CN1187200C - 转印用有机溶剂的组合物及使用它的外装饰用转印薄膜的湿法转印方法 - Google Patents
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Abstract
提供湿法转印用有机溶剂组合物和湿法转印方法。所述组合物含有甲乙酮10～60wt%；二甲苯10～50wt%；乙二醇单丁基醚10～50wt%及异佛尔酮5～12wt%。该方法包括涂敷、转印和干燥阶段。涂敷是将所述组合物涂敷在目的物上；转印是将印刷有花纹的转印膜浮在转印槽内温度为30～50℃水中，在转印膜上压上涂敷有所述组合物的目的物，通过水压将上述花纹转印在物体的表面上；干燥是将印刷有花纹的目的物在沉积槽中用40～80℃的热水洗涤后用烘箱干燥。
Description
技术领域
本发明涉及湿法转印薄膜用有机溶剂的组合物及使用它的转印用薄膜的转印方法。更具体地是本发明涉及改善耐候性的外装饰用转印薄膜的湿法转印用有机溶剂的组合物及在使用它，在铁、铝、塑料、陶瓷、橡胶及玻璃等各种凹凸面上将各种花纹直接转印在目的物的转印方法。
背景技术
一般，已知的转印薄膜有依次层叠剥离层、保护层、印刷层及粘结层的薄膜(参照：日本专利公开(平)9-58196号)和依次层叠脱模层、印刷层、隐蔽层及粘结层形成的转印薄膜(参照：日本专利公开(平)7-47798号)以及依次层叠树脂层、脱模层、保护底层及印刷层的转印薄膜(参照：大韩民国专利公告第96-2721号)等。因此，以往的转印用薄膜由底层、脱模层、印刷层及粘结层等构成，所以存在下述问题：在湿法转印时，剥离工序复杂，另外，在热转印时，在凹凸面上难以转印设计的花纹。进而，以往的转印薄膜在耐久性、耐候性、剥片的密合性、铅笔硬度、剥片的厚度及耐碱性等方面作为转印薄膜具有物性差的缺点。
另一方面，在大韩民国专利第269772号中公开了克服了上述问题的由主薄膜层、印刷层及柔软性涂层构成的转印薄膜，但是在上述转印薄膜时，由于丝毫未考虑耐候性，所以作为长时间暴露在阳光(紫外线)、雨、风等的外装饰材料，在产业上的应用受到了限制。
另外，作为将具有各种花纹印刷层的转印薄膜转印在各种凹凸面的方法，有如下方法等：
例如，已知使用丝网印刷的糊膏，在物体的表面上制成负片图形后，在约400℃以上加热，在与未用丝网印刷的涂层的物体表面反应的金属氧化物溶液中放入具有负片图形的被加热了的物体。在未被复的物体表面上制出光泽的花纹后，从物体上除去负片图形，将光泽花纹转印在物体表面上的方法(参照：大韩民国专利公告第91-2529号)。进而，日本专利公告(昭)52-41682号及(昭)57-50547号也公开了与这些有关的方法，但这些转印方法存在着转印工序复杂，材料选择有限的问题，另外，印刷了的被复体的耐久性差、容易脱色、变色，而且在转印前，必须将花纹人工地制作在物体的表面上，另外，由于需要价格昂贵的印刷费用，所以在实际的使用上受到了限制。
为了克服现有技术的限制，开发了湿法转印及热转印方法。
在其中，热转印方法一般是在树脂层上涂敷作为脱模剂成分的树脂和醋酸纤维素(cellulose acetate)、甲乙酮(MEK，methylethylketone)、乙醇、甲苯等有机溶剂的合成物，在防止上述树脂层与印刷层龟裂的同时，为提高粘结性，要加入硝基纤维素等成分，在其上配合聚氨酯和色素、甲苯、甲乙酮等有机溶剂，在印刷机上加热后，将印刷了的薄膜压在目的物上，除去树脂层的方法。可是，该方法的压敷及除去树脂层的工序等复杂，难以转印在凹凸面上，进而有难以大量生产转印目的物问题。
另外，用湿法转印在凹凸面上转印的方法，是将转印了花纹的薄膜浮在液体上后，将物体压在上述薄膜上，通过水压转印薄膜被转印在凹凸面上。将这样转印了的凹凸面放入到约20℃～35℃的热水中5分钟～10分钟，除去转印薄膜内的涂料成分。接着，用常温水洗涤，在100℃～250℃的烘箱中干燥后，将其再次涂层，得到更优良的转印薄膜层的方法。
另一方面，湿法转印方法在将转印薄膜转印在目的物前，可将有机溶剂涂复在薄膜上，附着在目的物上，但此时，作为有机溶剂的涂敷方法，一般使用将挥发性有机溶剂直接喷射在浮在水槽上的薄膜的方法。可是，喷射挥发性溶剂，将溶剂涂敷在薄膜的方法，不仅溶剂损失大，而且为了防止有机溶剂排放到大气，必须备有另外的环保设备，所以要求继续对其改进。
本发明者们确认了在以水、聚乙烯醇、淀粉及浆液作为主成分，含有砂糖、肥皂、骨胶、乳胶、硅油及水溶性抗静电剂的浆料层上贴敷含有从上述各成分除去浆料成分的主薄膜层，在上述主薄膜层上配合陶瓷颜料和氟树脂的印刷油墨印刷了的外装饰用转印薄膜具有可克服以往技术的缺点的优良物性，以使各种各样的花纹简单地转印在各种凹凸面上，而且作为耐候性强的外装饰材料而广泛应用。因此，为了进行湿法转印，将含有甲乙酮、二甲苯、乙二醇单丁基醚及异佛尔酮或水扬酸甲酯的有机溶剂的组合物，作为湿法转印用有机溶剂使用的结果，不通过喷射在薄膜上的涂敷方法，可将有机溶剂直接均匀地涂敷在目的物上，确认转印了外装饰用薄膜的目的物，在剥片的密合性、铅笔硬度、剥片状态、耐酸性、耐碱性、耐久性及耐候性等物性上，具有优良的性质，从而完成了本发明。
发明内容
本发明的主要目的在于提供可将外装饰材料用转印薄膜直接涂敷在目的物上的水复用有机溶剂的组合物。本发明的另一目的在于提供使用上述湿法转印用有机溶剂组合物的湿法转印方法。
本发明者们使用的外装饰材料用转印薄膜，如图1表明，基于浆料层1，在其一面上形成主薄膜层2及印刷层3而制造的。
本发明的浆液层1，是相对于制造的浆料层1的总重量，配合水40％～60％、聚乙烯醇20％～30％、浆料10％～20％、淀粉6％～10％、砂糖2％～4％、肥皂3％～7％、骨胶1％～3％、乳胶3％～7％、硅油0.5％～2％及水溶液性抗静电剂0.5％～5％而得到的，浆液层起到支承印刷了的花纹的作用。
上述的水、乳乙烯醇、淀粉及浆料，构成为浆料层的基质、砂糖、肥皂、骨胶及乳胶可防止转印时印刷花纹混乱，且硅油是为了脱模作用添加的，水溶性抗静电剂是为防静电及剥离而添加的。
另外，装在上述浆液层1上的主薄膜2是将从上述浆液层1除去浆料的成分，相对于制造的主薄膜层重量，配合水40％～50％、聚乙烯醇22.5％～33.5％、淀粉8～12％、砂糖2％～4％、肥皂3％～7％、骨胶1％～3％、乳胶3％～7％、硅油0.5％～2％及水溶性抗静电剂0.5％～5％、在80℃～100℃下溶解后，加入辊中，以3m/min～10m/min的速度压印出20μm～100μm厚度后，在60℃～150℃热风条件下干燥，用冷风冷却而得到的，而后用本领域通常使用的照相凹版、胶版或丝网印刷方法，用适宜配合陶瓷颜料和氟树脂的油墨印刷目的花纹。
发明的详细描述
本发明的湿法转印用有机溶剂的组合物(以下，称有机溶剂)含有甲乙酮(methylethylketone)、二甲苯(xylene)、乙二醇单丁基醚(ethyleneglycol monobutylether)及异佛尔酮(isophorone)或水扬酸甲酯(methylsalicylate)。
此时，甲乙酮，相对于有机溶剂的总重量，可使用10wt％～60wt％，优选的是可使用20wt％～60wt％。对于甲乙酮的总重量的50％之前范围，也可使用环己酮(cyclohexanone)代替甲乙酮。在甲乙酮的成分比小于10wt％时，对于含在转印薄膜中的涂料和颜料的溶解度降低，转印不充分，若超过60wt％时，有机溶剂的组合物的总体挥发过度，在转印工序中，转印薄膜和目的物之间产生气泡。
另外，在二甲苯时，在邻二甲苯、间二甲苯、或对二甲苯中，哪一种都可以使用，优选的是使用邻二甲苯或对二甲苯。
二甲苯，相对于有机溶剂的总重量，可使用10wt％～50wt％，优选的是使用25wt％～50wt％。二甲苯成分比小于10wt％时，挥发过度、在转印工序中，在转印薄膜和目的物之间产生气泡。相反，若超过50wt％时，干燥缓慢、对后工序有影响。
进而，乙二醇单丁基醚，相对于有机溶剂的总重量，可使用10wt％～50wt％，优选的是使用15wt％～40wt％。乙二醇单丁基醚的成分比小于10wt％时，混合溶剂总的挥发性高，在转印工序中，转印薄膜和目的物之间产生气泡。相反，若超过50wt％，总粘度变低，在将混合溶剂直接涂敷在目的物上时，难以均匀地涂敷。
最后，异佛尔酮或水杨酸甲酯，相对于有机溶剂的总重量，可使用5wt％～20wt％，优选的是使用7wt％～12wt％。若异佛尔酮或水杨酸甲酯的成分比小于5wt％，有挥发过度的问题。相反，若超过12wt％时，干燥变慢而不能涂敷，有转印槽内存在油墨屑的问题。
另一方面，本发明使用湿法转印用有机溶剂的组合物的湿法转印方法包括：将上述制造了的有机溶剂的组合物涂敷在目的物的阶段；将印刷花纹的转印薄膜浮在转印槽内的水中，将涂敷上述有机溶剂的组合物的目的物压在转印薄膜上，用水压将上述花纹转印在物体表面上的阶段，以及将印刷上述花纹的目的物在沉淀槽中洗涤，用烘箱干燥的阶段。
以下，将使用湿法转印用有机溶剂的组合物的湿法转印方法分几个阶段更具体地加以说明。
第1阶段：涂敷有机溶剂的组合物
将上述制造了的有机溶剂的组合物涂敷在目的物上：此时，作为涂敷方法，可使用笔将有机溶剂的组合物直接涂敷在目的物的方法、将目的物沉积在有机溶剂的组合物中一定时间后取出的方法等。
第2阶段：转印薄膜
将印刷了图形的薄膜浮在转印槽内的液体中，将加有上述有机溶剂的目的物压在薄膜上，用水压将图形转印在物体表面上：此时，槽内的水温保持在30℃～50℃，但在槽内设有热丝来调节水温，在水温不到30℃时，操作性不仅下降，且染料和颜料的附着状态变坏，转印不充分，若水温超过50℃，由于有机溶剂挥发，在转印薄膜和目的物之间产生气泡，转印状态变差。
第3阶段：洗涤及干燥被转印的目的物
在沉淀槽中，将转印花纹的目的物用水洗涤，用烘箱干燥：此时，在沉淀槽内的水温保持在40～80℃的同时，将转印花纹的目的物沉积5分钟～30分钟、洗涤附着物后，将其在适当温度以上的烘箱中进行干燥。在槽内设置热丝来调节水温，沉淀槽内的水温在低于40℃或高于80℃时，颜或染料与目的物的附着不充分。
以上，用本发明的改进了的湿法转印方法，可使转印过程中转印用有机溶剂的损失达到最小，进而，也不需要价格昂贵的环保设置，所以，与以往的方法相比，可用简单的工序经济地进行湿法转印。另外，对于此方法，也可通过适宜地调节有机溶剂的组合物的混合比率，取得具有非常优良物性的转印凹凸的附带效果。
以下，用实施例进一步具体地说明本发明，但本发明不受这些实施例的技术范围限制。
实施例
实施例1：制造外装饰用转印薄膜
相对于浆料层的总重量，配合水45％、聚乙烯醇22％、浆料12％、淀粉6％、砂糖3％、肥皂4％、骨胶2％、乳胶4％、硅油1％及水溶性抗静电剂的皮润TM((株)pigeon)1％，在100℃下溶解，放入辊内，以4m/min的速度压印出约48μm的厚度后，在70℃热风条件下干燥，用冷风冷却，制成浆料层。接着，相对于主薄膜层的重量，配合水50％、聚乙烯醇23％、淀粉10％、砂糖3％、肥皂5％、骨胶2％、乳胶5％、硅油1％及皮润1％，在100℃下溶解后，放入辊内，以4m/min的速度压印出约48μm的厚度后，在70℃热风条件下干燥，用冷风冷却而得到，涂层在上述浆料层上。然后，在上述主薄膜层上相对于印刷油墨总体积将陶瓷颜料25％和氟树脂50％配合在稀释剂中作成印刷油墨，用照相凹版印刷方法印刷原来的花纹后，通过涂层，得到转印薄膜。
实施例2：制造有机溶剂的组合物及使用它的湿法转印
将甲乙酮、对二甲苯、乙二醇单丁基醚及异佛尔酮，分别以30、30、30及10wt％的比例混合，制造有机溶剂的组合物。然后，使用笔将制造了的有机溶剂的组合物直接涂敷在铝的凹凸面上。接着，将由实施例1得到的、印刷花纹的转印薄膜浮上在充满保持40℃的水的转印槽中，压上涂敷了有机溶剂的目的物，通过水压将图形转印在铝的凹凸面上。最后，将转印了的铝的凹凸面充满了保持60℃的清洁水的转印槽中，沉积10分钟。接着，将其洗涤后，在100℃的烘箱中干燥，完成转印。另外，对于1300m2的凹凸物的有机溶剂的组合物的所需要量及转印物的每日生产量和对于转印完了的铝凹凸物的光泽度和铅笔硬度进行测定(参照：表1)。
比较实施例1：用以往的有机溶剂的喷射涂敷方法的转印
除了将有机溶剂的甲乙酮喷涂在印刷了花纹的薄膜上之外，用与实施例2相同的方法在铝的凹凸面上转印花纹。然后，对于1300m2的凹凸物的甲乙酮的所需重量及凹凸物的每日生产量和对于转印完了的铝的凹凸物的光泽度和铅笔硬度进行测定(参照：表1)。
如下述表1表明，本发明中，用将有机溶剂的组合物直接涂敷的方法的铝的凹凸上的花纹，与将以往的有机溶剂喷射在薄膜上的方法的花，在光泽度上是类似的，但有机溶剂的使用量不仅减少到1/5，而且由于工序简化，使每日生产量增加到3倍。
表1
| 测定项目 | 实施例1* | 现有技术** |
| 铅笔硬度 | 3H | 2H |
| 光泽度(60°)、％ | 30 | 29 |
| 有机溶剂的使用量、L/1300m2 | 8 | 40 |
| 每日生产量、m2/天 | 1800 | 600 |
*：在从实施例1制造的外装饰用转印薄膜上将有机溶剂的组合物直接涂敷在目的物(铝)上的
**：将甲乙酮喷射在薄膜上
转印薄膜的物性实验
使用由本发明的实施例1制造好外装饰用转印薄膜，用实施例2的湿法转印方法，将原来的花纹转印在铝的目的物上后，对转印状态的转印薄膜测定剥片密合性、铅笔硬度、剥片状态、耐酸性、耐碱性及耐候性，其结果如下述表2所示。
表2：本发明的外装饰转印膜的物性检查
| 试验的项目 | 试验的结果规格 实施例1 |
| 剥片密合性 | 100 通过 |
| 铅笔硬度 | 2H 3H |
| 剥片状态 | 良好 良好 |
| 耐酸性 | 用20％硫酸及20％盐酸进行18小时处理 无异常 |
| 耐碱性 | 用25％氢氧化钠处理1小时 无异常 |
| 耐候性 | 5000小时 5000小时以上 |
从上述表2表明，本发明的外装饰材料用转印薄膜的剥片密合性、铅笔硬度、剥片状态、耐酸性、耐碱性及耐候性试验项目全部通过。特别是评价耐候性的5,000小时的试验过程，意味着20年的实际寿命，强化了的本发明的外装修材料用转印薄膜，由于有这样的耐候性而被评价为具有20年以上的寿命。
如上所详细地说明，通过验证，本发明提供了用于特别是增强了耐候性的易于作外装饰材料使用的外装饰材料用转印薄膜的湿法转印用有机溶剂的组合物及在使用它的铁、铝、塑料、陶瓷、橡胶及玻璃等各种凹凸面上的高效地转印各种各样的花纹的湿法转印方法。按照本发明，可使湿法转印的过程中所用的有机溶剂损失为最小，不需要价格昂贵的环保设备，因此，与以往的喷射法相比较，可以更简单的工序，经济地进行湿法转印。另外，通过适宜调节本发明的有机溶剂的组合物的成分比，也可期待取得具有非常优良的物性的转印凹凸的附带效果。
图1是表示由本发明中使用的浆料层、主薄膜层及印刷层构成的转印用薄膜。
Claims (3)
1.湿法转印用有机溶剂的组合物，其含有甲乙酮10wt％～60wt％；二甲苯10wt％～50wt％；乙二醇单丁基醚10wt％～50wt％及异佛尔酮5wt％～12wt％。
2.湿法转印方法，包括制备用于湿法转印的印刷有花纹的转印膜；将权利要求1所述的有机溶剂的组合物涂敷在目的物上；将印刷有花纹的转印膜浮在转印槽内温度为30℃～50℃的水中，在转印膜上压上涂敷有上述有机溶剂组合物的目的物，通过水压将上述花纹转印在物体的表面上；将上述印刷有花纹的目的物在沉积槽中，用40℃～80℃的热水洗涤后，用烘箱干燥。
3.权利要求2所述的湿法转印方法，其特征在于：印刷有花纹的转印膜的制造包括(I)取得浆料层工序、(II)涂敷主膜层工序、(III)印刷工序；(I)取得浆料层工序，首先，相对于全体浆料层重量，配合水45％、聚乙烯醇22％、浆料12％、淀粉6％、砂糖3％、肥皂4％、骨胶2％、乳胶4％、硅油1％及水溶性防电剂1％，在100℃下溶解后，加入到辊内，以4m/min的速度压印出48μm的膜后，在70℃的热风条件下干燥，再用冷风干燥；(II)涂敷主膜层工序，相对于主膜层的全体重量，配合水50％、聚乙烯醇23％，淀粉10％、砂糖3％、肥皂5％、骨胶2％、乳胶5％、硅油1％及水溶性防电剂1％，在100℃下溶解后，加入到辊内，以3m/min～10m/min的速度压印出48μm的膜后，在70℃的热风条件下干燥，再用冷风干燥而得到的主膜层被复在上述浆料层的一面上；(III)印刷工序，相对于印刷油墨的全部体积，利用溶解在25％稀释剂中的含25％陶瓷颜料及50％氟树脂的油墨，用照相凹版、胶印、丝网印刷法将目的花纹印刷在上述制造的主膜层上。
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