金屬燙印箔及其製備方法

2023-05-15 22:13:46

專利名稱：金屬燙印箔及其製備方法
技術領域：
本發明涉及一種熱轉印用保護、裝飾性材料。是用於各種金屬製品外表面的防護、裝飾用熱轉印箔。

背景技術：
目前，國內鋁合金門窗、不鏽鋼製品等金屬製品大多沒有經過表面的裝飾和防護，並且裝飾方法簡單，裝飾效果單一。國際上只有德國、日本、韓國的少數幾家公司有此類產品供應，國內還沒有相關產品的研發和生產。但進口的產品存在脆性大，易斷裂，附著力不高等方面的不足而且價格昂貴。


發明內容
本發明的目的是提供一種能改變金屬制表面的單調顏色，給人以清晰圖逼真的圖案美感，同時可加強其表面的防護功能的金屬燙印箔及其製備方法。
為實現上述目的，本發明所採用的技術方案為一種金屬燙印箔，由帶基和帶基上塗布的熱轉印層構成，熱轉印層分為三部分，由帶基一側表面自內向外依次為保護層、圖案層、連結層。
所述保護層由下述重量百分比的原料製成連結料30-40％，填料55-66％，助劑3-5.5％。
所述保護層中連結料為丙烯酸樹脂；所述填料為滑石粉；所述助劑包括酚類抗氧劑、二苯甲酮類光穩定劑、溴系阻燃劑和馬來酸二丁酯增塑劑，四組分佔保護層總重量百分比分別為酚類抗氧劑0.5-1％、二苯甲酮0.5-1％、溴系阻燃劑0.5-1％、馬來酸二丁酯增塑劑1.5-2.5％；所述保護層各原料的溶劑為甲苯和丁酯，按2:1至4:1的重量比例混合。
所述圖案層由下述重量百分比的原料製成連結料10-20％，顏料55-75％，填料15-28％。
所述圖案層中連結料為醇酸樹脂；所述顏料為黃色和/或紅色、黑色、藍色、白色、青色，其中黃色為永固黃，紅色為鐵紅，黑色為碳黑，藍色為鈷藍，白色為鈦白，青色為群青；所述填料為滑石粉；所述圖案層各原料的溶劑為甲苯。
所述連結層由下述重量百分比的原料製成連結料75-85％，填料13-23％，助劑1-2％。
所述連結層中連結料為環氧樹脂、聚氨酯樹脂和改性松香，三組分佔連結層總重量百分比分別為環氧樹脂44-48％，聚氨酯樹脂19-22％，改性松香12-15％；所述填料為滑石粉；所述助劑為鈦酸酯類表面活性劑；所述連結層各原料的溶劑為丁酮和丁酯，按重量比2:1至4:1的比例混合。
所述帶基由厚度21～23μm的BOPET材料構成。
所述BOPET材料為高強度聚酯薄膜。
本玻璃熱轉印箔的製備方法包括以下步驟 a、首先用甲苯和丁酯，按2:1至4:1的重量比例混合後將保護層中的連接料溶解，然後再按比例加入填料和助劑，經球磨機充分研磨不少於12個小時後製成保護層塗料，用塗布機在帶基表面均勻塗布6—8μm厚的塗層，在80℃—100℃的溫度下烘乾形成保護層進入到下一工序； b、用甲苯將醇酸樹脂溶解，再按比例加入填料和顏料經充分研磨製成圖案層塗料，要求顏料要分散均勻、細度小於5μm，再經塗布機塗於保護層外面，經40℃—60℃的溫度下烘乾形成圖案層，要求該層厚度4—6μm，保證色彩鮮豔乾淨、圖案真實清晰美觀； c、用丁酮和丁酯按重量比2:1至4:1比例混合後將連結層中的連結料加入溶解，然後再按比例加入填料和助劑充分研磨，形成均勻、穩定、25℃條件下黏度為14-16秒，細度小於4μm的連結層塗料，然後經塗布機塗在圖案層的外面，經40℃60℃的溫度下徹底烘乾，使該層厚度為4—6μm，在常溫下成固態堅韌膜；此時帶基和塗層的總厚度為35—43μm即形成本發明所述的金屬燙印箔。
採用上述技術方案製成的金屬燙印箔，產品性能要求在適當的溫度、壓力等工藝條件下經專用設備將保護層、圖案層和連接層轉印到金屬製品表面，使其表面不僅圖案美觀清晰，而且具有耐刮擦、耐溫度範圍廣、耐水、酸、鹼等日常用溶劑、耐光耐候性優良等特點，具有保護和裝飾金屬製品表面的實際應用價值。本發明不但改變了金屬製品表面顏色的單調，給人以清晰逼真的圖案美感；同時加強了表面的防護功能而廣泛應用於金屬製品裝飾行業。

具體實施例方式 下面結合實施例進一步說明本發明。
本發明的組成主要為帶基和帶基上塗布的熱轉印層構成，帶基為BOPET薄膜材料，該薄膜是金屬燙印箔在轉印前的附作基材，要求基材強度高、韌性好、耐熱性好(可在250℃下使用不變軟)、傳熱性能好、耐溶劑性優良等特性，具體採用21～23μm的高強度聚酯薄膜。
熱轉印層分為三部分，由內到外依次為保護層、圖案層、連結層。保護層介於基材膜和圖案層之間，轉印前起連接上下層的作用，在轉印條件下能夠迅速脫離基材膜與下面塗層一起轉移到金屬製品表面，冷卻後形成堅韌的保護表面的塗層。要求該層與基材膜有適當的附著力以便在轉印前粘附在基材膜表面不脫落、不脆斷破碎，而在轉印條件下又要很容易地與基材膜分離而轉移。因為該層在轉移到金屬製品表面冷卻後即形成堅韌的保護塗層，所以又要求該層表面堅韌、硬度高(大於2H鉛筆硬度)、表面光滑有啞光光澤、耐熱性能好(可以在-30℃—50℃下常年使用，短時間可耐130℃不軟化變形)、耐光耐侯性卓越(抗老化性好，即使在戶外惡劣環境下使用可達15年以上而性能無明顯下降)、能夠長期有效地保護金屬製品表面且外觀美感不減弱，圖案清晰不褪色。
其中保護層具體由下述各重量百分比組分的原料製成連結料30-40％，填料55-66％，助劑3-5.5％。其中連結料為丙烯酸樹脂；填料為滑石粉；溶劑為甲苯和丁酯，按2:1至4:1的比例混合；助劑包括酚類抗氧劑、二苯甲酮類光穩定劑、溴系阻燃劑和馬來酸二丁酯增塑劑，四組分佔保護層總重量百分比分別為酚類抗氧劑0.5-1％、二苯甲酮0.5-1％、溴系阻燃劑0.5-1％、馬來酸二丁酯增塑劑1.5-2.5％。抗氧劑具體採用二叔丁基甲苯酚，光穩定劑具體採用二苯甲酮，阻燃劑具體採用溴代二苯醚，增塑劑具體採用馬來酸二丁酯。
圖案層為整個塗層體系的圖案色彩部分，要求顏色搭配合理、紋理清晰完整、外觀真實鮮明、色彩鮮豔耐候經久不變色褪色。圖案層由下述重量百分比的原料製成連結料10-20％，顏料55-75％，填料15-28％。其中連結料為醇酸樹脂；圖案由所需顏料調色而成，其中黑色為碳黑，紅色為鐵紅，黃色為永固黃，藍色為鈷藍，白色為鈦白，還有群青；填料為滑石粉。
金屬燙印箔使用原理就是利用箔層與金屬表面兩者間的附著力大於箔層與基材膜兩者間的附著力，在轉印條件下完成由基材膜表面向金屬表面的轉移；所以轉移的效果不僅和脫膜效果有關，更主要的是連結層與金屬表面兩者間的附著力越大則完成轉移後兩者間的界面粘接越牢固，轉印效果越好。連結層由下述重量百分比的原料製成連結料75-85％，填料13-23％，助劑1-2％。其中連結料為環氧樹脂、聚氨酯樹脂和改性松香，三組分佔連結層總重量百分比分別為環氧樹脂44-48％，聚氨酯樹脂19-22％，改性松香12-15％；填料為滑石粉，其佔連結層總重量百分比為13-23％；助劑為鈦酸酯類表面活性劑，具體採用異丙基十二烷基苯磺酸鈦酸酯，其佔連結層總重量百分比為1-2％。
金屬燙印箔的各層組份中樹脂起到主體成份的骨架作用，保護層中酚類抗氧劑能提高塗層的耐候性，二苯甲酮類光穩定劑為了防止強光照射發生氧化降解，溴系阻燃劑用於提高塗層的阻燃性，馬來酸二丁酯增塑劑為改善塗層的轉印性能。圖案層各組份中連結料作為顏料的載體。連接層各組份中連結料起到與承印物的粘結作用，填料可以增強連結料與玻璃表面的粘結強度，鈦酸酯類表面活性劑可以對增加填料表面活性，增強填料與連結料的結合作用。
本發明中，首先要分別製備用於形成熱轉印層中保護層、圖案層、連結層的塗料，再依次用塗布機均勻塗布在基材膜表面。具體步驟如下 a、首先用甲苯和丁酯，按2:1至4:1的重量比例混合後將保護層中的連接料溶解，然後再按比例加入填料和助劑，經球磨機充分研磨不少於12個小時後製成保護層塗料，用塗布機在帶基表面均勻塗布6—8μm厚的塗層，在80℃—100℃的溫度下烘乾形成保護層進入到下一工序； b、用甲苯將醇酸樹脂溶解，再按比例加入填料和顏料經充分研磨製成圖案層塗料，要求顏料要分散均勻、細度小於5μm，再經塗布機塗於保護層外面，經40℃60℃的溫度下烘乾形成圖案層，要求該層厚度4—6um，保證色彩鮮豔乾淨、圖案真實清晰美觀； c、用丁酮和丁酯按重量比2:1至4:1的比例混合後將連結層中的連結料加入溶解，然後再按比例加入填料和助劑充分研磨，形成均勻、穩定、25℃條件下黏度為14-16秒，細度小於4μm的連結層塗料，然後經塗布機塗在圖案層的外面，經40℃—60℃的溫度下徹底烘乾，使該層厚度為4—6μm，在常溫下成固態堅韌膜；此時帶基和塗層的總厚度為35—43μm即形成本發明所述的金屬燙印箔。
本發明金屬燙印箔採用的三層塗布層和複合樹脂，其特點是保護層介於基材膜和圖案層之間，在轉印條件下能夠迅速脫離基材膜與下面塗層一起轉移到金屬製品表面，冷卻後形成堅韌、光滑、耐熱、耐光、耐候卓越的保護載體的表面塗層。圖案層為整個塗層體系的圖案色彩部分，顏色搭配合理、圖案清晰完整、外觀真實、色彩鮮豔耐候經久不變色褪色。連結層採用的是複合樹脂，對金屬表面能產生高附著力。
下面是若干實施例的組分列表 實施例1
實施例2
實施例3
實施例4
在實施例1～4中，帶基選用21μm厚的高強度聚酯薄膜，其轉印層中保護層各原料的溶劑為按重量比2:1混合的甲苯和丁酯，塗布厚度為6μm；圖案層各原料的溶劑為甲苯，塗布厚度為4μm；連結層各原料的溶劑為按重量比2:1混合的丁酮和丁酯，塗布厚度為4μm，轉印層總厚度為14μm。
實施例5
實施例6

實施例7
實施例8

實施例9
在實施例5～9中，帶基選用22μm厚的高強度聚酯薄膜，其轉印層中保護層各原料的溶劑為按重量比3:1混合的甲苯和丁酯，塗布厚度為7μm；圖案層各原料的溶劑為甲苯，塗布厚度為5μm；連結層各原料的溶劑為按重量比3:1混合的丁酮和丁酯，塗布厚度為5μm，轉印層總厚度為17μm。
實施例10

實施例11
實施例12

實施例13
在實施例10～13中，帶基選用23μm厚的高強度聚酯薄膜，其轉印層中保護層各原料的溶劑為按重量比4:1混合的甲苯和丁酯，塗布厚度為8μm；圖案層各原料的溶劑為甲苯，塗布厚度為6μm；連結層各原料的溶劑為按重量比4:1混合的丁酮和丁酯，塗布厚度為6μm，轉印層總厚度為20μm。
實施例14
實施例15
在實施例14～15中，帶基選用22μm厚的高強度聚酯薄膜，其轉印層中保護層各原料的溶劑為按重量比2.5:1混合的甲苯和丁酯，塗布厚度為6μm；圖案層各原料的溶劑為甲苯，塗布厚度為5μm；連結層各原料的溶劑為按重量比2.5:1混合的丁酮和丁酯，塗布厚度為4μm，轉印層總厚度為15μm。
實施例16
實施例17
實施例18
在實施例16～18中，帶基選用22μm厚的高強度聚酯薄膜，其轉印層中保護層各原料的溶劑為按重量比2.5:1混合的甲苯和丁酯，塗布厚度為6μm；圖案層各原料的溶劑為甲苯，塗布厚度為5μm；連結層各原料的溶劑為按重量比2.5:1混合的丁酮和丁酯，塗布厚度為5μm，轉印層總厚度為16μm。
實施例19
實施例20
實施例21
在實施例19～21中，帶基選用22μm厚的高強度聚酯薄膜，其轉印層中保護層各原料的溶劑為按重量比3.5:1混合的甲苯和丁酯，塗布厚度為8μm；圖案層各原料的溶劑為甲苯，塗布厚度為5μm；連結層各原料的溶劑為按重量比3.5:1混合的丁酮和丁酯，塗布厚度為5μm，轉印層總厚度為18μm。
實施例22
實施例23
在實施例22～23中，帶基選用22μm厚的高強度聚酯薄膜，其轉印層中保護層各原料的溶劑為按重量比3.5:1混合的甲苯和丁酯，塗布厚度為8μm；圖案層各原料的溶劑為甲苯，塗布厚度為5μm；連結層各原料的溶劑為按重量比3.5:1混合的丁酮和丁酯，塗布厚度為6μm，轉印層總厚度為19μm。
權利要求
1、一種金屬燙印箔，由帶基和帶基上塗布的熱轉印層構成，其特徵是熱轉印層分為三部分，由帶基一側表面自內向外依次為保護層、圖案層、連結層。
2、根據權利要求1所述的金屬燙印箔，其特徵是所述保護層由下述重量百分比的原料製成連結料30-40％，填料55-66％，助劑3-5.5％。
3、根據權利要求2所述的金屬燙印箔，其特徵是所述連結料為丙烯酸樹脂；所述填料為滑石粉；所述助劑包括酚類抗氧劑、二苯甲酮類光穩定劑、溴系阻燃劑和馬來酸二丁酯增塑劑，四組分佔保護層總重量百分比分別為酚類抗氧劑0.5-1％、二苯甲酮0.5-1％、溴系阻燃劑0.5-1％、馬來酸二丁酯增塑劑1.5-2.5％；所述保護層各原料的溶劑為甲苯和丁酯，按2:1至4:1的重量比例混合。
4、根據權利要求1所述的金屬燙印箔，其特徵是圖案層由下述重量百分比的原料製成連結料10-20％，顏料55-75％，填料15-28％。
5、根據權利要求4所述的金屬燙印箔，其特徵是所述連結料為醇酸樹脂；所述顏料為黃色和/或紅色、黑色、藍色、白色、青色，其中黃色為永固黃，紅色為鐵紅，黑色為碳黑，藍色為鈷藍，白色為鈦白，青色為群青；所述填料為滑石粉；所述圖案層各原料的溶劑為甲苯。
6、根據權利要求1所述的金屬燙印箔，其特徵是連結層由下述重量百分比的原料製成連結料75-85％，填料13-23％，助劑1-2％。
7、根據權利要求6所述的金屬燙印箔，其特徵是所述連結料為環氧樹脂、聚氨酯樹脂和改性松香，三組分佔連結層總重量百分比分別為環氧樹脂44-48％，聚氨酯樹脂19-22％，改性松香12-15％；所述填料為滑石粉；所述助劑為鈦酸酯類表面活性劑；所述連結層各原料的溶劑為丁酮和丁酯，按重量比2:1至4:1的比例混合。
8、根據權利要求1所述的金屬燙印箔，其特徵是所述帶基由厚度21～23μm的BOPET材料構成。
9、根據權利要求8所述的金屬燙印箔，其特徵是所述BOPET材料為高強度聚酯薄膜。
10、根據權利要求1至9中任一所述的金屬燙印箔的製備方法，其特徵是包括以下步驟
a、首先用甲苯和丁酯，按2:1至4:1的重量比例混合後將保護層中的連接料溶解，然後再按比例加入填料和助劑，經球磨機充分研磨不少於12個小時後製成保護層塗料，用塗布機在帶基表面均勻塗布6—8μm厚的塗層，在80℃—100℃的溫度下烘乾形成保護層進入到下一工序；
b、用甲苯將醇酸樹脂溶解，再按比例加入填料和顏料經充分研磨製成圖案層塗料，要求顏料要分散均勻、細度小於5μm，再經塗布機塗於保護層外面，經40℃—60℃的溫度下烘乾形成圖案層，要求該層厚度4—6μm，保證色彩鮮豔乾淨、圖案真實清晰美觀；
c、用丁酮和丁酯按重量比2:1至4:1的比例混合後將連結層中的連結料加入溶解，然後再按比例加入填料和助劑充分研磨，形成均勻、穩定、25℃條件下黏度為14-16秒，細度小於4μm的連結層塗料，然後經塗布機塗在圖案層的外面，經40℃—60℃的溫度下徹底烘乾，使該層厚度為4—6μm，在常溫下成固態堅韌膜；此時帶基和塗層的總厚度為35—43μm即形成本發明所述的金屬燙印箔。
全文摘要
本發明公開了一種金屬燙印箔及其製備方法，製成的金屬燙印箔由帶基和帶基上塗布的熱轉印層構成，熱轉印層分為三部分，由帶基一側表面自內向外依次為保護層、圖案層、連結層。採用本發明方案製成的金屬燙印箔，產品性能要求在適當的溫度、壓力等工藝條件下經專用設備將保護層、圖案層和連接層轉印到金屬製品表面，使其表面不僅圖案美觀清晰，而且具有耐刮擦、耐溫度範圍廣、耐水、酸、鹼等日常用溶劑、耐光耐候性優良等特點，具有保護和裝飾金屬製品表面的實際應用價值。本發明不但改變了金屬製品表面顏色的單調，給人以清晰逼真的圖案美感；同時加強了表面的防護功能而廣泛應用於金屬製品裝飾行業。
文檔編號C09J167/00GK101423000SQ20071018988
公開日2009年5月6日 申請日期2007年10月31日 優先權日2007年10月31日
發明者張鐵雷, 張舉紅 申請人:焦作市卓立燙印材料有限公司