塑料与家电密不可分:塑料不同用途也不同,未来的设计趋势如何?

材料之友 2022-04-25

聚碳酸酯工程塑料家用电器

4001 字丨阅读本文需 10 分钟

塑料是现代材料的代表,优势与劣势一样鲜明,但随着科技的进步,塑料的性能越来越易于调控,在几乎所有行业中,塑料的应用越发广泛,“以塑代钢”、“以塑代木”的趋势也提醒着设计师们塑料这种材料的地位。

家电外观设计中,塑料因为优越的可塑性、超强的加工性、轻盈的质地以及受欢迎的性价比而受到重用。随着家电外观流行趋势的变化,塑料科技的提升,塑料在家电外观设计中呈现出越来越多样化的表现形式,有时候以大面积的面板撑起整个产品的“门面”,有时候则化作小小的装饰件为家电外观设计增光添彩。美化不同类型的家电,塑料为家电外观设计提供源源不断的灵感。

更多种类的塑料参与家电外观设计

材料的质感和表面的呈现能唤起人类情感的本能。人们对某一材料的功能和感知价值都有自己的设想。过去,塑料经常被认为是低廉材质的代表,但近年来,这一看法却发生了翻天覆地的变化。

据记者观察,近几年塑料在空调、吸尘器、扫地机器人、电动牙刷、厨房小家电等产品领域的应用让人耳目一新。以空调为例,在艺术空调大行其道的趋势下,塑料结合各种工艺技术将空调装点得或典雅、或华贵、或科技、或清新、或苗条、或婀娜,俨然化身为家里的一件艺术品。

剖析塑料获得家电企业认可的原因,主要因为人们眼中的塑料感实际上是过去那些普通的PP、PVC等低廉塑料传递出的质感,如今,越来越多的诸如PC(聚碳酸酯)、ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)、PPSU(聚苯砜)等高性能塑料应用于家电外观件上,呈现出的不再是低廉的既视感,而是时尚的、科技的、环保的高级感。如今,家电新产品、新品类层出不穷,高端化成为战略重心的家电行业,塑料为家电的“颜值”提升立下了汗马功劳。

以聚碳酸酯为例,科思创工程塑料事业部全球色彩与设计中心业务拓展经理施薇告诉《电器》记者,聚碳酸酯集高透、坚韧、耐热和阻燃等多种特性于一身,是家电外壳的优选材料。仅从透明这一角度来观察,在面向未来的智能家电设计中,透明设计将是非常多见的。原因在于智能化的核心之一是用户和机器的沟通,对人机交互的高要求引入了可视化设计这一关键特征,透明可视对于多数消费人群来说是进行人机互动过程中高效传导大量信息的重要通道。在此基础上,聚碳酸酯还兼顾耐用、安全、易加工等特点,设计师不会遇到顾此失彼的窘境。若有家电产品在使用或制造过程中遇到极端高温的情况,科思创还有特种高温透明的聚碳酸酯可供选择。

再比如,2021年,巴斯夫推出了一款由Ultrason塑料制成的大理石纹理部件。Ultrason塑料是指Ultrason E(PESU:聚醚砜)和Ultrason P(PPSU:聚苯砜),这两种材料都是特种工程塑料,可以赋予应用于家电外观的部件卓越的机械性能、耐热性和耐化学性,并且符合食品接触标准。

免喷涂塑料是一种在塑料原料(PP、ABS、AS、PC等)中通过熔融共混的方式加入具有不同显示效果的金属粉、珠光粉、陶瓷粉、高光色粉等,使其自带特殊的色彩效果的新材料。这类塑料不仅让以前的普通塑料改头换面,而且使得高性能塑料的颜值更高。目前,包括金发科技、锦湖日丽、金旸新材料、会通、聚赛龙等众多改性塑料企业都推出了相关产品,并且形成了各式各样的颜色、纹理效果。

金发科技每年向家电市场提供超过30万吨的改性塑料,对免喷涂塑料的研究颇有心得。金发科技产品研发中心行业技术经理唐磊介绍说:“在免喷涂塑料领域,金发科技近年来推出了众多针对家电外观的多彩化设计方案,以及表面的个性化特殊效果,如免喷涂金属色、高亮黑闪烁、与模具皮纹相协调的织绒效果以及解决融接线的随角异色效果。”

不同的塑料,不同的用途

01

聚乙烯(PE)

聚乙烯(PE)是五大通用塑料消费量第一的产品,挤出成型工艺制成的管材与压延成型工艺制成的薄膜类产品消费量占比最高,另有吹塑成型工艺制成的中空类产品包括瓶、罐、桶等;注射成型工艺根据模具形状可制成更多形态的桶、盆、日用小器具;高密度聚乙烯还可以作为高频的电绝缘性材料,应用于雷达和电视。

PE塑料具有无臭,无毒,手感似蜡,具有耐低温性能(最低使用温度可达-100~-70°C),化学稳定性好,能耐大多数酸碱的侵蚀(不耐具有氧化性质的酸)、常温下不溶于一般溶剂,吸水性小,电绝缘性优良等特性。不染色时,低密度聚乙烯透明,而高密度聚乙烯不透明。

02

聚丙烯(PP)

聚丙烯(PP)是由丙烯聚合而制得的一种热塑性树脂。聚丙烯是无毒、无臭、无味的乳白色高结晶的聚合物,且是目前所有塑料中最轻的品种之一。PP水稳定性好、化学成分稳定,防腐蚀效果良好,还具有良好的耐热性。虽然聚丙烯成型性好,但因收缩率大(为1%~2.5%),厚壁制品易凹陷,对一些尺寸精度较高零件,很难于达到要求,但制品表面光泽好。

聚丙烯常被应用于一次性餐具的制作,且易于回收,但应当注意的是回收后的塑料制品不可再应用于餐具的制作。同时由于PP塑料耐高温的特性,可应用于需要微波加热的塑料制品,同样常用于一次性餐盒的PS材料则多应用于冷饮包装方向。

03

聚氯乙烯(PVC)

聚氯乙烯(PVC)塑料在全球的合成材料中用量在位列第二。PVC塑料不易燃,强度高、硬度高,耐摩擦,具有优良的几何稳定性,但不耐高温,在高温中易软化。

在色彩方面PVC本身是微黄色半透明有光泽的质感,但成品稳定性较差,长时间使用会发黄,且在曲折处会出现白化现象。

聚氯乙烯一般应用于保鲜膜、塑料鞋及革制品、薄膜、电缆、塑料袋。

04

聚苯乙烯(PS)

聚苯乙烯(PS)是指由苯乙烯单体经自由基加聚反应合成的聚合物,它是一种无色透明的热塑性塑料,具有高于100℃的玻璃转化温度,因此经常被用来制作各种需要承受开水的温度的一次性容器,以及一次性泡沫饭盒。此外聚苯乙烯还被应用于梳子、盒子、圆珠笔杆、儿童玩具、塑料购物袋等。

05

ABS

ABS即丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物,ABS是一种强度高、韧性好、易于加工成型的热塑型高分子材料结构,其综合性能良好,化学稳定性好,电性能良好,有高抗冲、高耐热、阻燃、增强、透明的特性,同时ABS塑料具有很好的成型性,加工出的产品表面光洁,表面可做电镀、喷漆处理。

由于ABS塑料的优良性能常被应用于汽车、电子电器、办公设备、通讯设备等对强度硬度有所要求的结构件上,且常被应用作3D打印材料,属于3D打印材料中最稳定的一种。

06

工程塑料

工程塑料是指可用作工程材料和代替金属制造及其零部件等的塑料。与通用塑料相比,工程塑料能够接受更强的外力作用,且具有良好的机械性能,耐高温,耐低温,尺寸稳定性好,能够满足更高的使用要求。

工程塑料又可分为通用工程塑料和特种工程塑料两类,前者主要品种有聚酰胺、聚碳酸酯、聚甲醛、改性聚苯醚和热塑性聚酯五大通用工程塑料;后者主要指耐热性高达150摄氏度以上的工程塑料。

通常说的“以塑代钢”、“以塑代木”,多指工程塑料类,常应用于电子电器、汽车·、建筑、办公设备、机械、航空航天等领域。

07

特种塑料

一般是指具有特种功能,可用于航空、航天等特殊应用领域的塑料。如氟塑料和有机硅具有突出的耐高温、自润滑等特殊功用,增强塑料和泡沫塑料具有高强度、高缓冲性等特殊性能,这些塑料都属于特种塑料的范畴。

总的来说,在家电中的外部透明件及冰箱内部透明件,目前基本上都会采用透明ABS树脂材质。在国内,有80%的ABS树脂消费量,来源于家电生产。所以,ABS算是家电产品生产过程中的主要原材料之一。随着家电行业的不断发展,ABS树脂塑料的用量也在不断增长中,甚至供不应求。

抗菌塑料,是一种具备一定杀菌功能的新型材料。所谓的杀菌,并不是说是能够达到消灭细菌的程度,而是能够为使用者树立起一道绿色屏障,充当一个健康卫士的角色。随着人们对生活质量要求的不断提高,抗菌塑料在家电制造行业中的应用,会变得越来越普遍,甚至成为日后的主流。

据市场调查发现,我国已经成为了废弃家电电器的大国之一。所以,废弃家电中的塑料回收再利用,已经成为家电行业和塑料行业需要共同解决的问题。更多地利用环保可降解塑料材质,可以提高塑料的可回收利用率。常规塑料制品,一般都可以拆卸,破碎,分解,然后把塑料颗粒通过混色机搅拌均匀混色,进入再次加工,形成一个循环。

技术的不断提升,材质的不断更新升级,都促进了塑料材质在家电行业制造上的应用。

基于塑料的设计趋势

基于这些塑料与设计的研发平台,塑料企业可以为家电提出基于塑料技术本身的设计趋势,为家电产品的外观设计提供更多可能。

“最近几年,受全球疫情的影响,室内设计已然发生深层的转变,人们更青睐于更温馨惬意的、开启片段生活化的设计理念。另外,居家办公、居家上课逐渐成为大家的生活日常,消费者希望家电或者家具可以分饰多角,让人们快速进入不同的生活场景。”科思创对当下的家电设计趋势做出判断。

在这样的趋势下,当下家电的CMF设计或将呈现以下趋势。

第一是更为百搭的颜色。我们在‘2021~2022消费电子CMF趋势报告’中所提出的‘温暖日暮’——哑光的黑、棕色是家电的经典色,且能够体现先进技术,哑光的质感不仅在视觉上更为高级,也带来丝滑的触感。图案上我们推荐具有呼吸感的气泡和规整的几何,以丰富产品的‘表情’。

第二是细腻的变化与层次。‘柔性流动’是我们今年即将发布的‘2022~2023消费电子CMF趋势报告’中针对家电的主题‘异亿世界’里的设计关键词,强调流动感的设计特征,比如在不同角度可以看到不同的色彩表现,整体传达出舒缓中多变的个性。此外,在这个主题下,我们也推荐半透明和实色的叠加搭配。这种色彩设计微微透露出变化,但又没有那么强烈,给人以更治愈的感觉。在纹理上,我们推荐类钻石切割的纹理,在灯光下可以有不同的闪烁感。

第三是低碳环保。在满足产品性能颜值的基础上,我们可以为整个智慧互联应用场景提供全方位的低碳创新材料解决方案。例如,含消费后回收再生(PCR)材料的聚碳酸酯,以及基于质量平衡方法回收生物质原料份额可达72%的模克隆RE规格的聚碳酸酯,甚至在去年底已经开始生产的全球首款零碳足迹聚碳酸酯。这些解决方案能将废弃塑料及生物废弃物‘华丽变身’为酷炫的家居电子产品,可以应用在智能音箱等新一代语音交互设备、智能家电、智能家居以及小家电产品上。

唐磊认为,一方面,可持续发展的设计将是接下来家电外观设计的趋势,另一方面,跨材质设计将为家电外观设计提供更多选择。对于可持续发展的设计,他说:“近年来,可持续将成为驱动崇尚善意型消费者购物的主要因素,善意型消费者愈发认识到自己的消费行为能对社会产生影响,尤其是在疫情、自然灾害等问题面前,消费者意识到善意对于社会的重要性,也使得人们对于再生塑料的态度与看法发生了巨大的转变。赢得这类消费者,企业可以更多使用重复利用的循环塑料,不必再掩饰回收材料的瑕疵,例如材料中的斑点与杂色,并以这种方式自豪地表明材料的来源。金发科技将朝着这一方向不断努力。”

关于跨材质设计,唐磊提出,将塑料与模具结合,可以实现跨材质的美学效果。例如,通过金属质感、高光闪烁效果的材料结合模具设计的磨砂哑光效果、拉丝效果,可以让塑料实现更高的质感和仿金属效果。此外,我们还可以借鉴汽车膜类、装修墙纸以及时装背包等美学设计思路,引入塑料制件的美学设计,通过模具和材料的结合来降低塑料的廉价感,提升塑料外观质感。

来源:电器杂志,品物商创,驰邦机械

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