TWI669331B - 模外轉印用聚烯烴膜及其製造方法、模外轉印用複合結構 - Google Patents

模外轉印用聚烯烴膜及其製造方法、模外轉印用複合結構 Download PDF

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Abstract

本發明公開一種模外轉印用聚烯烴膜及其製造方法、模外轉印用複合結構。模外轉印用聚烯烴膜是由模外轉印用組成物所形成，且模外轉印用組成物包含100重量份的聚丙烯樹脂、1至100重量份的功能性樹脂、1至50重量份的填充劑以及0.1至50重量份的添加劑。聚丙烯樹脂具有介於3至20之間的熔融指數。通過使用具有特定熔融指數的成分作為原料，本發明的模外轉印用聚烯烴膜具有優良的物理特性而特別適用於模外裝飾技術領域。

Description

模外轉印用聚烯烴膜及其製造方法、模外轉印用複合結構
本發明涉及一種聚烯烴膜及其製造方法及包括聚烯烴膜的複合結構，特別是涉及一種模外轉印用聚烯烴膜及其製造方法、模外轉印用複合結構。
模外轉印(又稱模外裝飾，Out-Mold Decoration，OMD)為模內裝飾(In-Mold Decoration，IMD)技術的延伸。模外轉印技術主要包括在高壓與真空條件下將轉印膜的圖案或是印刷層轉印於各類成品表面而形成裝飾層，因此，模外轉印又可稱為高壓真空轉印。模外轉印技術用的轉印膜可以分為撕膜型(Out-Mold Release，OMR)與不撕膜型(Out-Mold Forming，OMF)兩種。相較於傳統噴塗技術與模內裝飾技術，模外轉印可以良好地適用於具有高度曲面或是銳角的產品且適用於各種材料，並具有製程污染性低、製程時間短、成本低與良率高等優點，因此已成為具有高度市場競爭力的裝飾技術。
在現有技術中，一般是使用以聚乙烯對苯二甲酸酯(Polyethylene Terephthalate，PET)為主的塑膠材料來製造轉印膜。然而，PET具有較差的耐溫性而無法應用於高溫加熱塑型的製造過程中。另外，PET的硬度較高，因此，在應用於曲面的曲率較大的產品表面或是產品彎角處時，容易發生破裂的情形。
因此，在現有技術中，對於用於模外轉印技術的轉印膜而言， 如何在同時兼顧製程簡易度及成本考量之下確保轉印效果的精緻度並提升製程良率，仍是本領域中待改進的問題。
本發明所要解決的技術問題在於，針對現有技術的不足提供一種模外轉印用聚烯烴膜及其製造方法、模外轉印用複合結構，以克服前述待改進的問題。
為了解決上述的技術問題，本發明所採用的其中一技術方案是，提供一種模外轉印用聚烯烴膜，其是由一模外轉印用組成物所形成，所述模外轉印用組成物包含100重量份的一聚丙烯樹脂、1至100重量份的一功能性樹脂、1至50重量份的一填充劑以及0.1至50重量份的一添加劑，其中，所述聚丙烯樹脂具有介於3至20g/10min之間的熔融指數。
為了解決上述的技術問題，本發明所採用的另外一技術方案是，提供一種模外轉印用聚烯烴膜的製造方法，其包括：將一模外轉印用組成物進行混練膠化以形成一膠化料，以及將所述膠化料進行壓延，以形成所述模外轉印用聚烯烴膜。所述模外轉印用組成物包含100重量份的一聚丙烯樹脂、1至100重量份的一功能性樹脂、1至50重量份的一填充劑以及0.1至50重量份的一添加劑，且所述聚丙烯樹脂具有介於3至20g/10min之間的熔融指數。
為了解決上述的技術問題，本發明所採用的另外再一技術方案是，提供一種模外轉印用複合結構，其包括一模外轉印用聚烯烴膜、一黏著層以及設置於所述模外轉印用聚烯烴膜與所述黏著層之間一離型層。所述模外轉印用聚烯烴膜是由一模外轉印用組成物所形成，所述模外轉印用組成物包含100重量份的聚丙烯樹脂、1至100重量份的一功能性樹脂、1至50重量份的一填充劑以及0.1至50重量份的一添加劑，且所述聚丙烯樹脂具有介於3至20g/10min之間的熔融指數。
本發明的其中一有益效果在於，本發明所提供的模外轉印用 聚烯烴膜及其製造方法、模外轉印用複合結構，其能通過“模外轉印用組成物包含100重量份的聚丙烯樹脂、1至100重量份的一功能性樹脂、1至50重量份的一填充劑以及0.1至50重量份的一添加劑，且所述聚丙烯樹脂具有介於3至20g/10min之間的熔融指數”的技術方案，以使得模外轉印用聚烯烴膜可以良好地適用於模外轉印用複合結構中，並提升模外轉印製造方法所生產的產品上的立體包覆精緻度，進而改良產品的品質。
為使能更進一步瞭解本發明的特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明的詳細說明與圖式，然而所提供的圖式僅用於提供參考與說明，並非用來對本發明加以限制。
S‧‧‧模外轉印用複合結構
1‧‧‧模外轉印用聚烯烴膜
2‧‧‧離型層
3‧‧‧黏著層
4‧‧‧底漆層
5‧‧‧硬塗層
6‧‧‧印刷層
圖1為本發明實施例所提供的模外轉印用聚烯烴膜的製造方法的流程圖；圖2為本發明實施例所提供的模外轉印用複合結構的其中一種實施方式示意圖；以及圖3為本發明實施例所提供的模外轉印用複合結構的另一種實施方式的示意圖。
以下是通過特定的具體實施例來說明本發明所公開有關“模外轉印用聚烯烴膜及其製造方法、模外轉印用複合結構”的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所公開的內容瞭解本發明的優點與效果。本發明可通過其他不同的具體實施例加以施行或應用，本說明書中的各項細節也可基於不同觀點與應用，在不悖離本發明的構思下進行各種修改與變更。另外，本發明的附圖僅為簡單示意說明，並非依實際尺寸的描繪，事先聲明。以下的實施方式將進一步詳細說明本發明的相關技術內容，但所公開的內容並非用以限制本發明的保護範圍。
本發明提供一種模外轉印用聚烯烴膜，其是由模外轉印用組成物所形成。具體來說，本發明所使用的模外轉印用組成物是包含100重量份的聚丙烯樹脂、1至100重量份的功能性樹脂、1至50重量份的填充劑以及0.1至50重量份的添加劑。在本發明的實施例中，模外轉印用組成物是以聚丙烯樹脂配合使用功能性樹脂、填充劑與添加劑，以賦予所製成的模外轉印用聚烯烴膜所欲的特性。
舉例而言，用於本發明的模外轉印用組成物的聚丙烯樹脂可以具有介於3至20g/10min之間的熔融指數(Melt Flow Index，MFI)。在本發明實施例中，可選用具有低熔點且延展性佳的聚丙烯樹脂。聚丙烯樹脂的熔點可以是介於130至155℃之間。
在本發明的實施例中，功能性樹脂是作為改質劑，且可以是具有優良延展性且熔點低的樹脂，例如具有介於0.3至30g/10min之間的熔融指數的高密度聚乙烯(HDPE)、具有介於0.3至30g/10min之間的熔融指數的線性低密度聚乙烯(LLDPE)或是低密度聚乙烯(LDPE)。在一種實施方式中，功能性樹脂可以包含上述聚乙烯樹脂的兩種以上的混合物。然而，本發明不以上述所舉的例子為限。
舉例而言，功能性樹脂可以包含1至50重量份的高密度聚乙烯、1至100重量份的線性低密度聚乙烯或是1至100重量份的低密度聚乙烯。值得一提的是，功能性樹脂中可以不包括高密度聚乙烯，即高密度聚乙烯的用量可為0。採用上述功能性樹脂作為模外轉印用組成物的組分可以使得所製成的模外轉印用聚烯烴膜具有良好的延展性而能夠良好包覆於目標產品的表面。換句話說，通過功能性樹脂的使用，可以使得所製成的模外轉印用聚烯烴膜具有所希望的軟硬度。同時，通過功能性樹脂的選用，可以使得所製成的模外轉印用聚烯烴膜具有希望的透明度而有利於進行定位轉印。
除此之外，功能性樹脂的種類與特性可以依據模外轉印技術的操作溫度來進行選擇。具體而言，在進行模外轉印加工成序時，加熱塑型可以大致區分為低溫塑型(溫度約為90℃至110℃)以及高溫塑型(溫度約為110℃至130℃)。當採用低溫塑型來進行模外轉印加工時，模外轉印用組成物中的功能性樹脂可以選用1至50重量份的高密度聚乙烯、30至100重量份的線性低密度聚乙烯、30至100重量份的低密度聚乙烯或是其任意組合。另外，當採用高溫塑型來進行模外轉印加工時，模外轉印用組成物中的功能性樹脂可以選用1至30重量份的高密度聚乙烯、1至30重量份的線性低密度聚乙烯、1至30重量份的低密度聚乙烯或是其任意組合。
在本發明實施例所提供的模外轉印用聚烯烴膜的模外轉印用組成物中，填充劑可以是玻璃纖維、石綿纖維、碳纖維、硼纖維、雲母、矽石、滑石粉、矽酸鹽、碳酸鈣、金屬氧化物以及炭黑的一或多種。使用填充劑可以使模外轉印用聚烯烴膜具有較高強度及硬度或是可以改良其抗括擦性或耐熱性。另外，添加劑可以是光安定劑、紫外線吸收劑、乙烯醋酸乙烯酯共聚物(EVA)或是乙烯基烯烴共聚物彈性體等。在本發明中，填充劑以及添加劑的種類不在此限制，且可以在達到模外轉印用聚烯烴膜所希望的特性的前提下選用及調整。
在本發明中，可以通過捏煉機(Kneader)將模外轉印用組成物混練膠化，再通過壓延機(Calender，又稱膠布機)將膠化料壓延而形成模外轉印用聚烯烴膜。具體來說，採用壓延機來對由模外轉印用組成物形成的膠化料進行壓延有助於使後續製成的模外轉印用聚烯烴膜具備優異的特性。接下來，請配合圖1，以下將針對模外轉印用聚烯烴膜的製造方法進行詳細說明。另外，有關模外轉印用聚烯烴膜的物理特性，將於稍後進行說明。
如圖1所示，本發明實施例所提供的模外轉印用聚烯烴膜的製造方法包括：將模外轉印用組成物進行混練膠化，以形成膠化 料(步驟S100)；以及將膠化料進行壓延，以形成模外轉印用聚烯烴膜(步驟S102)。
承上所述，用於步驟S100中的模外轉印用組成物可以是上述包含100重量份的聚丙烯樹脂、1至100重量份的功能性樹脂、1至50重量份的填充劑以及0.1至50重量份的添加劑的模外轉印用組成物。換句話說，模外轉印用組成物中的組分種類與配比都如同先前所述。
在本發明的實施例中，步驟S100可以通過捏煉機而將模外轉印用組成物中的各個組分混合、捏合以及進行膠化，藉此形成膠化料。接下來，在步驟S102中，可以通過壓延機而將膠化料壓延成形，進而生產一片狀材料。在將膠化料壓延成形後，還可以進一步將壓延而成的片狀材料進行拉伸、壓花以及表面處理等步驟。舉例而言，通過對片狀材料進行壓花處理，可以使得所形成的模外轉印用聚烯烴膜的至少一個表面具有希望轉印至產品表面的立體圖案(例如紋路，諸如髮絲紋、碳纖維紋等)。在本發明的其中一個實施方式中，模外轉印用聚烯烴膜是經過電暈(Corona)處理後的材料層。
除此之外，在形成模外轉印用聚烯烴膜後，可以將模外轉印用聚烯烴膜與其他的層狀材料相互結合，以形成模外轉印用複合結構。本發明實施例所提供的模外轉印用複合結構的詳細內容將於稍後敘述。
接下來，將針對本發明實施例所提供的模外轉印用聚烯烴膜的特性進行說明。具體來說，以下特性是與模外轉印用組成物的組分選用與比例有關。在本發明中，適當調控模外轉印用組成物的組分及相關特性(例如熔融指數)可以獲得具有下列特性的模外轉印用聚烯烴膜。
承前所述，通過使用上述模外轉印用組成物，本發明實施例所提供的模外轉印用聚烯烴膜可以具有至少4000psi的縱向拉伸 強度以及至少3000psi的橫向拉伸強度，以及介於600至950%之間的縱向伸長率以及介於400至900%之間的橫向伸長率。在其中一種實施方式中，模外轉印用聚烯烴膜可以具有至少6000psi的縱向拉伸強度以及4500psi以上的橫向拉伸強度。具體來說，具有上述特性的模外轉印用聚烯烴膜是具備優良的機械強度以及延展性，如此一來，在高溫下進行高壓真空轉印時可以確保產品的轉角等處不發生轉印膜破裂的情形。
除此之外，在其中一個實施方式中，本發明實施例所提供的模外轉印用聚烯烴膜具有至少34dyne/cm的表面張力。事實上，在將模外轉印用聚烯烴膜應用於模外轉印加工成序中時，一般須將模外轉印用聚烯烴膜與其他結構層，例如底漆(primer)層相互結合而使用。據此，具有較高表面張力(例如至少34dyne/cm的表面張力)的模外轉印用聚烯烴膜可以提供其與底漆層之間良好的密著性。
另外，本發明實施例所提供的模外轉印用聚烯烴膜還可以依據產品的需求具有特定範圍內的表面粗度。舉例而言，依據產品表面所希望形成的圖案，可以通過調整模外轉印用組成物中添加劑的種類與比例，或是通過製造方法中的壓花或是表面處理步驟來賦予模外轉印用聚烯烴膜不同的表面粗度。在本發明的實施例中，模外轉印用聚烯烴膜可以具有介於10至30之間的表面粗度(ER)以及介於25至60之間的表面粗度(GR)。表面粗度(ER)代表模外轉印用聚烯烴膜用以與壓花鋼輪接觸的表面的表面粗度，即，所述表面是壓花鋼輪處理面。或者壓花鋼輪處理面也可以是用以與底漆層(primer)接觸的表面。另外，表面粗度(GR)則是指壓花橡膠面的表面粗度。除此之外，模外轉印用聚烯烴膜的表面的光澤度也可以依據所採用的填料或是添加劑來加以調整。
針對本發明實施例所提供的模外轉印用聚烯烴膜，其可以具有介於0.08至0.2mm之間的厚度，以及介於0.9至1.0之間的比 重。在本發明的一個實施方式中，用於低溫轉印的模外轉印用聚烯烴膜具有約0.15mm的厚度以及介於0.905至0.965之間的比重。在本發明的另一個實施方式中，用於高溫轉印的模外轉印用聚烯烴膜具有約0.15mm的厚度以及介於0.93至0.99之間的比重。
為了在進行模外轉印加工時便於將轉印膜(可以是包括模外轉印用聚烯烴膜以及其他層狀材料)貼合並對位於產品的表面，模外轉印用聚烯烴膜較佳是具有透明的外觀。舉例而言，模外轉印用聚烯烴膜可以具有85%以上的穿透率。
接下來，請參閱圖2以及圖3。圖2為本發明實施例所提供的模外轉印用複合結構的其中一種實施方式示意圖，而圖3為本發明實施例所提供的模外轉印用複合結構的另一種實施方式的示意圖。
如圖2所示，本發明實施例所提供的模外轉印用複合結構S包括模外轉印用聚烯烴膜1、黏著層3以及設置於模外轉印用聚烯烴膜1與黏著層3之間的離型層2。在本發明實施例所提供的模外轉印用複合結構S中，模外轉印用聚烯烴膜1可以由上述模外轉印用組成物所形成。如上所述，模外轉印用組成物包含100重量份的一聚丙烯樹脂、1至150重量份的功能性樹脂、1至50重量份的填充劑以及1至50重量份的添加劑，且所述聚丙烯樹脂具有介於3至20g/10min之間的熔融指數。
換句話說，由上述模外轉印用組成物及/或上述模外轉印用聚烯烴膜的製造方法所形成的模外轉印用聚烯烴膜1可以與其他層狀材料相互結合而形成模外轉印用複合結構S。在模外轉印用複合結構S中，黏著層3是用以黏附於目標產品的加工表面，以在高壓真空轉印的步驟中，將模外轉印用聚烯烴膜1或是其他將用以賦予產品加工表面圖案的層狀材料固定於產品的加工表面上。舉例而言，黏著層3可以是熱熔膠(Hot Melt Adhesive，HMA)層。然而，本發明不針對黏著層3的材料加以限定。
另外，模外轉印用複合結構S中的離型層2是用以在進行高壓真空轉印的步驟之後，將模外轉印用聚烯烴膜1自產品的加工表面分離。經過分離之後的模外轉印用聚烯烴膜1也可以被再次用於其他產品的轉印程序。
接下來，請參閱圖3。比較圖2與圖3可知，圖3所示的實施方式與圖2所示的實施方式的主要差異在於，圖3中的模外轉印用複合結構S包括較多的層狀材料。詳細來說，在此實施方式中，模外轉印用複合結構S包括模外轉印用聚烯烴膜1、離型層2、黏著層3、底漆層4、硬塗層5以及印刷層6。以下將針對上述多種層狀材料進行進一步說明。
承上所述，圖3所示的模外轉印用複合結構S的模外轉印用聚烯烴膜1、離型層2以及黏著層3的用途與特性都如同先前針對圖2的說明所述。另外，在模外轉印用聚烯烴膜1與離型層2之間還可以設置有底漆層2。底漆層2(Primer Layer)可以是密著性紫外光塗層，且此層狀材料可以依據產品的需求以及模外轉印用聚烯烴膜1的圖案或是結構而加以選用。值得一提的是，由於本發明實施例所提供的模外轉印用聚烯烴膜1具有較佳的表面張力，其可以與底漆層2之間產生良好的密著性。
另外，如圖3所示，在離型層2與黏著層3之間還可以設置有硬塗層5與印刷層6。舉例而言，硬塗層5(Hard Coating Layer)可以是一種紫外光(UV)硬化樹脂，且其可以依據產品需求加以選用。換句話說，硬塗層5為一選擇性的層狀材料。印刷層6可以用以在進行高壓真空轉印步驟之後，隨黏著層3保留(附著)於產品的加工表面上，用以賦予產品的加工表面圖案或是色彩。換句話說，在模外轉印用複合結構S中同時使用模外轉印用聚烯烴膜1與印刷層6可以使得產品的加工表面具有立體圖案(例如壓紋)以及色彩。然而，在本發明中，硬塗層5與印刷層6的材料選用與相關特性並不加以限制，且可以依據實際需求加以調整。
本發明實施例所提供的模外轉印用複合結構S可以通過高壓轉印程序而賦予產品的加工表面所希望的圖樣。舉例而言，高壓轉印程序可以包括下列步驟：將模外轉印用複合結構S放置並固定於產品的加工表面上；使模外轉印用複合結構S受熱軟化；產生真空且高壓的處理環境；將真空高壓的處理環境轉換為負壓；進行轉印；以及進行轉印膜離型的步驟。
使用本發明實施例所提供的模外轉印用聚烯烴膜1作為模外轉印用複合結構S的基材時，由於模外轉印用聚烯烴膜1是包含聚丙烯樹脂且符合多種環保訴求(如EN-1、RoHs以及WEEE等規範)，且模外轉印用聚烯烴膜1具有優良的尺寸安定性、耐溫性、耐化性、印刷性、機械強度以及延展性，可以避免產品的加工表面在進行高壓轉印期間或之後產生橘皮紋以及轉角處破裂的情形。
具體實驗例
以下將以低溫塑型用的模外轉印用聚烯烴膜1為例，顯示本發明所提供的模外轉印用聚烯烴膜1經過測試而得的特性。表1列出本發明中針對低溫塑型應用而提供的模外轉印用聚烯烴膜1的特性，以及經過測試，對於可良好適用於具有銳角之模外轉印產品的轉印膜的特性標準。由表1的內容可知，本發明所提供的模外轉印用聚烯烴膜1是可以良好適用於模外轉印的技術應用。在表1中，模外轉印用聚烯烴膜1的厚度為0.15mm。
在上表中，MD表縱向數值而CD表橫向數值，ER與GR分別表示聚烯烴膜的兩個相對的表面。
承上所述，下表2中則列出本發明中針對高溫塑型應用而提供的兩種模外轉印用聚烯烴膜1的特性，以及經過測試而得可以良好適用於具有銳角之模外轉印產品的特性標準。兩種模外轉印用聚烯烴膜1具有不同的壓紋。在表2中，模外轉印用聚烯烴膜的厚度同樣為0.15mm。
[實施例的有益效果]
本發明的其中一有益效果在於，本發明所提供的模外轉印用聚烯烴膜1及其製造方法、模外轉印用複合結構S，其能通過“模外轉印用組成物包含100重量份的聚丙烯樹脂、1至150重量份的一功能性樹脂、1至50重量份的一填充劑以及1至50重量份的一添加劑，且所述聚丙烯樹脂具有介於3至20g/10min之間的熔融指數”的技術方案，以使得模外轉印用聚烯烴膜1可以良好地適用於模外轉印用複合結構S中，並提升模外轉印製程的立體包覆精緻度，進而改良產品的品質。
以上所公開的內容僅為本發明的優選可行實施例，並非因此侷限本發明的申請專利範圍，所以凡是運用本發明說明書及圖式內容所做的等效技術變化，均包含於本發明的申請專利範圍內。

Claims (9)

  1. 一種模外轉印用聚烯烴膜，其是由一模外轉印用組成物所形成，所述模外轉印用組成物包含100重量份的一聚丙烯樹脂、1至100重量份的一功能性樹脂、1至50重量份的一填充劑以及0.1至50重量份的一添加劑，其中，所述聚丙烯樹脂具有介於3至20g/10min之間的熔融指數；其中，所述模外轉印用聚烯烴膜具有至少34dyne/cm的表面張力。
  2. 如請求項1所述的模外轉印用聚烯烴膜，其中，所述功能性樹脂包含一高密度聚乙烯、一線性低密度聚乙烯以及一低密度聚乙烯之中的至少一種，且所述高密度聚乙烯具有介於0.3至30之間的熔融指數。
  3. 如請求項1所述的模外轉印用聚烯烴膜，其中，所述添加劑包括一光安定劑、一紫外線吸收劑、一乙烯醋酸乙烯酯共聚物以及一乙烯基烯烴共聚物彈性體之中的至少一種。
  4. 如請求項1所述的模外轉印用聚烯烴膜，其中，所述模外轉印用聚烯烴膜具有至少4000psi的縱向拉伸強度以及至少3000psi的橫向拉伸強度。
  5. 如請求項1所述的模外轉印用聚烯烴膜，其中，所述模外轉印用聚烯烴膜具有介於600至950%之間的縱向伸長率以及介於400至900之間的橫向伸長率。
  6. 一種模外轉印用聚烯烴膜的製造方法，其包括：將一模外轉印用組成物進行混練膠化，以形成一膠化料，其中，所述模外轉印用組成物包含100重量份的一聚丙烯樹脂、1至100重量份的一功能性樹脂、1至50重量份的一填充劑以及1至50重量份的一添加劑，且所述聚丙烯樹脂具有介於3至20g/10min之間的熔融指數；其中，所述模外轉印用聚烯烴膜具有至少34dyne/cm的表面張力；以及將所述膠化料進行壓延，以形成所述模外轉印用聚烯烴膜。
  7. 如請求項6所述的模外轉印用聚烯烴膜的製造方法，其中，所述功能性樹脂包含一高密度聚乙烯、一線性低密度聚乙烯以及一低密度聚乙烯之中的至少一種。
  8. 一種模外轉印用複合結構，其包括：一模外轉印用聚烯烴膜；一黏著層；以及一離型層，所述離型層設置於所述模外轉印用聚烯烴膜與所述黏著層之間；其中，所述模外轉印用聚烯烴膜是由一模外轉印用組成物所形成，所述模外轉印用組成物包含100重量份的一聚丙烯樹脂、1至100重量份的一功能性樹脂、1至50重量份的一填充劑以及0.1至50重量份的一添加劑，且所述聚丙烯樹脂具有介於3至20g/10min之間的熔融指數；其中，所述模外轉印用聚烯烴膜具有至少34dyne/cm的表面張力。
  9. 如請求項8所述的模外轉印用複合結構，還進一步包括：一印刷層，所述印刷層設置於所述黏著層與所述離型層之間。
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