一种将金属转移到衬底上的方法与流程

本发明涉及具有适合于将金属转移到诸如纸板的基底的释放特性的聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)膜，具体涉及一种将金属转移到衬底上的方法。

背景技术

诸如pet膜的聚合物膜通常用于将金属转移到纸板和其它用于包装、贺卡和类似产品应用中的基材上，在这种应用中，希望使产品具有金属外观。将金属从膜转移到另一衬底的技术用于直接将这种金属化为不实用的技术。一种典型的金属转移技术使用金属化的常规聚合物膜，并将完整的金属化膜结构粘结到衬底上。将金属沉积到聚合物膜上的典型方法包括蒸汽和溅射金属化工艺。这种沉积技术通常在金属和薄膜之间形成牢固的结合。由于金属不容易与膜的聚合物层分离，因此在转移过程中，纸板基材永久地粘结到金属化聚合物膜上。这可以产生过量的不可回收废料，因为所产生的层压板，例如由消费后包装处理产生的，不能很容易地回收。在工业中众所周知和实践的另一种技术是产生载体膜，该载体膜可用于将金属层转移到纸板和其他衬底材料。载体膜是通过在基底聚合物膜上涂覆一层释放材料而产生的，这是从生产基础聚合物膜的二次分离过程中产生的。随后，在完全分离的第三过程中，金属层被沉积在释放层上，例如通过蒸气或溅射金属化。各个步骤可以通过不同的转换器在不同的位置进行。缺点是需要额外的处理步骤，特别是应用释放层的步骤。需要存在双轴取向聚酯膜，其可以将金属从沉积在载体膜表面上的层转移到另一衬底上，而不需要在金属层和载体膜表面之间进行昂贵的涂层。释放层的主要功能是在聚合物膜表面与金属层之间提供适当的粘合。在金属转移之前，金属与薄膜表面的粘合应足够强，以承受制造、包装、运输等方面的处理。然而，粘合应足够弱，当与基底接触时，金属层与载体膜表面干净地分离。它们是需要从聚合物膜到基底的金属转移方法，其中金属层可以直接施加到聚合物膜上，并且金属层容易释放并从膜分离。理想的是，在聚合物膜的表面上不具有添加的释放层的载体膜。还需要具有用于金属转移的载体膜，其中基底层是单一的聚合物组合物，在金属转移后可以再生。此外，需要具有无聚酯释放层的聚酯基载体膜和转移膜。基本上，通过将粘合剂涂覆的基材与聚合物载体膜复合物的金属层侧接触，然后将聚合物剥离，以将金属留在基板上，从而转移金属。使转移金属在基材上具有高度光泽的能力是非常理想的。然而，在去除聚合物膜后产生高光泽外观是由传统胶片“防粘连”技术造成的。在金属转移操作的各种膜处理步骤中，聚合物膜倾向于粘着自身和其它表面，有时称为“阻挡”。通常，通过在载体膜的聚合物中均匀分散细无机粒子来减少堵塞。颗粒赋予膜粗糙的表面纹理，使薄膜不易受到阻挡。由于金属层轮廓符合载体膜表面，在除去聚合物后，转移的金属呈现粗糙的表面结构。不幸的是，表面粗糙度降低了光泽，使得转移的金属具有低光泽或甚至无光泽的外观。一种非常光滑的转移金属表面，例如可以在没有聚合物颗粒的情况下形成的，应该具有高光泽的外观，但不实用，因为相邻聚合物膜层之间的摩擦使得膜处理不可管理。因此，存在一种重要的需要，即不含单独的释放层的聚合物膜，其可以将金属转移到具有优异光泽的基底上。

技术方案

本发明主要解决的技术问题是提供一种将金属转移到衬底上的方法，包括以下步骤：

(a)提供金属转移膜，该金属转移膜由(i)厚度为约4-75μm并基本上由聚酯和脱模剂组成的载体膜组成，其中所述膜包含基本上由聚酯组成的芯层和与所述芯层的一侧直接接触共同相邻的第一表层，所述第一表层的与所述芯层相对的侧面限定金属接触表面，所述第一表层基本上由聚酯和脱模剂组成的表层；

其中芯层和第一表皮层中的至少一个各自独立地包含均匀分散在聚酯的连续相中的微细固体颗粒的非均匀混合物，并且其中膜中的固体颗粒以浓度和尺寸存在有效地提供具有特征在于ra最多约50nm和sra最多约30的粗糙度的金属接触表面；

其中防粘剂包含选自阴离子表面活性剂，非离子表面活性剂，约0.1-1重量％石蜡和它们的混合物的表面活性剂，并且以有效量均匀分布在第一表层的聚酯中通过180度乙烯丙烯酸聚合物剥离测试测量的金属接触表面具有约0.4-39g/cm(1-100g/in)范围内的金属的预选粘附值，和(ii)与金属接触表面直接接触沉积的可转移金属层，可转移层的金属厚度等于约0.2-4.0范围内的光密度；

(b)提供具有涂布有粘合剂层的表面的基底制品；

(c)使所述金属转移膜的可转印层与所述基材的粘合层接触，使得所述金属转印膜粘合至所述基材的粘合层；和

(d)从金属层剥离载体膜，由此将金属转移到基板上。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种

本发明的有益效果是：

本发明提供一种将金属转移到衬底上的方法，用于不含非聚酯释放层的金属转移，热塑性聚酯载体膜的组合物优选是聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)，所述新型载体膜的至少一个表面用于在将金属层转移到诸如纸板的衬底的过程中接收、承载和释放金属层，聚酯载体膜的金属接收表面具有由一种或多种脱模剂掺入到聚酯载体膜金属轴承层中的合适的金属粘附和释放性能。

附图说明

图1是在转移金属层之前新的金属转移膜靠近粘合剂涂覆基底的横截面图。

实施例

下面对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

在某些方面，本发明涉及可在金属转移过程中使用的双轴取向共挤出多层聚酯膜，其可容易地制造、易于处理和在至少一个外层表面上的金属释放特性。为了制备具有特殊表面特性的这种高度专业化的膜，可以采用任何标准方法来制备共挤双轴取向多层膜。如本文所用，术语“聚酯载体膜”指的是在本发明中，在沉积金属层之前根据本发明的聚酯膜和脱模剂。术语“转移膜”是指聚酯载体膜与沉积在聚酯载体膜的外表面上的金属金属层的复合物。新颖的聚酯载体膜的主要用途是从金属层接收、携带和转移一些或全部金属到基底的表面上。

新型聚酯载体膜具有两个侧面并具有聚酯的底层b。聚酯载体膜可以是单层的，仅由b层构成，也可以是多层聚酯复合物。本发明的优选实施例包括至少两层共挤出聚酯载体膜，其包括至少一层外层，基底层b的相邻一侧具有可选的相对外层c。其他实施例可包括一个或多个内层i1、i2、i3。…in，位于最外层和b层之间，例如a/i1/i2/b/c结构。最外面的层，无论a、b还是c，有时都被称为皮肤层。任何层都可以含有回收的聚酯树脂。

在本发明中，皮层的一个或两个外表面具有小于100g/in的金属粘附性，优选小于50g/in，更优选小于20g/in，如下面的测试方法部分所描述的那样测量。金属粘合性是通过掺入离子型、非离子型或其组合的薄膜表面活性剂的聚酯来实现的。为了成本效益，优选地，表面活性剂组分仅存在于最外层或层，其通常比内层的总厚度(即非皮层)薄。

如目前所知，主要影响金属层与最外层聚酯层之间的金属粘附程度的参数是当金属层为app时，聚酯表面层的最外层表面上的表面活性剂的表面密度，即单位面积质量。表面活性剂最初均匀地分散在形成皮肤层的聚酯树脂内，在载体膜制造过程中会向表面绽放。在聚酯树脂中加入表面活性剂的量应考虑到开花效应。也就是说，随着皮肤层厚度的减小，使用较少表面活性剂的聚酯树脂，因此，在聚酯中的任何给定表面活性剂浓度下，较少的表面活性剂可迁移到表面。因此，随着相应聚酯层的厚度减小，在聚酯树脂中表面活性剂的浓度应达到预先选定的金属粘附水平。在任何外层中按重量计表面活性剂的浓度应至少为约0.01重量％，优选至少约0.05重量％，更优选至少约0.10重量％。在任何外层中，按重量计表面活性剂的浓度优选小于10重量％，更优选小于5重量％，最优选小于3重量/体积。

本发明的一个有利特征是通过调节聚酯载体膜中脱模剂的浓度，可以在窄范围内控制金属粘附到预选值。优选地，金属粘附可以控制在目标金属粘附值±10g/in的范围内。根据刚才所述的指导方针，表面活性剂的实际量将根据皮肤层的厚度来调节，以提供合适的金属粘附值，并且应该由本领域的普通技术人员确定而不需要过度实验。

参照图1可以理解上面讨论的元素的并置。该图示出了在涂覆有粘合剂层11的基板15附近的金属转移膜10的实施例的横截面。在图示的实施例中，新型金属转移膜具有三个基体2,4和6的多层复合聚酯载体膜1。基底层2是多层载体膜1的主成分层。与基底层相邻并直接接触的是层4和层6。作为复合聚酯载体膜的最外层，层4和6被指定为皮肤层。该图示出金属层8直接沉积在与基层2相对的皮层6的侧面上。在传统的金属转移膜中，在金属层8和最外层6之间有一个额外的释放层，其功能已经在上面描述过。新的金属转移膜不具有分离的和独特的释放层。在使用中，涂覆在接收基板15上的粘合剂层11与金属转移膜10的金属层8接触。然后，通过粘合剂层将金属层粘结到基底上，然后将基底层1剥离离开金属层。该过程通过粘合剂层11将金属层附着到接收衬底上。新型金属转移膜的优点是载体膜的所有层基本上由聚酯组成。由“基本上由”组成，意味着膜的聚合物含量至少为约99重量％，优选地仅为聚酯。该膜可以包括，通常与聚合物小比例，并且除了操作表面活性剂之外，其他不聚合的成分，如稳定剂和添加剂，不会对本发明的新颖方面产生实质性影响。在剥离金属层后，仅剩下聚合物膜。由于载体膜的每一层的聚合物成分是相同的聚合物，优选pet，因此可以回收和回收残留载体膜作为原料，用于相同或不同的最终用途应用。下面将说明本发明的附加方面、特征和优点。在一个主要方面，本发明要求提供由主要是聚酯的载体膜和直接与载体膜接触的金属层组成的金属转移膜。在传统的金属膜转移操作中使用的释放层不存在于载体膜和金属层之间。通过将合适的脱模剂加入载体膜聚合物中，将聚合物载体膜的通常非常高的金属粘合性调整为预先选择的低粘合强度。根据本文所公开的原理，可以在聚酯膜层中加入一定量的释放剂，以有效地提供金属转移膜过程中由转换器所要求的期望的金属粘附程度。优选的脱模剂是表面活性剂或表面活性剂的组合。优选使用阴离子和非离子表面活性剂的混合物。任选地，烃蜡，如石蜡，可以添加到膜的任一层或所有层。通常，在给定的层厚度下，在载体膜的金属接触层中加入的释放剂越多，金属粘附性越低，越容易转移膜的金属条。聚合物载体膜可以是单层的，也可以是多个聚酯层的复合物。在多层结构中，载体膜层彼此相邻地熔融，优选通过热熔工艺例如共挤出，使得层不会在金属转移膜处理条件下分层。优选的是具有基底层(层b)和皮层(层“a”)的所谓a/b多层结构。皮肤层是与金属层接触的层。a/b/c结构是新的聚酯基载体膜的交替优选结构，其中“c”层是在与a层相对的基底层表面上的皮层。优选地，基底层是整个聚酯基载体膜的厚度和体积的主要层。在多层复合结构中，表面活性剂释放剂颗粒至少应该存在于金属接触层中，但也可以存在于载体膜的其他层中。聚酯载体膜的受控金属释放性能是通过将表面活性剂加入载体膜中而获得的，优选地仅在一个或多个外层中。优选地，表面活性剂是阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂或它们的组合。没有表面活性剂释放剂的pet的金属粘合性通常大于150g。根据本发明的表面活性剂的掺入可以提供小于100g的金属粘附性，优选小于约50g，并且更优选小于20g。

在一些最终用途的应用中，需要有效地转移所有沉积的金属，而在其他情况下，只需要传递特定的金属部分。根据本发明，沉积在基底层表面上的金属的所有或任何选定部分可以利用众所周知的技术容易地转移到衬底上。

一种典型的金属转移工艺方案，要求从薄膜“转化器”提供载体膜，即提供和处理和/或修改聚酯膜的膜的供应商和处理器，在二次操作中，聚酯膜完全分离，然后再制造。斯特膜。这种聚酯载体膜包括应用于整体聚酯膜的外表面的非聚酯组合物释放层涂层。这些膜依次通过诸如气相沉积或溅射的工艺在释放层上金属化。聚合物基材层/释放层/金属层结构的金属转移膜用于将金属应用于纸板产品，如纸板，这些金属制品不是通过常规方法直接金属化的。纸板转换器指定和薄膜转换器提供基于产品和金属的性质的期望的金属粘附度。本发明的优点是能够将金属与pet基层的结合强度控制在通常由纸板转换器期望的金属粘附范围内的预选值。本发明的金属转移膜在基底层和金属之间没有特殊的非聚酯基释放层。因此，聚酯基膜金属化转换器可以将金属直接与载体膜的聚酯基材层接触。通常不需要在基底膜上涂覆作为中间涂层的中间释放层。这一特点提供了许多提高生产率和节约成本的好处。特别值得注意的是，将表面活性剂和任选的蜡释放剂的浓度掺入聚合物基层中，可以改变载体膜的金属粘附性，以匹配不同的金属转移转化器的不同金属转移最终用途的应用规范。本发明还可以提供金属粘附与金属转移转化器目标的窄公差极限的精度。

以上实施例的先后顺序仅为便于描述，不代表实施例的优劣。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。