国产化再下一城 道明光学:PC材料或将回归普通材料行列
来源:新材料在线 发布时间:2023-05-16 分享至微信
翻开我国新材料的发展历史,经过短短数十年的积累,发展十分迅速,取得了瞩目的成就。

不少领域更是经历了从无到有,从有到优的过程。这当中涌现了一批立足自身行业,为掌握自主话语权而勇于从零开始,摸着石头过河的企业。他们为产业补充了缺环,铺设起更加完善的链条。

道明光学就是其中之一,他们不但将反光材料国产化,还将下一个国产化目标投向了上游的原材料。

在反光材料的原材料中,超透明、超薄的高端PC或PMMA薄膜,为国外所掣肘。为了打破这一局面,道明光学决定向上游产业链条延伸,展开原材料的国产化之路。

图片来源:道明光学

事实证明了道明光学的国产化能力。经过攻关,道明光学最终掌握该原材料的自主话语权,降低了成本,为反光材料市场竞争力赋能。值得一提的是,该材料还在5G手机、屏幕显示等多个领域展示出优越的性能,为道明光学开辟出更多的市场领地。

被掣肘的原材料

21年前,道明光学抓住了我国公路建设及交通运输业发展的黄金时期,在刚刚起步的反光材料领域,闯出了一片天地,并取得了举足轻重的地位。

反光材料,主要用于道路交通、汽车、衣服等领域。由于反光的功能需要,对高透明的光学原材料要求非常高。

道明光学高分子材料事业部负责人肖波对新材料在线®表示,反光材料的原理在于当灯光照射到反光材料后,需要透过面层材料将光发送到底层的反射层,而反射层亮度取决于面层的透过率,以及光学材料棱镜设计的光学角度,因此,高透明的面层材料十分重要。

另外,该材料要需要满足低结晶物的要求。如果结晶体越大或者越多,在对后道进行压合时,产生的压力和温度,将对磨具造成损伤。高端的PC或PMMA薄膜,既能满足户外高耐候的严酷需求又具有超透、超薄、低结晶物等特点,被作为反光材料的面层关键原材料。

起初,这款材料主要依赖进口。

“当时,国内几乎没有可提供相关品质产品的厂家。由于超薄的部分采用的是65μm的薄膜,但当时国内供应的产品厚薄不均匀,后道的收卷不整齐,导致下游的生产难度大,不良率居高。”

图片来源:道明光学

“没有上游材料的品质支撑,反光材料产品要跟国外一线品牌PK,难度很大。” 肖波表示。

而购买国外的原材料,难度也十分大。肖波回忆道,采购国外的材料,首先时效很长。需要提前一个季度把材料订好,供应商一个季度后才能交付。这种采购模式对于生产端,特别是产品小量多样的销售模式的厂家而言,无法实现。

此外,由于对原材料的进口依赖程度较高,国外供应商显得较为强势。生产厂家需要提前把资金全款付完,对方才排产交货。对于企业而言,一个季度一次性购买材料,占用了企业大量的流动资金。

“与其进口还不如自己做。”道明光学决定将其国产化。

解决研发与量产难题

让道明光学下定决心将PC薄膜国产化的,还有另外一层原因。“它产生的附加价值高,通过自主生产,可有效控制成本。”

除了提高反光材料的附加价值,光学级PC薄膜本身也可开辟出不少应用赛道。道明光学发现,PC薄膜还是消费电子表面材质、光学显示领域的材料方案。

图片来源:道明光学

光学PC薄膜具有强度高、刚性好、透明、光泽度高等特点。有极好的耐折叠性、耐针孔性和抗撕裂性等。通过将PC薄膜与耐磨性较好的PMMA结合,共挤后制得PC+PMMA复合板材。

这一方案的应用范围十分广。根据其光学性能,可以用于VR眼镜、摄像头盖板、头盔面罩、太空眼镜片等;根据其材质特点,还可以用于5G时代的手机背盖、显示及汽车玻璃等领域。

前景是光明的,但当时摆在道明光学面前有两道门槛。

在配方研发阶段,道明光学就遇到了PC原料的问题。国外对PC原料的控制十分严格,高透明、低结晶的原料几乎不对外出售,可采购到的原料也不匹配国内的生产设备。

为了解决PC原料问题,道明光学反复奔波国外企业,寻找符合光学性能、力学性能、匹配设备的原料颗粒。经过一年多的努力,终于找到了合适的原料,完成了配方的开发。

设计与材料的选型得以通过,道明光学十分兴奋,但生产时又出现了状况。

为了便于下游反光材料的生产,需要提供裸材给下游,即不对PC薄膜产品进行覆膜,但PC裸材产生的静电十分大,表面吸附力十分强。

静电的作用力,为后道收卷工序带来极大挑战。由于产线较长,收卷时经常跑偏,“卷膜收不整齐。还出现膜材凹凸不平,导致下游无法使用。” 肖波表示。

他回忆道,比如膜材幅宽是1米,但是收卷后幅宽可能超过这个数字,这导致下游单位无法上卷和生产。

针对这一问题,道明光学认为,要100%消除卷膜的静电是不可行的,于是在尾段收卷时设计了曲面辊的装置,让膜面在收卷时始终保持在一条线上。这一个小小的装置,解决了后道收卷难题,PC薄膜量产终于得以实现。

“回归普通材料行列”

超透明、超薄PC薄膜国产化的实现,为道明光学的反光材料降低了原材料成本。更低的成本,也为PC薄膜、PC/PMMA板材打开更多应用空间。

道明光学将目光投向手机背盖、消费电子表面纹理等领域。

PC/PMMA复合板材手机后盖,自带通透的仿玻璃效果,还具有耐脏、轻量化、高效散热等的效果。此外在5G时代,复合板材手机后盖不对手机信号产生屏蔽。

PC/PMMA复合板材各项优异的特点,使得其成为手机厂商的青睐。

值得一提的是,PC材料方案也可以通过IML工艺,解决手机背盖双纹双镀工艺瓶颈。肖波介绍道,IML工艺是将纹理实现在PC薄膜印刷后,与比较流行的玻纤、碳纤、PC板等材质进行热压成型,该工艺改善了卷对卷印刷方式,提高了生产效率,在手机背盖的应用很广。

“双纹双镀工艺去年才开始流行起来,它对材料的要求比反光领域更高,因为手机背盖对纹理要求十分精细,这对膜材表面的光洁度提出很大挑战。道明光学已经与国内外一线品牌合作并逐步实现量产。”

肖波表示,除了手机背盖,在其他消费类电子如高档家电、白电等领域的表面纹理,也是通过IML工艺热压成型,PC材料为电子产品表面处理带来更丰富的方案。

基于PC薄膜出色的光学性能,道明光学也展开了其在显示领域的尝试。

图片来源:道明光学

如显示领域的偏光膜,道明光学正在攻克在研发的壁垒。另外,针对PC/PMMA板材,道明光学也展开了其在汽车导航显示面板的应用开发。“传统的汽车导航显示面板采用的是玻璃,但在汽车轻量化趋势下,玻璃材质将可能改成PC材质。”

据介绍,汽车导航显示面板对翘曲度有很高要求,由于玻璃仅为一层材质,因此在实现翘曲时可达到很高平整度;但这对PC/PMMA复合板材提出很大挑战,针对翘曲度的难题,道明光学正在攻克。

对于PC薄膜、板材的未来,道明光学有着独特的判断。道明光学认为,它将回归到普通的材料行列,相对于其他塑胶材料,PC薄膜和复合板除了力学、光学性能更加优异外,还更加环保,在“双碳”政策驱动下,存在巨大的市场潜力。

当前,价格问题是PC薄膜、板材的应用的最大壁垒。PC薄膜价格是PVC、PET等材料的2-3倍。肖波表示,当PC市场增大后,会拉动原料的供给端拓产,推动原料价格下行,当PC薄膜价格走向合理区间后,又将推动市场的继续放量。

能抓住机会的是早作准备的人。道明光学持续在研发和生产方面的投入。道明光学表示,仅在产线方面,投入了1亿多元,亦配备了充足的研发人员。

“相对于我们制定的目标,PC业务还有10倍的增长空间。当前PC行业也正在面临洗牌,我们将会整合PC行业,将市占率做到逐步扩大。” 肖波充满信心地说道。

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