发明内容
本发明的目的之一是根据人们的爱好和要求,将各种图案或花纹印制在金属材料板上,从而提供一种金属材料装饰板,以克服现有金属材料装饰板上装饰图案单调、制作成本高,及制作过程污染环境等缺陷。
本发明的另一目的是提供一种金属材料装饰板的制备方法,以克服现有技术在制作金属材料装饰板时使用的设备昂贵,方法费时或费料。
本发明的金属材料装饰板为复合层结构,第一层基材为0.1~0.9mm厚的铝板、钢板、锡铁片、镀锌板或马口铁等金属板材;第二层为单色层,第三层为各种装饰图形层;第四层为光固化树脂保护层;第五层为保护膜。
所述的单色层是各种颜色的丙烯酸、聚胺脂或聚脂涂料。
所述的光固化树脂是可见光固化金属专用树脂或者紫外光固化金属专用树脂。
本发明的金属材料装饰板的制备方法,其流程为:
光固化涂料为表面涂层
1.基材制作→2.基材表面处理→3.在金属板的背面涂防锈漆4.在金属板面层制底色→5.在金属板上制备装饰图案→6.在金属板上淋涂或辊涂光固化树脂→7.红外流平→8.可见光固化→9.紫外光固化→10.检验→11.贴保护膜→12.成型→13.包装
本发明的制备工艺条件描述如下:
1.基材制作
按产品的规格要求剪制成符合要求的基材。
2.基材表面处理
在制备本发明的金属材料装饰板时,针对不同金属板材,其前处理的方法,可依据现有技术,分别按不同的清洁金属板材方法清洁金属板。
如铝板、钢板前处理:
将金属表面处理剂或除油剂与水配制成喷涂液,喷涂的喷枪压力调至0.5-1kg,均匀的喷涂于铝板表面,1-5分钟后,用50℃的热水冲洗,经70-80℃对铝板烘干,可进入印制工序。
钢板用磷化液喷涂在钢板表面,经70-90℃烘干1-5分钟,进入印制工序。
因生产金属处理剂、除油剂厂家不同,配制浓度、水的温度、喷涂在金属板表面停留的时间、烘烤的温度以及时间须按生产厂家的说明要求进行操作。
也可以从铝板生产厂家购置已经高温除油的铝板,不需要前处理,直接进行涂装工序。
马口铁板、锡铁片、镀锌板表面平整光滑,有镀锡层,可直接进行涂装工序。
3.在金属板的背面涂防锈漆
用辊涂机在基材的背面涂装防锈涂料,涂层厚度4~8um,涂装温度40~90℃,烘烤5~10分钟。进入下一工序。
4.在金属板面层制底色
对需要印制图案的金属材料装饰板,用有色的丙烯酸、聚酯涂料或聚胺脂涂料辊涂面层,涂层厚度4-10um,140~160℃烘烤20分钟左右。
对不需要印制图案的金属材料装饰板,在基材的正面直接用铝粉涂料、珠光涂料或按所需的有色涂料辊涂,涂层厚度4~10um,或者根据需求确定涂层厚度;在温度为30~120℃的条件下,烘烤5~15分钟。检验表面无滚痕、无沙粒、附着力一级、耐冲击强度合格。进入下一工序。
5.在金属板上制备装饰图案
根据设计图案制备金属胶印版,用彩色油墨,在100~170℃下烘烤10~20分钟,将图案直接胶印在已经涂布底色基材的正面上;检验图案合格,进入下一工序。
6.在金属板上淋涂或辊涂光固化树脂
采用淋涂的工艺进行外表涂装。将光固化树脂放置在淋涂机的装料桶中,将温度升至40~80℃,开启循环泵,让光固化树脂恒温2~4小时,观察淋涂机的淋幕无气泡时,将淋涂机速度开至5~40米/分钟,将涂有有色涂料或已经印制好设计图案的金属基材的面层通过淋幕,调节淋涂层的厚度为50~70um;然后进入红外线流平。
采用辊涂的工艺进行外表涂装,将光固化树脂放置在辊涂机的装料桶中,将温度升至40±5℃,保持恒温,将辊涂机速度开至5~20米/分钟,将涂有有色涂料或已经印制好设计图案的金属基材的面层通过滚轮,调节滚轮的间隙,使涂层的厚度为30~70um;然后进入红外线流平。
7.红外流平
将红外线流平机温度调至40~60℃,时间1~5分钟进行流平。使涂层表面平整光亮。
8.可见光固化
进入装有2~8支0.5~5kw铟灯或镝灯的可见光固化机中,传输速度3~25米/分钟通过可见光照射,使光固化树脂涂层的底层固化。
9.紫外光固化
再进入装有2~6支3~5kw的高压紫外光灯管的光固化机进行紫外光照射,使光固化树脂固化,速度10~20米/分钟,至此外层涂装完毕。
10.检验
检验以上每道工序制作是否合格。
11.贴保护膜
表面贴聚丙烯、聚乙烯等实用于保护物体表面,避免划伤,擦伤的薄膜。对金属板材表面光固化涂层加以保护。
12.成型
按照要求以及产品规格剪切、冲压成型
13.包装
按照产品的规格以及要求对成品包装
或者根据光固化树脂的组成要求,按照上述工艺条件单独采用可见光固化或单独采用紫外光固化。
本发明以聚脂、聚胺脂涂料为表面涂层的工艺方法是:
1.基材制作→2.基材表面处理→3.在金属板的背面涂防锈漆4.在金属板面层制底色→5.在金属板上制备装饰图案→6.在金属板上淋涂或辊涂丙烯酸、聚脂、聚胺脂涂料→7.自然干燥或烘干→8检验→9.贴保护膜→10.成型→11.包装
制备工艺条件描述如下:
2.基材制作
按产品的规格要求剪制成符合要求的基材。
2.基材表面处理
在制备本发明的金属材料装饰板时,针对不同金属板材,其前处理的方法,可依据现有技术,分别按不同的清洁金属板材方法清洁金属板。
如铝板、钢板前处理:
将金属表面处理剂或除油剂与水配制成喷涂液,喷涂的喷枪压力调至0.5-1kg,均匀的喷涂于铝板表面,1-5分钟后,用50℃的热水冲洗,经70-80℃对铝板烘干,可进入印制工序。
钢板用磷化液喷涂在钢板表面,经70-90℃烘干1-5分钟,进入印制工序。
因生产金属处理剂、除油剂厂家不同,配制浓度、水的温度、喷涂在金属板表面停留的时间、烘烤的温度以及时间须按生产厂家的说明要求进行操作。
也可以从铝板生产厂家购置已经高温除油的铝板,不需要前处理,直接进行涂装工序。
马口铁板、锡铁片、镀锌板表面平整光滑,有镀锡层,可直接进行涂装工序。
上述处理方法是常规方法吗?是常用的方法。
3.在金属板的背面涂防锈漆
用辊涂机在基材的背面涂装防锈涂料,涂层厚度4~8um,涂装温度40~90℃,烘烤5~10分钟。进入下一工序。
4.在金属板面层制底色
对需要印制图案的金属材料装饰板,用有色的丙烯酸、聚酯涂料或聚胺脂涂料辊涂面层,涂层厚度4-10um,140~160℃烘烤20分钟左右。
对不需要印制图案的金属材料装饰板,在基材的正面直接用铝粉涂料、珠光涂料或按所需的有色涂料辊涂,涂层厚度4~10um,或者根据需求确定涂层厚度;在温度为30~120℃的条件下,烘烤5~15分钟。检验表面无滚痕、无沙粒、附着力一级、耐冲击强度合格。进入下一工序。
5.在金属板上制备装饰图案
根据设计图案制备金属胶印版,用彩色油墨,在100~170℃下烘烤10~20分钟,将图案直接胶印在已经涂布底色基材的正面上;检验图案合格,进入下一工序。
6.在金属板上淋涂或辊涂光固化树脂
采用淋涂的工艺进行外表涂装。将丙烯酸、聚脂、聚胺脂涂料放置在淋涂机的装料桶中,将温度升至40~80℃,开启循环泵,让丙烯酸、聚脂、聚胺脂涂料恒温2~4小时,观察淋涂机的淋幕无气泡时,将淋涂机速度开至5~40米/分钟,将涂有有色涂料或已经印制好设计图案的金属基材的面层通过淋幕,调节淋涂层的厚度为50~70um;然后进入下一工序。
采用辊涂的工艺进行外表涂装,将丙烯酸、聚脂、聚胺脂涂料放置在辊涂机的装料桶中,将温度升至40±5℃,保持恒温,将辊涂机速度开至5~20米/分钟,将涂有有色涂料或已经印制好设计图案的金属基材的面层通过滚轮,调节滚轮的间隙,使涂层的厚度为30~70um;然后进入下一工序。
或者根据丙烯酸、聚脂涂料或者聚胺脂涂料生产厂家的产品使用要求进行淋涂或辊涂涂装。
7.烘干或自然干燥
在温度为30-90℃的条件下烘烤15-60分钟。或者将已经涂有丙烯酸、聚脂涂料或者聚胺脂涂料照光层的金属板材水平放置在无尘通风的环境,5-20小时自然干燥(时间根据涂料使用要求而定)。至此外层涂装完毕。
8.检验
检验以上每道工序制作是否合格。
9.贴保护膜
表面贴聚丙烯、聚乙烯等实用于保护物体表面,避免划伤,擦伤的薄膜。对金属板材表面光固化涂层加以保护。
10.成型
按照要求以及产品规格剪切、冲压成型
11.包装
按照产品的规格以及要求对成品包装
所述的保护膜是聚丙烯、聚乙烯等实用于保护物体表面,避免划伤,擦伤的薄膜。
本发明的金属装饰板,由于金属装饰板的表面保护膜是用光固化树脂以淋涂或辊涂工艺制作而成,即美观又有立体感的镜面效果,而且具有抗划伤、耐老化,易清洗、不易燃的优点;同时还可根据人们所需求的尺寸制作,减少浪费,生产场地小,降低成本,并且设备投资少,效率高,节约能源,制作过程不产生污染,保护环境。
具体实施方式
实施例1.
本发明的实施例中所用的测试方法(见下表)
表一:性能检测方法
测试项目 |
规范 |
备注 |
涂膜厚度 |
GB1764-79(89) |
干膜ASTM笔D14002-87 |
铅笔硬度 |
GB/T6739-1996 |
三菱UNI硬度2H笔(NCAA11-12) |
弯曲度 |
GB1731-79 |
(NCAA11-19) |
附着力 |
GB/T9286-1998 |
1mm×1mm方格试验(NCAA11-5) |
耐冲击力 |
GB1732-88 |
500gm×50cm×1/2inchO |
耐沸水性 |
GB/T9274-1988 |
102℃沸水24小时浸渍 |
耐溶剂性 |
GB/T9274-1988 |
MEK和溶剂往复擦拭70次以上 |
耐酸性 |
GB/T9274-1988 |
10%硫酸H2SO4浸渍7日 |
耐碱性 |
GB/T9274-1988 |
10%硫酸NAOH.HCL浸渍7日 |
耐侯性 |
GB1865-80(89) |
1000小时加速耐侯,QUV |
实施例1:铝材装饰板的制备
基材铝板:厚度0.38mm 宽度15cm 长度5m
用50wt%的金属表面处理剂水溶液,压力0.6kg的喷枪均匀的喷涂在铝板表面,滞留5分钟,用60℃的热水冲洗2分钟,再用冷水(常温)冲洗两分钟,温度80℃烘干。辊涂机用过氯乙烯离子型防锈涂料,在铝板背面底涂,使涂层均匀,涂层厚度8um,80℃烘烤15分钟。用白色的聚酯涂料辊涂面层,涂层厚度9um,150℃烘烤20分钟,用黄色印铁油墨在白色面层胶印木纹,涂层厚度2um,100℃烘烤15分钟。再在淋涂机上淋光固化树脂,淋涂机上料槽温度55℃,传输速度16米/分钟,铝板白色表层的光固化树脂厚度53um。在温度55℃的红外线下流平3分钟,进入装有3支1kw的铟灯,2支5kw紫外灯,传输速度为16米/分钟的光固化机,固化后经检验指标达到合格标准,贴保护膜,即得铝装饰板成品。
实施例2:铝材、锡铁片材、马口铁材镀锌板材装饰板制备
基材:经高温除油铝板 厚度0.48mm 宽度70cm 长度70cm
锡铁板 厚度0.30mm 宽度35cm 长度35cm
马口铁板 厚度0.15mm 宽度18cm 长度40cm
镀锌板 厚度0.52mm 宽度38cm 长度60cm
辊涂机用过氯乙烯离子型防锈涂料在金属板背面均匀辊涂,涂层厚度6um(干膜),80℃烘烤15分钟,用聚氨酯铝粉闪光涂料在辊涂机上辊涂金属板面层,涂层厚度8um(干膜),130℃烘烤15分钟。再在淋涂机上淋光固化树脂,淋涂机上料槽温度55℃,传输速度16米/分钟,金属板铝粉涂料表层的光固化树脂厚度50um。在温度55℃的红外线下流平3分钟,进入装有6支5kw的铟灯,传输速度为10米/分钟的光固化机,固化后经检验指标达到合格标准,贴保护膜,即得金属装饰板成品。
实施例3:钢材装饰板的制备
基材:薄钢板 厚度0.25mm 宽度50cm 长度50cm
90%的除油剂水溶液,压力0.7kg的喷枪均匀的喷涂在钢板表面,滞留3分钟,用80℃的热水冲洗1分钟,再用冷水(常温)冲洗两分钟,温度80℃烘干,用95%的磷化液,压力0.8kg的喷枪均匀的喷涂在板板表面,温度90℃烘烤10分钟。用银灰色的聚酯涂料辊涂面层,涂层厚度8um,150℃烘烤20分钟,再在淋涂机上淋光固化树脂,淋涂机上料槽温度55℃,传输速度16米/分钟,钢板银灰色表层的光固化树脂厚度56um。在温度55℃的红外线下流平3分钟,进入装有3支5kw紫外灯,传输速度为16米/分钟的光固化机,固化后经检验指标达到合格标准,贴保护膜,即得钢材装饰板成品。
实施例4:马口铁材装饰板制备
基材马口铁: 厚度0.15mm 宽度18cm 长度45cm
辊涂机用过氯乙烯离子型防锈涂料在马口铁板背面均匀辊涂,涂层厚度6um(干膜),80℃烘烤15分钟,----用白色的聚酯涂料辊涂面层,涂层厚度9um(干膜),150℃烘烤20分钟,用黄褐色印铁油墨在白色面层胶印木纹,涂层厚度2um,100℃烘烤15分钟。再在淋涂机上淋光固化树脂,淋涂机上料槽温度55℃,传输速度16米/分钟,马口铁表层的光固化树脂厚度53um。在温度55℃的红外线下流平3分钟,进入装有3支5kw紫外灯,传输速度为16米/分钟的光固化机,固化后经检验指标达到合格标准,贴保护膜,即得马口铁材装饰板成品。
实施例5:钢材装饰板的制备
基材:薄钢板 厚度0.30mm 宽度30cm 长度65cm
90%的除油剂水溶液,压力0.9kg的喷枪均匀的喷涂在钢板表面,滞留5分钟,用60℃的热水冲洗2分钟,再用冷水(常温)冲洗两分钟,温度80℃烘干,用95%的磷化液,压力0.8kg的喷枪均匀的喷涂在板板表面,温度90℃烘烤10分钟。用白色的聚酯涂料辊涂面层,涂层厚度9um,150℃烘烤20分钟,用蓝色印铁油墨在白色面层胶印花纹,涂层厚度2um,120℃烘烤13分钟。再在淋涂机上淋光固化树脂,淋涂机上料槽温度50℃,传输速度15米/分钟,钢板彩色表层的光固化树脂厚度55um。在温度50℃的红外线下流平3分钟,进入装有6支5kw的铟灯,传输速度为12米/分钟的光固化机,固化后经检验指标达到合格标准,贴保护膜,即得钢材装饰板成品。
实施例6:铝材、锡铁片材、马口铁、薄钢板材装饰板制备(聚脂)
基材:经高温除油铝板 厚度0.48mm 宽度70cm 长度70cm
锡铁板 厚度0.30mm 宽度35cm 长度35cm
马口铁板 厚度0.15mm 宽度18cm 长度40cm
经前处理的薄钢板 厚度0.25mm 宽度50cm 长度50cm
辊涂机用过氯乙烯离子型防锈涂料在金属板背面均匀辊涂,涂层厚度6um(干膜),80℃烘烤25分钟,用聚氨酯铝粉闪光涂料在辊涂机上辊涂金属板面层,涂层厚度8um(干膜),130℃烘烤15分钟。再在淋涂机上淋聚脂树脂,淋涂机上料槽温度55℃,传输速度16米/分钟,金属基材表层的聚脂涂料厚度50um。在温度55℃的红外线下流平3分钟(根据要求选择有无流平)。进入烘烤箱,在温度为90℃的条件下烘烤30分钟。经检验指标达到合格标准,贴保护膜,成型,即得金属装饰板成品。
实施例7:铝材、锡铁片材、马口铁、薄钢板树装饰板制备(聚胺脂)
基材:经高温除油铝板 厚度0.48mm 宽度70cm 长度70cm
锡铁板 厚度0.30mm 宽度35cm 长度35cm
马口铁板 厚度0.15mm 宽度18cm 长度40cm
经前处理的薄钢板 厚度0.25mm 宽度50cm 长度50cm
辊涂机用过氯乙烯离子型防锈涂料在金属板背面均匀辊涂,涂层厚度6um(干膜),80℃烘烤25分钟。用白色的聚酯涂料辊涂面层,涂层厚度9um,150℃烘烤20分钟,用黄色印铁油墨在白色面层胶印木纹,涂层厚度2um,100℃烘烤15分钟。再在淋涂机上淋聚胺脂树脂,淋涂机上料槽温度55℃,传输速度16米/分钟,金属基材表层的聚胺脂涂料厚度58um。在温度50℃的红外线下流平3分钟(根据要求选择有无流平)。进入烘烤箱,在温度为90℃的条件下烘烤30分钟。经检验指标达到合格标准,贴保护膜,成型,即得金属装饰板成品。
实施例8:铝材、锡铁片材、马口铁材镀锌板材装饰板制备
基材:经高温除油铝板 厚度0.48mm 宽度70cm 长度60cm
锡铁板 厚度0.30mm 宽度35cm 长度43cm
马口铁板 厚度0.15mm 宽度18cm 长度55cm
镀锌板 厚度0.52mm 宽度38cm 长度60cm
辊涂机用过氯乙烯离子型防锈涂料在金属板背面均匀辊涂,涂层厚度6um(干膜),80℃烘烤15分钟,用聚氨酯铝粉闪光涂料在辊涂机上辊涂金属板面层,涂层厚度8um(干膜),130℃烘烤15分钟,再在辊涂机上辊涂可见光固化树脂,传输速度16米/分钟,金属板铝粉涂料表层的可见光固化树脂厚度54um。在温度55℃的红外线下流平3分钟,进入装有6支5kw的铟灯,传输速度为10米/分钟的光固化机,固化后经检验指标达到合格标准,贴保护膜,成型,即得金属装饰板成品。
表二:
表三:性能检测结果(见下表)
测试项目 |
规范 |
结果 |
备注 |
涂膜厚度 | GB1764-79(89) |
50-70um,均匀 | 干膜ASTM笔D14002-87 |
铅笔硬度 | GB/T6739-1996 | H~2H |
三菱UNI硬度2H笔(NCAA11-12) |
弯曲度 |
GB1731-79 |
≤3mm | |
附着力 | GB/T9286-1998 |
100/100不剥离 |
1mm×1mm方格试验(NCAA11-5) |
耐冲击力 |
GB1732-88 |
>50 |
1kg.cm |
耐沸水性 |
GB/T9274-1988 |
通过 |
102℃沸水24小时浸渍 |
耐溶剂性 |
GB/T9274-1988 |
通过 |
MEK和溶剂往复擦拭70次以上 |
耐酸性 |
GB/T9274-1988 |
通过 |
10%硫酸H2SO4浸渍7日 |
耐碱性 |
GB/T9274-1988 |
通过 |
10%硫酸NAOH.HCL浸渍7日 |
耐侯性 |
GB1865-80(89) |
8~10年 |
1000小时加速耐侯,QUV |
光泽度 |
高光 | |
≥95 | |
平光 | | | |
无光 | | | |