TW557256B - Process for the preparation of a decorated substrate - Google Patents
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Description
557256 五、發明說明(1) 本發明係關於製備經裝飾基質之方法,其包括以下步 驟: -處理該基質,以製備適於塗覆塗料之表面, -以一或多次循環向該基質之表面施加塗料, 一用薄片覆蓋該基質之表面,該薄片包括將被轉移到該 表面之裝飾物,及 -加熱該基質和包括裝飾物之片材,以使該裝飾物自片 材轉移到基質上。 自W 0 9 6 / 2 9 2 0 8 (世界知識產權組織專利)可瞭解此類方
法’該專利申請案提出了製造裝飾、擠出、成型元件的方 法及適切裝置。但在該發布案中,對塗覆基質表面所用材 料報告很少。 專利第 裝飾物 飾物, 其包括 裝飾物 物前, 經裝飾 於 175- 固化經 技術不 或成形 熱轉移 自身裝 組成, 在施加 予裝飾 後,將 視情形 由於 木材料
3,9 0 7,9 7 4號揭示了對玻璃或金屬容器使用 之可固化裝飾系統。該專利主要關於熱轉$ 如包括裝飾物之片材。此類裝飾物可由多乂 透明漆、黏合劑、硬化劑、溶劑、染料等 前’首先用矽烷黏附促進劑處理基質。在方 該基質被加熱到6 5至1 2 0 t。裝飾物轉移 之基質加熱到95-150 t固化10-20分鐘。並 ^30。0進一步固化10-20分鐘。 ;::ί Γ:要經相當長時間使用較高溫度 的塑性材料。、4之,.v敏基質’如木材、1 歐洲專利第6 0 1 0 7提出 種轉移印刷之方法,其中
557256 五、發明說明(2) 用熱固材料塗覆基货(均句長度的條帶),如醇酸樹脂 (a 1 kyd )、聚酯、聚胺基甲酸乙酯或環氣塗料。在1 9 0和 2 5 0 °C之間之溫度固化後,立即將該基f與經印刷之均勻 條帶材料接觸。印刷墨在1 8 0 -2 8 0 t:之間之溫度經昇華轉 移到條帶上。由於在塗層固化期間要給予基質相當高的溫 度,所以該發布案揭示之方法亦不適於裝飾熱敏性基質。 歐洲專利第1 4 9 0 1號揭示了 一種熱敏基質轉移印刷之方 法。在該方法中,該基質被加熱到高於2 2 0 t之溫度,所 以同樣不適於裝飾熱敏性基質。 日本專利第58- 1 6 2 3 74號揭示了用紫外(UV)可固化樹脂 將染料轉移到聚氣乙烯(PVC )模型之方法。 世界知識產權組織專利第9 8 / 0 8 6 9 4號揭示了裝飾金屬、 塑料或類似材料之方法。該發布案對塗覆基質表面所用之 材料涉及很少。 因此,本發明提供了一種裝飾物熱敏性基質之方法。通 過使用該方法,可很細致地對基質進行裝飾,可在避免顏 色擴散危險下使用鮮I色的顏色。如此裝飾之基質極為而于 用,且顯示了極佳的氣候及戶外耐性。該技術亦可應用於 抗熱基質。 同技藝上已知之方法比較,本發明之方法包括以下額外 步驟。即,用波長小於4 0 0毫微米之電磁輻射將塗層固 化,直到所得塗層具有介於5 0和1 3 0 °C之間之,以及在 2 0 (TC具有至少3牛頓之抗創痕力,其中在裝飾物轉移至塗 層期間,其溫度為1 8 0至2 2 0 t。
III 1 m
第7頁 557256 五、發明說明(3) 在本發明之框架内,熱敏性基質指長時間加熱到高於 2 0 0 C時展示變形、結構變化、樋色或其它熱損害之基 質。 〇 土 可用數種裝置作為波長小於4 〇 〇毫微米之電磁輻射源。 為有效及易於引入製程,較佳使用紫外燈或產生電子束之 裝置。 現已發現,為將裝飾物自片材適當轉移到經塗覆之基質 上’ Tg以及I飾物轉移溫度下塗層之硬度至關重要。 、 如果Tg太低,如低於50 t,塗層在180至2 2 0 t轉移溫度
下太軟。由於經塗覆表面軟化,這將阻礙裝飾物轉移後片 材從基質釋放。 如Tg太高,如高於1 3 0。(3, 於損傷基質,且對於某些基 良。 ’至層太脆,在正常使用時易 質’其塗層及表面之間黏附不 較佳將塗層固化, 為在熱轉移裝飾物時得到最佳結果 直到Tg介於8 0及1 1 0之間。 — 另外,在裝飾物轉移 重要。如果硬度太低, 釋放。如果硬度太高, 完全轉移裝飾物需要較 黏附力較低。 ^ 至層的硬度 :阻?在裝飾物轉移“
:二到裝飾物轉移不完全(或 間)’而且塗層和表面之間 對裝飾物轉移到基質之溫度下塗岸 20 0 t時經固化塗層的抗創痕力。曰更度的可靠檢驗為在 放,抗創痕力應至少為3牛頓,二快速使片材自基質釋 、乂 <土至少8牛頓,至少;[i牛
第8頁 557256 五、發明說明(4) . 頓更佳。抗創痕力的上限以完全轉移裝飾物的所需時間界 定。最大時間決定於基質的熱穩定性。據一般報導’在裝 飾物轉移入塗層期間的溫度為1 8 0至2 2 0 °C時,為使裝飾物 在合理的時間段内轉移到基質上,抗創痕力應小於30牛 頓。 在轉移裝飾物前,將基質塗層。本發明方法所用之塗料 -為可用波長小於4 0 0毫微米之電磁賴射固化之材料,如, 可用紫外光或電子束照射固化之塗料。固化前或固化期 間,可加熱塗層,以加速固化。但這並不是必須規定。尤 其是,固化期間溫度不應太高,以免對基質之性能產生負 · 面影響。 對熱敏基而言,加熱基質之方式尤為重要。對於此等基 質,紅外(I R)加熱特別適用。用紅外加熱能夠使含裝飾物 之片材和經塗覆基質之表層只達到昇華轉移裝飾物所必須 的1 8 0 - 2 2 0 t溫度範圍。 在本方法的一個較佳具體實例中,該塗層在裝飾物轉移 到基質前完全固化。 根據本發明之方法,原則上可使用所有塗料組合物,但 其條件限制為: · - 對基質之黏附力足夠, - 塗層可使用波長小於4 0 0毫微米之電磁輻射固化,及 - 塗層可被固化到介於5 0至1 3 0 °C之間之T 4,以及在2 0 0 °C至少為3牛頓之抗創痕力。 因為粉末塗料易於在無需蒸發任何溶劑下用電磁輻射固
第9頁 557256 五、發明說明(5) 化’所以在本發明之方法中較佳使用粉末塗料。 可用於本發明方法之紫外固化塗料組合物之實例為以下 黏合富彳物糸’如不飽和樹脂(不飽和(曱基)丙稀酸醋樹脂 、不飽和稀丙基樹脂、不飽和乙稀基樹脂)、經丙稀酸酿 化的環氧化物、經丙烯酸酯化的脂肪族或芳香族胺基甲酸 乙自旨低聚物、經丙烯酸酯化的聚酯或丙烯酸系低聚物、半 結晶或非晶聚酯。該黏和劑可用單一或多官能單體作為共 反應劑。工業上適用的不飽和樹脂之實例包括y I A κ τ I N (商
標)VAN 1 743 (固態不飽和聚酯樹脂)、URALAC(商標)XP _ 3125 (固態不飽和非晶聚酯樹脂)及“几⑶八丁(商標) E 5 2 5 2 (固態不飽和樹脂)。工業上可獲得的共反應劑之實 例為V I AKT I N (商標)〇 3 5 4 6 (脂肪族胺基曱酸乙酯與丙稀酸 系官能團之加成化合物)和URALAC(商標)ZW 33 0 7P。 可視情形向組合物中加入光引發劑、游離基引發劑(過 氧化物、偶氮雙異丁基腈等)、添加劑(如流動助劑、去泡 沫劑、濕潤劑、平光劑、滑移劑)及其他熟練者已知的其 它塗料添加劑。對於大多數紫外固化塗料組合物,較佳加 入光引發劑。 工業上可獲得的適用光引發劑之實例包括IRGACURE (商 標)184、IRGACURE 819、IRGACURE 1800、IRGACURE 1850、IRGACURE 2959和CG 11700。較佳單獨加入游離基 引發劑或與光敏劑組合,以加熱或加熱/紫外混合固化不 飽和物系。 為在基質上獲得有色塗層,該組合物可進一步包括顏料
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第10頁 557256 五、發明說明(6) . 及填充劑。 原則上用於紫外固化物系之塗料組合物亦可用於電子束 ‘ 固化物系。但在此等組合物中,使用光引發劑一般不會更 佳或更快地將塗層固化。 另外,亦可使用陽離子性聚合組合物。此等組合物通常 ^ 包括環氧樹脂、環脂肪族環氧化物或乙烯基醚黏合劑,醇 . 或混合醇鏈轉移劑以及引發劑。在此等組合物中,較佳用 硫鐃-碘鐺-重氮鹽作為引發劑。 陽離子性聚合組合物可視情形包括添加劑、顏料和/或 填充劑。 _ 處理製備用於塗層之基質表面可包括清潔表面的熟悉方 法,如刷洗、脫脂、磷酸鹽化和/或鉻酸鹽 (c h r 〇 m a t i n g )。在該處理中可包括應用底漆。但此為視情 形選用,如,獲得特殊裝飾效果、改良基質表面特性(如 ~ 覆蓋缺陷)、改良黏附性或改良塗層的適用性(如選用導電 底漆,以便於靜電粉末覆到非導電基質上,如木材或 MDF) 〇 通常,用粉末塗料塗覆基質表面之方法包括以下步驟: - 通過技藝上已知之方法施覆粉末塗料,如用靜電或摩 · 電搶喷塗, - 經對流或輻射加熱熔化(對於熱敏基質,較佳用紅外 加熱將被塗料覆蓋的基質惻面) - 將塗層固化,在本發明之方法中,限定使用波長短於 4 0 0毫微米之電磁轄射。
第11頁 557256 五、發明說明(7) 包含裝飾物之片材可以 片。對於此等裝飾物,可估如)棱供有裝飾物之紙或紡織 經裝飾之片材已為技蓺上%用所謂昇華顏料或染料。此等 θ工所孰养 可視情形在裝飾物轉移德° 可獲得特殊的裝飾效果和):(透明―)面漆塗到基質上。這 本發明之方法特別適於心:良經裝飾表面之性能。 m Μ Λ ^ % π I & 、衣飾熱敏性基質,如含纖維表或 MDF基質、薄 該方法亦可用 混凝土或陶磁 塑性基貝。熱敏性基質之實例為木f美質
板材、纖維板、塑件(wvc件)及電路V K飾其他非熱敏性基質’如金屬、玻璃 測定方法 這 經固化塗層之Tg 玻㈤轉變溫度τ為塗層由 曰 y 轉變為橡膠態之溫度 疋一個二級相變,該相變表 τ η ^ ^ - jl 表見為比熱的變化。 ig用差不知描5妖/(卜測卞 W π / 柏金—艾爾默(Perkin 一 E 1 m e r ) D S C - 7係使用以下步驟· -將1 5 - 2 0毫克經固化冷柯 U化i枓放入具蓋鋁試樣盤中。在壓 力下將盍盍緊,亚將續样々α ώ 二 4 f八&知放入DSC-7。開始玻璃轉變溫 度程式’其包括在2〇。〇至。 十 . 品均句加熱。 至18〇 C以10。(: /分鐘之速率將樣 ΤΓ” ί ί ί自動產生玻璃轉變溫度數據TG 1 (轉變始)、 T G 2 (半轉變)以及τ (; 3 (轉、 0、和又终)。以丁G 2作為經固化塗料樣 品之Tg。 為〆則疋Tg ’可參考D 1 N (德國工業標準)第5 3 7 6 5號以及
苐12頁 557256 五、發明說明(8) A ST Μ (美國材料實驗學會標準)d 3418。 抗創痕力 為測定經固化塗層之抗創痕力,將塗料以6 0 - 8 0微米之 薄膜厚度塗到鋼板上,且使之固化。抗創痕力係使用奥斯 德(0 e s t e r 1 e )型4 3 5抗創痕檢驗儀測定(瑞森儀器公司) (E r i c h s e η I n s t r u m e n t)。在校驗塗層有效達到標示檢測 溫度後,在高於室溫溫度的烘箱中進行測定。抗創痕力指 深記號/劃痕留在薄膜中的最小壓力。 實例 實例1 製備具有以下組分之透明粉末塗料: 組分 用量(重量份數) 不飽和聚酯樹脂1 64 共反應劑2 28 紫外光引發劑 3 流動控制劑 5 其它添加劑 <1 «
1不飽和聚酯,Tg>45°C,酸值<25 2丙烯醯基/胺基甲酸乙酯加成物,Tg> 5 0 °C 將粉末塗料用靜電喷槍塗到經製備之Jill.棊.質上。將基 質通過紅外烘箱預處理。如此塗覆塗料將得到介於6 0和
第13頁 557256 五、發明說明(9) 1 0 0微米之間厚度之塗層。用紫外光將塗層固化。所得之 塗層具有高光澤、對基質極佳的黏附力以及優良的抗溶劑 性能。經固化塗層之Tg為7 1 °C,在2 0 0 °C時抗創痕力=6牛 頓。 測定時使用以下條件: -具有1 0個紅外燈(平均波長2 0 0 0 - 4 0 0 0毫微米,各為 0. 8千瓦)之紅外烘箱;燈-基質距離=15厘米;試樣置於帶 上,帶速0.5米/分。 - 具兩個燈之紫外烘箱,一個燈為GST 4 0 0,8 0瓦/厘 米,汞3 6 0毫微米,另一個燈為GST 4 0 0,80瓦/厘米,鎵 4 2 0毫微米;燈-基質距離=1 4厘米;試樣置於帶上,帶速 為2米/分鐘。 為裝飾經塗覆之MDF基質,用含昇華染料之熱轉移紙覆 蓋,在壓力下於1 9 0 - 2 0 0 °C加熱保持3 0 - 4 0秒鐘。 在裝飾物昇華轉移後,紙片不黏結經塗覆之基質,且可 很容易地釋放。該裝飾物被充分固定且受到塗覆保護;它 不能被溶劑移除,耐光性極佳。 實例2 用具有以下組分之白色粉末塗料重複實例1 :
第14頁 557256 五、發明說明(ίο) 組分 用量(重量份數) 不飽和聚酯樹脂1 57 共反應劑2 25 紫外光引發劑 3 流動控制劑 5 其它添加劑 <1 二氧化鈦顏料 10
1不飽和聚酯,Tg>45°C,酸值<25 2丙烯醯基/胺基甲酸乙酯加成物,Tg> 5 0 °C 所得之塗層具有高光澤,對基質極佳的黏附力以及優良 的抗溶劑性能。經固化塗層之Tg為6 4 °C,在2 0 0 °C時抗創 痕力=5牛頓。 裝飾物昇華轉移後,紙片不黏結經塗覆之基質,且可很 容易地釋放。裝飾物被充分固定,同時受到塗層保護;它 不能被溶劑移除,耐光度極佳。 實例3 用靜電喷搶將實例1之透明粉末塗料組合物塗到經預處 理的陶磁性基質,沒有透明搪釉的陶上(即,"生"瓦磚)。 可將基質進行如下預處理: -在施加粉末塗料前將基質加熱到高於9 0 °C溫度,
第15頁 557256 五、發明說明(11) -在具有高於5 0 %相對濕度空氣屮冷卻至室溫後,將該 基質冷卻到低於0 °C溫度,直接施予粉末塗料,或者 -施予導電性液態底漆。 在實例1所給相同條件下,獲得經裝飾之陶瓷性基質。 裝飾物昇華轉移後,紙片不黏結經塗覆基質,且可很容 易地釋放。該裝飾固定充分,同時受到塗層保護。它不能 被溶劑移除,耐光度極佳。 實例4 用靜電喷愴將實例2之白色粉末塗料組合物塗到經預處 理的陶瓷性基質,沒有透明搪釉的陶上(即,M生"瓦磚)。 可將該基質進行如下預處理: -在塗覆粉末塗料前,將基質加熱到高於9 0 °C溫度, -在具有高於5 0 %相對濕度的空氣中冷卻到室溫後,將 該基質冷卻到低於0 °C溫度,直接施予粉末塗料,或者 -施予導電性液態底漆。 « 在實例2所給相同條件下,獲得經裝飾之陶瓷性基質。 裝飾物昇華轉移後,紙片不黏結經塗覆基質,且可很容 易地釋放。該裝飾物固定充分,同時受到塗層保護;它不 能被溶劑移除,耐光度極佳。 實例5 用靜電噴搶將實例1之透明粉末塗料組合物塗到具有搪 釉表面的經預處理陶瓷性基質上。可將該基質進行如下預 處理: - 施予液態黏附促進劑(如,四氣化鈦或環氧官能矽烷
第16頁 557256 五、發明說明(12) 或矽氧烷偶合劑之水果或溶劑分散液),且在施予粉末塗 料前將基質加熱到高於9 0 °C溫度, -施予包含黏附促進劑之導電性液態底漆。 在實例1所給相同條件下,獲得經裝飾之陶瓷性基質。 裝飾物昇華轉移後,紙片不黏結經塗覆基質,且可很容 易地釋放。該裝飾物被充分固定,且受到塗層保護;它不 能被溶劑移除,耐光度極佳。 實例6 用靜電喷搶將實例2之白色粉末塗料組合物塗到具有搪 釉表面的預處理陶瓷性基質上。可將該基質進行如下預處 理: - 施予液態黏附促進劑(如,四氣化鈦或環氧官能矽烷 或矽氧烷偶合劑之水或溶劑分散液),且在塗覆粉末塗料 前將基質加熱到高於9 0 °C溫度, -施予包含黏附促進劑之導電性液態底漆。 在實例2所給相同條件下,得到經飾之陶瓷性基質: 裝飾物昇華轉移後,紙片不黏結經塗覆之基質,且可很 容易地釋放。該裝飾物固定充分,且受到塗層保護;它不 能被溶劑移除,耐光度極佳。 實例7 用玻璃基質重複實例5。該玻璃基質可用與預處理具有 搪釉表面基質相同的方法預處理。 裝飾物昇華轉移後,紙片不黏結經塗覆之基質,且可很 容易地釋放。該裝飾物固定充分,且受到塗層保護,它不
第17頁 557256 五、發明說明(13) 能被溶劑除去,耐光性極佳。 實例8 用玻璃基質重複實例6。該玻璃基質可用與預處理具有 搪釉表面基質相同的方法預處理。 裝飾物昇華轉移後,紙片不黏結經塗覆之基質,且可很 容易地釋放。該裝飾物固定充分,且受到塗層保護;它不 能被溶劑除去,耐光度極佳。 比較性實例 用具有以下組分之白色粉末塗料重複實例1 : 組分 用量(重量份數) 不飽和聚酉旨1 66 紫外光引發劑 3 其它添加劑 <1 二氧化鈦顏料 23 硫酸鋇填充劑 7 1不飽和聚酯,Tg>45°C,羥值3 2 -4 0。 所得塗層具有南光澤、對基質的足夠黏附力以及良好的 抗溶劑性能。經固化塗層之Tg為5 0 °C,在2 0 0 °C抗創痕力 小於3牛頓。 裝飾物昇華轉移後,紙片黏結基質,且不易於釋放。用 水除去紙片後、在經裝飾表面上留有持久性斑點。 nr 第18頁
Claims (1)
- 557256 7 :::: 一 - - .·, 丨、 1 I 92. 8. 1S .·:::; '' t ^ ^ .: : . ! :v 丨’ 案號8812j3lW : 年及月 曰 修正_ ί _____ _ _ j '' ' 六、申請毒利範1¾ ^~一一一...... ·一―一ί 1. 一種製備經裝飾基質之方法,其包括以下步驟: - 處理基質,以製備適於塗料之表面, - 將塗料以一次或多次循環塗到該基質之表面上, - 用片材薄蓋該基質之表面,該片材包括將被轉移到基 質表面上裝飾物, - 將基質和包括裝餘物之片材加熱,以使該裝飾物自該 片材轉移到該基質上, 其特徵在於該塗層用小於4 0 0毫微米之電磁輻射固化, 直到所得塗層具有介於5 0和1 3 0 °C之間之Tg值,以及在2 0 0 °C時至少為3牛頓之抗創痕力,其中在該裝飾物轉移到該 基質期間之溫度係自1 8 0至2 2 0 °C。 2 .根據申請專利範圍第1項之方法,其特徵在於該塗層 被固化到具有介於8 0和1 1 0 °C之間之Tg值。 3 .根據申請專利範圍第1或.2項冬方法,其特徵在於該塗 層係使用紫外光或電子束固化。 4.根據申請專利範圍第1或2項之方法,其特徵在於該基 質為熱敏性基質。 5 .根據申請專利範圍第1或2項之方法,其特徵在於將粉 末塗料塗到該基質之表面上。 6 .根據申請專利範圍第1或2項之方法,其特徵在於該塗 層在裝飾物轉移到該基質之表面前被充分固化。 7.根據申請專利範圍第1或2項之方法,其特徵在於該經 固化塗層具有至少8牛頓之抗創痕力。0 \62\62075-920815.ptc 第20頁
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