專利名稱：可硬化且形成壓花的涂料組成物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種涂料組成物(coating composition)，特別是涉及一種可硬化且形成壓花(emboss)的涂料組成物，以及將該涂料組成物涂覆至金屬板后，透過熱硬化來制成具壓花涂膜的金屬板的制備方法，以及借此所制成的具壓花涂膜的金屬板。
(2)背景技術(shù)以往用以制造具壓花外觀(肉眼可辨識的立體花紋)的彩色金屬板(或鋼卷)的方式主要有二，一為將熱塑型聚氯乙烯(PVC)涂料以一個(gè)約200μm的厚度涂布于一金屬板上，繼而立刻以壓花輥進(jìn)行熱壓，接著急速冷卻而形成所欲的花紋。然此法存在有下列幾項(xiàng)缺點(diǎn)(1)PVC涂料中多摻有可塑劑(plasticizer)，例如鄰苯二甲酸二辛酯(dioctyl phthalate，DOP)或磷酸三甲苯酯(tricresylphosphate，TCP)等，易因可塑劑移型(migration)而造成環(huán)境污染，因而有環(huán)保上的疑慮，歐盟可能于2005年全面立法禁用，其他國家勢必也朝向禁用或限用此類涂料的方向來立法；(2)以此法來制造時(shí)需涂布約200μm的厚度，方能借由壓花輥進(jìn)行熱壓，因此成本較高；(3)此法所制成的PVC涂膜中的花紋也因受熱或物理外力而消失，并且當(dāng)PVC涂膜被運(yùn)用于室外時(shí)，易因受光、受熱而致使可塑劑析出并造成脆化，因此不適于高溫氣候的使用。
以往中另一用以制備壓花金屬板(或鋼卷)的方法為，借由涂膠將PVC材質(zhì)的壓花型貼皮貼附于金屬基材上，并予以壓合，而形成具壓花外觀的金屬板(或鋼卷)。此方法由于使用的材質(zhì)仍為PVC，同樣具有類似上述的問題需克服，例如(1)貼皮價(jià)格較為昂貴，且需借由連續(xù)生產(chǎn)線來制造，產(chǎn)速較低；(2)PVC貼皮同樣面臨可塑劑移型污染問題；(3)當(dāng)被使用于室外時(shí)，貼皮用膠并不耐候；(4)貼皮顏色變化困難。
據(jù)上所述可知，以往以PVC涂料或貼皮來制造具壓花涂膜的金屬板或鋼卷的方式，或有可塑劑移型污染、因必要的涂布厚度而致的成本較高，或有易受光、熱、物理外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的存在，就實(shí)用性而言尚存在待改進(jìn)之處。。
(3)發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是發(fā)展一種不會有添加劑移型污染、顏色變化容易、成本較低且所形成涂膜不易脆化的涂料，以及利用該涂料所制成的具壓花涂膜的金屬板或鋼卷的制備方法。
本發(fā)明提供一種涂料組成物，以一聚酯(polyester)樹脂為主劑，添加一硬化劑(curing agent)、一硬化觸媒(curing catalyst)，并添加一包含二個(gè)以上對于該聚酯樹脂溶解力不同的溶劑的復(fù)合溶劑(composite solvent)，以及添加一與該聚酯樹脂不互溶的蠟(wax)所制成，以及繼而將該涂料組成物涂覆至一已覆有一底膜的金屬板上后，通過熱硬化來制成具壓花涂膜的金屬板的制備方法。
由于復(fù)合溶劑中的該至少二溶劑對于聚酯樹脂的溶解力不同，因而與該底膜間的介面張力有差異，致使該涂料組成物無法于底膜上分流平而形成不均勻的表膜，同時(shí)因該蠟與聚酯樹脂不相容，會擴(kuò)大不均勻性并造成明顯的壓花(肉眼可見的立體花紋)，因此可于金屬板上形成壓花涂膜。
由上述的物理現(xiàn)象可了解，本發(fā)明可借由變化成分，譬如溶劑與蠟的種類，或變化各成分間的含量比例，來控制立體花紋的大小，而制成具有各式各樣壓花涂膜金屬板。
在第一個(gè)方面，本發(fā)明提供一種可硬化且形成壓花的涂料組成物，是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，并添加有一硬化觸媒、一復(fù)合溶劑，以及一蠟所制成，其特點(diǎn)是該復(fù)合溶劑包含二個(gè)以上對于該聚酯樹脂溶解力不同的溶劑，并且該蠟與該聚酯樹脂是不互溶。
在第二個(gè)方面，本發(fā)明提供一種制備具壓花涂膜的金屬板的方法，其包含下列步驟(i)將一以聚酯為主的底層涂料，以一預(yù)定的厚度涂覆至一金屬板上，以于該金屬板上形成一底膜；
(ii)將前述本發(fā)明的涂料組成物以一個(gè)預(yù)定的厚度涂覆至該底膜上，以于該底膜上形成一表膜；以及(iii)將由(ii)所得的涂覆有該二層膜的金屬板加熱歷時(shí)一段足夠久的時(shí)間以進(jìn)行熱硬化，并借此制成一具壓花涂膜的金屬板。
在第三個(gè)方面，本發(fā)明提供一種具壓花薄膜的金屬板，其是由上述本發(fā)明的制備方法所制成。
由于本發(fā)明的涂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涂膜脆化的問題，且涂覆至金屬板上的厚度只有約數(shù)10個(gè)μm(較佳地，底膜與表膜的總厚度是不大于25μm)，所以成本較低，另外可在配制組成物時(shí)視需求添加所需的顏料，因此顏色轉(zhuǎn)換容易。
(4)


圖1是一示意圖，說明本發(fā)明的較佳實(shí)施例于金屬板上無法分流平而不均勻態(tài)樣。
圖2是一示意圖，說明本發(fā)明的較佳實(shí)施例于金屬板上形成明顯壓花。
圖3是一顯微照片圖，顯示本發(fā)明的較佳實(shí)施例所制得的該具壓花涂膜的鋼板外觀。
(5)具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明如圖1與圖2所示，本發(fā)明提供一種可硬化且形成壓花的涂料組成物3，繼而將該涂料組成物3涂覆至一已覆有一底膜2的金屬板1后，通過加熱來引發(fā)硬化反應(yīng)而制成具壓花涂膜的金屬板1。
本發(fā)明的可硬化且形成壓花的涂料組成物3是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，并添加有一硬化觸媒、一復(fù)合溶劑，以及一蠟4所制得。該復(fù)合溶劑包含二個(gè)以上對于該聚酯樹脂溶解力不同的溶劑，以使涂料組成物3無法分流平(如圖1所示)，并利用蠟4與聚酯樹脂間的不互溶來擴(kuò)大不均勻，而造成壓花(立體花紋)的形成(也就是利用物質(zhì)間不互溶來制造不均勻，進(jìn)而形成壓花)(如圖2所示)。
較佳地，該復(fù)合溶劑包含環(huán)酮化合物(cycloketone)以及芳香族溶劑(aromatic solvent)。在本發(fā)明的一具體例中，該環(huán)酮化合物是環(huán)己酮(cyclohexanone)。較佳地，該芳香族溶劑可選自于S150(中油制的油漆溶劑150)、S200(中油制的油漆溶劑200)以及它們的組合。在本發(fā)明的一具體例中，該芳香族溶劑是S200。
較佳地，該蠟4是選自于聚乙烯蠟(polyethylene wax)、聚丙烯蠟(polypropylene wax)，以及它們的組合。在本發(fā)明的一具體例中，該蠟4是聚丙烯蠟。
較佳地，該聚酯樹脂是擇自具有一介于2000~8000的重量平均分子量、一介于5~40的羥價(jià)(hydroxy value)，以及一小于3的酸價(jià)(acid value)的聚酯。
較佳地，該硬化劑是選自于聚胺(polyamine)、異氰酸酯(isocyanate)，以及它們的組合。在本發(fā)明的一具體例中，硬化劑是三聚氰胺(melamine)。
較佳地，該硬化觸媒為弱酸，更佳地是含有苯磺酸根的磺酸，例如可擇自于對甲苯磺酸(PTSA)、二壬基磺酸(DNNSA)，以及它們的組合。在本發(fā)明的一具體例中，硬化觸媒是對甲苯磺酸。
較佳地，以涂料組成物3的總重計(jì)，該聚酯樹脂、硬化劑、硬化觸媒、復(fù)合溶劑，以及蠟4的含量分別為70-80wt％、6-10wt％、0.5-1.0wt％、13.3-25wt％，以及0.2-0.5wt％。
有關(guān)本發(fā)明的涂料組成物3的制備可依以往方法來進(jìn)行，譬如將各成分予以混合攪拌來制備。
本發(fā)明的涂料組成物3可視各式需求來變化其成分(譬如溶劑與蠟4)的種類，或變化各成分間的含量比例，來控制立體花紋的大小，而制成具有各式各樣壓花涂膜金屬板1。也可添加各種添加劑，譬如可加入金屬顏料來增加閃爍效果與美感，也可添加不同的間隔材(spacer)，諸如聚胺、錫膏等來變化出仿真皮及絨毛效果。
另外，如圖1、2所示，本發(fā)明提供一種制備具壓花涂膜的金屬板1的方法，其包含下列(i)-(iii)步驟(i)將一以聚酯為主的底層涂料，以一個(gè)預(yù)定的厚度涂覆至一金屬板1上，以于該金屬板1上形成一底膜2；(ii)將前述本發(fā)明的涂料組成物3以一個(gè)預(yù)定的厚度涂覆至該底膜2上，以于該底膜2上形成一表膜；以及(iii)將由(ii)所得的涂覆有該二層膜的金屬板1加熱歷時(shí)一段足夠久的時(shí)間以進(jìn)行熱硬化，并借此制成一具壓花涂膜的金屬板1。
適用于本發(fā)明制備方法的底層涂料中所包含的聚酯具有較大分子量，以確保對金屬板1的附著性，較佳地，是譬如下面的經(jīng)改進(jìn)的硬化型涂料，其包含一具有一介于10000-20000的分子量、一介于10-40的羥價(jià)，以及一不大于5的酸價(jià)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)，以催化異氰酸酯，并促進(jìn)對金屬板1的附著與防蝕；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的溶劑所組成)以促進(jìn)流平，譬如單獨(dú)使用芳香族溶劑、酯類(ester)、酮類(ketone)等；此外也可運(yùn)用本發(fā)明涂料組成物3的發(fā)明概念，于底層涂料中添加鐵氟龍蠟、聚丙烯蠟或聚乙烯蠟等，以借由調(diào)整底膜2與表膜間的介面張力來促進(jìn)壓花的形成。另外，也可視配色及防蝕需求來添加顏料與抗蝕劑(anticorrosion agent)等。有關(guān)上述底層涂料的制備，可參照各種以往方法來制備，此為此業(yè)界所熟知的技術(shù)。
較佳地，該制備方法的步驟(iii)是于210-250℃的溫度下進(jìn)行。
較佳地，該步驟(iii)的加熱時(shí)間為20sec-5min。
較佳地，涂覆至金屬板1的底膜2與表膜的總厚度是不大于25μm，且較佳地，底膜2的厚度是介于12~20μm。
較佳地，適用以本發(fā)明制備方法來制備壓花涂膜的金屬板1是選自鋼板、鍍鋅鋼板、鍍鋁鋅鋼板，以及不銹鋼板。
以下將以較佳實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明，但該實(shí)施例只為例示說明之用，而非用以限制本發(fā)明。
實(shí)施例本實(shí)施例是以下列表1所示的成分及含量(以重量百分比計(jì))來制備本發(fā)明的涂料組成物3及底層涂料，繼而借由本發(fā)明的制備方法，將底層涂料以12μm的厚度涂覆至一厚度為0.476mm的鍍鋁鋅鋼板上以形成一底膜2，接著再以7μm的厚度將本發(fā)明涂料組成物3涂覆至該底膜2上以形成一表膜，最后將已涂覆有二層膜的鋼板置入烘烤爐中，并加熱至約210~250℃間歷時(shí)20sec-5min，以使熱硬化完全，就能制得一具壓花涂膜的鋼板。圖3顯示本實(shí)施例的具壓花涂膜的鋼板的顯微照片(放大二倍)。表2則詳列本實(shí)施例制得的具壓花涂膜的鋼板的物性。
表1
a永記造漆工業(yè)股份有限公司製，品名爲(wèi)透明漆用支鏈型聚酯，型號爲(wèi)PF-101。
b永記造漆工業(yè)股份有限公司製，品名爲(wèi)底漆用長鏈型聚酯，型號爲(wèi)E-760。
表2
綜觀上述，本發(fā)明的可硬化且形成壓花的涂料組成物3因不含可塑劑，因此不會有以往以PVC為主的壓花膜的可塑劑移型污染問題，也因此不會因可塑劑的滲出而致使涂膜脆化，且涂覆的厚度較小，相較于PVC壓花貼皮的約200μm的厚度所花費(fèi)的成本較低，另外可在配制組成物時(shí)視需求添加所需的顏料，因此也不會有PVC壓花貼皮顏色轉(zhuǎn)換困難的缺點(diǎn)，確實(shí)可改善以往的缺點(diǎn)，而制得一具明顯壓花涂膜的金屬板1。
權(quán)利要求
1.一種可硬化且形成壓花的涂料組成物，是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，并添加有一硬化觸媒、一復(fù)合溶劑，以及一蠟所制成，其特征在于該復(fù)合溶劑包含二個(gè)以上對于該聚酯樹脂溶解力不同的溶劑，并且該蠟與該聚酯樹脂是不互溶。
2.如權(quán)利要求1所述的可硬化且形成壓花的涂料組成物，其特征在于該復(fù)合溶劑包含環(huán)酮化合物以及芳香族溶劑。
3.如權(quán)利要求2所述的可硬化且形成壓花的涂料組成物，其特征在于該環(huán)酮化合物為環(huán)己酮，并且該芳香族溶劑是選自S150、S200以及它們的組合。
4.如權(quán)利要求1所述的可硬化且形成壓花的涂料組成物，其特征在于該蠟是選自于聚乙烯蠟、聚丙烯蠟以及它們的組合。
5.如權(quán)利要求1所述的可硬化且形成壓花的涂料組成物，其特征在于該聚酯樹脂具有一介于2000～8000的重量平均分子量、一介于5～40的羥價(jià)以及一小于3的酸價(jià)。
6.如權(quán)利要求1所述的可硬化且形成壓花的涂料組成物，其特征在于以組成物的總重計(jì)，該聚酯樹脂、硬化劑、硬化觸媒、復(fù)合溶劑以及蠟的含量分別為70-80wt％、6-10wt％、0.5-1.0wt％、13.3-25wt％，以及0.2-0.5wt％。
7.一種制備具壓花涂膜的金屬板的方法，其特征在于，包含下列步驟(i)將一以聚酯為主的底層涂料，以一個(gè)預(yù)定的厚度涂覆至一金屬板上，以于該金屬板上形成一底膜；(ii)將權(quán)利要求1所述的涂料組成物以一個(gè)預(yù)定的厚度涂覆至該底膜上，以于該底膜上形成一表膜；以及(iii)將由(ii)所得的涂覆有該二層膜的金屬板加熱歷時(shí)一段足夠久的時(shí)間以進(jìn)行熱硬化，并借此制成一具壓花涂膜的金屬板。
8.如權(quán)利要求7所述的制備具壓花涂膜的金屬板的方法，其特征在于該底層涂料包含一具有一介于10000-20000的分子量、一介于10-40的羥價(jià)以及一不大于5的酸價(jià)的聚酯。
9.如權(quán)利要求7所述的制備具壓花涂膜的金屬板的方法，其特征在于該步驟(iii)是于210-250℃的溫度下進(jìn)行。
10.如權(quán)利要求7所述的制備具壓花涂膜的金屬板的方法，其特征在于該金屬板是選自于鋼板、鍍鋅鋼板、鍍鋁鋅鋼板以及不銹鋼板。
全文摘要
一種可硬化且形成壓花的涂料組成物，是以聚酯樹脂為主劑，添加有硬化劑以使該聚酯樹脂硬化，并添加有硬化觸媒、復(fù)合溶劑，以及蠟所制成，其特點(diǎn)是該復(fù)合溶劑包含二個(gè)以上對于該聚酯樹脂溶解力不同的溶劑，并且該蠟與該聚酯樹脂是不互溶。
文檔編號C09D167/00GK1590485SQ0315930
公開日2005年3月9日 申請日期2003年9月2日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月2日
發(fā)明者杜嘉倫 申請人:永記造漆工業(yè)股份有限公司