TWI428406B - For the formation of crystalline three-dimensional pattern of paint composition and metal plate - Google Patents

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Description

供形成晶狀立體花紋之塗料組成物及金屬板
本發明是有關於一種供形成特殊表面花紋之塗料組成物及具有此特殊表面花紋之金屬板，特別是指一種供形成晶狀立體花紋之塗料組成物，以及具有晶狀立體花紋之金屬板。
以往在金屬板或金屬製品表面形成立體花紋的方法大多是在金屬表面塗佈一層以聚氯乙烯(PVC)為主之塗料，接著再以壓花滾輪進行熱壓，然後再急速冷卻而形成立體花紋。上述之塗料所形成之花紋的耐候性不佳，又因為以聚氯乙烯為主之塗料大多摻有可塑劑，易因可塑劑移行而造成環境污染，因此此種塗料已逐漸被各國所禁用。
有鑑於上述塗料之缺點，本發明人所擁有之TW 593594揭示一種可硬化且形成壓花之塗料組成物。該塗料組成物是以聚酯樹脂為主劑，另添加一硬化劑、一硬化觸媒、一複合溶劑以及蠟，該複合溶劑含有至少二對於該聚酯樹脂溶解力不同之溶劑，且該蠟與該聚酯樹脂係不互溶。此專利主要是運用該複合溶劑以及蠟來形成結晶塗膜(外觀如附件1所示)。
由上述說明可知，目前用於金屬板或金屬製品的壓花塗膜除了需符合業界所要求之機械性質、耐候性及耐化性等性質以及避免脫落之外，塗膜的外觀顏色及立體花紋亦需隨著產品以及消費者喜好的不同而改變，因此現有之塗料組成物仍需再調整。
因此，本發明之目的，即在提供一種供形成晶狀立體花紋之塗料組成物。
本發明之另一目的是提供一種具有晶狀立體花紋之金屬板，該金屬板之表面具有特殊晶狀立體花紋，更具備良好機械性質及耐化學性質以及不易剝落之優點。
於是，本發明供形成晶狀立體花紋之塗料組成物包含：以聚酯為主之基質、硬化劑、硬化觸媒混合物、複合溶劑及不溶於該基質之蠟。該硬化觸媒混合物含有至少二種使該基質具有不同硬化速率之硬化觸媒。該複合溶劑含有至少二種對該基質具有不同溶解力之溶劑。
本發明之具有晶狀立體花紋之金屬板包含金屬底材及設置在該金屬底材上方之表面塗膜，該表面塗膜含有一層底層以及一層呈現晶狀立體花紋之表層，其中該表層是由上述之塗料組成物所形成。
本發明塗料組成物利用以下組份之推測作用的影響而形成顏色均勻且呈現特殊晶狀立體花紋之表層：
推測作用1.　該硬化觸媒混合物中之至少一硬化觸媒會加速該基質的固化，以及至少另一硬化觸媒較緩慢催化該基質的固化；及
推測作用2.　該複合溶劑之至少二種溶劑對基質的溶解力不同以及該蠟與該基質不互溶，使塗佈至該底層上之塗料組成物無法在底層上分流平(leveled)，也就是塗料組成物所形成之表層將具有高低膜厚；
透過上述作用1及2之影響，當塗佈至底層上之塗料組成物在後續加熱後，因作用1之影響，塗料組成物所形成表層之表面與內部將會具有不同的乾燥速度，再加上作用2之高低膜厚的影響，因而在加熱後可形成特殊晶狀立體花紋。
較佳地，該硬化觸媒混合物含有第一硬化觸媒以及第二硬化觸媒，該基質在該第一硬化觸媒催化下之硬化速率較該基質在該第二硬化觸媒催化下之硬化速率為快。
較佳地，在該硬化觸媒混合物中，該第一硬化觸媒與該第二硬化觸媒的重量比例為1：0.6~1：3。
較佳地，該第一硬化觸媒為一級胺以及該第二硬化觸媒為弱酸。
較佳地，該弱酸為經取代之磺酸；更佳地，該弱酸是選自於對甲苯磺酸(p -toluene sulfonic acid，PTSA)、二壬基磺酸(dinonanyl sulfonic acid，DNNSA)或上述二種弱酸的組合。在本發明之一具體例中，該弱酸為對甲苯磺酸。
較佳地，該一級胺是選自於二甲基乙基胺(dimethyl ethylamine，DMEA)或三乙基胺(triethylamine，TEA)。在本發明之一具體例中，該一級胺為二甲基乙基胺。
較佳地，該基質更含有一高分子，該高分子是選自於聚酯樹脂(polyester)丙烯酸樹脂(acrylic acid)或醇酸樹脂(alkyd resin)。
較佳地，該基質所含之聚酯是具有介於2000~15000之重量平均分子量。
較佳地，該基質所含之聚酯具有介於5~50之羥價。
較佳地，該基質所含之聚酯具有一小於20之酸價。
較佳地，該複合溶劑包括環酮化合物與芳香族溶劑之一組合、或酯類與芳香族溶劑之一組合，其中，環酮化合物及酯類是用作為真溶劑，芳香族溶劑則用做為稀釋劑。該環酮化合物可例如但不限於酮類如環己酮(cyclohexanone)。該酯類可例如但不限於二元酯(dibasic ester，DBE)或丙二醇甲基醚醋酸酯(propylene glycol methyl ether acetate，如Dow Chemical公司之PMA或Arco Chemical公司之PCA等)等。該芳香族溶劑可例如但不限於沸點範圍為100~250℃之C9 ~C12 芳香烴[如中國石油公司(Chinese Petroleum Corp.)所製造之S100溶劑]、沸點範圍為192~207℃之C9 ~C12 芳香烴[如中國石油公司所製造之S150溶劑]、或沸點範圍為226~285℃之C9 ~C12 芳香烴[如中國石油公司所製造之S200溶劑]。在本發明之一具體例中，該複合溶劑包括二元酯與S150。
較佳地，環酮化合物(或酯類)與芳香族溶劑的使用比例範圍為5：1至1：5。
較佳地，該硬化劑是選自於聚胺(polyamine)、異氰酸酯(isocyanate)、或上述兩硬化劑之組合。該聚胺可例如但不限於三聚氰胺(melamine)。而於本發明之一具體例中，該硬化劑為三聚氰胺。
較佳地，該蠟是選自於聚乙烯蠟、聚丙烯蠟、天然蠟或上述三種蠟中之至少二種蠟的組合。
較佳地，以該基質為100重量份計算，該硬化劑之含量範圍為10~40重量份、該複合硬化觸媒之含量範圍為1~10重量份、該複合溶劑之含量範圍為20~30重量份、該蠟之含量範圍為0.1~2.0重量份。
本發明之塗料組成物可依據後續需求調整所含組份之種類(例如硬化觸媒混合物與蠟的種類)及各組份之使用比例，或者可調整塗料組成物之塗佈厚度，以於後續塗佈於金屬板或製品表面時形成各種不同的晶狀立體花紋。
較佳地，該塗料組成物可另外加入一功能性添加劑，該功能性添加劑例如分散劑(dispersing agent)、搖變劑(thixotropic agent)、平光劑(matting agent)、消泡劑(defoaming agent)、流平劑等(leveling agent)。
該塗料組成物之製備方式可依據已知方法進行。
本發明之具有晶狀立體花紋之金屬板的製作方法可依據已知方法進行。例如，在一金屬底材上先形成一底層，接著再於底層上形成一表層，以形成由該底層及該表層所構成之表面塗膜。該表層是在底層上塗佈該塗料組成物，接著再進行加熱而形成。較佳地，該加熱溫度範圍為200~250℃，加熱時間為20 sec~5 min。
較佳地，該金屬底材是選自於鋼板、鍍鋅鋼板、鍍鋁鋅鋼板或不鏽鋼板。於本發明之一具體例中，該金屬底材為鋼板。
較佳地，該底層是由一塗料所形成，該塗料含有至少一種高分子，該高分子是選自於聚酯、聚胺基甲酸酯或環氧樹脂；更佳地，該塗料是以聚酯為主。該聚酯較佳具備介於10000~40000之重量平均分子量、介於10~50之羥價及一不大於5之酸價。
較佳地，該形成底層之塗料更含有硬化劑、硬化觸媒及溶劑。該硬化劑可例如甲基化聚胺及異氰酸酯。該硬化觸媒可例如二丁基錫月桂酯(dibutyltin laurate，DBTM，用於增加異氰酸酯之反應性)及對甲苯磺酸(用以增加甲基化聚胺之反應性降低烘烤溫度)。該溶劑可為單獨一種溶劑或一種以上之溶劑組合，溶劑可例如芳香族溶劑、酯類，酮類等。此外，亦可視配色或防蝕需求添加抗蝕顏料。
較佳地，該表面塗膜之厚度為不大於45 μm，其中該底層之厚度是介於3~20 μm。
本發明之金屬板具有獨特的晶狀立體花紋，此花紋除了可避免金屬板被侵蝕之外，更可讓金屬板具備符合業界所需之機械性質、耐候性及耐化性等性質。
本發明將就以下實施例來作進一步說明，但應瞭解的是，該實施例僅為例示說明之用，而不應被解釋為本發明實施之限制。
＜實施例＞ [實施例之塗料組成物的共同製法]
首先依據下表1之組份及含量，分別將基質[使用聚酯樹脂，由台灣永記造漆工業股份有限公司(Yung Chi Paint & Varnish MFG,Co.,Ltd.)所製造，品名為面漆用支鏈型聚酯，型號為YCP-1412]、硬化劑(使用三聚氰胺)、硬化觸媒混合物(使用對甲苯磺酸及二甲基乙基胺，兩者之含量比例為1：1)、複合溶劑(使用DBE及S150，兩者之含量比例為1：1)、蠟(使用聚丙烯蠟)，及其他助劑(使用鈦白粉、搖變劑、分散劑、消泡劑與流平劑)進行混合，以製得實施例之塗料組成物。
[實施例之金屬板的共同製法]
首先將100重量份之聚酯樹脂(由台灣永記造漆工業股份有限公司所製造，品名為底漆用長鏈型聚酯，型號為HW-502)、15重量份之硬化劑(使用三聚氰胺)、8重量份之硬化觸媒(使用對甲苯磺酸及二甲基乙基胺，兩者之含量比例為1：1)、30重量份之複合溶劑(使用DBE及S150，兩者之含量比例為1：1)、30重量份之鈦白粉、10重量份之防蝕顏料、2重量份之搖變劑、2重量份之消泡劑與2重量份之流平劑進行混合，以製得供形成底層之塗料。將底層塗料塗佈至一厚度為0.426 mm之鍍鋁鋅鋼板，以形成一厚度為10 μm之底層。將上述所製得之實施例的塗料組成物塗佈於該底層上，以形成一厚度為25 μm之表層，最後使塗佈有底層及表層之鋼板於230℃之溫度下進行烘烤，待30 sec後，即製得具有晶狀立體花紋之鋼板。
[測試] 1.　外觀：
利用放大鏡觀察實施例1所製得鋼板之外觀，再進行拍攝，結果如附件2所示。
在附件2中，可發現鋼板表面的顏色均勻，且確實具有晶狀立體花紋。
此外，相較於附件1，附件2顯示出鋼板表面具有較均勻之顏色以及均勻分布之晶狀立體花紋。由此可證明，本發明塗料組成物由於含有硬化觸媒混合物，使得所形成之晶狀立體花紋表層與TW 593594之塗料組成物所形成之壓花塗膜的外觀截然不同。
2.　物性測試：
分別依據下表2所示之測試項目、方法及評估標準對實施例所製得之鋼板進行測試，結果係整理於下表2中。
由表2之結果可發現，實施例1所製得之鋼板確實具有符合業界要求之機械性質、耐候性及耐化性等性質，且亦具備不易剝落的優點。由此可證明，本發明之塗料組成物在後續塗佈至金屬板後，確實可在金屬板表面形成具有晶狀立體花紋且符合業界要求之表面。
綜上所述，本發明塗料組成物由於含有硬化觸媒混合物、複合溶劑及蠟，因而可在金屬板表面形成新穎之晶狀立體花紋。
惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

Claims (9)

  1. 一種供形成晶狀立體花紋之塗料組成物，包含：一以聚酯為主之基質；一硬化劑；一硬化觸媒混合物，含有一第一硬化觸媒以及一第二硬化觸媒，該基質在該第一硬化觸媒催化下之硬化速率較該基質在該第二硬化觸媒催化下之硬化速率為快，且該第一硬化觸媒與該第二硬化觸媒的重量比例為1：0.6~1：3；一複合溶劑，含有至少二種對該基質具有不同溶解力之溶劑；及一不溶於該基質之蠟。
  2. 根據申請專利範圍第1項所述之供形成晶狀立體花紋之塗料組成物，其中，該第一硬化觸媒為一級胺以及該第二硬化觸媒為弱酸。
  3. 根據申請專利範圍第2項所述之供形成晶狀立體花紋之塗料組成物，其中，該弱酸為經取代之磺酸。
  4. 根據申請專利範圍第2項所述之供形成晶狀立體花紋之塗料組成物，其中，該一級胺是選自於二甲基乙基胺或三乙基胺。
  5. 根據申請專利範圍第1項所述之供形成晶狀立體花紋之塗料組成物，其中，該複合溶劑包括環酮化合物與芳香族溶劑之一組合、或酯類與芳香族溶劑之一組合。
  6. 根據申請專利範圍第5項所述之供形成晶狀立體花紋之 塗料組成物，其中，該芳香族溶劑是選自於沸點範圍為100~250℃之C9 ~C12 芳香烴、沸點範圍為192~207℃之C9 ~C12 芳香烴或沸點範圍為226~285℃之C9 ~C12 芳香烴。
  7. 根據申請專利範圍第1項所述之供形成晶狀立體花紋之塗料組成物，其中，該硬化劑是選自於聚胺、異氰酸酯或此兩者之組合。
  8. 根據申請專利範圍第1項所述之供形成晶狀立體花紋之塗料組成物，其中，該聚酯具備介於2000~15000之重量平均分子量、介於5~50之羥價及小於10之酸價。
  9. 一種具晶狀立體花紋之金屬板，包含：一金屬底材；及一設於該金屬底材上方之表面塗膜，該表面塗膜含有一底層及一呈現晶狀立體花紋之表層，其中，該表層是由一如申請專利範圍第1至8項中任一項所述之供形成晶狀立體花紋之塗料組成物所形成。
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