2018年5月9日,艾邦汽车智能表面微信群里举行了一场微课堂活动,来自智宇新材料的熊总介绍了AF的技术原理,以及在汽车、手机上面的应用。什么是AF?指纹到底是什么?根据微课堂语音整理分享给大家。

AF抗指纹技术,看这篇文章,就够了

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图 AF概念介绍

 

AF就是抗指纹。大家对它缺乏了解,到底某个产品有没有使用AF技术?一般人可能无从分辨。目前来讲,EC是易清洁,AS是抗污 ,AF是抗指纹。实际上这是三个等级的产品,会有不同的定位。上图左下角的图片是有AF与无AF的对比,并不是有AF就完全没有指纹,只是AF降低了指纹的附着力,使得脏污表面具备易清洁的特性

AF技术的发展主要取决于氟技术的提升,在消费类市场上我们所说的AF,都是基于氟材料的表面AF技术。

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图 AF与水滴角

 

AF在某些特征面上,用水滴角来表征会比较合适。水滴角便于检测及观测,所以水滴角属于AF的一个重要指标。图片上可以看到:水滴角越高,疏水性越好;疏水性越好,抗指纹能力越好。相反的,水滴角越低,防雾亲水效果就会越好。

在大部分材料表面,水滴角通常在25~90度左右,但某些材料的水滴角能超过120至130度,甚至达到150度(感兴趣的朋友可以自行搜索相关资料)。为什么不使用这些材料进行AF呢?原因在于其商用价值不大,基本无法正常使用。

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图 指纹与AF的故事

 

指纹与AF正式在手机等消费类领域使用,可以追溯到2007年。当时智宇与诺基亚一起,共同定义了指纹的概念。指纹是人体分泌的油脂水份、粉尘、细菌之类的混合物。以前我们认为,指纹像汗水一样都是液体。但实际上与诺基亚一起配合的时候,更倾向于把指纹定义成固体。因为指纹是油脂、粉尘、细菌等附在物品表面,形成的固态外观

从上表可以看到,07年的时候,业界考虑更多的是怎么去抗污这个问题。现在业界对抗指纹这个概念已经有了很清晰的了解和认知了。新接触AF的人,他们都会想一个问题:有没有一种材料能做到完全没有指纹?这个一定是有的,但如果不能大批量的商用,几乎等于没有。

AF的应用表面分为两部分,第一个部分是视觉上的高光高亮的产品表面,第二个部分则是需要提升触摸手感以及本身需要保护的表面。这些应用AF技术,都可以取得效果。

有客户疑问有AF也看到指纹?这样为什么还要使用AF,而且要增加成本?这个问题的解答要从有无应用AF的效果对比着手。早期没有AF,产品也能凑合着用,但是现在所有的手机及能接触到的表面应该都已经有AF。在没有AF的夏天,打完电话会发现手机表面非常脏,怎么都擦不干净,难以接受。但有了AF,事情变得简单多了,很多人打完电话拿个纸巾三五下就能把手机清洁干净。

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图 AF原理-荷叶效应

 

AF的原理分为两种,一种是荷叶效应,但实际上现有的AF并不是荷叶效应,只是从表象上看水滴角很高,类似荷叶效应。国外有一个叫超级干的产品,是把荷叶效应运用到极致的巅峰之作,感兴趣的朋友可以去搜索了解下。

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图 AF原理-化学结构法

 

第二种AF的原理是化学结构法。氟材料本身具备低表面能的特性,目前的AF技术,只要水滴角在100度以上的、具备耐久性的,通常把氟材料作为主体。硅或其它材料,性能上跟氟材料有很大差距的。在未来可能会出现一些效果更好的AF材料产品,目前智宇和业界大公司以及研究所机构认为,短期内业界还是以氟材料为主,可以暂且将AF技术理解为氟技术。

氟材料表面形成的AF,具备耐久性、耐候性,耐磨性等。尽管氟材料还没达到高要求客户的预期,但在现有的技术条件下,氟材料是能够满足商用,同时性价比有优势的一个产品。

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图 AF常用测试方法

 

目前AF已经形成较为标准的测试规范,主要有三种测试方法。

1. 接触角测试:测试产品表面的水接触角,通过水滴角,可以很快判定是否具备AF效果以及是否失效。

2.动摩擦测试:动摩擦测试是一个很容易被人忽略的方法,但是在高阶应用上,他又是非常关键的,后面会进行单独讲解。

3.耐摩擦测试:主要是为了测试产品的耐久性,也就是耐摩擦力。

上图的表格,是几种测试方法的测试条件及判定标准。判定标准参照摩擦前后,水滴角的变化。但这里,有很多因素需要考虑,比如说钢丝绒,0000号的钢丝绒,不同品牌测试出来的结果都会不一样。不同的负重、速度以及行程,实际测出来的结果都会存在差别。

现在的测试标准比较混乱,苹果、华为、三星等不同厂商对测试的定义也不一样。

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图 AF技术发展与产品分化

 

目前氟材料在AF上面的应用,已接近一个材料的极限了,再做突破难度很大。

氟材料按产品应用通常分为在两类。一类是硅表面的氟,其一二代产品对比,水滴角从大于110度上升到大于115度,动摩擦系数从小于0.06下降到小于0.03。硅表面的氟材料通常会用在玻璃、阳极氧化、金属等材质。以现在技术发展来看,常见的固体表面都能做上去。

另外一类是塑料表面,比如PC、PMMA、ABS等,也是两代的发展。第一代是大于100度,第二代是大于105度。硅表面和塑料表面,虽然说世代一样,生产厂家也一样,但在特征表现性能上还是有一定的差距,这个差距的主要来源于更深层次的材料应用上面。

在全球范围内,Solvay和大金是AF技术的顶级厂家,其它的有PPG、信越、富士康、旭硝子、巴斯夫,当然也包括一些国内的厂商。但是现在国内的厂商,在技术积累、专利上面都是十分薄弱的,还处在模仿阶段。很多国内厂家也没有专利的概念,在很多应用上受到先天的限制。

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图 AF动摩擦系数

 

动摩擦系数是AF最容易被人忽略的一个性能。通常来讲,AF在人的体感上有两大感官体验。第一个,是显性的,比如抗指纹抗污的特性,通过眼睛就能看到的。通常会用水滴角、油滴角来做性能的表征。第二个是隐性的,比如触感体验。何谓触感体验?用一个做过AF和一个没有做AF的产品对比,手指滑下去的时候,发现一个很涩,另一个则摸起来很滑。这个参数就是用动摩擦系数来表征触觉体验。

目前业界,不管是苹果还是三星,对AF有不同的要求。苹果认为产品表面的摩擦是刚性的,接触的都是刚性物品像石头、钢丝、纽扣这些,苹果的AF测试方法倾向于用钢丝绒。三星比较讲究个人体验。三星认为这种软的东西如手指、衣服等等,是AF表面的重要接触物,所以三星倾向于用工业橡皮来测试。就目前智宇的经验来看,三星的标准比苹果更严格的。

三星对于触感,更希望做到顺滑。以前三星的设计团队是直接用手感受AF来评价的,没有一个具体的数据,手摸上去感觉可行的情况下水滴角没问题就可以采用。根据智宇配合三星的数据,动摩擦系数的提升对产品的耐刮擦性能是有帮助的。当尖锐物或者大件物品接触产品表面时,由于产品光滑,受力面易滑过去,这样对产品的表面会有一个好的保护作用。

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图 AF在汽车领域的应用位置

 

氟化学受到消费类电子的促进而发展迅速。技术上已经具备在汽车表面使用的水平,包括汽车车身面漆、中控内饰表面、车窗表面、PC天窗、PC车灯等,甚至能在某些很亮的金属表面做AF。

汽车领域相对来说偏保守一点,它对AF的接受程度或者说认知不够,AF需求处于前期阶段。目前来看,汽车领域的相关产品在外观方面更关注颜色与花纹等,对表面AF的关注度不高。

根据智宇科技多年专注于AF的经验来看,AF技术是对消费者生活品质的一个提升,是消费升级的过程。比如说以前的手机都没有用AF,到现在已经成为标配。不管任何领域只要有无AF之间形成对比,AF技术就会变成刚需。

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图 AFHC介绍

 

AFHC是AF Hard Coat的简称,简单点说就是氟材料和树脂材料组合在一起,然后通过UV固化。在加硬的同时,具备AF功能,拓展了氟材料在塑胶表面的应用空白。

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图 AFHC取代汽车原有加硬产品

 

目前在汽车应用上,AFHC主要是取代以往单纯的HC加硬产品。主要在汽车中控面板,PC的天窗、侧窗等上面,表现出比较好的效果。像之前在奥迪汽车上有些亮面材料变成了指纹收集器,就是因为没有做AF处理。

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图 AFHC产品的表面特性与膜厚

 

AFHC的应用技术,是将材料精密喷涂在产品表面。具备高耐磨、高硬度、抗指纹防污的效果,部分注塑产生的小凹坑之类的缺陷,通过AFHC能做到一定程度的修复。

 

AFHC,硬度越高,要求的膜厚越大,最后它的抗弯折能力会变得越差。比如说一块玻璃和一块塑胶,如果同时弯折,那么结果肯定是玻璃比塑胶更容易压裂。所以AFHC与产品之间必定存在一个平衡的特性。这是现今应用技术上,要做的最大的工作:把AFHC产品做成一个平衡的东西。

AFHC的膜厚主要是在3~10um之间,在这样的膜厚下,需要采用喷涂工艺,和我们以往常见的淋涂、浸涂不一样。它优于现有淋涂和浸涂的同时,希望再把它的良率,做一个特别高的提升。

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图 AFHC与其他表面处理工艺性能对比

 

上图是现今使用的各种表面处理工艺产品的特性对比,我们能看到AFHC ECP310 材料的综合性能处于一个优异的水平。

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图 膜厚对产品表面硬度的影响

 

这张表讲的是不同膜厚对塑胶产品表面硬度的影响。图中到10um就结束了,这是因为当膜厚超过10um,甚至达到20um,可能对硬度没有太大的影响,但会变得更脆,也就是抗冲击能力会很差。

目前,手机AFHC的要求会高过汽车厂商的要求,包括外观品质这些。对于手机来讲,消费者观察得非常细致,稍有不良便会导致产品无法销售。汽车由于是大件物品,不可能做到像手机那样去观察,外观品质不良易被消费者所忽略。

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图 AFHC在汽车领域的加工技术对比

 

AFHC在汽车领域的加工技术,目前比较缺乏。现有的淋涂、浸涂、Spindle喷涂线、传统喷涂等,在汽车领域应用的良率都非常低。大件产品如汽车车窗,即使用迈图的涂料,它的良率依然很低。针对现状,智宇开发出整套精密喷涂设备,以配套相应材料,能使良率得到较大提升。智宇提供整体的解决方案,这套精密喷涂设备也是方案的一部分。

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汽车智能表面高峰论坛

Automotive Smart Surface Industry Forum

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地点:上海汽车城-昆山维景国际酒店

花桥镇花桥国际商务城兆丰路2号,步行5分钟可达上海地铁11号线安亭站

论坛议题&嘉宾(拟邀请):

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演讲嘉宾
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1

汽车智能表面产业链分析
Automobile Smart Surface Industry Chain Analysis

Aibang

2

出发对汽车智能表面设计的思考
Reflections on Smart Surface Design of Automobiles Based on “Human”

高校,协会,研究所
Universities, associations, institutes

3

我国汽车人机界面现状及发展技术
The Current Situation and Development Technology of HMI

高校,协会,研究所
Universities, associations, institutes

4

汽车内饰色彩趋势、CFM趋势
Automotive interior color trends, CFM trends

高校,协会,研究所
Universities, associations, institutes

5

汽车智能表面的发展需求
Development of smart car surface

主机厂OEMtier 1

6

汽车智能表面的发展现状
Development status of automotive smart surfaces

主机厂OEMtier 1

7

智能表面技术的实际应用
Practical application of smart surface technology

主机厂OEMtier 1

8

装饰和功能集成
Decoration and function integration

KURZ?NISSHADNP

9

智能表面的开发应用
Development and application of smart surfaces

零部件
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10

IML/IMD &汽车智能表面
IML/IMD & Automotive Smart Surfaces

零部件
Components suppliers

11

PVD &汽车智能表面
PVD & Automotive Smart Surfaces

零部件
Components suppliers

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纹理,颜色 &汽车智能表面
Texture, Color & Car Smart Surface

零部件
Components suppliers

13

OMD,空气转印 &汽车智能表面
OMD, Air Transfer & Car Smart Surface

零部件
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14

智能表面IC解决方案
Smart Surface IC Solutions

IC原厂
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15

纳米银线在汽车智能表面的应用
Application of nanosilver wire in smart car surface

纳米银线供应商
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16

透明导电聚合物汽车智能表面
Transparent Conductive Polymer Automotive Smart Surface

导电聚合物供应商
Conductive Polymer Supplier

17

碳纳米管在汽车智能表面的
Carbon nanotubes on the smart surface of the car

碳纳米管供应商
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LCD & OLED在汽车智能表面的应用
Application of LCD & OLED in Smart Car Surface

LCD供应商
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19

LED 在汽车智能表面的光学应用
LED Optical Applications on Smart Car Surfaces

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塑料粒子 在汽车智能表面的应用
Plastic Particles Applied to Smart Car Surfaces

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21

薄膜 在汽车智能表面的应用
Thin film application in smart car surface

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油墨 在汽车智能表面的应用
Ink Application on Smart Car Surfaces

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光学贴合工艺在汽车智能表面的应用
Application of Optical Bonding Technology in Smart Car Surface

贴合供应商
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高压成型机在汽车智能表面的应用
Application of High Pressure Molding Machine in Smart Car Surface

高压成型设备供应商
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注塑机在汽车智能表面的应用
Application of Injection Molding Machine in Smart Car Surface

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语音交互在汽车HMI的应用
Application of Voice Interaction in Automotive HMI

语音交互
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AF,AG,AR在汽车智能表面的应用
Application of AF, AG, AR in Smart Car Surface

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3D打印&HUD等新课题
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。。。

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汽车智能 表面和VOC
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作者 ab