一種預涂金屬板及其生產裝置的制作方法

本實用新型屬于家電、建材、汽車和家具等用途金屬板的生產制造技術領域，具體涉及一種預涂金屬板及其制造方法。

背景技術：

預涂金屬板涂裝工藝方法有兩種，一種是在產品鈑金成型后進行涂裝的后涂裝方式；另一種是在鈑金成型前，對金屬板或金屬卷帶進行涂裝的預涂層方式。預涂金屬板具備良好的鈑金成型加工性，節省了使用者的涂裝工序，有助于提高生產效率、降低成本。預涂金屬板在家電、建筑及汽車等領域的應用越來越廣泛，對具有高亮度、外觀圖案豐富的藝術外觀需求也越來越高。然而普通的預涂金屬板技術受基材粗糙度、涂料流平性、涂布工藝設備等限制，涂層表面的鮮映度很難達到理想狀態，光亮感、通透感和鏡面效果較差。

為了獲得更好的鮮映度，目前已有的方法是對金屬板采用清漆噴漆工藝、清漆淋涂工藝或者貼覆復合膜工藝來實現。采用清漆噴漆工藝，需要采用噴槍噴漆涂料浪費大，環境中會有大量的清漆及溶劑污染，而且需要較長的烘箱高溫烘烤，生產效率低。采用清漆淋涂工藝，工藝復雜良品率低，而且淋涂設備涂層厚度一般大于30μm，導致雖然表面鮮映度高，但是涂層的加工性能不佳，金屬板在折彎、拉伸加工時出現涂層開裂缺陷。金屬板貼膜工藝一般采用PET/PVC復合膜工藝，但是高質量的復合彩膜成本很高，而且覆膜過程中容易產生橘皮紋，橘皮紋對膜層的鮮映度影響很大。覆膜金屬板的橘皮紋受基板的粗糙度、PVC膜的耐熱性、覆膜壓力等技術參數影響大，控制難度大。

技術實現要素：

本實用新型提供了一種預涂金屬板及其生產裝置，獲得的表面涂層具有優秀的光亮度、通透度和鏡面效果。

為了實現上述目的，本實用新型采用下述技術方案予以實現：

一種預涂金屬板，從下到上依次包括金屬基材、溶劑型涂層和第一UV涂層；或從下到上依次包括金屬基材、溶劑型涂層、第一UV涂層、轉印圖案和第二UV涂層。

進一步的，所述金屬基材的厚度為0.2-1.2mm；所述溶劑型涂層的厚度為8-35μm；所述第一UV涂層的厚度為5-50μm；所述第二UV涂層的厚度為5-50μm。

進一步的，所述該溶劑型涂層采用聚酯型涂料或聚氨酯型涂料。

為了加快涂層的固化時間，提高厚膜下的加工性能，所述第一UV涂層和/或第二UV涂層采用紫外光固化涂料。

進一步的，所述轉印圖案是轉印膜表面的凹版印刷圖案、數碼打印圖案或絲網印刷圖案；圖案采用紫外光固化油墨、溶劑型油墨或水性油墨；所述轉印膜采用PET、PP或PE材質；所述轉印膜厚度為12-200μm。

為了提高對第二UV涂層的保護性，并避免殘膠殘留，所述第二UV涂層的上表面設置保護膜，所述保護膜是PET、PE或CPP材質，厚度為30-80μm。

本實用新型的另一方面，提供預涂金屬板的生產裝置，包括開卷裝置，用于對已經具備溶劑型涂層的金屬卷帶進行開卷；表面清潔裝置，位于所述開卷裝置的下游，用于對開卷后的金屬卷帶進行表面清潔；第一UV膠涂裝裝置，位于所述表面清潔裝置的下游，用于對表面清潔后的金屬卷帶涂覆第一UV涂層；轉印膜覆膜裝置，位于所述第一UV膠涂裝裝置的下游，用于在所述第一UV涂層上表面涂覆轉印膜；第一道紫外光固化裝置，位于所述轉印膜覆膜裝置的下游，用于對第一UV涂層進行固化；轉印膜撕膜裝置，位于所述第一道紫外光固化裝置的下游，用于揭除轉印膜；收卷裝置，位于所述轉印膜撕膜裝置的下游，用于對預涂金屬板收卷。

進一步的，還包括第二UV膠涂裝裝置，位于所述轉印膜撕膜裝置的下游，用于在所述轉印圖案的上表面涂覆第二UV涂層；第二道紫外光固化裝置，位于所述第二UV膠涂裝裝置的下游和所述收卷裝置的上游，用于對第二UV涂層進行固化。

進一步的，所述第一道紫外光固化裝置和/或第二道紫外光固化裝置中設有紫外燈管，所述紫外燈管是水銀燈和/或金屬鹵素燈管。

進一步的，所述第一UV膠涂裝裝置和/或第二UV膠涂裝裝置采用滴膠、兩輥逆向輥涂、三輥逆向輥涂、兩輥順向輥涂、凹版輥涂機或狹縫涂布方式

與現有技術相比，本實用新型的優點和積極效果是：本實用新型提供了一種色彩豐富且具備加工性的高鮮映性預涂金屬板，采用紫外光固化涂料作為罩光涂料并結合本實用新型的生產裝置進行加工，得到的預涂金屬板具有良好的外觀，鮮映度DOI值達到80以上，表面涂層的光亮感、通透度和鏡面效果好；提高了高膜厚下的加工性能；外觀質量穩定，可以將紫外光固化涂料以很高的平整度鋪在基材表面，不需要加熱，涂層表面光滑平整，不受基板粗糙度、涂料流平性、涂布機組的影響，避免產生橘皮紋缺陷。本實用新型可以實現豐富多彩的外觀需求，例如實現不銹鋼外觀、金屬粉、珠光粉、幾何圖案等各種顏色和圖案的效果。

附圖說明

圖1.實施例1中預涂金屬板的結構示意圖；

圖2.實施例3中預涂金屬板的結構示意圖；

圖3.本實施例的預涂金屬板的生產裝置流程圖；

圖中標注：金屬基材10，化學處理層20，溶劑型涂層30，溶劑型底涂層31，溶劑型中涂層32，第一UV涂層40，轉印圖案50，第二UV涂層60，保護膜70，背面漆80；開卷裝置100，表面清潔裝置200，第一UV膠涂裝裝置300，轉印膜覆膜裝置400，第一道紫外光固化裝置500，轉印膜撕膜裝置600，第二UV膠涂裝裝置700，第二道紫外光固化裝置800，保護膜貼覆裝置900，收卷裝置1000。

具體實施方式

下面結合具體實施方式對本實用新型的技術方案作進一步詳細的說明。

本實施例提供了一種利用紫外光固化涂料在金屬板表面進行涂裝并形成高鮮映度、可鈑金加工裝飾層的預涂金屬板及其生產裝置。

所述預涂金屬板的結構是以金屬板為金屬基材10，上表面從下到上依次包括化學處理層20、溶劑型涂層30、第一UV涂層40、轉印圖案50、第二UV涂層60和保護膜70；所述金屬基材的下表面從上到下依次包括化學處理層20、背面漆80；為了提高防銹性能，可以在化學處理層20和背漆層80間涂覆防銹底漆層；由此形成一種色彩豐富且具備加工性的高鮮映性預涂金屬板。其中所述化學處理層20、轉印圖案50、第二UV涂層60和保護膜70是可選涂層。

所述金屬基材10，根據用途，可使用馬口鐵板、鋁板及鋁合金板、熱鍍鋅、電鍍鋅、不銹鋼板、冷軋板等金屬材質。所述金屬基材的厚度為0.2-1.2mm。

所述化學處理層20中采用的含鉻化學處理劑或無鉻化學處理劑，所述化學處理層20的厚度為≤2μm，作用是用于提高上層溶劑型涂層的附著力，并能提高耐腐蝕性。

所述溶劑型涂層30采用聚酯型涂料或聚氨酯型涂料。所述溶劑型涂層30的厚度為8-25μm，用于提高上層第一UV涂層的附著力，賦予預涂金屬板良好的顏色色澤，提高加工性能及耐久性。優選的，所述溶劑型涂層包含溶劑型底涂層31和溶劑型中涂層32。

所述第一UV涂層40和第二UV涂層60采用紫外光固化涂料，賦予預涂金屬板良好的表面硬度、光澤度，所述第一UV涂層40的厚度為5-50μm，優選5-20μm。所述第二UV涂層60的厚度為5-50μm，優選10-30μm。

在所述第一UV涂層的上表面設置轉印膜，當不需要轉印圖案時，所述轉印膜采用無圖案透明轉印膜；當需要轉印圖案時，所述轉印膜采用帶圖案轉印膜形成轉印圖案50。所述轉印膜采用PET、PP或PE材質，轉印膜厚度為12-200μm。所述轉印圖案賦予預涂金屬板以豐富的圖案和花紋，所述轉印圖案可以是塑料薄膜表面的凹版印刷圖案、數碼打印圖案或絲網印刷圖案，圖案所選擇的油墨可以是紫外光固化油墨、溶劑型油墨或水性油墨等。所述第一UV涂層具備極短的光固化時間，使得轉印圖案直接印刷到第一UV涂層的上表面。在所述轉印圖案的上表面設置第二UV涂層60，可以是透明色或含有著色顏料，所述第二UV涂層具備極短的光固化時間，用于保護轉印圖案，提高耐磨性和耐化學品擦拭性能。如果預涂金屬板中不要求圖案，可將所述轉印圖案50和第二UV涂層60省略。

第一UV涂層40和第二UV涂層60采用紫外光固化涂料，在紫外光照射下可迅速固化，極大地縮短固化時間，提高生產效率，當第一UV涂層40的厚度大于10μm時，仍可以滿足家用電器的折彎或沖壓等成型要求。本實施例可以將紫外光固化涂料以很高的平整度鋪在基材表面，不需要加熱，涂層表面光滑平整，不受基板粗糙度、涂料流平性、涂布機組的影響，避免產生橘皮紋缺陷。另外，所述紫外光固化涂料可以為預涂金屬板提供一層高鮮映度涂層，鮮映度DOI值達到80以上，使得預涂金屬板整體的表面鏡面效果高于金屬貼板膜工藝產品。所述紫外光固化涂料中不含溶劑或溶劑含量很少，避免了使用傳統溶劑型涂料帶來的環境污染及高溫烘烤工藝，節省能源和設備長度。

所述保護膜70可以選擇PET、PE、CPP等材質，厚度為30-80μm，優選50μm。所述保護膜的剝離強度為3-300gf/25mm范圍內，優選10-60gf/25mm的低粘保護膜，可以避免殘膠殘留。

上述預涂金屬板的制造方法，是以已經具備溶劑型涂層的金屬卷帶為基礎材料進一步加工處理，步驟為：

步驟1)將已經具備溶劑型涂層的金屬卷帶進入開卷工序Ⅰ，然后進入表面清潔工序Ⅱ、第一UV膠涂裝工序III、轉印膜覆膜工序Ⅳ、第一道紫外光固化工序Ⅴ、轉印膜撕膜工序Ⅵ。

步驟2)當不需要轉印圖案時，上述轉印膜覆膜工序Ⅳ使用無圖案透明塑料轉印膜，并且該轉印膜隨金屬板一起進入第一道紫外光固化工序V，然后進入轉印膜撕膜工序Ⅵ揭除轉印膜，之后進入保護膜貼覆工序Ⅸ、收卷工序Ⅹ，得到預涂金屬板。

步驟3)當需要轉印圖案時，上述轉印膜覆膜工序Ⅳ使用帶圖案塑料轉印膜，并且該轉印膜隨金屬板一起進入第一道紫外光固化工序V，然后進入轉印膜撕膜工序Ⅵ揭除轉印膜，之后依次進入第二UV膠涂裝工序VII、第二道紫外光固化工序Ⅷ、保護膜貼覆工序Ⅸ、收卷工序Ⅹ，得到預涂金屬板。

相對應的，預涂金屬板的加工裝置包括開卷裝置100，用于對已經具備溶劑型涂層的金屬卷帶進行開卷；表面清潔裝置200，位于所述開卷裝置的下游，用于對開卷后的金屬卷帶進行表面清潔；第一UV膠涂裝裝置300，位于所述表面清潔裝置的下游，用于對表面清潔后的金屬卷帶涂覆第一UV涂層；轉印膜覆膜裝置400，位于所述第一UV膠涂裝裝置的下游，用于在所述第一UV涂層上表面涂覆轉印膜；第一道紫外光固化裝置500，位于所述轉印膜覆膜裝置的下游，用于對第一UV涂層進行固化；轉印膜撕膜裝置600，位于所述第一道紫外光固化裝置的下游，用于揭除轉印膜；收卷裝置1000，位于所述轉印膜撕膜裝置的下游，用于對預涂金屬板收卷。

進一步的，還包括第二UV膠涂裝裝置700，位于所述轉印膜撕膜裝置的下游，用于在所述轉印圖案的上表面涂覆第二UV涂層；第二道紫外光固化裝置800，位于所述第二UV膠涂裝裝置的下游和所述收卷裝置的上游，用于對第二UV涂層進行固化。

以下對各個裝置的作用進行詳細介紹：

所述金屬卷帶開卷裝置適應的金屬卷帶內徑為和兩種規格，金屬板厚度為0.2-1.5mm，適應金屬板的寬度為500-1600mm。

所述表面清潔裝置用于減少產品表面雜質，可以是以下形式的一種或多種組合：表面超聲波清洗、軟毛刷輥清掃、表面吹風和吸塵工序、聚氨酯黏膠輥清掃或蘸取弱溶劑的膠輥清掃。

由于本實施例需要對已具備溶劑型涂層的金屬卷帶進行重新開卷，金屬板表面溶劑涂層可能存在失光和壓斑缺陷，為保證此類缺陷不影響產品最終外觀，優選的在清掃工序后設置一套熱流平裝置，采用熱風吹掃或者紅外線加熱方式，加熱溫度為50-150℃，加熱長度2-10m，用于消除失光和壓斑缺陷。

所述第一UV膠涂裝裝置可采用滴膠、兩輥逆向輥涂、三輥逆向輥涂、兩輥順向輥涂、凹版輥涂機、狹縫涂布(SLOT-DIE)等方式，涂層厚度為5-50μm。

所述轉印膜覆膜裝置，包括轉印膜開卷裝置、傳送裝置、壓膜輥和加壓輥。為保證轉印膜與UV膠的附著力牢固，優選的在壓膜輥前增加一套涂布裝置，用以在轉印膜背面涂布一層背膠，涂布方式可以選擇凹版印刷、微凹版涂布、逗號刮刀涂布、三輥涂布、五輥涂布或狹縫涂布等方式的一種。另外還需要安裝轉印膜糾偏裝置、張力控制裝置以及除靜電裝置，除靜電裝置可以選擇靜電繩、高壓放電除靜電或靜電毛刷等一種或多種組合。所述轉印膜覆膜裝置對轉印膜的適用厚度為12μm-200μm。

所述轉印膜撕膜裝置是在經過紫外光固化工序后，用于對轉印膜進行復卷。

所述第二UV膠涂裝裝置可以選擇兩輥逆向輥涂、三輥逆向輥涂、兩輥順向輥涂、凹版輥涂機、狹縫涂布(SLOT-DIE)等方式。所述第二UV涂層用于保護轉印圖案。

所述第一道紫外光固化裝置或第二道紫外光固化裝置，由紫外燈管組及其輔助系統組成，輔助系統可以包含：UV燈冷卻系統、氮氣凈化系統和進風過濾系統等。本裝置中紫外線能量密度為400-4000MJ/cm²；紫外燈管是水銀燈、金屬鹵素燈管中的一種或組合使用。優選的，采用水銀燈和金屬鹵素燈組合使用。

上述紫外燈管可以選擇無極燈或者有極燈，燈管的功率可以選擇80W/cm、120W/cm、200W/cm、240W/cm或270W/cm中一種或者組合使用。為保證本裝置的壽命，應設置液體介質冷卻和風冷方式的其中一種或兩種組合。

還包括保護膜貼覆裝置900，位于收卷裝置1000的上游，用于在預涂金屬板的最外層貼覆保護膜。所述保護膜貼覆裝置由保護膜開卷機、傳動輥、覆膜輥組成，同時具備糾偏、張力控制系統。保護膜的卷芯為保護膜厚度適用范圍為30μm-80μm。

所述收卷裝置的收卷內徑為和兩種規格。金屬卷收卷前，應對卷料進行對中設置，防止金屬板邊緣收卷不齊。

本實施例光固化涂料涂布后進入轉印膜覆膜裝置和第一道紫外光固化裝置，邊固化邊使用轉印膜壓印，保證了光固化涂料的平整度，提高了鮮映度。

實施例1

一種預涂金屬板，正面包括金屬基材10和從下到上依次附著在所述金屬基材10上的化學處理層20、溶劑型涂層30、第一UV涂層40、轉印圖案50、第二UV涂層60和保護膜70。背面包含化學處理層20和背面漆80。

所述金屬基材10采用熱鍍鋅基板，所述化學處理層20采用無鉻化學處理層，所述溶劑型涂層30采用白色聚酯型涂層，所述第一UV涂層40采用透明UV涂層，所述轉印圖案50采用熱固化油墨轉印圖案，所述第二UV涂層60采用透明UV涂層，所述保護膜70采用PE保護膜，所述背面漆80采用灰色背面漆。第一UV涂層的厚度為10μm；第二UV涂層的厚度為20μm。

本實施例的加工裝置包括依次連接的開卷裝置、表面清潔裝置、熱流平裝置、第一UV膠涂裝裝置、轉印膜覆膜裝置、第一道紫外光固化裝置、轉印膜撕膜裝置、第二UV膠涂裝裝置、第二道紫外光固化裝置、保護膜貼覆裝置、收卷裝置，得到預涂金屬板。

實施例2

一種預涂金屬板，正面包括金屬基材10和從下到上依次附著在所述金屬基材10上的化學處理層20、溶劑型涂層30、第一UV涂層40、轉印圖案50、第二UV涂層60。

所述金屬基材10采用不銹鋼金屬板，所述化學處理層20采用無鉻化學處理層，所述溶劑型涂層30采用透明聚酯涂層，所述第一UV涂層40采用透明UV涂層，所述轉印圖案50采用紫外光固化油墨轉印圖案，所述第二UV涂層60采用透明UV涂層。

所述第一UV涂層40的厚度為30μm；所述第二UV涂層60的厚度為10μm。

本實施例的加工裝置包括依次連接開卷裝置、表面清潔裝置、熱流平裝置、第一UV膠涂裝裝置、轉印膜覆膜裝置、第一道紫外光固化裝置、轉印膜撕膜裝置、第二UV膠涂裝裝置、第二道紫外光固化裝置、收卷裝置，得到預涂金屬板。

實施例3

一種預涂金屬板，正面包括金屬基材10和從下到上依次附著在所述金屬基材10上的化學處理層20、溶劑型底涂層31、溶劑型中涂層32、第一UV涂層40和保護膜70。背面包含化學處理層20和灰色背面漆80，如圖2。

所述金屬基材10采用熱鍍鋅基板，所述化學處理層20采用無鉻化學處理層，所述溶劑型底涂層31采用白色聚酯底涂層，所述溶劑型中涂層32采用黑色聚酯型中涂層，第一UV涂層40采用透明UV涂層，所述保護膜70采用PE保護膜，所述背面漆80采用灰色背面漆。所述第一UV涂層40的厚度為20μm。

所述白色聚酯底涂層用于提高熱鍍鋅基板的耐腐蝕性，并且提高與黑色聚酯中涂層的附著力，可以采用立邦涂料685或貝科涂料的通用98301聚酯底漆。

所述黑色聚酯型中涂層賦予預涂金屬板顏色和加工性，而且可以提高熱鍍鋅基板的耐久性、提高與第一UV涂層40的附著力；采用高分子量無油聚酯類涂料。

本實施例的加工裝置包括依次連接開卷裝置、表面清潔裝置、熱流平裝置、第一UV膠涂裝裝置、轉印膜覆膜裝置、第一道紫外光固化裝置、轉印膜撕膜裝置、保護膜貼覆裝置、收卷裝置，得到預涂金屬板。

以上實施例僅是本實用新型若干種優選實施方式中的幾種，應當指出，本實用新型不限于上述實施例；對于本領域的普通技術人員來說，依然可以對前述實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換；而這些修改或替換，并不使相應技術方案的本質脫離本實用新型所要求保護的技術方案的精神和范圍。