TW593594B - Curable and emboss-formable coating composition, process for metal plates having embossed film and products produced therefrom - Google Patents

Description

593594 玖、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於一種塗料組成物，特別關於一種可硬 化且形成壓花（emboss)之塗料組成物，以及將該塗料組成 5 物塗覆至金屬板後，透過熱硬化來製成具壓花塗膜之金屬 · 板的製備方法，以及藉此所製成之具壓花塗膜之金屬板。 · 【先前技術】 習知中用以製造具壓花外觀（肉眼可辨識之立體花紋） 之彩色金屬板（或鋼捲）之方式主要有二，一為將熱塑型聚 _ 10 氯乙烯（PVC)塗料以一個約200μηι之厚度塗佈於一金屬板 上而立即以壓化親進行熱壓’接著急速冷卻而形成所 欲之花紋。然此法存在有下列幾項缺點：（1 )PVC塗料中多 摻有可塑劑（plasticizer)，例如：鄰苯二甲酸二辛酯（di〇ctyl phthalate，D0P)或鱗酸三甲苯酯（tricresyl phosphate，TCP) 15 等，易因可塑劑移型（migration)而造成環境污染，因而有 環保上之疑慮，歐盟可能於2005年全面立法禁用，其他 · 國家勢必亦朝向禁用或限用此類塗料之方向來立法；（2) ^ 以此法來製造時需塗佈約200μηι之厚度，方能藉由壓花輥 進行熱壓，因此成本較高；（3)此法所製成之PVC塗膜中 20 之花紋亦因受熱或物理外力而消失，並且當PVC塗膜被運 用於室外時，易因受光、受熱而致使可塑劑析出並造成脆 化，因此不適於高溫氣候之使用。 習知中另一用以製備壓花金屬板（或鋼捲）之方法為， 藉由塗膠將PVC材質之壓花型貼皮貼附於金屬基材上，並 4 593594 予、[口而形成具壓花外觀之金屬板（或鋼捲）。此方法 由於使用之材貝仍為pvc，同樣具有類似上述之問題需克 :’例如⑴貼皮價袼較為昂貴，且需藉由連續生產線來製· 造，產速較低；（2)pVC貼皮同樣面臨可塑劑移型污染問 題’（3)當被使用於室外日寺，貼皮用膠並不而于候，·⑷貼皮顏· 色變化困難。 / 據上所述可知，習知以pvc塗料或貼皮來製造具壓花 塗膜之金屬板或鋼捲之方式，或有可塑劑移型污染、因必 要之塗佈厚度而致之成本較高，或有易受光、熱、物理外鲁 力等因素而花紋消失或脆化，或有貼皮顏色變化困難等問 題之存在，就實用性而言尚存在待改良之處，故對於發展 不會有添加劑移型污染、顏色變化容易、成本較低且所形 成塗膜不易脆化之塗料，以及利用該塗料所製成之具壓花 塗膜之金屬板或鋼捲的技術，仍存有強烈需求。 【發明内容】 針對習知技術所存在之缺點，本案發明人經多方研究 · 後’於本發明中提供一種以一聚g旨（P〇lyester)樹脂為主 鲁 劑，添加一硬化劑、一硬化觸媒，並添加一包含至少二對 於該聚酯樹脂溶解力不同之溶劑的複合溶劑，以及添加一 與該聚酯樹脂不互溶之蠟所製成的塗料組成物，以及繼而 將該塗料組成物塗覆至一已覆有一底膜之金屬板上後，透 過熱硬化來製成具壓花塗膜之金屬板的製備方法。 其中由於複合溶劑中之該至少二溶劑對於聚酯樹脂 之溶解力不同，因而與該底膜間之介面張力有差異，致使 5 593594 該塗料組成物無法於底膜上分流平而形成不均勻之表 膜’同時因該％與聚s旨樹脂不相容，會擴大不均勻性並造 成明顯之壓花（肉眼可見之立體花紋），因此可於金屬板上 ^ 形成壓花塗膜。 5 由上述之物理現象可瞭解，本發明可藉由變化成分， · 譬如溶劑與躐之種類，或變化各成分間之含量比例，來控 . 制立體花紋的大小，而製成具有各式各樣壓花塗膜金屬 板。 在第一個方面，本發明提供一種可硬化且形成壓花之 籲 10 塗料組成物，係以一聚酯樹脂為主劑，添加有一硬化劑以 使該聚酯樹脂硬化，並添加有一硬化觸媒、一複合溶劑， 以及一蠟所製成，其特徵在於：該複合溶劑包含至少二對 於該聚酯樹脂溶解力不同之溶劑，並且該躐與該聚酯樹脂 係不互溶。 15 在第二個方面，本發明提供一種製備具壓花塗膜之金 屬板的方法，其包含下列步驟： (I) 將一以聚酯為主之底層塗料，以一預定之厚度塗覆 儀| 至一金屬板上，以於該金屬板上形成一底膜；； (II) 將前述本發明之塗料組成物以一個預定之厚度塗覆 至该底膜上，以於該底膜上形成一表膜；以及 (iii)將由（ii)所得之塗覆有該二層膜之金屬板加熱歷時 一段足夠久之時間以進行熱硬化，並藉此製成一具 壓花塗膜之金屬板。 在第二個方面，本發明提供一種具壓花薄膜之金屬 板，其係由上述本發明之製備方法所製成。 6 25 593594 5 由於本發明之塗料組成物中不需添加可塑劑，因此不 會有可塑劑移型以及滲出而塗膜脆化之問題，且塗覆至金 屬板上之厚度只有約數1 〇個μη!(較佳地，底膜與表膜之總 厚度係不大於25μιη)，所以成本較低，另外可在配製組成 物時視需求添加所需之顏料，因此顏色轉換容易。 【實施方式】 10 15 如圖1與圖2所示，本發明首先係提供一種可硬化且 形成壓花之塗料組成物3，繼而將該塗料組成物3塗覆至 一已覆有一底膜2之金屬板丨後，透過加熱來引發硬化反 應而製成具壓花塗膜之金屬板1。 本發明之可硬化且形成壓花之塗料組成物3係以一聚 酯樹脂為主劑，添加有一硬化劑以使該聚酯樹脂硬化，並 添加有一硬化觸媒、一複合溶劑，以及一蠟4所製得。其 中，該複合溶劑包含至少二對於該聚酯樹脂溶解力不同之 ’合劑，以使組成物無法分流平（如圖丨所示），並利用蠟4 與聚賴脂間之不互溶來擴大不均句，而造成壓花（立體花 紋）之形成（亦即利用物質間不互溶來製造不均勻，進而形 成壓花）（如圖2所示）。

20 較佳地，該複合溶劑包含環酮化合物以及芳香族 劑。在本發明之—具體例中，該環酮化合物係環己酮。、 佳地，該芳香族溶财選自於下_構成之群組：si5〇 油製，油漆溶劑15〇)、S2⑽（中油製之油漆溶劑2〇〇)， 等之、、且口。在本發明之一具體例中，該芳香族溶齊 ^ 2 0 〇 〇 7 593594 較佳地，該蠟4係選自於下列所構成之群組：聚乙烯 蝶、聚丙稀蝶，以及此等之組合。在本發明之一具體例中， 該蠟4係聚丙烯蠟。 較佳地，該聚酯樹脂係擇自具有一介於2000〜8000之 5 重量平均分子量、一介於5〜40之羥價（hydroxy value)，以 及一小於3之酸價（acid value)的聚酯。 較佳地，該硬化劑係選自於下列所構成之群組：聚胺 (polyamine)、異氰酸酯（iS0Cyanate)，以及此等之組合。在 本發明之一具體例中，硬化劑是三聚氰胺（melamine)。 0 較佳地，該硬化觸媒為弱酸，更佳地是含有苯磺酸根 之磺酸，例如可擇自於··對曱苯磺酸（PTSA)、二壬基磺酸 (DNNSA) ’以及此等之組合。在本發明之一具體例中，硬 化觸媒是對甲苯磺酸。 較佳地，以塗料組成物3之總重計，該聚酯樹脂、硬 5 化劑、硬化觸媒、複合溶劑，以及蠟4之含量分別為 70-80wt%、6-10wt〇/〇、〇.5-l.〇wt〇/0、13.3_25wt%，以及 〇.2-0.5wt%。 有關本發明之塗料組成物3之製備可依習知方法來進 行’譬如將各成分予以混合攪拌來製備。 〇 本發明之塗料組成物3可視各式需求來變化其成分 (譬如溶劑與蠟4)之種類，或變化各成分間之含量比例，來 控制立體花紋的大小，而製成具有各式各樣壓花塗膜金屬 板1。亦可添加各種添加劑，譬如可加入金屬顏料來增加 閃爍效果與美感，亦可添加不同之間隔材（sp_)，諸如聚 8 593594 胺、錫膏等來變化出仿真皮及絨毛效果。 再者，本發明提供一種製備具壓花塗膜之金屬板丨的 方法，其包含下列（i)-(iii)步驟： - (i) 將一以聚酯為主之底層塗料，以一個預定之厚度塗 5 覆至一金屬板1上，以於該金屬板1上形成一底膜2 ; . (ii) 將前述本發明之塗料組成物3以一個預定之厚产 塗覆至該底膜2上，以於該底膜2上形成一表膜；以及 (iii) 將由（ii)所得之塗覆有該二層膜之金屬板1加熱歷 時一段足夠久之時間以進行熱硬化，並藉此製成一具壓花 鲁 10 塗膜之金屬板1。 - 適用於本案製備方法之底層塗料中所包含的聚酯係 較大分子量者，以確保對金屬板丨之附著性，較佳地，是 譬如下面之經改良之硬化型塗料，其包含： 一具有一介於10000-20000之分子量、一介於1〇_4〇 15 之經價’以及一不大於5之酸價的聚酯； 甲基化聚胺與異氰酸酯，以作為硬化劑； 二 丁基錫月桂酯（di-n butyltin laurate，簡稱 DBTM)，鲁 以催化異氰酸醋，並促進對金屬板1之附著與防蝕； 對甲苯磺酸，以催化甲基化聚胺； 真溶劑（單一成分或彼此可互溶之溶劑所組成）以促進 /7,L平’譬如單獨使用芳香族溶劑、酯類、酮類等； 此外亦可運用本發明塗料組成物3之發明概念，於底 層塗料中添加鐵氟龍蠟、聚丙烯蠟或聚乙烯蠟等，以藉由 调整底膜2與表膜間之介面張力來促進壓花之形成。再 9 593594 者’亦可視配色及防蝕需求來添加顏料與抗蝕劑 (anticorrosion agent)等。有關上述底層塗料之製備，可參 照各種習知方法來製備，此為此業界所熟知之技術。 較佳地’該製備方法之步驟（iii)係於210_250°C之溫度 下進行。 較佳地，該步驟（iii)之加熱時間為2〇sec_5min。 較佳地，塗覆至金屬板丨之底膜2與表膜之總厚度係 不大於25 μιη’且較佳地，底膜2之厚度係介於12〜20 μιη。 較佳地’適用以本發明製備方法來製備壓花塗膜之金鲁 屬板1係選自於下列所構成之群組：鋼板、鐘辞鋼板、鍍 鋁鋅鋼板，以及不銹鋼板。 以下將以較佳實施例進一步說明本發明，惟該實施例 僅為例示說明之用，而非用以限制本發明。 【實施例】 本實施例係以下列表1所示之成分及含量（以重量百 分比計）來製備本發明之塗料組成物3及底層塗料，繼而藉 由本發明之製備方法’首先將底層塗料以12 μηι之厚度塗馨 覆至一厚度為〇.476mm之鍵鋁辞鋼板上以形成一底膜2， 接著再以7μιη之厚度將本發明塗料組成物3塗覆至該底膜 2上以形成一表膜，最後將已塗覆有二層膜之鋼板置入烘 烤爐中’並加熱至約210〜25(TC間歷時20sec_5min，以使 熱硬化完全，即可製得一具壓花塗膜之鋼板。圖3顯示本 實施例之具壓花塗膜之鋼板的顯微照片（放大二倍）。表2 則詳列本實施例製得之具壓花塗膜之鋼板的物性。 10 593594 表1 成分 聚酯樹脂 聚氣胺 S200 對甲苯磺酸

PP躐4 ~^W wt% 75.0 8.0 5.0 5.5 1.0 0.5 ^層塗料 成分 聚酯樹脂 聚氣胺 異氰酸酯 S200 對曱苯績酸 鐵氟龍蠟4 壓克力流平劑 wt% 50.0 5.5 2.0 8.8 0.5 1.0 0.6 "3Ό 壓克力消泡劑 Ιϊίίρ限^司製，品名為透明漆用支

Si漆ϊΙίϋΓ。公司製，品名為底漆用長鏈 11 593594 表2 物性測試項目 測試方法 評估標準 結果 T-BEND/附著性 ASTM4145 2T/0T 对擠壓性 6mm 艾力生試驗機 是否龜裂 無龜裂 附著 是否剝離 無剝離 财衝擊性 ECCA ASTM D2794 是否龜裂 無龜裂 附著 是否剝離 無剝離 鉛筆硬度 ASTM D3363 是否見底 5H(無見底） 光澤 ASTM D623 60度角 34% 财化性 (24〇C，24hr) 5%NaOH ASTM D1308 是否起泡 無起泡 耐溶劑MEK(次） ASTM D5402 來回擦拭 50次 耐濕性試驗 切邊 JIS K 5400 切邊侵1虫量 0mm 平面 平面是否起泡 無起泡 刀刃 刀刃侵蝕量 0mm 鹽水喷霧試驗 切邊 ASTM Β117 切邊侵蝕量 2mm 平面 平面是否起泡 無起泡 刀刃 刀刃侵餘量 0mm 表面狀況 壓花紋 耐刮性 優 彿水2hr 起泡 是否起泡 無起泡 光澤 60度角 33% T-bend 是否剝離 無剝離

綜上所述，本發明之可硬化且形成壓花之塗料組成物 3因不含可塑劑，因此不會有習知以PVC為主之壓花膜的 5 可塑劑移型污染問題，亦因此不會因可塑劑之滲出而致使 塗膜脆化，且塗覆之厚度較小，相較於PVC壓花貼皮之約 200μηι的厚度所花費之成本較低，另外可在配製組成物時 12 593594 視需求添加所需之顏料，因此亦不會有PVC壓花貼皮顏色 轉換困難之缺點，確實可改善習知之缺點，而製得一具明 顯壓花塗膜之金屬板1。 雖然本發明已藉由上述詳細說明以及較佳實施例來 5 予以闡釋，本發明不應被解釋為受之所限制；相對地，本 毛月實係涵盍，g热知此項技藝者從本案發明說明書所揭 示的技術内容與實施來考量時，可以做出的多種其他不同 等效變化及與修飾。因此，在不偏離本發明之精義下，大 凡依本發明申晴專利範圍及發明說明書内容所作之簡單 10 的等效變化與修飾，皆應仍屬本發明專利涵蓋之範圍内。 【圓式簡單說明】 圖1是一示意圖，說明本發明的較佳實施例于金屬板 上無法分流平而不均勻態樣； 圖2是一示意圖，說明本發明的較佳實施例于金屬板 15 上形成明顯壓花；以及 圖3是一顯微照片圖，顯示本發明的較佳實施例所製 得的該具壓花塗膜的鋼板外觀。 13 593594 【圖式之主要元件代表符號說明】 1 金屬板 3 塗料組成物 2 底膜 4 虫鼠 14

Claims (1)

1. 拾、申請專利範圍： 1. 一種可硬化且形成壓花之塗料組成物，係以_聚§旨樹脂為 主劑，添加有一硬化劑以使該聚酯樹脂硬化，並添加有一 硬化觸媒、一複合溶劑，以及一蠟所製成，其特徵在於： 該複合溶劑包含至少二對於該聚酯樹脂溶解力不同之溶 劑’並且該蠟與該聚酯樹脂係不互溶。 2·根據申請專利範圍第丨項之塗料組成物，其中該複合溶劑 包S玉衣11¾化合物以及芳香族溶劑。 3·根據申請專利範圍第2項之塗料組成物，其中該環酮化合 物為環己酮。 4·根據申請專利範圍第2項之塗料組成物，其中該芳香族溶 劑係選自於下列所構成之群組：S150、S200，以及此等之 組合。 5·根據申請專利範圍第丨項之塗料組成物，其中該蠟係選自 於下列所構成之群組：聚乙烯蠟、聚丙烯蠟，以及此等之 組合。 6·根據申請專利範圍第1項之塗料組成物，其中該聚酯樹脂 具有一介於2000〜8000之重量平均分子量、一介於5〜40 之經價，以及一小於3之酸價。 7_根據申請專利範圍第丨項之塗料組成物，其中該硬化劑係 選自於下列所構成之群組：聚胺、異氰酸酯，以及此等之 組合。 8.根據申請專利範圍第丨項之塗料組成物，其中該硬化劑為 二聚氰胺。 15 •根據申睛專利範圍第1項之塗料組成物，其中該硬化觸媒 為含有苯績酸根之績酸。 10·根據申睛專利範圍第9項之塗料組成物，其中該硬化觸媒 係選自於下列所構成之群組：對甲苯磺酸、二壬基磺酸， 以及此專之組合。 11.根據申請專利範圍第1項之塗料組成物，其中以組成物之 總重計’該聚酯樹脂、硬化劑、硬化觸媒、複合溶劑，以 及蝶之含量分別為 70-80wt%、6-10wt%、〇.5_l.〇wt%、 13.3-25wt%，以及 〇 2-〇 5wt〇/〇。 12·—種製備具壓花塗膜之金屬板的方法，其包含下列步驟： (l) 將一以聚酯為主之底層塗料，以一個預定之厚度 k覆至一金屬板上，以於該金屬板上形成一底膜； 出）將申請專利範圍第i項所述之塗料組成物以一個 預又之厚度塗覆至該底膜上，以於該底膜上形成 一表膜；以及 (m) 將由（ii)所得之塗覆有該二層膜的金屬板加熱歷 時奴足夠久之時間以進行熱硬化，並藉此製成 一具壓花塗膜之金屬板。 13·根據巾凊專利範圍第12項之製備具壓花塗膜之金屬板的 :法旦其中該底層塗料包含一具有一介於i _〇，_之 刀里"於10-40之爹！價，以及一不大於5之酸價的 聚醋。 14·根據申請專利範圍第！2 g # 固罘2項之製備具壓花塗膜之金屬板的 方法，其中該步驟㈣係於210_25(rc之溫度下進行。 工5.根射請專利範圍第12項之製備具㈣塗膜之金屬板的 方法’其中該步驟㈣中之加熱時間為2〇sec-5min。 16 593594 1 6·根據申請專利範圍第1 2頂之制供θ厂 ^ ^ ^ A ^ 員之製備具壓花塗膜之金屬板的 方法，其中该金屬板伤、联ώ μ个 傲係噠自於下列所構成之群組：鋼板、 鍍鋅鋼板、鍍鋁辞鋼姑 卞驷瑕，以及不錄鋼板。 17·—種具壓花薄膜夕八 項中壬 、之孟屬板，其係由申請專利範圍第12至 、壬—項之方法所製備而得。 17