CN113980604A - 一种兼具安全性的tom膜及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种兼具安全性的TOM膜及其制备方法和应用。该兼具安全性的TOM膜包括从上至下依次设置的表面保护层、装饰层、接着层、底材和背胶层，表面保护层的厚度为50μm‑125μm，表面装饰层的厚度为5μm‑10μm，接着层的厚度为2μm‑10μm，底材的厚度为125μm‑300μm，背胶层的厚度为10μm‑20μm。本发明还提高了上述TOM膜的制备方法。本发明的TOM膜适合用于汽车安全气囊盖的装饰，可保证汽车遇到交通事故时安全气囊弹出时装饰件不会产生破裂碎屑飞溅伤害车内人员。

Description

一种兼具安全性的TOM膜及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及一种TOM膜，尤其涉及一种兼具安全性的特殊TOM膜和含有它的安全气囊盖，属于功能性膜技术领域。
背景技术
TOM技术，属于模外装饰范畴，是三维真空成型表面装饰技术的简称，广泛应用于车内、外饰部件，轨道车辆内饰部件、家电家具、电子零件等高端装饰领域。TOM工艺成型原理：设备分为上下箱体，通过预先准备的薄膜把上下箱体分成两个独立密封的空间。通过真空泵同时对上下箱抽真空，当真空抽到一定程度后上箱开始加热，使膜片软化，到达设定温度后工作台上顶同时上箱释放气压，利用正负压将软化的膜片贴合至工件表面，从而完成包覆流程。由于整个过程处于真空环境下，可以完美解决包覆后产生气泡的问题。通过膜片的不同效果可以装饰成各种仿其他材质的表面效果，比如木纹、石纹、皮革、碳纤维、纸布等，一般与之对标的工艺有水转印热转印等印刷类技术、镀金、喷涂、IMD等装饰技术。TOM工艺过程中的薄膜软化温度较模内装饰的低100-200℃，加压压力不需要太高，因此，触感会被更好保存，并且不容易减弱或消失，摸起来更真实一些；性能稳定，可塑性强；色彩表现力更强，更丰富；适用的材质多样化，不仅是塑胶，还包括玻璃、金属、木材等；加工效率还不错，小件产品可一模多腔，同时披覆，但方向需一致。大小件均可实现表面装饰；相比于水转印、电镀、喷涂等传统工艺，更环保，工艺可控性更高；设计自由度大，可适用各种复杂形状，更“深入”地加工，加工过程中可以包覆到产品的逆勾部位及末端；包裹边界的范围较大，可满足复杂形状的成型拉伸，膜厚大概在0.05-0.5之间；定位更容易一些，比如文字或图案部分，精度更高。
由于ABS、PC具有良好的成型加工型，优良的综合性能，刚性大，蠕变小，耐冲击性、耐热性、硬度及抗老化性均优，广泛应用于汽车内饰的零部件上；所以汽车内饰中传统的TOM膜最多使用的底材是ABS、PC、或者两者的合金材料；但是这些材质刚性大，韧性较差，容易在安全气囊弹出时产生碎屑飞溅，造成二次伤害；并不适用于汽车安全气囊盖等零件。故安全气囊盖使用最多的材料是TPO、TPU、TPEE、TPV等热塑性弹性体材质，同时不具备复杂多样的装饰性；由于对安全性的特殊要求，所以对故安全气囊盖的装饰提出了更高的要求。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种兼具安全性的TOM膜及其制备方法。
本发明的另一目的在于提供一种安全性能指数高的安全气囊盖。
为了实现上述任一目的，本发明首先提供了一种兼具安全性的TOM膜，该兼具安全性的TOM膜包括从上至下依次设置的表面保护层、装饰层、接着层、底材和背胶层；表面保护层的厚度为50μm-125μm，表面装饰层的厚度为5μm-10μm，接着层的厚度为2μm-10μm，所述底材的厚度为125μm-300μm，所述的背胶层的厚度为10μm-20μm。
本发明的兼具安全性的TOM膜具有良好的装饰效果，且具有较高的拉伸性，良好的成型性、耐候性、耐刮擦性以及耐溶剂性，在满足汽车内饰的装饰性和功能性的同时，具备传统TOM膜不具有的安全性。
在本发明的一具体实施方式中，表面保护层的材质为PMMA；其中，PMMA外观效果按照光泽度可分为：高光，平光，哑光。
在本发明的一具体实施方式中，装饰层的材质是油墨、金属镀层或油墨及金属镀层的层叠组合体。
在本发明的一具体实施方式中，接着层的原料为双组份聚氨酯体系。
在本发明的一具体实施方式中，底材选自TPO，TPV、TPEE、TPU中的一种。
在本发明的一具体实施方式中，背胶层的材料包括聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚碳酸酯、聚氨基甲酸酯、聚酯、聚酰胺、氯醋树脂、环氧树脂、乙烯-醋酸乙烯共聚物、苯乙烯-丙烯腈-压克力橡胶共聚合、丙烯腈-苯乙烯共聚物、甲基丙烯酸甲酯-丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯、热塑性弹性体或上述材料的共聚物、混合物、复合物中的至少一种。
本发明还提供了上述兼具安全性的TOM膜的制备方法，该制备方法包括以下步骤：
在表面保护层上制备装饰层；
在装饰层上制备接着层，除去接着层中的有机溶剂；
将底材与接着层进行复合；
在底材的背面涂布背胶层，进行熟化，收卷，分切，得到兼具安全性的TOM膜。
在本发明的一具体实施方式中，在表面保护层上制备装饰层时，通过凹版印刷、丝网印刷、蒸镀、溅镀工艺中的一种或几种实现。在装饰层上制备接着层时，使用微凹涂布的方式在装饰层上设置接着层；通过热干燥的方式除去接着层中的有机溶剂，干燥温度为60℃-90℃。将底材与接着层进行复合时，通过热复合辊对底材和接着层进行复合温度为70℃-90℃；在底材的背面涂布背胶层时，通过微凹涂布的方式实现，通过热干燥的方式去除背胶层中的有机溶剂，干燥温度为60℃-90℃。
为了实现上述任一目的，本发明还提供了一种安全气囊盖，该安全气囊盖由本发明的兼具安全性的TOM膜注塑而成。
本发明还提供了上述安全气囊盖的制备方法，其中，该制备方法包括以下步骤：
将注塑好的不含有任何装饰材料的安全气囊盖注塑壳体和治具以及本发明的兼具安全性的TOM膜对应放置于TOM成型机的治具台面上以及送膜夹具中，治具台面下降到最低处；
TOM成型机的上下模腔闭合后将上下模腔抽真空，并将本发明的兼具安全性的TOM膜加热软化，使背胶层在温度的作用下活化具有粘性；
控制治具台面上升，上模腔加压，下模腔持续抽真空；本发明的兼具安全性的TOM膜在上下模腔的压力差以及活化后的背胶层的作用下包覆在所述不含有任何装饰材料的安全气囊盖注塑壳体上；
上下模腔恢复到常压，打开模腔，取出产品并修整，得到所述安全气囊盖。
本发明还提供了一种汽车，该汽车包括本发明的安全气囊盖。
本发明的兼具安全性的TOM膜特别适合用于汽车安全气囊盖的装饰，可保证汽车遇到交通事故时安全气囊弹出时装饰件不会产生破裂碎屑飞溅伤害车内人员；同时，本发明的兼具安全性的TOM膜具有良好的装饰效果，且具有较高的拉伸性，具有良好的成型性、耐候性、耐刮擦性以及耐溶剂性，在满足汽车内饰的装饰性和功能性的同时，具备传统TOM膜不具有的安全性。
附图说明
图1为本发明一实施例的TOM膜的剖视结构示意图。
图2为含有图1的TOM膜的安全气囊盖的剖视结构示意图。
主要附图符号说明：
1、表面保护层；2、装饰层；3、接着层；4、底材；5、背胶层；A、TOM膜；B、安全气囊盖注塑壳体。
具体实施方式
参见图1所示，本发明的一种兼具安全性的TOM膜，包括从上至下依次设置的包括表面保护层1、装饰层2、接着层3、底材4和背胶层5。
参见图2所示，本发明的一种安全气囊盖，包括从上至下依次设置本发明的TOM膜A和安全气囊盖注塑壳体B。
下面结合具体实施例对本发明做出说明：
本发明各个实施例中的PMMA、油墨、接着层、转印PET、TPO、TPU、TPEE、TPV、PP、背胶层等均为市购。
本发明的一种兼具安全性的TOM膜的性能采用下述方法测试：
1、TOM膜表面保护层结与内装饰层以及底材之间的附着力测试：按照GB/T9286-1998(百格法)进行实验测试；
2、高温测试：将所述TOM膜片的注塑成型件置于105℃*168h条件下，观察外观变化与附着力变化；
3、高湿测试：将所述TOM膜片的注塑成型件置于38℃*100％RH*144h条件下，观察外观变化与附着力变化；
4、耐化学介质测试(耐溶剂性能)：用高温点滴法测试清洗剂、乙醇以及人工汗液给所述TOM膜外观带来的影响；
5、耐候性：使用氙灯加速老化箱，在IOS 105-B06 Condition 5规定测试条件下进行辐照总量为1240.8KJ/m2的累积辐照；
6、耐刮擦性(耐磨性能)：按照ASTM D4060要求，使用Taber磨损仪，选用CS10砂轮和500g负载对TOM膜片表面进行摩擦测试，进行1200次循环测试；
7、成型性：应用标准成型模具成型；若膜片可满足标准成型模具成型无拉伸裂纹即判定成型性良好；
注：以上所有性能的测试样品均为所述的安全气囊盖。
实施例1
本实施例提供了一种兼具安全性的TOM膜，其是通过以下步骤制备得到的：
(1)使用凹版印刷的方式在表面保护层PMMA上印刷油墨作为装饰层；其中PMMA厚度为75μm；
(2)使用微凹涂布等方式在装饰层上设置接着层，用热干燥的方式除去接着层中的有机溶剂；烘干后的接着层的厚度8μm；
(3)通过热复合辊对底材TPO和接着层(双组份聚氨酯)进行复合；其中TPO厚度为250μm；
(4)在底材的背面涂布背胶层(丙烯酸树脂)，背胶层的厚度为15μm；
(5)将步骤(4)所得到的成品进行熟化，收卷，分切，即得。
(6)用(5)中的TOM膜装饰安全气囊盖，得到含有该TOM膜的安全气囊盖；其中注塑料材质为TPO。
实施例2
本实施例提供了一种兼具安全性的TOM膜，其是通过以下步骤制备得到的：
(1)使用凹版印刷的方式在表面保护层PMMA上印刷油墨作为装饰层；其中PMMA厚度为75μm；
(2)使用微凹涂布等方式在装饰层上设置接着层(双组份聚氨酯)，用热干燥的方式除去接着层中的有机溶剂；烘干后的接着层的厚度为8μm；
(3)通过热复合辊对底材TPV和接着层进行复合；其中TPV厚度为250μm；
(4)在底材的背面涂布背胶层(氯醋树脂)，背胶层厚度为15μm；
(5)将步骤(4)所得到的成品进行熟化，收卷，分切，即得。
(6)用(5)中的TOM膜装饰安全气囊盖，得到含有该TOM膜的安全气囊盖；其中注塑料材质为TPV。
实施例3
本实施例提供了一种兼具安全性的TOM膜，其是通过以下步骤制备得到的：
(1)使用凹版印刷的方式在表面保护层PMMA上印刷油墨作为装饰层；其中PMMA厚度为75μm；
(2)使用微凹涂布等方式在装饰层上设置接着层(双组份聚氨酯)，用热干燥的方式除去接着层中的有机溶剂；烘干后的接着层的厚底8μm；
(3)通过热复合辊对底材PP和接着层进行复合；其中PP厚度为250μm；
(4)在底材的背面涂布背胶层(聚酯树脂)，背胶层的厚度15μm；
(5)将步骤(4)所得到的成品进行熟化，收卷，分切，即得；
(6)用(5)中的TOM膜装饰安全气囊盖，得到含有该TOM膜的安全气囊盖；其中注塑料材质为PP；
对比例1
本对比例提供了一种TOM膜，其是通过以下步骤制备得到的：
(1)使用凹版印刷的方式在表面保护层PMMA上印刷油墨作为装饰层；其中PMMA厚度为75μm；
(2)使用微凹涂布等方式在装饰层上设置接着层，用热干燥的方式除去接着层中的有机溶剂；烘干后的接着层厚底8μm；
(3)通过热复合辊对底材ABS和接着层进行复合；其中ABS厚度为250μm；
(4)在底材的背面涂布背胶层，厚度15μm；
(5)将步骤(4)所得到的成品进行熟化，收卷，分切，即得；
(6)用(5)中的TOM膜装饰安全气囊盖，得到含有该TOM膜的安全气囊盖；其中注塑料材质为ABS；
对比例2
本对比例提供了一种TOM膜，其是通过以下步骤制备得到的：
(1)使用凹版印刷的方式在表面保护层PMMA上印刷油墨作为装饰层；其中PMMA厚度为75μm；
(2)使用微凹涂布等方式在装饰层上设置接着层，用热干燥的方式除去接着层中的有机溶剂；烘干后的接着层厚底8μm；
(3)通过热复合辊对底材PC和接着层(双组份聚氨酯)进行复合；其中PC厚度为250μm；
(4)在底材的背面涂布背胶层(丙烯酸树脂)，厚度15μm；
(5)将步骤(4)所得到的成品进行熟化，收卷，分切，即得；
(6)用(5)中的TOM膜装饰安全气囊盖，得到含有该TOM膜的安全气囊盖；其中注塑料材质为PC。
对比例3
本对比例提供了一种TOM膜，其是通过以下步骤制备得到的：
(1)使用凹版印刷的方式在表面保护层PMMA上印刷油墨作为装饰层；其中PMMA厚度为75μm；
(2)使用微凹涂布等方式在装饰层上设置接着层(双组份聚氨酯)，用热干燥的方式除去接着层中的有机溶剂；烘干后的接着层厚底8μm；
(3)通过热复合辊对底材ABS和接着层进行复合；其中ABS厚度为250μm；
(4)在底材的背面涂布背胶层(丙烯酸树脂)，厚度15μm；
(5)将步骤(4)所得到的成品进行熟化，收卷，分切，即得；
(6)用(5)中的TOM膜经过吸塑，冲切，注塑，得到含有该TOM膜的安全气囊盖；其中注塑料材质为TPO。
对比例4
本对比例提供了一种TOM膜，其是通过以下步骤制备得到的：
(1)使用凹版印刷的方式在表面保护层PMMA上印刷油墨作为装饰层；其中PMMA厚度为75μm；
(2)使用微凹涂布等方式在装饰层上设置接着层(双组份聚氨酯)，用热干燥的方式除去接着层中的有机溶剂；烘干后的接着层厚底8μm；
(3)通过热复合辊对底材PC和接着层进行复合；其中PC厚度为250μm；
(4)在底材的背面涂布背胶层(丙烯酸树脂)，厚度15μm；
(5)将步骤(4)所得到的成品进行熟化，收卷，分切，即得；
(6)用(5)中的TOM膜经过吸塑，冲切，注塑，得到含有该TOM膜的安全气囊盖；其中注塑料材质为TPO。
表1实施例对比例的含有TOM膜安全气囊盖的性能测试结果
Figure BDA0003313289260000071
由实施例1-3中的TOM膜的性能测试结果可看出，本发明的TOM膜具有良好的成型性、耐候性、耐刮擦性以及耐溶剂性；本发明所述的TOM膜在满足汽车内饰的装饰性和功能性的同时，具备传统TOM膜不具有的安全性。含有该TOM膜的安全气囊盖可保证在安全气囊点爆后安全气囊盖无破裂碎屑飞溅造成二次伤害。
由对比例1-2可以看出，底材为ABS和PC的传统TOM膜使用同材质注塑粒子注塑制得的安全气囊盖各项性能均能达标，但是安全气囊点爆时安全气囊盖的碎屑飞溅严重，存在严重的安全隐患；对比例3-4底材为ABS和PC的传统TOM膜包覆现在量产使用在TPO材质的安全气囊盖壳体时也存在安全隐患。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种兼具安全性的TOM膜，该兼具安全性的TOM膜包括从上至下依次设置的表面保护层、装饰层、接着层、底材和背胶层；
其中，所述表面保护层的厚度为50μm-125μm，所述表面装饰层的厚度为5μm-10μm，所述接着层的厚度为2μm-10μm，所述底材的厚度为125μm-300μm，所述的背胶层的厚度为10μm-20μm。
2.根据权利要求1所述的兼具安全性的TOM膜，其中，所述表面保护层的材质为PMMA；
优选地，所述装饰层的材质是油墨、金属镀层或油墨及金属镀层的层叠组合体。
3.根据权利要求1所述的兼具安全性的TOM膜，其中，所述接着层的原料为双组份聚氨酯体系。
4.根据权利要求1所述的兼具安全性的TOM膜，其中，所述底材选自TPO，TPV、TPEE、TPU中的一种。
5.根据权利要求1所述的兼具安全性的TOM膜，其中，所述背胶层的材料包括聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚碳酸酯、聚氨基甲酸酯、聚酯、聚酰胺、氯醋树脂、环氧树脂、乙烯-醋酸乙烯共聚物、苯乙烯-丙烯腈-压克力橡胶共聚合、丙烯腈-苯乙烯共聚物、甲基丙烯酸甲酯-丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯、热塑性弹性体或上述材料的共聚物、混合物、复合物中的至少一种。
6.权利要求1-5任一项所述的兼具安全性的TOM膜的制备方法，该制备方法包括以下步骤：
在表面保护层上制备装饰层；
在装饰层上制备接着层，除去接着层中的有机溶剂；
将所述底材与所述接着层进行复合；
在所述底材的背面涂布背胶层，进行熟化，收卷，分切，得到所述兼具安全性的TOM膜。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其中，在表面保护层上制备装饰层时，通过凹版印刷、丝网印刷、蒸镀、溅镀工艺中的一种或几种实现；
优选地，在装饰层上制备接着层时，使用微凹涂布的方式在装饰层上设置接着层；通过热干燥的方式除去接着层中的有机溶剂，干燥温度为60℃-90℃；
优选地，将所述底材与所述接着层进行复合时，通过热复合辊对底材和接着层进行复合，温度为70℃-90℃。
优选地，在所述底材的背面涂布背胶层时，通过微凹涂布的方式实现，通过热干燥的方式去除背胶层中的有机溶剂，干燥温度为60℃-90℃。
8.一种安全气囊盖，该安全气囊盖由权利要求1-5中任一项所述的兼具安全性的TOM膜注塑而成。
9.权利要求8所述的安全气囊盖的制备方法，其中，该制备方法包括以下步骤：
将注塑好的不含有任何装饰材料的安全气囊盖注塑壳体和治具以及权利要求1-5任一项所述的兼具安全性的TOM膜对应放置于TOM成型机的治具台面上以及送膜夹具中，治具台面下降到最低处；
TOM成型机的上下模腔闭合后将上下模腔抽真空，并将权利要求1-5中任一项所述的兼具安全性的TOM膜加热软化，使背胶层在温度的作用下活化具有粘性；
控制治具台面上升，上模腔加压，下模腔持续抽真空；权利要求1-5中任一项所述的兼具安全性的TOM膜在上下模腔的压力差以及活化后的背胶层的作用下包覆在所述不含有任何装饰材料的安全气囊盖注塑壳体上；
上下模腔恢复到常压，打开模腔，取出产品并修整，得到所述安全气囊盖。
10.一种汽车，该汽车包括权利要求8所述的安全气囊盖。
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