專利名稱：一種高分子片材及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高分子片材(sheet)的制造方法以及所制得的高分子片材，特別是一種具有金屬亮面的高分子片材及其制造方法。
背景技術(shù)：
習(xí)用高分子片材的制造方法是將粒狀、片狀或是粉狀且是固態(tài)的高分子聚合物(例如熱塑性聚氨酯(TPU)、聚丙烯、聚乙烯以及聚氯乙烯等)與添加劑以高溫混煉、熔融之后，經(jīng)采壓出、共壓或是吹膜方式成型，以形成一高分子基材。在習(xí)知技術(shù)中，若要使高分子片材具有金屬亮面或是質(zhì)感，需要利用轉(zhuǎn)寫貼合的方法，將一金屬薄膜貼上該高分子基材；或是利用真空蒸著的方式在習(xí)用的高分子基材上鍍上一層金屬薄膜。然而，這兩種習(xí)用的方式所得到的具有金屬表面的高分子片材，其金屬薄膜與高分子基材的密著性差，因此容易脫膜且耐磨、耐刮性差。
并且，在傳統(tǒng)的制造方法中，由于要使用固體的高分子聚合物制造高分子基材，因此在制造基材的過程中必須調(diào)整操作變量以解決固體粒子的熔融、流變、溫度等問題。傳統(tǒng)的制程設(shè)備有相當(dāng)大的原料最小需求量，且制造不同基材時必須將整個繁復(fù)的系統(tǒng)設(shè)備清潔干凈，才能進(jìn)行下一批次的制造，因此非常耗料、耗時、耗成本。以傳統(tǒng)方法制造基材時，由于目前常用固體高分子樹脂如TPU硬度介于85~98(蕭氏硬度，Shore Hardness，A)(測試方法ASTMD-2240)，其100％模數(shù)(Modulus)介于60~130kg/cm2(測試方法ASTMD-412)，因此得到的基材硬度高，難以得到柔軟的觸感，而以現(xiàn)有制程及材料所得到的片材的表面紋路以及色水變化少。一般而言，現(xiàn)有制造方法使用固體粒子，在制造過程中需添加滑劑或可塑劑，但是在制得基材之后，滑劑或可塑劑會慢慢從基材的表面析出，使基材表面的金屬薄膜失去光澤。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種高分子片材制造方法，可克服或是至少改善習(xí)知技術(shù)的問題以得到耐磨、耐刮且具有良好柔軟度的具有金屬亮面的高分子片材。
為了達(dá)成上述及其它的目的，本發(fā)明提供一種高分子片材的制造方法，其主要步驟如下。首先，于一離型紙上涂布一第一聚氨酯樹脂組成物而形成一主層，該第一聚氨酯樹脂組成物是利用固形份高于50％的聚氨酯樹脂配制而成且在常溫下為液態(tài)。下一步，將離型紙撕去，使該離型紙與該主層分離以便可得到一基材。
此外，可在涂布該第一聚氨酯樹脂組成物之前先在該離形紙上涂布一層第二液態(tài)聚氨酯樹脂組成物，并且加以烘干以形成一輔助層，然后將該第一聚氨酯樹脂組成物涂布于該輔助層上。該第二聚氨酯樹脂組成物是利用固形份低于50％的聚氨酯樹脂配制而成，因此該輔助層的厚度一般小于該主層的厚度。輔助層可具有與該主層不同的顏色，使得該基材呈現(xiàn)所需的顏色。此外，可使用具有紋路的離型紙，借由貼合加工使得該基材表面具有特殊紋路。
在制得該基材之后，將該基材置于一以金屬為靶材的物理氣相沉積系統(tǒng)中，然后將該金屬濺鍍于該基材(較佳為輔助層)表面，形成一金屬表層鍍膜，借此得到一高分子片材。此外，可利用激光在該金屬表層鍍膜上形成圖案或文字。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征在于利用常溫下為液態(tài)的高固形份聚氨酯樹脂組成物(即前述的第一聚氨酯樹脂組成物)形成具有足夠厚度的高分子基材。由于制造過程不需要使用固態(tài)高分子，因此不需要控制復(fù)雜的變量以解決固體粒子的熔融、流變、溫度等問題。而且，可以以簡單的攪拌混合器以及涂料涂布機(jī)器取代習(xí)用技術(shù)的龐大繁復(fù)的機(jī)器，因此可根據(jù)需要進(jìn)行小量或是大量的生產(chǎn)，并且在制造不同批次的基材時，僅需清潔混合器以及涂布機(jī)器，可大幅降低制造原料、時間以及成本。根據(jù)本發(fā)明所得到的高分子片材，其金屬表層鍍膜與該基材的密著性極佳，因此其金屬亮面具有耐膜以及耐刮的特性。由于本發(fā)明使用聚氨酯樹脂組成物涂料形成該片材，使得該片材具有柔軟性，且因?yàn)橹圃爝^程中不需添加滑劑，因此可使該金屬亮面長期保持良好的光澤。
圖1a-圖1d以剖視標(biāo)本發(fā)明一具體實(shí)施例高分子片材的制造方法；以及圖2根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的物理真空蒸鍍系統(tǒng)的示意簡圖。
圖號說明110離型紙 120輔助層130主層 140基材150金屬表層鍍膜 160片材200物理真空蒸鍍系統(tǒng)(圖中未標(biāo)注，圖2即為圖號200)202陽極電極 204陰極電極208靶材 210電漿區(qū)212暗區(qū)具體實(shí)施方式
為了讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征、和優(yōu)點(diǎn)能更明顯，下文特舉本發(fā)明較佳實(shí)施例，并配合所附圖標(biāo)，作詳細(xì)說明如下。
以下將配合圖1a-圖1d說明本發(fā)明的高分子片材制造方法。首先，參照圖1a，于離型紙110上涂布一層聚氨酯樹脂組成物，烘干后便形成一輔助層120。然后，參照圖1b，于該輔助層120上涂布一層具有高固形份(Solid Content)的聚氨酯樹脂組成物，烘干硬化之后形成一主層130。接著，參照圖1c，將離型紙110撕去，便得到一高分子基材140，其厚度介于0.01~3mm之間。然后，參照圖2，將該基材140置于一以金屬為靶材的物理氣相沉積系統(tǒng)200中，然后將該金屬濺鍍于該基材140表面(較佳為輔助層120表面)，形成一金屬表層鍍膜150，借此得到一高分子片材160(如圖1d所示)。更進(jìn)一步，可利用激光在該金屬表層鍍膜150上形成圖案或文字。
本發(fā)明的金屬表層鍍膜150是由物理氣相沉積(physical vapordeposition)形成。物理氣相沉積，顧名思義是以物理機(jī)制來進(jìn)行薄膜沉積而不涉及化學(xué)反應(yīng)的制程技術(shù)，所謂物理機(jī)制是物質(zhì)的相變化現(xiàn)象，例如使蒸鍍源由氣態(tài)轉(zhuǎn)化為具有部份離子化氣體的電漿態(tài)。借著在兩個相對應(yīng)的電極板(electrodes)上施以電壓，假如電極板間的氣體分子濃度在某一特定的區(qū)間，電極板表面因離子轟擊(ion bombardment)所產(chǎn)生的二次電子(secondary electrons)，在電極板所提供的電場下，將獲得足夠的能量。參照圖2，顯示一個陰極電極板204遭受離子轟擊的情形。脫離電漿區(qū)210的帶正電荷離子，在暗區(qū)212的電場加速下，將獲得極高的能量。當(dāng)離子于陰極電極產(chǎn)生轟擊之后，基于動量轉(zhuǎn)換(momentum transfer)的原理，離子轟擊除了會產(chǎn)生二次電子以外，還會把與電極板204表面連接的靶材208的原子給”打擊”出來，這個動作，我們稱之為”濺擊(sputtering)”。這些被擊出的靶原子將進(jìn)入電漿里，然后利用諸如擴(kuò)散(diffusion)等的方式，最后傳遞到欲蒸鍍的基材140的表面，并因而沉積。
本發(fā)明的特征之一在于利用液態(tài)的高固形份的聚氨酯樹脂組成物形成具有相當(dāng)厚度的主層130(主層130的厚度可達(dá)3mm)，借此提供厚實(shí)且具有彈性質(zhì)感的片材140。適合用于形成該主層130的聚氨酯樹脂組成物可利用固形份(solid content)高于50％的聚氨酯樹脂配制而成，較佳的量是利用固形份80~100％的聚氨酯樹脂配制而成，更佳的是利用固形份至少99％的聚氨酯樹脂配制而成。更具體地說，具有高固形份的聚氨酯樹脂組成物含有相對而言較少的有機(jī)溶劑，因此在形成主層130時，不會揮發(fā)出大量的有機(jī)溶劑。而且具有高固形份的聚氨酯樹脂組成物在干燥之后的厚度與涂布時相差較少，能輕易形成厚度較厚的主層130，達(dá)到良好的厚實(shí)感以及耐曲度。此外為了多種目的，可在具有高固形份的聚氨酯樹脂組成物中添加一種或是數(shù)種添加劑，例如填充劑、加工助劑、交聯(lián)劑以及著色劑。較佳地，該填充劑的添加量少于該聚氨酯樹脂添加量的50％；該加工助劑的添加量少于該聚氨酯樹脂添加量的20％；該交聯(lián)劑的添加量少于該聚氨酯樹脂添加量的20％；該著色劑的添加量少于該聚氨酯樹脂添加量的15％。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，較佳的是以約110℃~170℃的溫度烘干具有高固形份的聚氨酯樹脂組成物以形成主層130。此外，亦可在具有高固形份的聚氨酯樹脂組成物中加入發(fā)泡劑，借此可形成具有多孔質(zhì)的主層130。
本發(fā)明的另一特征在于利用一液態(tài)的低固形份的聚氨酯樹脂組成物于該主層130的表面形成一輔助層120。該低固形份的聚氨酯樹脂組成物可利用固形份低于50％的聚氨酯樹脂配制而成，較佳的是利用固形份介于10％~30％之間的聚氨酯樹脂配制而成。由于該輔助層120是利用低固形份的聚氨酯樹脂組成物形成，因此其厚度一般小于該主層130的厚度。輔助層120可具有與該主層130不同的顏色，使得該基材140呈現(xiàn)所欲的顏色。該輔助層120可依需求設(shè)計(jì)為具相同或不同顏色的多層膜。此外，可使用具有紋路的離型紙110，借由貼合加工，當(dāng)撕去該離型紙110時，該基材140表面便具有特殊紋路。
本發(fā)明的特征在于利用液態(tài)的高固形份聚氨酯樹脂組成物形成具有足夠厚度的高分子基材140。由于制造過程不需要使用固態(tài)高分子，因此不需要控制復(fù)雜的變量以解決固體粒子的熔融、流變、溫度等問題。而且，可以以簡單的攪拌混合器以及涂料涂布機(jī)器取代習(xí)用技術(shù)的龐大繁復(fù)的機(jī)器，因此可根據(jù)需要進(jìn)行小量或是大量的生產(chǎn)，并且在制造不同批次的基材140時，僅需清潔混合器以及涂布機(jī)器，可大幅降低制造原料、時間以及成本。根據(jù)本發(fā)明所得到的高分子片材160，其金屬表層鍍膜150與該基材140的密著性極佳，因此其金屬亮面具有耐磨以及耐刮的特性。由于本發(fā)明使用聚氨酯樹脂組成物涂料形成該片材160，使得該片材160具有柔軟性，且因?yàn)橹圃爝^程中不需添加滑劑，因此可使該金屬亮面長期保持良好的光澤。本發(fā)明的高分子片材可用以制作識別標(biāo)志(Logo)或用于一般皮料的面層貼合。
下述的實(shí)施例是用以更詳細(xì)說明本發(fā)明，而并非用以限定本發(fā)明。
實(shí)施例將100PHR的固形份99％的聚氨酯樹脂、20PHR的填充劑、3PHR的改質(zhì)劑、5PHR的交聯(lián)劑混合形成一高固形份聚氨酯樹脂組成物涂料，其中PHR(parts per hundred parts of resin by mass)是指每100質(zhì)量單位的聚氨酯樹脂應(yīng)添加多少質(zhì)量單位的該原料。
于一離型紙上涂布該高固形份聚氨酯樹脂涂料之后，利用烘箱以165℃將該高固形份聚氨酯樹脂涂料烘干，以形成一基材。然后，將離型紙從該基材撕去，便得到具有厚實(shí)感、柔軟的基材。
接著，將該基材置于濺鍍(sputtering)裝置中，以Ar離子，于10-4~10-5torr，沖撞銅靶材借此形成一銅金屬鍍膜于該基材的表面，可得到具金屬亮面感的高分子片材。
雖然本發(fā)明已參照發(fā)明較佳實(shí)施例的細(xì)節(jié)而揭示于本發(fā)明申請書中，可以理解的是該揭示是以例示而非限定的方式，任何熟習(xí)此技藝者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，所作的修改系被預(yù)示。因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視權(quán)利要求范圍所界定為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種高分子片材的制造方法，包含以下步驟將一固形份高于50％的聚氨酯樹脂與添加劑混合以形成一在常溫下為液態(tài)的第一聚氨酯樹脂組成物；于一離型紙上涂布該第一聚氨酯樹脂組成物；烘干該第一固形份聚氨酯樹脂組成物以形成一主層；將該離型紙撕去使該離型紙與該主層分離，以得到一基材；將該基材置于一以金屬為靶材的物理氣相沉積系統(tǒng)中；以及將該金屬濺鍍于該基材表面，形成一金屬表層鍍膜，以此得到一高分子片材
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高分子片材的制造方法，其特征在于烘干步驟是在110~170℃下進(jìn)行。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高分子片材的制造方法，其特征在于可使用表面具有紋路的離型紙，借此可得到表面具有紋路的高分子片材。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高分子片材的制造方法，其特征在于另包含以激光在該金屬表層鍍膜上形成圖案或文字。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高分子片材的制造方法，其特征在于可在該離形紙上涂布一層厚度小于該主層且由固形份低于50％的聚氨酯樹脂配制而成的第二液態(tài)聚氨酯樹脂組成物，并且加以烘干以形成一輔助層，然后將該第一聚氨酯樹脂組成物涂布于該輔助層上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種高分子片材的制造方法，其特征在于該輔助層可依需求添加著色劑，設(shè)計(jì)使其具有與該主層相同或不同顏色的多層膜，使得高分子片材為具有不同顏色的多層膜效果。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種高分子片材的制造方法，其特征在于該金屬表層鍍膜鍍于撕去離形紙的該輔助層表面。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種高分子片材的制造方法，其特征在于另包含以激光在該金屬表層鍍膜上形成圖案或文字。
9.一種高分子片材，其包含一主層，其中該主層由常溫下為液態(tài)的第一聚氨酯樹脂組成物形成，該第一聚氨酯樹脂組成物是將一固形份高于50％的聚氨酯樹脂與添加劑混合而形成；以及一金屬表層鍍膜形成于該主層上。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種高分子片材，其特征在于另包含以激光在該金屬表層鍍膜形成圖案或文字。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種高分子片材，另包含一厚度小于該主層的輔助層設(shè)于該主層以及該金屬表層鍍膜之間，其特征在于該輔助層是由固形份低于50％的聚氨酯樹脂配制而成的第二聚氨酯樹脂組成物形成。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種高分子片材，其特征在于該輔助層可依需求添加著色劑，設(shè)計(jì)使其具有與該主層相同或不同顏色的多層膜，使得高分子片材為具有不同顏色的多層膜效果。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種高分子片材，其特征在于可使用表面具有紋路的離型紙，借此可得到表面具有紋路的高分子片材。
全文摘要
一種高分子片材的制造方法，其主要步驟如下先將一固形份高于50％的聚氨酯樹脂與添加劑混合以形成一在常溫下為液態(tài)的聚氨酯樹脂組成物；于一離型紙上涂布該聚氨酯樹脂組成物并加以烘干；然后將離型紙撕去得到一基材；將該基材置于一以一金屬為靶材的物理氣相沉積系統(tǒng)中之后，將該金屬濺鍍于該基材表面，形成一金屬表層鍍膜，得到一高分子片材。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是利用常溫下為液態(tài)的高固形份聚氨酯樹脂組成物形成具有足夠厚度的高分子基材。本發(fā)明可大幅降低制造原料、時間以及成本。根據(jù)本發(fā)明所得到的高分子片材，其金屬表層鍍膜與該基材的密著性極佳，其金屬亮面具有耐膜以及耐刮的特性。該片材具有柔軟性，該金屬亮面長期保持良好的光澤。
文檔編號B32B15/08GK1762694SQ200410083
公開日2006年4月26日 申請日期2004年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月19日
發(fā)明者王敬堂, 蔡武藏, 王龍傳, 馮崇智, 吳俊偉 申請人:三芳化學(xué)工業(yè)股份有限公司