TW201518126A - 裝飾板材之結構及其製造方法 - Google Patents

Abstract

本發明係關於一種裝飾板材之結構及其製造方法，包括：一裝飾層，該裝飾層係由一裝飾材料含浸或塗佈一樹脂後熱壓成型所製成；一熱塑性底層，係結合於該裝飾層之下表面；一第一熱可塑性聚氨基甲酸酯層，係結合於該裝飾層之上表面；以及一熱塑性面層，係結合於該第一熱可塑性聚氨基甲酸酯層之上表面，其中，所述各層間係經熱壓而以熔融方式相結合。藉由該第一熱可塑性聚氨基甲酸酯層可使裝飾層與面層之接著強度增加，而具有更佳之機械強度。

Description

裝飾板材之結構及其製造方法

本發明係關於一種裝飾板材，尤其是關於一種具有提升機械強度之裝飾板材之結構及其製造方法。

目前許多電子產品，例如：手機、平板電腦、筆記型電腦、相機、MP3撥放器或是小型家電以及手提箱、行李箱之外殼，為使其外表美觀或有質感，通常會以印刷特殊圖案或咬花，來使該些產品之外殼達成前述之目的。此外，為使該些產品之外殼強度提升以避免碰撞或摔落時所造成的損傷，也有藉著表面塗覆樹脂或其他材質來減輕或避免摔傷或刮傷產生。

然而，若利用印刷圖案方式來增加美觀性，則常因意外之刮傷或磨損，使印刷圖案遭受破壞，嚴重影響其外觀。若欲以咬花方式提升表面質感，則僅能較單純的改變表面形狀與質感，並不能產生特殊之花紋與顏色。因此，利用紡織品之布紋或是其他例如棉、麻、紙等自然或編織的特殊紋路也成為裝飾板材利用之一種裝飾方式。

習知前述利用纖維紋路作為裝飾板材時，通常係利用熱固性樹脂與前述纖維材料於模具內含浸、加溫、固化後成型。由於熱固性樹脂反應成型之時間長，因而在量產上有很大的限制，而且因為熱固型產品並不利於回收，也有著環保方面的問題。為改善此問題，有進一步利用熱塑性樹脂進行含浸之發明產生，然而即便如此，其所製造出之熱塑性複合材尚需至少於其上下表面黏附以一透明保護層，例如聚碳酸酯，才能作為最終產品使用，但是該熱塑性複合材與聚碳酸酯之接著黏合強度並不高，因 此當有撞擊或摔落時，該聚碳酸酯就容易有剝離的現象，不但造成該等產品不耐於使用，在生產或裝配過程中也常因剝離之情況發生，使加工之效率與良率較低。

此外，雖然有利用黏性較強之接著膠進行改良，然而該等黏膠硬化後會影響原本聚碳酸酯的透明度以及色澤，使蓋覆之纖維圖案其清晰度與顏色表現不如預期，降低了其原本應有之美觀性。

本發明之目的在於提供一種可以提高裝飾板材層間接著強度之裝飾板材結構，使裝飾層與上下相連接之面層與底層不容易剝離。

本發明之次一目的在於提供一種因為板材間能夠避免剝離而使產率與良率提升之裝飾板材結構。

本發明之再一目的在於提供一種以熱塑性樹脂為基體之裝飾板材結構，藉熱壓成型方法降低加工時程而具有量產性，且因屬熱塑性樹脂而具環保性。

本發明之另一目的在於提供一種能夠降低製造溫度之裝飾板材結構，藉由熱可塑性聚氨基甲酸酯(thermoplastic poly-urethane,TPU)的導入，無須較高之熔融溫度，以較低工作溫度即可達到較佳之接著效果，因而可降低製造成本。

為了達成前述之目的，本發明將提供一種裝飾板材之結構，包括：一裝飾層，該裝飾層係由一裝飾材料含浸或塗佈一樹脂後熱壓成型所製成；一熱塑性底層，係結合於該裝飾層之下表面；一第一熱可塑性聚氨基甲酸酯層，係結合於該裝飾層之上表面；以及一熱塑性面層，係結合於該第一熱可塑性聚氨基甲酸酯層之上表面，其中，所述各層間係經熱壓而以熔融方式相結合。

在一實施例中，所述之裝飾板材之結構，其中該裝飾層與該熱塑性底層之間進一步設置一第二熱可塑性聚氨基甲酸酯層。

在一實施例中，所述之裝飾板材之結構，其中該熱塑性底層與該熱塑性面層可分別選自：聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)、ABS樹酯、尼龍(PA)、聚碳酸酯(PC)、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)所組成之群組，但並不以此為限。

在一實施例中，所述之裝飾板材之結構，其中該裝飾材料可選自：玻璃纖維、硼纖維、陶瓷纖維、金屬纖維、聚對苯二甲醯對苯二胺(p-phenylene terephthalamides,PPTA)，也就是芳綸纖維(Aramid fiber)、碳纖維、超高相對分子量聚乙烯纖維(ultra-high molecular weight polyethylene,UHMW-PE)、聚苯並噁唑纖維(Poly(p-phenylene benzobisoxazole,PBO)、2，5-二羥基-1，4-苯撐吡啶並二咪唑(poly(2,6-diimidazo(4,5-b：4’5’-e)pyridinylene-1,4(2,5-dihydroxy)phenylene,PIPD)、聚酯纖維、棉、麻、紙以及木材片所組成的群組，但並不以此為限。

在一實施例中，所述之裝飾板材之結構，其中該樹脂可選自：聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)、ABS樹酯、尼龍(PA)、聚碳酸酯(PC)、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酮(PEK)、聚碸(PSU)、聚苯碸(PPS)、聚醚醯亞胺(PEI)、聚醚碸(PES)、聚醯亞胺(PI)以及聚醯胺醯亞胺(PAI)所組成之群組，但並不以此為限。

本發明之復一目的在於提供一種能夠製造出機械強度提升之裝飾板材之製造方法。

為了達成前述之目的，本發明將提供一種裝飾板材之製造方法，其步驟包括：提供一裝飾層，該裝飾層係由一裝飾材料含浸或塗佈一樹脂後熱壓成型所製成；提供一熱塑性底層，係疊合於該裝飾層之下表面；提供一第一熱可塑性聚氨基甲酸酯層，係疊合於該裝飾層之上表面；提供一熱塑性面層，係疊合於該第一熱可塑性聚氨基甲酸酯層之上表面；進行熱壓，使各層間以熔融方式相結合。

在一實施例中，所述之裝飾板材之製造方法，可進一步提供一第二熱可塑性聚氨基甲酸酯層，疊合於該裝飾層與該熱塑性底層之間。

在另一實施例中，所述之裝飾板材之製造方法，其中該熱塑 性底層與該熱塑性面層可為聚碳酸酯，以及該樹脂可為聚對苯二甲酸乙二酯。

在另一實施例中，所述之裝飾板材之製造方法，其中該熱壓之溫度可為150~280℃，壓力可為3~100N/cm²，但並不以此為限。該溫度可依熱可塑性聚氨基甲酸酯之種類以及熱塑性面層/底層之性質做調整，基本上可控制在使熱可塑性聚氨基甲酸酯熔化但不使裝飾層熔化之溫度即可。

藉由本發明實施例中第一熱可塑性聚氨基甲酸酯層或第二熱可塑性聚氨基甲酸酯層之導入，可使裝飾板材與面層或底層之接著更為緊密，而避免其剝離現象之發生。

以下將配合圖式進一步說明本發明的實施方式，下述所列舉的實施例係用以闡明本發明，並非用以限定本發明之範圍，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可做些許更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

10‧‧‧熱塑性面層

20‧‧‧第一熱可塑性聚氨基甲酸酯層

30‧‧‧裝飾層

40‧‧‧熱塑性底層

50‧‧‧第二熱可塑性聚氨基甲酸酯層

60‧‧‧進料滾輪

70‧‧‧壓板機

80‧‧‧熔融成型裝置

S10‧‧‧提供一熱塑性面層

S20‧‧‧提供一第一熱可塑性聚氨基甲酸酯層

S30‧‧‧提供一裝飾層

S40‧‧‧提供一第二熱可塑性聚氨基甲酸酯層

S50‧‧‧提供一熱塑性底層

S60‧‧‧疊合

S70‧‧‧熱壓處理

S80‧‧‧冷卻

第一圖係本發明第一實施例各材料疊合之示意圖。

第二圖係本發明第一實施例各材料熱壓後之剖面示意圖。

第三圖係本發明第二實施例各材料疊合之示意圖。

第四圖係本發明第二實施例各材料熱壓後之剖面示意圖。

第五圖係本發明第三實施例關於裝飾板材製造方法之步驟流程圖。

第六圖係本發明第三實施例關於裝飾板材製造裝置之示意圖。

請同時參閱第一、二圖，該二圖係本發明第一實施例各材料 疊合示意圖及其接著後之剖面圖。本發明第一實施例之裝飾板材之結構，包括：一熱塑性面層10、一第一熱可塑性聚氨基甲酸酯層20、一裝飾層30以及一熱塑性底層40。其中，熱塑性底層40，係結合於該裝飾層30之下表面，第一熱可塑性聚氨基甲酸酯層20，係結合於該裝飾層30之上表面，而熱塑性面層10，則係結合於該第一熱可塑性聚氨基甲酸酯層20之上表面，亦即，原本裝飾層30係由熱塑性面層10與熱塑性底層40所包夾，而本實施例則於熱塑性面層10與裝飾層30間進一步加入第一熱可塑性聚氨基甲酸酯層20，而增加熱塑性面層10與裝飾層30之接著強度。

熱可塑性聚氨基甲酸酯，與一般傳統的熱固型塑(橡)膠的性質不同，由於其不需硫等可塑劑，在常溫下即具有橡膠般的彈性，若將其加溫，也可像塑膠般成型加工，因此同時具有橡膠及塑膠的特性。此外，其也具有耐曲折、耐衝擊、高抗撕裂強度、高延伸性以及耐低溫等特性。熱可塑性聚氨基甲酸酯依其所聚合之異氰酸酯類型可大致分成脂肪族(aliphatic)與芳香族(aromatic)二類。由於芳香族會有黃變現象，故於本實施例中較佳為脂肪族之熱可塑性聚氨基甲酸酯。另外，若以軟段結構分類，則大致可分為聚酯型(ester)與聚醚型(ether)，其分別含有酯基和醚基。其中，聚醚型具有高強度、耐水解、高回彈性和耐低溫的特性，而聚酯型則具有較好的拉伸性能、撓曲性能、耐摩損性、耐溶劑性以及耐較高溫特性。因此，為使黏著力、機械強度更為提升，於本實施例中較佳為聚酯型熱可塑性聚氨基甲酸酯薄膜。而其厚度一般可為0.05~0.1mm，但並不僅限於此，可依照材料組合的重量配比選用。

於本實施例中，熱塑性面層10與熱塑性底層40係聚碳酸酯(PC)，其亦可為例如：聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、ABS樹酯、尼龍、聚碳酸酯以及聚對苯二甲酸乙二酯等熱塑性樹脂，但並不以此為限。裝飾層30係由一裝飾材料含浸或塗佈一樹脂後熱壓成型所製成，於本實施例中為含浸有聚對苯二甲酸乙二酯(PET)及玻璃纖維布熱壓後所製成，但不以此組合為限。該裝飾材料可選自：玻璃纖維、硼纖維、陶瓷纖維、金屬纖維、聚對苯二甲醯對苯二胺、碳纖維、超高相對分子量聚乙烯纖維、聚苯並噁唑纖維、2，5-二羥基-1，4-苯撐吡啶並二咪唑、聚酯纖維、棉、麻、 紙以及木材片所組成的群組，但並不以此為限；而該樹脂則屬熱塑性，可選自：聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、ABS樹酯、尼龍、聚碳酸酯、聚對苯二甲酸乙二酯、聚醚醚酮、聚醚酮、聚碸、聚苯碸、聚醚醯亞胺、聚醚碸、聚醯亞胺以及聚醯胺醯亞胺所組成之群組，但並不以此為限。

藉由熱可塑性聚氨基甲酸酯熱壓過程中熔融於面層以及裝飾層之間，可將面層與裝飾層之黏著強度大幅增加，因而可避免撞擊後剝離現象之發生，且同時因為透明度極佳，亦不會影響裝飾層圖案之清晰度與色澤，而能保有原本裝飾圖案之美觀性。此外，在一般使用熔點較高之熱塑性面層或底層之情況下，為了讓熱塑性面層或底層熔融而與裝飾層相結合，必須加熱至讓熱塑性面層/底層接近至熔點但不使裝飾層熔化之溫度，因此工作溫度需較高，但利用熱可塑性聚氨基甲酸酯為接著層時，由於熱可塑性聚氨基甲酸酯的熔點約160~220℃，因此可大幅降低所需加工溫度，減少製造成本，以及避免在較高溫度下所造成之材料性質改變。

請同時參閱第三、四圖，該二圖係本發明第二實施例各材料疊合示意圖及其接著後之剖面圖。於本實施例中，係於第一實施例之裝飾層30與熱塑性底層40之間進一步設置一第二熱可塑性聚氨基甲酸酯層50。藉由第二熱可塑性聚氨基甲酸酯層50，也可將裝飾層30與熱塑性底層40做更緊密的黏合，使裝飾層30與熱塑性面層10以及熱塑性底層40間整體之接著強度大幅提升。

請參閱第五圖，該圖係本發明第三實施例關於裝飾板材製造方法之步驟流程圖。為了提升裝飾板材之結構強度，本發明可藉由以下之方法達成此目的。首先於步驟S10~S50中，分別提供一熱塑性面層、一第一熱可塑性聚氨基甲酸酯層、一裝飾層、一第二熱可塑性聚氨基甲酸酯層、一熱塑性底層，之後進行步驟S60，將該些層薄膜依序加以疊合，疊合後於步驟S70中進行熱壓處理，最後經過步驟S80冷卻後，即可成型一裝飾板材。

前述方法中之步驟S40，可依需求調整是否加入，若有加入第二熱可塑性聚氨基甲酸酯層，則裝飾層上下表面依需求都可進一步強力黏著。

請參閱第六圖，該圖係本發明第三實施例關於裝飾板材製造裝置之示意圖。本實施例之裝飾板材製造裝置，設有數個進料滾輪60，可分別依序由上至下將熱塑性面層10、第一熱可塑性聚氨基甲酸酯層20、裝飾層30、第二熱可塑性聚氨基甲酸酯層40、熱塑性底層50等胚料裝配其中。數個進料滾輪60同時進料並經過一壓板機70，將各層加以疊合擠壓，之後再進一步輸送進入熔融成型裝置80，在溫度150~260℃，較佳為170~200℃，壓力為3~100N/cm²下進行熱壓與固化，即可製造出具有高機械強度而不易剝離之裝飾板材。前述溫度可依熱可塑性聚氨基甲酸酯之種類以及熱塑性面層/底層之性質做調整，基本上可控制在使熱可塑性聚氨基甲酸酯熔化但不使裝飾層熔化之溫度即可。

本發明第一與第二實施例(由第三實施例所製造出)之裝飾板材，經利用ASTM-D903方法進行剝離測試，以「聚碳酸酯-裝飾層(玻璃纖維加PET)-聚碳酸酯」為對照組，測量利用熱可塑性聚氨基甲酸酯層做為增強黏著層後，裝飾層與熱塑性面層或/與底層間之剝離強度(每單位寬度之平均荷重，剝離角度為180度)。其測試結果如表1所示： 註：「-」：無法剝離。

經由表1之剝離強度結果可知，藉由本發明熱可塑性聚氨基 甲酸酯層的熔融，其已滲透至裝飾層之玻璃纖維中而強力黏合，並可使聚碳酸酯的面層/底層與裝飾層之接著強度大幅增強，因此可進一步提升機械強度，避免生產過程、裝配或將來使用過程中，所容易產生因碰撞或摔落所造成面層/底層剝離的缺點。

10‧‧‧熱塑性面層

20‧‧‧第一熱可塑性聚氨基甲酸酯層

30‧‧‧裝飾層

40‧‧‧熱塑性底層

50‧‧‧第二熱可塑性聚氨基甲酸酯層

Claims (12)

1. 一種裝飾板材之結構，包括：一裝飾層，該裝飾層係由一裝飾材料含浸或塗佈一樹脂後熱壓成型所製成；一熱塑性底層，係結合於該裝飾層之下表面；一第一熱可塑性聚氨基甲酸酯層，係結合於該裝飾層之上表面；以及一熱塑性面層，係結合於該第一熱可塑性聚氨基甲酸酯層之上表面，其中，所述各層間係經熱壓而以熔融方式相結合。
2. 如申請專利範圍第1項所述之裝飾板材之結構，其中該裝飾層與該熱塑性底層之間進一步設置一第二熱可塑性聚氨基甲酸酯層。
3. 如申請專利範圍第1或2項所述之裝飾板材之結構，其中該熱塑性底層與該熱塑性面層分別係選自：聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、ABS樹酯、尼龍、聚碳酸酯以及聚對苯二甲酸乙二酯所組成之群組。
4. 如申請專利範圍第3項所述之裝飾板材之結構，其中該熱塑性底層與該熱塑性面層係聚碳酸酯。
5. 如申請專利範圍第1或2項所述之裝飾板材之結構，其中該裝飾材料係選自：玻璃纖維、硼纖維、陶瓷纖維、金屬纖維、聚對苯二甲醯對苯二胺、碳纖維、超高相對分子量聚乙烯纖維、聚苯並噁唑纖維、2，5-二羥基-1，4-苯撐吡啶並二咪唑、聚酯纖維、棉、麻、紙以及木材片所組成的群組。
6. 如申請專利範圍第1或2項所述之裝飾板材之結構，其中該樹脂係選自：聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、ABS樹酯、尼龍、聚碳酸酯、聚對苯二甲酸乙二酯、聚醚醚酮、聚醚酮、聚碸、聚苯碸、聚醚醯亞胺、聚醚碸、聚醯亞胺以及聚醯胺醯亞胺所組成之群組。
7. 如申請專利範圍第6項所述之裝飾板材之結構，其中該樹脂係聚對苯二甲酸乙二酯。
8. 一種裝飾板材之製造方法，其步驟包括：提供一裝飾層，該裝飾層係由一裝飾材料含浸或塗佈一樹脂後熱壓成型所製成；提供一熱塑性底層，係疊合於該裝飾層之下表面；提供一第一熱可塑性聚氨基甲酸酯層，係疊合於該裝飾層之上表面；提供一熱塑性面層，係疊合於該第一熱可塑性聚氨基甲酸酯層之上表面；進行熱壓，使各層間以熔融方式相結合。
9. 如申請專利範圍第8項所述之裝飾板材之製造方法，進一步提供一第二熱可塑性聚氨基甲酸酯層，係疊合於該裝飾層與該熱塑性底層之間。
10. 如申請專利範圍第8或9項所述之裝飾板材之製造方法，其中該熱塑性底層與該熱塑性面層係聚碳酸酯，以及該樹脂係聚對苯二甲酸乙二酯。
11. 如申請專利範圍第10項所述之裝飾板材之製造方法，其中該熱壓之溫度係150~260℃。
12. 如申請專利範圍第10項所述之裝飾板材之製造方法，其中該熱壓之壓力係3~100N/cm²。