CN101077676B - 一种可钣金加工的印花金属板及其制造方法 - Google Patents

Abstract

一种可钣金加工的印花金属板及其制造方法，包括在现有技术所述的彩色预涂钢板的基础上，对现有的正面涂料保护层的表面张力及添加物进行改进，并采用凹版胶轮转印工艺，使用与钢板表面涂层匹配的油墨直接在涂层钢板表面印刷花纹，之后在花纹表面辊涂高温热固化涂料或者UV光固化涂料保护；本发明所述的印花钢板，和现有技术中的彩色预涂钢板比较，使其具有了更好的装饰效果，提升了产品档次；与原有的彩色层压钢板比较，在实现了同种花纹图案的同时，摒除了PVC材料，对环境保护更有利，而且减少了如聚对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，降低了产品成本。

Description

一种可钣金加工的印花金属板及其制造方法

技术领域

本发明属于家用电器外壳、建筑内外装饰等用的彩色印花金属板领域，特别涉及采用凹版胶辊间接印花后适合各种折弯、冲击、拉伸等钣金加工的钢板及其制造方法。

背景技术

目前市场上用家用电器外壳、建筑内外装饰的彩色金属板，如电冰箱外壳、电冰箱侧板、微波炉外壳、空调器外壳、洗衣机外壳等一般采用彩色预涂钢板及彩色层压钢板。

彩色预涂钢板采用下述结构：基材，由冷轧板、电镀锌板、热镀锌板、镀铝锌板等钢板制成，在其两个面上有化学处理层，化学处理层的外层有正面涂料保护层和背面涂料保护层。这种彩色预涂钢板作为家用电器外壳，对环境无任何污染，但表面一般不能印刷花纹图案，作为家电外壳档次不高。而且，现有的彩色预涂钢板表面由于生产工艺特点及表面涂层特点，表面涂装后无合适的印花工艺实现花纹/图案效果，并且现有涂料与油墨不具备亲合力。

彩色层压钢板采用下述结构：基材，由冷轧板、电镀锌板、热镀锌板、镀铝锌板等钢板制成，在其两个面上有化学处理层，正面化学处理层的外层涂装丙烯酸类树脂，其上还有聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚氯乙烯复合膜，此复合膜聚对苯二甲酸乙二醇酯层背面进行各种各样的印刷处理以实现表面花纹，但是聚氯乙烯层后继作为垃圾处理熔融时会产生氯及二氧化物气体，对环境造成污染，而且因其加工材料及工艺比较复杂，成本很高。

现有的彩色层压钢板是直接在复合薄膜上进行各种各样的印刷后，层压于钢板表面，产品的缺点是：为重复利用钢板，熔融时会产生氯及二氧化物气体，不利于环境保护，而且由于工序复杂，产品成本很高。

对钢板表面实现印花效果，通常可以通过以下两种方式进行：

丝网印刷：对涂装过的钢板进行丝网印刷，但是由于只能对单张钢板印花，印刷速度慢，不能满足工业化批量生产要求。

转印纸转印：可以先在表面处理过的转印介质如薄膜、纸张上印刷指定的花纹，然后在高温和高压下进行转印，转印之后薄膜或纸张表面的花纹消失或变淡，但是本工艺由于转印之后薄膜或纸张的浪费，成本仍然很高，成为推广的阻力。

以下是二个转印纸转印的例子：

CN00801213公开了一种使用凹版印刷转印纸制造转印涂饰钢板的方法，其特点是采用特定的转印涂料，形成预想花纹的凹版转印纸，然后将其热压于底漆涂膜层上，剥离凹版转印纸的带基，在后涂布热硬化树脂形成面饰层涂料，该文献所述的方法可以较快速度连续生产，与原有彩色涂饰钢板相比，可制造加工性、耐紫外线性、耐划痕性、耐溶剂性等物理性能良好的转印涂饰钢板。

CN01135216公开了一种个性化彩色钢板制造方法，将彩色钢板裁切成定尺料，剥掉正面最外层的保护膜，并将个性化图案、像片、文字、符号等信息在电脑中设计处理后，输出并用打印机打印到转移印花纸或膜上，然后将转移印花纸或膜上印有油墨的一面与彩板正面最外层结构密合，通过热和压力的作用，将原来印在转移印花纸或膜上的染料升华成气相，转移到彩板正表面结构中，然后再在彩板表面贴覆可剥离的保护膜。

综上所述，现有技术应用于家电及建筑装饰用普通彩色预涂钢板表面无法实现花纹印刷的问题，尤其是凹版印花，有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种可钣金加工的凹版胶轮转印花纹的金属板的制造方法。

本发明的再一个目的在于提供一种可钣金加工的凹版胶轮转印花纹的金属板。

本发明可以通过以下方式得以实现，在上述彩色预涂钢板的基础上，对现有的正面涂料保护层的表面张力及添加物进行改进或者采用现有技术中如何能够实现本发明所述目的技术方案，并采用凹版胶轮转印工艺，使用与钢板表面涂层匹配的油墨直接在涂层钢板表面印刷花纹，之后在花纹表面辊涂高温热固化涂料或者UV光固化涂料保护。

具体地，本发明提供在金属板上使用高分子线性无油聚酯树脂系列涂料涂装在钢板上的工艺，用热风干燥烘箱加热固化形成底漆涂层，然后使用与钢板表面涂层匹配的油墨直接在涂层钢板表面印刷花纹，之后在花纹表面辊涂高温热固化涂料或者UV光固化涂料保护一系列连续生产工艺为特征的制造印花金属板的方法。

本发明所述的制造印花金属板的方法如下：

钢板表面清洗→表面干燥→钢板表面化学处理→钢板表面烘烤→钢板表面涂布底漆(同时背面涂布背面保护漆)→底漆高温固化→表面印花→表面罩光→表面贴保护膜

本发明所述用于印花的钢板基板，所述的基板可以是冷轧钢板、热镀锌钢板、电镀锌钢板、镀铝锌钢板及其它类合金钢板。

所述钢板的基板的化学处理层可选择铬酸盐钝化、磷化或有机涂层的化学处理，此类技术可以现有技术中已经公开的任何一种，它们被引入本发明作为背景技术。

环氧底漆是最经典的底漆类型，具有最好的膜下防腐性能，与预处理层和大部分面漆咬合力强；聚胺脂及聚脂底漆是近年开发的新型底漆，其耐蚀性与环氧底漆不相上下；另外，水基丙烯酸底漆是另一种新型底漆，属于环保型产品。

在本发明中，所述的底漆涂层具有三个功能，首先为保证基材表面与印花油墨之间的附着力，其次提供基材良好的耐腐蚀性与耐候性能，第三提供印花层基础色彩的功能。

根据实际用途和需要，底漆涂层可选择单涂单烘或者两涂两烘，其中两涂两烘的颜色可以相同或者完全不同。

底漆的固化温度要求在烘箱内最高金属板温为180-250℃加热40-100秒，优选的温度约在224-249℃。

对底漆涂料来讲，为保证后续印花金属板加工成型性，要求底漆涂膜必须有足够的柔软度及延伸性。

通常的凹版印花，是将花纹图案使用电子雕刻或激光雕刻方式刻在指定的花纹雕刻金属版辊上；生产时，将特定成份的氧化结膜干燥型油墨填充于雕刻的花纹中。

但由于钢板属于硬质材料，金属版辊不能直接与承印物钢板直接接触，因此必须使用胶轮作为中间体转移凹版版辊表面的油墨。

为保证印刷花纹图案的清晰，在轮转印刷过程中应不断向金属版辊雕刻的花纹中补加新鲜油墨，同时在每次印刷前彻底清洗胶轮，保证胶轮与涂布过底漆的钢板接触时胶轮表面油墨花纹清晰、均匀。

为保证指定花纹的效果，可以根据需要选择一色印刷、两色印刷或者多色印刷工艺，印刷机组后可增加红外灯管促进油墨中溶剂的挥发。

花纹印刷完毕并干燥后，选择合适的清漆或者光油对表面罩光，以达到印花钢板设计的表面光泽、表面硬度、表面鲜映度、表面柔韧性、表面耐化学药品性等要求。

在本发明中，表面罩光可选择高温热固化清漆，表面状态可以是高光、亚光、半光或者闪珠光效果，一般要求固化温度为最高金属板温为180~250℃加热40~100秒；另外为追求更好的鲜映度，可选择UV光油，但应特别注意UV光油本身的折弯性能、耐冲击性能以及与涂料、油墨的匹配性，避免在后续加工过程中出现光油开裂、脱落等不良。

完成表面罩光后，为避免后续运输、加工过程中发生划伤、擦伤缺陷，一般在表面贴覆透明保护膜。根据实际情况也可以不贴覆保护膜。

以上工艺在卷钢或者单张钢板均可以实现连续涂布、印花、罩光及贴覆透明保护膜。

可以用于本发明所述的有机覆膜包括：聚乙烯薄膜(PE)、乙烯基覆膜(PVC)、氟基树脂覆膜(PVF)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚酯基覆膜(PET)、丙烯基树脂覆膜(PMMA)等，其中PE、PET膜应用最广泛。

利用所述工艺得到的印花钢板，其结构特征如下：

(6)透明保护膜(30-80um)
	(5)表面罩光层(高温清漆2-20um；UV光油

4-100um)
	(4)印花层
(3)底漆涂层(可能为两层)4-30um
	(2)化学处理层＜1um
(1)钢板(冷轧板、镀锌板、铝板等)0.2-1.5mm
	(2)化学处理层＜1um
(7)背面保护层(3-16um)

本发明的优点如下

1.本发明所述的印花钢板，和现有技术中的彩色预涂钢板比较，使其具有了更好的装饰效果，提升了产品档次；与原有的彩色层压钢板比较，在实现了同种花纹图案的同时，摒除了PVC材料，对环境保护更有利，而且减少了如聚对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，降低了产品成本。

2.本发明说述的产品不仅具有金属材料本身的强度及加工性能，还由于表面进行的一系列涂装印花，提高了钢板的耐腐蚀性、耐化学药品性(如酸、碱及有机溶剂)、耐污染性能，，能满足作为家电外壳、建筑内外装饰用材料的加工成型要求及防护作用。

附图说明

以下是本发明的附图说明，通过附图说明，并结合以下的实施例，可以更加清楚地理解本发明，具体的：

附图1是本发明所述的印花方式实施例一的示意图；

附图2是本发明所述的印花方式实施例二的示意图；

在本发明的说明书附图中，各部件标注和部件名称对应关系如下：凹版版辊1，刮刀2，印刷胶辊3，支撑辊4，平面支撑传输带5，印花油墨储槽6，钢板7，洗涤槽8，清洗辊9。

具体实施方式

实施例1

在本实施例中，采用的是印花工艺过程如下，一凹版版辊1，所述的凹版版辊1浸渍在印花油墨储槽6中以不断地涂覆油墨，浸渍油墨后的凹版版辊1用刮刀2刮除多余的油墨，凹版版辊1上的油墨花纹转移到了印刷胶辊3的表面上，印刷胶辊3将其表面的油墨花纹印在了钢板7上，钢板的另一面端设置一支撑辊4。

实施例2

在本实施例中，采用的是印花工艺过程如下，一凹版版辊1，所述的凹版版辊1浸渍在印花油墨储槽6中以不断地涂覆油墨，浸渍油墨后的凹版版辊1用刮刀2刮除多余的油墨，凹版版辊1上的油墨花纹转移到了印刷胶辊3的表面上，印刷胶辊3将其表面的油墨花纹印在了钢板7上，钢板7的支撑在平面支撑传输带5上，在印刷胶辊3的另一侧，设置一个清洗辊9，所述的清洗辊9浸渍在了洗涤槽8中，并不断地被清洗。在印刷胶辊3上设置另一个刮刀2。

本发明所述的钢板印花过程中，如果遇到油墨印刷纹路不清晰问题，可以在印刷胶辊位置增加一个清洗辊。

研究表明，在本发明所述的方案中印花方法中，转印辊的硬度为20-60Shore范围内；如果采用清洗辊，则清洗辊的硬度越硬越好。

通常，凹版版辊1中的油墨只有40-50％可转印到印刷胶辊3表面，随着时间的增长，油墨转移率会降低到20％。

另外，被印刷的钢板表面粗糙度越大，可选择软一点的印刷胶辊3；一般钢板选择60度；转印辊过软，会造成图案变形，而且辊子本身易受溶剂渗透损伤4.油墨与涂料的表面张力差异小，有利于表面清漆的浸润。

实验例一

本实验例是利用上述印花的钢板进行钣金加工的实验例，具体的测试指标如下：

试验项目	性能指标	试验方法	结果	标准
					光泽度	标准光泽±10％	60°光泽度仪	优	GB/T13448
T弯	无剥离、无裂纹	180°/OT	优	GB/T13448
					杯突	无剥离、无裂纹	样板上划5道5*5mm方格，杯突进给8mm	优	GB/T13448
冲击	无膜层分离	9J冲击	优	GB/T13448
					铅笔硬度	≥H	犁破硬度	优

Claims (10)

1.一种可钣金加工的印花金属板的制造方法，其特征在于所述的方法包括：钢板表面清洗→表面干燥→钢板表面化学处理→钢板表面烘烤→钢板表面涂布底漆→底漆高温固化→表面印花→表面罩光→表面贴保护膜；

所述的底漆为环氧底漆、聚酯底漆或水基丙烯酸底漆；

所述的印花，采用氧化结膜干燥型油墨；

所述的罩光采用高温热固化清漆和UV光油；

所述的印花工艺采用凹版胶轮转印花纹工艺。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的聚酯底漆为高分子线性无油聚酯树脂系列涂料。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于底漆和表面罩光涂层的固化温度要求在烘箱内最高金属板温为180-250℃加热40-100秒。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于底漆和表面罩光涂层的固化温度要求在烘箱内最高金属板温为224-249℃。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于印花工艺过程如下，有一凹版版辊，所述的凹版版辊浸渍在印花油墨储槽中以不断地涂覆油墨，浸渍油墨后的凹版版辊用刮刀刮除多余的油墨，凹版版辊上的油墨花纹转移到了印刷胶辊的表面上，印刷胶辊将其表面的油墨花纹印在了钢板上，钢板的另一面设置一支撑辊。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于印花工艺过程如下，有一凹版版辊，所述的凹版版辊浸渍在印花油墨储槽中以不断地涂覆油墨，浸渍油墨后的凹版版辊用刮刀刮除多余的油墨，凹版版辊上的油墨花纹转移到了印刷胶辊的表面上，印刷胶辊将其表面的油墨花纹印在了钢板上，钢板的支撑在平面支撑传输带上，在印刷胶辊的另一侧设置一个清洗辊，所述的清洗辊浸渍在了洗涤槽中，并不断地被清洗，在印刷胶辊上设置另一个刮刀。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于钢板印花过程中，在印刷胶辊位置增加一个清洗辊，转印辊的硬度为20-60Shore。

8.一种采用权利要求1所述方法制备的印花金属板，其特征是表面能够实现指定花纹图案效果，采用钢板作为基材，在其两个面上有化学处理层，在正面化学处理层的外面有底漆涂层，在正面底漆涂层的外面有印花层，在印花层的外面有罩光层。

9.根据权利要求8所述的金属板，其特征在于所述的金属板中，还包括一透明保护膜，其厚度为30-80um；所述的表面罩光层，采用高温清漆时其厚度为2-20um，采用UV光油时为4-100um；印花层的厚度为6-20um，底漆涂层的厚度为4-30um；化学处理层的厚度小于1um，钢板的厚度为0.2-1.5mm，背面保护层的厚度为3-16um；所述的保护膜可选自于如下的一种，乙烯基膜、氟基树脂膜、聚偏氟乙烯、聚酯基覆膜、丙烯基树脂膜。

10.根据权利要求8或9任何一项所述的金属板，其特征在于所述金属板的各项指标如下：

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