CN100423935C - 表面带有装饰标材的模塑制品及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种表面带有装饰标材的模塑制品，包括装饰标材层和模塑层，在装饰标材层和模塑层之间有微胶囊粘合剂。其制造方法包括以下步骤：1)将装饰标材层上涂覆或印刷微胶囊粘合剂；2)放入模具中成型模塑制品。本发明的有益效果是：有效解决模内装饰模塑过程中装饰标材与不相容的塑料材料间的界面粘结问题，使得适合模内装饰成型的塑料材料种类多样化；在模塑成型时的高温高压下，微胶囊粘合剂中的固化剂胶囊破裂瞬时与粘合剂中含活性基团的物质发生固化交联反应，或载体树脂中的带活性基团或潜伏性活性基团的粘合剂胶囊破裂瞬时发生固化交联反应，因而在高温中使用时，粘合剂不会再熔化，从而不会使装饰层剥离下来。

Description

表面带有装饰标材的模塑制品及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种表面带有装饰标材的模塑制品及其制造方法，特别是涉及一种表面带立体视觉影像的模塑制品及其制造方法。

背景技术

近年来，技术与产品性能的差异已经越来越小，在产品的性价比之外，用户对产品的款式与外观开始给予更多的关注。今天的消费者把他们使用的制品视为表现个性和品位的时尚生活工具，并根据外观、品牌和功能性三个方面选择合适的产品。产品的外观发挥着重要作用，必须具有吸引消费者注意和购买的美感。

将鲜艳的颜色和悦目甚至闪亮的装饰加到产品中去，以吸引人的目光并保持持久关注，装饰标材就是这样一种装饰。将装饰标材作为特色引入到模塑制品中是现有技术，称为模内装饰法或模内贴标法。

上述装饰标材最具有装饰性的是立体视觉影像，但要形成真正的立体视觉影像必须有光栅透镜。能成型光栅透镜的材料远远不如注塑材料那么丰富，只有有限的几种透明材料如无定型聚对苯二甲酸乙二醇酯(APET)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、透明无规聚丙烯(PP)、透明聚苯乙烯(PS)、透明聚氯乙稀(PVC)和醋酸纤维素等，其中适合大规模生产的又只有APET、PP和PVC。从食品卫生方面考虑，又只有APET和PP适合使用。用这些材料制造的光栅透镜作为装饰层进行模内装饰模塑，存在界面粘结牢度的问题。解决这一问题的一般方法是利用相似相容原理，即模塑材料与装饰层材料分子结构相似，但在实际操作上有很大的难度，也不符合模塑制品多样性要求，例如要求注塑材料为PS时，无论是PET还是PP，都不与PS相容。如果采用特殊的相容剂，又存在相容剂的气味、食品卫生等方面的问题。如果采用热熔胶，存在涂布困难和使光栅片材变形等方面的问题，而且其制品不适合接触开水，因为一般的热溶胶熔化温度低，接触开水有熔化剥离开来的可能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种表面带有装饰标材的模塑制品及其制造方法，该模塑制品具有种类多样化且安全无毒和能在较高温度下使用的优点。

本发明解决技术问题所采用的技术方案是：表面带有装饰标材的模塑制品，包括装饰标材层和模塑层，在装饰标材层和模塑层之间有微胶囊粘合剂。

上述表面带有装饰标材的模塑制品的制造方法，包括以下步骤：1)将装饰标材层上涂覆或印刷微胶囊粘合剂；2)放入模具中成型模塑制品。

本发明的有益效果是：由于在装饰标材层和模塑层之间有微胶囊粘合剂，可以有效解决模内装饰模塑过程中装饰标材与不相容的塑料材料间的界面粘结问题，使得适合模内装饰成型的塑料材料种类多样化；微胶囊粘合剂涂覆在标材装饰层上，因此装饰标材适应远程安全运输和长时间保存，模内装饰制品可以异地生产；并且该涂层夹在装饰层与成型塑料中间，不与外界接触，因此没有食品安全方面的问题，即安全无毒；在模塑成型时的高温高压下，微胶囊粘合剂中的固化剂胶囊破裂，瞬时与粘合剂中含活性基团的树脂发生固化交联反应，或载体树脂中的带活性基团或潜伏性活性基团的粘合剂胶囊破裂瞬时发生固化交联，因而在高温中使用时，粘合剂不会再熔化，从而不会使装饰层剥离下来。

具体实施方式

本发明的模塑制品的制造方法包括以下步骤：

1)在装饰标材上印刷图案；或在装饰标材上印刷图案后与基材复合；或在基材上印刷图案后与装饰标材复合；

2)在印刷好的装饰标材或复合装饰标材上涂覆或印刷微胶囊粘合剂；

3)冲裁成合适的形状；或冲裁成合适的形状后再镂空、镂刻图案或文字；

4)放入模具中，采用注塑、吹塑、层压或热成型模塑制品；

5)冷却硬化定型后，从模具中取出带装饰标材的模塑制品。

当上述装饰标材是带立体视觉影像的装饰层时，必须采用光栅片材，光栅片材包括一个相同表面曲率的阵列，该阵列形成在片材的前表面，后表面一般是平面，图案印刷在光栅片材的背平面上。

为提高影像的耐高温、高压和热熔塑料流体冲刷性能，可以复合一层基材。基材可以是皮革、橡胶、纺织品、金属箔、塑料膜、纸张、金属板、木板、纤维板、橡胶板或玻璃等。其中，纸张可以是填充高岭土的耐热纸；塑料膜可以是聚乙烯、PP、PET、PC膜片等。如果使用的基材是金属箔或玻璃时，模塑制品具有很好的气体阻隔性，如果基材为纤维布、无纺布或皮革等时，制品的手感会非常好。

如果模塑制品使用的是热固性树脂，就必须使用热固型粘结剂。一般热固型粘结剂是低分子量的树脂，必须溶解在合适的溶剂中采用涂覆或印刷的方式使用，但溶剂除去后，表面还具有一定的粘性，不能投入下道工序，必须加热使之反应达到B阶段，即：树脂表面不粘手，但还能部分熔融的阶段。但如果控制不好，加热烘烤过头，会使界面粘结力下降；加热不足，在模塑过程中就有可能流淌，出现质量问题。并且要达到B阶段，树脂必须加热到比较高的温度后再持续一段时间，这可能会使热塑性的光栅片材变形或光学性能下降。对上述流淌问题，可以使用快速固化的树脂来解决，但这样会使光栅片材的存储期变得很短，对生产、储存环境要求苛刻。

解决上述问题的办法是采用微胶囊界面粘结技术：粘结剂的微胶囊化。微胶囊化有两种方式，一是将双组分或多组分粘结剂中的固化剂以细微的油滴状被薄膜包裹起来后分散在粘结剂的基体树脂中，另一种是将带活性基团或潜伏性活性基团的单组分粘结剂以细微的油滴状被薄膜包裹起来后分散在载体树脂中。模塑过程中的高温使树脂熔化，高压使胶囊破裂释放出固化剂或单组分粘结剂，从而在瞬间固化，充分满足界面快速粘结的要求，同时模塑加工时又不会出现胶的流淌问题，也不会出现光栅片材的储存期问题。这种方法同样也适合于热塑性塑料的界面粘结。

微胶囊化粘合剂在加热或受压下，胶囊破坏，释放出来的固化剂与带活性基团的聚合物反应，或载体树脂中的带活性基团或潜伏性活性基团的粘合剂胶囊破裂瞬时发生固化交联。因此，胶囊的破坏难易程度成为微胶囊粘合剂的活性及稳定性的一个重要因素。当胶囊膜弱时，在配制组成物或运输过程中易破坏；当膜强韧时，需要加大工作温度和压力。本发明中的微胶囊粘合剂的膜的工作条件是：温度120-300℃、压力7-170kg/cm²。上述带活性基团的聚合物中的活性基团包括：环氧基、异氰酸酯基、羧基、羟基、硅羟基、胺基、酸酐(如：马来酸酐)、不饱和键(如：双键)等，带活性基团的聚合物包括：环氧树脂、聚氨酯、酚醛树脂、不饱和聚酯、聚丙烯酸酯、氰基丙烯酸酯、马来酰亚胺等树脂，所有带活性基团的聚合物都可用于本发明。

微胶囊粘合剂举例：将酰氯溶液倒入容器中，然后滴加胺类物质，形成的油滴表面以聚酰胺包覆形成胶囊。例如在3％(重量百分比，下同)的癸二酰氯三氯乙烯溶液和3％的癸二酰氯二甲苯溶液中滴加6％的胺水溶液，形成聚酰胺包裹的胺胶囊。二甲苯和三氯乙烯的密度之差会使胶囊停留在它们的界面层上。

将微胶囊粘合剂涂覆在标材装饰层上后，待溶剂挥发完毕再进行模内成型，该涂层夹在装饰层与成型塑料中间，不与外界接触，因此没有食品安全方面的问题，即安全无毒；在模塑成型时的高温高压下，微胶囊粘合剂中的固化剂胶囊破裂，瞬时与粘合剂中含活性基团的树脂发生固化交联反应，因而在高温例如在开水中使用时，粘合剂不会再熔化，从而不会使装饰层剥离下来。

本发明可采用注塑、吹塑、层压或热成型方法成型模塑制品。

吹塑制品对装饰标材的处理要求与注塑成型时的标材处理方法基本相同，与注塑唯一不同的是，由于模具结构上的不同，带立体视觉影像的片材只能在产品的某一个表面上，不能环绕一圈。由于吹塑的压力比注塑要低得多，因此界面粘结牢度必须更加注意，可以采用在装饰标材材料中加入熔点稍低一些的共聚物料，如挤出无规共聚PP光栅片材时，加入茂金属PP、PE、POE和/或POP等。

为避免光栅影像的过分变形，制品的外形宜平缓，最好没有垂直的陡壁，影像不宜印刷在有较大拉伸变形的部位。

层压制品是用纸或布作补强材料，浸(或涂)以不同的树脂胶粘剂，经干燥制成浸胶材料，然后按层压制品的大小，对浸胶材料进行裁剪，再经热压(或卷制)而成的层状结构材料。层压制品有层压板、层压管、层压棒和其它特殊型材等。常用的底材有天然有机纤维、木质纤维或纸(如浸渍纤维纸)，棉布以及无机纤维如玻璃纤维布。不同底材具有不同的特点，木质纤维纸浸渍性能好，适用于压制板、管、棒；棉布层压制品粘合强度高，耐磨易于机械加工，玻璃布层压制品的耐高温，机械性能和化学稳定性能好。除此之外，还有木板、金属箔板等层压制品。常用的胶粘剂有酚醛树脂，环氧酚醛树脂等。选用不同的补强材料和胶粘剂就可以制成不同的耐热等级和性能的层压制品。为使层压制品表面光洁美观，一般的方法是，在叠放时于最上和最下两面放置2～4张含树脂量较高的面层用浸胶材料，或者加印花布等。

实施例1：微胶囊界面粘结的表面带装饰标材的注塑制品。

制作步骤如下：

1)在光栅片材的背平面上印刷图案，形成带立体效果的装饰标材层，

2)在装饰标材层上涂覆微胶囊粘合剂，

3)将涂覆有微胶囊树脂的装饰标材放置到注塑模的模腔，用静电、真空或片材本身的张力将片材定位在模腔表面上，

4)闭合模具，将熔融塑料注射到模具中，冷却硬化定型后打开模具取出成品。

实施例2：微胶囊界面粘结的表面带装饰标材的热成型制品。

制作步骤如下：

1)在光栅片材的背平面上印刷图案，形成带立体效果的装饰标材层，

2)将装饰标材与基材复合后印刷微胶囊粘结剂，

3)预热变软后，放置到热成型模具中，吸塑结合附于模具表面，冷却后成型，

4)打开模具取出成品。

实施例3：微胶囊界面粘结的表面带装饰标材的吹塑制品。

制作步骤如下：

1)在装饰标材上印刷图案，

2)将装饰标材与基材复合后涂覆微胶囊粘结剂，

3)放入吹塑模具中，用静电或真空或静电加真空吸附在模腔表面上，

4)待挤出机挤出的型胚长度达到要求后，合上模具充入压缩气体，成型出带装饰标材的吹塑制品，

5)打开模具取出成品。

实施例4：微胶囊界面粘结的表面带装饰标材的层压制品。

制作步骤如下：

1)在光栅片材的背平面上印刷图案，形成带立体效果的装饰标材层，

2)在装饰标材上涂覆微胶囊粘合剂，

3)放入层压机中热压成型，形成微胶囊界面粘结的表面带装饰标材的板材，

4)打开模具取出成品。

Claims (14)

1. 表面带有装饰标材的模塑制品，包括装饰标材层和模塑层，其特征在于：在装饰标材层和模塑层之间有微胶囊粘合剂。

2. 如权利要求1所述的表面带有装饰标材的模塑制品，其特征在于：所述装饰标材层是带立体视觉影像层。

3. 如权利要求2所述的表面带有装饰标材的模塑制品，其特征在于：所述带立体视觉影像层是背平面上印有图案的光栅片材。

4. 如权利要求2所述的表面带有装饰标材的模塑制品，其特征在于：所述带立体视觉影像层是印有图案的光栅片材与基材的复合。

5. 如权利要求2所述的表面带有装饰标材的模塑制品，其特征在于：所述带立体视觉影像层是光栅片材与印有图案的基材的复合。

6. 如权利要求4或5所述的表面带有装饰标材的模塑制品，其特征在于：所述基材为皮革、橡胶、纺织品、金属箔、塑料膜、纸张、金属板、木板、纤维板或玻璃。

7. 如权利要求1所述的表面带有装饰标材的模塑制品，其特征在于：所述微胶囊粘合剂是带活性基团的聚合物。

8. 如权利要求7所述的表面带有装饰标材的模塑制品，其特征在于：所述活性基团为：环氧基、异氰酸酯基、羧基、羟基、硅羟基、胺基或酸酐。

9. 如权利要求7所述的表面带有装饰标材的模塑制品，其特征在于：所述带活性基团的聚合物为：环氧树脂、聚氨酯、酚醛树脂、不饱和聚酯、聚丙烯酸酯、氰基丙烯酸酯或马来酰亚胺。

10. 如权利要求1所述的表面带有装饰标材的模塑制品，其特征在于：所述微胶囊粘合剂的膜的工作条件是：温度为120-300℃、压力为7-170kg/cm²。

11. 制造权利要求1所述的表面带有装饰标材的模塑制品的方法，包括以下步骤：

1)将装饰标材层上涂覆或印刷微胶囊粘合剂；

2)放入模具中成型模塑制品。

12. 如权利要求11所述的表面带有装饰标材的模塑制品的制造方法，其特征在于：所述步骤1是：在光栅片材的背平面上印刷图案后，再涂覆或印刷微胶囊粘合剂；或在光栅片材的背平面上印刷图案后与基材复合，再涂覆或印刷微胶囊粘合剂；或在基材上印刷图案后与光栅片材复合，再涂覆或印刷微胶囊粘合剂。

13. 如权利要求11所述的表面带有装饰标材的模塑制品的制造方法，其特征在于：所述步骤1后，冲裁；或冲裁后再镂空、镂刻图案或文字。

14. 如权利要求11所述的表面带有装饰标材的模塑制品的制造方法，其特征在于：所述步骤2是：采用注塑、吹塑、层压或热成型方法成型模塑制品。