[發明專利]用無溶劑UV涂料生產高光亮面板材的在線雙面輥涂工藝及其裝置

有效

• 申請號: 201510068170.8
• 申請日: 2015-02-10
• 公開（公告）號: CN104589677B
• 公開（公告）日: 2018-03-02
• 發明（設計）人: 張崇照
• 申請（專利權）人: 廈門威亮光學涂層技術有限公司
• 主分類號: B29D7/01
• 分類號: B29D7/01;B05C1/08;B32B37/10;B29C47/00
• 代理公司: 廈門市精誠新創知識產權代理有限公司35218
• 代理人: 戚東升

技術領域

本發明公開一種用無溶劑UV涂料生產高光亮面板材的在線雙面輥涂工藝及其裝置，尤其涉及一種透明板材表面涂裝高透光、高光澤效果的UV(紫外光)固化涂層的在線雙面輥涂工藝。

背景技術

透明的塑料板材,如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)板材，聚碳酸酯(PC)，聚苯乙烯(PS) 板材等透明板材，表面具有高光澤度，高透明的特點，然而其表面很容易劃傷,因此在其表面做一層增硬耐磨涂層,可以使其表面更不容易刮傷。經增硬耐磨涂料表面涂裝的透明塑料板材，具有廣泛的用途，如手機面板、電器銘板、廣告材料、家具面板、櫥柜面板等。塑料板材表面涂裝涂料可以分為在線涂裝和離線涂裝兩大類型。在線涂裝是指板材還在擠出機上成型后即完成表面涂裝，涂裝設備與擠出成型設備在同一車間安裝，擠出成型，表面涂裝、固化一起完成，板材涂裝后覆蓋保護膜再切割成特定尺寸檢驗合格后得到成品。而離線涂裝是指板材先在擠出線上覆蓋保護膜，切割成特定尺寸后，在另外的涂裝車間撕去保護膜，完成表面涂裝和固化后再覆蓋保護膜的過程。

因為浸涂的生產效率與工件下降浸入液體中及從液體中提來起來的速度密切相關，垂直上升提拉速度在比較慢時，如20-30cm/min時，更容易得到流平較好的涂層。但是因涂料受重力影響而造成的上下厚度差難以克服，因此適合做眼鏡片、注射小工件的涂裝工藝，而大尺寸的板材用浸涂工藝因效率低而很少人使用。

板材常用的涂裝工藝可以使用噴涂、流涂、淋涂、輥涂等工藝。其中板材涂裝行業內目前公認的成本最低的方案是在擠出機后，直接安裝輥涂機，做在線輥涂涂裝方案。

其中，因為溶劑型的UV涂料中可能含有乙酸乙酯、乙酸丁酯、丁酮，丙二醇甲醚，異丙醇，二甲苯等有機溶劑，這些溶劑對PMMA，PC，PS，ABS等板材具有腐蝕作用，不能采用太高的溫度烘干，否則可能出現過高的溫度加速溶劑侵蝕基材表面，有可能造成板材表面質量不良等品質問題產生。常用烘干溫度為40-70℃，40-50℃更佳。板材加工采用線速度越慢，通過一定長度的烘道的時間越長，相對來說流平效果越好，但是生產效率越低。若提高線速度，在需要保證足夠的烘干和流平時間前提下，需要延長烘道長度，所需要的固定資產投資增大，廠房面積增大，能耗增大。常用的涂裝速度為2-15米每分鐘。低于2米每分鐘，生產效率偏低，涂裝速度高于15米每分鐘，擠出速度也是高于15米每分鐘，不可控的因素增加，所需要的烘道很長,可能反而造成經濟性下降。

板材在線涂裝若采用溶劑型涂料，需要很長的烘道，由此產生了一個很大的弊端，就是若在涂料涂裝固化后發現品質波動或者品質異常，需要在前一道工藝就改進。由于烘道長，改進效果反饋時間需要長，工藝調整過程中產生的不良品將大幅度增加，由此可能造成大量的浪費。這個也是板材在線涂裝很少廠商實施的最重要的原因。

以下簡要敘述板材可常用的幾種涂裝工藝：

噴涂工藝：用溶劑把UV涂料稀釋成20％左右固含量的樹脂溶液，用噴槍把涂料均與噴涂在板材表面，然后將板材置于在40-50℃的烘道中，線速度2-15米每分鐘，紅外烘干5-10分鐘，再UV固化，得到表面帶加硬耐磨的涂層的塑料板材。采用噴涂工藝，涂料需要霧化后噴涂與板面上，實際造成了涂料至少有30％霧化在空氣中，沒有涂裝在板材上，造成了材料浪費和環境污染。因此政府環保和安全監管部門對噴涂涂裝車間的環境評估審查比較嚴格。

淋涂工藝：將塑料板材置于水平的傳送帶上，水平移動，稀釋為固體含量在20％左右的UV涂料從設在液體槽上方的可調節縫隙流下，涂料在板材表面迅速流平，板材在40- 50℃的烘道中，以線速度為2-15m/min，烘干5-10分鐘，去除溶劑后，經UV燈固化，即得可加硬耐磨塑料板材。因涂料需要克服重力和大氣壓力的影響，涂層不能太薄，否則容易出現不穩定的斷流。

流涂工藝：在10000級以下的無塵車間，將塑料板材垂直在傳送帶上掛立。傳送帶水平高度旁安裝內徑8mm的軟管，軟管與板面呈45度角，管口朝下，25％左右固體含量的涂料液體從軟管管口流出，出口位置對準板面最上端，以確保板面最大面涂裝。板材掛在傳送帶上以線速度為2-8m/min勻速運動時，涂料液膜在板材上受重力作用自上而下鋪展，得到膜厚約為32μm的濕涂層，經40-50℃烘干5—10分鐘后，UV固化，得到干膜厚度約為 8μm的表面涂層，把板材從傳送帶上卸下后，在覆膜機上覆蓋聚乙烯(PE)靜電保護膜。最后把板材頂部未涂裝部分約30mm高度和底部流涂偏厚的部分約20mm高度裁去，得到表面質量良好的板材。