CN100503755C - 可硬化且形成压花的涂料组成物 - Google Patents

Abstract

一种可硬化且形成压花的涂料组成物，是以聚酯树脂为主剂，添加有硬化剂以使该聚酯树脂硬化，并添加有硬化触媒、复合溶剂，以及蜡所制成，其特点是：该复合溶剂包含二个以上对于该聚酯树脂溶解力不同的溶剂，并且该蜡与该聚酯树脂是不互溶。

Description

可硬化且形成压花的涂料组成物

(1)技术领域

本发明是一种涂料组成物(coating composition)，特别是涉及一种可硬化且形成压花(emboss)的涂料组成物，以及将该涂料组成物涂覆至金属板后，透过热硬化来制成具压花涂膜的金属板的制备方法，以及借此所制成的具压花涂膜的金属板。

(2)背景技术

以往用以制造具压花外观(肉眼可辨识的立体花纹)的彩色金属板(或钢卷)的方式主要有二，一为将热塑型聚氯乙烯(PVC)涂料以一个约200μm的厚度涂布于一金属板上，继而立刻以压花辊进行热压，接着急速冷却而形成所欲的花纹。然此法存在有下列几项缺点：(1)PVC涂料中多掺有可塑剂(plasticizer)，例如：邻苯二甲酸二辛酯(dioctyl phthalate，DOP)或磷酸三甲苯酯(tricresylphosphate，TCP)等，易因可塑剂移型(migration)而造成环境污染，因而有环保上的疑虑，欧盟可能于2005年全面立法禁用，其他国家势必也朝向禁用或限用此类涂料的方向来立法；(2)以此法来制造时需涂布约200μm的厚度，方能借由压花辊进行热压，因此成本较高；(3)此法所制成的PVC涂膜中的花纹也因受热或物理外力而消失，并且当PVC涂膜被运用于室外时，易因受光、受热而致使可塑剂析出并造成脆化，因此不适于高温气候的使用。

以往中另一用以制备压花金属板(或钢卷)的方法为，借由涂胶将PVC材质的压花型贴皮贴附于金属基材上，并予以压合，而形成具压花外观的金属板(或钢卷)。此方法由于使用的材质仍为PVC，同样具有类似上述的问题需克服，例如(1)贴皮价格较为昂贵，且需借由连续生产线来制造，产速较低；(2)PVC贴皮同样面临可塑剂移型污染问题；(3)当被使用于室外时，贴皮用胶并不耐候；(4)贴皮颜色变化困难。

据上所述可知，以往以PVC涂料或贴皮来制造具压花涂膜的金属板或钢卷的方式，或有可塑剂移型污染、因必要的涂布厚度而致的成本较高，或有易受光、热、物理外力等因素而花纹消失或脆化，或有贴皮颜色变化困难等问题的存在，就实用性而言尚存在待改进之处。。

(3)发明内容

本发明的目的是发展一种不会有添加剂移型污染、颜色变化容易、成本较低且所形成涂膜不易脆化的涂料，以及利用该涂料所制成的具压花涂膜的金属板或钢卷的制备方法。

本发明提供一种涂料组成物，以一聚酯(polyester)树脂为主剂，添加一硬化剂(curing agent)、一硬化触媒(curing catalyst)，并添加一包含二个以上对于该聚酯树脂溶解力不同的溶剂的复合溶剂(composite solvent)，以及添加一与该聚酯树脂不互溶的蜡(wax)所制成，以及继而将该涂料组成物涂覆至一已覆有一底膜的金属板上后，通过热硬化来制成具压花涂膜的金属板的制备方法。

由于复合溶剂中的该至少二溶剂对于聚酯树脂的溶解力不同，因而与该底膜间的介面张力有差异，致使该涂料组成物无法于底膜上分流平而形成不均匀的表膜，同时因该蜡与聚酯树脂不相容，会扩大不均匀性并造成明显的压花(肉眼可见的立体花纹)，因此可于金属板上形成压花涂膜。

由上述的物理现象可了解，本发明可借由变化成分，譬如溶剂与蜡的种类，或变化各成分间的含量比例，来控制立体花纹的大小，而制成具有各式各样压花涂膜金属板。

在第一个方面，本发明提供一种可硬化且形成压花的涂料组成物，是以一聚酯树脂为主剂，添加有一硬化剂以使该聚酯树脂硬化，并添加有一硬化触媒、一复合溶剂，以及一蜡所制成，其特点是：该复合溶剂包含二个以上对于该聚酯树脂溶解力不同的溶剂，并且该蜡与该聚酯树脂是不互溶。

在第二个方面，本发明提供一种制备具压花涂膜的金属板的方法，其包含下列步骤：

(i)将一以聚酯为主的底层涂料，以一预定的厚度涂覆至一金属板上，以于该金属板上形成一底膜；

(ii)将前述本发明的涂料组成物以一个预定的厚度涂覆至该底膜上，以于该底膜上形成一表膜；以及

(iii)将由(ii)所得的涂覆有该二层膜的金属板加热历时一段足够久的时间以进行热硬化，并借此制成一具压花涂膜的金属板。

在第三个方面，本发明提供一种具压花薄膜的金属板，其是由上述本发明的制备方法所制成。

由于本发明的涂料组成物中不需添加可塑剂，因此不会有可塑剂移型以及渗出而涂膜脆化的问题，且涂覆至金属板上的厚度只有约数10个μm(较佳地，底膜与表膜的总厚度是不大于25μm)，所以成本较低，另外可在配制组成物时视需求添加所需的颜料，因此颜色转换容易。

(4)附图说明

图1是一示意图，说明本发明的较佳实施例于金属板上无法分流平而不均匀态样。

图2是一示意图，说明本发明的较佳实施例于金属板上形成明显压花。

图3是一显微照片图，显示本发明的较佳实施例所制得的该具压花涂膜的钢板外观。

(5)具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明：

如图1与图2所示，本发明提供一种可硬化且形成压花的涂料组成物3，继而将该涂料组成物3涂覆至一已覆有一底膜2的金属板1后，通过加热来引发硬化反应而制成具压花涂膜的金属板1。

本发明的可硬化且形成压花的涂料组成物3是以一聚酯树脂为主剂，添加有一硬化剂以使该聚酯树脂硬化，并添加有一硬化触媒、一复合溶剂，以及一蜡4所制得。该复合溶剂包含二个以上对于该聚酯树脂溶解力不同的溶剂，以使涂料组成物3无法分流平(如图1所示)，并利用蜡4与聚酯树脂间的不互溶来扩大不均匀，而造成压花(立体花纹)的形成(也就是利用物质间不互溶来制造不均匀，进而形成压花)(如图2所示)。

较佳地，该复合溶剂包含环酮化合物(cycloketone)以及芳香族溶剂(aromatic solvent)。在本发明的一具体例中，该环酮化合物是环己酮(cyclohexanone)。较佳地，该芳香族溶剂可选自于S150(中油制的油漆溶剂150)、S200(中油制的油漆溶剂200)以及它们的组合。在本发明的一具体例中，该芳香族溶剂是S200。

较佳地，该蜡4是选自于聚乙烯蜡(polyethylene wax)、聚丙烯蜡(polypropylene wax)，以及它们的组合。在本发明的一具体例中，该蜡4是聚丙烯蜡。

较佳地，该聚酯树脂是择自具有一介于2000~8000的重量平均分子量、一介于5~40的羟价(hydroxy value)，以及一小于3的酸价(acid value)的聚酯。

较佳地，该硬化剂是选自于聚胺(polyamine)、异氰酸酯(isocyanate)，以及它们的组合。在本发明的一具体例中，硬化剂是三聚氰胺(melamine)。

较佳地，该硬化触媒为弱酸，更佳地是含有苯磺酸根的磺酸，例如可择自于：对甲苯磺酸(PTSA)、二壬基磺酸(DNNSA)，以及它们的组合。在本发明的一具体例中，硬化触媒是对甲苯磺酸。

较佳地，以涂料组成物3的总重计，该聚酯树脂、硬化剂、硬化触媒、复合溶剂，以及蜡4的含量分别为70-80wt％、6-10wt％、0.5-1.0wt％、13.3-25wt％，以及0.2-0.5wt％。

有关本发明的涂料组成物3的制备可依以往方法来进行，譬如将各成分予以混合搅拌来制备。

本发明的涂料组成物3可视各式需求来变化其成分(譬如溶剂与蜡4)的种类，或变化各成分间的含量比例，来控制立体花纹的大小，而制成具有各式各样压花涂膜金属板1。也可添加各种添加剂，譬如可加入金属颜料来增加闪烁效果与美感，也可添加不同的间隔材(spacer)，诸如聚胺、锡膏等来变化出仿真皮及绒毛效果。

另外，如图1、2所示，本发明提供一种制备具压花涂膜的金属板1的方法，其包含下列(i)-(iii)步骤：

(i)将一以聚酯为主的底层涂料，以一个预定的厚度涂覆至一金属板1上，以于该金属板1上形成一底膜2；

(ii)将前述本发明的涂料组成物3以一个预定的厚度涂覆至该底膜2上，以于该底膜2上形成一表膜；以及

(iii)将由(ii)所得的涂覆有该二层膜的金属板1加热历时一段足够久的时间以进行热硬化，并借此制成一具压花涂膜的金属板1。

适用于本发明制备方法的底层涂料中所包含的聚酯具有较大分子量，以确保对金属板1的附着性，较佳地，是譬如下面的经改进的硬化型涂料，其包含：

一具有一介于10000-20000的分子量、一介于10-40的羟价，以及一不大于5的酸价的聚酯；

甲基化聚胺与异氰酸酯，以作为硬化剂；

二丁基锡月桂酯(di-n butyltin laurate，简称DBTM)，以催化异氰酸酯，并促进对金属板1的附着与防蚀；

对甲苯磺酸，以催化甲基化聚胺；

真溶剂(单一成分或彼此可互溶的溶剂所组成)以促进流平，譬如单独使用芳香族溶剂、酯类(ester)、酮类(ketone)等；

此外也可运用本发明涂料组成物3的发明概念，于底层涂料中添加铁氟龙蜡、聚丙烯蜡或聚乙烯蜡等，以借由调整底膜2与表膜间的介面张力来促进压花的形成。另外，也可视配色及防蚀需求来添加颜料与抗蚀剂(anticorrosion agent)等。有关上述底层涂料的制备，可参照各种以往方法来制备，此为此业界所熟知的技术。

较佳地，该制备方法的步骤(iii)是于210-250℃的温度下进行。

较佳地，该步骤(iii)的加热时间为20sec-5min。

较佳地，涂覆至金属板1的底膜2与表膜的总厚度是不大于25μm，且较佳地，底膜2的厚度是介于12~20μm。

较佳地，适用以本发明制备方法来制备压花涂膜的金属板1是选自钢板、镀锌钢板、镀铝锌钢板，以及不锈钢板。

以下将以较佳实施例进一步说明本发明，但该实施例只为例示说明之用，而非用以限制本发明。

【实施例】

本实施例是以下列表1所示的成分及含量(以重量百分比计)来制备本发明的涂料组成物3及底层涂料，继而借由本发明的制备方法，将底层涂料以12μm的厚度涂覆至一厚度为0.476mm的镀铝锌钢板上以形成一底膜2，接着再以7μm的厚度将本发明涂料组成物3涂覆至该底膜2上以形成一表膜，最后将已涂覆有二层膜的钢板置入烘烤炉中，并加热至约210~250℃间历时20sec-5min，以使热硬化完全，就能制得一具压花涂膜的钢板。图3显示本实施例的具压花涂膜的钢板的显微照片(放大二倍)。表2则详列本实施例制得的具压花涂膜的钢板的物性。

表1

^a：永記造漆工業股份有限公司製，品名爲透明漆用支鏈型聚酯，型號爲PF-101。

^b：永記造漆工業股份有限公司製，品名爲底漆用長鏈型聚酯，型號爲E-760。

表2

综观上述，本发明的可硬化且形成压花的涂料组成物3因不含可塑剂，因此不会有以往以PVC为主的压花膜的可塑剂移型污染问题，也因此不会因可塑剂的渗出而致使涂膜脆化，且涂覆的厚度较小，相较于PVC压花贴皮的约200μm的厚度所花费的成本较低，另外可在配制组成物时视需求添加所需的颜料，因此也不会有PVC压花贴皮颜色转换困难的缺点，确实可改善以往的缺点，而制得一具明显压花涂膜的金属板1。

Claims (11)

1.一种可硬化且形成压花的涂料组成物，是以一聚酯树脂为主剂，添加有一硬化剂以使该聚酯树脂硬化，并添加有一硬化触媒、一复合溶剂，以及一蜡所制成，其特征在于：

该复合溶剂包含二个以上对于该聚酯树脂溶解力不同的溶剂，并且该蜡与该聚酯树脂是不互溶。

2.如权利要求1所述的可硬化且形成压花的涂料组成物，其特征在于：

该复合溶剂包含环酮化合物以及芳香族溶剂。

3.如权利要求2所述的可硬化且形成压花的涂料组成物，其特征在于：

该环酮化合物为环己酮，并且该芳香族溶剂是选自S150、S200以及它们的组合。

4.如权利要求1所述的可硬化且形成压花的涂料组成物，其特征在于：

该蜡是选自于聚乙烯蜡、聚丙烯蜡以及它们的组合。

5.如权利要求1所述的可硬化且形成压花的涂料组成物，其特征在于：

该聚酯树脂具有一介于2000～8000的重量平均分子量、一介于5～40的羟价以及一小于3的酸价。

6.如权利要求1所述的可硬化且形成压花的涂料组成物，其特征在于：

以组成物的总重计，该聚酯树脂、硬化剂、硬化触媒、复合溶剂以及蜡的含量分别为70-80wt％、6-10wt％、0.5-1.0wt％、13.3-25wt％，以及0.2-0.5wt％。

7.一种用如权利要求1所述的涂料组成物制备具压花涂膜的金属板的方法，其特征在于，包含下列步骤：

(i)将一以聚酯为主的底层涂料，以一个预定的厚度涂覆至一金属板上，以于该金属板上形成一底膜；

(ii)将权利要求1所述的涂料组成物以一个预定的厚度涂覆至该底膜上，以于该底膜上形成一表膜；以及

(iii)将由(ii)所得的涂覆有该二层膜的金属板加热历时一段足够久的时间以进行热硬化，并借此制成一具压花涂膜的金属板。

8.如权利要求7所述的制备具压花涂膜的金属板的方法，其特征在于：

该底层涂料包含一具有一介于10000-20000的分子量、一介于10-40的羟价以及一不大于5的酸价的聚酯。

9.如权利要求7所述的制备具压花涂膜的金属板的方法，其特征在于：

该步骤(iii)是于210-250℃的温度下进行。

10.如权利要求7所述的制备具压花涂膜的金属板的方法，其特征在于：

该金属板是选自于钢板、镀锌钢板、镀铝锌钢板以及不锈钢板。

11.一种如权利要求1所述的涂料组成物的用途，其特征在于，用于制备具压花涂膜的金属板，其包含下列步骤：

(i)将一以聚酯为主的底层涂料，以一个预定的厚度涂覆至一金属板上，以于该金属板上形成一底膜；

(ii)将权利要求1所述的涂料组成物以一个预定的厚度涂覆至该底膜上，以于该底膜上形成一表膜；以及

(iii)将由(ii)所得的涂覆有该二层膜的金属板加热历时一段足够久的时间以进行热硬化，并借此制成一具压花涂膜的金属板。

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