[发明专利]使用半结晶聚合物作为表层膜的耐用性模内装饰层压件

说明书

技术领域

本说明书涉及耐用性模内装饰(IMD)产品和/或更具体地涉及用于该产品的具有通过使用半结晶聚合物制成的表层膜的装饰层压件。值得注意地，这种由这些聚合物制成的表层膜可容易通过模内加工处理成具有深拉伸比，且它们的耐化学性和抗刮性通过将较多晶体引入聚合物膜的后加工处理明显地得到提高。后加工处理可带来膜外观的改变，其使IMD产品的装饰性光泽外观可调整。

背景技术

模内装饰(IMD)普遍用于制造和装饰三维塑料制品，例如在电子封装、医疗设备、家用容器中应用。IMD一般是用于制造呈现良好美感外观和长期耐用性的产品的低成本方法。适合在IMD方法中应用的典型装饰层压件包括具有顶面和底面以及装饰性光泽图案的表层膜。装饰性光泽图案通常印刷在表层膜的底面并被表层膜保护以具有长期耐用性。可选的热塑性层可施加在光泽图案上，即在装饰性光泽图案的背面或者反面，以保护装饰性光泽图案例如在热成型和注射成型期间免受损伤。可选的载体膜可安置在表层膜的顶面以保护表层膜，例如，在处理和加工期间免受刮伤。一般地，在IMD层压件加工之前或者之后剥去载体膜。在实践中，IMD层压件被热成型、修整并放置在用于注射成型的模具中，以制造在零件或者产品的表面上装饰有该层压件的刚性三维零件或者产品。

通常，IMD产品，例如用于汽车装饰的那些，符合一套严格的测试规格是期望的，这可能给层压件设计者和零件制造商在材料的选择与加工方面提出了大的挑战。标准一般包括美感的外观、耐化学性、抗刮性和抗擦伤性以及通过包括热成型、修整和注射成型的模内加工的易于加工性。这些性质的大多数完全或者很大程度上由在层压件中的表层膜决定。在应用过程中以及随后，表层膜直接暴露于外界环境，耐化学性和抗刮性主要由表层膜决定。另一方面，光学透明度、表面粗糙度、膜厚度和尺寸稳定性对美感的外观比如光泽、图像深度和图像独特性(DOI)具有大的影响。表层膜对于层压件的可加工性也起到大的作用。通常，期望的是，表层膜能够在形成温度下经受高达300％的伸张度而不断裂、贴合模具的形状而具有完善的角部、和在室温下修整而不破裂且不产生过多碎屑。

许多材料已经被用作表层膜以制造IMD层压件，比如聚氯乙烯(PVC)、聚氨酯(PU)、聚碳酸酯(PC)、丙烯酸比如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚偏二氟乙烯和丙烯酸的混合物、纤维素等等。尽管这些材料的每一种具有某些期望的性质，但是通常地没有一种具有许多原始设备制造商(OEM)所期望水平的所有性质。具体而言，在包括暴露于汽油、常见化学品和化妆品的耐化学性测试之后，这些膜容易显示出某些程度的损伤。尤其，当该测试在高温下进行时，对于抵抗驱虫剂和防晒露测试液非常具有挑战性。由于这种测试对于表层膜所造成的损伤不利地影响了下面装饰性光泽的视觉外观。

为了制造更耐用的IMD产品，保护性的外涂层已经施加于一些表层膜比如PC和PMMA的表面。但是，在一些耐化学性测试期间，测试液可穿透外涂层并损伤下面的基底(例如表层膜)。另外，外涂层与基底相比可具有不同的热性质和机械性质，且在层压件遭受严重拉伸的热加工步骤期间通常发生收缩、破裂和分层，尤其是在深拉伸区域。为了解决破裂问题，在制造表层膜或者外涂层时已经使用两步连续固化工艺，比如热固化和辐射固化或者辐射固化和热固化工艺。在第一步中，表层膜或者外涂层仅被部分固化以便它保持一定的柔韧性。经过印刷、热成型、修整和注射成型以后，膜再次暴露于辐射或者热以硬化表面。但是，这种连续工艺，可具有某些缺点。首先，最后的固化一般是在固体材料上进行，并因为活性位典型地在固体介质中具有非常受限的流动性，所以固化产生的交联反应的量是非常有限的。第二，两步工艺在层压件热加工以后增加了消费者一般不得不做的额外步骤，其一般增加了成本。此外，通过辐射固化的膜或者外涂层在热加工期间通常遭受过度的收缩且用这种膜制造的产品不容易加工。

为了解决上述问题，具有优异的耐化学性和抗刮性并仍容易加工的新型表层膜是期望的，以通过其制造具有高质量美感外观的装饰层压件和/或耐用性IMD产品。因此，本文公开的是由半结晶聚合物制成的用作IMD层压件表层膜的膜和由这种IMD层压件制成的耐用性IMD产品。公开的表层膜可容易进行热成型并往往具有通过增加表层膜晶体含量的后加工处理明显提高的耐化学性和抗刮性。后加工处理可带来表层膜的外观变化，这使IMD产品的装饰性光泽外观可调整。

发明简述

根据一种实施方式，提供模内装饰(IMD)层压件，其包括：表层膜和装饰性光泽图案，其中表层膜是选自脂肪族环状聚酰胺、芳族聚酰胺和聚酯的半结晶聚合物。