用于金属板的装饰膜及包括其的金属装饰板的制作方法

1.本发明涉及一种用于金属板的装饰膜及包括其的金属装饰板。


背景技术：

2.大部分的家电产品的表面呈现多种设计，尤其是，塑料产品为了提高其附加价值而在表面附着装饰片材，以呈现诸如金属等的天然材料的设计。作为对这些用于家电产品的金属板材进行装饰的现有方法，有在对金属板材进行成型加工之前先喷涂或涂布涂料等而后进行成型加工的预涂金属(pre-coated metal；pcm)方式。然而，这种pcm方式的金属板材装饰方法具有金属板材的外观不够多样且单调的特征。
3.这种pcm方式虽然价格低廉，但是存在无法良好地呈现设计的问题，因此为了对其进行改善，开发出了vcm(vinyl coated metal)方式。vcm方式以对形成为聚酯膜(例如，pet膜)基材上的装饰层的装饰膜的一表面层压聚氯乙烯(pvc)膜，再将聚氯乙烯膜粘附于铁板的方式进行。然而，由于这种vcm仅有pet，因此，在进行后加工时，会发生pet裂开或因可靠性问题而空鼓或脱落的问题。
4.另外，vcm方式在高温或高湿的环境下时，pet会发生空鼓或变色，或加工收率降低，因此，在热粘合于铁板之后，在将其弯曲或弯折的的工艺中，成型性降低，并且在进行压制或折弯等后加工时，会发生装饰膜空鼓或剥离的问题。
5.另外，在将装饰膜转印到金属板等后对金属板进行加工的后加工方式中，存在因装饰膜的伸长率降低而膜撕裂或变形等的后加工性显著降低的问题。
6.(专利文献1)韩国专利公开第2006-78530号，“呈现金属效果的装饰膜”

技术实现要素：

7.技术问题
8.本发明的发明人为解决上述问题而进行了研究，结果，开发出了一种用于金属板的装饰膜，该用于金属板的装饰膜不同于以往所使用的用于金属板的装饰膜，当在制造出在基材膜上形成用于保护表面的透明树脂层之后，在透明树脂层上依次地形成呈现金属质感等的印刷层和粘附层或底漆层的用于金属板的装饰膜之后，以将其转印到金属板上的方式制造金属板时，转印有装饰膜的金属装饰板的伸长率高，因此，即便在金属板上附着装饰膜之后进行加工，也能够表现出出色的成型性和后加工性。
9.因此，本发明的在于，提供一种用于金属板的装饰膜以及金属板的装饰方法，其改善了成型性降低并且在进行压制或折弯等后加工时装饰膜发生空鼓的现有技术中的问题，因此，与以往相比，成型性和后加工性更加优秀。
10.另外，本发明的在于，提供一种金属装饰板，其通过所述金属板的装饰方法制造。
11.本发明的技术问题不限于上述内容，本领域技术人员能够从下文中明确地理解未提及的多个技术问题。
12.技术方案
13.为此，本发明提供一种用于金属板的装饰膜，其包括：承载膜；粘附层；光固化型透明树脂层，配置于所述承载膜与所述粘附层之间；装饰层，配置于所述粘附层与所述透明树脂层之间；以及离型光固化性树脂图案层，配置于所述承载膜与所述透明树脂层之间。
14.另外，本发明提供一种金属装饰板，其包括：金属层；光固化型透明树脂层；底漆层，配置于所述金属层与所述透明树脂层之间；粘附层，配置于所述底漆层与所述透明树脂层之间；以及装饰层，配置于所述粘附层与所述透明树脂层之间。
15.有益效果
16.与现有技术相比，本发明的用于金属板的装饰膜比以往所使用的用于金属板的装饰膜的伸长率更高且加工性出色，因此，即便在附着于已加工的金属板之后进行加工，也能够表现出出色的成型性和加工性，而且能够改善在进行压制或折弯等后加工时用于金属板的装饰膜发生空鼓的问题，并且具有不会在表面产生白浊或裂痕(crack)的效果。
17.有益效果不限于上述内容，更多的效果记载于说明书中。
附图说明
18.图1是用于金属板的装饰膜的剖面示意图。
19.图2是金属板的装饰方法的示意图。
20.图3是金属装饰板的剖面示意图。
具体实施方式
21.参照附图和后述的多个实施方式和多个实验例，则本发明的优点和特征以及实现它们的方法将变得清楚。附图仅用于帮助理解本说明书中公开的技术思想，其技术思想不限于附图。
22.另外，本发明不限于以下公开的内容，而是能够实现为多种形态，以下公开的内容使得本发明被更加完整地公开，以便向本领域技术人员更加完整地介绍本发明的范围，本发明仅由权利要求书定义。
23.当对于相关公知技术的具体说明被判断为可能会混淆技术要点时，省略其详细说明。
24.在说明书全文中，相同的附图标记指代相同的构成要素。在附图中，可将层以及多个区域的尺寸和相对尺寸放大示出，以清楚地进行说明。
25.虽然第一、第二等用于对多种构成要素进行说明，但是这些构成要素不限于这些术语。这些术语仅用于区分一个构成要素与另一个构成要素，除非有特别相反的记载，否则第一构成要素也可以是第二构成要素。
26.在说明书全文中，除非有特别相反的记载，否则各个构成要素既可以是单数也可以是复数。
27.在说明书全文中，当某个部分“包括(including)”、“具有(having)”某个构成要素时，除非有特别相反的记载，否则就不是排除其他的构成要素，而是表示可进一步包括其他的构成要素。
28.在说明书全文中，当作出“a及/或b”的表述时，除非有特别相反的记载，否则就表示a、b或a和b，当作出“c至d”的表述时，除非有特别相反的记载，否则就表示c以上且d以下。
29.当作出元件(elements)或层在其他的元件或层的“上方(on)”或“上(on)”的表述时，不仅包括在其他的元件或层的正上方，还包括中间有其他的层或其他的元件。而当作出元件在“正上(directly on)”或“正上方(directly on)”的表述时，则表示中间没有其他的元件或层。
30.作为空间上相对的术语，“下方(below)”、“底部(beneath)”、“下部(lower)”、“上方(above)”、“上部(upper)”等，如图所示，可用于方便描述一个元件或构成要素与其他的元件或构成要素之间的相关关系。空间上相对的术语应当被理解为除了示于附图中的方向以外还包括使用时或操作时的元件的不同方向的术语。
31.以下，参照附图，对本发明进行更加详细说明。
32.图1是用于金属板的装饰膜100的剖面示意图。本发明的用于金属板的装饰膜100包括承载膜10、离型光固化性树脂图案层21、光固化型透明树脂层20、装饰层30以及粘附层40。用于金属板的装饰膜100呈离型光固化性树脂图案层21和光固化型透明树脂层20依次配置在承载膜10上，且装饰层30配置在光固化型透明树脂层20上，粘附层40配置在装饰层30上的结构。
33.在本发明中，所述承载膜10可以列举聚酯类树脂膜、聚烯烃类树脂膜、聚酰胺类树脂膜、聚丙烯酸酯类树脂膜、热塑性聚氨酯类树脂膜、聚碳酸类树脂膜、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(abs，acrylonitrile-butadiene-styrene)树脂膜等。作为所述聚酯类树脂膜的例，可以列举聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)树脂膜，作为聚酰胺类树脂膜的例，可以列举尼龙树脂膜，作为聚烯烃类树脂膜的例，可以列举聚乙烯树脂膜或聚丙烯树脂膜等。
34.在本发明中，所述承载膜10的厚度例如可以是约10μm以上且小于约100μm。当所述承载膜10的厚度小于约10μm时，不利于用于金属板的装饰膜的加工性和处理性，当承载膜10的厚度为约100μm以上时，会降低用于金属板的装饰膜100的价格竞争力。因此，承载膜10的厚度例如可以是约20μm～约80μm。
35.在本发明中，所述承载膜10可以是在其表面预加工有图案的膜，具体地，离型光固化性树脂图案层21可形成于承载膜10上。此时，光固化型透明树脂层20可形成于离型光固化性树脂图案层21的图案上。当在用于金属板的装饰膜100与金属板粘合之后去除承载膜10和离型光固化性树脂图案层21时，在光固化型透明树脂层20的表面会留下离型光固化性树脂图案层21被去除并留下的图案层(参照图3)，因此，能够为金属装饰板增添表面质感。
36.在本发明中，所述离型光固化性树脂图案层21可包含光固化性树脂，优选为包括含有有机硅的聚氨酯丙烯酸酯。本发明如上所述，离型光固化性树脂图案层21形成在承载膜10和光固化型透明树脂层20之间，因此，能够表现出呈现凹凸感等的多种设计，并且具有提高光固化型透明树脂层的透明度的优点。
37.在本发明中，所述光固化型透明树脂层20可包含丙烯酸酯类单体、丙烯酸酯类低聚物以及光引发剂。
38.所述丙烯酸酯类单体可使用选自单官能丙烯酸酯类单体以及多官能丙烯酸酯类单体中的一种以上。
39.此时，相对于透明树脂层的总重，所述单官能单体的含量可以是20～40重量％。当所述单官能单体的含量满足该范围时，具有基材附着性优秀的优点。
40.作为所述单官能丙烯酸酯类单体，可并用附着性出色的单官能丙烯酸酯类单体和
651、omnirad 184、omnirad 1173、omnirad 2959、omnirad127、omnirad 907、omnirad 369、omnirad 819、omnirad tpo(均为igm resins公司产品)等。相对于透明树脂层的总重，所述光引发剂的含量可以是5～10重量％。
52.本发明的光固化型透明树脂层可通过照射紫外线等能量使所述丙烯酸酯类单体、丙烯酸酯类低聚物以及光引发剂固化，例如，可照射光量为100～1000mj/cm2的紫外线。光固化型透明树脂层可在进行光固化之后仍残留约1～5重量％的未反应的丙烯酸酯基，光引发剂也可残留微量的未反应的光引发剂。
53.图2是金属板的装饰方法的示意图，图3是通过图2的金属板的装饰方法制造的金属装饰板的剖面示意图。参照图2和图3，在金属装饰板200的制造工艺中，承载膜10和离型光固化性树脂图案层21从用于金属板的装饰膜100被去除，并且透明树脂层20构成金属装饰板200的多个最外层中的一个。
54.因此，透明树脂层20需要具备耐化学性，虽然透明树脂层20的固化密度越高，耐化学性越增加，但是透明树脂层20的固化密度越高，在进行诸如金属装饰板200的折弯(bending)等常温成型工艺时，在透明树脂层20的表面产生裂痕的可能性越高。
55.因此，为了确保基于高固化密度的耐化学性并通过提高韧性(toughness)来使在进行常温加工时产生裂痕的可能性最小化，本发明利用由丙烯酸酯类单体、丙烯酸酯类低聚物以及光引发剂经光固化而形成的聚合物，以获得透明树脂层20。
56.再次参照图1，对装饰层30进行说明，装饰层30可以是印刷层及/或金属质感层。印刷层可具备颜色及/或纹理。所述印刷层能够起到通过颜色及/或纹理来赋予用于金属板的装饰膜100美感的作用。
57.本发明的印刷层可以是有色层或透明层。对用于形成有色层的油墨的组合或印刷方法等没有特别的限制。例如，可使用丙烯酸类、氯乙烯-醋酸乙烯共聚物类、聚氨酯类、聚酯类、纤维素衍生物类、氯化聚丙烯类、聚乙烯醇缩丁醛类等中的一种或两种以上的混合类印刷油墨或涂料来形成有色层。在印刷层上可以转移印刷、凹版印刷、丝网印刷、胶版印刷、轮转印刷或柔版印刷等多种方式形成纹理。
58.本发明的金属质感层能够起到赋予用于金属板的装饰膜100金属质感的作用。金属质感层可以通过溅射(sputtering)、热蒸镀等方法将金属材料蒸镀于透明树脂层20上的方式得到。作为用于形成金属质感层的金属材料，可使用锡、铟、铝、铜、银、铂、铬、镍或它们的合金等。
59.当所述装饰层30同时包括印刷层和金属质感层时，印刷层可形成于金属质感层上。换言之，当装饰层30同时包括印刷层和金属质感层时，用于金属板的装饰膜100可具有透明树脂层20与印刷层之间有金属质感层的结构。
60.本发明的装饰层30的厚度可以是约5nm～约10μm。装饰层30可由金属质感层构成，也可包括金属质感层和印刷层的层叠结构。此时，金属质感层的厚度可以是约5nm～约100nm。
61.本发明的装饰层30可由印刷层构成，也可包括印刷层和金属质感层的层叠结构。此时，印刷层的厚度可以是约0.1μm～约10μm。通过使印刷层的厚度保持该范围的厚度，用于金属板的装饰膜100能够实现精密的印刷效果，并且能够确保干燥性，从而提高加工性和生产性。
62.参照图1～图3，所述粘附层40起到将用于金属板的装饰膜100粘附于金属板80的作用，具体地，起到将用于金属板的装饰膜100粘附于金属板80的底漆层82的作用。形成所述粘附层40的材料只要是能够确保用于金属板的装饰膜100与金属板80的底漆层82之间具有足够的粘附力即可，例如，可包含聚酯类树脂和固化剂。
63.图2是金属板的装饰方法的示意图，示意性地示出了将图1中的用于金属板的装饰膜转印到金属板上的工艺，图3是通过图2中的金属板的装饰方法得到的金属装饰板的示意图。
64.图2中的金属板的装饰方法包括加热步骤、粘合步骤以及去除步骤，通过这种过程能够将本发明的所述用于金属板的装饰膜转印到金属板上。所述加热步骤示于图2中的(a)中，是准备金属板80并以预定的温度进行加热的步骤。即，所述加热步骤是对金属层上涂布有底漆层的金属板进行加热的步骤。所述金属板80可包括金属层81和配置于金属层81上的底漆层82，底漆层82可涂布于金属层81的一表面。金属板80的加热例如可在约200℃～约350℃下进行约5秒～约30秒。
65.所述粘合步骤是在所述加热步骤之后将用于金属板的装饰膜100与金属板80的底漆层82粘合的步骤，其示于图2中的(b)中。所述粘合步骤如图2中的(b)所示，可在以从金属板80的底漆层82开始依次配置粘附层40、装饰层30、透明树脂层20、离型光固化性树脂图案层21、承载膜10的方式使用于金属板的装饰膜100配置于底漆层82的上部之后，以将粘附层40与底漆层82彼此粘合的方式进行。
66.所述去除步骤是在所述粘合步骤之后将承载膜10和离型光固化性树脂图案层21从用于金属板的装饰膜100去除的步骤，作为所述去除步骤的产物，得到图3中的金属装饰板200。
67.参照图3，通过所述金属板的装饰方法得到金属装饰板，并且所述金属装饰板200具有在金属层81上依次配置有底漆层82、粘附层40、装饰层30以及透明树脂层20的结构。如上所述，透明树脂层20直接与空气等外部环境接触，透明树脂层20上没有配置离型光固化性树脂图案层21和承载膜10。
68.所述金属层81可包含选自gi、egi、sus 304、sus 430、sus 201中的一种以上。所述金属层可根据使用于何种产品而不同，并且可根据金属的种类而不同。所述金属层的厚度可以是1～10mm，例如，当使用gi钢板时，厚度可以是5～8mm。
69.所述底漆层82可包含聚酯系列的底漆。所述底漆层中包含的底漆只要是在本领域中使用的聚酯系列即可。所述底漆层的厚度可以是1～30μm，优选为10～20μm。
70.除此之外，粘附层40、装饰层30以及透明树脂层20的组成与在上述的用于金属板的装饰膜中所述的相同。
71.本发明的金属装饰板的基于astm e 643-09的仪力信深度可以是7mm以上，优选为8mm以上，最优选为9mm以上。所述仪力信深度是指沿厚度方向对定位销轴施加规定的压力直到发生龟裂(crack)时所压入的深度(mm)，数值越高，表示柔韧性(成型性)越优秀。
72.为了测量所述基于astm e 643-09的仪力信深度，例如，在厚度为5mm的egi钢板或不锈钢(stainless)板上，在将用于金属板的装饰膜转印到金属板上之后，去除pet膜，然后测得的基于astm e 643-09的仪力信深度(厚度方向)的值可以是7mm以上，优选为8mm以上，更优选为9mm以上。
73.另外，所述透明树脂层的根据astm d5402的基于mek损伤测试的光泽变化起始点可以是75次以上，优选为85次以上，更优选为100次以上。
74.另外，所述透明树脂层的基于astm d3363的表面硬度可以是h以上，优选为2h以上。
75.另外，所述透明树脂层可包含由单体、低聚物以及光引发剂经光固化而形成的聚合物，关于单体、低聚物以及光引发剂的具体的内容与在上述的用于金属板的装饰膜中所述的内容相同。
76.实施方式
77.以下提出优选实施例以便帮助理解本发明，后述的实施例仅用于例示本发明，本领域技术人员明白能够在本发明的范畴和技术思想范围内进行多种变更和修改，并且这些变更和修改属于所附的权利要求书的范围。
78.实施例：实施例1以及比较例1至3
79.制备例
80.根据表1中示出的组合，以表1中示出的组合(以重量％为基准)混合单体、低聚物以及光引发剂以准备制备例1至制备例4的透明树脂液。
81.表1：
[0082][0083]
1)omnirad 1173
[0084]
2)iboa/罗地亚公司
[0085]
3)miramer m1110/美源特殊化工
[0086]
4)miramer m300/美源特殊化工
[0087]
5)miramer pu2100/美源特殊化工
[0088]
6)miramer pe230/美源特殊化工
[0089]
7)miramer ua5216/美源特殊化工
[0090]
用于金属板的装饰膜的制备：实施例1以及比较例1至3
[0091]
在厚度为30μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜上涂布由包含有机硅的聚氨酯丙烯酸酯组成的光固化性树脂涂布液(mo500-uv，chokwang paint)，并利用形成有15μm的精细凹凸图案的经镀铬处理的辊进行涂布。
[0092]
在进行涂布的同时，向聚对苯二甲酸乙二醇酯膜的表面的未涂布光固化性树脂的表面照射光量为400mj/cm2的紫外线，以使光固化性树脂涂布液固化，从而形成光固化性树脂图案层。之后，将膜从辊上分离。
[0093]
之后，在所述经图案化的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜层上以10μm的厚度辊涂所述制备例1至制备例4的透明树脂液，同时，向未形成光固化性树脂图案的表面照射光量为400mj/cm2的紫外线，以使光固化性树脂涂布液固化，从而形成光固化型透明树脂层。此时，将通过所述制备例1制备出的作为实施例1，将通过制备例2～4制备出的作为比较例1至3。之后，利用凹版印刷机，在透明树脂层上以1μm的厚度形成使用68重量份的聚氨酯油墨连接料(samyoung ink，nt-medium)、16重量份的mek、16重量份的有色油墨(samyoung ink，nt-color)制备出的印刷层，再利用凹版印刷机，以1μm的厚度形成使用聚异氰酸酯作为固化剂的聚酯系列的粘附底漆(30重量份的skc skybon_es_460m、35重量份的mek、28重量份的甲苯、7重量份的聚异氰酸酯固化剂(dow，voranate t-80))的粘附层，从而制备出了用于金属板的装饰膜。
[0094]
实验例
[0095]
《透明树脂层的耐化学性测试》
[0096]
在将所述实施例1以及比较例1至3的用于金属板的装饰膜转印到的金属板(bn钢铁公司)之后，去除pet膜和离型光固化性树脂图案层，从而准备了试样，其中，所述金属板是通过在厚度为5mm的sus 430钢板上以20μm的厚度涂布聚酯粘附底漆(dongkook-kcc铁板涂料，科斯特底涂)而成。
[0097]
在150℃的炉中对所述试样进行1分钟的干燥，然后在50℃的炉中进行了3天的老化。根据astm d5402进行mek损伤测试，在重叠五张脱脂棉并在甲基乙基酮中浸泡30秒之后，利用荷重为3kg的砝码，使经甲基乙基酮浸湿的多个脱脂棉在透明树脂层的表面往返。
[0098]
所述耐化学性测试前后，将观察到显眼的划痕的起始点作为发生光泽变化的起始点，并示于表2中。
[0099]
表2：
[0100]
类别光泽改变起始点实施例1100比较例170比较例255比较例335
[0101]
《用于金属板的装饰膜的伸长率测试》
[0102]
在将所述实施例1以及比较例1至3的用于金属板的装饰膜转印到金属板(bn钢铁公司)之后，去除pet膜和离型光固化性树脂图案层，从而准备了试样，其中，所述金属板是通过在厚度为5mm的sus 430钢板上以20μm的厚度涂布聚酯粘附底漆(dongkook-kcc铁板涂料，科斯特底涂)而成。
[0103]
根据astm e 643-09，利用仪力信(erichsen)设备，确认了沿试样厚度方向对定位
销轴施加规定的压力直到发生龟裂(crack)时所压入的深度(mm)。
[0104]
表3：
[0105][0106]
表3中示出了测量冲头的深度(mm)的仪力信深度，能够确认实施例1的仪力信深度为9mm以上，柔韧性优秀，因此成型性出色。而比较例1至3的仪力信深度为6～7mm，柔韧性低，因此成型性不良，而且表面发生了白化。
[0107]
《表面硬度测试》
[0108]
在将所述实施例1以及比较例1至3的用于金属板的装饰膜转印到金属板(bn钢铁公司)之后，去除pet膜和离型光固化性树脂图案层，从而准备了试样，其中，所述金属板是通过在厚度为5mm的sus 430钢板上以20μm的厚度涂布聚酯粘附底漆(dongkook-kcc铁板涂料，科斯特底涂)而成。
[0109]
根据astm d3363，利用铅笔(三菱第2b～2h)，通过以1kg的荷重刮划涂膜试片的表面的方法测量了硬度，并根据刮划程度表示出了硬度。硬度值根据铅笔芯硬度和浓度来表示。
[0110]
表4：
[0111]
类别表面硬度实施例12h比较例1h比较例2hb比较例3f
[0112]
《t型折弯(t-bending)测试》
[0113]
在将所述实施例1以及比较例1至3的用于金属板的装饰膜转印到金属板(bn钢铁公司)之后，去除pet膜和离型光固化性树脂图案层，从而准备了试样，其中，所述金属板是通过在厚度为5mm的sus 430钢板上以20μm的厚度涂布聚酯粘附底漆(dongkook-kcc铁板涂料，科斯特底涂)而成。
[0114]
取50*150mm的所述试样的试片，将其以涂装面朝向外侧的方式夹持固定于规定直径的心轴测试夹具(mandrel test jig)。之后，折弯180度，此时，向折弯的内侧间隙中放入与试片厚度相同的试片。根据试片的数量，标为1t、2t等。折弯之后通过肉眼确认的折弯面的结果示于表5中。
[0115]
表5：
[0116][0117]
如表5所示，经确认，在实施例1中，即便在试片的数量为两个(2t)时，折弯面仍未发生龟裂(crack)或皱纹，而是光滑，在比较例1至3中，只有当试片的数量为三个(3t)时，折弯面未发生龟裂(crack)或皱纹，而是光滑。
[0118]
以上，参照附图对多个实施例进行了说明，但是本发明不限于上述多个实施例，而是能够将各个实施例中公开的内容组合并制成彼此不同的多种形态，本领域技术人员明白能够在不改变本发明的技术思想和必要特征的范围内以其他的具体形态实施。因此，应当理解为上述的多个实施例在所有方面均为示例性的而非限定性的。
[0119]
附图标记
[0120]
100：用于金属板的装饰膜
[0121]
10：承载膜
[0122]
20：透明树脂层
[0123]
21：离型光固化性树脂图案层
[0124]
30：装饰层
[0125]
40：粘附层
[0126]
200：金属装饰板
[0127]
80：金属板。