CN1762694A

CN1762694A - 一种高分子片材及其制造方法

Info

Publication number: CN1762694A
Application number: CN 200410083761
Authority: CN
Inventors: 王敬堂; 蔡武藏; 王龙传; 冯崇智; 吴俊伟
Original assignee: San Fang Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: San Fang Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 2004-10-19
Filing date: 2004-10-19
Publication date: 2006-04-26

Abstract

一种高分子片材的制造方法，其主要步骤如下：先将一固形份高于50％的聚氨酯树脂与添加剂混合以形成一在常温下为液态的聚氨酯树脂组成物；于一离型纸上涂布该聚氨酯树脂组成物并加以烘干；然后将离型纸撕去得到一基材；将该基材置于一以一金属为靶材的物理气相沉积系统中之后，将该金属溅镀于该基材表面，形成一金属表层镀膜，得到一高分子片材。本发明的优点是利用常温下为液态的高固形份聚氨酯树脂组成物形成具有足够厚度的高分子基材。本发明可大幅降低制造原料、时间以及成本。根据本发明所得到的高分子片材，其金属表层镀膜与该基材的密着性极佳，其金属亮面具有耐膜以及耐刮的特性。该片材具有柔软性，该金属亮面长期保持良好的光泽。

Description

一种高分子片材及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种高分子片材(sheet)的制造方法以及所制得的高分子片材，特别是一种具有金属亮面的高分子片材及其制造方法。

背景技术

习用高分子片材的制造方法是将粒状、片状或是粉状且是固态的高分子聚合物(例如热塑性聚氨酯(TPU)、聚丙烯、聚乙烯以及聚氯乙烯等)与添加剂以高温混炼、熔融之后，经采压出、共压或是吹膜方式成型，以形成一高分子基材。在习知技术中，若要使高分子片材具有金属亮面或是质感，需要利用转写贴合的方法，将一金属薄膜贴上该高分子基材；或是利用真空蒸着的方式在习用的高分子基材上镀上一层金属薄膜。然而，这两种习用的方式所得到的具有金属表面的高分子片材，其金属薄膜与高分子基材的密着性差，因此容易脱膜且耐磨、耐刮性差。

并且，在传统的制造方法中，由于要使用固体的高分子聚合物制造高分子基材，因此在制造基材的过程中必须调整操作变量以解决固体粒子的熔融、流变、温度等问题。传统的制程设备有相当大的原料最小需求量，且制造不同基材时必须将整个繁复的系统设备清洁干净，才能进行下一批次的制造，因此非常耗料、耗时、耗成本。以传统方法制造基材时，由于目前常用固体高分子树脂如TPU硬度介于85~98(萧氏硬度，Shore Hardness，A)(测试方法：ASTMD-2240)，其100％模数(Modulus)介于60~130kg/cm²(测试方法：ASTMD-412)，因此得到的基材硬度高，难以得到柔软的触感，而以现有制程及材料所得到的片材的表面纹路以及色水变化少。一般而言，现有制造方法使用固体粒子，在制造过程中需添加滑剂或可塑剂，但是在制得基材之后，滑剂或可塑剂会慢慢从基材的表面析出，使基材表面的金属薄膜失去光泽。

发明内容

本发明的目的是提供一种高分子片材制造方法，可克服或是至少改善习知技术的问题以得到耐磨、耐刮且具有良好柔软度的具有金属亮面的高分子片材。

为了达成上述及其它的目的，本发明提供一种高分子片材的制造方法，其主要步骤如下。首先，于一离型纸上涂布一第一聚氨酯树脂组成物而形成一主层，该第一聚氨酯树脂组成物是利用固形份高于50％的聚氨酯树脂配制而成且在常温下为液态。下一步，将离型纸撕去，使该离型纸与该主层分离以便可得到一基材。

此外，可在涂布该第一聚氨酯树脂组成物之前先在该离形纸上涂布一层第二液态聚氨酯树脂组成物，并且加以烘干以形成一辅助层，然后将该第一聚氨酯树脂组成物涂布于该辅助层上。该第二聚氨酯树脂组成物是利用固形份低于50％的聚氨酯树脂配制而成，因此该辅助层的厚度一般小于该主层的厚度。辅助层可具有与该主层不同的颜色，使得该基材呈现所需的颜色。此外，可使用具有纹路的离型纸，借由贴合加工使得该基材表面具有特殊纹路。

在制得该基材之后，将该基材置于一以金属为靶材的物理气相沉积系统中，然后将该金属溅镀于该基材(较佳为辅助层)表面，形成一金属表层镀膜，借此得到一高分子片材。此外，可利用激光在该金属表层镀膜上形成图案或文字。

本发明的优点和特征在于利用常温下为液态的高固形份聚氨酯树脂组成物(即前述的第一聚氨酯树脂组成物)形成具有足够厚度的高分子基材。由于制造过程不需要使用固态高分子，因此不需要控制复杂的变量以解决固体粒子的熔融、流变、温度等问题。而且，可以以简单的搅拌混合器以及涂料涂布机器取代习用技术的庞大繁复的机器，因此可根据需要进行小量或是大量的生产，并且在制造不同批次的基材时，仅需清洁混合器以及涂布机器，可大幅降低制造原料、时间以及成本。根据本发明所得到的高分子片材，其金属表层镀膜与该基材的密着性极佳，因此其金属亮面具有耐膜以及耐刮的特性。由于本发明使用聚氨酯树脂组成物涂料形成该片材，使得该片材具有柔软性，且因为制造过程中不需添加滑剂，因此可使该金属亮面长期保持良好的光泽。

附图说明

图1a-图1d：以剖视图图标本发明一具体实施例高分子片材的制造方法；以及

图2：根据本发明一实施例的物理真空蒸镀系统的示意简图。

图号说明：

110离型纸 120辅助层

130主层 140基材

150金属表层镀膜 160片材

200物理真空蒸镀系统(图中未标注，图2即为图号200)

202阳极电极 204阴极电极

208靶材 210电浆区

212暗区

具体实施方式

为了让本发明的上述和其它目的、特征、和优点能更明显，下文特举本发明较佳实施例，并配合所附图标，作详细说明如下。

以下将配合图1a-图1d说明本发明的高分子片材制造方法。首先，参照图1a，于离型纸110上涂布一层聚氨酯树脂组成物，烘干后便形成一辅助层120。然后，参照图1b，于该辅助层120上涂布一层具有高固形份(Solid Content)的聚氨酯树脂组成物，烘干硬化之后形成一主层130。接着，参照图1c，将离型纸110撕去，便得到一高分子基材140，其厚度介于0.01~3mm之间。然后，参照图2，将该基材140置于一以金属为靶材的物理气相沉积系统200中，然后将该金属溅镀于该基材140表面(较佳为辅助层120表面)，形成一金属表层镀膜150，借此得到一高分子片材160(如图1d所示)。更进一步，可利用激光在该金属表层镀膜150上形成图案或文字。

本发明的金属表层镀膜150是由物理气相沉积(physical vapordeposition)形成。物理气相沉积，顾名思义是以物理机制来进行薄膜沉积而不涉及化学反应的制程技术，所谓物理机制是物质的相变化现象，例如使蒸镀源由气态转化为具有部份离子化气体的电浆态。借着在两个相对应的电极板(electrodes)上施以电压，假如电极板间的气体分子浓度在某一特定的区间，电极板表面因离子轰击(ion bombardment)所产生的二次电子(secondary electrons)，在电极板所提供的电场下，将获得足够的能量。参照图2，显示一个阴极电极板204遭受离子轰击的情形。脱离电浆区210的带正电荷离子，在暗区212的电场加速下，将获得极高的能量。当离子于阴极电极产生轰击之后，基于动量转换(momentum transfer)的原理，离子轰击除了会产生二次电子以外，还会把与电极板204表面连接的靶材208的原子给”打击”出来，这个动作，我们称之为”溅击(sputtering)”。这些被击出的靶原子将进入电浆里，然后利用诸如扩散(diffusion)等的方式，最后传递到欲蒸镀的基材140的表面，并因而沉积。

本发明的特征之一在于利用液态的高固形份的聚氨酯树脂组成物形成具有相当厚度的主层130(主层130的厚度可达3mm)，借此提供厚实且具有弹性质感的片材140。适合用于形成该主层130的聚氨酯树脂组成物可利用固形份(solid content)高于50％的聚氨酯树脂配制而成，较佳的量是利用固形份80~100％的聚氨酯树脂配制而成，更佳的是利用固形份至少99％的聚氨酯树脂配制而成。更具体地说，具有高固形份的聚氨酯树脂组成物含有相对而言较少的有机溶剂，因此在形成主层130时，不会挥发出大量的有机溶剂。而且具有高固形份的聚氨酯树脂组成物在干燥之后的厚度与涂布时相差较少，能轻易形成厚度较厚的主层130，达到良好的厚实感以及耐曲度。此外为了多种目的，可在具有高固形份的聚氨酯树脂组成物中添加一种或是数种添加剂，例如填充剂、加工助剂、交联剂以及着色剂。较佳地，该填充剂的添加量少于该聚氨酯树脂添加量的50％；该加工助剂的添加量少于该聚氨酯树脂添加量的20％；该交联剂的添加量少于该聚氨酯树脂添加量的20％；该着色剂的添加量少于该聚氨酯树脂添加量的15％。根据本发明的实施例，较佳的是以约110℃~170℃的温度烘干具有高固形份的聚氨酯树脂组成物以形成主层130。此外，亦可在具有高固形份的聚氨酯树脂组成物中加入发泡剂，借此可形成具有多孔质的主层130。

本发明的另一特征在于利用一液态的低固形份的聚氨酯树脂组成物于该主层130的表面形成一辅助层120。该低固形份的聚氨酯树脂组成物可利用固形份低于50％的聚氨酯树脂配制而成，较佳的是利用固形份介于10％~30％之间的聚氨酯树脂配制而成。由于该辅助层120是利用低固形份的聚氨酯树脂组成物形成，因此其厚度一般小于该主层130的厚度。辅助层120可具有与该主层130不同的颜色，使得该基材140呈现所欲的颜色。该辅助层120可依需求设计为具相同或不同颜色的多层膜。此外，可使用具有纹路的离型纸110，借由贴合加工，当撕去该离型纸110时，该基材140表面便具有特殊纹路。

本发明的特征在于利用液态的高固形份聚氨酯树脂组成物形成具有足够厚度的高分子基材140。由于制造过程不需要使用固态高分子，因此不需要控制复杂的变量以解决固体粒子的熔融、流变、温度等问题。而且，可以以简单的搅拌混合器以及涂料涂布机器取代习用技术的庞大繁复的机器，因此可根据需要进行小量或是大量的生产，并且在制造不同批次的基材140时，仅需清洁混合器以及涂布机器，可大幅降低制造原料、时间以及成本。根据本发明所得到的高分子片材160，其金属表层镀膜150与该基材140的密着性极佳，因此其金属亮面具有耐磨以及耐刮的特性。由于本发明使用聚氨酯树脂组成物涂料形成该片材160，使得该片材160具有柔软性，且因为制造过程中不需添加滑剂，因此可使该金属亮面长期保持良好的光泽。本发明的高分子片材可用以制作识别标志(Logo)或用于一般皮料的面层贴合。

下述的实施例是用以更详细说明本发明，而并非用以限定本发明。

实施例

将100PHR的固形份99％的聚氨酯树脂、20PHR的填充剂、3PHR的改质剂、5PHR的交联剂混合形成一高固形份聚氨酯树脂组成物涂料，其中PHR(parts per hundred parts of resin by mass)是指每100质量单位的聚氨酯树脂应添加多少质量单位的该原料。

于一离型纸上涂布该高固形份聚氨酯树脂涂料之后，利用烘箱以165℃将该高固形份聚氨酯树脂涂料烘干，以形成一基材。然后，将离型纸从该基材撕去，便得到具有厚实感、柔软的基材。

接着，将该基材置于溅镀(sputtering)装置中，以Ar离子，于10^-4~10^-5torr，冲撞铜靶材借此形成一铜金属镀膜于该基材的表面，可得到具金属亮面感的高分子片材。

虽然本发明已参照发明较佳实施例的细节而揭示于本发明申请书中，可以理解的是该揭示是以例示而非限定的方式，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，所作的修改系被预示。因此本发明的保护范围当视权利要求范围所界定为准。

Claims

1、一种高分子片材的制造方法，包含以下步骤：

将一固形份高于50％的聚氨酯树脂与添加剂混合以形成一在常温下为液态的第一聚氨酯树脂组成物；

于一离型纸上涂布该第一聚氨酯树脂组成物；

烘干该第一固形份聚氨酯树脂组成物以形成一主层；

将该离型纸撕去使该离型纸与该主层分离，以得到一基材；

将该基材置于一以金属为靶材的物理气相沉积系统中；以及

将该金属溅镀于该基材表面，形成一金属表层镀膜，以此得到一高分子片材

2.根据权利要求1所述的一种高分子片材的制造方法，其特征在于烘干步骤是在110~170℃下进行。

3.根据权利要求1所述的一种高分子片材的制造方法，其特征在于可使用表面具有纹路的离型纸，借此可得到表面具有纹路的高分子片材。

4.根据权利要求1所述的一种高分子片材的制造方法，其特征在于另包含以激光在该金属表层镀膜上形成图案或文字。

5.根据权利要求1所述的一种高分子片材的制造方法，其特征在于可在该离形纸上涂布一层厚度小于该主层且由固形份低于50％的聚氨酯树脂配制而成的第二液态聚氨酯树脂组成物，并且加以烘干以形成一辅助层，然后将该第一聚氨酯树脂组成物涂布于该辅助层上。

6.根据权利要求5所述的一种高分子片材的制造方法，其特征在于该辅助层可依需求添加着色剂，设计使其具有与该主层相同或不同颜色的多层膜，使得高分子片材为具有不同颜色的多层膜效果。

7.根据权利要求5所述的一种高分子片材的制造方法，其特征在于该金属表层镀膜镀于撕去离形纸的该辅助层表面。

8.根据权利要求5所述的一种高分子片材的制造方法，其特征在于另包含以激光在该金属表层镀膜上形成图案或文字。

9.一种高分子片材，其包含：一主层，其中该主层由常温下为液态的第一聚氨酯树脂组成物形成，该第一聚氨酯树脂组成物是将一固形份高于50％的聚氨酯树脂与添加剂混合而形成；以及一金属表层镀膜形成于该主层上。

10.根据权利要求9所述的一种高分子片材，其特征在于另包含以激光在该金属表层镀膜形成图案或文字。

11.根据权利要求9所述的一种高分子片材，另包含一厚度小于该主层的辅助层设于该主层以及该金属表层镀膜之间，其特征在于该辅助层是由固形份低于50％的聚氨酯树脂配制而成的第二聚氨酯树脂组成物形成。

12.根据权利要求9所述的一种高分子片材，其特征在于该辅助层可依需求添加着色剂，设计使其具有与该主层相同或不同颜色的多层膜，使得高分子片材为具有不同颜色的多层膜效果。

13.根据权利要求9所述的一种高分子片材，其特征在于可使用表面具有纹路的离型纸，借此可得到表面具有纹路的高分子片材。