CN110041611B - 模外转印用聚烯烃膜及其制造方法、模外转印用复合结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种模外转印用聚烯烃膜及其制造方法、模外转印用复合结构。模外转印用聚烯烃膜是由模外转印用组合物所形成，且模外转印用组合物包含100重量份的聚丙烯树脂、1至100重量份的功能性树脂、1至50重量份的填充剂以及0.1至50重量份的添加剂。聚丙烯树脂具有介于3至20之间的熔融指数。通过使用具有特定熔融指数的成分作为原料，本发明的模外转印用聚烯烃膜具有优良的物理特性而特别适用于模外装饰技术领域。
Description
技术领域
本发明涉及一种聚烯烃膜及其制造方法及包括聚烯烃膜的复合结构，特别是涉及一种模外转印用聚烯烃膜及其制造方法、模外转印用复合结构。
背景技术
模外转印(又称模外装饰，Out-Mold Decoration，OMD)为模内装饰(In-MoldDecoration，IMD)技术的延伸。模外转印技术主要包括在高压与真空条件下将转印膜的图案或是印刷层转印于各类成品表面而形成装饰层，因此，模外转印又可称为高压真空转印。模外转印技术用的转印膜可以分为撕膜型(Out-Mold Release，OMR)与不撕膜型(Out-MoldForming，OMF)两种。相较于传统喷涂技术与模内装饰技术，模外转印可以良好地适用于具有高度曲面或是锐角的产品且适用于各种材料，并具有工艺污染性低、工艺时间短、成本低与良率高等优点，因此已成为具有高度市场竞争力的装饰技术。
在现有技术中，一般是使用以聚乙烯对苯二甲酸酯(PolyethyleneTerephthalate，PET)为主的塑料材料来制造转印膜。然而，PET具有较差的耐温性而无法应用于高温加热塑型的制造过程中。另外，PET的硬度较高，因此，在应用于曲面的曲率较大的产品表面或是产品弯角处时，容易发生破裂的情形。
因此，在现有技术中，对于用于模外转印技术的转印膜而言，如何在同时兼顾工艺简易度及成本考虑之下确保转印效果的精致度并提升工艺良率，仍是本领域中待改进的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足提供一种模外转印用聚烯烃膜及其制造方法、模外转印用复合结构，以克服前述待改进的问题。
为了解决上述的技术问题，本发明所采用的其中一技术方案是，提供一种模外转印用聚烯烃膜，其是由一模外转印用组合物所形成，所述模外转印用组合物包含100重量份的一聚丙烯树脂、1至100重量份的一功能性树脂、1至50重量份的一填充剂以及0.1至50重量份的一添加剂，其中，所述聚丙烯树脂具有介于3至20g/10min之间的熔融指数。
更进一步地，所述功能性树脂包含一高密度聚乙烯、一线性低密度聚乙烯以及一低密度聚乙烯中的至少一种，且所述高密度聚乙烯具有介于0.3至30g/10min之间的熔融指数。
更进一步地，所述添加剂包括一光稳定剂、一紫外线吸收剂、一乙烯醋酸乙烯酯共聚物以及一乙烯基烯烃共聚物弹性体中的至少一种。
更进一步地，所述模外转印用聚烯烃膜具有至少4000psi的纵向拉伸强度以及至少3000psi的横向拉伸强度。
更进一步地，所述模外转印用聚烯烃膜具有介于600至950％之间的纵向伸长率以及介于400至900之间的横向伸长率。
更进一步地，所述模外转印用聚烯烃膜具有至少34dyne/cm的表面张力。
为了解决上述的技术问题，本发明所采用的另外一技术方案是，提供一种模外转印用聚烯烃膜的制造方法，其包括：将一模外转印用组合物进行混炼胶化以形成一胶化料，以及将所述胶化料进行压延，以形成所述模外转印用聚烯烃膜。所述模外转印用组合物包含100重量份的一聚丙烯树脂、1至100重量份的一功能性树脂、1至50重量份的一填充剂以及0.1至50重量份的一添加剂，且所述聚丙烯树脂具有介于3至20g/10min之间的熔融指数。
更进一步地，所述功能性树脂包含一高密度聚乙烯、一线性低密度聚乙烯以及一低密度聚乙烯之中的至少一种。
为了解决上述的技术问题，本发明所采用的另外再一技术方案是，提供一种模外转印用复合结构，其包括一模外转印用聚烯烃膜、一黏着层以及设置于所述模外转印用聚烯烃膜与所述黏着层之间一离型层。所述模外转印用聚烯烃膜是由一模外转印用组合物所形成，所述模外转印用组合物包含100重量份的聚丙烯树脂、1至100重量份的一功能性树脂、1至50重量份的一填充剂以及0.1至50重量份的一添加剂，且所述聚丙烯树脂具有介于3至20g/10min之间的熔融指数。
更进一步地，所述模外转印用复合结构还进一步包括：一印刷层，所述印刷层设置于所述黏着层与所述离型层之间。
本发明的其中一有益效果在于，本发明所提供的模外转印用聚烯烃膜及其制造方法、模外转印用复合结构，其能通过“模外转印用组合物包含100重量份的聚丙烯树脂、1至100重量份的一功能性树脂、1至50重量份的一填充剂以及0.1至50重量份的一添加剂，且所述聚丙烯树脂具有介于3至20g/10min之间的熔融指数”的技术方案，以使得模外转印用聚烯烃膜可以良好地适用于模外转印用复合结构中，并提升模外转印制造方法所生产的产品上的立体包覆精致度，进而改良产品的质量。
为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而所提供的附图仅用于提供参考与说明，并非用来对本发明加以限制。
附图说明
图1为本发明实施例所提供的模外转印用聚烯烃膜的制造方法的流程图；
图2为本发明实施例所提供的模外转印用复合结构的其中一种实施方式示意图；以及
图3为本发明实施例所提供的模外转印用复合结构的另一种实施方式的示意图。
具体实施方式
以下是通过特定的具体实施例来说明本发明所公开有关“模外转印用聚烯烃膜及其制造方法、模外转印用复合结构”的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所公开的内容了解本发明的优点与效果。本发明可通过其他不同的具体实施例加以施行或应用，本说明书中的各项细节也可基于不同观点与应用，在不悖离本发明的构思下进行各种修改与变更。另外，本发明的附图仅为简单示意说明，并非依实际尺寸的描绘，事先声明。以下的实施方式将进一步详细说明本发明的相关技术内容，但所公开的内容并非用以限制本发明的保护范围。
本发明提供一种模外转印用聚烯烃膜，其是由模外转印用组合物所形成。具体来说，本发明所使用的模外转印用组合物是包含100重量份的聚丙烯树脂、1至100重量份的功能性树脂、1至50重量份的填充剂以及0.1至50重量份的添加剂。在本发明的实施例中，模外转印用组合物是以聚丙烯树脂配合使用功能性树脂、填充剂与添加剂，以赋予所制成的模外转印用聚烯烃膜所欲的特性。
举例而言，用于本发明的模外转印用组合物的聚丙烯树脂可以具有介于3至20g/10min之间的熔融指数(Melt Flow Index，MFI)。在本发明实施例中，可选用具有低熔点且延展性佳的聚丙烯树脂。聚丙烯树脂的熔点可以是介于130至155℃之间。
在本发明的实施例中，功能性树脂是作为改性剂，且可以是具有优良延展性且熔点低的树脂，例如具有介于0.3至30g/10min之间的熔融指数的高密度聚乙烯(HDPE)、具有介于0.3至30g/10min之间的熔融指数的线性低密度聚乙烯(LLDPE)或是低密度聚乙烯(LDPE)。在一种实施方式中，功能性树脂可以包含上述聚乙烯树脂的两种以上的混合物。然而，本发明不以上述所举的例子为限。
举例而言，功能性树脂可以包含1至50重量份的高密度聚乙烯、1至100重量份的线性低密度聚乙烯或是1至100重量份的低密度聚乙烯。值得一提的是，功能性树脂中可以不包括高密度聚乙烯，即高密度聚乙烯的用量可为0。采用上述功能性树脂作为模外转印用组合物的组分可以使得所制成的模外转印用聚烯烃膜具有良好的延展性而能够良好包覆于目标产品的表面。换句话说，通过功能性树脂的使用，可以使得所制成的模外转印用聚烯烃膜具有所希望的软硬度。同时，通过功能性树脂的选用，可以使得所制成的模外转印用聚烯烃膜具有希望的透明度而有利于进行定位转印。
除此之外，功能性树脂的种类与特性可以依据模外转印技术的操作温度来进行选择。具体而言，在进行模外转印加工成序时，加热塑型可以大致区分为低温塑型(温度约为90℃至110℃)以及高温塑型(温度约为110℃至130℃)。当采用低温塑型来进行模外转印加工时，模外转印用组合物中的功能性树脂可以选用1至50重量份的高密度聚乙烯、30至100重量份的线性低密度聚乙烯、30至100重量份的低密度聚乙烯或是其任意组合。另外，当采用高温塑型来进行模外转印加工时，模外转印用组合物中的功能性树脂可以选用1至30重量份的高密度聚乙烯、1至30重量份的线性低密度聚乙烯、1至30重量份的低密度聚乙烯或是其任意组合。
在本发明实施例所提供的模外转印用聚烯烃膜的模外转印用组合物中，填充剂可以是玻璃纤维、石绵纤维、碳纤维、硼纤维、云母、硅石、滑石粉、硅酸盐、碳酸钙、金属氧化物以及炭黑的一或多种。使用填充剂可以使模外转印用聚烯烃膜具有较高强度及硬度或是可以改良其抗括擦性或耐热性。另外，添加剂可以是光稳定剂、紫外线吸收剂、乙烯醋酸乙烯酯共聚物(EVA)或是乙烯基烯烃共聚物弹性体等。在本发明中，填充剂以及添加剂的种类不在此限制，且可以在达到模外转印用聚烯烃膜所希望的特性的前提下选用及调整。
在本发明中，可以通过捏炼机(Kneader)将模外转印用组合物混炼胶化，再通过压延机(Calender，又称胶布机)将胶化料压延而形成模外转印用聚烯烃膜。具体来说，采用压延机来对由模外转印用组合物形成的胶化料进行压延有助于使后续制成的模外转印用聚烯烃膜具备优异的特性。接下来，请配合图1，以下将针对模外转印用聚烯烃膜的制造方法进行详细说明。另外，有关模外转印用聚烯烃膜的物理特性，将于稍后进行说明。
如图1所示，本发明实施例所提供的模外转印用聚烯烃膜的制造方法包括：将模外转印用组合物进行混炼胶化，以形成胶化料(步骤S100)；以及将胶化料进行压延，以形成模外转印用聚烯烃膜(步骤S102)。
承上所述，用于步骤S100中的模外转印用组合物可以是上述包含100重量份的聚丙烯树脂、1至100重量份的功能性树脂、1至50重量份的填充剂以及0.1至50重量份的添加剂的模外转印用组合物。换句话说，模外转印用组合物中的组分种类与配比都如同先前所述。
在本发明的实施例中，步骤S100可以通过捏炼机而将模外转印用组合物中的各个组分混合、捏合以及进行胶化，借此形成胶化料。接下来，在步骤S102中，可以通过压延机而将胶化料压延成形，进而生产一片状材料。在将胶化料压延成形后，还可以进一步将压延而成的片状材料进行拉伸、压花以及表面处理等步骤。举例而言，通过对片状材料进行压花处理，可以使得所形成的模外转印用聚烯烃膜的至少一个表面具有希望转印至产品表面的立体图案(例如纹路，诸如发丝纹、碳纤维纹等)。在本发明的其中一个实施方式中，模外转印用聚烯烃膜是经过电晕(Corona)处理后的材料层。
除此之外，在形成模外转印用聚烯烃膜后，可以将模外转印用聚烯烃膜与其他的层状材料相互结合，以形成模外转印用复合结构。本发明实施例所提供的模外转印用复合结构的详细内容将于稍后叙述。
接下来，将针对本发明实施例所提供的模外转印用聚烯烃膜的特性进行说明。具体来说，以下特性是与模外转印用组合物的组分选用与比例有关。在本发明中，适当调控模外转印用组合物的组分及相关特性(例如熔融指数)可以获得具有下列特性的模外转印用聚烯烃膜。
承前所述，通过使用上述模外转印用组合物，本发明实施例所提供的模外转印用聚烯烃膜可以具有至少4000psi的纵向拉伸强度以及至少3000psi的横向拉伸强度，以及介于600至950％之间的纵向伸长率以及介于400至900％之间的横向伸长率。在其中一种实施方式中，模外转印用聚烯烃膜可以具有至少6000psi的纵向拉伸强度以及4500psi以上的横向拉伸强度。具体来说，具有上述特性的模外转印用聚烯烃膜是具备优良的机械强度以及延展性，如此一来，在高温下进行高压真空转印时可以确保产品的转角等处不发生转印膜破裂的情形。
除此之外，在其中一个实施方式中，本发明实施例所提供的模外转印用聚烯烃膜具有至少34dyne/cm的表面张力。事实上，在将模外转印用聚烯烃膜应用于模外转印加工成序中时，一般须将模外转印用聚烯烃膜与其他结构层，例如底漆(primer)层相互结合而使用。据此，具有较高表面张力(例如至少34dyne/cm的表面张力)的模外转印用聚烯烃膜可以提供其与底漆层之间良好的密着性。
另外，本发明实施例所提供的模外转印用聚烯烃膜还可以依据产品的需求具有特定范围内的表面粗度。举例而言，依据产品表面所希望形成的图案，可以通过调整模外转印用组合物中添加剂的种类与比例，或是通过制造方法中的压花或是表面处理步骤来赋予模外转印用聚烯烃膜不同的表面粗度。在本发明的实施例中，模外转印用聚烯烃膜可以具有介于10至30之间的表面粗度(ER)以及介于25至60之间的表面粗度(GR)。表面粗度(ER)代表模外转印用聚烯烃膜用以与压花钢轮接触的表面的表面粗度，即，所述表面是压花钢轮处理面。或者压花钢轮处理面也可以是用以与底漆层(primer)接触的表面。另外，表面粗度(GR)则是指压花橡胶面的表面粗度。除此之外，模外转印用聚烯烃膜的表面的光泽度也可以依据所采用的填料或是添加剂来加以调整。
针对本发明实施例所提供的模外转印用聚烯烃膜，其可以具有介于0.08至0.2mm之间的厚度，以及介于0.9至1.0之间的比重。在本发明的一个实施方式中，用于低温转印的模外转印用聚烯烃膜具有约0.15mm的厚度以及介于0.905至0.965之间的比重。在本发明的另一个实施方式中，用于高温转印的模外转印用聚烯烃膜具有约0.15mm的厚度以及介于0.93至0.99之间的比重。
为了在进行模外转印加工时便于将转印膜(可以是包括模外转印用聚烯烃膜以及其他层状材料)贴合并对位于产品的表面，模外转印用聚烯烃膜较佳是具有透明的外观。举例而言，模外转印用聚烯烃膜可以具有85％以上的穿透率。
接下来，请参阅图2以及图3。图2为本发明实施例所提供的模外转印用复合结构的其中一种实施方式示意图，而图3为本发明实施例所提供的模外转印用复合结构的另一种实施方式的示意图。
如图2所示，本发明实施例所提供的模外转印用复合结构S包括模外转印用聚烯烃膜1、黏着层3以及设置于模外转印用聚烯烃膜1与黏着层3之间的离型层2。在本发明实施例所提供的模外转印用复合结构S中，模外转印用聚烯烃膜1可以由上述模外转印用组合物所形成。如上所述，模外转印用组合物包含100重量份的一聚丙烯树脂、1至150重量份的功能性树脂、1至50重量份的填充剂以及0.1至50重量份的添加剂，且所述聚丙烯树脂具有介于3至20g/10min之间的熔融指数。
换句话说，由上述模外转印用组合物和/或上述模外转印用聚烯烃膜的制造方法所形成的模外转印用聚烯烃膜1可以与其他层状材料相互结合而形成模外转印用复合结构S。在模外转印用复合结构S中，黏着层3是用以黏附于目标产品的加工表面，以在高压真空转印的步骤中，将模外转印用聚烯烃膜1或是其他将用以赋予产品加工表面图案的层状材料固定于产品的加工表面上。举例而言，黏着层3可以是热熔胶(Hot Melt Adhesive，HMA)层。然而，本发明不针对黏着层3的材料加以限定。
另外，模外转印用复合结构S中的离型层2是用以在进行高压真空转印的步骤之后，将模外转印用聚烯烃膜1自产品的加工表面分离。经过分离之后的模外转印用聚烯烃膜1也可以被再次用于其他产品的转印程序。
接下来，请参阅图3。比较图2与图3可知，图3所示的实施方式与图2所示的实施方式的主要差异在于，图3中的模外转印用复合结构S包括较多的层状材料。详细来说，在此实施方式中，模外转印用复合结构S包括模外转印用聚烯烃膜1、离型层2、黏着层3、底漆层4、硬涂层5以及印刷层6。以下将针对上述多种层状材料进行进一步说明。
承上所述，图3所示的模外转印用复合结构S的模外转印用聚烯烃膜1、离型层2以及黏着层3的用途与特性都如同先前针对图2的说明所述。另外，在模外转印用聚烯烃膜1与离型层2之间还可以设置有底漆层2。底漆层2(Primer Layer)可以是密着性紫外光涂层，且此层状材料可以依据产品的需求以及模外转印用聚烯烃膜1的图案或是结构而加以选用。值得一提的是，由于本发明实施例所提供的模外转印用聚烯烃膜1具有较佳的表面张力，其可以与底漆层2之间产生良好的密着性。
另外，如图3所示，在离型层2与黏着层3之间还可以设置有硬涂层5与印刷层6。举例而言，硬涂层5(Hard Coating Layer)可以是一种紫外光(UV)硬化树脂，且其可以依据产品需求加以选用。换句话说，硬涂层5为一选择性的层状材料。印刷层6可以用以在进行高压真空转印步骤之后，随黏着层3保留(附着)于产品的加工表面上，用以赋予产品的加工表面图案或是色彩。换句话说，在模外转印用复合结构S中同时使用模外转印用聚烯烃膜1与印刷层6可以使得产品的加工表面具有立体图案(例如压纹)以及色彩。然而，在本发明中，硬涂层5与印刷层6的材料选用与相关特性并不加以限制，且可以依据实际需求加以调整。
本发明实施例所提供的模外转印用复合结构S可以通过高压转印程序而赋予产品的加工表面所希望的图样。举例而言，高压转印程序可以包括下列步骤：将模外转印用复合结构S放置并固定于产品的加工表面上；使模外转印用复合结构S受热软化；产生真空且高压的处理环境；将真空高压的处理环境转换为负压；进行转印；以及进行转印膜离型的步骤。
使用本发明实施例所提供的模外转印用聚烯烃膜1作为模外转印用复合结构S的基材时，由于模外转印用聚烯烃膜1是包含聚丙烯树脂且符合多种环保要求(如EN-1、RoHs以及WEEE等规范)，且模外转印用聚烯烃膜1具有优良的尺寸稳定性、耐温性、耐化性、印刷性、机械强度以及延展性，可以避免产品的加工表面在进行高压转印期间或之后产生橘皮纹以及转角处破裂的情形。
具体实验例
以下将以低温塑型用的模外转印用聚烯烃膜1为例，显示本发明所提供的模外转印用聚烯烃膜1经过测试而得的特性。表1列出本发明中针对低温塑型应用而提供的模外转印用聚烯烃膜1的特性，以及经过测试，对于可良好适用于具有锐角的模外转印产品的转印膜的特性标准。由表1的内容可知，本发明所提供的模外转印用聚烯烃膜1是可以良好适用于模外转印的技术应用。在表1中，模外转印用聚烯烃膜1的厚度为0.15mm。
表1
在上表中，MD表纵向数值而CD表横向数值，ER与GR分别表示聚烯烃膜的两个相对的表面。
承上所述，下表2中则列出本发明中针对高温塑型应用而提供的两种模外转印用聚烯烃膜1的特性，以及经过测试而得可以良好适用于具有锐角的模外转印产品的特性标准。两种模外转印用聚烯烃膜1具有不同的压纹。在表2中，模外转印用聚烯烃膜的厚度同样为0.15mm。
表2
实施例的有益效果
本发明的其中一有益效果在于，本发明所提供的模外转印用聚烯烃膜1及其制造方法、模外转印用复合结构S，其能通过“模外转印用组合物包含100重量份的聚丙烯树脂、1至150重量份的一功能性树脂、1至50重量份的一填充剂以及0.1至50重量份的一添加剂，且所述聚丙烯树脂具有介于3至20g/10min之间的熔融指数”的技术方案，以使得模外转印用聚烯烃膜1可以良好地适用于模外转印用复合结构S中，并提升模外转印工艺的立体包覆精致度，进而改良产品的质量。
以上所公开的内容仅为本发明的优选可行实施例，并非因此局限本发明的权利要求书的保护范围，所以凡是运用本发明说明书及附图内容所做的等效技术变化，均包含于本发明的权利要求书的保护范围内。
Claims (8)
1.一种模外转印用聚烯烃膜，其特征在于，所述模外转印用聚烯烃膜是由一模外转印用组合物所形成，所述模外转印用组合物包含100重量份的一聚丙烯树脂、1至100重量份的一功能性树脂、1至50重量份的一填充剂以及0.1至50重量份的一添加剂，其中，所述聚丙烯树脂具有介于3至20g/10min之间的熔融指数；
其中，所述模外转印用聚烯烃膜具有介于600至950％之间的纵向伸长率以及介于400至900％之间的横向伸长率，并且所述模外转印用聚烯烃膜具有至少6000psi的纵向拉伸强度以及至少4500psi的横向拉伸强度。
2.根据权利要求1所述的模外转印用聚烯烃膜，其特征在于，所述功能性树脂包含一高密度聚乙烯、一线性低密度聚乙烯以及一低密度聚乙烯中的至少一种，且所述高密度聚乙烯具有介于0.3至30g/10min之间的熔融指数。
3.根据权利要求1所述的模外转印用聚烯烃膜，其特征在于，所述添加剂包括一光稳定剂、一紫外线吸收剂、一乙烯醋酸乙烯酯共聚物以及一乙烯基烯烃共聚物弹性体中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的模外转印用聚烯烃膜，其特征在于，所述模外转印用聚烯烃膜具有至少34dyne/cm的表面张力。
5.一种模外转印用聚烯烃膜的制造方法，其特征在于，所述模外转印用聚烯烃膜的制造方法包括：
将一模外转印用组合物进行混炼胶化，以形成一胶化料，其中，所述模外转印用组合物包含100重量份的一聚丙烯树脂、1至100重量份的一功能性树脂、1至50重量份的一填充剂以及0.1至50重量份的一添加剂，且所述聚丙烯树脂具有介于3至20g/10min之间的熔融指数；以及
将所述胶化料进行压延，以形成所述模外转印用聚烯烃膜；
其中，所述模外转印用聚烯烃膜具有介于600至950％之间的纵向伸长率以及介于400至900％之间的横向伸长率，并且所述模外转印用聚烯烃膜具有至少6000psi的纵向拉伸强度以及至少4500psi的横向拉伸强度。
6.根据权利要求5所述的模外转印用聚烯烃膜的制造方法，其特征在于，所述功能性树脂包含一高密度聚乙烯、一线性低密度聚乙烯以及一低密度聚乙烯之中的至少一种。
7.一种模外转印用复合结构，其特征在于，所述模外转印用复合结构包括：
一模外转印用聚烯烃膜；
一黏着层；以及
一离型层，所述离型层设置于所述模外转印用聚烯烃膜与所述黏着层之间；其中，所述模外转印用聚烯烃膜是由一模外转印用组合物所形成，所述模外转印用组合物包含100重量份的一聚丙烯树脂、1至100重量份的一功能性树脂、1至50重量份的一填充剂以及0.1至50重量份的一添加剂，且所述聚丙烯树脂具有介于3至20g/10min之间的熔融指数；
其中，所述模外转印用聚烯烃膜具有介于600至950％之间的纵向伸长率以及介于400至900％之间的横向伸长率，并且所述模外转印用聚烯烃膜具有至少6000psi的纵向拉伸强度以及至少4500psi的横向拉伸强度。
8.根据权利要求7所述的模外转印用复合结构，其特征在于，所述模外转印用复合结构还进一步包括：一印刷层，所述印刷层设置于所述黏着层与所述离型层之间。
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