CN110948966A - 一种柔感覆膜彩板及其生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种柔感覆膜彩板及其生产工艺，涉及家电外壳用板材技术领域，其技术方案要点是一种柔感覆膜彩板，包括金属基板、在金属基板表面形成的化学处理层以及设于化学处理层上的热熔胶纤维纺织材料层；所述热熔胶纤维纺织材料层由热熔胶层和纤维纺织材料层组成；所述纤维纺织材料层由纤维织物层和PU膜层组成；热熔胶层的一侧与化学处理层相互接触，热熔胶层的另一侧与纤维织物层相互接触。本发明通过将热熔胶纤维纺织材料与金属基板贴覆形成覆膜彩板，不使用胶水与涂料，可以减少生产环境中VOC排放，以得到外观具有柔感的高级质感、多彩的颜色变化、丰富的功能性以及优良的耐久性的柔感覆膜彩板。

Description

一种柔感覆膜彩板及其生产工艺
技术领域
本发明涉及家电外壳用板材技术领域，更具体的说，它涉及一种柔感覆膜彩板及其生产工艺。
背景技术
传统的覆膜彩板是以不锈钢、热镀锌钢板、电镀锌钢板、冷轧钢板、镀锌铝板等材料为基材，在其表面覆合彩膜而形成的，主要用于冰箱、洗衣机、空调等家电产品外壳。
传统的VCM钢板是在金属基材的表面进行化学处理，在获得的化学处理层上涂布胶水，再对涂好胶水的钢板进行加热，之后在钢板上覆合PET/PVC复合膜获得VCM钢板；有时，为了保证表面平整度，增加表面鲜艳度，需要在化学处理层与胶水层增加一层底漆层。
传统的彩色覆膜钢板中彩膜的以PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)作为基膜，在其一面依次进行物理拉丝、镀铝处理以及涂覆底漆，以形成拉丝层、镀铝层以及底漆层，根据需求可以在镀铝层与底漆层下边再加一层PVC(聚氯乙烯)；在基板的一面依次形成化学处理层、底漆层、胶水层后，使其与彩膜设有底漆层的一侧覆合，形成彩色覆膜钢板；在彩膜中含PVC 的情况下，基板上可以去掉底漆层；其结构为在基板的一面依次形成化学处理层、胶水层后，与彩膜设有底漆层的一侧覆合形成彩色覆膜钢板。
现有技术中，授权公告号为CN205149094U的中国专利，公开了一种用于家电的覆膜彩板，包括基板、PVC层、PET层、图案印刷层和保护膜层，所述基板的表面涂覆有化学处理层，位于基板表面的化学处理层与PVC层之间通过第一粘接剂层粘合，所述图案印刷层位于PVC层与第一粘接剂层相背的表面，位于PVC层表面的图案印刷层与PET层之间通过第二粘接剂层粘合，所述PET层与第二粘接剂层相背的表面具有一自粘性保护膜层。
PVC或PET彩膜在加工的过程，为了增加塑料的可塑性和提高塑料的强度，需要添加邻苯二甲酸酯等增塑剂，但是添加增塑剂的彩膜在燃烧时会产生二恶英等有毒物质，影响环境以及人员健康；并且在传统覆膜彩板加工时使用的胶水和底漆中含有挥发性溶剂，在实际生产中会有VOC排放，对环境造成污染，也不符合环保趋势。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种柔感覆膜彩板，其通过将热熔胶纤维纺织材料与金属基板贴覆形成覆膜彩板，不使用胶水与涂料，可以减少生产环境中VOC排放，以得到外观具有柔感的高级质感、多彩的颜色变化、丰富的功能性以及优良的耐久性的柔感覆膜彩板。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种柔感覆膜彩板，包括金属基板、在金属基板表面形成的化学处理层以及设于化学处理层上的热熔胶纤维纺织材料层；
所述热熔胶纤维纺织材料层包括热熔胶层和纤维纺织材料层；
所述纤维纺织材料层由纤维织物层和PU膜层组成；
热熔胶层的一侧与化学处理层相互接触，热熔胶层的另一侧与纤维织物层相互接触。
通过采用上述技术方案，纤维纺织材料是以纤维织物为底层、以PU膜为表层经过粘合复合而成的，表层的PU膜可以有多种纹路、颜色的外观，使得由纤维纺织材料制得的覆膜彩板具有柔感的高级质感、多彩的颜色变化、丰富的功能性以及优良的耐久性；传统的纤维纺织材料与塑料、橡胶、木材、玻璃等基材均是采用胶水进行粘合，但是由于纤维纺织材料的贴覆面较粗糙，传统的胶水的固含量较低，将胶水涂覆于纤维纺织材料时，胶水无法完全渗透纤维纺织材料，使其在金属基板上的附着力较差；而本发明中采用无溶剂的热熔胶代替胶水，可以完全渗透至纤维纺织材料中，大大提高纤维纺织材料与进行金属基板的粘结强度；并且由于热熔胶中不含有有机溶剂，在其溶解的过程中不会产生VOC，不会影响环境以及人员健康。
进一步地，所述热熔胶层的厚度为4～80μm。
通过采用上述技术方案，热熔胶层厚度不足4μm时，因与底部金属基板覆合不充分，使复合膜容易发生剥离；反之，如果超过80μm时，因厚度过厚，会降低加工性能；纤维纺织材料中纤维织物的结构松软，其贴覆面较为粗糙，与热熔胶具有较好的匹配性，当热熔胶层的厚度为4～80μm时，纤维纺织材料与热熔胶具有优异的粘结强度。
本发明的目的之二在于提供一种柔感覆膜彩板的生产工艺。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种柔感覆膜彩板的生产工艺，包括如下步骤：
S1：准备纤维纺织材料，将其预热至70-110℃备用；然后将热熔胶膜贴在已经加热的纤维纺织材料上，使热熔胶膜与纤维织物接触，然后向热熔胶膜施压，覆合到得到热熔胶纤维纺织材料；
S2：准备金属基板，对金属基板的表面进行脱脂钝化处理后形成化学处理层；
S3：对经过S2处理后的金属基板的加热至130-230℃；然后将热熔胶纤维纺织材料贴在金属基板上，向热熔胶纤维纺织材料施压，使热熔胶纤维纺织材料与金属基板贴合在一起，得到柔感覆膜彩板。
通过采用上述技术方案，将金属基板加热至130-230℃，可以使金属基板与热熔胶纤维纺织材料贴合在一起；温度低于130℃时，金属基板与热熔胶纤维纺织材料之间覆合不充分，热熔胶纤维纺织材料容易从金属基板上脱落；温度高于230℃时，则会对纤维纺织材料造成损伤。
进一步地，所述热熔胶膜包括结晶型热可塑性树脂，所述结晶型热可塑性树脂的平均分子量为3000-30000，熔融温度为130-230℃。
通过采用上述技术方案，树脂的平均分子量不足3000时，因与纤维纺织材料的覆合不充分，容易发生剥离；反之，超过30000时，有固化过多及固体份过多的问题。另外，但如果上述热可塑性树脂的熔融温度不足130℃时，会因为与金属基板的覆合不充分，使复合膜容易发生剥离；反之，如果高于230℃时，会因热熔胶层发生收缩，覆合钢板表面容易发生劣化。
进一步地，所述热熔胶膜包括聚乙烯树脂、增粘剂以及抗氧剂。
通过采用上述技术方案，以聚乙烯树脂、增粘剂以及抗氧剂制得的热熔胶膜对纤维织物与金属基板具有很好的粘合力，并且具有较好的耐高温氧化性能，可以防止覆膜彩板在高温加工时，而引起热熔胶膜发生热氧化降解。
进一步地，S3中的施压压力为4-6kgf。
通过采用上述技术方案，当施压压力低于4kgf时，金属基板与热熔胶纤维纺织材料之间覆合不充分，热熔胶纤维纺织材料容易从金属基板上脱落；当施压压力超过6kgf时，过大的压力会使覆合钢板出现破断，降低产品的合格率，增加生产成本，降低经济性。
进一步地，S2中的钝化处理采用无铬钝化处理。
通过采用上述技术方案，钝化处理包括含铬钝化以及无铬钝化处理，在家电领域采用无铬钝化处理方式，毒性低，不会对人体造成损伤，更符合环保的需求。
进一步地，所述金属基板为热镀锌板、电镀锌板、镀锌铝板、镀锌铝镁板、不锈钢钢板中的一种。
综上所述，本发明相比于现有技术具有以下有益效果：
1.纤维纺织材料是以纤维织物为底层、以PU膜为表层经过粘合复合而成的，底层的纤维织物由再生聚酯和植物纤维构成，相互缠绕粘合，在其粘合的纤维节点处以聚氨酯弹性材料PU 膜进行固定；表层的PU膜可以有多种纹路、颜色的外观，使得由纤维纺织材料制得的覆膜彩板具有柔感的高级质感、多彩的颜色变化、丰富的功能性以及优良的耐久性；传统的纤维纺织材料与塑料、橡胶、木材、玻璃等基材均是采用胶水进行粘合，但是由于纤维纺织材料的贴覆面较粗糙，传统的胶水的固含量较低，将胶水涂覆于纤维纺织材料时，胶水无法完全渗透纤维纺织材料，使其在金属基板上的附着力较差；而本发明中采用无溶剂的热熔胶代替胶水，可以完全渗透至纤维纺织材料中，大大提高纤维纺织材料与进行金属基板的粘结强度；并且由于热熔胶中不含有有机溶剂，在其溶解的过程中不会产生VOC，不会影响环境以及人员健康；
2.以聚乙烯树脂、增粘剂以及抗氧剂制得的热熔胶膜对纤维以及金属基板具有很好的粘合力，并且具有较好的耐高温氧化性能，可以防止覆膜彩板在高温加工时，而引起热熔胶膜发生热氧化降解。
附图说明
图1是实施例1的层结构剖面示意图；
图2是对比例1的普通VCM覆合钢板的层结构剖面示意图；
图3是对比例2的普通VCM覆盖钢板的层结构剖面示意图。
图中，10、金属基板；20、化学处理层；30、热熔胶纤维纺织材料层；31、热熔胶层；32、纤维纺织材料层；321、纤维织物层；322、PU膜层；40、胶水层；50、底漆层。
具体实施方式
以下对结合附图对本发明作进一步详细说明。
以下制备例中的线性聚乙烯树脂选自埃克森美孚提供的型号为1002bu的线性低密度聚乙烯树脂；乙烯-醋酸乙烯酯共聚物选自韩国乐天提供的牌号为VA910的EVA；乙烯-辛烯共聚物选自三井化学提供的牌号为DF605的乙烯-辛烯共聚物；聚氨基甲酸酯选自帝斯曼SDM 提供的NeoRez R-2180的聚氨基甲酸酯。
一、热熔胶膜的制备例：取60kg线性低密度聚乙烯树脂、20kg乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、10kg乙烯-辛烯共聚物、3kg聚α-甲基苯乙烯树脂、5kg聚氨基甲酸酯、0.5kg8-羟基喹啉锌、1kg乙烯基三甲氧基硅烷、2kg***胶、5kg滑石粉、0.3kg抗氧剂1010置于高速搅拌机中，混合均匀，得到混合料；然后将混合料置于双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机各段温度为一区180℃、二区180℃、三区185℃、四区190℃、五区180℃、六区180℃，经过熔融、挤出、造粒后，得到热熔胶颗粒；然后将热熔胶颗粒置于120℃的流延机中，经过流延加工得到热熔胶膜。
二、纤维纺织材料的制备例：纤维纺织材料是以纤维织物为底层、以PU膜为表层经过粘合复合而成，底层纤维织物由再生聚酯和植物纤维构成，相互缠绕粘合；将PU膜预热至100℃，将厚度为4μm热熔胶膜贴附于PU膜的内侧，然后将相互缠绕粘结纤维织物的纤维节点处覆合到PU膜设有热熔胶膜的一侧，通过压力辊向热熔胶膜施压，施压压力为5kgf，覆合后得到纤维纺织材料。
三、实施例以下实施例中纤维纺织材料采用纤维纺织材料的制备例制备而得，热熔胶采用热熔胶的制备例制备而得。
实施例1：一种柔感覆膜彩板，参见图1，其层结构由下至上依次为：金属基板10、在金属基板10表面形成的化学处理层20以及设于化学处理层20上的热熔胶纤维纺织材料层30，其中热熔胶纤维纺织材料层30包括热熔胶层31和纤维纺织材料层32，纤维纺织材料层32由纤维织物层321和PU膜层322粘合复合组成。
一种柔感覆膜材料采用如下工艺生产：
S1：准备纤维纺织材料，将其预热至100℃备用；然后将厚度为40μm的热熔胶膜贴在已经加热的纤维纺织材料上，使热熔胶膜与纤维纺织材料的底层纤维织物接触，通过压力辊向热熔胶膜施压，施压压力为5kgf，覆合到得到热熔胶纤维纺织材料；
S2：准备金属基板，对金属基板的表面进行脱脂处理和无铬钝化处理后形成化学处理层；其中，金属基板的种类没有特别限制，可以是热镀锌板、电镀锌板、镀锌铝板、镀锌铝镁板、不锈钢钢板等，本实施例中选用热镀锌板；
S3：对经过S2处理后的金属基板加热至200℃；然后将热熔胶纤维纺织材料贴在金属基板上，通过压力辊向热熔胶纤维纺织材料施压，施压压力为5kgf，使热熔胶纤维纺织材料与金属基板贴合在一起，得到柔感覆膜彩板。
实施例2：本实施例与实施例1的区别在于，S1中纤维纺织材料的预热温度为70℃，热熔胶膜厚度为4μm，压力辊的施压压力为4kgf；S3中金属基板的加热温度为130℃，压力辊的施压压力为4kgf。
实施例3：本实施例与实施例1的区别在于，S1中纤维纺织材料的预热温度为110℃，热熔胶膜厚度为80μm，压力辊的施压压力为6kgf；S3中金属基板的加热温度为230℃，压力辊的施压压力为6kgf。
四、对比例
对比例1：采用普通VCM覆合钢板，参见图2，其层结构由下至上依次为：金属基板10、化学处理层20、胶水层40以及纤维纺织材料32；采用如下方法制备：准备热镀锌板金属基板10，对金属基板10的表面进行脱脂处理和无铬钝化处理后形成化学处理层20，然后将金属基板10加热至200℃，将胶水涂覆于金属基板10形成胶水层40，将纤维纺织材料32贴附于胶水层40上，固化后即可；其中胶水选自中山市科畅达化工有限公司生产的牌号为superrcoat p-882的胶水。
对比例2：采用普通VCM覆盖钢板，参见图3，其层结构由下至上依次为：金属基板10、化学处理层20、底漆层50、胶水层40以及纤维纺织材料32；采用如下方法制备：准备热镀锌板金属基板10，对金属基板10的表面进行脱脂处理和无铬钝化处理后形成化学处理层20，向金属基板10的化学处理层20上涂覆底漆，得到底漆层50；然后将金属基板10加热至200℃，将胶水涂覆于金属基板10形成胶水层40，将纤维纺织材料32贴附于胶水层40 上，固化后即可；其中胶水层所用的胶水选自中山市科畅达化工有限公司生产的牌号为superrcoat p-882的胶水。
对比例3：本对比例与实施例1的不同之处在于，S3中金属基板的加热温度为110℃。
对比例4：本对比例与实施例1的不同之处在于，S3中金属基板的加热温度为250℃。
对比例5：本对比例与实施例1的不同之处在于，S1中纤维纺织材料预热温度为60℃。
对比例6：本对比例与实施例1的不同之处在于，S1中纤维纺织材料预热温度为120℃。
对比例7：本对比例与实施例1的不同之处在于，纤维纺织材料中的热熔胶用中山市科畅达化工有限公司生产的牌号为superrcoat p-882的胶水代替。
五、性能测试
将实施例1-3以及对比例1-7制备的柔感覆膜彩板按照如下方法进行测试，将测试结果示于表1。
附着力：按照5mm划格后，进行杯突测试；10mm无任何剥离时，附着力为优秀；8mm无任何剥离时，附着力为良好；6mm有剥离为较差。
加工性：按照T弯进行；0T无裂痕、无剥离时为优秀。
外观有优良触感，无褶皱为优秀。
表1
Figure BDA0002296267860000061
Figure BDA0002296267860000071
由表1数据可以看出，本发明制备的覆膜彩板具有优异的外观，并且纤维纺织材料与金属基板之间具有优异的粘结力。
从实施例1与对比例1-2相比时可以看出，采用传统的胶水代替热熔胶时，因胶水层的粘结强度不足以保证纤维纺织材料与基材之间的附着力，会使得纤维纺织材料与基材发生剥离现象。
从实施例1与对比例3-4相比时可以看出，当热熔胶纤维纺织材料与金属基板的贴合温度低于110℃时，会因其与金属基板的覆合不充分，使热熔胶纤维纺织材料与金属基板发生剥离；反之，当热熔胶纤维纺织材料与金属基板的贴合温度高于250℃时，会因热熔胶膜的收缩，导致覆合钢板的表面发生劣化，降低覆膜彩板的外观效果以及加工性能。
从实施例1与对比例5-6相比时可以看出，纤维纺织材料的预热温度不足60℃时，热熔胶与金属基板的覆合不充分，使热熔胶纤维纺织材料与金属基板发生剥离；反之，当纤维纺织材料的预热温度高于120℃时，会因热熔胶膜的收缩，导致覆合钢板的表面发生劣化，降低覆膜彩板的外观效果以及加工性能。
从实施例1与对比例7相比可知，将纤维织物与PU膜之间的热熔胶膜采用传统的胶水代替时，会降低纤维纺织材料与金属基材之间的粘结强度，导致覆膜彩板各层之间的附着力下降，降低覆膜彩板的外观效果以及加工性能；而当纤维织物与PU膜之间、纤维纺织材料与金属基板之间均采用热熔胶膜时，在加热复合的过程中，位于纤维织物两侧的热熔胶可以同时向具有疏松结构的纤维织物进行渗透，从而使得覆膜彩板的各层形成整体，提高各层之间的粘结强度。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (8)

1.一种柔感覆膜彩板，其特征在于：包括金属基板、在金属基板表面形成的化学处理层以及设于化学处理层上的热熔胶纤维纺织材料层；
所述热熔胶纤维纺织材料层由热熔胶层和纤维纺织材料层组成；
所述纤维纺织材料层由纤维织物层和PU膜层组成；
热熔胶层的一侧与化学处理层相互接触，热熔胶层的另一侧与纤维织物层相互接触。
2.根据权利要求1所述的一种柔感覆膜彩板，其特征在于：所述热熔胶层的厚度为4～80μm。
3.一种柔感覆膜彩板的生产工艺，其特征在于：包括如下步骤：
S1：准备纤维纺织材料，将其预热至70-110℃备用；然后将热熔胶膜贴在已经加热的纤维纺织材料上，使热熔胶膜与纤维织物接触，然后向热熔胶膜施压，覆合到得到热熔胶纤维纺织材料；
S2：准备金属基板，对金属基板的表面进行脱脂钝化处理后形成化学处理层；
S3：对经过S2处理后的金属基板的加热至130-230℃；然后将热熔胶纤维纺织材料贴在金属基板上，向热熔胶纤维纺织材料施压，使热熔胶纤维纺织材料与金属基板贴合在一起，得到柔感覆膜彩板。
4.根据权利要求3所述的一种柔感覆膜彩板的生产工艺，其特征在于：所述热熔胶膜包括结晶型热可塑性树脂，所述结晶型热可塑性树脂的平均分子量为3000-30000，熔融温度为180-220℃。
5.根据权利要求3所述的一种柔感覆膜彩板的生产工艺，其特征在于：所述热熔胶膜包括聚乙烯树脂、增粘剂以及抗氧剂。
6.根据权利要求3所述的一种柔感覆膜彩板的生产工艺，其特征在于：S3中的施压压力为4-6kgf。
7.根据权利要求3所述的一种柔感覆膜彩板的生产工艺，其特征在于：S2中的钝化处理采用无铬钝化处理。
8.根据权利要求3所述的一种柔感覆膜彩板的生产工艺，其特征在于：所述金属基板为热镀锌板、电镀锌板、镀锌铝板、镀锌铝镁板、不锈钢钢板中的一种。
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