一種金屬表面的雙色圖案電泳方法
【專利摘要】本發明公開了一種金屬表面的雙色圖案電泳方法，采用熱熔膠制作具有預設形狀的遮蔽膜并粘附于金屬表面，一次電泳于遮蔽膜未遮蔽區域形成第一漆層，去除遮蔽膜后再通過二次電泳使遮蔽膜覆蓋區域沉積與第一漆層不同顏色的第二漆層，從而將遮蔽膜的圖案轉移至金屬表面。熱熔膠遮蔽膜可以通過熱水或有機溶劑溶解并清洗等簡單的方法去除，無需使用強堿或其他腐蝕性物質，不會對漆膜結構造成影響；同時可以根據需求形成各種雙色電泳圖案，制程簡單，外觀壽命長，擴大了使用范圍。
【專利說明】
一種金屬表面的雙色圖案電泳方法
技術領域
[0001] 本發明涉及一種金屬表面處理方法，特別是涉及一種金屬表面的雙色圖案電泳方 法。
【背景技術】
[0002] 金屬制品單調的金屬色或單色漆表面已經無法滿足人們對產品外觀多樣化的需 求，因而在金屬制品表面保護的同時，形成多彩的裝飾性圖案外觀以制造裝飾性產品、與其 他部件風格統一的產品或者新穎美觀的產品逐漸得到重視，其制作工藝也日益發展。
[0003] 現有的圖案外觀制作方法包括表面噴涂涂料、熱轉印圖案、印刷等，這些方式的油 墨層與底漆是分開的，僅存在于產品表面而不穿透底漆，極易因磨損、腐蝕等而失去圖案， 尤其是在較嚴苛的使用環境中，例如衛浴產品的地漏、門把手、水龍頭等長期處于潮濕、易 腐蝕、常刷洗的環境中，其外觀壽命更難以長久維持，保質期短，這極大的影響了其使用。
[0004] 有鑒于此，電泳工藝逐漸得到重視。電泳工藝是以金屬物表面為電極，依靠電場的 作用使涂料在金屬表面沉積形成漆膜的涂裝方法，附著力強，不易受磨損，外觀壽命長。現 有的形成圖案的雙色電泳工藝，均是通過涂覆油墨形成遮蔽層，進行一次電泳后清洗掉油 墨，再進行二次電泳。油墨清洗時必須使用強堿或其他腐蝕性物質作為清洗劑，會對一次電 泳膜層造成傷害，因而對其性能及外觀影響較大，且容易造成環境污染。此外，油墨要形成 預設形狀的圖案，需要采用絲網印刷等方式，通過設計不同的網版來實現不同的圖案，網版 間切換及清洗保養麻煩，成本高，網版壽命短，制程較為復雜，限制了其應用。
【發明內容】
[0005] 本發明提供了一種金屬表面的雙色圖案電泳方法，其克服了現有技術所存在的不 足之處。
[0006] 本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種金屬表面的雙色圖案電泳方 法，包括以下步驟：
[0007] 1)制作熱熔膠薄膜，將熱熔膠薄膜裁切成預設形狀的遮蔽膜，其中該熱熔膠的軟 化點為80°C~180°C，遮蔽膜的厚度為20-150μπι;
[0008] 2)將遮蔽膜敷設并通過熱壓粘附于金屬制品的表面，熱壓的溫度不低于該熱熔膠 的軟化點，壓力為0.05-0.5kg/cm 2,時間為10-120S;
[0009] 3)對該金屬表面進行一次電泳處理，通過電泳于金屬表面裸露的區域沉積第一漆 層并對第一漆層進行固化；
[0010] 4)將產品表面的網膜在有機溶劑中進行溶脹溶解并清除;或所述遮蔽膜由熱水溶 解型熱熔膠制成，將遮蔽膜浸入60°C~95°C的水中lOmin~60min使其溶解并從金屬表面去 除；
[0011] 5)對該金屬表面進行二次電泳處理，通過電泳在原遮蔽膜覆蓋區域形成與第一漆 層顏色相異的第二漆層并對第二漆層進行固化，形成與該遮蔽膜形狀相應的雙色圖案。
[0012] 優選的，所述熱熔膠薄膜經過水切割、沖切或激光切割形成所述預設形狀的遮蔽 膜。
[0013] 優選的，所述熱熔膠掩膜是由聚乙烯類熱熔膠、聚丙烯類熱熔膠、乙烯-乙酸乙烯 共聚物熱熔膠、聚酯類熱熔膠、聚酰胺類熱熔膠、聚氨酯類熱熔膠、苯乙烯及其嵌段共聚物 類熱熔膠中的一種或其組合制成。
[0014] 優選的，所述有機溶劑是丙酮、環己酮、醋酸、乙酸乙酯、丁酮、四氫呋喃、二氯甲 烷、三氯乙烷、丙酸乙酯、乙酸丁酯、環己烷、N，N-二甲基乙酰胺、異丙醇、丁醇的一種或其組 合。
[0015]優選的，所述熱水溶解型熱熔膠由20 %~65 %聚乙烯醇、20 %~50%基體樹脂、3 ~25%增粘樹脂、增塑劑10~50%、0~10%填料及2%~5%功能助劑組成，其中 [0016]基體樹脂為乙烯-醋酸乙烯共聚物、熱塑性聚氨酯、乙烯-乙烯醇共聚物、乙烯-丙 烯酸乙酯高聚物、聚丙烯酸乙酯、聚酰胺、聚酯中的一種或其組合，
[0017]增黏劑為松香、改性松香、液體松香、C5石油樹脂、C9石油樹脂、C5/C9共聚樹脂、氫 化甲撐茚樹脂、氫化C9樹脂、萜烯樹脂、松香酯、氫化松香酯、氧茚樹脂、萜烯樹脂中一種或 其組合，
[0018] 填料為硫酸鋇、滑石粉、空心微珠、二氧化鈦、白炭黑、高嶺土、云母粉中的一種或 其組合，
[0019] 增塑劑為甘油、乙二醇、二甘醇、三甘醇、四甘醇、丙二醇、丙三醇、己內酰胺、乙酰 胺、聚乙二醇、三羥基甲基丙烷、鄰苯二甲酸酯中的一種或其組合，
[0020] 功能助劑為潤滑劑、抗氧劑、粘度調節劑中一種或其組合
[0021] 優選的，通過向所述熱水中添加適量二甲基亞砜或甘油、攪拌熱水或超聲波震動 熱水加速所述熱水溶解型熱熔膠遮蔽膜的清洗過程。
[0022]優選的，步驟3)及步驟5)中，該電泳的固含量為5-15%，pH值為4-5,電壓為45-55V，時間為20-50s。
[0023]優選的，所述第一漆層和第二漆層的厚度為5~30μπι。
[0024] 優選的，步驟3)或步驟5)中，所述固化是烘干固化，于120°C-180°C下固化20-40分 鐘。
[0025] 優選的，步驟3)或步驟5)中，所述固化是紫外固化，于60°C-9(TC下烘干2-10分鐘 后于1500-2500mJ/cm 2紫外光下固化。
[0026] 相較于現有技術，本發明具有以下有益效果：
[0027] 1.采用熱熔膠制作具有預設形狀的遮蔽膜并熱壓粘附于金屬表面，一次電泳于未 遮蔽區域形成第一漆層，去除遮蔽膜后再通過二次電泳使遮蔽膜覆蓋區域沉積與第一漆層 不同顏色的第二漆層，從而將遮蔽膜的圖案轉移至金屬表面。熱熔膠遮蔽膜可以通過熱水 溶解去除，或有機溶劑溶脹溶解去除等簡單的方法去除，無需使用強堿或其他腐蝕性物質， 不會對前道漆層結構造成影響，且較為環保，同時簡化了制程。
[0028] 2.通過壓延或流延的方式形成預定厚度的熱熔膠薄膜并裁切形成預設形狀的遮 蔽膜粘附于金屬表面，制程簡單，可控性強；同時遮蔽膜厚度大于電泳漆膜的厚度，可以有 效保持電泳漆層邊緣的平整性，使形成的圖案邊界清晰，效果好。
[0029] 3.形成的圖案耐磨性、耐酸性鹽霧腐蝕性能和水煮測試效果好，適于應用于潮濕 易腐蝕，常刷洗等嚴苛的環境中，外觀壽命長。
[0030] 4.采用熱水溶解型熱熔膠制成的遮蔽膜可在熱水中溶解清除，且其中聚乙烯醇可 生物降解，簡單環保，進一步簡化了制程及降低了制作條件，適于實際生產使用。
[0031] 以下結合附圖及實施例對本發明作進一步詳細說明；但本發明的一種金屬表面的 雙色圖案電泳方法不局限于實施例。
【附圖說明】
[0032]圖1是本發明形成的圖案示意圖。
【具體實施方式】
[0033 ] -種金屬表面的雙色圖案電泳方法，是由熱熔膠制作遮蔽膜粘附于金屬制品表 面，再通過二次電泳使遮蔽膜覆蓋區域及未覆蓋區域沉積不同顏色的電泳漆，從而形成預 定的雙色圖案。
[0034]遮蔽膜是由熱熔膠薄膜裁切形成的預設圖案，厚度為20_150μπι，熱熔膠軟化點范 圍為80-180°C。在一實施例中，制作時，將形成熱熔膠的物料按配比混合均勻，于120-210°C 下通過密煉機或擠出機進行熔融共混后，然后通過壓延機壓延成預定厚度的薄膜，薄膜冷 卻后收卷。使用時，對熱熔膠薄膜進行裁切，具體的通過水切割、沖床沖切或者激光切割等 方式，可以形成任意形狀，圖1為形成的形狀的舉例。
[0035]熱熔膠可以是例如聚乙烯類熱熔膠、聚丙烯類熱熔膠、乙烯-乙酸乙烯共聚物熱熔 膠、聚酯類熱熔膠、聚酰胺類熱熔膠、聚氨酯類熱熔膠、苯乙烯及其嵌段共聚物類熱熔膠中 的一種或其組合，優先選用基體樹脂為中低分子量的熱熔膠。
[0036] 在一實施例中，熱熔膠由20 %~65 %聚乙烯醇、20 %~50 %基體樹脂、3~25 %增 粘樹脂、增塑劑10~50 %、0~10 %填料及2 %~5 %功能助劑組成，其中 [0037]基體樹脂為乙烯-醋酸乙烯共聚物、熱塑性聚氨酯、乙烯-乙烯醇共聚物、乙烯-丙 烯酸乙酯高聚物、聚丙烯酸乙酯、聚酰胺、聚酯中的一種或其組合，優選的為熱塑性聚氨酯、 聚酰胺，基體樹脂的極性優選極性基團含量較高的樹脂型號，基體樹脂的分子量優選中等 分子量的樹脂或者中低分子量搭配的樹脂體系。
[0038]增黏劑為松香、改性松香、液體松香、C5石油樹脂、C9石油樹脂、C5/C9共聚樹脂、氫 化甲撐茚樹脂、氫化C9樹脂、萜烯樹脂、松香酯、氫化松香酯、氧茚樹脂、萜烯樹脂中一種或 其組合，
[0039]填料為硫酸鋇、滑石粉、空心微珠、二氧化鈦、白炭黑、高嶺土、云母粉中的一種或 其組合，
[0040]增塑劑為甘油、乙二醇、二甘醇、三甘醇、四甘醇、丙二醇、丙三醇、己內酰胺、乙酰 胺、聚乙二醇、三羥基甲基丙烷、鄰苯二甲酸酯中的一種或其組合，優選的為丙三醇、己內酰 胺、乙酰胺、聚乙二醇、三羥基甲基丙烷，更優選的為甘油/己內酰胺、甘油/聚乙二醇、甘油/ 乙酰胺、甘油/三羥基甲基丙烷。
[0041 ]功能助劑為潤滑劑、抗氧劑、粘度調節劑中一種或其組合
[0042]該熱熔膠的制備方法是:按照上述配比將稱量好的增塑劑加入到一定量蒸餾水中 攪拌均勻形成混合液，增塑劑總質量與水的質量比為1:5~1:20,再按照上述配比將聚乙烯 醇在85°C~100°C下完全溶解于所述混合液中，攪拌均勻，靜置片刻，真空除泡后進行干燥， 干燥后得到增塑改性的聚乙烯醇片材，切片備用；按所述配比稱量配料，將聚乙烯醇切片和 配比中的其余物料進行熔融共混形成所述的熱水溶解型熱熔膠。
[0043]該熱熔膠是熱水溶解型熱熔膠，通過調節聚乙烯醇的分子組分及結構可以調節其 溶解溫度和溶解速度，可以控制在60°C~95°C的熱水中溶解。
[0044] 制成的遮蔽膜鋪設并通過熱壓粘附于金屬制品的表面，熱壓的溫度不低于熱熔膠 的軟化點，壓力為0.05-0.5kg/cm2，時間為10-120S。熱熔膠遮蔽膜達到軟化點具有一定的 粘性，從而粘附于金屬制品表面，冷卻后固定。優選的，可以預先對金屬制品表面進行拋光， 鍍銅、鍍鎳或其組合等預處理以便于后續電泳。
[0045] 接著，對金屬表面進行一次電泳處理，通過陰極電泳于金屬表面裸露的區域（即未 被遮蔽膜遮蔽的區域)形成厚度為5_30μπι的第一漆層并對第一漆層進行固化。電泳的固含 量為5-15%，？!1值為4-5，電壓為45-55￥，時間為20-50 8。由于電泳是以金屬本身為陰極進行 沉積，不導電的熱熔膠遮蔽膜覆蓋的區域不沉積，從而實現了區域式鍍漆。對第一漆層的固 化可以是紫外固化，于60°C_90°C下烘干2-10分鐘后于1500-2500mJ/cm 2紫外光下進行固 化。此外，當采用軟化溫度較高的熱熔膠遮蔽膜，固化是烘干固化，于120°C-18(TC下固化 20-40分鐘。此外，亦可以通過陽極電泳來實現，在此不加以贅述。
[0046] -次電泳后，將遮蔽膜從金屬表面去除并清洗金屬表面。在一實施例中，將金屬表 面的遮蔽膜在有機溶劑中溶脹溶解并擦洗清除掉。有機溶劑是丙酮、環己酮、醋酸、乙酸乙 酯、丁酮、四氫呋喃、二氯甲烷、三氯乙烷、丙酸乙酯、乙酸丁酯、環己烷、N，N_二甲基乙酰胺、 異丙醇、丁醇等，通過相似相溶原理進行溶脹溶解清除。熱熔膠為熱塑性材料，而電泳漆經 過高溫固化或者紫外光固化后是熱固性材料，在有機溶劑作用下，熱塑性熱熔膠發生溶脹， 容易清除掉，而熱固性電泳漆則基本上不發生溶脹，不會對電泳漆產生影響。在又一實施例 中，遮蔽膜是熱水溶解型熱熔膠，將遮蔽膜浸泡于熱水中使其溶解并擦洗去除，該熱水的溫 度為60°C~95°C，浸泡時間為lOmin~60min。優選的，亦可在熱水中加入適量二甲基亞砜、 甘油等有機溶劑以及通過攪拌或者超聲波加速清洗過程，熱水優選的溫度為80°C_95°C。上 述方法可迅速去除熱熔膠遮蔽膜，清洗過程簡單，無腐蝕性物質，對前道電泳漆無破壞作 用，可以保證電泳漆的性能。其中，水溶解型熱熔膠中，聚乙烯醇是生物可降解高分子材料， 在細菌和酶作用下，46天可降解75%，對環境無危害。
[0047]接著，對金屬表面進行二次電泳處理，通過陰極電泳在原遮蔽膜覆蓋區域(此時該 部分區域金屬面裸露)形成與第一漆層顏色相異的第二漆層并對第二漆層進行固化，其中 該第二漆層的厚度為5_30μπι，該二次電泳的固含量為5-15%，pH值為4-5，電壓為35-45V，時 間為20-50S，固化與第一漆層的固化類似。第一漆層和第二漆層顏色相異，舉例來說，第一 漆層是仿古黑色，第二漆層是紅古銅色;或者，第一漆層是褐色，第二漆層是淺黃色，從而形 成了與遮蔽膜形狀相應的雙色圖案。
[0048] 對本發明方法所得的制品進行測試，其結果如表1所示：
[0049]
[0050] 形成的雙色電泳圖案的耐磨性、耐酸性鹽霧腐蝕性和水煮測試等性能良好，具有 持久的外觀壽命，即具有裝飾性，又能應用于較為嚴苛的環境中，例如廚衛等潮濕易腐蝕， 常刷洗的環境。
[0051] 上述實施例僅用來進一步說明本發明的一種金屬表面的雙色圖案電泳方法，但本 發明并不局限于實施例，凡是依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、 等同變化與修飾，均落入本發明技術方案的保護范圍內。
【主權項】
1. 一種金屬表面的雙色圖案電泳方法，其特征在于包括以下步驟： 1) 制作熱熔膠薄膜，將熱熔膠薄膜裁切成預設形狀的遮蔽膜，其中該熱熔膠的軟化點 為80°C~180°C，遮蔽膜的厚度為20-150μπι; 2) 將遮蔽膜敷設并通過熱壓粘附于金屬制品的表面，熱壓的溫度不低于該熱熔膠的軟 化點，壓力為 〇.〇5_〇.51^/〇112，時間為1〇-12〇8 ; 3) 對該金屬表面進行一次電泳處理，通過電泳于金屬表面裸露的區域沉積第一漆層并 對第一漆層進行固化； 4) 將產品表面的網膜在有機溶劑中進行溶脹溶解并清除;或所述遮蔽膜由熱水溶解型 熱熔膠制成，將遮蔽膜浸入60°C~95°C的水中lOmin~60min使其溶解并從金屬表面去除； 5) 對該金屬表面進行二次電泳處理，通過電泳在原遮蔽膜覆蓋區域形成與第一漆層顏 色相異的第二漆層并對第二漆層進行固化，形成與該遮蔽膜形狀相應的雙色圖案。2. 根據權利要求1所述的金屬表面的雙色圖案電泳方法，其特征在于:所述熱熔膠薄膜 經過水切割、沖切或激光切割形成所述預設形狀的遮蔽膜。3. 根據權利要求1所述的金屬表面的雙色圖案電泳方法，其特征在于:所述熱熔膠掩膜 是由聚乙烯類熱熔膠、聚丙烯類熱熔膠、乙烯-乙酸乙烯共聚物熱熔膠、聚酯類熱熔膠、聚酰 胺類熱熔膠、聚氨酯類熱熔膠、苯乙烯及其嵌段共聚物類熱熔膠中的一種或其組合制成。4. 根據權利要求1所述的金屬表面的雙色圖案電泳方法，其特征在于:所述有機溶劑是 丙酮、環己酮、醋酸、乙酸乙酯、丁酮、四氫呋喃、二氯甲烷、三氯乙烷、丙酸乙酯、乙酸丁酯、 環己烷、N，N-二甲基乙酰胺、異丙醇、丁醇的一種或其組合。5. 根據權利要求1所述的金屬表面的雙色圖案電泳方法，其特征在于:所述熱水溶解型 熱熔膠由20 %~65 %聚乙烯醇、20 %~50 %基體樹脂、3~25 %增粘樹脂、增塑劑10~50 %、 〇~10 %填料及2 %~5 %功能助劑組成，其中 基體樹脂為乙烯-醋酸乙烯共聚物、熱塑性聚氨酯、乙烯-乙烯醇共聚物、乙烯-丙烯酸 乙酯高聚物、聚丙烯酸乙酯、聚酰胺、聚酯中的一種或其組合， 增黏劑為松香、改性松香、液體松香、C5石油樹脂、C9石油樹脂、C5/C9共聚樹脂、氫化甲 撐茚樹脂、氫化C9樹脂、萜烯樹脂、松香酯、氫化松香酯、氧茚樹脂、萜烯樹脂中一種或其組 合， 填料為硫酸鋇、滑石粉、空心微珠、二氧化鈦、白炭黑、高嶺土、云母粉中的一種或其組 合， 增塑劑為甘油、乙二醇、二甘醇、三甘醇、四甘醇、丙二醇、丙三醇、己內酰胺、乙酰胺、聚 乙二醇、三羥基甲基丙烷、鄰苯二甲酸酯中的一種或其組合， 功能助劑為潤滑劑、抗氧劑、粘度調節劑中一種或其組合。6. 根據權利要求5所述的金屬表面的雙色圖案電泳方法，其特征在于:通過向所述熱水 中添加適量二甲基亞砜或甘油、攪拌熱水或超聲波震動熱水加速所述熱水溶解型熱熔膠遮 蔽膜的清洗過程。7. 根據權利要求1所述的金屬表面的雙色圖案電泳方法，其特征在于:步驟3)及步驟5) 中，該電泳的固含量為5-15%，pH值為4-5，電壓為45-55V，時間為20-50s。8. 根據權利要求1所述的金屬表面的雙色圖案電泳方法，其特征在于:所述第一漆層和 第二漆層的厚度為5~30μπι。9. 根據權利要求1所述的金屬表面的雙色圖案電泳方法，其特征在于:步驟3)或步驟5) 中，所述固化是烘干固化，于120 °C -180 °C下固化20-40分鐘。10. 根據權利要求1所述的金屬表面的雙色圖案電泳方法，其特征在于:步驟3)或步驟 5)中，所述固化是紫外固化，于60°C_90°C下烘干2-10分鐘后于1500-2500mJ/cm 2紫外光下 固化。
【文檔編號】C09J129/04GK106065490SQ201610506218
【公開日】2016年11月2日
【申請日】2016年6月30日 公開號201610506218.3, CN 106065490 A, CN 106065490A, CN 201610506218, CN-A-106065490, CN106065490 A, CN106065490A, CN201610506218, CN201610506218.3
【發明人】林孝發, 林孝山, 李偉宇, 唐海舟, 王漢春
【申請人】九牧廚衛股份有限公司