CN205076999U - 一种金属表面用预涂膜 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种金属表面用预涂膜。本实用新型所述的金属表面用预涂膜，从下至上依次包括：基材层、中间层和热熔胶层，所述基材层、中间层和热熔胶层相互紧密结合；所述基材层从下至上依次包括：硬化涂层、底材层以及印刷层，所述底材层、硬化涂层以及印刷层相互紧密结合。与现有的金属表面用预涂膜相比，本实用新型提供的预涂膜不仅具有耐磨抗划性能，而且能够增强预涂膜与金属铁板之间的粘附力，满足后处理中耐水煮、耐弯折的要求，达到后续加工工序对覆膜铁测试的要求，且充分利用现有的预涂膜生产线，有效降低了预涂膜制备的成本，且相比干式覆铁薄膜制品而言，显著降低了覆铁薄膜和覆铁工艺的成本。

Description

一种金属表面用预涂膜

技术领域

本实用新型涉及金属表面覆膜技术领域，特别是涉及一种金属表面用预涂膜。

背景技术

应用于制罐行业的覆膜板，俗称为覆膜铁(LaminatedSteel)，是采用PET，PVC，VCM或PP薄膜与金属板材(镀锌板，冷轧板，铝板，不锈钢板)进行覆合而成，可代替内涂、外涂技术。具体制备方法是将塑料薄膜覆盖在铁板上面，中间使用粘合剂，通过加热加压处理后，使塑料薄膜和铁板两种不同性质的物质粘合在一起，形成铁/塑合一的表面装饰加工技术。它对金属铁板起保护和装饰作用，可广泛应用于金属包装领域，如化工桶、食品罐、杂物罐等，也可应用于装饰领域，如家电面板、门板等。

传统的金属罐/桶保护技术主要是采用内壁喷涂环氧树脂的方法来加工，但该涂料里含有双酚A类(Bis-phenolA)的有害物质，是一种国际公认的环境激素，对人体损害极大。

现在普遍采用干式覆膜技术来对金属板覆膜，该工艺采用干式复合生产线，将溶剂型胶水涂布于金属板上，经烘箱烘干后与薄膜粘接。然而该技术的应用中，烘干过程中会有溶剂挥发，溶剂的挥发会对环境造成危害，覆膜后的铁板也容易有溶剂残留，烘干不全还会产生气泡和粘接力不足的问题；且覆膜后需要对覆膜铁进行高温熟化才能保证粘结力，该工艺既耗能，生产效率又低。

另外，随着技术的发展，金属覆膜板对膜品的要求越来越高，不仅需要薄膜具备与金属板之间的高强度粘接性能，还要求覆膜板表面耐磨、不易划伤，此外，有些还要求覆膜板具有耐水煮的性能。

基于上述缺陷和需求，本实用新型提供了一种能够直接通过热压覆盖在金属表面的预涂膜，并提供了覆膜的方法，该方法全程无溶剂挥发，覆膜金属无化学残留，生产过程节能、环保、安全、高效，可同时实现保护环境、安全生产、安全使用目的。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提出一种金属板用预涂膜。所述预涂膜具有耐磨性能且具备耐水煮性能，其与金属铁板之间具有良好的粘接力。

本实用新型所述的金属板用预涂膜，从下至上依次包括：基材层、中间层和热熔胶层，所述基材层、中间层和热熔胶层相互紧密结合；

其中，所述中间层由包括聚氨酯或丙烯酸酯乳液和固化剂的混合物形成；中间层作为基材层和热熔胶层的连结层，不仅可极大地提高两层之间的附着力(附着力可达3N/15mm)，而且采用该中间层形成的预涂膜还可满足耐100℃水煮30min以上的要求。

其中所述聚氨酯为本领域常用的聚氨酯乳液，聚氨酯乳液一般是指以低聚物多元醇、扩链剂、二异氰酸酯为原料，以通常方法制备的聚氨酯分散于水所形成的乳液。市售的配方有很多种，基本都能满足本实用新型中间层的需要。

所述丙烯酸酯乳液可选用本领域常用的丙烯酸酯乳液，一般可选用丙烯酸甲酯等。

所述热熔胶层由改性EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物)、PE(聚乙烯)、EEA(乙烯-丙烯酸乙酯树脂)、EAA(乙烯丙烯酸共聚物)或EMA(乙烯-丙烯酸甲酯共聚物)形成；改性热熔胶层作为本实用新型的预涂膜与金属表面热压复合的表面，能够增强预涂膜与铁板之间的粘结力，同时也能够满足后续加工工序的要求。

热熔胶层中，所述改性EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物)、PE(聚乙烯)、EEA(乙烯-丙烯酸乙酯树脂)、EAA(乙烯丙烯酸共聚物)或EMA(乙烯-丙烯酸甲酯共聚物)都可以选用本领域常用的适宜成膜的类型。

所述基材层从下至上依次包括：硬化涂层、底材层以及印刷层，所述底材层、硬化涂层以及印刷层相互紧密结合；所述硬化涂层由包括水性聚氨酯分散体和固化剂的混合物形成。其中所述水性聚氨酯为本领域常用的水性聚氨酯乳液，为本领域常用的聚氨酯乳液，聚氨酯乳液一般是指以低聚物多元醇、扩链剂、二异氰酸酯为原料，以通常方法制备的聚氨酯分散于水所形成的乳液。

本实用新型中所述的金属预涂膜的各组成层的厚度可根据本领域所需要的各种产品的厚度来选择，特别的，本实用新型提出所述底材层的厚度为8-50μm，所述硬化涂层的厚度为2-10μm，印刷层的厚度为1-4μm，中间层的厚度为0.5-3μm，热熔胶层的厚度为8-30μm。

底材层的厚度优选为9～15μm。

硬化涂层的厚度优选为2.5-4μm。

印刷层的厚度优选为2-3μm。

热熔胶层的厚度优选为12-19μm。

所述硬化涂层中水性聚氨酯分散体的重量百分比为15％-50％；且所述固化剂的重量百分比为15％以下，其余成分包括流平剂、成膜剂、增稠剂和去离子水稀释剂。

所述流平剂为有机硅类流平剂，所述成膜剂为乙二醇醚类、乙二醇醚酯类或酯醇类，所述增稠剂包括丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯共聚物，所述稀释剂为去离子水。

其中，所述硬化涂层中的固化剂为脂肪族异氰酸酯类，如六亚甲基二异氰酸酯或者异佛尔酮二异氰酸酯等，通过设置硬化涂层，使得预涂膜的表面具有耐磨性能(硬度可达H以上)。

另外，所述中间层中聚氨酯或丙烯酸酯乳液的重量百分比为30％-60％，所述固化剂的重量百分比为10％以下，其余成分包括消泡剂、流平剂和稀释剂；所述消泡剂为有机硅乳液消泡剂，所述流平剂为有机硅类流平剂；所述稀释剂为去离子水。

其中，所述中间层中的固化剂为异氰酸酯类，如六亚甲基二异氰酸酯或者异佛尔酮二异氰酸酯等。

所述中间层的涂布干重为0.2-3g/m²。

中间层的涂布干重优选为1.0-2.5g/m²。

所述底材层为双向拉伸聚酯层；

所述印刷层就是将图案采用本领域常用的方法印刷在硬化涂层上表面，基于硬化涂层的物理性质，本实用新型所述印刷层的印刷油墨优选为东洋(天津东洋油墨有限公司)或DIC(上海DIC油墨有限公司)凹版塑料复合油墨；通过设置印刷层，可满足市场对不同颜色覆膜品的需求。

优选的，所述热熔胶层由EVA形成时，其中热熔胶层中的VA重量百分比为10％-30％且熔融指数为10-25g/10min；优选地，热熔胶树脂中的VA重量百分比为15％-20％，并且熔融指数为10-20g/10min。

当所述热熔胶由LDPE构成时，熔融指数为5-25g/10min，优选地，熔融指数为6-20g/10min。

当所述热熔胶层由PE形成时，其熔融指数为5-25g/10min。

本实用新型还提供上述金属预涂膜的制备方法。

本实用新型所述的金属预涂膜的制备方法，包括以下步骤：

(1)将包括聚氨酯分散体和固化剂的混合物的涂布在所述底材层的下表面，形成硬化涂层；

(2)采用印刷油墨在底材层上表面印刷，形成印刷层，由所述底材层、所述硬化层和所述印刷层构成基材层；

(3)在所述印刷层的上表面涂布由聚氨酯或丙烯酸酯乳液和固化剂形成的混合物并烘干，形成中间层；

(4)在所述中间层上表面涂覆改性EVA、PE、EEA、EAA或EMA以形成热熔胶层，从而得到预涂膜。

进一步的，所述制备方法还包括，在步骤(3)中，先对所述印刷层的上表面进行电晕处理，使所述印刷层的表面达因值达到36以上，然后再在经过电晕处理的所述印刷层上表面涂布由聚氨酯或丙烯酸酯乳液和固化剂形成的混合物并烘干，所述烘干温度为65-95℃。

其中，在涂布之前，对所述聚氨酯或丙烯酸乳液与固化剂的混合物进行40-1000转/min的低速分散处理。

所述低速分散处理的时间为6-15分钟。

所述步骤(1)中，在涂布之前，先对所述聚氨酯分散体与固化剂的混合物进行2000-5000转/min的高速分散处理。

所述高速分散处理的时间为10-20分钟。

与现有的金属表面用预涂膜相比，本实用新型提供的预涂膜不仅具有耐磨抗划性能，而且能够增强预涂膜与金属铁板之间的粘附力，满足后处理中耐水煮、耐弯折的要求，达到后续加工工序对覆膜铁测试的要求，且其制备方法充分利用现有的预涂膜生产线，有效降低了预涂膜制备的成本，且相比干式覆铁薄膜制品而言，显著降低了覆铁薄膜和覆铁工艺的成本。

附图说明

图1是根据本实用新型实施例的预涂膜的结构示意图；

图2是根据本实用新型实施例的预涂膜的基材层的结构示意图。

其中，1为基材层；2为中间层；3为热熔胶层；11为底材层；12为硬化涂层；13为印刷层；111为印刷层13和底材层11之间的结合面；112为硬化涂层12和底材层11之间的结合面。

具体实施方式

为进一步说明本实用新型，特提供以下具体实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下述实施例旨在用于解释本实用新型，而不用于限制本实用新型的保护范围。

如没有特别指出，本实施例中采用的设备都是本领域内常用的设备，采用的主辅料都是本领域常用的主辅料。

实施例1

如图1和图2所示，根据本实用新型实施例的预涂膜，包括基材层1、中间层2和热熔胶层3。

具体而言，基材层1包括底材层11、硬化涂层12和印刷层13。

其中，底材层11为双向拉伸聚酯(BOPET)层。底材层11的厚度可以为8-50μm，厚度优选为9～15μm。

按以下步骤制备本实用新型所述的金属表面用预涂层。

步骤一：提供双向拉伸聚酯层作为底材层11。

步骤二：将包括聚氨酯分散体和固化剂的混合物的硬化涂层12利用涂布设备涂布在底材层11的第一面112上。

步骤三：将包括东洋塑料复合油墨的印刷层13利用印刷机涂布在底材层11的第二面111上，以形成基材1。

步骤四：在印刷层13上涂布按上述配比制备的聚氨酯和固化剂的混合液，并利用烘干设备进行烘干处理，使聚氨酯固化在在印刷层13上以形成中间层2。

在步骤四实施之前，先对基材1的印刷层13表面进行电晕处理，以获得一定量的如羰基类的极性基团。电晕处理后印刷层13的表面达因值能够达到36以上。烘干温度可设在85℃，烘干后的中间层2的厚度约为2μm。

步骤五：通过挤出复合设备将EVA热溶胶层3热压复合到中间层2上。

具体而言，将载有固化的中间层2的基材1通过挤出复合生产线的导辊被送至复合位置，同时挤出机挤出热熔胶层3。在邻近挤出复合生产线的复合位置处设有臭氧发生器，由臭氧发生器产生的臭氧喷吹到挤出机挤出的EVA流延膜上，臭氧的浓度为40％，功率800W，气体流量为3.5SCXFM,臭氧使树脂的流延表面产生一些极性基团，然后基材1与流延通过挤出复合生产线复合位置的啮合辊的挤压相结合，形成复合膜。

再经过拉伸、冷却、修边后热熔胶层的厚度为15μm。从而获得预备膜。

另外，考虑到热熔胶层3的极性较弱，为了使产品在应用中(即本实用新型实施例的预涂膜与印刷品复合过程中)具有良好的粘结力，优选地，对热熔胶层3的表面进行电晕处理，以获得一定量的极性基团。以润湿张力(即达因值)表示电晕处理程度，则电晕处理后热熔胶层3的表面达因值在48-54之间。

制备的预涂膜的性能符合国家标准和行业标准。金属表面用耐水煮PET预涂膜技术指标要求见表1(其中MD为纵向，TD为横向)。

表1金属表面用耐水煮PET预涂膜技术指标要求

实施例2

本实用新型实施例2与实施例1的区别在于热熔胶层3采用改性LDPE。由于PE的熔融指数较高，其所需的加工温度也高。在挤出机设备温度控制中，将挤出机流延的温度设置为改性PE的加工温度。

实施例2中其他步骤均与实施例1中相应步骤相同，在此不再赘述。实施例2中其他步骤均与实施例1中相应步骤相同，在此不再赘述。制备的预涂膜的性能符合国家标准和行业标准。金属表面用耐水煮PET预涂膜技术指标要求见表1(其中MD为纵向，TD为横向)。

实施例3

与实施例2区别在于没有印刷层13。制备的预涂膜的性能符合国家标准和行业标准。金属表面用耐水煮PET预涂膜技术指标要求见表1(其中MD为纵向，TD为横向)。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (3)

1.一种金属表面用预涂膜，其特征在于，从下至上依次包括：基材层、中间层和热熔胶层，所述基材层、中间层和热熔胶层相互紧密结合；所述基材层从下至上依次包括：硬化涂层、底材层以及印刷层，所述底材层、硬化涂层以及印刷层相互紧密结合。

2.如权利要求1所述的金属表面用预涂膜，其特征在于，所述底材层的厚度为8-50μm，所述硬化涂层的厚度为2-10μm，印刷层的厚度为0.5-4μm；中间层的厚度为0.5-3μm，热熔胶层的厚度为8-30μm。

3.如权利要求1或2所述的金属表面用预涂膜，其特征在于，底材层的厚度为9～15μm；硬化涂层的厚度为2.5-4μm；印刷层的厚度为2-3μm；热熔胶层的厚度为12-19μm。