CN101589095A - 可装饰的塑料型材及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及可装饰的塑料型材，其包含异形的基材作为所述塑料型材的基础型体，并涉及其制备方法。为了即使在基材制成与装饰涂覆之间较长的时间间隔下仍确保所述塑料型材的成批可靠的后续装饰涂覆，根据本发明提供至少部分区段地覆盖所述基材的功能层，其可后续加载有装饰涂层。

Description

可装饰的塑料型材及其制备方法
技术领域
本发明涉及可装饰的塑料型材，其包含异形基材作为所述塑料型材的基础型体。
背景技术
在借助印刷和涂漆工艺装饰这种塑料型材的情况下，经常使用新生产的，或仅已经短时间(数小时到数天)存放的基材。在经数周到数月的较长时间存放情况下，由于环境影响和老化现象，在后续涂覆时取决于基材和装饰工艺而出现问题。在此决定性的是例如收缩效应、后续结晶、氧化现象、吸湿、荷静电或者表面被粉尘、油和其它介质污染。
另外，在所述塑料型材的制备工艺中可能发生对于装饰起决定性作用的表面性能的由工艺引起的波动。这可导致关于流平、粘附、色调、光泽度和表面结构方面的涂覆结果的可再现性受到不利影响，并出于所述原因无法提供所述基材的成批可靠地(seriensicher)涂覆。在所述类型的塑料型材的情况下，表面性能例如表面结构、表面光滑度/-粗糙度、多孔性、渗透能力、光泽、色调、表面张力、导电性等可由于所用原料及其后处理方面的波动以及由于较长生产时间期间或不同的制造之间的加工参数波动而变化。
所述影响随着基材制造的时间间隔增加而使得装饰涂覆的成批可靠的可再现性变得困难。
发明内容
本发明的任务是提供可装饰的塑料型材，其即使在基材制造与装饰涂覆之间的较长时间间隔下也使所述装饰涂覆的成批可靠的可再现性成为可能。
为了解决上述任务，本发明提供根据权利要求1所述的可装饰的塑料型材，其包含：异形基材作为所述塑料型材的基础型体，和至少部分区段地(abschnittsweise)覆盖所述基材的功能层，所述功能层可后续加载有装饰涂层。所述功能层本身没有受到对塑料表面的可装饰性的所述不利影响，使得所述装饰涂覆尽管与基材制造有时间间隔仍是成批可靠地可再现的。结果，所述预涂覆的塑料型材可存放直至后续的装饰工艺或者送至进一步加工机械。
在本发明的优选实施方式中，所述装饰涂层可以粘附于所述功能层上和/或可以至少部分地吸收在所述功能层中。所述功能层在此构成所述装饰涂层的粘附基底和/或用来吸收所述装饰涂层的着色颜料或其它装饰粒子的一种“海绵”。这样，所述功能层保证最佳的着色涂覆或最佳的色料引入(Farbeinlagerung)，而不需对后续装饰涂覆而言复杂且昂贵的预处理措施。
在本发明的另外优选实施方式中，所述功能层包含：
-约10-30重量百分比的粘结剂，优选PVC-共聚物；
-约10-40重量百分比的着色剂，优选颜料或其它染料；和
-约40-80重量百分比的溶剂，优选有机溶剂，更优选基于酯或酮的那些。
通过所用粘结剂影响层结构的粘附。通过填料和添加剂调节所述功能层的润湿和吸入能力。所述功能层的着色通过着色剂，优选颜料和染料进行，并用于可再现性提供后续装饰层的恒定基色调。所述组成比例经证明是尤其有利的。
在本发明的另外优选实施方式中，所述功能层还包含：
-约1-15重量百分比的粘合树脂，优选基于聚酯的那些；和/或
-约0.5-2重量百分比的蜡，优选微粉化PE-蜡；和/或
-约0.5-3重量百分比的二氧化硅
Figure A20088000291600061
优选经后处理的热解法二氧化硅；和/或
-约0.1-1重量百分比的消泡剂。
这种组成比例经证明在以喷墨法进行的后续装饰涂覆的情况下是特别有利的。
所述粘结剂也可以有利地选自聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚乙烯醇缩丁醛、聚氨酯、聚酯、聚乙酸乙烯酯以及所述粘结剂类别的混合物或共聚物。
在本发明的另外优选的实施方式中，所述功能层的色料吸收能力和/或色料可粘附性可通过所述功能层中所含填料和/或添加剂的比例来调节。填料和/或添加剂的比例影响所述功能层的可润湿性或吸入能力，使得根据所选装饰物的实施方式而保证最佳的涂层。
在本发明的另外优选实施方式中，所述塑料型材在所述基材与所述功能层之间具有底漆层(Primerung)。在该底漆层的情况下，优选在辊压法中或通过喷涂，将合适的粘附促进剂，优选溶剂基、水基或UV-固化性的粘附促进剂，施加至所述塑料基材上。所述底漆层改进所述功能层在所述基材上的粘附并且根据基材的塑料来选择。
在本发明的另外优选实施方式中，所述底漆层是水基的或可辐射固化的底漆层。
在本发明的另外优选实施方式中，所述底漆层包含：
-约25-28重量百分比的粘结剂，优选粘合树脂，更优选基于聚酯多元醇的那些；
-约1.5-2.5重量百分比的填料，优选无机填料，更优选热解法二氧化硅；和
-约60-70重量百分比的溶剂，优选有机溶剂，更优选基于酯或酮的那些(例如乙酸乙酯、环己酮等)。
在本发明的另外优选实施方式中，所述底漆层还包含：
-3-5重量百分比的多异氰酸酯。
在本发明的另外优选实施方式中，将所述基材进行物理处理，优选在被所述功能层覆盖的表面上。这改进邻接层在所述基材上的粘附。
在本发明的另外优选实施方式中，将所述功能层进行物理处理。这改进所述装饰涂层在所述功能层上的粘附或其在所述功能层中的吸收。
在本发明的另外优选实施方式中，所述功能层具有40-55mN/m，优选47-52mN/m的表面能。这有利于所述装饰涂层在所述功能层上的润湿和粘附的品质并实现具有高面覆盖和色饱和度的良好墨迹。优选在后续装饰前不久借助物理预处理进行所述功能层的活化。
在本发明的另外优选实施方式中，所述塑料型材形成为边饰条或角型材形式。边饰条或角型材在装饰方面通常与合适的家具主体部分(Korpusteil)相协调，使得具有塑料型材的成批可靠的后续装饰涂覆的效果的本发明对此特别适合。
本发明的另外方面涉及制备可装饰的塑料型材的方法，其包括下述步骤：
a)提供异形基材作为所述塑料型材的基础型体；
b)物理处理所述基材以提高所述基材的表面能；
c)将所述基材加载底漆层；和
d)在所述加载有底漆层的基材上施加功能层，其中所述功能层可后续加载有装饰涂层。
在根据本发明的方法的另外优选实施方式中，步骤a)包括挤出所述异形基材。所述挤出法使成本特别低地制备所述异形基材成为可能。
在根据本发明的方法的另外优选实施方式中，步骤b)包括电晕处理，优选用低频-/高频电晕，火焰处理，等离子体处理，氟化，硅化，优选硅烷的火焰热解，或它们的组合。所述基材的表面能可以用所述措施容易地提高到大于40mN/m。
在根据本发明的方法的另外优选实施方式中，步骤c)包括：通过喷涂、辊涂、浇铸、流涂来涂覆底漆层，优选采用的涂覆重量是5-20g/m2湿膜厚度。该措施有利于邻接层在所述基材表面上的粘附。
在根据本发明的方法的另外优选实施方式中，步骤d)包括：通过喷涂、辊涂、浇铸或流涂来涂覆所述功能层，优选采用的功能层的涂覆重量根据要求而定是1-100g/m2湿膜厚度，优选通过用较少的涂覆重量多次涂覆。该措施改进所述功能层对所述底漆层或所述基材的粘附或在所述底漆层或所述基材上的粘附。
在根据本发明的方法的另外优选实施方式中，所述方法还包括：
e)物理处理所述功能层以提高所述功能层的表面能。
在根据本发明的方法的另外优选实施方式中，步骤e)包括电晕处理，优选用低频-/高频电晕，火焰处理，等离子体处理，氟化，硅化，优选硅烷的火焰热解，或它们的组合。所述基材的表面能可以用所述方法提高到大于47mN/m。
本发明的另外优选方面涉及经装饰的边饰条，其包含：作为基础型体的异形基材，至少部分区段地覆盖所述基材的功能层，其中所述功能层后续加载有装饰涂层。
下文参照附图描述所述发明的优选实施例和特征。
附图说明：
图1图解显示制备根据本发明的可装饰的塑料型材的方法和装置。
图2显示图1的异形基材的剖面II-II。
图3显示图1的经物理预处理的异形基材的剖面III-III。
图4显示图1的提供有底漆层的经物理预处理的基材的剖面IV-IV。
图5显示图1的提供有所述功能层和所述底漆层的经物理预处理的基材的剖面V-V。
图6图解显示后续装饰涂覆根据本发明的可装饰的塑料型材的方法和装置。
图7显示图6的根据本发明的塑料型材的剖面VII-VII。
图8显示图6的具有经物理处理的功能层的根据本发明的塑料型材的剖面VIII-VIII。
图9显示图6的具有经物理处理的功能层的后续加载有装饰涂层的塑料型材的剖面VIIII-VIIII。
具体实施方式
本发明优选实施例的详细描述：
下文参照图1-9描述的发明涉及可装饰的塑料型材1，其包含作为所述塑料型材1的基础型体的异形基材2和至少部分区段地覆盖所述基材2的功能层5，其随后可加载有装饰涂层6。
根据本发明的塑料型材1的结构可由图5的剖面图V-V直观地看出。所述基材2的物理预处理以及底漆层4的涂覆不是绝对必要的。可以选择这些措施，以在所述基材2的特定塑料的情况下达到所述基材2与所述功能层5的更好接合。
所述装饰涂层6(例如着色颜料、装饰粒子等)可在所述功能层5上粘附和/或可至少部分区段地吸收在所述功能层5中。为了所述装饰涂层6在所述功能层5上更好地粘附，所述功能层5优选具有经物理预处理的表面5′。在功能层5中引入填料和/或添加剂影响所述功能层5的可润湿性或吸入能力。
作为装饰涂层6，优选提供着色印刷物和/或着色漆层。所述着色印刷物优选通过压辊涂覆或无接触地涂覆，例如在喷墨印制的情况下。
所述功能层5优选具有如下组成：
-约10-20重量百分比的粘结剂，优选PVC-共聚物；
-约1-15重量百分比的粘合树脂，优选基于聚酯的那些；
-约10-40重量百分比的着色剂，优选颜料或其它染料；
-约0.5-2重量百分比的蜡，优选微粉化PE-蜡；
-约0.5-3重量百分比的二氧化硅，优选经后处理的热解法二氧化硅；
-约0.1-1重量百分比的消泡剂；和
-约40-80重量百分比的溶剂，优选有机溶剂，更优选基于酯或酮的那些。
为了改进所述功能层5在所述基材2上的粘附，所述塑料型材1可在所述基材2与所述功能层5之间具有底漆层4。所述底漆层4优选具有如下组成：
-约25-28重量百分比的粘结剂，优选粘合树脂，更优选基于聚酯多元醇的那些；
-约1.5-2.5重量百分比的填料，优选无机填料，更优选热解法二氧化硅；
-约3-5重量百分比的多异氰酸酯；和
-约60-70重量百分比的溶剂，优选有机溶剂，更优选基于酯或酮的那些。
另选，也可以考虑应用水基底漆(可交联的PU-分散体)或可辐射固化的底漆(例如自由基和/或阳离子固化性的UV-底漆)。
为了改进所述底漆4在所述基材2上的粘附，可以物理处理所述异形基材2，优选在被所述功能层5覆盖的表面3上。通过所述物理处理，将所述基材的表面能提高到大于40mN/m。
为了改进所述功能层5的所述装饰涂层6的粘附，可以物理处理所述功能层5。所述经物理处理的功能层优选具有40-55mN/m，更优选47-52mN/m的表面能。
在本发明的特别优选实施方式中，所述塑料型材1形成为边饰条或角型材形式。
下面参照图1-5描述制备本发明的可装饰的塑料型材1的本发明方法。
制备所述可装饰的塑料型材1的本发明方法包括下述步骤：
a)提供异形基材2作为所述塑料型材1的基础型体；
b)物理处理所述基材1以提高所述基材2的表面能；
c)将所述基材2加载底漆层4；
d)在所述加载有底漆层4的基材1上施加功能层5，其中所述功能层5后续可加载有装饰涂层6。
图1图解显示制备根据本发明的可装饰的塑料型材1的装置和方法。
步骤a)包括借助准备设备11来提供异形基材2。优选提供挤出机作为准备设备11，其中挤出所述异形基材2。在实施步骤a)之后所述基材2的横截面图解地显示在图2的剖面II-II中。除矩形横截面断面外所述基材2的其它横截面断面也可实施。
步骤b)包括所述基材2的物理预处理，其特别对于低能量表面例如聚烯烃是需要的。然而，功能层5也可不进行所述基材2的物理预处理而直接施加于所述基材2上。出于粘附的原因对特定低能量表面而言值得推荐的表面预处理可以通过电晕处理，优选用低频-/高频电晕，火焰处理，等离子体处理，氟化，硅化，优选硅烷的火焰热解，或作为它们的组合来进行。步骤b)的目的是将表面能提高到大于40mN/m。步骤b)在用于所述基材2的物理预处理的设备12中进行。
在此，在所述措施的范围内加工基材的要用所述功能层5覆盖的表面3。在实施步骤b)之后具有经物理预处理的基材表面3′的所述基材2的横截面示于图3的剖面III-III中。
步骤c)包括将经物理预处理的基材表面3′涂底漆。如步骤b)那样，步骤c)对制备根据本发明的可装饰的塑料型材1不是绝对必要的。所述基材表面3′的涂底漆仅对于低能量表面如聚烯烃是必要的。在这种苛刻的基材的情况下，除了根据步骤b)的物理预处理外，还可配备印刷底漆，例如粘附促进剂或底涂漆。底漆层或底漆4的涂覆在合适的(在图1中用符号示出的)设备13中通过喷涂、辊涂、浇铸、流涂等，采用根据用途而定为1-50g/m2湿膜厚度的底漆4涂覆重量来进行。所述底漆4优选具有前文所述的组成。具有涂覆在经物理预处理表面3′上的底漆4的基材2的横截面示于图4的剖面IV-IV中。
步骤d)包括将所述功能层5施加至所述基材2或所述底漆层4上。所述功能层5构成后续装饰涂层6的粘附基底并且优选具有前文所述的组成。通过所用粘结剂影响层结构的粘附。通过填料和添加剂调节所述功能层5的润湿和吸入能力。所述功能层5的着色通过常规着色剂，例如颜料和其它染料进行，并用于为后续装饰层可再现性提供恒定基色调。所述功能层5的涂覆可以通过喷涂、辊涂、浇铸、流涂等来进行。所述功能层5的涂覆重量根据要求为1-100g/m2湿膜厚度。总涂覆重量也可以通过各自采用较少涂覆重量的多次涂覆来进行。步骤d)在用于施加所述功能层5的适宜设备14中进行。在已进行的步骤d)之后具有经物理预处理的表面3′、涂覆的底漆4和施加的功能层5的基材2的状态直观地示于图5的剖面V-V中。
在将所述功能层5施加至所述基材2或所述底漆层4上之后，所述可装饰的塑料型材1制成并且准备用于储存或运输。优选所述可装饰的塑料型材1储存在储存设备上，例如在储存卷筒15上卷起。
下文参照图6-9描述本发明可装饰的塑料型材1的后续装饰涂覆的方法。
图6图解显示后续装饰涂覆本发明的可装饰的塑料型材1的装置和方法。
为了装饰涂覆，通过准备设备16提供本发明可装饰的塑料型材1。例如所述塑料型材1在此从储存卷筒16展开并且输送至后续方法步骤或装置。在实施步骤d)之后且在实施步骤e)之前的塑料型材1的横截面直观地示于图7的剖面VII-VII中，所述塑料型材1包含具有经物理处理的表面3′、所述底漆4和所述功能层5的所述基材2。如已提及的那样，所述步骤b)和c)对本发明塑料型材1的制备不是绝对必要的。因此所述本发明塑料型材1不是绝对必要地包含经物理处理的表面3′或底漆层4，如图5中所示。这样在这种情况下所述功能层5直接与所述基材2接合。
步骤e)包括在所述塑料型材1的后续装饰之前在对此适宜的设备17中物理处理所述功能层5。为了所述装饰涂层6在所述功能层5上的最佳粘附以及为了达到具有高面覆盖和色饱和度的良好墨迹，在所述塑料型材1的后续装饰之前不久在适宜的设备17中通过物理预处理进行所述功能层5的活化。所述功能层5的活化优选通过电晕处理，优选用低频-/高频电晕，火焰处理，等离子体处理，氟化，硅化，优选硅烷的火焰热解，或作为它们的组合来进行。在步骤e)中，实现功能层5的表面能从活化前平均41-43mN/m提高到活化或处理后的47-52mN/m。所述功能层5的表面能通过接触角的测量来确定。实施步骤e)之后的所述塑料型材1的横截面直观地示于图8的剖面VIII-VIII中。
实施步骤e)之后，所述功能层5具有经粗糙化(aufgeraut)或经活化的表面5′。
步骤f)包括在适宜将所述装饰涂层6涂覆至所述功能层5上的设备18中将所述功能层5加载所述装饰涂层6。装饰涂层6的涂覆优选通过辊涂或者在喷墨法中无接触地进行。在实施步骤f)之后的所述经装饰涂覆的塑料型材1的状态直观地示于图9的剖面VIIII-VIIII中。
本发明的塑料型材1优选用作用于装饰家具件的角型材或边饰条或者类似的用途。

Claims (23)

1.可装饰的塑料型材(1)，其包含：异形基材(2)作为塑料型材(1)的基础型体，其特征在于至少部分区段地覆盖所述基材(2)的功能层(5)，其中所述功能层(5)可后续加载有装饰涂层(6)。
2.根据权利要求1的塑料型材(1)，其中所述装饰涂层(6)可粘附于所述功能层(5)上和/或可吸收在所述功能层(5)中。
3.根据前述权利要求中任一项的塑料型材(1)，其中作为装饰涂层(6)提供着色印刷物和/或着色漆层。
4.根据前述权利要求中任一项的塑料型材(1)，其中所述功能层(5)包含：
-约10-30重量百分比的粘结剂，优选PVC-共聚物；
-约10-40重量百分比的着色剂，优选颜料或其它染料；和
-约40-80重量百分比的溶剂，优选有机溶剂，更优选基于酯或酮的那些。
5.根据权利要求4的塑料型材(1)，其中所述功能层(5)还包含：
-约1-15重量百分比的粘合树脂，优选基于聚酯的那些；和/或
-约0.5-2重量百分比的蜡，优选微粉化PE-蜡；和/或
-约0.5-3重量百分比的二氧化硅，优选经后处理的热解法二氧化硅；和/或
-约0.1-1重量百分比的消泡剂。
6.根据权利要求4的塑料型材(1)，其中所述粘结剂选自聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚乙烯醇缩丁醛、聚氨酯、聚酯、聚乙酸乙烯酯以及所述粘结剂类别的混合物或共聚物。
7.根据前述权利要求中任一项的塑料型材(1)，其中通过所述功能层(5)中所含填料和/或添加剂的比例来调节所述功能层(5)的色料吸收能力和/或色料可粘附性。
8.根据前述权利要求中任一项的塑料型材(1)，其中所述塑料型材(1)在所述基材(2)与所述功能层(5)之间具有底漆层(4)。
9.根据权利要求8的塑料型材(1)，其中所述底漆层是水基或辐射固化性底漆层。
10.根据权利要求8的塑料型材(1)，其中所述底漆层包含：
-约25-28重量百分比的粘结剂，优选粘合树脂，更优选基于聚酯多元醇的那些；
-约1.5-2.5重量百分比的填料，优选无机填料，更优选热解法二氧化硅；和
-约60-70重量百分比的溶剂，优选有机溶剂，更优选基于酯或酮的那些。
11.根据权利要求10的塑料型材(1)，其中所述底漆层还包含：
-3-5重量百分比的多异氰酸酯。
12.根据前述权利要求中任一项的塑料型材(1)，其中所述基材(2)经物理处理。
13.根据前述权利要求中任一项的塑料型材(1)，其中所述功能层(5)经物理处理。
14.根据前述权利要求中任一项的塑料型材(1)，其中所述功能层具有40-55mN/m，优选47-52mN/m的表面能。
15.根据前述权利要求中任一项的塑料型材(1)，其中所述塑料型材(1)形成为边饰条或角型材形式。
16.制备可装饰的塑料型材(1)的方法，其包括下述步骤：
a)提供异形基材(2)作为所述塑料型材(1)的基础型体，其特征在于
b)物理处理所述基材(1)以提高所述基材(1)的表面能；
c)将所述基材(1)加载底漆层(4)；和
d)在加载有所述底漆层(4)的基材(1)上施加功能层(5)，其中所述功能层(5)后续可加载有装饰涂层(6)。
17.根据权利要求16的方法，其中步骤a)包括：挤出异形基材(2)作为所述塑料型材(1)的基础型体。
18.根据权利要求16的方法，其中步骤b)包括：所述基材(1)的电晕处理，优选用低频-/高频电晕，火焰处理，等离子体处理，氟化，硅化，优选硅烷的火焰热解，或者它们的组合。
19.根据权利要求16-18中任一项的方法，其中步骤c)包括：通过喷涂、辊涂、浇铸、流涂等来涂覆所述底漆层，优选采用1-50g/m2的湿膜厚度。
20.根据权利要求16-19中任一项的方法，其中步骤d)包括：通过喷涂、辊涂、浇铸或流涂来涂覆所述功能层，优选采用1-100g/m2的湿膜厚度，优选以多次涂覆形式。
21.根据权利要求16-20中任一项的方法，其中所述方法还包括：
e)物理处理所述功能层(5)以将所述功能层(5)的表面能提高到优选47-52mN/m。
22.根据权利要求21的方法，其中步骤e)包括：电晕处理，优选用低频-/高频电晕，火焰处理，等离子体处理，氟化，硅化，优选硅烷的火焰热解，或者它们的组合。
23.经装饰的边饰条(1)，其包含：
-异形基材(2)作为所述边饰条(1)的基础型体，
-至少部分区段地覆盖所述基材(2)的功能层(5)，其中所述功能层(5)后续加载有装饰涂层(6)。
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