一種凹版膠輪直接轉印花紋的金屬板的製作方法

2023-06-14 20:12:26

專利名稱：一種凹版膠輪直接轉印花紋的金屬板的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於家用電器外殼、建築內外裝飾等用的彩色印花金屬板領域，特別涉及採用凹版膠輥間接印花後適合各種折彎、衝擊、拉伸等鈑金加工的鋼板。
背景技術：
目前市場上用家用電器外殼、建築內外裝飾的彩色金屬板，如電冰箱外殼、電冰箱側板、微波爐外殼、空調器外殼、洗衣機外殼等一般採用彩色預塗鋼板及彩色層壓鋼板。
彩色預塗鋼板採用下述結構基材，由冷軋板、電鍍鋅板、熱鍍鋅板、鍍鋁鋅板等鋼板製成，在其兩個面上有化學處理層，化學處理層的外層有正面塗料保護層和背面塗料保護層。這種彩色預塗鋼板作為家用電器外殼，對環境無任何汙染，但表面一般不能印刷花紋圖案，作為家電外殼檔次不高。而且，現有的彩色預塗鋼板表面由於生產工藝特點及表面塗層特點，表面塗裝後無合適的印花工藝實現花紋/圖案效果，並且現有塗料與油墨不具備親合力。
彩色層壓鋼板採用下述結構基材，由冷軋板、電鍍鋅板、熱鍍鋅板、鍍鋁鋅板等鋼板製成，在其兩個面上有化學處理層，正面化學處理層的外層塗裝丙烯酸類樹脂，其上還有聚對苯二甲酸乙二醇酯和聚氯乙烯複合膜，此複合膜聚對苯二甲酸乙二醇酯層背面進行各種各樣的印刷處理以實現表面花紋，但是聚氯乙烯層後繼作為垃圾處理熔融時會產生氯及二氧化物氣體，對環境造成汙染，而且因其加工材料及工藝比較複雜，成本很高。
對鋼板表面實現印花效果，通常可以通過以下兩種方式進行絲網印刷對塗裝過的鋼板進行絲網印刷，但是由於只能對單張鋼板印花，印刷速度慢，不能滿足工業化批量生產要求。
轉印紙轉印可以先在表面處理過的轉印介質如薄膜、紙張上印刷指定的花紋，然後在高溫和高壓下進行轉印，轉印之後薄膜或紙張表面的花紋消失或變淡，但是本工藝由於轉印之後薄膜或紙張的浪費，成本仍然很高，成為推廣的阻力。
以下是二個轉印紙轉印的例子
CN00801213公開了一種使用凹版印刷轉印紙製造轉印塗飾鋼板的方法，其特點是採用特定的轉印塗料，形成預想花紋的凹版轉印紙，然後將其熱壓於底漆塗膜層上，剝離凹版轉印紙的帶基，在後塗布熱硬化樹脂形成面飾層塗料，該文獻所述的方法可以較快速度連續生產，與原有彩色塗飾鋼板相比，可製造加工性、耐紫外線性、耐劃痕性、耐溶劑性等物理性能良好的轉印塗飾鋼板。
CN01135216公開了一種個性化彩色鋼板製造方法，將彩色鋼板裁切成定尺料，剝掉正面最外層的保護膜，並將個性化圖案、像片、文字、符號等信息在電腦中設計處理後，輸出並用印表機列印到轉移印花紙或膜上，然後將轉移印花紙或膜上印有油墨的一面與彩板正面最外層結構密合，通過熱和壓力的作用，將原來印在轉移印花紙或膜上的染料升華成氣相，轉移到彩板正表面結構中，然後再在彩板表面貼覆可剝離的保護膜。
綜上所述，現有技術應用於家電及建築裝飾用普通彩色塗層鋼板表面無法實現花紋印刷的問題，尤其是凹版印花，有鑑於此，特提出本實用新型。

發明內容
本實用新型的另一個目的在於提供一種凹版膠輪轉印花紋的金屬板。
一種凹版膠輪直接轉印花紋的金屬板，其特徵是表面能夠實現指定花紋圖案效果，採用鋼板作為基材，在其兩個面上有化學處理層，在正面化學處理層的外面有底漆塗層，在正面底漆塗層的外面有凹版膠輪轉印的印花層，在印花層的外面有罩光層。
本實用新型可以通過以下方式得以實現，在上述彩色預塗鋼板的基礎上，對現有的正面塗料保護層的表面張力及添加物進行改進，當然，一切現有技術中可以實現本實用新型所述目的的技術方案均可被引入作為本新型的補充，並採用凹版膠輪轉印工藝，使用與鋼板表面塗層匹配的油墨直接在塗層鋼板表面印刷花紋，之後在花紋表面輥塗高溫熱固化塗料或者UV光固化塗料保護。
具體地，本實用新型提供在金屬板上使用高分子線性無油聚酯樹脂系列塗料塗裝在鋼板上的工藝，用熱風乾燥烘箱加熱固化形成底漆塗層，然後使用與鋼板表面塗層匹配的油墨直接在塗層鋼板表面印刷花紋，之後在花紋表面輥塗高溫熱固化塗料或者UV光固化塗料保護一系列連續生產工藝為特徵的製造印花金屬板的方法。
本實用新型所述的製造印花金屬板的方法如下鋼板表面清洗→表面乾燥→鋼板表面化學處理→鋼板表面烘烤→鋼板表面塗布底漆(同時背面塗布背面保護漆)→底漆高溫固化→表面印花→表面罩光→表面貼保護膜。
本實用新型所述用於印花的鋼板基板，所述的基板可以是冷軋鋼板、熱鍍鋅鋼板、電鍍鋅鋼板、鍍鋁鋅鋼板及其它類合金鋼板。
所述鋼板的基板的化學處理層可選擇鉻酸鹽鈍化、磷化或有機塗層的化學處理，此類技術可以現有技術中已經公開的任何一種，它們被引入本實用新型作為背景技術。
環氧底漆是最經典的底漆類型，具有最好的膜下防腐性能，與預處理層和大部分面漆咬合力強；聚胺脂及聚脂底漆是近年開發的新型底漆，其耐蝕性與環氧底漆不相上下；另外，水基丙烯酸底漆是另一種新型底漆，屬於環保型產品。
在本實用新型中，所述的底漆塗層具有三個功能，首先為保證基材表面與印花油墨之間的附著力，其次提供基材良好的耐腐蝕性與耐候性能，第三提供印花層基礎色彩的功能。
根據實際用途和需要，底漆塗層可選擇單塗單烘或者兩塗兩烘，其中兩塗兩烘的顏色可以相同或者完全不同。
底漆的固化溫度要求在烘箱內最高金屬板溫為180-250℃加熱40-100秒，優選的溫度約在224-249℃。
對底漆塗料來講，為保證後續印花金屬板加工成型性，要求底漆塗膜必須有足夠的柔軟度及延伸性。
通常的凹版印花，是將花紋圖案使用電子雕刻或雷射雕刻方式刻在指定的花紋雕刻金屬版輥上；生產時，將特定成份的氧化結膜乾燥型油墨填充於雕刻的花紋中。
但由於鋼板屬於硬質材料，金屬版輥不能直接與承印物鋼板直接接觸，因此必須使用膠輪作為中間體轉移凹版版輥表面的油墨。
為保證印刷花紋圖案的清晰，在輪轉印刷過程中應不斷向金屬版輥雕刻的花紋中補加新鮮油墨，同時在每次印刷前徹底清洗膠輪，保證膠輪與塗布過底漆的鋼板接觸時膠輪表面油墨花紋清晰、均勻。
為保證指定花紋的效果，可以根據需要選擇一色印刷、兩色印刷或者多色印刷工藝，印刷機組後可增加紅外燈管促進油墨中溶劑的揮發。
花紋印刷完畢並乾燥後，選擇合適的清漆或者光油對表面罩光，以達到印花鋼板設計的表面光澤、表面硬度、表面鮮映度、表面柔韌性、表面耐化學藥品性等要求。
在本發明中，表面罩光可選擇高溫熱固化清漆，表面狀態可以是高光、亞光、半光或者閃珠光效果，一般要求固化溫度為最高金屬板溫為180-250℃加熱40-100秒；另外為追求更好的鮮映度，可選擇UV光油，但應特別注意UV光油本身的折彎性能、耐衝擊性能以及與塗料、油墨的匹配性，避免在後續加工過程中出現光油開裂、脫落等不良。
完成表面罩光後，為避免後續運輸、加工過程中發生劃傷、擦傷缺陷，一般在表面貼覆透明保護膜。根據實際情況也可以不貼覆保護膜。
以上工藝在卷鋼或者單張鋼板均可以實現連續塗布、印花、罩光及貼覆透明保護膜。
可以用於本實用新型所述的有機覆膜包括聚乙烯薄膜(PE)、乙烯基覆膜(PVC)、氟基樹脂覆膜(PVF)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚酯基覆膜(PET)、丙烯基樹脂覆膜(PMMA)等，其中PE、PET膜應用最廣泛。
利用所述工藝得到的印花鋼板，其結構特徵如下

本實用新型的優點如下1.本實用新型所述的印花鋼板，和現有技術中的彩色預塗鋼板比較，使其具有了更好的裝飾效果，提升了產品檔次；與原有的彩色層壓鋼板比較，在實現了同種花紋圖案的同時，摒除了PVC材料，對環境保護更有利，而且減少了如聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜和聚氯乙烯薄膜化工原材料的使用，降低了產品成本。
2.本實用新型說述的產品不僅具有金屬材料本身的強度及加工性能，還由於表面進行的一系列塗裝印花，提高了鋼板的耐腐蝕性、耐化學藥品性(如酸、鹼及有機溶劑)、耐汙染性能，能滿足作為家電外殼、建築內外裝飾用材料的加工成型要求及防護作用。


以下是本實用新型的附圖說明，通過附圖說明，並結合以下的實施例，可以更加清楚地理解本發明，具體的圖1是本實用新型所述的印花方式實施例一的示意圖；圖2是本實用新型所述的印花方式實施例二的示意圖；在本實用新型的說明書附圖中，各部件標註和部件名稱對應關係如下凹版版輥1，刮刀2，印刷膠輥3，支撐輥4，平面支撐傳輸帶5，印花油墨儲槽6，鋼板7，洗滌槽8，清洗輥9。
具體實施方式
實施例1在本實施例中，採用的是印花工藝過程如下，一凹版版輥1，所述的凹版版輥1浸漬在印花油墨儲槽6中以不斷地塗覆油墨，浸漬油墨後的凹版版輥1用刮刀2刮除多餘的油墨，凹版版輥1上的油墨花紋轉移到了印刷膠輥3的表面上，印刷膠輥3將其表面的油墨花紋印在了鋼板7上，鋼板的另一面設置一支撐輥4。
實施例2在本實施例中，採用的是印花工藝過程如下，一凹版版輥1，所述的凹版版輥1浸漬在印花油墨儲槽6中以不斷地塗覆油墨，浸漬油墨後的凹版版輥1用刮刀2刮除多餘的油墨，凹版版輥1上的油墨花紋轉移到了印刷膠輥3的表面上，印刷膠輥3將其表面的油墨花紋印在了鋼板7上，鋼板7的支撐在平面支撐傳輸帶5上，在印刷膠輥3的另一側，設置一個清洗輥9，所述的清洗輥9浸漬在了洗滌槽8中，並不斷地被清洗。在印刷膠輥3上設置另一個刮刀2。
本實用新型所述的鋼板印花過程中，如果遇到油墨印刷紋路不清晰問題，可以在印刷膠輥位置增加一個清洗輥研究表明，在本實用新型所述的方案中印花方法中，轉印輥的硬度為20-60Shore範圍內；如果採用清洗輥，則清洗輥的硬度越硬越好。
通常，凹版版輥1中的油墨只有40-50％可轉印到印刷膠輥3表面，隨著時間的增長，油墨轉移率會降低到20％。
另外，被印刷的鋼板表面粗糙度越大，可選擇軟一點的印刷膠輥3；一般鋼板選擇60度；轉印輥過軟，會造成圖案變形，而且輥子本身易受溶劑滲透損傷；油墨與塗料的表面張力差異小，有利於表面清漆的浸潤。
實施例3本實施例是本實用新型說明書的印花方法中油墨具體指標和使用工藝。

所述的樹脂和油墨以如下比例混合後，即，樹脂Medium∶黑墨＝3∶1，它們的混合物在5#杯下的粘度為18秒。
將所述樹脂和黑墨配置成的油墨和溶劑混合，它們的比例為，油墨∶溶劑＝100/20、40、60、80、100，在這樣的條件下測定的溶劑稀釋後油墨溶液的粘度如下

通過研究，本發明的研究人員方向，優選的溶劑配比，採用的是通常型溶劑∶慢幹溶劑＝1∶1的比例。
在本發明所述的所述油墨已經配比的條件下，優選的印刷條件如下(1)乾燥溫度180度；(2)SP值(表面張力)13以上；(3)對鋼卷的連續塗裝印花工藝速度可達到15-40米/分，對單張鋼板的印花工藝速度可達5-20米/分。
實驗例一本實驗例是利用上述印花的鋼板進行鈑金加工的實驗例，具體的測試指標如下

權利要求1.一種凹版膠輪直接轉印花紋的金屬板，其特徵是表面能夠實現指定花紋圖案效果，採用鋼板作為基材，在其兩個面上有化學處理層，在正面化學處理層的外面有底漆塗層，在正面底漆塗層的外面有凹版膠輪轉印的印花層，在印花層的外面有罩光層。
2.根據權利要求1所述的金屬板，其特徵在於所述的金屬板中，還包括一透明保護膜，其厚度為30-80um。
3.根據權利要求1所述的金屬板，其特徵在於所述的表面罩光層，採用高溫清漆時其厚度為2-20um，採用UV光油時為4-100um；印花層的厚度為6-20um，底漆塗層的厚度為4-30um；化學處理層的厚度小於1um，鋼板的厚度為0.2-1.5mm，背面保護層的厚度為3-16um。
4.根據權利要求1或3所述的金屬板，其特徵在於所說的基材可以是選自如下基材的一種，冷軋板、熱鍍鋅板、電鍍鋅板、鋅鐵合金板、鋁合金板。
5.根據權利要求1所述的金屬板，其特徵在於所述的印花層為凹版膠輪轉印印花層。
6.根據權利要求1所述的金屬板，其特徵在於所述的金屬板設置磷化和/或鉻酸鹽封閉的化學處理層。
7.根據權利要求1所述的金屬板，其特徵在於所述的底漆塗層為聚胺酯底漆層、環氧底漆層、聚脂底漆層或水基丙烯酸底漆層。
8.根據權利要求2所述的金屬板，其特徵在於所述的保護膜可選自於如下的一種，聚乙烯薄膜PE、乙烯基膜PVC、氟基樹脂膜PVF、聚偏氟乙烯PVDF、聚酯基覆膜PET、丙烯基樹脂膜PMMA。
專利摘要一種凹版膠輪直接轉印花紋的金屬板，包括在鋼板的基礎上，對現有的正面塗料保護層的表面張力及添加物做特殊改進，並採用凹版膠輪轉印工藝，使用與鋼板表面塗層匹配的油墨直接在塗層鋼板表面印刷花紋，之後在花紋表面輥塗高溫熱固化塗料或者UV光固化塗料保護，本實用新型所述的印花鋼板，和現有技術中的彩色預塗鋼板比較，使其具有了更好的裝飾效果，提升了產品檔次；與原有的彩色層壓鋼板比較，在實現了同種花紋圖案的同時，摒除了PVC材料，對環境保護更有利，而且減少了如聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜和聚氯乙烯薄膜化工原材料的使用，降低了產品成本。
文檔編號B41M5/52GK2936793SQ200620115599
公開日2007年8月22日 申請日期2006年5月23日 優先權日2006年5月23日
發明者趙秀娟, 郭長秋, 付強, 李留軍, 齊思潮, 王鵬 申請人:海爾集團公司, 青島海爾特種鋼板研製開發有限公司