CN102020881B - 紫外线硬化涂料的组成物及其涂装方法 - Google Patents

Abstract

一种紫外线硬化涂料的组成物及其涂装方法，包含有55至75重量百分比的紫外线硬化树脂、2至10重量百分比的二丙烯酸三丙二醇脂、2至10重量百分比的三羟甲基丙烷三丙烯酸、2至20重量百分比的甲苯、2至15重量百分比的醋酸丁酯以及2至25重量百分比的甲基异丁酮。此紫外线硬化涂料组成物可借由压印的方式，直接于一工件的表面上形成立体纹路或图样，可简化工件表面的图纹加工程序。

Description

紫外线硬化涂料的组成物及其涂装方法

技术领域

本发明涉及一种紫外线硬化涂料，特别涉及一种紫外线硬化涂料的组成物及其涂装方法。

背景技术

随着科技的发展与经济水平的大幅提升，现今消费大众在进行电子产品的选购上除了对产品的实用性与功能性加以考虑外，同时也会对电子产品的外观质感与美观设计一并地纳入产品选购时的考虑范围中。

市面上的电子产品，例如移动电话(mobile phone)、笔记型计算机(notebook)、个人数字助理(personal digital assistant，PDA)或游戏机等电子产品的外壳大致由塑料、铝镁合金、碳纤维或钛合金等材质所制成，并在外壳上制作有相当精美的图样或刻纹，借以增加产品的美观、质感以及产品的辨识度。

举例来说，以金属类的铝、铝镁合金或镁合金所加工成形的外壳，若要在金属外壳表面制作图样，通常会以蚀刻、激光雕刻或阳极处理方式，在金属外壳上形成各种高低起伏的图样纹路变化，例如在金属外壳上形成金属发丝纹路、金属抛光雾感或金属咬花等纹理，使得金属外壳除了冷冽触感外，还增添图样装饰效果。然而，在上述制造金属外壳的图样处理程序中，分别应用了物理结构破坏或是电化学表面处理方式，使得金属外壳具备各种图样纹路。相对的，也提高金属外壳的制作加工成本，且电化学表面处理需使用极大量的溶剂，因此容易产生具高度污染性的废弃物。

若以塑化类的PC塑料(Polycarbonate)或ABS塑料(Acrylonitrile-butadiencestyrene plastics)等材质进行热压或射出成型的外壳，其塑料壳体的表面通常是借由喷涂油墨的方式，在塑料外壳表面形成各种二维(two dimensional，2D)的图样纹路，而此种塑料外壳通常仅具有颜色的变化，并无法在塑料壳体的表面形成有各种高低起伏的纹路变化，对消费者而言，塑料外壳无法呈现出金属纹路的触摸手感。

再者，塑料外壳通常是以喷涂(spray coating)方式，在塑料外壳表面喷涂有油墨以形成各种图样纹路，惟，由于喷涂油墨与塑料外壳表面之间具有密着性与耐磨性不佳等问题，使得喷涂油墨极容易在塑料外壳的使用过程中受到磨损，而导致油墨从塑料外壳表面上剥落，进而影响塑料外壳的美观与降低消费者的购买意愿。

所以，便有一种金属不导电真空镀膜的技术(Non-Conductive VacuumMetallization，NCVM)，在塑料外壳表面镀上一层不导电的金属薄膜，并搭配印刷或漆染色方式，可在塑料外壳的表面呈现各种丰富色彩，进而使得塑料外壳具有金属质感，以提高产品的科技感增加产品的附加价值。然而，此种金属不导电真空镀膜仍具有制作费用昂贵等问题，无形之中，会提高塑料外壳的整体制作成本。

综上所述，不论是金属外壳以蚀刻、激光雕刻或阳极处理等技术，或是塑料外壳以金属不导电真空镀膜等技术，在表面形成有各种立体图样纹路，其加工流程均相当的繁杂、耗时，使得整体的加工成本相对的提高不少，并且上述的加工工艺对于刻纹深度的拿捏不易掌控，更有可能使外壳的结构强度受到损害。所以要如何提供一种可以适用于各种板材(如金属、塑料等板材)的涂料，并且通过涂料的特性在板材上形成各种图样纹路，如各种金属刻纹、皮革触感或是金属彩纹等，即为从事此行业者所亟欲研究改善的方向所在。

发明内容

鉴于以上的问题，本发明提供一种紫外线硬化涂料的组成物(UV lacquer)及其涂装方法，借以改进现有加工工件表面上所形成的图样或花纹，因所使用的涂料与工件(加工工件)表面之间的密着性和耐磨性不足，而容易于工件表面发生磨损与剥离的问题，以及所形成的图样或花纹无法提供足够的防滑性，使工件在使用上容易因滑脱而损坏的问题。同时，改进现有于工件表面在形成三维立体图样时，所使用的加工方法过于繁杂、耗时，且容易造成工件毁坏而使生产制造成本增加的问题。

根据本发明揭露一种紫外线硬化涂料的组成物，其包含有一55至75重量百分比(wt.％)的紫外线硬化树脂、一2至10重量百分比的二丙烯酸三丙二醇脂(tripropylene glycol diacrylate，TPGDA)、一2至10重量百分比的三羟甲基丙烷三丙烯酸(trimethylolpropane triacrylate，TMPTA)、一2至20重量百分比的甲苯(toluene)、一2至15重量百分比的醋酸丁酯(butyl acetate)以及一2至25重量百分比的甲基异丁酮(methyl isobutyl ketone)。

根据本发明揭露一种涂装紫外线硬化涂料的涂装方法，其包括：提供一工件；涂布一架桥剂(crosslinker)附着在工件表面；涂布一紫外线硬化涂料附着在架桥剂表面；提供至少一图样转印至紫外线硬化涂料上，令紫外线硬化涂料的表面形成有至少一图样纹路；提供一紫外线，紫外线于图样转印时照射紫外线硬化涂料，以固化图样纹路。

本发明所揭露的紫外线硬化涂料的组成物及其涂装方法，是应用于工件表面的加工处理上，并于工件表面上形成一紫外线硬化涂料组成物涂层。并可直接以压印的方式，使紫外线硬化涂料组成物涂层在工件表面上形成立体图样与纹路，借以简化工件表面形成立体图样与纹路的加工工艺，以及节省制造成本的目的。同时此紫外线硬化涂料组成物在工件表面所形成的涂层具有良好的耐磨和抗刮特性以及足够的硬度，因此在工件的使用过程中，此紫外线硬化涂料组成物涂层不会因为受到磨损而从工件表面上脱离，并借由立体图样与纹路的设置使工件表面的防滑性增加，且提升工件外观的美感与质感。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1为本发明实施例的紫外线硬化涂料组成物应用于工件表面的加工处理流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述：

本发明实施例所揭露的紫外线硬化涂料的组成物及其涂装方法，是应用于一工件表面的加工程序上，此紫外线硬化涂料组成物可借由压印的方式在工件表面形成立体的图样或纹路，借以使工件的外观美化并增加工件的质感。在此所称的工件可为塑料、金属、皮革或纸类等材质所组成的板材或片状物，然并非以此为限。

本发明实施例所揭露的紫外线硬化涂料的组成物，在制备上是提供一紫外线硬化树脂，然后添加二丙烯酸三丙二醇脂(TPGDA)、三羟甲基丙烷三丙烯酸(TMPTA)、甲苯、醋酸丁酯及甲基异丁酮等物质与紫外线硬化树脂搅拌混合，而形成紫外线硬化涂料组成物。

并且，所获得的紫外线硬化涂料组成物中含有55至75重量百分比(wt.％)的紫外线硬化树脂、2至10重量百分比的二丙烯酸三丙二醇脂(TPGDA)、2至10重量百分比的三羟甲基丙烷三丙烯酸(TMPTA)、2至20重量百分比的甲苯、2至15重量百分比的醋酸丁酯以及2至25重量百分比的甲基异丁酮。其中，紫外线硬化树脂、二丙烯酸三丙二醇脂(TPGDA)、三羟甲基丙烷三丙烯酸(TMPTA)、甲苯、醋酸丁酯及甲基异丁酮在紫外线硬化涂料组成物中的含量，是可视紫外线硬化涂料组成物所欲形成图样或纹路的工件的材质而进行调整。例如，紫外线硬化涂料组成物中含有55重量百分比的紫外线硬化树脂、5重量百分比的二丙烯酸三丙二醇脂(TPGDA)、5重量百分比的三羟甲基丙烷三丙烯酸(TMPTA)、10重量百分比的甲苯、8重量百分比的醋酸丁酯，以及17重量百分比的甲基异丁酮。

当本发明所揭露的紫外线硬化涂料的涂装方法应用于工件表面的加工处理时。请参阅图1所示，首先提供一工件(S101)，此工件可为金属、塑料或纸类等材质所组成的板材或片状物，在本实施例中以工件为一铝合金板材作为举例说明，但并不以此为限。此铝合金板材事先经过清洗及干燥等前处理，以去除原先附着于铝合金板材表面的杂质，如棉絮及其它离子等。然后，涂布一架桥剂(crosslinker)附着在工件表面(S102)，此一步骤在印刷紫外线硬化涂料组成物之前，可选择性地以网板印刷方式(如网板机)在铝合金板材的表面上涂布一架桥剂(crosslinker)，并以紫外线(UV light)照射或热风烘烤方式，使架桥剂干燥固着于工件(如铝合金板材)的表面。网板印刷方式为一较佳实施例的说明，但并不以此为限，其亦可使用一刮刀涂布方式或一滚轮涂布方式将架桥剂涂布在工件的表面。

然后，涂布一紫外线硬化涂料附着在架桥剂表面(S103)，可选择性地以网板印刷方式(如网板机)在架桥剂的表面上涂布一紫外线硬化涂料，借由架桥剂提升铝合金板材与紫外线硬化涂料之间的结合能力。另外，紫外线硬化涂料及架桥剂涂布在铝合金板材的表面上的厚度，主要是依照网板机的不同网目数而定。当网目数越低时，厚度会越高，而紫外线的照射的功率及时间即依照此所涂布的厚度进行微调。

提供至少一图样转印至紫外线硬化涂料上，令紫外线硬化涂料的表面形成有至少一图样纹路(S104)，例如一光学压延机，此紫外线压印设备具有一母版，母版提供至少一图样，借由将母版设置有图样的一侧压合于紫外线硬化涂料上，使母版上的图样移转到紫外线硬化涂料组成物上，使得紫外线硬化涂料的表面形成有至少一图样纹路。

最后，提供一紫外线，紫外线于图样转印时照射紫外线硬化涂料，以固化图样纹路(S105)，使具有图样纹路的紫外线硬化涂料硬化并紧密地固着于工件(如铝合金板材)的表面，而完成在工件(如铝合金板材)表面设置立体图样的加工处理程序。

此外，为了使紫外线硬化涂料组成物于铝合金板的表面形成不同的色彩搭配，可选择性的在紫外线硬化涂料组成物或架桥剂中添加色料(或调色剂)，并且，当所形成的颜色愈深时(如黑色、暗红色、暗紫色等)，后续的紫外线照射、固化步骤中，所使用的紫外线照射功率及时间则需拉高及拉长，反之，当所形成的颜色愈浅时(如白色，淡红色、浅绿色等)，则所使用的紫外线照射功率及时间则需降低及缩短。

在此加工处理程序完成之后，进一步的检视紫外线硬化涂料组成物在铝合金板材表面上的固着情形，以及立体图样的转移完整性。并且以美国材料试验协会(ASTM)D3363所规范的方法，对此表面具有立体图样的铝合金板材进行硬度试验(hardness test)。其是先将一铅笔芯(MITSUBISHI UNI，三菱公司制造)露出约0.5至0.6公分。使铅笔芯与400号砂纸呈90度角，借由400号砂纸将铅笔的笔芯头磨耗至平整且边缘无缺口的状态。然后将铅笔装置于45°角的硬度试验仪器中，在试验荷重500克的条件下以铅笔头于工件表面的紫外线硬化涂料组成物涂层上刮行。在此硬度试验中，笔芯硬度规格为H及2H的铅笔无法划破形成于工件表面上的紫外线硬化涂料组成物涂层。因此，本发明所揭露的紫外线硬化涂料组成物于工件表面上所形成的紫外线硬化涂料组成物涂层的硬度至少可达到硬度H至2H的标准。

本发明所揭露的紫外线硬化涂料的组成物包含有55至75重量百分比的紫外线硬化树脂、2至10重量百分比的二丙烯酸三丙二醇脂(TPGDA)、2至10重量百分比的三羟甲基丙烷三丙烯酸(TMPTA)、2至20重量百分比的甲苯、2至15重量百分比的醋酸丁酯以及2至25重量百分比的甲基异丁酮。当本发明所揭露的紫外线硬化涂料组成物应用于工件表面的涂装作业时，可借由压印的方式于工件表面上形成具有立体图样或纹路的立体涂层，并使形成于工件表面上的图样或纹路具有立体感与真实的触摸质感，且可依据不同的需求改变工件表面上的图样或纹路，以达到客制化的需求。同时，本发明所揭露的紫外线硬化涂料组成物于工件表面上所形成的立体涂层具有良好的密着性，而不易于工件表面上剥离，并增加工件表面的防滑性，且由于紫外线硬化涂料组成物具有环保性、固化快、耐磨擦性、耐化学性与硬度高等优点，因此使本发明所揭露的紫外线硬化涂料组成物在工件表面处理的应用上具有相当高的实用价值。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (7)

1.一种涂装紫外线硬化涂料的涂装方法，其特征在于，包括步骤：

提供一工件；

涂布一架桥剂附着在该工件表面；

涂布一紫外线硬化涂料附着在该架桥剂表面；

提供至少一图样转印至该紫外线硬化涂料上，令该紫外线硬化涂料的表面形成有至少一图样纹路；以及

提供一紫外线，该紫外线于该图样转印时照射该紫外线硬化涂料，以固化该图样纹路；

其中，该紫外线硬化涂料含有如下成份的紫外线硬化涂料组成物，

55至75重量百分比的紫外线硬化树脂；

2至10重量百分比的二丙烯酸三丙二醇脂；

2至10重量百分比的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯；

2至20重量百分比的甲苯；

2至15重量百分比的醋酸丁酯；以及

2至25重量百分比的甲基异丁酮。

2.根据权利要求1所述的涂装紫外线硬化涂料的涂装方法，其特征在于，涂布该架桥剂附着在该工件表面的步骤还包括：以一网板印刷方式、一刮刀涂布方式及一滚轮涂布方式其中之一的施工方式予以涂装。

3.根据权利要求1所述的涂装紫外线硬化涂料的涂装方法，其特征在于，涂布该架桥剂附着在该工件表面的步骤后，还包括烘干该架桥剂。

4.根据权利要求3所述的涂装紫外线硬化涂料的涂装方法，其特征在于，烘干该架桥剂的方式是为紫外线照射或热风烘烤。

5.根据权利要求1所述的涂装紫外线硬化涂料的涂装方法，其特征在于，涂布该紫外线硬化涂料附着在该架桥剂表面的步骤还包括：以一网板印刷方式、一刮刀涂布方式及一滚轮涂布方式其中之一的施工方式予以涂装。

6.根据权利要求1所述的涂装紫外线硬化涂料的涂装方法，其特征在于，该紫外线硬化涂料还包括有一色料。

7.根据权利要求1所述的涂装紫外线硬化涂料的涂装方法，其特征在于，该工件为一金属基板。

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