一種立體紋理裝飾金屬板的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型屬于家用電器外殼、建筑內(nèi)外裝飾等用的預(yù)涂金屬板領(lǐng)域，具體地說， 是關(guān)于凹版印刷技術(shù)應(yīng)用到彩色預(yù)涂金屬板的連續(xù)式涂層工序中，涉及一種高效率連續(xù)生 產(chǎn)的立體紋理裝飾金屬板，該金屬板可以表現(xiàn)出立體紋理的觸覺效果、多種顏色和圖案的 視覺效果。
【背景技術(shù)】
[0002] 1)客戶需求：家電或建筑裝飾鋼板，除了色彩、加工和防銹等基本功能以外，外觀 也作為重要的選擇標(biāo)準(zhǔn)。家電或建筑裝飾設(shè)計(jì)者對(duì)制品的表面圖案、質(zhì)感、觸感等不斷提出 新的要求，比如追求表面凹凸或立體紋理的觸覺效果，對(duì)此不斷有新的材料、工藝涌現(xiàn)。
[0003] 2)機(jī)械壓紋工藝：建筑外裝行業(yè)應(yīng)用比較多，為追求表面紋理及觸感，采用機(jī) 械壓紋處理，需要新上設(shè)備、壓花輥為子母輥，價(jià)格比較昂貴；比較適合20um以上的深 紋理，而且由于壓花輥制作成本高、花紋輥更換調(diào)試復(fù)雜，壓花紋理單一，圖案精細(xì)化不 高。對(duì)機(jī)械壓花的彩色卷鋼，有先壓花后涂裝和先涂裝后壓花兩類工藝技術(shù)。如專利文獻(xiàn) 201320738366所述，對(duì)已經(jīng)預(yù)涂底漆、面漆、印花涂層、高耐刮清漆層的金屬板通過壓花輥 進(jìn)行壓紋，獲得磚紋紋理及觸感，同時(shí)提高鋼板的強(qiáng)度。
[0004] 如專利文獻(xiàn)200710078212所述，通過上壓輥表面蝕刻有皮紋的軋鋼機(jī)對(duì)鋼板進(jìn) 行壓紋處理，然后對(duì)鋼板表面進(jìn)行噴粉處理，獲得皮紋外觀及觸感的裝飾鋼板。但是利用上 述方法制作的帶紋理鋼板，由于涂裝、壓紋處理不能使用單一生產(chǎn)線完成，工藝流程較為繁 瑣。另外由于對(duì)鋼板進(jìn)行機(jī)械壓花，所需壓力很大，壓花紋理深度至少在20um以上，而且花 紋圖案的精細(xì)程度比較一般的印刷工藝要差很多，一般只能實(shí)現(xiàn)皮紋、磚紋等紋理效果，無 法滿足設(shè)計(jì)師對(duì)外觀精細(xì)化的要求。
[0005] 3)絲網(wǎng)印刷工藝：另外一種常用的金屬板紋理處理方法，是在已經(jīng)涂裝的鋼板表 面進(jìn)行絲網(wǎng)印刷，該工藝生產(chǎn)的紋理金屬板外觀精細(xì)程度較機(jī)械壓花高。但是由于絲網(wǎng)印 刷工藝不適合大面積涂裝且一般為單張定尺金屬板印刷，必須先經(jīng)專業(yè)的預(yù)涂生產(chǎn)線進(jìn)行 彩涂、剪切，然后再進(jìn)行單板絲網(wǎng)印刷，導(dǎo)致生產(chǎn)效率不高。
[0006] 4)金屬板貼覆帶有紋理的薄膜工藝：為實(shí)現(xiàn)金屬板表面的紋理效果，也可以在金 屬板表面貼覆已經(jīng)壓紋處理的薄膜（PET、PVC、PP等單層或復(fù)合薄膜)，對(duì)薄膜表面實(shí)施熱壓 或涂布?jí)盒凸に?，作出表面紋理，然后將已具備紋理的薄膜層壓在鋼板上。但是這種薄膜采 購周期長，成本較高，而且薄膜層壓金屬板的良品率控制難度大。
[0007] 5)普通的卷鋼凹版移印工藝：由于油墨上墨量小，油墨本身的耐化學(xué)藥品性和硬 度不足，一般在油墨表面進(jìn)行罩光處理，以滿足后續(xù)的鈑金加工和終端用戶使用要求。由于 表面罩光涂層的處理，表面無法實(shí)現(xiàn)立體紋理效果。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0008] 本實(shí)用新型提供了一種立體紋理裝飾金屬板，可以解決以下技術(shù)問題：
[0009] 1)機(jī)械壓紋存在花紋精細(xì)度差、工藝流程繁瑣的問題；
[0010] 2)絲網(wǎng)印刷存在生產(chǎn)效率不高的問題；
[0011] 3)帶紋理薄膜貼覆金屬板存在原材料成本高、良品率控制難度大的問題。
[0012] 為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：
[0013] 一種立體紋理裝飾金屬板，包括金屬基板，金屬基板的背面由上至下依次為化學(xué) 處理層和背漆層，所述金屬基板的正面由下至上依次為化學(xué)處理層、底漆層、中涂層、1-4層 立體紋理層和保護(hù)膜。這里所說的"上下"是指以整個(gè)金屬板的橫截面圖為準(zhǔn)，整體的上下 關(guān)系。
[0014] 為保證鈑金成型加工效果，單層立體紋理層的厚度在2um~10um范圍內(nèi)，低于2um 時(shí)立體紋理觸感不明顯，高于l〇um時(shí)，容易發(fā)生加工不良，尤其采用UV涂層時(shí)。立體紋理 層的光澤分為高光（80%以上)、中光（40~80%)、亞光（40%以下）。
[0015] 進(jìn)一步地，所述立體紋理層采用光固化涂料組合物或者熱固化涂料組合物。
[0016] 其中：所述光固化涂料組合物的質(zhì)量百分比配方：聚氨酯丙烯酸酯預(yù)聚物 60-80%、丙烯酸酯單體10-30%、光引發(fā)劑3-6%、添加劑1-4%，為保證光固化涂料的流動(dòng)性， 可以根據(jù)實(shí)際需求添加少量溶劑。
[0017] 其中：所述熱固化涂料組合物的質(zhì)量百分比配方：聚酯樹脂30-70%、三聚氰胺樹 脂5-25%、顏料、添加劑和溶劑共占10-45% ;其中，顏料選擇無機(jī)顏料、珠光粉顏料、鋁粉、銅 粉、不銹鋼粉中的一種或多種混合。聚酯樹脂是一種、兩種或多種聚酯的組合物。
[0018] 其中：所述中涂層采用涂料組合物，其質(zhì)量百分比配方：聚酯樹脂50-70%，三聚氰 胺樹脂5-20%，顏料2-20%、添加劑和溶劑共占2-10%，中涂層的厚度為8~25um。聚酯樹脂是 一種、兩種或多種聚酯的組合物。顏料選擇無機(jī)顏料、珠光粉顏料、鋁粉、銅粉、不銹鋼粉中 的一種或多種混合。添加劑、溶劑根據(jù)實(shí)際要求適當(dāng)比例添加。
[0019] 其中，所述金屬基板背面的化學(xué)處理層和背漆層之間還設(shè)有防銹底漆層。
[0020] 所述金屬基板采用馬口鐵板、鋁板、鋁合金板、熱鍍鋅板、電鍍鋅板、不銹鋼板、冷 軋板中的一種，金屬基板的厚度為0. 2~1. 2mm。
[0021] 上述立體紋理裝飾金屬板的制備方法，包含金屬基板表面化學(xué)處理階段、底漆涂 裝階段、中涂層涂裝階段、1-4層立體紋理層凹版印刷及其干燥工序階段、保護(hù)膜貼覆階段， 以上各階段是依次連續(xù)進(jìn)行。
[0022] 工藝流程：金屬基板放卷一金屬基板表面處理及烘烤一金屬基板正面防銹底漆和 背漆涂布及烘烤一冷卻一金屬基板中涂層涂布及烘烤一冷卻一張緊輥一立體紋理凹版印 刷機(jī)組1-4 -張緊輥一高溫固化烘烤一保護(hù)膜貼覆裝置一金屬板收卷裝置。
[0023] 具體工藝流程如下：
[0024] 1)金屬基板放卷：整體線速：20-80m/min ;
[0025] 2)金屬基板表面處理及烘烤：基板經(jīng)過兩道脫脂工序，然后經(jīng)過水洗工序和風(fēng)干 工序，然后進(jìn)入表面化學(xué)處理層涂布機(jī)及烘烤；表面化學(xué)處理涂層采用水性含鉻處理液、水 性無鉻處理液、先磷化后鉻酸鹽處理其中任一方式；表面化學(xué)處理涂層需要在50~150°C范 圍內(nèi)烘烤固化；
[0026] 3)金屬板正面防銹底漆和背漆涂布工藝：基板進(jìn)入此工序后，在涂布機(jī)的作用下 金屬板的背面及正面涂覆背漆涂層和底漆，涂布機(jī)可以選擇簾流、噴淋、二輥逆向涂布或三 輥逆向涂布方式其中任一方式；涂覆結(jié)束后進(jìn)入烘箱進(jìn)行烘烤固化，烘烤方式可以采用熱 風(fēng)、紅外線燈管照射等方式，金屬板在烘箱內(nèi)的最高金屬板溫PMT在170~250°C范圍內(nèi)；之 后進(jìn)入冷卻段，冷卻可以分為水冷、風(fēng)冷方式，可以采用其中任一或兩者組合；
[0027] 4)金屬基板中涂層涂布工藝：底漆和背漆經(jīng)烘烤固化后進(jìn)入到中涂涂布機(jī)，在底 漆表面涂覆一層涂層，這個(gè)涂層就叫做中涂層，涂布方式與底漆相同。中涂層的烘烤、冷卻 工藝同正面底漆。
[0028] 5)立體紋理印刷工藝：依次通過以下設(shè)備段：入口張緊輥、凹版印刷機(jī)組1-4、出 口張緊輥、高溫固化烘箱，每經(jīng)過印刷機(jī)組一次便生成一層印刷圖案層，根據(jù)具體的外觀設(shè) 計(jì)選擇印刷層的數(shù)量；印刷結(jié)束后進(jìn)入高溫固化烘箱對(duì)印刷層進(jìn)行固化，得到立體紋理花 紋層；
[0029] 6)覆保護(hù)膜工藝：根據(jù)客戶需要，可以選擇覆保護(hù)膜，通?？蛇xPE、PP、PET基材的 保護(hù)膜，保護(hù)膜表面可以涂布水性丙烯酸膠或油性丙烯酸膠其中任一，也可以選擇非涂膠 工藝的自粘膜；
[0030] 7)金屬板收卷。
[0031] 所述凹版印刷干燥工序包含紫外光固化裝置及其輔助系統(tǒng)；也可以包含熱固化裝 置(如熱風(fēng)固化、紅外燈管固化等裝置)。
[0032] 中涂層涂裝的方法：可以選擇三輥逆涂方式、二輥逆涂方式、簾流涂布方式 (CURTAIN FLOW)、狹縫涂裝方式（DIE-C0ATER)。
[0033] 在立體紋理層凹版印刷方法中：所述凹版印刷機(jī)組包含蝕刻紋理的版輥及刮刀、 轉(zhuǎn)印膠輥、油墨上料系統(tǒng)、轉(zhuǎn)印輥清洗系統(tǒng)；為保證最佳的立體紋理，對(duì)蝕刻版輥可以選擇 電子雕刻、激光雕刻、超精密單點(diǎn)金剛石輥筒雕刻等方式，以達(dá)到最佳的線條寬度、深度和 清晰度。為保證凹版印刷的精度和清晰度，在凹版印刷機(jī)的出口和入口，還可以再包含漲緊 輥。
[0034] 在立體紋理層凹版印刷方法中：采用光固化涂料時(shí)，為保證涂料的流動(dòng)性和印刷 效果，一般要求涂料溫度在20~60°C內(nèi)印刷，需要配置油墨加熱系統(tǒng)。同時(shí)還要增加紫外線 光固化系統(tǒng)，一般紫外線光源可選擇中壓水銀燈、金屬鹵化物燈、微波燈、LED等，為保證最 好的固化效果，也可以選擇以上燈管的混合組成。為保證更好的效果，紫外線光固化系統(tǒng)也 可能包括以下輔助系統(tǒng)：氮?dú)鈨艋到y(tǒng)、進(jìn)風(fēng)過濾系統(tǒng)、UV燈冷卻系統(tǒng)等。
[0035] 在立體紋理層凹版印刷方法中：采用熱固化涂料時(shí)，由于在印刷機(jī)組前后均有張 緊輥，為保證涂料不干粘附到張緊輥上，每臺(tái)印刷機(jī)組要增設(shè)涂料表干固化裝置，表干固化 溫度一般在35°C ~150°C范圍內(nèi)；同時(shí)為保證立體紋理層的耐化學(xué)藥品性、耐污染性及加工 性能，在通過張緊輥或轉(zhuǎn)向輥后，必須增設(shè)高溫固化烘箱，在高溫固化烘箱中，金屬板的最 高板溫要能達(dá)到170~240°C范圍。
[0036] 本實(shí)用新型將凹版印刷