulman公司生產(chǎn)的一種對(duì)紫外線穩(wěn)定的新型離聚物。第三層是膠粘層，最后是底層。根據(jù)需要，可以是聚丙烯均聚物或者共聚物、茂金屬聚丙烯或者TPO。

模內(nèi)著色薄膜曾用于少數(shù)戴姆勒克萊斯勒的2002 Dodge Neon轎車的前部保險(xiǎn)桿護(hù)板，公司目前在安裝3000噸的注塑機(jī)，用于生產(chǎn)2004 和2005 款Neon用IMD薄膜。

Senoplast美國(guó)生產(chǎn)厚度為1至2毫米的Senotop三層共擠薄膜，它可以用于IMD或直接熱成型上。頂層PMMA透明涂層下面是PMMA有色涂層、基材是ASA/PC摻混料。據(jù)報(bào)告，后者可以與ABS、/PC、ASA、ASA/PC, PC, 以及PBT/PC結(jié)合。

GE塑料推出了表層共擠塑薄膜，它可以與有光澤的新型Lexan SLX 聚碳酸酯共聚物共擠成型。Lexan SLX 具有防紫外線的結(jié)構(gòu)，用以保護(hù)Lexan PC的色母層。該薄膜可以與PC、PC合金或絕大多數(shù)聚酯進(jìn)行后成型。GE同時(shí)還開發(fā)了結(jié)合層，允許Lexan SLX薄膜與其他基材一起使用，其中的一個(gè)例子是帶有薄膜的PC/ASA結(jié)合層與玻纖增強(qiáng)聚氨酯基的結(jié)合，用作Smart 單排雙人馬車的車頂模塊。除此以外，GE還在開發(fā)具有鍍鉻效果的模內(nèi)裝飾薄膜和耐高溫的Ultem PEI UL94V-0薄膜。

拜爾聚合物不久前將薄膜營(yíng)銷事務(wù)部與Sheffield塑料分部進(jìn)行了合并，旨在將模內(nèi)裝飾技術(shù)擴(kuò)展到汽車外飾部件的應(yīng)用中。模內(nèi)裝飾高級(jí)市場(chǎng)拓展專家Patrick Griffin說，“已經(jīng)用在汽車內(nèi)飾件上的模內(nèi)裝飾技術(shù)也將拓展進(jìn)外飾件中”。拜爾正在開發(fā)相當(dāng)于汽車噴漆的可成型涂層系統(tǒng)?！拔覀円呀?jīng)做成了60％”，涂層將施加在拜爾Makrofol PC和Bayfol PC/PBT薄膜上，它們與ABS、PC和/ABS基材相容。

免涂裝A級(jí)表面

市場(chǎng)上已經(jīng)IMD用在幾種A級(jí)汽車外部部件中。Soliant集中于裝飾整個(gè)元件，如車門坎板，而不只是特別強(qiáng)調(diào)裝飾件。TPO元素占Soliant模內(nèi)裝飾技術(shù)應(yīng)用的最大份額。目前，2003 和2004Fluorex模內(nèi)裝飾的應(yīng)用包括Acura3.2TL車門坎板和 車身側(cè)板。

豐田Avolan車門坎板、卡迪拉克Seville 和DeVille 的A、B柱、本田Odyssey 的車身側(cè)面板、雷諾Laguna的上下格柵部件、奧迪、大眾、尼桑Maxima、沃爾沃S80 和 S60的車頂條。該公司正在開發(fā)車頂模塊。另外，營(yíng)銷總監(jiān)John Cupstid還看到了保險(xiǎn)桿、保險(xiǎn)桿護(hù)板的巨大潛力。

盡管Mayco塑料公司的總裁Tim Hoefer 說它的共擠塑模內(nèi)著色薄膜技術(shù)也可以用于卡車、越野車、家電和家具，但公司也在致力于開發(fā)前后端保險(xiǎn)桿護(hù)板和車身面板等大部件。直到目前，干漆膜如Soliant公司的Fluorex膜和AveryDennison公司的Avloy膜在賦予淺金屬色方面已經(jīng)超過了共擠塑薄膜。

Hoefer承認(rèn)共擠塑薄膜要獲得金屬色是困難的。但是他說，Mauco公司的模內(nèi)著色薄膜可以與金屬車身漆相媲美，因?yàn)樘貏e的薄膜擠出模頭可以幫助引導(dǎo)金屬片。

GE的 Lexan SLX,全球市場(chǎng)經(jīng)理Todd Sweeney 說，“我們已經(jīng)有了相當(dāng)多的金屬色，并還在繼續(xù)開發(fā)包括淺金屬和銀色色系”。

GE的 Lexan SLX薄膜在模內(nèi)裝飾的應(yīng)用包括車輪外罩、車頂棚等。公司的四項(xiàng)外部垂直和水平面板的新項(xiàng)目仍處于保密階段。

Senoplast開發(fā)了利用背部襯有長(zhǎng)纖增強(qiáng)PUR復(fù)合材料熱成型的Senotop薄膜制成的三個(gè)車頂模塊項(xiàng)目。第一個(gè)系列產(chǎn)品是前擾流器和2003 Smart轎車玻璃天窗的后板。另一項(xiàng)可開發(fā)模內(nèi)裝飾項(xiàng)目是Smart轎車的射成型ABS、PC擋泥板和保險(xiǎn)桿。同樣，美國(guó)一汽車生產(chǎn)商也在開發(fā)用Senotop模內(nèi)裝飾薄膜生產(chǎn)A、B柱罩。

鉻的替代品

Soliant 的新型Fluorex 光亮薄膜在5和8 級(jí)卡車A級(jí)熱成型保險(xiǎn)桿零配件市場(chǎng)上受到歡迎。外面裝有鉻一般光澤薄膜的ABS保險(xiǎn)桿由Hendrickson 國(guó)際制造。采用了20多平方英尺的薄膜，深度成型比例為50％，根據(jù)Hendrickson公司的市場(chǎng)和工程總監(jiān)JeffZawacki的說法，它也是第一個(gè)具有如此尺寸的非金屬光亮保險(xiǎn)桿。Jeff Zawacki還說，薄膜的成本與鍍鉻成本相當(dāng)，但后者不可能應(yīng)用于如此大尺寸的部件上。

2003年7月推出的Hendrickson Aero 高光澤保險(xiǎn)桿可以滿足OEM的要求，如通過500小時(shí)的鹽噴礫石試驗(yàn)和老化試驗(yàn)。 Zawacki先生說，這項(xiàng)技術(shù)的主要?jiǎng)恿碜杂谔娲冦t，成為一種對(duì)環(huán)境友好、并具有鏡面處理效果、不剝離和掉落的產(chǎn)品。

他還補(bǔ)充說，光亮薄膜的熱成型技術(shù)可以用于幾種其他部件上，包括隔柵包覆材料、遮陽(yáng)板、后視鏡外殼、頭燈架等。實(shí)際上，2004年Granite8級(jí)旅游車就裝備有帶鍍鉻效果的隔柵包覆材料。

汽車內(nèi)飾件的模內(nèi)裝飾

裝飾用可成型薄膜在已經(jīng)在轎車和卡車儀表和車門板、開關(guān)、車燈架和中央控制桿中用了好幾年了。由于OEM尋求產(chǎn)品表面處理技術(shù)和外觀的多元化，進(jìn)入這個(gè)領(lǐng)域時(shí)間最長(zhǎng)的Avery Dennison預(yù)期市場(chǎng)將持續(xù)增長(zhǎng)。

汽車內(nèi)飾件的應(yīng)用已經(jīng)成為拜耳聚合物有色和印花Makrofol PC 和 Bayfol PC/PBT 薄膜的最大業(yè)務(wù)。該公司薄膜的模內(nèi)裝飾應(yīng)用的最大兩項(xiàng)是加熱器控制（HVAC）和齒輪切換落地控制桿(PRNDL)。其他應(yīng)用還包括開關(guān)和燈光控制按鈕。

最近的商用汽車項(xiàng)目有2002 和 2004 戴姆勒克萊斯勒“自由”吉普車，該車裝有用Makrofol D72 PC薄膜和高流動(dòng)PC樹脂制成的HVAC控制面板，其他還有2003和2004 Dodge Dakota小噸位運(yùn)貨車和Durango SUVs的HVAC和照明控制開關(guān)罩。這些部件是用流動(dòng)性非常低的印有第二面圖案的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光亮金屬外觀的薄膜，與鍍。鉻效果相當(dāng)，并且透明，可以backlit和在第二層材料上印刷。用Dureflex TPU制成的手感柔軟的薄膜或具有織物般手感的絲印效果，薄膜可以通過將纖維固結(jié)在與薄膜基材結(jié)合在一起的膠粘層中而獲得。紅絲絨和牛仔是兩個(gè)有趣的例子。

織物般手感的薄膜也是GE塑料結(jié)構(gòu)產(chǎn)品Legacy薄膜系列中的一部分。以Lexan PC和Ultem PEI為基材，這些薄膜已經(jīng)在汽車內(nèi)飾件和非汽車行業(yè)中用了好幾年。包括天鵝絨和麂皮絨以及用作PRNDL, HVAC bezels和儀表板其他部件的高、低光澤元件。產(chǎn)品經(jīng)理Mike Laurin也注意到GE 與Fiberloc 公司合作開發(fā)尼龍纖維內(nèi)襯的Lextra II聚碳酸酯，它具有柔軟的手感和織物般的外觀，備用在手機(jī)上，并可能取代織物用于汽車內(nèi)飾件中，如車門、座椅扶手、方向盤、變速桿等。

模內(nèi)裝飾也用于非裝飾性汽車內(nèi)部部件中。如印刷電路板等。

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