專(zhuān)利名稱(chēng)：具有高圖像清晰度的裝飾性層壓面板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于器具的裝飾面板。更特別地，本發(fā)明涉及使用層狀結(jié)構(gòu)以提供這些裝飾面板。
背景技術(shù)：
器具通常具有可見(jiàn)的外表面。這種表面可以由裝飾面板構(gòu)成，裝飾面板可以噴漆或由彩色材料構(gòu)成以用于美學(xué)目的。例如，洗碗機(jī)、垃圾搗碎機(jī)或其它廚房器具可以具有裝飾性前表面。器具的前面板可以互換，這樣使用者就可以改變器具的裝飾性外觀。例如，器具可以配設(shè)有具有不同顏色的多個(gè)板，這樣使用者就可以選擇和安裝期望的面板。
在其它類(lèi)型的器具例如洗衣機(jī)和烘干機(jī)、烘干爐和電冰箱中，板可以將形狀設(shè)計(jì)成具有拐角，這樣可以覆蓋除了僅僅器具的前部之外的區(qū)域。在這些或其他應(yīng)用中的任一種內(nèi)，有時(shí)會(huì)希望使用提供特殊視覺(jué)效應(yīng)的板。尤其是在面向消費(fèi)者的器具中，一種尤其希望具有的效果是高圖像清晰度(DOI)(Distinctness of Image)。
圖像的清晰度定義為表面反射的物體輪廓的銳度。該量度頻繁地被汽車(chē)和建筑涂料制造商用來(lái)指示拋光的質(zhì)量，且高的DOI級(jí)別(最大可能值為100)是理想的。此外，期望表面在從不同角度觀看時(shí)具有相同或幾乎相同的DOI。因此通常從兩個(gè)不同的相互垂直的方向測(cè)量表面的DOI。
在典型的情形下，所關(guān)心的目的是某些種類(lèi)的已經(jīng)在生產(chǎn)線上制造的板材，這些板材因此就具有可識(shí)別的加工方向(MD)(machinedirection)和與之垂直的橫向方向(TD)。沿加工方向的DOI常常比沿橫向方向的要高，通常要高出較大的余量。這些量度的相對(duì)等式通常被獲取為MD與TD的比值，且值為1.0是理想的。MD與TD的比值變化很大，這主要取決于表面的種類(lèi)和向薄板施加的拋光的工藝的種類(lèi)，在許多情形下可以大約為1.5甚至更高。然后，在特定的市場(chǎng)環(huán)境中并不希望這種高的DOI比值。
現(xiàn)有許多不同類(lèi)型的表面拋光，并且因此，DOI量度也因此而變化很大。環(huán)境透視所希望的水基涂層沿加工方向和橫向方向均趨于給出較差的DOI。溶劑基涂層趨于給出的更好的DOI，而是需要溶劑控制措施和處理工藝從而滿足環(huán)境要求。另外，通過(guò)滾涂工藝應(yīng)用的溶劑基涂層趨于具有沿TD顯著低于沿MD的DOI，從而導(dǎo)致劣質(zhì)拋光。此外，基于水基或溶劑基組合物的涂層通常會(huì)由于所應(yīng)用的涂層中的粗糙度和不均勻性或由于容納拋光的表面中的粗糙度和/或缺陷而存在缺陷。
在國(guó)際公布編號(hào)WO97/11847且發(fā)布為EP 0 862 514 B1的Donnelan等人的專(zhuān)利中公開(kāi)了一種復(fù)合聚酯薄板，該聚酯薄板具有不透明的聚酯芯層，位于芯層第一表面上的透明的聚酯外層和位于芯層的第二表面上的熱封層。復(fù)合薄板據(jù)說(shuō)適于層壓到金屬板上以生產(chǎn)罐，并且據(jù)說(shuō)可以降低或大體上克服與用于形成罐的沖頭/模相關(guān)的過(guò)量磨損問(wèn)題和/或罐表面的劃痕。芯層和/或透明的外層優(yōu)選地為雙軸定向的以實(shí)現(xiàn)機(jī)械和物理性質(zhì)的令人滿意的組合，但是它們也可以是單軸定向的。在該專(zhuān)利中并未提到光學(xué)性質(zhì)例如DOI。
還存在一種對(duì)提供用于器具的金屬板基板存在需求，這種板顯示出高圖像清晰度并且沿加工方向的圖像清晰度與沿橫向方向的圖像清晰度的比值接近1以制造消費(fèi)品，尤其是用于器具的裝飾板。
發(fā)明內(nèi)容
在一個(gè)方面，本發(fā)明是一種包括層狀結(jié)構(gòu)的器具面板。該結(jié)構(gòu)包括襯底板，襯底板具有粘附到其上面的雙軸定向的薄膜復(fù)合物，薄膜復(fù)合物包括彩色的聚酯層，聚酯層與包括聚酯的透明層鄰近并且共同擴(kuò)張。彩色聚酯層位于襯底板和透明層之間，并且層狀結(jié)構(gòu)具有與薄膜復(fù)合物相對(duì)應(yīng)的加工方向和橫向方向。層狀結(jié)構(gòu)形成器具面板的可視表面；并且層狀結(jié)構(gòu)具有大于大約80的加工方向的圖像清晰度，大于大約80的橫向方向的圖像清晰度，并且加工方向與橫向方向的圖像清晰度的比值小于1.30。
在另一個(gè)方面，本發(fā)明是包括板的器具，板包括層狀結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)包括襯底板，襯底板具有粘附到其上面的雙軸定向的薄膜復(fù)合物，薄膜復(fù)合物包括彩色的聚酯層，聚酯層與包括聚酯的透明層鄰近并且共同擴(kuò)張。彩色聚酯層位于襯底板和透明層之間，并且層狀結(jié)構(gòu)具有與薄膜復(fù)合物相對(duì)應(yīng)的加工方向和橫向方向。層狀結(jié)構(gòu)形成器具面板的可視表面；并且層狀結(jié)構(gòu)具有大于大約80的加工方向的圖像清晰度，大于大約80的橫向方向的圖像清晰度，并且加工方向與橫向方向的圖像清晰度的比值小于1.30。
在另外一個(gè)方面，本發(fā)明是制造器具的方法。方法包括提供一種層狀結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)包括襯底板，襯底板具有粘附到其上面的雙軸定向的薄膜復(fù)合物，薄膜復(fù)合物包括彩色的聚酯層，聚酯層與包括聚酯的透明層鄰近并且共同擴(kuò)張。彩色聚酯層位于襯底板和透明層之間，并且層狀結(jié)構(gòu)具有與薄膜復(fù)合物相對(duì)應(yīng)的加工方向和橫向方向。層狀結(jié)構(gòu)形成器具面板的可視表面；并且層狀結(jié)構(gòu)具有大于大約80的加工方向的圖像清晰度，大于大約80的橫向方向的圖像清晰度，并且加工方向與橫向方向的圖像清晰度的比值小于1.30。該方法還包括形成層狀結(jié)構(gòu)以提供器具的可視表面。
在另一個(gè)方面，本發(fā)明是一種包括層狀結(jié)構(gòu)的汽車(chē)面板。該結(jié)構(gòu)包括襯底板，襯底板具有粘附到其上面的雙軸定向的薄膜復(fù)合物，薄膜復(fù)合物包括彩色的聚酯層，聚酯層與包括聚酯的透明層鄰近并且共同擴(kuò)張。彩色聚酯層位于襯底板和透明層之間，并且層狀結(jié)構(gòu)具有與薄膜復(fù)合物相對(duì)應(yīng)的加工方向和橫向方向。層狀結(jié)構(gòu)形成汽車(chē)板的可視表面；并且層狀結(jié)構(gòu)具有大于大約80的加工方向的圖像清晰度，大于大約80的橫向方向的圖像清晰度，并且加工方向與橫向方向的圖像清晰度的比值小于1.30。
圖1是包括依照本發(fā)明的示例性實(shí)施例的層狀結(jié)構(gòu)的板的一部分的透視圖。
圖2是包括依照本發(fā)明的另一個(gè)示例性實(shí)施例的前面板的洗碗機(jī)的前視圖。
具體實(shí)施例方式
下面將參照?qǐng)D形說(shuō)明本發(fā)明，其中，在所有的圖形中相同的數(shù)字指示相同的元件。這些圖是用于示意性的而非限制性的，并且因此包括來(lái)易于解釋本發(fā)明。圖并未按照比例，并且并非用來(lái)用作工程制圖。
現(xiàn)在參見(jiàn)圖1，其中顯示了面板的一部分，面板包括依照本發(fā)明的示例性實(shí)施例的總體上以10指示的層狀結(jié)構(gòu)。層狀結(jié)構(gòu)10包括襯底板11，其上附著有薄膜復(fù)合物12，薄膜復(fù)合物12包括彩色層16和透明層18。薄膜復(fù)合物12通過(guò)粘結(jié)層14附著到襯底板11上?？蛇x的防劃痕層20位于透明層18之上。層狀結(jié)構(gòu)10具有加工方向22和與之成直角的橫向方向24。加工方向?qū)?yīng)于薄膜復(fù)合物12從制造它的制造生產(chǎn)線上移動(dòng)下來(lái)的方向。
組合的彩色層16和透明層18通常賦予薄膜復(fù)合物12從大約5微米到大約500微米的厚度，優(yōu)選地從大約12微米到大約100微米的厚度，更優(yōu)選地從大約23微米到大約75微米的厚度。通常，透明層18可以在總厚度的大約1％到大約60％之間變化，更優(yōu)選地在層16和18的組合厚度的大約2％到大約40％之間變化。通常最好的DOI會(huì)在較低厚度的層18實(shí)現(xiàn)。
彩色層16的具體厚度通常選擇成可以提供期望的光學(xué)性質(zhì)例如不透明性和顏色。彩色層16的厚度通常會(huì)由于染色色素和添加劑的成本而最小化。然后調(diào)節(jié)彩色層16和/或透明層18以提供適于在層壓機(jī)中加工的適當(dāng)?shù)目偙∧ず穸?。每層的厚度的選擇必須也在所用的特定擠壓設(shè)備的限制之內(nèi)，因此可能會(huì)有所變化。
彩色層16自身可以是能夠提供獨(dú)特或新穎光學(xué)效果的多層復(fù)合結(jié)構(gòu)。例如，層16可以包括色素層，色素層與透明層復(fù)合，透明層包含可以提供閃閃發(fā)光的光學(xué)效果的金屬薄片或反射色素?；蛘?，彩色層16可以為了不同的視覺(jué)效應(yīng)而反向印刷。
粘結(jié)層14如果是復(fù)合聚酯(將在下文進(jìn)行描述)，可以構(gòu)成薄膜復(fù)合物12和粘結(jié)層14的組合厚度的大約5％到大約60％，優(yōu)選地從大約10％到大約40％。如果粘結(jié)層14是覆層粘合劑，例如乙烯-醋酸乙烯酯共聚物或共聚多酯，那么它就可以應(yīng)用在從大約2到大約30g/m2且優(yōu)選地從大約5到大約15g/m2的載荷級(jí)。
彩色層16和透明層18都包括聚合物。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，兩個(gè)層都包括線性聚酯。對(duì)于每個(gè)層，線性聚酯具有從大約0.5到大約0.8的固有粘度，且典型的具有大約0.6的固有粘度。用于制備層16和18的示例性聚酯是雙軸定向的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜和雙軸定向的聚萘二甲酸亞乙基酯(PEN)薄膜。
尤其適用于制造彩色層16和/或彩色層18的是已經(jīng)雙軸定向的并且熱定形的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯。這種材料在本領(lǐng)域中是眾所周知的，并且描述于例如授予Stokes的美國(guó)專(zhuān)利NO.4,375,494中，該專(zhuān)利在此引入作為參考。
聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯聚合物制備技術(shù)對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言是眾所周知的并且公開(kāi)于很多文本中，例如眾所周知到本領(lǐng)域的技術(shù)人員和公開(kāi)在許多文本中，比如Encyclopedia of Polymer Science andEngineering，2nd.Ed.，Vol.12，Wiley，N.Y.，pp.1-313。聚合物通常通過(guò)使用乙二醇冷凝二羧酸或其低烷基二酯獲得。聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯由對(duì)苯二酸或其酯形成，并且聚萘二甲酸亞乙基酯由2，7-萘二羧酸或其酯形成。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，彩色層16和透明層18中的任一個(gè)或兩者都可以包括顯示出高模壓性能的聚酯。這種材料可以使層狀結(jié)構(gòu)形成器具面板而不會(huì)使薄膜開(kāi)裂。為此目的的示例性材料包括PET的共聚多酯，其中共聚多酯成分可以是其酸成分或醇成分。酸成分的實(shí)例包括芳香二元酸，例如異酞酸、鄰苯二甲酸和萘二甲酸；脂族二羧酸，例如已二酸、壬二酸、癸二酸和十二烷二酸(decanedicarboxylic acid)；脂環(huán)二羧酸，例如環(huán)己烷二羧酸；等等。另一方面，醇成分的實(shí)例包括脂族二醇，例如丁二醇和己二醇；以及脂環(huán)二醇例如環(huán)己烷二甲醇；等等。這些可以單獨(dú)使用或是將其中的兩種或更多組合使用。
共聚合成分的比例取決于它們的種類(lèi)而變化，但是其比例為所得聚合物的熔點(diǎn)在210℃到245℃的范圍內(nèi)，優(yōu)選地在215℃到240℃的范圍內(nèi)，更優(yōu)選地在220℃到235℃的范圍內(nèi)。
適用于形成高模壓性能彩色層16和透明層18的示例性共聚多酯包括數(shù)量為82到100mol％的對(duì)苯二酸和數(shù)量為所有二羧酸成分總數(shù)的0到18mol％的2，6-萘二甲酸或2，6-萘二甲酸酸和一個(gè)或多個(gè)其它二羧酸的組合。
另一個(gè)二羧酸的示意性實(shí)例包括芳香二羧酸例如異酞酸和鄰苯二甲酸；脂族二羧酸，例如己二酸、壬二酸、癸二酸和十二烷二酸(decanedicarboxylic acid)；以及脂環(huán)二羧酸，例如環(huán)己烷二羧酸。它們可以單獨(dú)使用或是將其中的兩種或更多組合使用。
適于形成模壓性能彩色層16和透明層18的其它示例性共聚多酯包括數(shù)量在82到100mol％的乙二醇和數(shù)量占所有二醇成分之和的0到18mol％的環(huán)己烷二甲醇或環(huán)己烷二甲醇和另一種二醇的組合。
另一種二醇的示意性實(shí)例包括脂族二醇，例如二甘醇、丙二醇、新戊二醇、丁二醇、戊二醇和己二醇；以及脂環(huán)二醇，例如環(huán)己烷二甲醇；芳香二醇例如雙酚A；和聚二醇，例如聚乙二醇和聚丙二醇。它們可以單獨(dú)使用或是將其中的兩種或更多組合使用。
尤其優(yōu)選的是共聚多酯的所有二羧酸成分由對(duì)苯二酸和2，6-萘二甲酸構(gòu)成并且共聚多酯的所有二醇成分由乙二醇構(gòu)成。
如果聚酯用于制造彩色層16或透明層18，則聚酯的固有粘度可以從大約0.52到大約0.80，優(yōu)選地從0.54到0.70，尤其優(yōu)選地從0.57到0.65。如果固有粘度過(guò)低，即使其它物理性質(zhì)適合并且可以滿意地執(zhí)行襯底板上的層壓，薄膜也會(huì)變得易碎。使用具有超過(guò)大約0.80的固有粘度的聚合物并不會(huì)出現(xiàn)性能缺點(diǎn)，但是這種聚合物趨于更加昂貴并且在擠壓機(jī)中更難以加工。為了本發(fā)明的目的，在25℃時(shí)使用鄰氯酚作為溶劑測(cè)量聚酯的固有粘度。
彩色層16可以包括微粒添加劑，例如改進(jìn)產(chǎn)品的視覺(jué)外觀。層16可以通過(guò)加入有效數(shù)量的乳濁劑的聚合物而變?yōu)椴煌该鞯?，這意味著大體上可見(jiàn)光無(wú)法滲透過(guò)。層16可以例如使用二氧化鈦染色，在該情形中它優(yōu)選地顯示的傳輸光密度(TOD)(Sakura PDA 65式比重計(jì)，傳輸方式)在從0.2到1.5的范圍內(nèi)，更加優(yōu)選地在0.25到1.25的范圍內(nèi)，特別優(yōu)選地在0.35到0.75的范圍內(nèi)，尤其優(yōu)選地在0.45到0.65的范圍內(nèi)。當(dāng)使用碳黑染色時(shí)，彩色層16的光密度通常顯著地高一些。在其中彩色層16的聚合物包括聚酯的情形中，適當(dāng)?shù)娜闈釀┛梢园ú幌嗳莸臉?shù)脂填料、微粒無(wú)機(jī)填料、碳黑或這些制劑中的兩種或多種的混合物。
“不相容的樹(shù)脂”是指在層的擠壓和制造過(guò)程中遇到的高溫下不熔化或者大體上不與形成層的聚合物混溶的樹(shù)脂。不相容樹(shù)脂的存在通常導(dǎo)致層16包括微孔，這意味著層包括多孔結(jié)構(gòu)，多孔結(jié)構(gòu)包括至少一定比例的離散的密閉單元。在其中彩色層16包括聚酯的情形中，適當(dāng)?shù)牟幌嗳莸臉?shù)脂可以包括聚酰胺和烯烴聚合物，尤其是在其分子中包含多達(dá)六個(gè)碳原子的單α烯烴的均聚物或共聚物，用于混合到彩色層16中。適當(dāng)?shù)牟牧习ǖ兔芏然蚋呙芏认N均聚物，尤其是聚乙烯、聚丙烯或聚-4-甲基戊烯-1，烯烴共聚物，尤其是乙烯-丙烯共聚物或其兩種或更多種的混合物?？梢允褂脽o(wú)規(guī)共聚物、嵌段或接枝共聚物。
基于層16聚合物的重量，存在于層16中的不相容的樹(shù)脂填料的數(shù)量按照重量?jī)?yōu)選地在從2％到30％的范圍內(nèi)，更加優(yōu)選地在3％到20％的范圍內(nèi)，尤其優(yōu)選地在4％到15％的范圍內(nèi)，并且尤其在5％到10％的范圍內(nèi)。
適于生成不透明的彩色層16的微粒無(wú)機(jī)填料包括傳統(tǒng)的無(wú)機(jī)色素和填料，尤其包括金屬或類(lèi)金屬氧化物例如氧化鋁、硅和氧化鈦，和堿金屬鹽例如鈣和鋇的碳酸鹽和硫酸鹽。微粒無(wú)機(jī)填料可以是微孔形成型或非微孔形成型。適當(dāng)?shù)奈⒘o(wú)機(jī)填料可以是均一的并且基本上由一種填料材料或化合物例如二氧化鈦或硫酸鋇單獨(dú)構(gòu)成?；蛘?，至少一部分的填料可以是非均質(zhì)的，主填料材料與附加的改性成分相關(guān)。例如，主填料顆?？梢允褂帽砻娓男詣├缟?、表面活性劑偶聯(lián)劑或其它改性劑處理以提高或改變填料與層16的聚合物相兼容的程度。
也可以使用有機(jī)色素來(lái)向彩色層16賦色，并且這在希望具有除黑色或白色之外的其它顏色時(shí)尤其有用。這種色素在本領(lǐng)域中是眾所周知的，并且包括例如酞菁染料和蒽醌。本領(lǐng)域中已知的染料也可以用于對(duì)彩色層16賦色。彩色層16還可以包括例如本領(lǐng)域中眾所周知的一種或多種阻燃劑添加劑和/或紫外穩(wěn)定劑。
透明層18也可以包含潤(rùn)滑劑從而提供改進(jìn)的成型并且將表面的刮痕減小到最低。潤(rùn)滑劑可以是有機(jī)材料或無(wú)機(jī)材料。無(wú)機(jī)潤(rùn)滑劑的實(shí)例包括硅、氧化鋁、二氧化鈦、碳酸鈣、硫酸鋇等等，并且有機(jī)潤(rùn)滑劑的實(shí)例包括硅樹(shù)脂顆粒、聚四氟乙烯、烯烴蠟等等。潤(rùn)滑劑通常具有2.5微米或更小的平均顆粒直徑，從而使薄膜復(fù)合物中的針孔構(gòu)造最小化并且使表面霾或表面粗糙度最小化，這可以降低拋光薄板的DOI和視覺(jué)外觀。
粘結(jié)層14能夠形成與薄膜復(fù)合物12和襯底板11的粘著接合。通常粘結(jié)層14形成在薄膜復(fù)合物12的彩色層16的表面上。合成物隨后附著在襯底板11上，其方式為首先加熱薄膜和/或襯底板至一個(gè)高到足以軟化層14但又沒(méi)有高到軟化或熔化薄膜復(fù)合物12的溫度，然后使用橡膠輥通常通過(guò)將薄膜壓到金屬上來(lái)施加壓力。
粘結(jié)層14可以包括符合上述要求的多種材料的任一種，并且許多這種材料在本領(lǐng)域中是已知的，例如乙烯-醋酸乙烯酯共聚物。在本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例中，粘結(jié)層14可以包括可以從Bostik Findley，Inc.，Middleton，MA得到的基于Vital1200B樹(shù)脂的溶劑基共聚多酯粘合劑涂層和/或可以從Wilmington的DuPont公司得到的Crystar3991樹(shù)脂。用于應(yīng)用這種粘合劑的典型溶劑是四氫呋喃和甲苯的混合物。
在本發(fā)明的另一個(gè)示例性實(shí)施例中，粘結(jié)層14可以包括熱粘合聚酯樹(shù)脂，尤其是共聚多酯樹(shù)脂，共聚多酯樹(shù)脂從一個(gè)或多個(gè)二鹽基芳香羧酸例如對(duì)苯二酸、異酞酸和六氫鄰苯二甲酸(hexahydroterephthalicacid)或是從一個(gè)或多個(gè)二醇例如乙二醇、二甘醇、三甘醇和新戊二醇衍生得來(lái)。粘結(jié)層14可以包括含對(duì)苯二酸鹽的聚酯。優(yōu)選的共聚多酯從對(duì)苯二酸、異酞酸和六氫鄰苯二甲酸(hexahydroterephthalic acid)中的一個(gè)或兩個(gè)和一種或多種二醇優(yōu)選地為乙二醇中衍生而來(lái)。在非晶態(tài)中提供令人滿意的結(jié)合性質(zhì)的示例性共聚多酯是乙烯對(duì)苯二酸鹽和乙烯間苯二酸酯，尤其是摩爾比例為60到90mol％的乙烯對(duì)苯二酸鹽和相應(yīng)的40到10mol％的乙烯間苯二酸酯。尤其優(yōu)選的共聚多酯包括70到85mol％的乙烯對(duì)苯二酸鹽和30到15mol％的乙烯間苯二酸酯，例如大約80mol％的乙烯對(duì)苯二酸鹽和大約20mol％的乙烯間苯二酸酯的共聚多酯。
在制造用于形成依照本發(fā)明的層狀結(jié)構(gòu)的薄膜復(fù)合物中，可以有利地以粘合劑承載薄膜復(fù)合物的形式將薄膜復(fù)合物12和粘結(jié)層14一起提供。這種粘合劑承載薄膜復(fù)合物可以通過(guò)溶劑澆注或者將粘結(jié)層擠壓到薄膜復(fù)合物12的彩色層16的表面上形成，在該情形中，合成物包括聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯或聚萘二甲酸亞乙基酯的雙軸定向的和熱定形的薄膜。
在其中彩色層16和透明層18都包括雙軸定向的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯并且粘結(jié)層14是如上所述的共聚多酯樹(shù)脂的情形中，粘合劑承載薄膜復(fù)合物可以便利地通過(guò)包括通過(guò)孔模的多重?cái)D壓或?qū)铣晌飳拥幕旌蠑D壓的過(guò)程形成，例如大體上如美國(guó)專(zhuān)利No.3,871,947中所述，后接通過(guò)沿一個(gè)或多個(gè)方向的伸展并且熱定形的分子定向。在美國(guó)專(zhuān)利NO.4,165,210和英國(guó)專(zhuān)利說(shuō)明書(shū)NO.1,115,007中描述了用于被稱(chēng)為單通道混合擠壓的混合擠壓的便利的工藝和設(shè)備。該方法包括從兩個(gè)不同的擠壓機(jī)中同時(shí)擠壓出兩種聚酯的第一和第二流，在通向擠壓模的歧管的管中使用兩個(gè)流，并且在流線型流動(dòng)的狀態(tài)下將兩種聚酯一起擠壓通過(guò)模，這樣兩種聚酯就占據(jù)了流的不同區(qū)域而不會(huì)混合，藉此生成薄膜復(fù)合物。在制備如上所述的粘合劑承載薄膜復(fù)合物時(shí)，該方法可以用于擠壓出三個(gè)聚酯流以在單個(gè)薄板中同時(shí)形成粘結(jié)層14、彩色層16和透明層18。
薄膜復(fù)合物的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯部分的雙軸取向可以通過(guò)通常在溫度處于大約78到125℃的范圍內(nèi)沿兩個(gè)相互垂直方向依次拉伸合成物而實(shí)現(xiàn)。通常，用于拉伸合成物的狀態(tài)可能會(huì)起到使粘結(jié)層部分地結(jié)晶的作用，并且在該情形下，優(yōu)選地在大于粘結(jié)層的結(jié)晶熔化溫度而低于聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯部分的結(jié)晶熔化溫度下在尺寸約束下熱定形薄膜復(fù)合物。然后允許或使合成物冷卻，從而使粘結(jié)層基本無(wú)定形的而又在彩色和明部中保持高結(jié)晶性。因此，拉伸操作優(yōu)選地緊隨著尺寸約束下的熱定形，且通常在150到250℃范圍的溫度下。美國(guó)專(zhuān)利No.3,107,139中描述了用于拉伸和熱定形的便利的過(guò)程。因此在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，層狀結(jié)構(gòu)10包括通過(guò)混合擠壓形成的薄膜，這樣它就包括由不同材料制成的三層，而且形成薄膜的一個(gè)薄板。
防劃痕層20可選地配設(shè)為層狀結(jié)構(gòu)10的一部分。通過(guò)使用這種層，可以在結(jié)構(gòu)的制造、運(yùn)輸和最終使用過(guò)程中降低表面的損傷。層通?？梢跃哂袕拇蠹s(0.1)微米到大約25微米的厚度。它可以包括丙烯、聚氨脂、聚酯、環(huán)氧、硅樹(shù)脂或其它聚合樹(shù)脂，并且可以通過(guò)涂層和層壓技術(shù)中已知的任意方法配制以應(yīng)用和固化，例如紫外線固化、電子束固化或熱固化(有機(jī)溶劑中的樹(shù)脂和水基化學(xué)過(guò)程)。層可以包含無(wú)機(jī)顆粒，例如硅和/或滑爽添加劑例如蠟和/或聚四氟乙烯散體。
防劃痕層20通常使用本領(lǐng)域中已知的標(biāo)準(zhǔn)的涂層工藝中的任一種涂敷刀透明層18上，這些涂層工藝?yán)鐬榘及?直接、偏移、換向)、槽模、浸漬或其它方法。
也可以通過(guò)例如Mientus等人的美國(guó)專(zhuān)利NO.6,403,005中公開(kāi)的工藝獲得提供依照本發(fā)明的高圖像清晰度性能性質(zhì)的薄膜復(fù)合物，該工藝是將擠壓出的熔化熱塑性薄膜材料按到具有鏡面精加工的拋光壓延輥上。使用該方法生產(chǎn)的熱塑性薄膜實(shí)現(xiàn)了高級(jí)的拋光并且具有的沿加工方向的圖像清晰度與沿橫向的圖像清晰度之比在1.3∶1到1.0∶1的范圍之內(nèi)。
襯底板11可以為多種金屬中的任一種，包括但不限于鋁、銅、鐵、低碳鋼、電鍍鋅或熱浸電鍍的碳鋼和不銹鋼。襯底板11的形式可以為金屬芯，例如通常用來(lái)制造器具和其它成品，或者它也可以是這種器具或其它成品的一部分。此外，也可以使用塑料薄板例如聚酯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚乙烯、聚碳酸酯等等。
在其中襯底板11例如為金屬芯的情形中，可以通過(guò)將水基或溶劑基粘合劑應(yīng)用于芯鋼和/或薄膜復(fù)合物12的彩色層16表面上然后將兩者粘附在一起來(lái)形成層狀結(jié)構(gòu)10。用于應(yīng)用這種粘合劑并且連接零件的確切裝置和制劑基于多種因素而根據(jù)每種情形而變化，并且可以依照本領(lǐng)域中眾所周知的標(biāo)準(zhǔn)而按照特地情形的需要而進(jìn)行選擇。
在本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例中，粘結(jié)層14可能包括熱粘接材料，例如上述類(lèi)別的共聚多酯，并且同樣如上所述可以配設(shè)為粘合劑承載薄膜復(fù)合物的一部分?？梢酝ㄟ^(guò)例如本領(lǐng)域中已知并且可以從多個(gè)供應(yīng)商處獲得的直列式熱層壓設(shè)備執(zhí)行這種結(jié)構(gòu)到襯底板11上的應(yīng)用。這種設(shè)備通常允許在大約140-200℃的溫度范圍內(nèi)襯底板11的通過(guò)和薄膜復(fù)合物經(jīng)過(guò)壓輥，從而實(shí)現(xiàn)合成物到襯底板的粘附。
現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，在層壓到襯底板上之前，包括此前所述雙軸定向的聚酯的薄膜復(fù)合物沿加工方向和橫向顯示了高的DOI，且兩個(gè)值通常均大于或等于80。更通常地，MD值大于或等于大約90，TD值大于或等于大約85。
一旦將這種薄膜復(fù)合物層壓到襯底板11上，所得的板仍然沿加工方向和橫向方向顯示出高的DOI，且兩個(gè)值通常大于或等于大約80。更通常地，MD值大于或等于大約83，TD值大于或等于大約82。此外，本發(fā)明的顯著特性是它提供了其中加工方向DOI與橫向方向DOI的比值接近一且通常為大約1.30或更低的表面。更加通常地，比值大約為1.15或更小。
層狀結(jié)構(gòu)形成板，板用于用作器具的可視表面的至少一部分，提供了具有高DOI的拋光。圖2顯示了依照本發(fā)明的另一個(gè)示例性實(shí)施例的洗碗機(jī)30，洗碗機(jī)30包括位于前部的板32。板包括層狀結(jié)構(gòu)10，層狀結(jié)構(gòu)10的透明層18位于外部，即它構(gòu)成器具的可視表面的至少一部分。雖然所示實(shí)施例將透明層18顯示在最外部，但是如此前所述，在透明層18之上可以有一個(gè)附加的防滑痕層20。板32可能還包括附著在層狀結(jié)構(gòu)上的功能或裝飾性品(未顯示)，例如制造商廠標(biāo)等。
依照本發(fā)明的器具可以具有一個(gè)以上的包括層狀結(jié)構(gòu)的板，例如在圖2中34和36處所顯示的那樣，它們分別指示上板和下板。任一個(gè)板都可以在其中具有開(kāi)口，例如容納例如在圖2中上板34中的38和40處顯示了的控制器。另外，依照本發(fā)明的板可以彎曲或以其它方式形成以包圍一個(gè)以上的表面，例如通過(guò)圍繞拐角以在組合的零件(未顯示)中提供器具的前面和側(cè)面。這種結(jié)構(gòu)可以尤其良好地適用于例如洗衣機(jī)和烘干機(jī)，其中不僅前面而且側(cè)面和頂面需要適當(dāng)?shù)鼐哂杏梢勒毡景l(fā)明的板提供的精加工。
依照本發(fā)明的適當(dāng)器具的其它非限制性實(shí)例包括冰箱、冷凍機(jī)和微波爐。依照本發(fā)明也可以提供在汽車(chē)中使用的板。應(yīng)當(dāng)理解，依照本發(fā)明也可以制成要求裝飾性拋光的其它金屬表面。通常，依照本發(fā)明制造的器具和其它成品可以由芯鋼構(gòu)成，芯鋼已經(jīng)轉(zhuǎn)換為如上所述的層狀結(jié)構(gòu)，然后通過(guò)例如彎曲、鉆、切削和金屬加工領(lǐng)域中的其它已知方法轉(zhuǎn)變?yōu)槠渥罱K形狀。
實(shí)例實(shí)例1-2是薄膜復(fù)合物結(jié)構(gòu)的部分，薄膜復(fù)合物結(jié)構(gòu)來(lái)自可從德國(guó)Wilmington的DuPont Teijin Films的Melinex427的單個(gè)卷。薄膜具有厚度為72微米的彩色層，彩色層由固有粘度為0.58并且包含2wt％碳黑的聚酯均聚物組成，還包括厚度為3微米的復(fù)合透明層，透明層由固有粘度為0.58且沒(méi)有添加劑的聚酯均聚物組成。
實(shí)例3-5是從單卷的類(lèi)似的膜合成物Melinex3426的一些部分，其可以從DuPont Teijin Films獲得。這些部分具有厚度為48微米的彩色層和厚度為2微米的復(fù)合透明層，并且具有涂敷在透明層上的附加的0.02微米厚的丙烯酸粘附底涂料。DOI的確定是使用依照ASTM方法E430-97的Hunterlab Dorigen II執(zhí)行的。表1中給出了這些測(cè)定的結(jié)果。
表1薄膜復(fù)合物
然后在300°F下使用聚酯粘結(jié)層利用加熱的軋輥將來(lái)自實(shí)例1-2和3-5中使用的膜的相同卷的薄膜復(fù)合物段熱層壓到一張300微米的雙軸定向的聚酯薄膜薄板上，從而形成表2中顯示為實(shí)例6和7的層狀結(jié)構(gòu)。樣品6是從與實(shí)例1和2中使用的Melinex 427相同的卷的一段上制備的。樣品7是從與實(shí)例3-5中使用的Melinex 3426的相同卷的一部分制備的。表2中顯示了針對(duì)這些層狀結(jié)構(gòu)所確定的DOI值。
實(shí)例8從三層薄膜復(fù)合物制備的層狀結(jié)構(gòu)。厚度為83微米的彩色層自身由復(fù)合的兩層結(jié)構(gòu)構(gòu)成，其中第一聚酯層的厚度為42微米并且包含2％的碳黑，且明聚酯層的厚度為42微米。厚度同樣為42微米的復(fù)合透明層由固有粘度為0.58且沒(méi)有添加劑的聚酯均聚物構(gòu)成。所得到3層125微米且在2個(gè)透明層之間具有黑色層的薄膜復(fù)合物被熱層壓為如實(shí)例6和7中的300微米的聚酯薄板。
實(shí)例9是與實(shí)例8類(lèi)似的層狀結(jié)構(gòu)，不同之處在于厚度為50微米，且黑色層和透明層的厚度均為25微米，并且復(fù)合透明層的厚度也為25微米。對(duì)于實(shí)例8和9這兩個(gè)實(shí)例而言，可以獲得良好的DOI結(jié)果(表2)。
表2-層壓結(jié)構(gòu)
雖然在此已經(jīng)參見(jiàn)具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了說(shuō)明和描述，但是本發(fā)明并非用來(lái)限于所示細(xì)節(jié)。而是在權(quán)利要求的等效物的范疇和范圍之內(nèi)對(duì)細(xì)節(jié)進(jìn)行多種改進(jìn)而不脫離本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種器具面板，包括層狀結(jié)構(gòu)，包括襯底板，襯底板具有附著到其上的雙軸定向的薄膜復(fù)合物，薄膜復(fù)合物包括彩色的聚酯層，聚酯層鄰近包括聚酯的透明層并與透明層等同擴(kuò)張，彩色的聚酯層位于襯底板和透明層之間，層狀結(jié)構(gòu)具有與薄膜復(fù)合物相對(duì)應(yīng)的加工方向和橫向方向；其中，層狀結(jié)構(gòu)形成器具面板的可視表面；以及其中，形成可視表面具的層狀結(jié)構(gòu)有大于大約80的加工方向的圖像清晰度，大于大約80的橫向方向的圖像清晰度，并且圖像的加工方向與橫向方向的圖像清晰度的比值小于1.30。
2.如權(quán)利要求1所述的器具面板，其特征在于，彩色聚酯層和透明層均包括聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯。
3.如權(quán)利要求1所述的器具面板，其特征在于，彩色聚酯層和透明層均包括具有從大約210℃到大約245℃的熔點(diǎn)的共聚多酯。
4.如權(quán)利要求1所述的器具面板，其特征在于，透明層包括具有2.5微米或更小平均顆粒直徑的潤(rùn)滑劑。
5.如權(quán)利要求1所述的器具面板，其特征在于，彩色聚酯層包括色素。
6.如權(quán)利要求1所述的器具面板，其特征在于，彩色聚酯層包括微孔。
7.如權(quán)利要求1所述的器具面板，其特征在于，彩色聚酯層包括染料。
8.如權(quán)利要求1所述的器具面板，還包括粘結(jié)層，粘結(jié)層鄰近彩色聚酯層和襯底板并與它們共同擴(kuò)張，且位于它們之間。
9.如權(quán)利要求8所述的器具面板，其特征在于，粘結(jié)層包括一種材料，該材料的玻璃態(tài)轉(zhuǎn)化溫度低于透明層的玻璃態(tài)轉(zhuǎn)化溫度和彩色聚酯層的玻璃態(tài)轉(zhuǎn)化溫度。
10.如權(quán)利要求8所述的器具面板，其特征在于，粘結(jié)層包括無(wú)定形的共聚多酯，共聚多酯由大約60到大約90mol％的乙烯對(duì)苯二酸鹽和相應(yīng)的大約40到大約10mol％的乙烯間苯二酸酯構(gòu)成。
11.如權(quán)利要求1所述的器具面板，其特征在于，透明層具有與彩色聚酯層鄰近的第一表面和與第一表面相對(duì)的第二表面，所述結(jié)構(gòu)還包括與第二表面鄰近且共同擴(kuò)張的防劃痕層。
12.如權(quán)利要求1所述的器具面板，其特征在于，襯底板包括金屬。
13.如權(quán)利要求1所述的器具面板，其特征在于，襯底板包括鋼。
14.如權(quán)利要求1所述的器具面板，其特征在于，襯底板包括從由聚酯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚乙烯、聚碳酸酯和其組合組成的組中選擇的材料。
15.一種包括面板的器具，所述面板包括層狀結(jié)構(gòu)，包括襯底板，襯底板具有附著到其上的雙軸定向的薄膜復(fù)合物，薄膜復(fù)合物包括彩色的聚酯層，聚酯層鄰近包括聚酯的透明層并與透明層共同擴(kuò)張，彩色的聚酯層位于襯底板和透明層之間，層狀結(jié)構(gòu)具有與薄膜復(fù)合物相對(duì)應(yīng)的加工方向和橫向方向；其中，層狀結(jié)構(gòu)形成器具面板的可視表面；以及其中，形成可視表面的層狀結(jié)構(gòu)具有大于大約80的加工方向的圖像清晰度，大于大約80的橫向方向的圖像清晰度，并且加工方向與橫向方向的圖像清晰度的比值小于1.30。
16.如權(quán)利要求15所述的器具，其特征在于，彩色聚酯層和透明層均包括聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯。
17.如權(quán)利要求15所述的器具，其特征在于，彩色聚酯層和透明層均包括具有從大約210℃到大約245℃的熔點(diǎn)的共聚多酯。
18.如權(quán)利要求15所述的器具，其特征在于，透明層包括具有2.5微米或更小平均顆粒直徑的潤(rùn)滑劑。
19.如權(quán)利要求15所述的器具，其特征在于，彩色聚酯層包括色素。
20.如權(quán)利要求15所述的器具，其特征在于，彩色聚酯層包括微孔。
21.如權(quán)利要求15所述的器具，其特征在于，彩色聚酯層包括染料。
22.如權(quán)利要求15所述的器具，還包括粘結(jié)層，粘結(jié)層鄰近彩色聚酯層和襯底板并與它們共同擴(kuò)張，并且位于它們之間。
23.如權(quán)利要求22所述的器具，其特征在于，粘結(jié)層包括一種材料，該材料具有的玻璃態(tài)轉(zhuǎn)化溫度低于透明層的玻璃態(tài)轉(zhuǎn)化溫度和彩色聚酯層的玻璃態(tài)轉(zhuǎn)化溫度。
24.如權(quán)利要求22所述的器具面板，其特征在于，粘結(jié)層包括無(wú)定形的共聚多酯，共聚多酯由大約60到大約90mol％的乙烯對(duì)苯二酸鹽和相應(yīng)的大約40到大約10mol％的乙烯間苯二酸酯構(gòu)成。
25.如權(quán)利要求15所述的器具，其特征在于，透明層具有與彩色聚酯層鄰近的第一表面和與第一表面相對(duì)的第二表面，所述結(jié)構(gòu)還包括與第二表面鄰近且共同擴(kuò)張的防劃痕層。
26.如權(quán)利要求15所述的器具，其特征在于，襯底板包括金屬。
27.如權(quán)利要求15所述的器具，其特征在于，襯底板包括鋼。
28.如權(quán)利要求15所述的器具，其特征在于，襯底板包括從由聚酯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚乙烯、聚碳酸酯和其組合組成的組中選擇的材料。
29.一種用于制造器具的方法，該方法包括提供一種層狀結(jié)構(gòu)，該層狀結(jié)構(gòu)包括襯底板，襯底板具有附著到其上的雙軸定向的薄膜復(fù)合物，薄膜復(fù)合物包括彩色的聚酯層，聚酯層鄰近包括聚酯的透明層并與透明層共同擴(kuò)張，彩色的聚酯層位于襯底板和透明層之間，層狀結(jié)構(gòu)具有與薄膜復(fù)合物相對(duì)應(yīng)的加工方向和橫向方向；并且形成層狀結(jié)構(gòu)以提供器具的可視表面；其中，層狀結(jié)構(gòu)具有大于大約80的加工方向的圖像清晰度，大于大約80的橫向方向的圖像清晰度，并且加工方向與橫向方向的圖像清晰度的比值小于1.30。
30.一種汽車(chē)面板，包括層狀結(jié)構(gòu)，包括襯底板，襯底板具有附著到其上的雙軸定向的薄膜復(fù)合物，薄膜復(fù)合物包括彩色的聚酯層，聚酯層鄰近包括聚酯的透明層并與透明層共同擴(kuò)張，彩色的聚酯層位于襯底板和透明層之間，層狀結(jié)構(gòu)具有與薄膜復(fù)合物相對(duì)應(yīng)的加工方向和橫向方向；其中，層狀結(jié)構(gòu)形成汽車(chē)面板的可視表面；并且其中，形成可視表面的層狀結(jié)構(gòu)具有大于大約80的加工方向的圖像清晰度，大于大約80的橫向方向的圖像清晰度，并且加工方向與橫向方向的圖像清晰度的比值小于1.30。
全文摘要
一種層狀結(jié)構(gòu)，具有覆蓋襯底板的薄膜復(fù)合物，用作器具和汽車(chē)的裝飾面板。層狀結(jié)構(gòu)沿加工方向和橫向方向具有高圖像清晰度，并且這兩個(gè)清晰度的比值達(dá)到1.0。
文檔編號(hào)C08L67/02GK1798652SQ200480014862
公開(kāi)日2006年7月5日 申請(qǐng)日期2004年5月19日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月29日
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