TW202031817A - 底材塗層處理方法 - Google Patents

Abstract

本發明提出一種底材塗層處理方法，其方法包含：於底材表層噴塗底漆塗層，藉由砂紙或砂輪機對底漆塗層研磨至所需的粒徑尺寸；於底漆塗層上噴塗至少一層中漆塗層，根據應用所需圖形，藉由遮罩進行圖案化，並將對中漆塗層研磨至所需的粒徑尺寸；其中，底漆塗層與中漆塗層包含成膜漆劑與硬化助劑，其比例的範圍為1：1~1：5。

Description

底材塗層處理方法

本發明涉及一種底材塗層處理方法，更詳而言之，為一種透過改善塗層處理步驟，以及成膜漆劑和硬化助劑的比例，在降低材料塗層處理時間的同時，亦能控制可見光到達表面時的物理現象，達到應用所需的視覺效果。

材料塗層處理，係指將塗料，如油漆、水彩、釉料，塗佈在材料的表面上，形成一固態塗膜，使材料表面得以具有耐衝擊、防水、耐腐蝕、耐熱、導電等機械性質的增強，或是，藉由固態塗膜本身的顏色或粒徑，改變光的反射、散射等光學特性，達到增加視覺效果的目的。上述目的中，以增加視覺效果來說，人類對於將材料表面以塗層進行處理的歷史由來以久，在漢、唐代，已有名為「漆雕」的工藝，而傳世的作品則以宋代為大宗，由明代張應文所著「清秘藏」中記載：「宋人雕紅漆器，多以金銀為胎，妙在雕法圓熟，藏鋒不露。」，其製作的流程包含製漆、製胎、研磨、拋光等等，過程繁複，用時很長，在古代也一直是皇室貴冑的陳設品。

以往，塗層處理主要使用由漆樹上採割而得，呈現乳白色膠狀黏液的生漆作為塗料，其成分一般由漆酚(Urushiol)、樹膠質、少量有機物質和水分組成，根據不同的產地，其成分亦有相當大的差異。生漆的優點在於色澤亮麗，其塗膜的硬度可達到0.65(漆膜值/玻璃值)以上，耐磨性佳，且附著力強，能附著於大多數常見的材料上(如木頭、石頭等)，對塗層的數量沒有限制。然則，生漆的保存期限較短，若貯存過久會有腐敗與較難乾燥成膜的現象，且雖然生漆乾燥的時間只需24-48小時，但其塗膜在硬化的過程中要達到反應完全的時間則須半年至一年以上(塗膜完全硬化的時間)，原因在於生漆中催化漆酚進行成膜反應的作用的時間較長，過程中也需要維持溫度在攝氏25-30度，以及相對溼度 70-80度之間，因此以生漆作為塗料時間成本高，較不利於大量生產。

現代對於塗層處理所用的塗料，其成分由四個部分所組成，即成膜物質、溶劑、顏料、助劑。其中成膜物質是塗料的基礎，它對塗料和塗膜的性能起決定性的作用，當塗料中的溶劑漸漸風乾或揮發後，成膜物質則因黏度逐漸增大或因成膜物質的化學反應，會在材料表面形成一連續的塗膜，現代的塗料主要使用天然樹脂或人工合成樹脂，例如：醇酸樹脂、丙烯酸樹脂、氯化橡膠樹脂、環氧樹脂等；溶劑能將塗料中的成膜物質溶解，或作為分散劑將塗料中的成分得以均勻分佈，而當塗層處理後又能塗膜從中揮發至大氣，其成分可能為水、有機溶劑等等；顏料在標準狀態下可能呈現為固態的色粉，或為液態的流體，其功能為使塗料呈現色彩，並具有遮蓋材料表面的作用；助劑不能獨立形成塗膜，但可以作為塗膜的一個組分而在塗料中存在，助劑的作用是對塗料或塗膜的某一特定方面的性能起改進作用，例如消泡、潤濕、防沉降、催干、硬化等等。

在先前的技術中，中國專利CN102294322A提出了一種以鋼琴漆在材料(木材)上進行塗層處理的方法，其方法的流程中，包含了木材前處理的一次研磨、表面的塑色、噴塗底漆、二次研磨與成品拋光的過程，該方法雖然揭示了研磨中砂紙所使用的號數，以及在鋼琴漆處理過後的木材表面依然能保有其紋路的特點，但是其並未揭示如何以鋼琴漆在其他材料上根據視覺上的應用形成特定圖案的方式，以及如何調整助劑比例以達到特定目的，如加快塗膜硬化的步驟，因此，在現時時點上，市場上仍然需要一種能依照視覺上的應用，將鋼琴漆形成於材料上，同時改進生漆的塗膜硬化時間過久，以利大量生產的方法。

有鑑於此，本發明提出了一底材塗層處理方法，其包含下列步驟：於底材表層噴塗底漆塗層；藉由砂紙、水砂紙，或砂輪機對底漆塗層研磨至所需的底漆塗層粒徑尺寸，或將底漆塗層表面凸起部分予以磨平；於底漆塗層上噴塗中漆塗層，該中漆塗層的層數可為至少一層；將中漆塗層藉由應用所需圖 形之遮罩進行第一圖案的圖案化；以及，藉由砂紙或砂輪機針對中漆塗層進行研磨至所需的中漆塗層粒徑尺寸，或將中漆塗層表面凸起部分予以磨平；其中，底漆塗層與中漆塗層包含成膜漆劑與硬化助劑，其比例的範圍為1：1~1：5。

根據本發明內容，上述的成膜漆劑的主成分以聚氨酯(Polyurethane)材料與丙烯酸系樹脂(Acrylic resin)為基底，特點為漆膜強韌，附著力強，因此能耐水氣與磨蝕。

根據本發明內容，上述的硬化助劑的主成分以聚異氰酸酯(Polyisocyanate)為基底。

根據本發明之內容，圖案化的過程使用之遮罩可為任意形狀，在本發明之較佳的實施例中，該遮罩具有一直徑為1-10公分的圓孔，在圖案化的過程中，將該遮罩至於欲圖案化的中漆塗層部位，朝四周加以拖動或以砂紙、砂輪機研磨形成所欲形成的外形。

根據本發明之內容，底材塗層處理方法步驟，更包含於中漆塗層上噴塗表漆塗層。

根據本發明內容，表漆塗層之成分，為俗稱凡立水(Varnish，或Clear Coating)的透明塗料，在本發明實施例中，其主成分可選自酯膠清漆、蟲膠清漆、酚醛清漆、醇酸清漆、硝基清漆、丙烯酸清漆，或聚酯酯膠清漆以在表漆塗層形成一透明的保護膜。

根據本發明之內容，所述底材塗層處理方法步驟，更包含將表漆塗層進行研磨至所需的表漆塗層粒徑尺寸，或將底漆塗層表面凸起部分予以磨平，其中，表漆塗層由於為透明無色，表漆塗層處理完畢後，其所顯現的顏色為中漆塗層之顏色。

以上所述係用以說明本發明之目的、技術手段以及其可達成之功 效，相關領域內熟悉此技術之人可以經由以下實施例之示範與伴隨之圖式說明及申請專利範圍更清楚明瞭本發明。

200‧‧‧底材塗層處理方法

S1-S10‧‧‧方法步驟

301‧‧‧底材

303‧‧‧底漆塗層

305‧‧‧中漆塗層

307‧‧‧表漆塗層

309‧‧‧第一圖案

309A‧‧‧第一位置

309C‧‧‧第二位置

311‧‧‧第二圖案

401‧‧‧圓孔

501‧‧‧直線型縫隙

如下所述之對本發明的詳細描述與實施例之示意圖，應使本發明更被充分地理解；然而，應可理解此僅限於作為理解本發明應用之參考，而非限制本發明於一特定實施例之中。

圖1係說明利用本發明方法可形成材料塗層的外觀。

圖2說明本發明的方法步驟。

圖3說明利用本發明的方法所形成材料塗層的堆疊結構。

圖4顯示在本發明實施例中，用作圖案化，具有圓孔的遮罩。

圖5顯示在本發明另一實施例中，用作圖案化，具有直線協縫隙的遮罩。

本發明將以較佳之實施例及觀點加以詳細敘述。下列描述提供本發明特定的施行細節，俾使閱者徹底瞭解這些實施例之實行方式。然該領域之熟習技藝者須瞭解本發明亦可在不具備這些細節之條件下實行。此外，本發明亦可藉由其他具體實施例加以運用及實施，本說明書所闡述之各項細節亦可基於不同需求而應用，且在不悖離本發明之精神下進行各種不同的修飾或變更。本發明將以較佳實施例及觀點加以敘述，此類敘述係解釋本發明之結構，僅用以說明而非用以限制本發明之申請專利範圍。以下描述中使用之術語將以最廣義的合理方式解釋，即使其與本發明某特定實施例之細節描述一起使用。

本發明之目的，在於利用以聚氨酯(Polyurethane，PU)材料為基 底的鋼琴漆，取代並改善傳統技術以生漆為塗料進行塗層處理時，雖然色澤深邃且華麗，塗膜硬度高且耐磨性佳，但塗膜完全硬化的時間太長，導致產業上不易大量生產的缺點，並探討使用鋼琴漆為塗料進行塗層處理時，其最佳化的成膜漆劑與硬化助劑的比例，使塗膜在硬化時間上可被控制在一符合時間成本的範圍，有利於產業的利用。此外，本發明之另一目的，在於提升上述產業利用的同時，利用本發明中塗層處理方法，得依照實際上的應用，將鋼琴漆形成於底材上，提高底材表面耐衝擊、防水、耐腐蝕、耐熱、耐光照等機械性質，以及增進底材的視覺效果。

此外，在本發明中，鋼琴漆的塗料包含了成膜漆劑、顏料，與硬化助劑。其中成膜漆劑的主成分以聚氨酯(Polyurethane)材料或/與丙烯酸系樹脂(Acrylic Resin)的混合物為基底，成膜漆劑則包含了成膜物質與溶劑，並可依據需要添加額外的溶劑調整成膜漆劑的濃度。在本發明的一實施例中，該溶劑可為以甲苯、醋酸丁酯等多種有機溶劑所配製，俗稱香蕉水(Lacquer Thinner，或Isoamyl Acetate)或天那水調整成膜漆劑的濃度，而硬化助劑的主成分以聚異氰酸酯(Polyisocyanate)為其主成分。此外，底漆塗層(303)、中漆塗層(305)與表漆圖層(307)的塗料可依防水、耐腐蝕或遮蓋，以顏料調整出所需顏色與其濃淡，以使鋼琴漆的底漆塗層(303)、中漆塗層(305)與表漆圖層(307)呈現出不同的視覺效果。

請參閱圖1-3，本發明提出了一種底材塗層處理方法(200)，可應用於各式器具，如花盆、漆盒、鋼琴、桌面、磁磚、鉛筆盒、碗碟、工藝品之表面，其包含下列步驟：在步驟(S3)中，藉由噴筆或刷頭，於底材(301)表層噴塗底漆塗層(303)；於步驟(S4)，藉由砂紙、水砂紙，或砂輪機對底漆塗層(303)研磨至所需的底漆塗層(303)粒徑尺寸，或將底漆塗層(303)表面凸起部分予以磨平；步驟(S5)，於底漆塗層(303)上噴塗中漆塗層(305)，該中漆塗層(305)的層數可為至少一層；於步驟(S6)中，將中漆塗層(305)藉由應用所需圖形之遮罩進行第一圖案(309)的圖案化；以及，步驟(S7)，藉由砂紙或砂輪機針對中漆塗層(305)進行研磨至所需的中漆塗層(305)粒徑尺寸，或將中漆塗層(305)表面凸起部分予以磨平；其中，底漆塗層(303)與中漆塗層(305)包含成膜漆劑與硬化助劑，其比例的 範圍為1：1~1：5，該成膜漆劑和硬化助劑的比例，可依照應用的需要，例如控制塗膜硬化的速度與時間進行調整。

於一實施例中，底材塗層處理方法(200)包含下列步驟：於步驟(S1)中，清潔底材之表層，其中用作清潔底材之溶劑可為但不限於水、酒精、丙酮、乙腈、醋酸、甲醇，或以上的組合，使塗料在噴塗的過程中較為容易附著在底材(301)上，提高塗料的耐久性；於步驟(S2)中，研磨底材(301)之表層，將表層之平面性質均質化，使塗料在噴塗的過程中得以均勻分布於底材(301)之上，避免噴塗過程中塗料於表面上凹凸不平。

在本發明的一觀點中，上述步驟(S4)與步驟(S7)的研磨過程可以依據應用之需要，將底漆塗層(303)與中漆塗層(305)每噴塗一層即分別研磨，亦可為將底漆塗層(303)與中漆塗層(305)於步驟(S3)與步驟(S5)噴塗完成後，才進行研磨的步驟。請參閱圖1，其顯示了在其中一實施例中第一圖案(309)經由圖案化形成於底材(301)之上的一應用其況。在上述實施例中，於中漆塗層(305)噴塗完畢12-24個小時後，以進行圖案化所需的遮罩於中漆塗層(305)的表面，於欲圖案化的部位，朝四周加以拖動或以砂紙、砂輪機研磨所欲形成的外形。此外，由於中漆塗層(305)依照應用的需要為數層時，其研磨的深度可被控制以使不同第一位置(309A)和第二位置(309C)所裸露出的中漆塗層(305)不同，從而可造成不同的視覺效果，例如，不同的中漆塗層(305)因顏料調整不同，而使第一位置(309A)和第二位置(309C)的顏色不同。

值得注意的是，於步驟(S6)與步驟(S8)第一圖案(309)與第二圖案(311)圖案化的過程中，中漆塗層(305)的層數為不只一層，當圖案化的遮罩，如圖4中，具有直徑為1-10公分的圓孔(401)形狀覆蓋在中漆塗層(305)之上時，砂紙、砂輪機的研磨方式可為一漸層式的研磨，亦即，其研磨的深度藉由不同號數的砂紙，並具有一可預設的梯度大小與方向，除使上述中第一位置(309A)第一位置(309A)和第二位置(309C)所裸露出的中漆塗層(305)不同外，亦可使第一位置(309A)和第二位置(309C)上，中漆塗層(305)的粒徑尺寸不同，使中漆塗層(305)最終可呈現一具有消光-光澤漸進變化的視覺效果。

此外，在本發明之另一實施例中，請參閱圖3和圖5，第二圖案(311)可為一長條形之形狀。該邊線式形狀之圖案化方式，為藉由一具有直線型縫隙(501)的遮罩，將第二圖案(311)噴塗於中漆塗層(305)之上，以形成一具有複數個長條形的第二圖案(311)於中漆塗層(305)的表面。此外，第二圖案(311)的大小、間距可依應用的需要，使用不同形狀的遮罩進行圖案化，例如，該長條形的第二圖案(311)亦可為一具有彼此垂直正交的網格式形狀，以增加底材(301)表面上的視覺效果，同時其乾燥硬化的時間可控制在30分鐘-3個小時內，有利於產業上大量生產。

在本發明實施例中，中漆塗層(305)在研磨的過程中使用砂紙的號數為100-200號進行初步研磨，而後以200-500號進行進一步研磨，以將中漆塗層(305)的表面粒徑細緻化，砂紙的號數，表示在單位面積內，平均有幾目(mesh)的數量，因此在相同面積內，號數越少，代表砂紙上微粒(Particle)數少，粒徑(Particle Size)較大，在本發明實施例中，中漆塗層(305)對應的粒徑大小約80-25微米(μm)。此外，在研磨的過程中，若使用越高號數的砂紙研磨，則中漆塗層(305)的表面的粒徑越細緻，因此當可見光照射至中漆塗層(305)的表面時，其反射率會較高，反之，若表面的粒徑越粗糙，則會造成可見光的散射率較強，亦即，中漆塗層(305)可依應用的需要，藉由研磨的過程中調控反射率與散射率的比率，以使中漆塗層(305)在視覺上呈現較為光澤，或是較為消光的視覺效果。

根據本發明之內容，底材塗層處理方法(200)更包含，於步驟(S9)中，在中漆塗層(305)上噴塗表漆塗層(307)，和在步驟(S10)，將表漆塗層(307)進行研磨至所需的表漆塗層(307)粒徑尺寸，或將底漆塗層(307)表面凸起部分予以磨平。在本發明之一實施例中，表漆塗層(3)由於使用凡立水，於乾燥後於表面形成一透明保護膜，因此其最終所顯現的顏色為中漆塗層(305)之顏色。表漆塗層(307)之成分，可選自酯膠清漆、蟲膠清漆、酚醛清漆、醇酸清漆、硝基清漆、丙烯酸清漆，或聚酯酯膠清漆，可提高提高整體耐衝擊、防水、耐腐蝕、耐熱、耐光照等機械性能。

承上述，在步驟(S10)中，表漆塗層(307)研磨時，較佳地，可使用200-1000號的砂紙進行研磨，使表漆塗層(307)的粒徑尺寸較小，除使該表漆塗層(307)在塗佈完成後具有保護中漆塗層(307)的效果外，其可呈現出較細緻以及較為光澤的視覺效果。此外，因表漆塗層(307)之粒徑尺存較小(依據砂紙號數與粒徑換算，200-1000號砂紙對應約80-1.5微米)，此即可造成表漆塗層(307)的表面能量(Surface Energy)降低，提高環境中的水氣或微塵粒子附著在表漆塗層(307)上的接觸角(Contact Angle)，使環境中的水氣趨向於自身內部而非表漆塗層(307)的表面，使表漆塗層(307)具有疏水性，因此可使表漆塗層(307)較不易附著，具有容易保持整潔度與光澤的特點。

以上敘述係為本發明之較佳實施例。此領域之技藝者應得以領會其係用以說明本發明而非用以限定本發明所主張之專利權利範圍。其專利保護範圍當視後附之申請專利範圍及其等同領域而定。凡熟悉此領域之技藝者，在不脫離本專利精神或範圍內，所作之更動或潤飾，均屬於本發明所揭示精神下所完成之等效改變或設計，且應包含在下述之申請專利範圍內。

200‧‧‧底材塗層處理方法

S1-S10‧‧‧方法步驟

Claims (9)

1. 一種底材塗層處理方法，包含下列步驟：於一底材之表層噴塗至少一層底漆塗層；於該至少一層底漆塗層上噴塗至少一層中漆塗層，根據應用所需圖形，藉由遮罩進行一第一圖案之圖案化；以及，將該至少一層中漆塗層研磨至所需的粒徑尺寸，或將中漆塗層表面凸起部分予以磨平，該至少一層中漆塗層的粒徑尺寸範圍為25-80微米；此外，該至少一層底漆塗層，與該至少一層中漆塗層，包含比例的範圍為1：1~1：5的一成膜漆劑與一硬化助劑。
2. 如請求項1所述之底材塗層處理方法，該成膜漆劑包含聚氨酯材料或/與丙烯酸系樹脂的混合物。
3. 如請求項1所述之底材塗層處理方法，該硬化助劑包含聚異氰酸酯。
4. 如請求項1所述之底材塗層處理方法，更包含將該至少一層中漆塗層藉由一遮罩圖案化一第一圖案，其中，該遮罩具有直徑為1-10公分的至少一圓孔。
5. 如請求項1所述之底材塗層處理方法，更包含將該至少一層中漆塗層藉由一遮罩圖案化一第二圖案，其中，該遮罩具有至少一直線型縫隙。
6. 如請求項1所述之底材塗層處理方法，更包含在該至少一層中漆塗層上噴塗至少一層表漆塗層，並將該至少一層表漆塗層研磨至粒徑尺寸範圍為1.5-80微米之間。
7. 如請求項6所述之底材塗層處理方法，該至少一層表漆塗層之成分，可包含酯膠清漆、蟲膠清漆、酚醛清漆、醇酸清漆、硝基清漆、丙烯酸清漆、聚酯酯膠清漆，或以上的組合。
8. 如請求項1所述之底材塗層處理方法，更包含藉由至少一溶劑清潔該底材之表層，其中，該至少一溶劑可為水、酒精、丙酮、乙腈、醋酸、甲醇，或以 上的組合。
9. 如請求項1所述之底材塗層處理方法，更包含藉由研磨將該底材表層之平面性質均質化，使塗料在噴塗的過程中得均勻分布於該底材之上。

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