CN1141219C - 凹版转印涂饰钢板的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明是关于在使用凹版印刷转印纸在以线圈形式卷绕的连续钢板上转印图案的连续凹版印刷涂饰钢板的制造方法，其组成是：(a)将含有平均分子量5000-20000、玻璃化转变温度为10-50℃、的聚酯树脂20-40%、密胺甲醛树脂4-15%、氨基甲酸乙酯树脂1-10%、异氰酸酯0.3-3%、颜料15-35%、羟系和酯系混合溶剂30-50%、其它添加剂1.5-3%的底漆涂料涂于前述金属板上的步骤；(b)将底漆涂料层用热风干燥烘箱加热硬化形成底漆涂膜层的步骤；(c)将在带基薄膜上印刷预想花纹的凹版转印纸热压于底漆涂膜层的步骤；(d)剥离凹版转印纸的带基薄膜形成转印涂膜层的步骤；(e)涂布从热硬化型含氟树脂、热硬化型聚酯树脂及紫外线硬化型聚氨基甲酸酯-丙烯酸系树脂中选择出的一种面饰层涂料的步骤；及(f)用热风干燥烘箱加热硬化，或用紫外线照射形成面饰层涂膜层的步骤。本发明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。

Description

凹版转印涂饰钢板的制造方法
技术领域
本发明涉及一种凹版转印涂饰钢板的制造方法。
背景技术
以往给螺纹状钢板印上花纹制造涂饰钢板的方法有单纯涂饰钢板的方法和通过胶板印刷涂饰钢板的方法。因前者是单纯涂饰方式制造方法，所以有难以表现多种多样花纹的问题；后者因完全不用洗涤胶辊，仅木纹理水平的花纹可以工业化生产。
一方面，日本国特开昭58-205567号宣布制造涂饰钢板的方法：在螺纹状钢板上通过2-COAT(涂层)、2-BAKE(烘烤)方法形成底漆层，接着压接加热转印纸，在其上形成面饰层涂膜层。
日本国特开平4-280994号宣布通过热压接转印制造涂饰钢板方法。记载于前述文献的技术要点宣布：减小适用钢板的表面粗度获得高亮度，是为了即使是比较辊筒涂布方式薄膜涂饰也可制造没有薄膜缺陷的涂饰钢板。
但是，上述方法的缺点是：因适用的钢板要求高亮度，对为耐腐蚀性及表面平滑性而进行处理的底漆要施行2-COAT2-BAKE；转印作业温度不仅要比一般的PCM着色流程作业温度低，而且流程速度还应在5-40MPM左右的低速下进行。
另一方面，近来在市场上还销售在薄膜上进行各种各样的印刷后，层压于钢板的层钢板，但这种制品的缺点是：为了重复利用金属板体，熔融时会发生氯及二氧化物气体，不利于环境保护。
发明内容
本发明的目的是提供一种凹版转印涂饰钢板的制造方法，不用对一般PCM着色流程作业条件进行特别调整而产生具有美丽外观和高加工性的凹版转印涂饰钢板。
为了达到上述目的，本发明在使用凹版转印纸在以线圈形式卷绕的连续钢板上转印图案的连续凹版转印涂饰钢板的制造方法是：将平均分子量5000-20000、玻璃化转变温度为10-50℃的聚酯树脂20-40％、密胺甲醛树脂4-15％、氨基甲酸乙酯树脂1-10％、异氰酸酯0.3-3％、颜料15-35％、碳氢化合物和酯系混合溶剂30-50％、其它添加剂1.5-3％的底漆涂料涂于前述金属板上的步骤；用热风干燥烘箱加热硬化前述底漆涂层形成底漆涂膜层的步骤；将预想花纹印刷在带基薄膜上的凹版转印纸热压到前底漆涂膜层上的步骤；剥离前述凹版转印纸的带基薄膜，形成转印涂膜层的步骤；涂布从热硬化型含氟树脂、热硬化型聚酯树脂及紫外线硬化型聚氨基甲酸乙酯-丙烯酸系树脂中选出的一种面饰层涂料的步骤及将前述面饰层用热风干燥烘箱加热硬化，或照射紫外线，形成面饰层涂膜层的步骤。
使用本发明方法的底材钢板，众所周知的钢板、锌合金熔融镀钢板、铜钢板、镀锡、铬及镍钢板、电镀及熔融镀钢板大部分都可使用。
铬酸盐处理方法作为为了提高钢板耐腐蚀性、底漆涂料至钢板的附着性的工程，最好是涂布铬酸盐层。
底漆涂膜层可提高钢板表面与转印涂膜层之间的附着性，具有根据情况给予转印涂膜层(转印花纹)底材色彩的功能。底漆涂膜层和在其上形成的转印涂膜层在功能上有互不可分的关系，如果底漆涂料与转印涂膜之间的特性有任何不希望出现的差异，将发生涂膜之间的附着性、涂膜硬度、加工时的涂膜龟裂、由紫外线引起的泛黄等问题。
另外，底漆涂料必须使用那些涂在钢板后，在后期工程为硬化用热风干燥时不会发生气泡、与转印涂膜之间的附着性及加工性、耐风化性、耐腐蚀性良好者。
底漆涂料中的主树脂时数均分子量5000-20000、玻璃化转变温度为10-50℃的柔性聚酯树脂。使用柔性树脂的理由是因为：除底漆涂料基本物理性能耐腐蚀性、转印涂膜与电镀钢板间的附着性及表面平滑性等以外，应有较大的软伸率，在钢板与转印涂膜之间的界面充分起缓冲作用，加工时发生的钢板龟裂未发展到转印涂膜时，在底漆涂膜层被吸收。作为为最大限度给聚酯树脂软伸率的方法，在合成聚酯树脂时，为了使一般存在于树脂主链的羟基(-OH)、羧基(-COOH)等官能团成为线性构造，必须使用乙二醇多价酒精，最大限度抑制官能团的形成进行制造。
对于底漆涂料来说，为了形成涂膜而使用的交联树脂(硬化树脂)是甲基及丁基混合型密胺甲醛树脂。市场上销售的有：RESIMINE 755、RESIMINE757、RESIMINE 751(以上美国SOOLUTIA公司制品)，CYMEL1168、CYMEL1170、CYMEL 232(以上美国CYTEL公司制品)等。硬化促进剂使用环氧树脂遮敝的P-甲苯磺酸、二壬基萘磺酸(DinonylNaphthalene Solfonic Acid)等磺酸。使用的硬化促进剂对全体底漆涂料来说，最好以0.3至3重量比使用、特别是以0.5至2重量比使用最好。因为如果是0.3重量比以下，由于作业条件涂膜硬化形成不充分；如果重量比是3以上，将急遽形成涂膜硬化，发生涂膜爆裂或收缩(Shrin-kage)现象。
另外，为了提高粘着性也可使用辅助交联树脂。在此使用被遮蔽的已撑二异氰酸盐等无泛黄形态的异氰酸盐。前述辅助交联树脂对于全体涂料来说，以1至10重量比使用，尤其以3至7重量比使用最好。如果在1重量比以下使用，涂膜的附着性提高效果下降；如果使用10重量比以上，有使涂料原材料比上升的效果。
至于辅助交联树脂催化剂，使用Tin系催化剂对全体涂料来说，使用0.5至1重量比，最好使用0.5至1重量比。如果在0.1重量比以下使用催化剂，催化剂效果下降，提高粘着性的效果低下；如在2以上使用，会发生泛黄现象，涂料原材料比上升。
适用于底漆涂料的部位，内装型时使用TiO白色颜料；外装型时为了提高耐腐蚀性，部分添加放锈颜料使用。但是，根据需要者的要求也可不分内、外装型使用防锈颜料。另外，根据需要为强化耐紫外线性，添加紫外线滤光片。
底漆涂料最好的成份及比例范围如下。
    分类     成分   含量(重量比)％
树脂     主树脂(聚酯树脂)   20.40
    密胺甲醛树脂   4.15
    氨基甲酸乙酯树脂   1.10
    辅助树脂   0.3-1
颜料     二氧化钛(TiO)   15-35
    防锈颜料   0-10
    添加剂     变形剂   0.5-1.0
    均染剂   0.5-1.0
    紫外线滤光片   0.5-1.0
溶剂     羟系   15-25
    酯系   15-25
凹版转印纸是在带基薄膜上印刷设想的花纹及颜色，如将其通过热及压力转印到涂饰底漆的钢板上就可生产出印有各种各样图案花纹的彩色钢板。
本发明所使用的转印纸，是使用转印用油墨在聚丙烯薄膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜等耐热性较强的塑料薄膜或层压前述原材料机械材料(带基薄膜)上印刷花纹及颜色后形成的。无论那一种都可使用，下表内用于发明品的是由(股份)联合钢铁公司(韩国釜山所在地法人)和(股份)SUNJIN公司(韩国汉城所在地法人)共同开发的带基薄膜，是聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜金属用转印纸。上述转印纸按性能大致由5层结构组成，由带基薄膜(聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜)层、为易于去除带基薄膜保护印刷层的保护层、印刷设想图案及颜色的印刷层、为加强遮盖底材的加强层及为强化加强层与底漆涂膜层之间粘着力的粘着层组成。
至于转印涂膜层上的面饰层涂料，热硬化型含氟树脂、热硬化型聚酯树脂或紫外线硬化型聚氨基甲酸乙酯-丙烯酸系树脂中，无论那一种都可使用。但是，如果考虑经济性，最好选择平均分子量为5000-20000的玻璃化转变温度为40-70℃的聚酯树脂。考虑面饰层涂料与转印涂膜层的反应性、耐紫外线性，必须限制性选择使用溶剂和微泡剂、交联树脂，金属板体适用于外装型时最好使用紫外线滤光片。在聚酯树脂中选择面饰层涂料时，最好使用羟系和酯系混合溶剂，至于交联树脂最好使用密胺甲醛树脂及氨基甲酯树脂。
附图说明
下面将结合附图对本发明作进一步说明
图1是本发明制造的转印涂饰钢板各层构造的概略图。
图2是本发明制造方法的流水线设备重要部位的侧面图。
图3是本发明弹性辊(压辊)轧辊凸面数据的示意图。
具体实施方式
通过以下参考图1、图2说明本发明制造转印涂饰钢板例。在由15-23μm电镀层2形成的底材钢板1上用辊筒以传送速度20-80MPM涂布涂布型铬酸盐形成薄的薄膜，在PMT(最高金属温度)60-140℃的温度条件下，用热风干燥，形成20-80mg/m铬酸盐层3。接着将底漆涂料涂成厚度(用D.F.T表示)10-20μm干燥涂膜后，用热风干燥烘箱以空气温度160-280℃进行加热、干燥，形成底漆涂膜层。此时作为烘烤底漆涂料的条件，必须根据底材钢板宽度及厚度、传送速度变更烘烤温度条件，通过PCM连续传送时180-260℃最好。底漆涂料的干燥涂膜厚度在10μm以下时，底材钢板的凹凸在涂膜表面原样出现，不仅成为转印时爆裂发生的原因，而且导致遮敝不足、颜色再现性失去一贯性，还导致加工性降低。另一方面，干燥涂膜厚度在20μm时，与底材之间的粘着性下降，经济性降低。最好将D.F.T管理成14-15μm。
随后将空薄膜厚度20-30μm、印刷过的转印涂膜厚度5-14μm、转印纸总厚度25-44μm的凹版转印纸20附着在PMT(最高金属温度、铁板温度)维持在170-220℃处理过底漆的钢板表面上后，用肖氏橡胶硬度计测定的硬度No.是70-90、CROWN数值为0.5-1.3mm，以辊表面温度维持在40-60℃左右的耐热弹性橡胶辊16进行压制处理，将凹版转印纸20的转印涂膜层转印到涂饰底漆的钢板表面，用冷却机组喷水冷却处理表面后，剥离除去转印纸表面薄膜，即除去带基薄膜10。于是形成凹版转印涂膜层5。这里，用于转印纸的带基薄膜类最好是耐热性和抗拉性优秀的双轴配向决定性的一般PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)。
带基薄膜厚度最好是20-30μm，其理由是在20μm以下有耐热性及抗拉性降低的缺点，在30μm以上有经济性下降的缺点。而且，转印涂膜层的厚度5-14μm合适，其理由是因为在5μm以下时其异型性及粘着性降低，在14μm以上时其加工性和经济性下降。10μm最合适。
至于弹性辊30，用肖氏橡胶硬度计测定硬度No.70-90左右最好，70以下易发生未转印。75-85最合适。对于CROWN数值(参考图3)，在0.5以下转印时钢板表面中央部位发生未转印，在1.3mm边缘部位易发生未转印。0.7-0.9mm最合适。
弹性辊30的表面温度要尽可能冷，这样容易转印，实际上因连续作业的关系难以管理在40℃以下，尽可能管理到最大60℃以下。图2未说明符号9及23分别是入侧储压器及出侧储压器，11是铬酸盐处理部(前处理机组)，13及23分别是底漆涂布机及面饰层涂部机。
为了给按这种条件形成的凹版这样涂膜层以高加工性及耐风化性，按制品的适用用途选择辊涂布方式的烘烤干燥用的含氟或聚酯系面饰层涂料，辊涂布面饰层涂膜层厚度达7-20μm后，如果用热风干燥烘箱24以160-320℃(PMT温度基准210-240℃)干燥钢板，完成图1例示的转印涂饰钢板。图2中的符号26含意是保护性薄膜，27含意是卷筒辊。
这里，面饰层涂膜层D.F.T在7μm以下加工性及耐风化性下降，在20μm以上易发生经济性及爆裂性问题。13-15℃最合适。
另外，为了给制品表面以高光泽、高硬度、丰富的视觉质感，选择紫外线干燥性聚氨基甲酸酯-丙烯基系面饰层，面饰层涂膜厚度为5-200μm，用辊涂布方式或液流幕式涂布方式涂饰后，通过紫外线照射也可形成面饰层涂膜层。另一方面，为了给转印涂饰钢板以立体感，在处理面饰层涂料后也可用凸凹辊对涂饰钢板进行压制处理。
下表整理了根据本发明的方法制造的转印涂饰钢板的物理性能。使用的对照材是目前市场上销售的彩色涂饰钢板(Dongsin特钢(股份)制造，韩国法人)。
  试验项目   本发明   对照材   容许值     实验条件   备注
剥离试验 ○ ○ 最低值基准     50mm/min拉抻负荷
Erichsen实验 ○ △ 不被剥离     5mm cross cut9mmelecten
柔顺性试验 ○ △ 无伤、无破损不被剥离     温度4析(25±5℃)
  耐溶剂性试验   70次   30次   相对比较     M.E.KRubbing
耐约品性试验 ○ ○ 无腐蚀及表面色调变化     10％nNaOH溶液酒精
耐紫外线试验 ○ × 无光泽及泡     20W×20cm×500hr(小时)
耐风化性试验 ○ × 无光泽及泡     氩弧灯照射300hr(小时)
耐划痕性试验 2H H 相对比较     耐三菱铅笔使用界限数值 表面硬度
耐腐蚀性试验 ○ △ 无腐蚀     S.S.T1000小时35.5％Nacl
  表面外观   6度   3度   最化色度数     肉眼观察   参照图3
如上表所示，按照本发明的方法制造的转印涂饰钢板比以往印刷钢板(对照材)在涂膜的物理性能及外装性、加工性方面是优秀的。
工业上利用可能性：如上所述，如按照本发明可以比较快的速度连续生产，与原有彩色涂饰钢板相比，可制造出加工性、耐紫外线性、耐划痕性、耐溶性等物理性能良好的转印涂饰钢板，据此转印涂饰可使用在各种内外装材。

Claims (7)

1、使用凹版转印纸在以线圈形式卷绕的连续钢板上转印图案的连续凹版转印涂饰钢板的制造方法，其特征是：将含有平均分子量5000-20000、玻璃化转变温度为10-50℃的聚酯树脂20-40％、密胺甲醛树脂4-15％、氨基甲酸乙酯树脂1-10％、异氰酸树脂0.3-3％、颜料15-35％、羟系和酯系混合溶剂30-50％、其它添加剂1.5-3％的底漆涂料涂于前述金属板上的步骤；用热风干燥烘箱加热硬化前述底漆涂层形成底漆涂膜层的步骤；将预想花纹印刷在带基薄膜上的凹版转印纸热压到前底漆涂膜层上的步骤；剥离前述凹版转印纸的带基薄膜，形成转印涂膜层的步骤；涂布从热硬化型含氟树脂、热硬化型聚酯树脂及紫外线硬化型聚氨基甲酸乙酯-丙烯酸系树脂中选出的一种面饰层涂料的步骤及将前述面饰层用热风干燥烘箱加热硬化，或照射紫外线，形成面饰层涂膜层的步骤。
2、按照权利要求1所述的凹版转印涂饰钢板的制造方法，其特征是含有为了在前述涂饰钢板表面形成立体花纹，用将前述面饰层涂膜层雕成凹凸花纹的压花辊进行压制处理的步骤。
3、按照权利要求1所述的凹版转印涂饰钢板的制造方法，其特征是底漆十燥涂膜厚度：10-20μm、转印涂膜层厚度：5-14μm、面饰层涂膜层厚度：烘烤干燥型时7-20μm、紫外线干燥型时5-200μm。
4、按照权利要求1所述的凹版转印涂饰钢板的制造方法，其特征是：前述面饰层涂料包括一种聚酯树脂，该聚酯树脂的平均分子量为5000-20000，玻璃化转变温度为40-70℃。
5、按照权利要求1所述的凹版转印涂饰钢板的制造方法，其特征是：将前述凹版转印纸热压在底漆涂膜层上的步骤是使用一种弹性橡胶辊进行压制处理，通过肖氏橡胶硬度计测量弹性橡胶辊的硬度时，其测定硬度No.为70-90；凸面数值为0.5-1.3mm。
6、按照权利要求5所述的凹版转印涂饰钢板的制造方法，其特征是：通过肖氏橡胶硬度计测量弹性橡胶辊的硬度时，测定硬度No.为75-85。
7、按照权利要求5所述的凹版转印涂饰钢板的制造方法，其特征是：弹性橡胶辊的凸面数值为0.7-0.9mm。
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