IMD应用领域

模内装饰技术

IMD的中文名称：模内装饰技术，亦称免涂装技术。英文名称：In-Mold Decoration，是目前国际风行的表面装饰技术，常用在手机视窗镜片及外壳、洗衣机控制面板、冰箱控制面板、空调控制面板、汽车仪表盘、电饭煲控制面板等多种外观件上，集装饰性与功能性于一身，其产品已进入千家万户。通常的IMD工艺按照最终的产品表面是否有一层透明的保护薄膜，可以分为IML(In-MoldFilm/Label)、IMR(In-Mold Role)。IML(模内镶件注塑)，其工艺的显著特点是：表面是一层硬化的透明薄膜(PC或者PET),中间是印刷图案层，背面是注塑的树脂层，油墨夹在薄膜和树脂中间，可防止产品表面被刮花，拥有更好的耐磨性，并可长期保持颜色的鲜艳不易退色。IMR(模内转印)是将图案印刷在薄膜上，通过送膜机将膜片与塑模型腔贴合进行注塑，注塑后有图案的油墨层与薄膜分离，油墨层留在塑件上而得到表面有装饰图案的塑件，在最终的产品表面没有一层透明的保护膜，膜片只是生产过程中的一个载体。

优势

IMD技术可节省再加工的费用，这对汽车工业极具诱惑力。GE Plastics的lexan SLX（一种聚碳酸酯共聚物）车身零件生产经理Venkata-krishnan Umamaheswaran说：“汽车上最贵的就是油漆了，涂漆生产线是汽车装配车间最大的投资，会占据车间一半的地面空间，而且一年内会产生1500多吨VOCs（挥发性有机物）。”

imd技术的优势还包括：边角料产率低；可在同一地点完成零件的成型和装饰；回收性更好。IMD技术可获得A级表面，且无流痕，更不会像流痕那样造成“模内驻色”。但是如果零件本身就有很多孔，必须在脱模后进行装饰，那么IMD技术的经济效益则会大打折扣。

IMD技术的倡导者们宣称：利用最新一代的可成型薄膜制成的车身板，具有与涂漆金属板相媲美的甚至更高的抗划伤性和抗冲击性。但是，假设汽车制造商们对涂漆生产线仍然施以巨额投资，则IMD在如今还是无望完全取代涂漆工艺。不过，工业观察家们相信：在美国，今后即使有投资，也很少会出现建造大型涂漆生产线的情况。

应用

IMD技术首先将一块已经被印刷、涂覆或染色过的塑料薄板经冲切成坯料后，热成型成最终产品的形状。修正后，把它放入注射腔内，从型腔后面注入一种与其相容的基体材料，最后得到成品。成品的表面可以是纯色的，也可具有金属外观或木纹效果，还可印有图形符号。

IMD技术的发展已经超越了注射成型。薄膜嵌入物正在被用在热塑性塑料或聚氨酯复合物基体材料上面。此外，tsf技术，即厚板成型技术（一种将薄膜装饰复合板直接热成型为成品零件的技术），作为另一种新兴技术，也在制造大型零件，例如卡车保险杠、摇板、座后置物板等。

IMD技术起源于在胶片印刷术和丝网印刷术中所使用的薄膜，这种薄膜可模拟木纹效果，可在仪表盘上标记刻度和图案。其中，印刷层可以作零件的“第一面”（油墨层－薄膜层－基体材料），也可作“第二面”（薄膜层－油墨层－基体材料）。后者情况下，薄膜层必须透明，否则会遮住印刷层。薄膜层的作用是将印刷层密封起来，使其更加耐久。为了避免后注射时热和剪切对印刷层的破坏，还可以在印刷层的另外一面加上一层薄膜（薄膜层－油墨层－薄膜层－基体材料）。另外一个保护印刷层的办法是：将薄膜放到模芯上，利用透明树脂对其重叠注塑。据说，这样可使成品的表面看起来非常光泽，还有一种润湿感。

IMD技术正在逐步应用于大型三维汽车内外饰零部件的制造，其中的一个方向是利用无漆薄膜来获得单纯色、金属抛光效果、亮镀铬效果。薄膜上涂覆了类油漆层，使其具有了热成型时所需的可拉伸性。

还有一类更新颖的应用于汽车三维零件的薄膜结构，这种结构是通过共挤出得到的，外面是透明层，里面是受保护的有色层。这种结构的支持者们说：有色层与那些无漆薄膜上的类油漆层比较，可能更适合于热成型复杂的深冲压零件。

耐候性

IMD技术发展的前沿领域是制造A级抗寒耐热汽车外饰面，用在汽车、重型卡车上。目前有6家厂商提供IMD可成型薄膜，其中5家已可提供抗寒耐热的产品，剩下的1家尚在研究之中。

（ 1 ） Avery Dennison公司提供“Avloy Dry Paint”型可成型薄膜，材料为丙烯酸/PVDF（聚偏氟乙烯），是一种有色层/透明层式结构。薄膜[20～30 mils（ 1mils=千分之一寸）]复合在厚一点的ABS或TPO（热塑性聚烯烃弹性体）底板上。厚底板的选择依需热成型的成品零件而定。 Avloy薄膜制成的终饰材，可在高光泽度单纯色和低光泽度单纯色之间任意选择，还可获得金属效果、珍珠效果、金属抛光效果和打印图案。

（ 2 ）Soliant LLC公司提供“Fluorex”无漆膜，也是一种透明层/有色层式结构，这种无漆膜已应用在几款汽车上。材料结构共包括四层：顶部的透明层（聚丙烯/含氟聚合物的混合物）、有色涂层（材料同透明层）、紧贴层（或粘结层）、底板层（ ABS、TPO、PVC或PC ）。底板层的厚度可从0.3到300 mils。

Soliant公司制造的Fluorex T/HR应用于挤出复合技术，Fluorex 2000应用于模内镶件注塑成型技术。这些薄膜可提供多种印刷样式（包括抛光金属外观），应用于汽车内外装饰。最新的薄膜是Fluorex Bright，可提供一系列的亮镀铬效果，包括有色铬和黑色铬。在佛罗里达州和亚利桑那州，Fluorex Bright已完成了一年的户外测试。

（ 3 ）Mayco Plastic公司制造四层“模内着色”（ MIC ）IMD可成型薄膜。公司将这种薄膜应用于它自己的IMD项目中，还计划以卷膜、规格板材、预成型外壳等形式对外出售。此外，Mayco还在研发厚板成型（ TSF ）薄膜。

该公司的A级亮膜是离聚物和聚丙烯的共挤出薄膜。该薄膜的上透明涂层和下有色涂层，都基于A. Schulman公司的新型紫外稳定离聚物。薄膜第三层是粘结层，第四层是底板层。底板层材料可以选择聚丙烯的均聚物或共聚物、茂金属聚丙烯或TPO。

以前，MIC薄膜曾被用在数量有限的戴姆勒-克莱斯勒2002 Dodge Neon的前托板上。如今，戴姆勒-克莱斯勒正在安装两台3000吨注射机，准备利用IMD薄膜注射成型Neon 2004和2005车型的前托板和尾托板。

（ 4 ）Senoplast USA制造的共挤出三层薄膜Senotop，厚度为1～2毫米，可应用于IMD或直接热成型。顶层是PMMA透明层，紧跟着的是PMMA有色层，底层是ASA/PC共混物。据报道，底层还可以是ABS、ABS/PC、ASA（丙烯腈-丙烯酸酯-苯乙烯）、ASA/PC，PC和PBT/PC等。

（ 5 ）GE Plastics提供的也是共挤出薄膜。薄膜上的覆盖层透明光亮，由新型Lexan SLX聚碳酸酯共聚物制成，这种共聚物的主链上有阻挡紫外线的基团。覆盖层保护了Lexan PC制成的有色层。薄膜可以“后浇铸”PC、PC合金或者大多数聚酯。GE还为薄膜研发了联结层，可使其他基体材料也能“后浇铸”Lexan SLX薄膜。例如：带有PC/ASA联结层的薄膜，可以粘结到玻璃纤维增强的聚氨酯基体材料上，制成Smart跑车的车顶组件。此外，该公司正在研发具有镀铬感的IMD薄膜和耐高温的、基于ULTEM PEI材料的UL94-0薄膜。

（ 6 ）拜耳聚合物将母公司和子公司（ Sheffield Plastics ）进行薄膜市场销售的合并，期望将它的IMD技术扩展到汽车外装饰领域。高级IMD市场拓展专家帕特里克·格里芬说：“IMD技术在汽车外装饰领域的应用将远远大于其在汽车内装饰领域的应用。”如今，拜耳正在研发一种可成型的涂层体系，其效果将等同于汽车涂漆。格里芬说他们目前的进度大约达到了60%。这种涂层体系将被用在拜耳的Makrofol PC、BayfolPC/PBT薄膜上，而这些薄膜与ABS、PC和PC/ABS基体材料是相容的。不含油漆的A级表面

几个可获得A级表面的汽车外饰IMD应用正在开展之中。Soliant，当前IMD应用最多的公司，正在集中研发整个部件（例如摇板）的装饰，不再强调修整。在Soliant公司，TPO的IMD应用项目最多。Fluorex IMD薄膜的应用项目包括Acura 3.2 TL摇板和车身侧模塑件、丰田 Avalon摇板、Cadillac Seville和Deville A和B立柱、本田 Odyssey车身侧模塑件、Renault Laguna上下装饰网格，还有奥迪、大众、尼桑、 Maxima、沃尔沃 S80和S60的车顶带。如今，公司正致力于车顶组件的开发。此外，市场部主管John Cupstid还看到了薄膜在保险杠托板上的潜在应用。对于Soliant公司，将厚板直接热成型为零件占公司生意的近50%。这些零件多数较简单且平展，但也有一些超大型零件，例如用在Hendrickson International制造的Class 5～8型卡车上的新型汽配保险杠。此外，正在进行生产的零件还有Chevrolet Trailblazer摇板和Chevrolet impala尾灯。

Mayco Plastics也在集中研发大型汽车零件，如前后托板和车身板。该公司总裁廷·赫费尔说：“共挤出的MIC薄膜也可应用于卡车、越野车设备、器具、家具等。共挤出的无漆薄膜，如Soliant的Fluorex和Avery Dennison的Avloy，已在获得轻金属光泽方面取得进展。但必须承认，共挤出薄膜仍然很难获得金属光泽。

GE的Lexan SLX全球市场经理托德·史威尼说：“我们已获得了一系列具有金属光泽的薄膜，我们正在继续丰富我们的光色板，包括轻金属色和银色”。GE的Lexan SLX薄膜的IMD应用包括轮胎罩、重点零部件、车顶板等。公司现有四个新的机密项目用于制造立式和卧式车身板。正在应用的零件有：前托板、挡板、门板、反射镜外罩和总导管。此外，GE正在研发车篷。

Avery Dennison总是更多的专注于一些更小的零件（主要是一些装饰用附饰品）。例如：2000～2004 本田 civics上的车身侧塑件、2001～2004 福特 Mercury Grand Marquis车模上的后门装饰物、GM SSR概念越野车上的轮子装饰物。公司高级市场经理迈克·科茨比尔说：“我们觉得至少在目前，还无法制造像保险杠和车篷那样的大型零件。虽然每个人都想做保险杠，但是难题太多，如：如何获得金属光泽，如何伸展薄膜使其边缘恰当地卷曲等。大零件的边缘装饰很贵，例如1平方英尺的零件可能需要一整块2平方英尺的无漆薄膜，包括修整飞边毛刺。”

Senoplast现有三个项目研发车顶组件，他们使用的是可热成型的、以聚芳酯长纤维为底板的Senotop薄膜。该公司第一系列的产品是前阻流板和尾板，用在2003 Smart的月形车顶上。第三个IMD项目是注射成型ABS/PC挡板和保险杠，用在Smart车上。该公司市场部经理Andreas Hoellebauer说：除此之外，还有一个美国的汽车制造商正在利用我们的Senotop IMD薄膜研发A B立柱盖。

替代镀铬工艺

Soliant的新型Fluorex 亮膜初次登台即制成了一个热成型的A级保险杠托板，用做Class5～8卡车的汽配件。而保险杠则由Hendrickson Internatiional利用ABS材料和具有铬光泽的薄膜制成。保险杠使用了20多平方英尺的薄膜，保险杠上有材料牵伸比达到50%时方可实现的深凹陷。据Hendrickson市场和设计技术部主管杰夫·扎瓦奇介绍：这是第一个具有如此大尺寸的非金属亮保险杠。在成本方面，使用薄膜与镀铬差不多，但采用镀铬工艺无法制得如此大尺寸的保险杠，镀铬板只能制尺寸小得多的ABS保险杠。上个月，Hendrickson Aero亮保险杠达到了OEM要求的技术条件，通过了500小时的盐水喷雾、耐擦伤、耐候试验。他还说：用IMD薄膜制造保险杠是为了替代镀铬工艺，并且IMD薄膜是环境友好的，还可提供既不会破裂也不会脱落的镜面装饰层，亮膜热成型还可用于制造其他的一些部件，包括装饰网格、防太阳玻璃、镜面外壳、头灯框等。实际上，2009年我们已看到IMD薄膜的首次登场，制成的设备也已用在Mack Truck的Granite vocational Class 8上。

IMD在汽车内饰上的应用

几年来，可成型的装饰薄膜已经被用来制造汽车和卡车的仪表板、门板、开关、遮光板、仪表前盖、中心控制板。在该领域内应用历史最长的Avery Dennison公司，希望IMD的应用能不断增长，因为OEMs（原始设备制造商）也希望自己的产品多元化，并且具有多种外观和装饰方式。科茨比尔认为：与20世纪70和80年代比较，IMD越来越多的应用于汽车内饰领域，越来越强调小区域内的视觉效果。目前“将本体颜色带入到汽车内部”具有增长趋势，而他们公司的Avoloy Dry无漆薄膜正可以满足这种趋势的需求。

Avery Dennison公司还提供可成型的丙烯酸或PVC复合薄膜。这些薄膜可获得高亮度和低亮度的木纹和木疤、几何形状和有机图案、珍珠光泽、单纯色。底板层可以是ABS、TPO和PC等树脂。

有一些正在生产中的车辆利用了Avery Dennison的薄膜：丰田 Solara 2004的中心控制板上有木纹、几何图案、金属光泽；2004 福特250挖土机的中心控制板上也有木纹、几何图案和金属光泽；2004 福特 Freestar小型火车上使用了一根一英寸宽的装饰带，跨越了整个仪表板。

对拜耳聚合物公司的有色Makrofol PC和Bayfol PC /PBT薄膜而言，汽车内饰件是其最大的应用。该公司的IMD薄膜主要应用在热控制器（ HVAC ）和变速器档位（ PRNDL ）上。其他应用包括按钮、开关键帽和照明控制器等。一些最近的商用车项目，包括2002～2004 戴姆勒－克莱斯勒吉普车上的HVAC控制面板，使用的是Makrofol D72 PC薄膜和高流动PC树脂。在2003～2004 Dodge Dakota挖土机和Durango SUVs 上的HVAC和灯开关外壳使用的是低光亮的第二层上印有图案的Makrofol VLG薄膜。

拜耳推出新型Fantasia Faria 特种薄膜。其中包括Makrofol PC DPF5069亮金属光色薄膜，有类似镀铬的效果。由于它是透明的，所以采用了“第二面”印刷的结构。Dureflex TPU是一种软质薄膜或纤维状薄膜，其手感像是抚摸衣服，纤维被包在粘结层和底板中间。GE Plastics Strictired Products的Legacy薄膜生产线制得的薄膜也有衣服手感。这些薄膜基于Lexan PC和Ultem PEI，在几年前就被应用于汽车内饰和其他非汽车领域。这些薄膜的质地有的光滑，有的粗糙，还有的外观是高光泽度，有的是低光泽度的，具体的应用包括：PRNDL、HVAC底框、仪表板上的其他部分。该公司生产经理迈克·劳林介绍：GE公司将与Fiberloc公司合作，研发Lextra II 聚碳酸酯薄膜，薄膜内会插入尼龙纤维，用以提供柔软的纹理感。如今，Lextra II已应用于手机中。将来，有望替代汽车内织物，用在门、臂*、方向盘、手排档上。

IMD还可应用于非汽车内装饰领域。GE的高耐热Ultem PEI薄膜，可以携带气袋上的印刷电路，或者仪表板下的电子仪器。

Serigraph公司通过在PC和丙烯酸薄膜上丝网印刷图案，为各种各样的OEMs制成了车内零件，例如头灯开关和HVAC控制器。最近的应用包括2003和2004汽车上的一个组合仪表板和一个三维换档零件的图案装饰。Soliant和Mayco Plastics都将它们的薄膜应用定位在车内。Soliant正在开展的项目包括车内仪表前盖和仪表板装饰环，产品具有金属光色，可遮住内部颜色。Senoplast公司的Hoellebauer说：Senotop薄膜将在利用ABS后注射制成的挡泥板和内门装饰壳上占据重要地位，制品将用在2004“趣味车”上。

IMD在非汽车领域的应用

手提电子设备和仪表是最重要的IMD在非汽车领域的应用。手机制造商利用IMD来印刷键盘。现在GE Plastics公司的Legacy高光泽度或纹理薄膜已替代了诺基亚手机的面板。摩托罗拉也利用这些薄膜制成了A外壳、镜头（使用的是一种具有硬质涂层的IMD薄膜）和折合式手机的键盘。

尽管如此，IMD在该领域内除了那些特殊应用之外，其应用正在萎缩。拜耳公司的格里芬说：“从概念产生到产品制成的周期一般为两到三个月，一个产品的生命周期也不会超过六个月，因此，在如此短的周期内，手机制造商们不可能让供应商们大批量地印刷、成型、注射模塑。而且，他们现在还正在寻找超低成本的装饰办法。在通常情况下，IMD还是最适合那些价格高于200美元的设备。”

拜耳公司的格里芬说：“IMD应用于“white goods”（即表面为白色的冰箱、洗衣机等家用电器）市场会大有前途，主要包括洗衣机、干燥机、洗碗机、微波炉，甚至包括制冰机的外部控制面板。IMD在医疗和电子工业领域也存在类似的潜在应用，例如：可以用IMD附饰品替代控制面板上的那种需要单独成型的、需粘贴的附饰品。”GE公司的劳林说：“过去，对大多数机器上（例如洗衣机）的面板，人们总是期望作成平的，且一直在采用涂层技术。现在，有一种趋势就是设计出具有更多几何形状的面板，当这些面板变得越来越三维的时候，你会看到IMD技术将替代涂层技术。”

Serigraph的设计工程师Mike Ruminski提到IMD在器具市场上的增长。据介绍，在他们公司最近的生产项目中，有一些是为两个主要冰箱生产商制作的内部组件，用的是丙烯酸和pc膜（第二面是印刷面）。其他项目是洗衣机和干燥机的组件，用的是印刷过的PVC和PP膜。

GE Plastic的约翰逊说：“Lexan SLX薄膜在非汽车应用领域内已找到了一个合适的应用方向。如用于制作Segway运输机的挡板，IMD后浇铸的基体材料是Xenoy PC/PBT。Lexan SLX薄膜新的应用将包括Segway车的外壳等。我们正在为Lexan SLX IMD寻找更多的市场机会，使它的抗寒耐热性、抗化学腐蚀性、高光泽度、超强的抗划伤能力派上用场。目标或者是淘汰涂漆工艺，或者是替代MIC。具体应用目标是重型卡车、园艺、建筑和航海领域。”

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