CN103189181A - 成膜装置和成膜方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种不论被层合制品的尺寸、形状和数量如何均能以优异的均匀性和良好的贴合性层合膜的成膜装置(100)和方法。所提供的成膜装置(100)具有第一腔室(10、11)、第二腔室(20、21)、框式膜保持构件(30、31)和辅助压膜工具(40、41、42)，所述第一腔室(10、11)设有加热装置(50、51)并能保持真空或加压状态，所述第二腔室(20、21)被设置成能与第一腔室(10、11)接合和分离、设有在其上支承制品(300、310、320)的可移动支承台(60、61)并能保持真空或加压状态，所述框式膜保持构件(30、31)设置在第一腔室(10、11)和第二腔室(20、21)之间用于保持膜(200、210)，所述辅助压膜工具(40、41、42)具有当膜(200、210)在制品(300、310、320)的表面上层合时抑制所述膜的隆起的压膜部分(42a)。
Description
技术领域
本发明涉及一种在制品如三维部件或基材的表面上层合膜的成膜装置，还涉及一种用于通过使用该成膜装置形成膜的方法。
背景技术
已尝试通过层合以有色的(例如，油漆代替物)或设计的塑料膜而不是使用常规装饰(例如，液体油漆)来装饰汽车和摩托车、电子部件、家具等的外部和内部部件中使用的三维部件的表面，或具有复杂形状如在表面上包含突起和凹进的形状的制品如三维基材的表面。
作为用制品的表面上层合膜的方法，已知使用真空成形装置的膜层合形成方法。日本未经审查的专利申请公布No.2002-67137描述了一种真空成形装置的构造及使用该真空成形装置在芯材上层合塑料片材的方法的工序。如该日本未经审查的专利申请公布No.2002-67137中所公开，真空成形装置通常具有能彼此接合和分离的上腔室和下腔室，上腔室中包括加热器。
在使用真空成形装置的通用层合方法中，将待向其上层合膜的制品支承在下腔室中并将被成形物即塑料膜设置在上腔室和下腔室之间。接下来，降低上腔室，使得上腔室和下腔室各自用塑料膜形成封闭区域，并且借助于真空泵使上腔室和下腔室内的环境从大气压力改变为真空状态。其后，通过由上腔室中的加热器加热使塑料膜软化并仅向上腔室中引入空气。通过以这种方式在上腔室和下腔室之间形成压差，将塑料膜层合到下腔室中制品的表面上。
发明内容
由于使用真空成形装置的膜层合方法在膜对被层合制品的表面形状的贴合性方面表现良好，因此其上被层合膜的制品包括各种形状的制品，例如不仅有简单的立方体和立方形或半球形部件，而且有环形和U形部件以及具有复杂形状的组合的部件。
但在其中待层合制品表面具有大高度差的突起和凹陷的情况下，膜不能完全贴合表面的形状，这意味着在一些部分中可能发生膜的隆起。
此外，近年已成为可取的方法是在一个腔室中支承尽可能多的制品以便能同时层合大量制品，从而提高生产效率。但当增加腔室中的制品数量时，必然会让制品之间的距离尽可能小，但随着该距离变小，因制品之间的高度差而常发生膜的隆起，这意味着在制品的端部可能难以保持膜的令人满意的形状贴合性。
因此，本发明的一个目的可包括提供一种真空成形装置以及使用该成膜装置的成膜方法，不论被层合制品的尺寸、形状和数量如何该真空成形装置都能在制品上层合膜的工序中以优异的均匀性和良好的贴合性层合膜。
根据本发明的一个方面的成膜装置具有第一腔室、第二腔室、框式膜保持构件和辅助压膜工具，所述第一腔室设有加热装置并能保持真空或加压状态，所述第二腔室被设置成能与第一腔室接合和分离、设有在其上支承制品的可移动支承台并能保持真空或加压状态，所述框式膜保持构件设置在第一腔室和第二腔室之间用于保持膜，所述辅助压膜工具具有当膜被层合在制品表面上时抑制膜的隆起的压膜部分。
根据本发明的另一方面的辅助压膜工具附装在成膜装置，所述成膜装置具有第一腔室、第二腔室和框式膜保持构件，所述第一腔室设有加热装置并能保持真空或加压状态，所述第二腔室被设置成能与第一腔室接合和分离、设有在其上支承制品的可移动支承台并能保持真空或加压状态，所述框式膜保持构件设置在第一腔室和第二腔室之间用于保持膜，并且该辅助压膜工具附装在第一腔室的底部或膜保持构件并具有当膜被层合在制品的表面上时抑制膜的隆起的压膜部分。
根据本发明的再一方面的成膜方法具有：将设有加热装置并能保持真空或加压状态的第一腔室与能保持真空或加压状态的第二腔室分离，以获得大气压力下的开放状态的步骤；将辅助压膜工具附装在第一腔室的底部或第一腔室和第二腔室之间的步骤；将膜保持在第一腔室和第二腔室之间的步骤；由所述膜在第一腔室和第二腔室这二者中独立地形成封闭区域的步骤；在第一腔室和第二腔室这二者中形成真空的步骤；以及仅加压第一腔室至大气压力或更高压力、将第二腔室中的支承台朝向第一腔室移动并借助腔室之间的压力差和辅助压膜工具局部地压住膜以使膜层合在单个制品或多个制品的表面上的步骤。
根据本发明的成膜装置、辅助压膜工具和成膜方法，可以借助于辅助压膜工具有效地抑制膜的隆起并由此提高用于使用真空成形装置在制品上层合膜的工序中的产率。此外，可以不论腔室的尺寸和被层合制品的尺寸、形状和数量如何，以优异的均匀性和良好的贴合性实现膜层合。再者，在其中腔室中支承了多个制品的情况下，因为可以减小制品之间的距离，可以增加能被置于腔室中的制品的数量，并因此进一步提高生产率。
附图说明
图1A和1B示出了本发明的成膜装置的实施例的概念剖视图。
图2A和2B示出了各步骤中成膜装置的透视图以说明采用本发明的成膜装置的实施例的膜层合工艺。
图3A和3B示出了各步骤中成膜装置的透视图以说明采用本发明的成膜装置的实施例的膜层合工艺。
图4A的图示出了其中通过采用本发明的成膜装置的实施例的膜层合工艺将膜层合在制品上的状态。
图4B的图示出了其中通过采用常规成膜装置而不采用辅助压膜工具的膜层合工艺将膜层合在制品上的状态。
图5为平面图，示出了多个制品被布置在本发明的实施例中的状态。
图6为流程图，示出了本发明的辅助压膜工具的实施例的设计过程的实例。
图7A为透视图，示出了不使用本发明实施例中的对应辅助压膜工具将膜层合在不同类型的制品上的状态。
图7B为透视图，示出了使用本发明的实施例中的相应辅助压膜工具将膜层合在不同类型的制品上的状态。
图8A为透视图，示出了不使用本发明实施例中的对应辅助压膜工具将膜层合在不同类型的制品上的状态。
图8B为透视图，示出了使用本发明的实施例中的对应辅助压膜工具将膜层合在不同类型的制品上的状态。
具体实施方式
现在参照附图说明本发明的实施例的模式。
图1A和图1B示出了本发明的成膜装置的实施例(后文称“本实施例”)的模式的概念剖视图。图1A示出了当制品被置于其中时成膜装置的状态，图1B示出了当膜被层合在制品上时成膜装置的状态。
如这些图中所示，本实施例的成膜装置100包括第一腔室(10和第二腔室20，第一腔室能保持真空或大气压力或更高压力下的加压状态。第一腔室10和第二腔室20被设置成彼此面向，所述腔室中的至少一者可由外部驱动机构移动，并且所述腔室可接合在一起以形成封闭状态并可彼此分离以形成开放状态。此外，第一腔室10和第二腔室20的取向不受限制。例如，第一腔室10和第二腔室20可以被设置成上腔室和下腔室(如图1A所示)，或者被设置成左腔室和右腔室。
框式膜保持构件30被设置在第一腔室10和第二腔室20之间并由该膜保持构件30保持待层合于制品300上的膜200。
用于加热膜200的加热装置50设置在第一腔室10中，用于支承制品300的支承台60设置在第二腔室20中。支承台60可朝向第一腔室10移动，以将制品抬升。如果需要，制品300被固定在根据制品的形状设计的基座70上并被设置在基座70和支承台60上。
本发明的成膜装置的一个主要特征是引入了包括一个或多个压膜部分的辅助压膜工具。辅助压膜工具可以与第一腔室的底部或膜保持构件成一整体，或者可拆卸地附装于第一腔室的底部或膜保持构件。当在制品上层合膜时，辅助压膜工具将通过让一个或多个压膜部分贴靠其上设置制品的支承表面(例如，支承台)压住膜的易隆起的那些部分(即如果不使用该工具则将隆起的那些膜部分)而抑制膜的那些易隆起部分的隆起。辅助压膜工具应具有足够的刚性，以将片状膜压靠在支承表面上。
辅助压膜工具的形状不受特别限制，可根据膜隆起状态设定并可取决于多种情况，例如其上待层合膜的制品的尺寸、形状、数量和制品间距离、被层合的膜的尺寸以及腔室的尺寸。例如，辅助压膜工具可包括按需确定尺寸的呈条、棒、板、钉、柱、脊、鳍等形状的压膜部分。可以在将与膜接触的辅助压膜工具表面上形成压敏粘合剂层。在这样的情况下，膜由压敏粘合剂层以粘结方式支承在辅助压膜工具上，并且可以抑制膜的中心部分因膜的自重造成的下垂。
这里，本实施例的成膜装置100的一个主要特征在于其上附装有辅助压膜工具40。辅助压膜工具40可以与第一腔室10的底部或膜保持构件30成一整体或者可拆卸地附装于第一腔室10的底部或膜保持构件30。当膜200被层合在制品300上时，该辅助压膜工具40通过具备压紧膜200的压膜部分来抑制膜的隆起。
此外，“膜隆起”或膜的“隆起”指当膜被层合在制品上时膜不是令人满意地贴合制品的表面或基座形状而是远离制品的表面的状态。由于在制品或周围基座或支承台上发生鳍形浮起，在本说明书中，在许多情况下这也被称为“成鳍形”。
如图1A所示，如果在第二腔室20中的支承台60上设置了多个制品300，则可将辅助压膜工具40的压膜部分设置在对应于制品300间的间隙的位置处。辅助压膜工具40应为具有足够刚性的构件以压住片状膜200，并且辅助压膜工具的形状不受特别限制。辅助压膜工具40的形状根据膜隆起状况并基于多种状况设定，所述多种状况如其上待层合膜200的制品300的尺寸、形状、数量和制品间距离、被层合的膜的尺寸以及腔室的尺寸。
通过使用辅助压膜工具40，可以抑制膜隆起并从而能够达成具有高度的均匀性和对制品表面形状的贴合性的膜层合。
此外，当同一腔室中放置了多个制品时，由于膜的贴合性通常随制品间的距离减小而变差，更容易发生隆起，但通过使用辅助压膜工具40，可以减小制品间的距离。由于可以在腔室中放置更大量的制品，因此可以提高生产率。
可以在将与膜200接触的辅助压膜工具40的表面上形成压敏粘合剂层。在这样的情况下，膜200由压敏粘合剂层以粘结方式支承在辅助压膜工具上，并且可以抑制膜的中心部分因膜的自重造成的下垂。
此外，可以使用常见的市售真空成形装置作为不具有辅助压膜工具的成膜装置。例如，可以使用布施真空公司(Fu-se Vacuum Forming)制造的真空成形机。可将辅助压膜工具附装在具有开口的框架构件并或以机械方式或用粘合剂等设置在这些真空成形装置的第一腔室的底部上。此附装方法不受限制。优选以可移除的方式设置辅助压膜工具，以便可针对所用的每个制品附装合适的辅助压膜工具。
现在参照图2A至3B所示装置的概念透视图说明使用本实施例的成膜装置的成膜工艺。此外，这些图示出了其中使用轴形的辅助压膜工具41的实例，还示出了其中在基于汽车内部部件的假想制品310上层合膜的实例。
首先，使成膜装置110的第一腔室和第二腔室如图2A所示敞开于大气环境，将待层合的制品310置于第二腔室21中的支承台61上并将待层合于制品310上的片状膜210置于膜保持构件31上。
但是，辅助压膜工具41被置放在第一腔室11中具有开口的框架底部。例如，辅助压膜工具41的轴被设置成平分开口的近似中心。这种设置对应于两个制品310间的间隙的近似中心。
图2A至3B示出了其中支承台61为第二腔室的整个底部表面的实例，但其形状和尺寸不受特别限制。制品310可直接放置在支承台61上，但如果需要，可被固定在根据制品310的形状准备的基座(未示出)上。这里，两个制品310被放置在支承台61上，但制品的数量不受特别限制。
如下文将提到的，膜保持构件31所保持的膜210优选地是一种能通过加热而拉伸到至少150-200％、甚至300％的膜。
接下来，如图2B所示，使用外部驱动机构(未示出)向上移动整个第二腔室21，使第一腔室11和第二腔室21由膜210封闭而形成上腔室和下腔室，并使每个腔室经受抽真空以在每个腔室中形成真空(例如，1kPa或以下)。此外，开启设置在第一腔室21的顶篷上的加热装置51以加热膜210。再者，加热装置51不受特别限制，但为了能甚至在真空中有效地加热，加热装置优选地为能使用辐射热的装置，例如红外灯加热器。
接下来，如图3A所示，在加热膜210的同时逐渐上推第二腔室21中的支承台61，并移动支承台61使得制品210从第一腔室底部上的开口移到几乎整个制品均超过第一腔室底部的位置。
膜210能通过加热装置51加热而拉伸。膜加热温度不受特别限制，可根据所用的膜以及所需的拉伸度调节至不低于80℃且不高于200℃，或者不低于90℃且不高于180℃，例如大约120℃。随着制品210被上推移动，可拉伸膜通过与制品表面接触而被拉伸并被设置在刚好位于两个制品之间的间隙处的轴形的辅助压膜工具41压住。
在这种状态下，只是第一腔室被加压至合适的压力(例如，大气压力至2MPa)。由于第一腔室11和第二腔室之间的压力差，膜210将贴合并紧密地附着制品310的暴露表面的凹凸形状，从而层合制品的表面。同时，由于两个制品间的间隙中的膜被轴形的辅助压膜工具41压住，该间隙中膜的隆起受到抑制。
接下来，如图3B所示，再次打开第一腔室11和第二腔室21并返回大气压力，其上层合有膜210的制品310即可被移出。然后修剪掉附着于制品表面的膜310的不希望有的部分，例如边缘。
现在参照图4和5更详细地说明辅助压膜工具的作用。图4A为其中在两个制品310上层合膜并且其通过使用其中使用本实施例的辅助压膜工具41的上述本实施例成膜装置的膜层合工艺形成的状态的模拟可视化透视图，图4B为其中除不使用辅助压膜工具41外在相同的条件下层合膜的被层合膜状态的模拟可视化透视图。
此外，该模拟中使用的条件如下。
1)制品条件：使用两个汽车门零件。当使用与下面所述工作例中的条件几乎相同的制品时，最大高度为70mm，其中所述制品的最大宽度为大约70mm，最大长度为大约205mm，高度为大约33mm，并被置于基座上。两个门零件以相同的取向设置在支承台上，使得通过这两个制品的重心的长轴相互平行，并且两个门零件之间的最小距离为25mm。
2)膜条件：膜面积为260mm×260mm，层合过程中的膜温度为120℃。膜的热膨胀系数为10-5/℃，在膜层合温度下膜的弹性模量为19.4MPa，泊松比为0.45，屈服应力为0.53MPa。
3)辅助压膜工具条件：横截面直径为2mm的轴形构件设置在两个制品间的间隙的大致中心位置。
根据模拟的结果，在其中未使用辅助压膜工具41的情况下易于发生膜的隆起，尤其是在两个制品310的端部，最终发生膜隆起如制品间的“鳍形”，如图4B中虚线绘制的圆中所示。
但如图4A所示，根据模拟的结果，在其中使用上述本实施例的成膜装置(其中使用本实施例的辅助压膜工具41)在制品上层合膜的情况下，可以确认在其中两个制品间的距离也为25mm的情况下几乎不因膜的隆起而发生“鳍形”。
由于通过这样使用本实施例的辅助压膜工具41可以有效地抑制膜隆起(在层合多个制品时，其易于发生在制品间空间中)，因此可以减小制品间的间隙。因此，由于可以在单个腔室中放置更大量的制品，因此可以大大改善膜层合生产率。
例如，在支承台上均匀分布四个制品(310a至310d)的情况下，如图5所示，如果不使用本实施例的辅助压膜工具41，为抑制膜隆起，通过每个制品的重心的长轴方向节距D1和短轴方向节距Ds应使得制品间节距D1须为至少106mm或更大并且制品间节距Ds须为253mm或更大。但在其中在制品沿长轴方向和短轴方向间的间隙的大致中心位置设有轴形的辅助压膜工具41的情况下，制品间节距D1可减小至91mm并且制品间节距Ds可减小至223mm而仍抑制膜隆起。换句话说，例如在如图5所示设置四个制品的情况下，可以将设置效率提高24％。在单个腔室中放置大量制品的情况下，可以通过使用辅助压膜工具41来增加制品的数量。
此外，在进一步增加单个腔室中的制品数量的情况下，通过在制品间的间隙的大致中心位置设置辅助压膜工具，可以抑制膜隆起、改善膜对制品表面的贴合性并因此使制品上的层合状态统一。
此外，在其中使用具有高(H)、宽(W)和长(L)的长方体作为制品并将两个具有相同形状的制品沿其长轴方向彼此平行地设置在制品间距离(D)处的模拟模型中，如果制品间距离(D)相对制品高度(H)的比率(D/H)小或者如果制品长度(L)相对制品高度(H)的比率(L/H)小则因膜隆起而成鳍形的发生率显著，因此用辅助压膜工具来增强鳍形抑制效果。
另外，可以在辅助压膜工具与膜接触的表面上设置压敏粘合剂层，以将膜保持在压敏粘合剂层上。在层合制品的表面时，由于膜加热软化，膜的中心部分可能因其自重下垂。特别地，通过增大腔室面积来提高生产率会导致膜的中心因重力而显著下垂，这意味着膜的中心和边缘间的层合条件的差异变大。由于不同部位之间层合条件的差异还导致膜的拉伸性差异，在要层合装饰膜的情况下一些部位难以获得均匀的装饰。设置在辅助压膜工具上的压敏粘合剂层可保持膜并防止膜下垂，从而能够达成更均匀的层合状态。
此外，在这样的情况下使用的压敏粘合剂膜不受特别限制，可以使用常用的粘合剂，例如丙烯酸类粘合剂、基于聚酯的粘合剂、基于氨基甲酸酯的粘合剂、橡胶粘合剂或基于有机硅的粘合剂。其中，优选使用具有可承受层合工序中使用的加热条件的耐热性的粘合剂，所述加热条件为例如120℃或更高、150℃或更高、或者180℃或更高。例如，优选使用丙烯酸类压敏粘合剂。压敏粘合剂层可用多种涂布方法形成，但可以使用市售双面胶带中使用的压敏粘合剂层并将该层施加到辅助压膜工具的按压表面上。
此外，辅助压膜工具可以设有热传感器。由于辅助压膜工具可接触膜，膜的温度可得到更准确的测量并因此可以更精确地控制膜的加热条件。
图3和图4示出了具有轴形压膜部分的辅助压膜工具的实例，但辅助压膜工具的形状不受限制，只要能够根据所用制品的形状、数量、配置等有效地抑制膜隆起即可。此外，无论层合多个制品还是仅单个制品，都可以有效地使用辅助压膜工具。因此，辅助压膜工具优选地根据具体的膜层合条件来设计。
图6为流程图，示出了用于设计辅助压膜工具的形状和配置的过程的实例。首先，通过模拟来理解在不使用辅助压膜工具时的膜层合状态，由此可找出其中可能易于发生膜隆起的区域。基于此模拟的结果，可以决定辅助压膜工具的形状。
此类模拟中使用的计算方法可以为例如有限元法，更具体地讲是显式法，有限元法的一个类型。例如，可以通过使用Abaqus进行模拟，Abaqus为Simulia销售的进行有限元分析的专有模拟软件。
现在根据图6中所示的程序进行具体模拟。首先，获得对于模拟必不可少的关于膜的物理性质的数据1010。这些物理性质值包括关于膜层合条件下膜的拉伸性的数据，其自拉伸试验或粘弹性试验得到。
接下来，获得关于待层合制品的三维形状的数据1020。此数据通常以制品的三维CDA数据获得。此外，在其中制品为具有复杂形状(具有小孔或突起等)的小部件的情况下，简化制品形状的数据是可以接受的，因为这对模拟结果几乎没有影响而又不使计算复杂。此外，在其中制品由许多部件构成的情况下，将这些部件一起视为单个制品是可以接受的。
接下来，设计用来固定制品的基座1030。基座根据制品的形状来设计。基座的设计基于：制品的形状、尺寸和高度，制品的固定角度，制品的数量，基座相对制品的位置关系，并且还根据与制品的形状无关的数据，例如基座自身的凹凸形状。
接下来，获得膜层合工艺条件1040。这里，工艺条件包括被层合在制品上的膜的尺寸(真空成形装置中的膜保持构件的框架尺寸)、层合过程中膜的加热温度以及第二腔室中支承台上升的速度。
根据以上获得的数据，模拟出层合在制品上的膜的状态1050。
根据模拟结果，对被层合膜对制品表面形状的贴合性进行评价1060。具体而言，就被层合膜的拉伸是否超出膜可能破损的拉伸度以及就是否可能因某些部位的局部极度拉伸而导致膜破损进行评价。如果这些评价结果显得可以进行良好的膜层合，则结束设计过程1100，但如果膜层合评价结果表明需要改变基座形状，则重新评价基座形状设计1040。
当基座形状设计过程完成时，基于此数据进行另一膜层合模拟1050并再次评价膜层合贴合性1060。接下来，基于这些结果设计辅助压膜工具以抑制仅通过改变基座设计不能解决的膜隆起1070。换句话说，设计辅助压膜工具的形状、尺寸、配置等。
加上所设计的辅助压膜工具的数据，再次进行膜层合结果的模拟1080。根据该模拟结果作出被层合膜的贴合性评价1090，在未取得令人满意的膜贴合性的情况下，再次设计辅助压膜工具。如果需要，重复进行辅助压膜工具的评价1090和设计1070以确立辅助压膜工具的形状。此外，如果从膜层合结果的模拟1080和评价1090可以确认可以获得良好的膜贴合性，则结束设计过程。
图7和图8示出了不同制品的实例以及针对这些制品使用辅助压膜工具进行膜层合模拟的结果的实例。图7A示出了假想情况下膜层合模拟的结果，其中在环的一部分缺失的单个环状制品320上层合膜。可以理解，在一部分环缺失的环状制品的一些部分中会发生膜隆起。该制品的辅助压膜工具可为具有仅针对环缺失部分的压膜部分42a的三维形状的辅助压膜工具42。图7B示出了其中使用辅助压膜工具42的膜层合模拟的结果。了解到这样可以有效地抑制膜的隆起。
这样，在甚至因单个制品的形状而发生局部膜隆起的情况下，可以使用具有仅针对该部分的压膜部分42a的辅助压膜工具。此外，辅助压膜工具42的形状可以根据制品的形状而具有多种形状。
图8A示出了对于以旋转对称方式设置两个L-形制品的情况的膜层合模拟的结果，图8B示出了对于根据两个制品间的间隙的形状使用夹状辅助压膜工具43的情况的膜层合模拟的结果。了解到这样可以有效地抑制制品间膜的隆起。
在上面给出的实例中，辅助压膜工具通过根据制品的形状或制品间的间隙的形状(也就是说，根据一个或多个制品的设置)加工轴形构件获得，但辅助压膜工具不限于轴形构件，而是可以为带形构件或者宽度尺寸或形状可根据制品间的间隙改变的构件。此外，辅助压膜工具可通过三维加工轴形或带形构件获得。
辅助压膜工具的材料可以为任何刚性材料如金属、合金、陶瓷或在膜层合过程中的加热条件下即不低于80℃且不高于200℃、或者不低于90℃且不高于180℃的温度下不变形的耐热塑料。
现在更详细地说明本发明的实施例中使用的制品和膜。
有多种多样的物件可以用作被层合膜的制品。典型的实例包括汽车的外部和内部部件以及摩托车的装饰部件。汽车的内部部件的具体实例包括门把手、电动车窗的开关面板、装饰件、方向盘、换档面板、控制台箱、饮料架、中控台、仪表面板、中心装饰件、门装饰件、挡水板、防擦板和支柱。此外，汽车的外部部件的实例包括门拉手、前格栅、支柱、后门、支柱装饰件、灯圈、模制件、油箱盖、徽标、保险杠和门镜盖。此外，摩托车的装饰部件的实例包括挡泥板、护罩、油箱、油箱盖、侧盖、中间整流罩、侧整流罩、上整流罩、框盖、散热器盖、前盖、消音器盖和侧面板。
此外，其他制品包括家用器具、电子部件和家具。其他具体实例包括：用于冰箱、电视机的饰面，用于膝上型计算机的饰面，用于移动电话的装饰件、用于个人计算机的主体、椅子、书桌、搁板、厕座盖、应用于头盔的装饰和反射膜、种植器、花盆、照明反射膜、灯罩、衣箱和乐器。
用于层合的膜不受特别限制，可以为能够承受层合过程中所用加热温度的耐热膜。例如，可以使用单一或复合热塑性树脂如聚酯(例如，聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)或聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN))、聚氯乙烯(PVC)、聚碳酸酯(PC)、丙烯腈/丁二烯/苯乙烯共聚物(ABS)、丙烯腈/乙烯-丙烯-二烯/苯乙烯共聚物(AES)、聚氨酯、聚(甲基)丙烯酸酯(例如，聚(甲基丙烯酸甲酯))或聚烯烃(例如，聚乙烯或聚丙烯)。其中，聚(氯乙烯)、聚氨酯、聚(甲基)丙烯酸酯、聚丙烯、聚碳酸酯、ABS和AES在加热过程中呈现拉伸性并且对粘附体呈现粘附性，同时还呈现优异的耐候性。聚(氯乙烯)、聚氨酯、聚(甲基)丙烯酸酯和聚丙烯尤其合适。
一般来讲，所述膜可以为具有多层结构的层合膜，其含有通过浇注成型、挤出成型等形成的单层或多层基础膜并且其任选地包含在基础膜上的印刷层、金属化膜、压敏粘合剂层等。
为改善表面的防护性、耐候性、强度和美观外表，膜的基础膜可以是由相同或不同材料形成的层合膜。
此外，出于装饰的原因，层合的膜体可以含有单层或多层印刷层。可以通过使用已知的方法如丝网印刷、凹版印刷、胶版印刷、喷墨印刷或静电喷涂来进行印刷。印刷层设置在例如基础膜和压敏粘合剂层之间。
为赋予装饰性，可以对膜的一个或多个层进行加工，例如沉积铬、铝、钛、铟、锡、镍、不锈钢、银、金、铜或钛的一种或多种金属膜和/或施加含有粉末状金属微粒的涂层。尤其优选铟的沉积膜或粉末状金属微粒的涂层，因为在膜被层合时其不会使金属膜变白或开裂。沉积的金属层或者含有粉末状金属微粒的层的厚度不受特别限制，可以是按预期设计和/或透光率设定的厚度，例如介于数纳米至数十纳米之间。
所述膜还可以含有添加剂，例如增塑剂、抗氧化剂、UV吸收剂、颜料和填料。
整个膜的厚度不受限制，但如果此厚度为约200μm或以下、尤其是约100μm或以下，则可以改善膜对制品表面形状的贴合性。但基于保护制品的观点，膜的最小厚度为50μm或以上、优选地80μm或以上，以确保一定程度的膜强度。
所述膜可以在与制品表面接触的表面上含有压敏粘合剂层。压敏粘合剂层可以通过涂布、喷射等形成。压敏粘合剂层的厚度不受限制，只要在膜被层合时不发生剥离或折叠并且在高温下不发生渗漏即可。例如，压敏粘合剂层的厚度可以为大约10μm至大约50μm，或者在不同的状况下，大约20μm至大约40μm。
在其中制品的表面为表面自由能低并因此不易于粘附的烯烃类树脂如聚乙烯或聚丙烯的情况下，可以在压敏粘合剂层中引入赋予胶粘性的试剂如增粘剂以促进粘附。
此外，为增大被层合制品的表面自由能，由此提高可润湿性并改善粘附强度，可以对制品表面进行等离子处理、电晕放电处理等。在制品表面为烯烃类树脂如特别是聚乙烯或聚丙烯的情况下，这类处理可有效改善粘附强度。
实例
现在说明本发明的工作例。
<实例>
使用双面真空成形机(NGF-0709，布施真空公司(Fu-se VacuumForming)制造)作为成膜装置。以旋转对称的方式将作为制品的两个门零件置于第二腔室中支承台上的基座上，使得通过这两个制品的重心的长轴相互平行。所述门零件的形状与图4A中所示模拟中使用的几乎相同，并且每个零件的尺寸为：最大宽度大约70mm、最大长度大约205mm、高度大约33mm，这意味着在置于基座上时的最大高度为70mm。两个门零件之间的最小距离为25mm。
准备金属丝衣架中所用并且横截面直径为2mm的金属丝作为辅助压膜工具。将其设置在框架上，框架的尺寸为260mm×260mm、具有开口并且附装在真空成形装置的第一腔室的底部，使得金属丝通过开口的近中心位置，弯折金属丝的两端，并以绑扎方式固定在框架上。以这样的方式，金属丝被设置在对应于两个门零件之间的间隙的近中心位置。
与此同时，所述膜由框式膜保持构件固定。膜保持构件中开口的面积与第一腔室底部的开口的面积几乎相同。所用的膜为如下所示具有7层结构的装饰膜(住友3M公司(Sumitomo3M Ltd.)出品的ITF1201J)。各层的类型和厚度如下所示。此外，在层合时剥下膜背侧上的衬片，从而露出丙烯酸类压敏粘合剂层(第一层)，其将与制品的表面直接接触。
所用膜的结构
第一层：丙烯酸类压敏粘合剂层，厚度40μm
第二层：底涂层，厚度1μm
第三层：氨基甲酸酯层，厚度30μm
第四层：金属沉积层，厚度1μm
第五层：氨基甲酸酯压敏粘合剂层，厚度15μm
第六层：有色的透明丙烯酸类树脂层，厚度30μm
第七层：透明的丙烯酸类树脂层，厚度30μm
所述膜用以上参照图3说明的程序层合在制品上。换句话说，密封第一腔室和第二腔室，在各个腔室中分别抽真空，使得各个腔室中的压力为1kPa或以下，并通过附装在第一腔室顶篷的红外灯将膜加热至大约120℃的温度。接下来，随着在第二腔室中的支承台被上推，一部分膜被金属丝压住，该金属丝为辅助压膜工具。然后将第一腔室加压至大约2kPa的压力。这样，膜被层合在制品的表面上。尽管制品间的距离仅大约25mm，但也可以在不发生膜隆起(成鳍形)的情况下将所述膜层合。
<比较例>
作为比较例，使用真空成形装置但不使用辅助膜支承工具进行膜层合。使用与工作例相同的条件进行膜层合，不同的是不使用辅助膜支承工具。但是，制品间的距离被设为40mm、45mm、50mm和55mm。当制品间的距离为40mm时，制品间可见显著的鳍状膜隆起，而当制品间的距离为45mm时，虽然膜隆起的高度减小大约一半，但仍留有一些鳍形。当制品间的距离为50mm时，留有一些膜隆起而不能获得完全的膜贴合性。为使制品间几乎不发生膜隆起，须将制品间距离增至55mm。
Claims (7)
1.一种在制品的表面上层合膜的成膜装置，所述成膜装置包括：
第一腔室，所述第一腔室具有加热装置并能保持真空或加压状态；
第二腔室，所述第二腔室被设置成能与所述第一腔室接合和分离、设有在其上支承制品的可移动支承台并能保持真空或加压状态；
框式膜保持构件，所述框式膜保持构件设置在所述第一腔室和所述第二腔室之间用于保持膜；和
辅助压膜工具，所述辅助压膜工具具有当所述膜在所述制品的所述表面上层合时抑制所述膜的隆起的压膜部分。
2.根据权利要求1所述的成膜装置，其中所述辅助压膜工具的所述压膜部分的形状和配置根据当不使用该支持工具在单个制品或多个制品的表面上层合所述膜时所述膜发生隆起的区域而定。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的成膜装置，其中，在所述第二腔室中有多个制品被支承在所述支承台上的情况下，所述辅助压膜工具的所述压膜部分被设置在对应于制品间的间隙区的位置。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的成膜装置，其中所述辅助压膜工具的所述压膜部分包括棒状或带状刚性构件。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的成膜装置，其中所述辅助压膜工具还包括压敏粘合剂层，所述压敏粘合剂层位于在制品的表面上层合所述膜时与所述膜接触的表面上。
6.一种附装在成膜装置上的辅助压膜工具，所述成膜装置包括：
第一腔室，所述第一腔室设有加热装置并能保持真空或加压状态；
第二腔室，所述第二腔室被设置成能与所述第一腔室接合和分离、设有在其上支承制品的可移动支承台并能保持真空或加压状态；和
框式膜保持构件，所述框式膜保持构件设置在所述第一腔室和所述第二腔室之间用于保持膜，
其中所述辅助压膜工具附装在所述第一腔室的底部或所述膜保持构件并且具有当所述膜被层合在所述制品的表面上时抑制所述膜的隆起的压膜部分。
7.一种用于成膜的方法，所述方法包括：
将设有加热装置并能保持真空或加压状态的第一腔室与能保持真空或加压状态的第二腔室分离，以获得大气压力下的开放状态；
将辅助压膜工具附装在所述第一腔室的底部或所述第一腔室和所述第二腔室之间；
将膜保持在所述第一腔室和所述第二腔室之间；
由所述膜在所述第一腔室和所述第二腔室这二者中各自形成封闭区域；
在所述第一腔室和所述第二腔室这二者中形成真空；和
仅加压所述第一腔室至大气压力或更高压力，将所述第二腔室中的支承台朝向所述第一腔室移动，并借助于所述腔室之间的压力差和所述辅助压膜工具局部地压住所述膜，以使所述膜片层合在单个制品或多个制品的表面上。
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