CN108944231A - 油墨组合物和3d玻璃的装饰方法以及3d装饰玻璃 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及3D玻璃表面装饰领域,公开了一种油墨组合物和3D玻璃的装饰方法以及3D装饰玻璃。该油墨组合物中包括炭黑和沉淀二氧化硅、且以所述油墨组合物的总重量为基准,炭黑的含量为3‑6重量%,沉淀二氧化硅的含量为6‑12重量%;其中所述炭黑的黑度值My大于250。本发明通过提供了一种新型的油墨组合物,利用这种油墨组合物所形成的油墨层吸光效果好、易于被镭雕处理的特点,采用激光由3D玻璃基板的一侧刻蚀位于3D玻璃基板另一侧的吸光油墨层以形成局部镂空的装饰油墨层,该方案通过采用激光刻蚀吸光油墨层以形成局部镂空的装饰油墨层,能够优化由这种装饰油墨层所形成的图案的精度,进而优化3D玻璃的装饰效果。
Description
技术领域
本发明涉及3D玻璃表面装饰领域,具体涉及一种用于3D玻璃表面装饰的油墨组合物,还涉及一种3D玻璃的表面装饰方法以及由该方法所形成的3D装饰玻璃。
背景技术
随着生活水平的提高,消费者对电子产品的外观要求越来越高;而能够改善电子产品的视窗效果,使其晶莹剔透,透视感较强的3D玻璃得到了越来越广泛的应用。
目前,3D玻璃的表面装饰方法主要包括丝网印刷法和薄膜热转印法,前者是通过采用300目左右的网板镂空出图案效果将油墨印刷上去;后者将图案提前印刷在PET或PMMA薄膜上,使用时将薄膜片材放入磨具,加热后将图案转印在玻璃上。然而,对于丝网印刷法而言,由于受制于3D玻璃的结构,当使用双曲面玻璃时印刷曲面部分的膜厚和效果均难以控制均匀,影响图案精度;对于薄膜热转印法而言,由于片材薄膜受到拉伸变形再仿形转印到曲面玻璃上,图案有拉伸,装饰效果变差;而且该方法对模具要求很高,需要片材加热软化后完全贴合在玻璃上。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的问题之一,提供了一种油墨组合物和3D玻璃的装饰方法以及3D装饰玻璃,以简化3D玻璃的装饰方法,优化3D玻璃的装饰效果。
为了实现上述目的,根据本发明一方面,提供了一种油墨组合物,该油墨组合物中包括炭黑和沉淀二氧化硅、且以所述油墨组合物的总重量为基准,炭黑的含量为3-6重量%,沉淀二氧化硅的含量为6-12重量%;其中所述炭黑的黑度值My大于250。
根据本发明第二方面,提供了一种3D玻璃的装饰方法,该方法包括以下步骤:S1、将根据本发明所述的油墨组合物配制为吸光油墨,并喷涂在3D玻璃基板的一侧表面上,干燥固化形成吸光油墨层;S2、从3D玻璃基板的另一侧射入激光,刻蚀所述吸光油墨层形成局部镂空的装饰油墨层;S3、在3D玻璃基板的所述一侧表面上,填充所述装饰油墨层的镂空区域形成金属镜面填充层。
根据本发明第三方面,提供了一种由根据本发明所述的装饰方法所形成的3D装饰玻璃。
应用本发明油墨组合物和3D玻璃的装饰方法以及3D装饰玻璃,通过提供了一种新型的油墨组合物,利用这种油墨组合物所形成的油墨层吸光效果好、易于被镭雕处理的特点,采用激光由3D玻璃基板的一侧(正面)刻蚀位于3D玻璃基板另一侧(背面)的吸光油墨层以形成局部镂空(具有特定图案)的装饰油墨层,进而实现对3D玻璃的表面装饰。这种装饰方法具有如下有益效果:
(1)通过喷涂工艺结合激光刻蚀工艺和可选的镀膜工艺即可实现对3D玻璃的表面装饰,能够避免各种印刷及镀膜需要的高精度模具开发,有利于节省设备成本;而且因为无需开发印刷机转印所需的模具,大大降低了新产品,新图案开发周期,提高了生产效率;
(2)相对于激光直接刻蚀吸光油墨层的方式而言,采用本发明这种方法所形成的装饰油墨层中的毛刺形成在装饰油墨层远离3D玻璃基板的一侧,透过3D玻璃基板看向所形成的装饰油墨层时,几乎看不到刻蚀后的毛刺,而且通过后续形成一层或多层背景油墨能够对装饰油墨层远离3D玻璃基板的一侧(表面毛刺)进行遮掩,使得装饰油墨层的边缘在100倍和200倍电子放大镜下依然平整圆滑,无尖状的凸起;
(3)与丝网印刷法和薄膜热转印法相比,该方案通过采用激光刻蚀吸光油墨层以形成局部镂空(具有特定图案)的装饰油墨层,图案转换方便,设计效果立即可见,所形成的图案精度更高,使得3D玻璃的装饰效果更好。
附图说明
图1为根据本发明实施例部分所应用的3D玻璃基板的三视图;
图2为根据本发明实施例1步骤S2所得到的形成局部镂空的装饰油墨层的3D玻璃在放大100倍时的扫描电镜图;
图3为根据本发明实施例1步骤S2所得到的形成局部镂空的装饰油墨层的3D玻璃在放大200倍时的扫描电镜图;
图4为根据本发明实施例1所制备的3D装饰玻璃的产品影像示意图;
图5为根据对比例1所制备的3D装饰玻璃的产品影像示意图;
图6为根据对比例3步骤S2所得到的形成局部镂空的装饰油墨层的3D玻璃在放大100倍时的扫描电镜图;
图7为根据对比例3步骤S2所得到的形成局部镂空的装饰油墨层的3D玻璃在放大200倍时的扫描电镜图。
附图标记说明
11为平板区域、12为弯曲区域
21为装饰油墨层、22为金属镜面填充层。
具体实施方式
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值,这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说,各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间,以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围,这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
在本发明中术语“黑度值My”是指炭黑的黑色程度,可以根据DIN 55979-1989颜料的试验.碳黑颜料的黑色值的测定方法进行测定;术语“吸油量”是指每100g沉淀二氧化硅消耗的DOP(邻苯二甲酸二正辛酯)的体积(即沉淀二氧化硅绝对表面被油完全浸润时所需DOP的体积),其可以通过DOP滴定法来测试获得。
正如本发明背景技术部分所记载的,现有的3D装饰方法因其自身具有局限性,往往都具有装饰图案精度不足的问题。针对于这一技术问题,在本发明中提供了一种油墨组合物,该油墨组合物中包括炭黑和沉淀二氧化硅、且以所述油墨组合物的总重量为基准,炭黑的含量为3-6重量%,沉淀二氧化硅的含量为6-12重量%;其中所述炭黑的黑度值My大于250。
本发明所提供的这种油墨组合物通过选择特定黑度值和特定含量的炭黑,能够提高由其所形成的油墨层的吸光程度;通过选择特定含量的沉淀二氧化硅,能够增加由其所形成的油墨层中的漫反射现象;通过将油墨层的吸光程度和漫反射现象合理的结合在一起,使得这种油墨层具有吸光效果好、易激光镭雕的优势,使其即使隔着玻璃依然能够通过激光镭雕(刻蚀)形成具有特定结构的装饰油墨层。
根据本发明的油墨组合物,为了进一步优化所形成的油墨层的吸光程度,优化该油墨层的镭雕(激光刻蚀)效果,优选情况下,所述炭黑的黑度值My为250-350,可选的炭黑产品包括但不限于商购自赢创公司的FW200、FW285;或者商购自卡博特公司的MONARCH1400。
根据本发明的油墨组合物,为了进一步优化所形成的油墨层的漫反射效果,减少该油墨层的镜面反射,进而优化该油墨层的镭雕(激光刻蚀)效果,优选情况下,所述沉淀二氧化硅的吸油量低于250g/100g,优选为(100-240)g/100g。可选的沉淀二氧化硅产品包括但不限于商购自德固萨公司的OK607、OK520、或OK412;或者商购自东草公司的E-1011、E200A或E1009。
根据本发明的油墨组合物,为了避免所形成的油墨层出现返粗现象,以优化经激光镭雕所形成的装饰油墨层边缘清晰度,优选情况下,所述炭黑的粒径小于20nm,优选粒径分布在4-16nm范围内,该粒径分布可以通过激光衍射粒度分析仪测试获得;优选情况下,所述沉淀二氧化硅的粒径D90大于5μm,优选为5-10μm,其中粒径D90为体积平均径,其是粒度分布曲线中累积分布为90vol%时的最大颗粒的等效直径。
根据本发明的油墨组合物,综合考虑所形成的油墨层的附着力和吸光效果,优选情况下,所述油墨组合物以其总重量为基准包括:45-72重量%的饱和聚酯树脂、15-30重量%的氨基树脂、3-6重量%的炭黑、6-12重量%的沉淀二氧化硅、0.1-2重量%的硅烷偶联剂、0.1-10重量%的功能助剂。更优选所述油墨组合物以其总重量为基准包括:50-65重量%的饱和聚酯树脂、18-26重量%的氨基树脂、3-6重量%的炭黑、8-12重量%的沉淀二氧化硅、0.5-1重量%的硅烷偶联剂、0.1-10重量%的功能助剂。
根据本发明的油墨组合物,为了优化所形成的油墨层的附着力,优选情况下,所述饱和聚酯树脂为玻璃化转变温度Tg为20-70℃的饱和聚酯树脂。在本发明中可以使用的饱和聚酯树脂例如商购自西浦化工有限公司的SIPKYD 8204树脂(Tg为47℃)或SIPKYD 8208树脂(Tg为67℃);再例如商购自立骅鑫公司的BECKOLITE K-5329树脂(Tg为60℃)或BECKerOLITE BLF-5017HV树脂(Tg为40℃)。
根据本发明的油墨组合物,为了优化所形成的油墨层的高温(100℃)耐水性能,优选情况下,所述氨基树脂为甲醚化的三聚氰胺甲醛树脂(例如市售的纽佩斯-138,或者立骅鑫MR-625)或者丁醚化的三聚氰胺甲醛树脂(例如市售的美国英力士Resimene BM-5901)。
根据本发明的油墨组合物,优选情况下,所使用硅烷偶联剂为氨基或环氧基硅烷偶联剂,可以使用的商品例如商购自道康宁公司的Z-6040、KH-550、KH-560。
根据本发明的油墨组合物,其中所述功能性助剂可以根据使用要求或生产要求进行合理添加,例如所述功能助剂为选自有机分散剂、流平剂、消泡剂和触变剂中的一种或多种。优选情况下,以所述油墨组合物的总重量为基准,所述功能助剂包括:3-6重量%的有机分散剂、0.5-1重量%的流平剂、0.5-1重量%的消泡剂、以及0-1重量%的触变剂。其中可选的有机分散剂例如商购自德国毕克公司的BYK-2000、BYK-2051或BYK-163,又例如商购自埃夫科纳公司的Afcona-4000。可选的流平剂例如商购自德国迪高公司的迪高600、商购自科宁化学品公司的F-41或商购自德高毕克公司的BYK-358N;其中可选的消泡剂可以为商购自德国迪高公司的迪高900或商购自德国毕克公司的BYK-054;其中可选的触变剂可以为商购自德国毕克公司的BYK410或BYK430。
同时,在本发明中还提供了一种3D玻璃的装饰方法,该方法包括以下步骤:S1、将根据本发明所述的油墨组合物配制为吸光油墨,并喷涂在3D玻璃基板的一侧表面上,干燥固化形成吸光油墨层;S2、从3D玻璃基板的另一侧射入激光,刻蚀所述吸光油墨层形成局部镂空的装饰油墨层;S3、在3D玻璃基板的所述一侧表面上,填充所述装饰油墨层的镂空区域形成金属镜面填充层。
本发明所提供的上述方法步骤简单、容易再现,而且利用激光以透过玻璃的方式刻蚀附着在3D玻璃基板另一侧上的吸光油墨层,有利于使得所形成的装饰油墨层中的边缘毛刺朝向远离3D玻璃基板的一面延伸,透过3D玻璃基板看向所形成的装饰油墨层时,装饰油墨层中边缘均匀圆滑,几乎看不到刻蚀后的毛刺,而且通过后续形成一层或多层背景油墨能够对装饰油墨层远离3D玻璃基板的一侧(表面毛刺)进行遮掩,使得装饰油墨层的边缘在100倍和200倍电子放大镜下依然平整圆滑,无尖状的凸起。与丝网印刷法和薄膜热转印法相比,该方案通过采用激光刻蚀吸光油墨层以形成局部镂空(具有特定图案)的装饰油墨层,所形成的图案精度更高,使得3D玻璃基板的装饰效果更好。
在本发明中“局部镂空的装饰油墨层”是指使通过激光刻蚀的方式,去除吸光油墨层中一部分使得3D玻璃表面裸露在外所形成的结构;在该装饰油墨层中镂空的部分中3D玻璃裸露在外,能够直接与金属镜面填充层相接触。
根据本发明的方法,为了优化吸光油墨层的刻蚀效果,使得所形成的装饰油墨层的边缘更为清晰,优选情况下,所述3D玻璃基板的透光率大于90%,更优选大于95%,特别优选大于98%。
根据本发明的方法,所述3D玻璃基板包括平板区域(沿同一平面延伸的区域)和弯曲区域(偏离平板区域的部分),在应用现有的丝网印刷法和薄膜热转印法进行3D玻璃进行表面装饰的步骤中,要求3D玻璃基板中弯曲区域相对于平板区域所在平面的最大弯曲度不能大于60°。与这一技术现状相比,本发明所提供的方法已经克服了现有技术对于3D玻璃基板中对于最大弯曲度的限定,能够实现对最大弯曲度大于60°的3D玻璃基板进行表面装饰;然而为了更好的适用于激光刻蚀要求,优选情况下,所述3D玻璃基板中弯曲区域相对于平板区域所在平面的最大弯曲度不大于90°。其中所述弯曲度是指3D玻璃基板中弯曲区域的切线与所述平板区域所在平面的之间的夹角,其中当弯曲区域为呈现弧形弯曲结构时,切线为该弧形弯曲结构相应位置的外切线,当弯曲区域为呈现弯折弯曲时,该切线为平行于该弯折平面的直线。
根据本发明的方法,优选情况下,所述S1中包括:S11、配制所述吸光油墨,并将吸光油墨在岩田2#杯,25℃的条件下调整粘度至12-14s;S12、将S11中调整粘度后的吸光油墨喷涂在3D玻璃基板的一侧表面上,在140-150℃下烘干20-40min得到吸光油墨层;优选配制所述吸光油墨过程中所添加的溶剂为环保型二元酸酯,优选为选自丙二醇醚醋酸酯、碳酸二丁酯、碳酸二甲酯、戊二酸二甲酯和己二酸二甲酯中的一种或几种。
根据本发明的方法,为了更好的体现出3D装饰玻璃上的立体图案,优选情况下,所述吸光油墨层的厚度为5-7μm。
根据本发明的方法,为了优化吸光油墨层的刻蚀效果,使得所形成的装饰油墨层的边缘更为清晰,优选情况下,所述S2中激光的照射强度为0.01-200W,优选为10-200W,所述激光在吸光油墨层上形成的光斑直径小于0.05mm,优选为0.03-0.05mm。其中通过控制激光在吸光油墨层上形成的光斑直径,有利于更好的提高刻蚀精度,使得所形成的装饰油墨层的边缘更为清晰。
根据本发明的方法,在S3中形成金属镜面填充层的目的是与所形成的装饰油墨层之间形成视觉差,以形成立体图案。在本发明中对于形成金属镜面填充层的方法可以没有特殊要求,可以参照本领域的常规方法。在一种实施方式中,所述S3中形成金属镜面填充层的步骤包括:在3D玻璃基板的所述一侧表面上,所述装饰油墨层的镂空区域中喷涂镜面银油墨,并干燥固化(根据底漆性质加热或紫外线固化)形成所述金属镜面填充层;其中可以使用的镜面银油墨可以是任意市售产品,只要附着力和颜色使用即可。例如商购自深圳市固兴达油墨的GM-911镜面银、商购自深圳市向日葵电子材料公司的JMY-9200镜面银油墨、或者商购自精工油墨的SP-8580镜面银油墨。
根据本发明的方法,为了形成更立体的图案,优选情况下,所述金属镜面填充层的厚度小于所述吸光油墨层的厚度,例如比所述吸光油墨层的厚度小1-3μm,优选所述金属镜面填充层的厚度为2.5-6μm,更优选为4-6μm。而为了将所述金属镜面的膜厚控制在4-6μm范围内,优选情况下,在所述S3形成金属镜面填充层的步骤中,将所述镜面银油墨在岩田2#杯,25℃的条件下调整粘度至10-12s后喷涂在所述装饰油墨层的镂空区域中。
根据本发明的方法,在另一种实施方式中,所述金属镜面填充层包括形成在3D玻璃表面上的透明油墨填充层以及形成在所述透明油墨填充层上的铟或锡镀层,此时所述S3中形成金属镜面填充层的步骤包括:S31、在3D玻璃基板的所述一侧表面上,所述装饰油墨层的镂空区域中喷涂透明真空镀膜底漆,并干燥固化(根据底漆性质加热或紫外线固化)形成透明油墨填充层;S32、在所述透明油墨填充层的裸露表面上镀铟或锡,形成铟或锡镀层。其中所采用的透明真空镀膜底漆只要附着力优良,表面高光,且适用于进行电镀铟或锡即可,例如商购自韩国KCC涂料的CP-9600底漆,或者商购自广东深展实业有限公司SZ-6301底漆。在本发明中,为了优化真空镀膜底漆的流平效果,优选情况下,在所述S31中将透明真空镀膜底漆在岩田2#杯,25℃的条件下调整粘度至8-10s后喷涂在所述装饰油墨层的镂空区域中,优选所述透明油墨填充层的厚度为2-4μm。其中电镀铟或锡可以采用真空蒸发镀或离子溅射镀的工艺,电镀原料可以选自金属锡、金属铟、TiN或TiO,优选所形成的铟或锡镀层厚度为200nm-600nm之间。
根据本发明的方法,还包括以下步骤:S4、在所述装饰油墨层和所述金属镜面填充层远离3D玻璃基板的一侧表面上形成黑色遮光油墨层;优选地,所述S4中将黑色遮光油墨喷涂在所述镂空油墨装饰层远离3D玻璃基板的一侧表面上形成黑色遮光油墨层,优选所述黑色遮光油墨层的厚度为5-7μm。所述S4中形成黑色遮光油墨层的目的一方面是为了对装饰油墨层和金属镜面填充层进行保护,另一方面是为了实现查缺补漏,以便于更好的体现所形成3D装饰玻璃中的立体图案。为了喷涂控制膜厚,优选情况下,所述S4中将黑色遮光油墨(在岩田2#杯,25℃的条件下调整粘度至12-14s后)喷涂在所述镂空油墨装饰层远离3D玻璃基板的一侧表面上形成黑色遮光油墨层,优选所述黑色遮光油墨层的厚度为5-7μm。
根据本发明的方法,为了增加所制备的3D装饰玻璃的绝缘性,优选情况下,所述黑色遮光油墨层的绝缘电阻大于10GΩ(G欧),优选为10-50GΩ。为了实现上述目的,在本发明中可以使用的黑色遮光油墨例如商购自帝国油墨MRX-912(黑)、EG-911C(浓黑)、精工油墨1000-710(黑)、1000-710C(浓黑)。
此外,在本发明中还提供了一种由根据所述的装饰方法所形成的3D装饰玻璃。该3D装饰玻璃包括:3D玻璃基板、局部镂空的装饰油墨层、金属镜面填充层、以及黑色遮光油墨层,其中所述装饰油墨层附着在所述3D玻璃基板的一侧表面上,所述金属镜面填充层附着在所述3D玻璃基板的所述一侧表面上、并填充在所述装饰油墨层的镂空区域中,所述黑色遮光油墨层覆盖在所述装饰油墨层和金属镜面填充层的裸露面上,所述3D装饰玻璃包括平板区域和弯曲区域,且形成在所述弯曲区域与所述平板区域上的同一图案中相应线间距的比值为1±0.003。
在本发明中,上述“同一图案中相应线距离”是指同一图案中相对应的两个点之间的直线距离。例如同一图案为正方形,可以选取正方形中相对设置的两个对角(点)作为相应的点,计算两者之间的直线距离;当位于弯曲区域上的正方形中相对设置的两个对角(点)之间的距离为A,而位于平板区域上的正方形中相对设置的两个对角(点)之间的距离为B时,形成在所述弯曲区域与所述平板区域上的同一图案中相应线间距的比值为A/B。
本发明所提供的这种3D装饰玻璃,其能够展现出较为美观的立体图案,而且所展现的立体图案的精度较高,装饰油墨层和金属镜面填充层的边界清晰,基本无锯齿;同时这种3D装饰玻璃的表面涂层的附着力较好,满足使用要求。
以下将结合具体实施例和对比例进一步说明本发明油墨组合物和3D玻璃的装饰方法以及3D装饰玻璃的有益效果。
实施例1至4和对比例1
(1)用于形成吸光油墨层的油墨组合物:所使用的原料如下所示,原料配比如表1所示:
饱和聚酯树脂:西浦化工有限公司的SIPKYD 8208树脂(Tg为67℃);
氨基树脂:立骅鑫公司的MR-625,甲醚化的三聚氰胺甲醛树脂;
炭黑:赢创公司的FW-200,黑度值My为296,粒径分布为5-15nm;
沉淀二氧化硅:德固萨公司的OK607(吸油量为220g/100g,粒径D90为6μm);
分散剂:德国毕克公司的BYK-2000;
硅烷偶联剂:道康宁公司的Z-6040,环氧基硅烷偶联剂;
流平剂:德国迪高公司的迪高600;
消泡剂:德国迪高公司的迪高900;
表1.
实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 对照例1 | |
饱和聚酯树脂(wt%) | 55 | 50 | 65 | 70 | 64 |
氨基树脂(wt%) | 24 | 26 | 18 | 15 | 24 |
炭黑(wt%) | 5 | 6 | 3 | 4 | 2 |
沉淀二氧化硅(wt%) | 10 | 12 | 8 | 6 | 4 |
分散剂(wt%) | 4 | 4 | 4 | 3 | 4 |
硅烷偶联剂(wt%) | 0.8 | 0.1 | 0.5 | 0.8 | 0.8 |
流平剂(wt%) | 0.6 | 0.5 | 0.7 | 0.6 | 0.6 |
消泡剂(wt%) | 0.6 | 0.5 | 0.8 | 0.6 | 0.6 |
(2)3D玻璃的装饰方法:
S1、称量并在丙二醇醚醋酸酯(商购自江海天化工公司)中混合前述油墨组合物,并配制成在岩田2#杯,25℃的条件下粘度为12.5s的吸光油墨,并将该吸光油墨喷涂在3D玻璃基板(商购自道康宁公司的大猩猩玻璃,透光率为99%,结构如图1所示,包括平板区域11和弯曲区域12,其中弯曲区域12相对于平板区域11的最大弯曲度为45℃)的一侧表面上,并干燥固化(150℃下烘干30min)形成吸光油墨层(厚度为6μm);
S2、从3D玻璃基板的另一侧射入激光(强度为10W,光斑直径为0.05mm),刻蚀所述吸光油墨层形成局部镂空的装饰油墨层;图2和图3分别为实施例1中步骤S2所得到的形成局部镂空的装饰油墨层的3D玻璃在放大100倍和200倍后的扫描电镜图,由图2和图3可以看出,根据本发明3D玻璃的装饰方法对所述吸光油墨层进行激光刻蚀后所形成的装饰油墨层的边缘在100倍和200倍电子放大镜下依然平整圆滑,无尖状的凸起;
S3、取商购自深圳市向日葵电子材料公司的JMY-9200镜面银作为金属镜面银油墨,并将该油墨在岩田2#杯,25℃的条件下调整粘度至12s;接着在3D玻璃基板的所述一侧表面上,所述装饰油墨层的镂空区域中喷涂前述镜面银油墨,接着干燥固化(150℃下烘干30min)形成填充在所述装饰油墨层的镂空区域中的金属镜面填充层(厚度为4μm);
S4、取商购自帝国油墨MRX-912(黑)作为黑色遮光油墨,并将该油墨在岩田2#杯,25℃的条件下调整粘度至12s后喷涂在所述镂空油墨装饰层远离3D玻璃基板的一侧表面上形成黑色遮光油墨层(厚度为6μm),得到3D装饰玻璃,所得到的3D装饰玻璃分别记为G1-G4和DG1。
图4为前述所制备的3D装饰玻璃G1的影像示意图,其中21为装饰油墨层,22为金属镜面填充层。由图4可以看出,根据本发明3D玻璃的装饰方法所制备的3D装饰玻璃中立体结构非常美观,图形精度较高,无变形、且边界清晰,无锯齿。
图5为前述所制备的3D装饰玻璃DG1的影像示意图。由图5可以看出,在采用对比例1中油墨组合物时,由于该油墨组合物并不在本发明所要求保护的范围内,特别是炭黑和沉淀二氧化硅的用量不符合要求,使的由这种油墨组合物所形成的油墨层的吸光程度和漫反射效果均不足,进而导致所形成的油墨层在进行激光刻蚀的过程中,刻蚀效果不佳,在理应镂空的区域内依然残留有油墨成分,破坏了所制备的3D装饰玻璃图的美观性,难以获得商业应用。
实施例5
(1)用于形成吸光油墨层的油墨组合物:同实施例1;
(2)3D玻璃的装饰方法:参照实施例1,区别在于:
S3、取商购自广东深展实业有限公司SZ-6301底漆作为透明真空镀膜底漆,并将该底漆在岩田2#杯,25℃的条件下调整粘度至8.5s;接着在3D玻璃基板的所述一侧表面上,所述装饰油墨层的镂空区域中喷涂前述镜面银油墨,接着干燥固化(紫外线强度为1200mj/cm2)形成填充在所述装饰油墨层的镂空区域中的透明油墨填充层(厚度为3μm),接着将经过前述处理的3D玻璃置于真空镀膜机中,使得3D玻璃中形成有透明油墨填充层的一侧裸露在外,以金属铟作为电镀原料,在真空度0.98MPa条件下蒸发镀30min时间,形成铟镀层(厚度为200nm)。所得到的3D装饰玻璃分别记为G5。
实施例6
(1)用于形成吸光油墨层的油墨组合物:参照实施例1,区别在于,采用Tg为10℃的饱和聚酯树脂(商购自西浦化工有限公司的SIPKYD 8214树脂)代替实施例1中饱和聚酯树脂。
(2)3D玻璃的装饰方法:参照实施例1,区别在于采用前述(1)中用于形成吸光油墨层的油墨组合物,所得到的3D装饰玻璃记为G6。
实施例7
(1)用于形成吸光油墨层的油墨组合物:参照实施例1,区别在于,采用三聚氰胺甲醛树脂(商购自立骅鑫公司的BR-20SE树脂)代替实施例1中甲醚化的三聚氰胺甲醛树脂。
(2)3D玻璃的装饰方法:参照实施例1,区别在于采用前述(1)中用于形成吸光油墨层的油墨组合物,所得到的3D装饰玻璃记为G7。
对照例2
(1)用于形成吸光油墨层的油墨组合物:参照实施例1,区别在于,分别黑度值My为200的炭黑代替实施例1中炭黑;采用吸油量为280g/100g的沉淀二氧化硅代替实施例1中沉淀二氧化硅。
(2)3D玻璃的装饰方法:参照实施例1,区别在于采用前述(1)中用于形成吸光油墨层的油墨组合物,所得到的3D装饰玻璃记为DG2。
由于在该对比例中所采用的油墨组合物并不在本发明所要求保护的范围内,特别是炭黑的黑度值My和沉淀二氧化硅的吸油量同时不符合要求,这就使的由这种油墨组合物所形成的油墨层的吸光程度和漫反射效果均不足,进而导致所形成的油墨层在进行激光刻蚀的过程中,刻蚀效果不佳,在理应镂空的区域内依然残留有油墨成分,破坏了所制备的3D装饰玻璃图的美观性(可参见图5情况),难以获得商业应用。
对照例3
(1)用于形成吸光油墨层的油墨组合物:同实施例1。
(2)3D玻璃的装饰方法:参照实施例1,区别在于,在步骤S2中激光不透过3D玻璃基板,直接刻蚀所述吸光油墨层形成局部镂空的装饰油墨层,所得到的3D装饰玻璃记为DG3;
图6和图7分别为对照例3中步骤S2所得到的形成局部镂空的装饰油墨层的3D玻璃在放大100倍和200倍后的扫描电镜图,由图6和图7可以看出,采用激光在不透过玻璃,而直接刻蚀所述吸光油墨层时,虽然也能够形成局部镂空的装饰油墨层,然而所形成的装饰油墨层的边缘形成了连续的尖状凸起,这样就导致最终所形成的图案边缘不光滑。
测试:
1)附着力测试:参照标准ISO 2409(色漆和清漆-划格测试)
测试方法:使用外科手术刀的刀背(刀背角度为20°~30°)在涂层上划12道划痕,其中至少两条划痕与其它划痕成90°角,以在表面上形成栅格,栅格的边长为1毫米。确保每条划痕都切割至基体材料。沿着划痕的两个方向各用刷子刷5次。把3M胶带(东莞奥米科公司,胶带型号为3M600)粘在表面上,用指尖将胶带擦紧,确保与涂层的良好接触,在5分钟内从胶带的自由端起以60°的角度在0.5-1秒内将胶带有规则的揭开撕去胶带。
等级划分:
5B:切口的边缘完全平滑,格子的方块都没有剥落;
4B:剥落部分的面积不大于与表面接触的胶带面积的5%;
3B:剥落部分的面积大于与表面接触的胶带面积的5%,而不超过15%;
2B:剥落部分的面积大于与表面接触的胶带面积的15%,而不超过35%;
1B:剥落部分的面积大于与表面接触的胶带面积的35%,而不超过65%。
0B:剥落部分的面积大于1B
本测试要求附着力性能≥3B。结果见表2。
2)耐水附着力(也称为耐水性能):
将3D装饰玻璃加入至100℃的热水浸泡30min,取出后测试表面涂层附着力,表面涂层附着力的测量方法参见1)中附着力测试。结果见表2。
3)外观观察情况:
200倍电子显微镜下观察装饰油墨层的边缘情况。结果见表2。
4)变形程度
通过SEM显微镜测试位于3D装饰玻璃中形成在所述弯曲区域与所述平板区域上的同一图案中相应线间距的比值(可参见前述关于该比值的说明),计算变形程度,该变形程度等于同一图案在形成在弯曲区域上时相应的点之间的直线距离与在平板区域上时相应的点之间的直线距离的比值。结果见表2。
表2.
附着力 | 耐水附着力 | 外观观察 | 变型程度 | |
G1 | 5B | 5B | 边缘结构清晰,无异常凸起 | 1 |
G2 | 5B | 5B | 边缘结构清晰,无异常凸起 | 1.002 |
G3 | 5B | 5B | 边缘结构清晰,无异常凸起 | 1.003 |
G4 | 4B | 4B | 边缘结构清晰,无异常凸起 | 1.002 |
G5 | 5B | 5B | 边缘结构清晰,无异常凸起 | 1.002 |
G6 | 3B | 3B | 边缘结构清晰,无异常凸起 | 1.002 |
G7 | 5B | 3B | 边缘结构清晰,无异常凸起 | 1.003 |
DG3 | 5B | 5B | 边缘结构不清晰,存在连续的异常凸起 | 1.002 |
从表2中可以看出,与对比例3相比,采用根据本发明的油墨组合物、以及根据本发明的3D玻璃的装饰方法的实施例1至7所制备的3D装饰玻璃,在保持3D玻璃表面涂层的附着力的同时,所形成的图案边界较为清晰,无异常凸起。
同时,采用根据本发明的油墨组合物、以及根据本发明的3D玻璃的装饰方法的实施例1至7所制备的3D装饰玻璃中,位于弯曲区域与平板区域上的相同图案的单位线间距的比值(即变形程度)趋近于1,可见采用根据本发明的油墨组合物、以及根据本发明的3D玻璃的装饰方法所制备的3D装饰玻璃中图案精度较高,这就使得3D玻璃的装饰效果更好,更为美观。
而且,在本发明中通过喷涂工艺结合激光刻蚀工艺和可选的镀膜工艺即可实现对3D玻璃的表面装饰,能够避免各种印刷及镀膜需要的高精度磨具开发,有利于节省设备成本;而且因为无需开发印刷机转印所需的模具,大大降低了新产品,新图案开发周期,提高了生产效率。
以上详细描述了本发明的优选实施方式,但是,本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内,可以对本发明的技术方案进行多种简单变型,包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合,这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容,均属于本发明的保护范围。
Claims (19)
1.一种油墨组合物,其特征在于,所述油墨组合物中包括炭黑和沉淀二氧化硅、且以所述油墨组合物的总重量为基准,炭黑的含量为3-6重量%,沉淀二氧化硅的含量为6-12重量%;其中所述炭黑的黑度值My大于250。
2.根据权利要求1所述的油墨组合物,其中,所述炭黑的黑度值My为250-350。
3.根据权利要求1所述的油墨组合物,其中,所述沉淀二氧化硅的吸油量低于250g/100g,优选为(100-240)g/100g。
4.根据权利要求1所述的油墨组合物,其中,所述炭黑的粒径小于20nm,优选粒径分布在4-16nm范围内;所述沉淀二氧化硅的粒径D90大于5μm,优选为5-10μm。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述的油墨组合物,其中,所述油墨组合物以其总重量为基准包括:45-72重量%的饱和聚酯树脂、15-30重量%的氨基树脂、3-6重量%的炭黑、6-12重量%的沉淀二氧化硅、0.1-2重量%的硅烷偶联剂、0.1-10重量%的功能助剂。
6.根据权利要求5所述的油墨组合物,其中,所述油墨组合物以其总重量为基准包括:50-65重量%的饱和聚酯树脂、18-26重量%的氨基树脂、3-6重量%的炭黑、8-12重量%的沉淀二氧化硅、0.5-1重量%的硅烷偶联剂、0.1-8重量%的功能助剂。
7.根据权利要求5所述的油墨组合物,其中,所述饱和聚酯树脂为玻璃化转变温度Tg为20-70℃的饱和聚酯树脂。
8.根据权利要求5所述的油墨组合物,其中,所述氨基树脂为甲醚化的三聚氰胺甲醛树脂或者丁醚化的三聚氰胺甲醛树脂。
9.根据权利要求5所述的油墨组合物,其中,所述硅烷偶联剂为氨基或环氧基硅烷偶联剂。
10.根据权利要求5所述的油墨组合物,其中,所述功能助剂为选自分散剂、流平剂、消泡剂和触变剂中的一种或几种;
优选地,以所述油墨组合物的总重量为基准,所述功能助剂包括:3-6重量%的有机分散剂、0.5-1重量%的流平剂、0.5-1重量%的消泡剂、以及0-1重量%的触变剂。
11.一种3D玻璃的装饰方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:
S1、将权利要求1至10中任意一项所述的油墨组合物配制为吸光油墨,并喷涂在3D玻璃基板的一侧表面上,干燥固化形成吸光油墨层;
S2、从3D玻璃基板的另一侧射入激光,刻蚀所述吸光油墨层形成局部镂空的装饰油墨层;
S3、在3D玻璃基板的所述一侧表面上,填充所述装饰油墨层的镂空区域形成金属镜面填充层。
12.根据权利要求11所述的装饰方法,其中,所述3D玻璃基板的透光率大于90%,优选大于95%,更优选大于98%。
13.根据权利要求11所述的装饰方法,其中,所述3D玻璃基板包括平板区域和弯曲区域,且所述弯曲区域相对于所述平板区域的最大弯曲度不大于90°。
14.根据权利要求11所述的装饰方法,其中,所述S1中包括:
S11、配制所述吸光油墨,并将吸光油墨在岩田2#杯,25℃的条件下调整粘度至12-14s;
S12、将S11中调整粘度后的吸光油墨喷涂在3D玻璃基板的一侧表面上,在140-150℃下烘干20-40min得到吸光油墨层;
优选配制所述吸光油墨过程中所添加的溶剂为环保型二元酸酯,优选为选自丙二醇甲醚醋酸酯、碳酸二丁酯、碳酸二甲酯、戊二酸二甲酯和己二酸二甲酯中的一种或几种;
优选所述吸光油墨层的厚度为5-7μm。
15.根据权利要求11所述的装饰方法,其中,所述S2中激光的照射强度为0.01-200W,优选为10-200W,所述激光在吸光油墨层上形成的光斑直径小于0.05mm,优选为0.03-0.05mm。
16.根据权利要求11所述的装饰方法,其中,所述S3中形成金属镜面填充层的步骤包括:在3D玻璃基板的所述一侧表面上,所述装饰油墨层的镂空区域中喷涂镜面银油墨,并干燥固化形成所述金属镜面填充层;
优选所述金属镜面填充层的厚度为2.5-6μm。
17.根据权利要求11所述的装饰方法,其中,所述金属镜面填充层包括形成在3D玻璃表面上的透明油墨填充层以及形成在所述透明油墨填充层上的铟或锡镀层,所述S3中形成金属镜面填充层的步骤包括:
S31、在3D玻璃基板的所述一侧表面上,所述装饰油墨层的镂空区域中喷涂透明真空镀膜底漆,形成透明油墨填充层;
S32、在所述透明油墨填充层的裸露表面上镀铟或锡,形成铟或锡镀层;
优选地,所述透明油墨填充层的厚度为2-4μm,所述铟或锡镀层的厚度为200-600nm。
18.根据权利要求11所述的装饰方法,其中,所述装饰方法还包括以下步骤:
S4、在所述装饰油墨层和所述金属镜面填充层远离3D玻璃基板的一侧表面上形成黑色遮光油墨层;
优选地,所述S4中将黑色遮光油墨喷涂在所述镂空油墨装饰层远离3D玻璃基板的一侧表面上形成黑色遮光油墨层,优选所述黑色遮光油墨层的厚度为5-7μm。
19.一种由权利要求11至18中任意一项所述的装饰方法所形成的3D装饰玻璃。
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