制备多层涂覆片材的方法

专利名称：制备多层涂覆片材的方法
制备多层涂覆片材的方法本发明涉及一种制备视觉性能匹配的多层涂覆片材的方法， 一种部分 整理基材表面的方法以及一种视觉性能匹配的多层涂覆片材。上述类型的方法由US 5254192已知。该文献描述了 一种修复车辆上损 坏部分的漆或涂层以实现准确配色的方法。损坏的车辆漆通过使用具有一 层与车辆上漆相同的漆的粘合背膜修复。将漆同时和在相同条件下施加至 膜和车辆上，且在相同条件下干燥和固化。因此，在车辆上的漆被刮伤或 损坏的情况下，在上漆的车辆和修复膜之间实现了相同的配色。漆层可为 单色涂层或彩色/透明涂层。已知方法的缺陷为修复膜必须与施加起始涂层一起在车厂中生产，此 时根本不知道各车辆是否需要修复膜，更不用说知道所需修复膜的尺寸和形状。此外，因为修复膜上的漆与在工厂中施加在车体上的漆相同并在相 同条件下固化，这施加了对合适基膜的限制。工厂施加的汽车漆通常在高 温下，例如在140'C下固化。许多适合作为基膜的聚合物材料忍受不了工 厂施加的汽车漆的固化温度。工厂施加并固化的漆产生硬的涂层。然而，假定修复膜经常必须在应 用过程中伸展和弯曲，例如当用修复膜修补弯曲基材如汽车的外部镜盒上 的涂层时，这种漆层的柔性和弹性对于修复膜通常是不足的。将已知修复 膜施加在弯曲基材上可导致涂层的机械损坏如破裂。因为大气和环境的侵蚀作用，工厂施加的汽车涂层的光泽通常随时间 减弱。颜色也可能随时间经受微弱的变化。与汽车一起生产的已知的修复 膜通常储存在不将其曝露在大气和环境侵蚀下的汽车或建筑物的内部。因 此，当将已知的修复膜用于修复其涂层的光泽和色值已在大气和环境侵蚀 下变化的汽车时，修复区会在颜色和光泽上不同于周围区域。本发明设法提供一种减轻上迷缺陷的方法。本发明目的更尤其为提供 一种允许制备适用于修复的各视觉性能匹配的多层涂覆片材的方法。这意味着可使多层涂覆片材的待匹配表面上的视觉性能如颜色、效果、紋理和 光泽各自匹配。此外，应该可以以各自需要的尺寸和形状制备多层涂覆片 材。应该还可使用广泛的各种合适的聚合物基膜材料并可将多层涂覆片材 的硬度、柔性和弹性调至所需值，以使修复片材可施加在弯曲基材上且涂 层没有机械损害。
本发明现在提供一种制备视觉性能匹配的多层涂覆片材的方法，其包
括如下步骤
a) 测定待在视觉性能方面匹配的表面的视觉性能数据；
b) 将来自步骤a)的数据传送至构造为接受这类数据的体系，并测定具 有可接受的视觉性能匹配的涂料组合物的组成数据(composition data);
c) 根据测定的组成数据制备视觉性能匹配的涂料组合物；
d) 提供任选在一个表面上具有粘合层和背层(backing layer)的基底片 材层(base sheet layer》
e) 将视觉性能匹配的涂料组合物施加在基底片材层的 一个表面上以 形成赋予颜色和/或随角异色的涂层；
f) 任选干燥施加的赋予颜色和/或随角异色的涂层；
g) 任选将透明涂层施加在赋予颜色和/或随角异色的涂层的顶部；
h) 任选干燥和/或固化该透明涂层；和
i) 如果在步骤d)中提供的基底片材层没有粘合层和背层，则将粘合层 和背层施加在基底片材层的未涂覆表面上。
使用本发明方法，可制备使待匹配表面的视觉性能如颜色、效果、紋 理和光泽各自匹配的各个多层涂覆片材。可以各自需要的尺寸和形状制备 多层涂覆片材。还可使用广泛的各种合适的聚合物基膜材料并可将多层涂 覆片材的石^、柔性和弹性调至所需值，以使该片材可施加在弯曲基材上 且涂层没有机械损害。
本发明方法可用于制备用于涂覆基材的多层涂覆片材。根据本方法制 备的多层涂覆片材特别适用于修复汽车和大型运输车辆如火车、卡车、公 共汽车和船只的外部涂覆表面。然而，多层涂覆片材还可4艮有利地用于小 型车辆或用于建筑物或其它结构体如桥的表面。多层涂覆片材还可用于其中需要视觉性能匹配的表面整理的所有非修复目的。
汽车和运输车辆的涂覆表面经常在彩色或赋予随角异色的底漆上包含 透明的面漆。多层涂覆片材非常适用于使这类涂覆表面的视觉性能匹配。 然而，视觉性能匹配的多层涂覆片材同样适用于修复具有赋予颜色的着色 面漆的基材。多层涂覆片材可用于修复基材涂层中的小损伤如小的刮伤或 凹痕。或者，还可将多层涂覆片材施加在较大表面如机动车辆的整个车身 面板，例如门、机翼或罩上。
在方法的步骤a)中，测定待匹配表面的视觉性能数据。视觉性能数据 的实例为颜色数据、光泽数据、随角异色数据和紋理数据。取决于待在视 觉性能方面匹配的表面的类型，必须测定这些数据中的一种或多种。除了 颜色之外，漆膜显示了许多其它的视觉性能。颜色可以以可见光波长的函 数的漆膜反射表示。或者，颜色可根据国际照明委员会(Commission International d，Eclairage)定义的所谓的CIE Lab系统或类似系统如CIE Luv、 CIEXYZ系统或Munsell系统表示。尤其是当使用随角异色颜料如 铝片颜料或珠光颜料时，漆膜的外观颜色不均匀，而显示紋理。其可包括 诸如粗糙、闪光、微光泽、混浊、斑点、斑点光泽、闪烁或光泽的现象。 在下文中，紋理被定义为在漆膜平面中的可见表面结构，这取决于材料微 小组成部分的尺寸和组织。就此而言，紋理不包括漆膜的粗糙度，但仅包 括在漆膜平面中的可见不规则性。小于人眼分辨率的结构对"颜色，，有贡 献，而较大结构通常还对"紋理"有贡献。
紋理数据例如可包括调色剂中的随角异色颜料的粒度分布，以及存在 于涂料中的随角异色颜料和其它颜料之间的光学对比，这定义为明度差。 本身不能直接观察到的颗粒也可对漆膜的整体视觉外观有贡献。 Des-orienter为这类颗粒的实例。随角异色颜料通常为在固化膜中倾向于呈 水平方向的薄片。为防止这样且为获得薄片取向中更多的变化，使用称作 des-orienter的球型颗粒。在金属漆中使用des-orienter导致更强的光泽。 紋理数据的测定更详细地描述在国际专利申请WO 01/25737中。
视觉性能数据可通过已知的仪器分析测定。使用角度依赖分光光度计， 颜色和颜色效应数据可唯一识别。仪器分析量化了颜色和颜色效应参数，参数的实例为明度、色调和色度数据及其角度依赖性。
如果待匹配表面为机动车表面，测定视觉性能的替代方式为复原任选 通过颜色变量代码定义的所谓的色值。色值为代表制造商的漆的颜色和颜 色效应的代码，且可在相关车辆上找到。例如由于漆批次或应用变量如相 对湿度或温度之间的微小变化，漆的颜色和颜色效应可在一种色值内变化。 使用变量数据库时可考虑那些变量。
记录视觉性能的又一方式包括复原车辆识别号码(VIN)，其可在每一辆 机动车上找到。VIN为制造商为了识别而分配给车辆的特征的结构组合。 VIN由三部分组成，即世界制造厂识别代号(WMI)、车辆说明部分(VDS) 和车辆指示部分(VIS)。 VIS和VDS —起确保了每个制造商生产的所有车 辆的唯一识别。 一旦颜色代码变量已与VIS和VDS的组合相连，则VIN 可用于测定车辆的视觉性能数据。使用VIN测定车辆的视觉性能数据更详 细地描述在欧洲专利申请EP 1355242 A中。
还可使用上述测定视觉性能数据的方法的组合。也可使用任何其它已 知的测定视觉性能数据的方法，例如将待匹配表面与色样视觉比较。可改 变最合适且因此优选的测定方法。例如，如果要测定老化汽车的视觉性能， 则可优选仪器分析视觉性能，因为视觉性能可能随时间变化的太多，以至 于颜色代码或VIN不足以描述。
除了待匹配表面的视觉性能之外，也可测定所需的视觉性能匹配的多 层涂覆片材的尺寸和形状。如果将多层涂覆片材用于修复，则所需尺寸和 形状可等于或略大于待修复的损坏表面。
诸如车辆的VIN和颜色代码的数据，以及损坏的尺寸和形状可容易地 由车主或车队管理者复原和测定。因此，测定待匹配表面的视觉性能不需 要去车体修复商店。如果视觉性能数据通过仪器分析如分光光度计测定，间。
将测定的数据传输入构造为接受这类数据的系统。传输数据可经由适 合传输这类数据的任何工具。通常而言，数据经由适合数据传输的通信网 络传输。数据可通过声音如经由电话线传输。数据还可以书写形式如经由信或光波传讯法传输。在优选实施方案中，将数据电子传输，例如通过电 子邮件经由因特网或经由在线的因特网连接传输。构造为接受这类数据的 系统通常为在合适软件程序控制下的计算机系统。合适的计算机可为具有 中央处理单元、内存、用于将应用程序载入内存的限定地址空间的工具和 计算机监控器的常用计算机。用于将数据传送到远程地址或从远程地址接 受数据的通信网络的连接工具如用于连接因特网的调制解调器也是有用 的。
在传输数据之后，测定具有可接受的视觉性能匹配的涂料组合物的组 成数据。涂料组成数据可以以许多方式，即借助搜索程序、计算或这两种 的组合而测定。
例如，可利用包含与"M目连的视觉性能数据的组合物配方的数据库。 使用待在视觉性能方面匹配的表面的所测定的视觉性能数据，可找到最接 近匹配的涂料组合物配方。
或者，可4吏用具有视觉性能配方的数据库，其中所述配方与光语数据 相联。已知的计算方法可用于计算视觉性能配方的视觉性能数据并对其比
较。也可使用其中储存了颜料的吸收和反射数据，即所谓的K和S数据的 数据库。使用K和S数据并结合颜料浓度，可计算其中视觉性能数据最接 近匹配待匹配表面的视觉性能数据的配方。 可组合上述搜索和计算方法。
一旦测定了具有可接受的视觉性能匹配的涂料组合物的组成数据，则 视觉性能匹配的涂料組合物通过以所需比例混合所需组分而制备。在一个 实施方案中，涂料组成数据显示在计算机显示器上或将数据打印出来，随 后涂料组合物根据显示或打印的组成数据而制备。或者，计算机可将涂料 组成数据直接传输至自动化混合机器。自动化混合机器可基于组成数据自 动化制备视觉性能匹配的涂料组合物。当已经测定并传输了所需的视觉性 能匹配的多层涂覆片材的尺寸时，可基于待涂覆表面计算视觉性能匹配的 涂料組合物的所需量。在该情况下，视觉性能匹配的组合物以所需量合适 地制备。或者，可制备标准量的视觉性能匹配的涂料组合物。
视觉性能匹配的涂料组合物通常为可通过喷雾施加的液体涂料组合物。取决于视觉性能匹配的多层涂覆片材的所希望的目的，视觉性能匹配 的涂料组合物还可为高粘性的液体组合物或粉末涂料组合物。视觉性能匹 配的涂料组合物可为水性或溶剂性。合适的是其可通过使一种或多种赋予 颜色和/或随角异色的模件、 一种或多种粘合剂模件和稀释剂模件混合而制 备。交联剂也可加入视觉性能匹配的涂料组合物中。
如果由视觉性能匹配的涂料组合物形成的赋予颜色和/或随角异色的 涂层未被透明涂层覆盖，则优选赋予颜色和/或随角异色的涂层是可交联 的。可交联涂层可由基于羟基官能的粘合剂和异氰酸酯官能的交联剂的两 組分涂料组合物获得。这类组合物在本领域内众所周知，且它们可以溶剂 性组合物和水性组合物而得到。交联可在环境温度或在升高的温度下发生。
还可使用可通过光化辐照固化的涂料组合物。在又一实施方案中，可 使用所谓的双重固化组合物，其可热固化和通过光化辐照而固化。这类双 重固化组合物例如可包含具有羟基和(甲基)丙烯酰基的粘合剂和任选具有 (甲基)丙烯酰基的异氰酸酯官能的交联剂。
在制备视觉性能匹配的涂料组合物后，组合物可如下文所进一步描述 施加在基底片材层上。然而，还可首先将涂料组合物施加在试验板上并测 定施加涂料的视觉性能是否足以匹配待匹配表面的一见觉性能。如上所述， 这种测定可通过仪器分析进行。如果视觉性能的差别低于预定值，则涂料 组合物可施加在基底片材层上。否则，可制备新改进的视觉性能匹配的涂 料组合物以用于随后的方法步骤中。上述步骤可为自动化的，例如通过在 合适编程的计算机控制下的自动装置进行。
基底片材层的基底片材可由各种材料制得。基底片材可由铝箔或镀铝 层如镀铝的聚酯膜、塑料或纸组成。基底片材可为刚性或柔性。基底片材 必须足够柔性以在施加时遵循基材的轮廓。为此，本方法中所用基底片材 优选为柔性和弹性的。然而，对于斑点修复，斑点通常小的足以以与平面 一样地处理，这意味着基底片材的柔性和弹性具有很小的相关性。当应用
如在下文中进一步描述的淡出(fade out)技术时，合适的是所用基底片材透 明且无色。在其它实施方案中可使用着色和/或非透明的基底片材。着色和 /或非透明的基底片材可易于处理且有助于多层涂覆片材的遮盖力。易于理解的是在与施加的视觉性能匹配的涂料组合物接触时，基底片 材层应不被涂料组合物或其组分溶解或过度溶胀。基底片材的溶胀也是不 希望的，因为其可能损害其尺寸稳定性。
基底片材层通常包含聚合物材料，例如聚氯乙烯、乙酸酯、聚乙烯、 聚酯、聚氨酯、聚酰胺、丙烯酸聚合物、聚萘二甲酸乙二脂、聚对苯二甲 酸乙二酯或聚碳酸酯。其它合适材料的实例为聚乙烯醇、天然或改性的淀 粉、聚氧化烯如聚氧化乙烯或用其改性的聚合物、(甲基)丙烯酰胺或(甲基) 丙烯酸的聚合物和共聚物。也可使用这些材料的混合物、杂化物和共混物。 基底片材可由单层组成。或者，基底片材本身可为多层。基底片材例如可 包括防止待施加在基底片材一个表面上的涂料组合物的任何潜在破坏性溶 剂到达基底片材另 一表面上的粘合层的阻挡或密封层。基底片材还可包含 尤其适合用涂料组合物涂覆的表面层。
合适的是基底片材层具有至少lO^im,优选至少20jim，最优选至少 30fim的厚度。通常而言，基底片材层的厚度低于150jLim,优选低于120pm， 最优选^[氐于lOOjnm。
如上所述，多层涂覆片材在施加至基材的过程中可能必须弯曲和/或伸 展。为此，基底片材层优选由弹性和柔性材料制得。材料的断裂伸长率优 选为至少100%,更优选至少150%，最优选至少250%。上述许多聚合物 材料显示这些性能。
基底片材可以巻的形式提供。巻可插入能够展开和冲切加工的装置， 以提供所需尺寸和形状的基底片材。在一个实施方案中，展开、冲切装置 是自动化的，且可由能够数字设计的计算机平台操作。合适的是，以基底
尺寸和形状数据。或者，冲切加工可在施加视觉性能匹配的涂料组合物之 后进行。沖切加工还可在该方法的两个段中进行。
如果机动车罩例如需要视觉性能匹配的多层涂覆片材，则软件平台通 过使用车辆部件尺寸数据库计算或使用三维图像软件且与例如数码照相结 合而建议最合适的形式。然后展开装置展开并以所需长度冲切。所得矩形 或正方形基底片材的宽度类似巻宽。将基底片材供入基底片材涂覆区，其中基底片材根据所需最终尺寸和形状被完全或部分涂覆。后一 实例可能包 括优选位于图案的外部边界的淡出区。其中，将具有所需涂覆和任选淡出 区图案的矩形或正方形基底片材供入冲切区，其中将最终涂覆片材冲切至 所需最终形式。该最终形式可包括未涂覆基底片材的较大部件。
在另一实施方案中，基底片材以一堆片材的形式，以具有可变表面区 域的可变形式提供。形式例如可为矩形、椭圆形或圆形。表面积通常为
lmm2-10m2，优选0.5cm2-5m2。
基底片材层任选在一个表面上配有粘合层和背层。粘合层用于将视觉 性能匹配的多层涂覆片材粘接至基材上。在一个实施方案中，粘合剂为压 敏粘合剂。或者，粘合剂可通过热或光化辐照活化。粘合层可包含其它官 能添加剂以使额外所希望的性能包括在粘合层中。例如，粘合层可包含防 腐蚀成分如防腐蚀颜料，为视觉性能匹配的多层涂覆片材提供防腐蚀性能。
优选在将视觉性能匹配的多层涂覆片材粘接至基材上后，所用粘合剂 的粘合力随时间增加。如果粘合剂起初具有低粘性，则在施加过程中可立 即再定位视觉性能匹配的多层涂覆片材，因此便于使施加实现确切的定位 和不可见的修复。
粘合层可通过适合该目的的任何已知的施加技术而施加至基底片材。 实例包括通过刀、辊涂和移膜涂饰操作而施加。粘合层可为透明的。
合适的是，粘合层的厚度为至少2pm,优选至少5pm。通常而言，粘 合层的厚度低于50nm，优选低于35pm。
将背层施加在粘合层上。通常用于该目的的背层材料包括纸如绉紋纸、 平板纸、薄页纸，以及聚合物膜如聚酯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚乙烯、含 氟聚合物、乙酸纤维素和聚氨酯。合适的是，背层可涂覆脱模剂以易于在 施加视觉性能匹配的多层涂覆片材时除去背层。脱模剂通常基于含聚硅氧 烷的粘合剂，其中聚珪氧烷为不易与压敏粘合剂键接的物质。丙烯酸型乳 液脱模剂为不基于聚硅氧烷的脱模剂的实例。
优选在粘合层中具有空气排出通道。这类空气排出通道有助于将多层 涂覆片材施加至基材上。由于较易除去气泡，可实现光滑覆盖且较少起皱。 空气排出通道可通过面向粘合层的背层的压花表面产生。产生空气排出通道的其它方法，例如通过使粘合层中或其上存在微观玻璃球同样是合适的。 微观玻璃球层遮盖粘合层，允许多层涂覆片材在施加过程中再定位。当施 加压力时，玻璃球被压入粘合剂中，产生空气排出通道和瞬间的高粘合强 度。
配有粘合层和背层的合适基底片材层例如可以商品名Avery 6卯4 Easy Apply由Avery Dennison购得。
当基底片材层没有配有粘合层和背层时，这些层可在本方法的后续步 骤中施加。
将视觉性能匹配的涂料组合物施加在基底片材层的一个表面上。在一 个实施方案中，涂覆组合物为通常用于机动车上的基底漆/透明涂层体系中 的底漆组合物。这种底漆组合物为包含颜料和/或赋予随角异色颗粒如云母 颗粒或金属薄片的液体涂料组合物。其施加优选通过喷雾进行。然而，如 果赋予随角异色颗粒以使得颜色效果可独立于视角而匹配的方式取向时， 则其它施加方法也是可以的。合适的底漆组合物例如可以商品名Autowave 和Autobase Plus由Akzo Nobel Car Refinishes购得。如果视觉性能匹配的
对施加方法的限制不适用，且可使用所有已知的施加方法如辊涂、幕涂、 刷涂、热熔施加、气刷或喷墨印刷。
具可接受的视觉性能匹配的视觉性能匹配的涂料组合物可能不能在 含有涂料组成数据的数据文件中找到。然而，在该情况下可根据本发明方 法制备视觉性能匹配的多层涂覆片材。选择具有最可能匹配的视觉性能的 涂料组合物并如上所述将其施加在基底片材层上。基底片材层应为透明的。 将赋予颜色和/或随角异色的涂层施加在基底片材层上以实现涂覆区内遮 盖力的梯度，其中满遮盖力在施加涂层区的中心实现且遮盖力向着施加涂 层区的至少一个边界降低。其例如可通过向着所述施加涂层区的至少一个 边界逐渐降低涂料的施加层厚度而实现。这种技术通常在修补领域内以淡 出已知。当在一定距离上颜色和效果差别的斜率不超过一定阈值时，所得 颜色和效果的差别实际上对人眼是不可见的。
本发明还涉及其中已经应用淡出(fade out)技术的多层涂覆片材。这种视觉性能匹配的多层涂覆片材以如下顺序包含
a) 背层，
b) 粘合层，
c) 透明的基底片材层，
d) 赋予颜色和/或随角异色的涂层，和
e) 任选的透明涂层， 其中赋予颜色和/或随角异色的涂层的遮盖力向着涂层的至少一个边界降 低。
这种多层涂覆片材尤其适合修复汽车外部涂层的微小损害。
合适的是，多层涂覆片材的厚度为至少40i^m，优选至少50inm，更优 选至少60jiim。厚度通常低于500pm，优选低于300|nm，更优选低于200pm。 考虑到将多层涂覆片材施加至基材上时所需的弹性，合适的是多层涂覆片 材的断裂伸长率基本上与上述基底片材层相同。为获得所需断裂伸长率值， 多层涂覆片材的涂层在施加至基材前的交联密度足够低。当施加时的弹性 和伸长率不重要时，例如在将多层涂覆片材施加至非弯曲平面基材的情况 下，涂层的交联密度可以更高，例如约50kPa/K。
在施加视觉性能匹配的涂料组合物后，所施加的赋予颜色和/或随角异 色的涂层可经受干燥段。干燥包括通过蒸发溶剂和/或水而物理干燥和通过 化学交联反应而固化。如果需要，干燥可通过加热、用(近)红外辐照或吹 气而加速。当涂料易于受到光化辐照诱导的固化时，施加的涂料可用光化 辐照如紫外光或电子束辐照照射。当涂料由双重固化涂料组合物制备时， 可优选在施加涂料組合物后进行热固化并通过光化辐照固化，直至已将视 觉性能匹配的多层涂覆片材粘接至基材上后停止。组合物的这种逐步固化 的优点为视觉性能匹配的多层涂覆片材保持足够的柔性和弹性，以允许在 施加至弯曲基材上的过程中伸展和弯曲而没有机械损坏如涂层的破裂。通 过光化辐照的后施加至基材的固化步骤可为涂层提供所需的硬度和耐受性 能。合适的是，赋予颜色和/或随角异色的涂层的厚度为5-30^im。在如上 所述的淡出区域，厚度可低于所指出的范围。
在将视觉性能匹配的涂料组合物施加至基底片材层后，可对施加涂层的颜色和/或随角异色数据进行任选的分光光度计控制体系测量，以检查视
觉性能与步骤a)中测定的视觉性能数据是否具有可接受的匹配。如果施加 涂层的视觉性能数据的差别超过预定阈值，则可要求选择较好匹配的涂料 组合物或如上所述应用淡出技术。如下进一步所述，或者或额外地，任选 控制步骤还可在施加任选的透明涂层之后进行。
当在本方法的步骤a)中测定的视觉性能数据显示需要透明涂层以使视 觉性能匹配时，将透明涂层施加在赋予颜色和/或随角异色的涂层的顶部。 透明涂层可施加在干燥的赋予颜色和/或随角异色的涂层的顶部。或者，透 明涂层可湿碰湿(wet-on-wet)地施加在赋予颜色和/或随角异色的涂层的顶 部。湿碰湿施加指下面的赋予颜色和/或随角异色的涂层在施加透明涂层之 前没有完全干燥或固化。赋予颜色和/或随角异色的涂层例如还可通过使其 经受5-15分钟所谓的闪蒸段而部分干燥，在闪蒸过程中可蒸发显著份量的 液体稀释剂。
施加透明M可通过喷雾完成。然而，也可^f吏用如上所述的用于视觉 性能匹配的涂料组合物的其它方式。合适施加方法的选择可取决于待匹配 的视觉性能如光泽。通常优选产生视觉性能最佳匹配的施加方法。
如上对视觉性能匹配的涂料组合物所述，透明涂层优选为可交联的。 合适的透明涂料组合物例如可以商品名Autoclear由Akzo Nobel Car Refmishes购得。目前为止，当透明涂料包含聚酯多元醇、聚氨酯多元醇、 有机溶剂和柔性异氰酸酯-官能交联剂的混合物时，尤其对于施加的多层涂 覆片材的耐候性获得良好结果。在一个实施方案中，将可由ITWC， Inc., Malcom， Iowa，美国购得的异氰酸酯-官能预聚物Xthane IW-P26用作交 联剂。合适的是在透明涂料中异氰酸酯基团和羟基的摩尔比例为1.5-0.8， 例如1.2。通常而言，透明涂料额外包含通常存在于汽车修补面漆中的其它 组分和添加剂如交联催化剂、润湿剂和光稳定剂。
如上对视觉性能匹配的涂料组合物所述，在施加之后，透明涂层可经 受干燥和/或固化步骤。合适的是，透明涂层的层厚度为20-8(Him。
在另一实施方案中，透明涂层为具有非常低交联密度的柔性固体聚氨 酯膜。透明涂层含有未反应的可聚合的烯属不饱和基团如(甲基)丙烯酰基，其中至少部分未反应的可聚合的烯属不饱和基团为马来酰亚胺基团。
这种透明涂层可通过使羟基-和异氰酸酯-官能预聚物混合并反应而制 备。任何一种或这两种预聚物额外包含可聚合的烯属不饱和基团。作为包 含可聚合的烯属不饱和基团的羟基-官能预聚物的实例，可提及(曱基)丙烯 酸和丁二醇二缩水甘油醚的加成产物。包含可聚合的烯属不饱和基团的异
氰酸酯-官能预聚物的实例为1摩尔二异氰酸酯三聚体和1摩尔羟基-官能 马来酰亚胺的加成产物。
在用光化辐射辐照之前透明涂层的玻璃化转变温度(Tg)为-40 °C至40 。C，优选0-20X:。这种透明涂料还具有非常高的柔性。其室温下的断裂伸 长率优选为约300%至约500%。
在将多层涂覆片材施加至基材上之后，通过使烯属不饱和基团聚合的 透明涂层的后固化可通过用UV光或可见光辐照而引发。优选UV-A光或 可见光。在后固化时，透明涂层的Tg增加了约20。C至50。C。后固化的透 明涂层的最终Tg优选为40-65t:,其类似于市售透明涂层的Tg。这种在 施加后后固化的多层涂覆片材显示有利的耐候性。
存在马来酰亚胺基团的优点为与仅具有丙烯酰基的透明涂层相比，在 固化时其基于浓度相当的可聚合烯属不饱和基团具有较高的Tg增加。此 外，马来酰亚胺基团降低了辐照固化过程中的氧气抑制。
如果基底片材层起初没有配有粘合层和背层，则可在施加涂层之后将 粘合层和背层施加至背层的未涂覆表面上。
如上所述，可通过本发明方法得到的视觉性能匹配的多层涂覆片材非 常适用于基材的部分整理。基材的部分整理包括修复基材的较大表面中的 小刮伤或凹痕，例如在汽车门上的刮伤。部分整理还包括将视觉性能匹配 的多层涂覆片材施加至机动车的整体部件上。也包括将预定颜色和随角异 色的图案和文字施加在大型运输车辆如火车、公共汽车、卡车和飞机上。
因此，本发明还涉及部分整理基材的第二种方法。该第二种方法包括 如上所述制备视觉性能匹配的多层涂覆片材且额外以任何可操作顺序包括 如下步骤
j)从视觉性能匹配的多层涂覆片材中除去背层；k)将视觉性能匹配的多层涂覆片材施加至待整理基材的表面上，其中 粘合层面对待整理基材表面且在视觉性能匹配的多层涂覆片材和基材表面
之间形成粘接；和
1)任选固化在步骤e)和g)中施加的视觉性能匹配的多层涂覆片材的涂层。
该方法还非常适用于修补损坏的基材。取决于待部分整理的基材的条 件，合适的是可进行一个或多个额外的在先步骤，以制备用于施加视觉性 能匹配的多层涂覆片材的基材。这类额外制备步骤的实例为清洗基材，包 括脱脂和除去存在的涂层，用合适的填料如腻子填充凹痕，将底漆层施加 至基材上，以及砂磨基材。通过压缩空气或用防尘套除去灰尘可能也是有 利的。
部分整理基材表面的方法包括从视觉性能匹配的多层涂覆片材中除去 背层，因此使视觉性能匹配的多层涂覆片材的粘合层曝露的步骤。在一个 实施方案中，背层在单个步骤中完全除去。或者，还可部分除去背层并开 始将多层涂覆片材施加至基材上。然后，除去背层和施加可继续依次进行， 直至将整个多层涂覆片材施加至基材上。该逐步程序可优选用于待用单个 多层涂覆片材整理的较大表面，因为逐步程序可增强施加性能并导致较好 质量的最终结果。背层通常可手工除去。
当视觉性能匹配的多层涂覆片材的粘合层包含压敏粘合剂时，在将涂 覆片材施加至基材之前通常不需要粘合层的其它制备步骤。如果使用其它 类型的粘合剂，则可能需要活化粘合剂的活化步骤。取决于粘合剂的类型 和活化方法，活化步骤可在施加之前、施加过程中和/或施加之后进行。活 化步骤的实例为用水或合适的有机溶剂处理粘合表面。在热敏粘合剂的情 况下，可能需要热处理。
随后将视觉性能匹配的多层涂覆片材施加至待整理基材的表面上，其 中粘合层面对待整理的基材表面并在视觉性能匹配的多层涂覆片材和基材 表面之间形成粘接。如上所述，基材表面可为两维物体或具有弯曲表面的 三维物体。因为视觉性能匹配的多层涂覆片材基本上是平的，在三维形状 基材的情况下，在施加过程中必须使其符合基材。如果粘合层包含压敏粘合剂，则在已使多层涂覆片材符合并定位在基材上后将压力施加在该多层 涂覆片材上，以在多层涂覆片材和基材之间形成粘接。将视觉性能匹配的
多层涂覆片材施加至基材上可任选使用合适的工具如刮板(squeegee)、毛桂 覆盖的刮板或手套人工进行。手套防止污染且当手或刮板经过视觉性能匹 配的多层涂覆片材的表面并同时施加压力时可降〗晴擦力。也可使用其它 工具如剃须刀、用于加热多层涂覆片材的热源或铆钉刷(rivetbrush)。将较 大的视觉性能匹配的多层涂覆片材例如施加在卡车或公共汽车上可借助能 够在单个操作中施加较长伸展片材的机械的片材牵引体系进行。还可通过 所谓的湿施加方法将多层涂覆片材施加至基材上。通过用施加液体润湿基 材表面，膜可定位在基材上而没有对基材牢固粘附。在一个实施方案中， 施加液体可为清洁剂水溶液，例如1重量。/。清洁剂水溶液。或者，施加液 体可为有机溶剂或可基于有机溶剂，例如乙醇或异丙醇。使用基于有机溶 剂的施加液体的一个优点为其组合了可滑动性和初粘性。后者可使聚合物 片材在需要时固定，同时保持其易于再定位的能力。初粘性基于在箔背面 的粘合剂的溶剂活化。
施加液体还可为水或有机溶剂的混合物。
清洁剂液体为压敏涂覆片材提供了可滑动性和定位能力，直至除去水 膜。塑料刮板可用于除去水层，其优选通过从中心向多层涂覆片材的边缘 刮擦并逐渐增加施加的力直至已明显除去绝大部分或全部水。
例如，如果视觉性能匹配的多层涂覆片材将施加至汽车罩上，则可除 去背层片材并由两个人一人一边地拿着膜一次施加该多层涂覆片材。在该 片材已施加至罩上后，再定位、空气退化(airregress)和加压粘合可由一个 人进行。使片材符合并粘合在罩的前部，其中没有见到气泡或任何其它的 表面缺陷。在罩的所有侧面， 一定剩余的片材保持自由形式。将该剩余部 分沿着罩的侧面和背部折叠并尽可能光滑地粘合。
如果在将多层涂覆片材施加至基材之前该多层涂覆片材的涂层没有完 全固化，则可在将该片材施加至基材上后进行额外的施加后固化步骤。施 加后固化例如可通过用热空气鼓风机或通过用(近)红外辐射辐照而热引 发。或者，施加后固化可通过光化辐照如紫外辐照而引发。在将^L觉性能匹配的多层涂覆片材施加至基材表面上之后和在涂层的 任选施加后固化步骤之后，使多层涂覆片材和周围表面的视觉性能匹配可 任选通过一个或多个后处理步骤而进一步改进。这类后处理步骤的实例为 抛光多层涂覆片材的表面和周围表面并热处理多层涂覆片材。通过热处理 温热多层涂覆片材可在多层涂覆片材的 一个或多个层内如在粘合层内或在 涂层内引起微小的不规则沉淀。
本发明方法的额外优点为对涂层的损坏如凹痕、刮伤或棵露区可在较 少的处理时间内修复且不损坏在损坏区周围的区域。由于涂料组合物的喷 雾不在基材如机动车上进行，不需粘住邻近损坏区域的涂覆部件，因为不 需防止喷雾的沉积。因此，当车辆部分修补时，用于修补的车辆的非服务 时间可显著减少。
在制备视觉性能匹配的多层涂覆片材的本发明方法的优选实施方案 中，步骤c)-i)在多层涂覆片材制造中心地点进行。多层涂覆片材制造中心 地点从两个或更多个远程地点接受待在视觉性能方面匹配的表面的视觉性 能数据。通常而言，中心地点将服务多个，通常是20或更多个，例如高达 500个地方车身修理厂。多层涂覆片材制造中心地点例如可服务国家或其 部分，或洲，或甚至整个世界的车身修理厂。
在这种情况下，在车身修理厂中不需要就地储存漆、混合和喷雾操作， 这节约了时间和金钱。额外的是，视觉性能匹配的多层涂覆片材的制备在 所述中心地点可完全自动化，这又节约了时间和金钱。自动化制备涂覆片 材的另 一优点为使工人在施加和干燥涂料组合物中潜在危险的溶剂气体下 的暴露最小化。如果在一天内将在步骤a)中测定的数据经由电子邮件而电 子传输，则视觉性能匹配的多层涂覆片材完全可在计算机控制下例如过夜 自动化制备，且可在下一天将最终的视觉性能匹配的多层涂覆片材邮寄给 车主或车身修理厂，这视情况而定。在该实施方案中，车辆的非服务时间 可进一步减少。
权利要求
1. 一种制备视觉性能匹配的多层涂覆片材的方法，其包括如下步骤a)测定待在视觉性能方面匹配的表面的视觉性能数据；b)将来自步骤a)的数据传送至构造为接受这类数据的体系，并测定具有可接受的视觉性能匹配的涂料组合物的组成数据；c)根据测定的组成数据制备视觉性能匹配的涂料组合物；d)提供任选在一个表面上具有粘合层和背层的基底片材层；e)将视觉性能匹配的涂料组合物施加在基底片材层的一个表面上以形成赋予颜色和/或随角异色的涂层；f)任选干燥施加的赋予颜色和/或随角异色的涂层；g)任选将透明涂层施加在赋予颜色和/或随角异色的涂层的顶部；h)任选干燥和/或固化该透明涂层；和i)如果在步骤d)中提供的基底片材层没有粘合层和背层，则将粘合层和背层施加在基底片材层的未涂覆表面上。
2. 根据权利要求l的方法，其中在步骤b)中数据经由通信网M输， 且其中步骤c)-i)在多层涂覆片材制造中心地点进行。
3. 根据权利要求1或2的方法，其中在步骤a)中还测定所需的视觉性 能匹配的多层涂覆片材的尺寸和形状。
4. 一种部分整理基材表面的方法，其包括根据权利要求l制备视觉性 能匹配的多层涂覆片材，且额外包括如下步骤j)从视觉性能匹配的多层涂覆片材中除去背层；k)将视觉性能匹配的多层涂覆片材施加至待整理基材的表面上，其中 粘合层面对待整理基材表面且在视觉性能匹配的多层涂覆片材和基材表面 之间形成粘接；和 1)任选固化在步骤e)和g)中施加的^L觉性能匹配的多层涂覆片材的涂层。
5. 根据权利要求4的方法，其中部分整理汽车或大型运输车辆的表面。
6. 根据权利要求4或5的方法，其中该方法用于修补损坏的基材。
7. —种视觉性能匹配的多层涂覆片材，其以如下顺序包含a) 背层，b) 粘合层，c) 透明的基底片材层，d) 赋予颜色和/或随角异色的涂层，和e) 任选的透明涂层， 其中赋予颜色和/或随角异色的涂层的遮盖力向着涂层的至少一个边界降 低。
8. 根据权利要求7的视觉性能匹配的多层涂覆片材在修复汽车外部涂 层的微小损坏中的用途。
全文摘要
本发明涉及一种制备视觉性能匹配的多层涂覆片材的方法，其包括如下步骤a)测定待在视觉性能方面匹配的表面的视觉性能数据；b)将来自步骤a)的数据传送至构造为接受这类数据的体系，并测定具有可接受的视觉性能匹配的涂料组合物的组成数据；c)根据测定的组成数据制备视觉性能匹配的涂料组合物；d)提供任选在一个表面上具有粘合层和背层的基底片材层；e)将视觉性能匹配的涂料组合物施加在基底片材层的一个表面上以形成赋予颜色和/或随角异色的涂层；f)任选干燥施加的赋予颜色和/或随角异色的涂层；g)任选将透明涂层施加在赋予颜色和/或随角异色的涂层的顶部；h)任选干燥和/或固化该透明涂层；和i)如果在步骤d)中提供的基底片材层没有粘合层和背层，则将粘合层和背层施加在基底片材层的未涂覆表面上。
文档编号B05D7/00GK101304816SQ200680041402
公开日2008年11月12日 申请日期2006年11月13日 优先权日2005年11月15日
发明者E·马里努斯, H·J·基尔斯塔, K·J·H·克鲁伊托夫, V·M·保尔斯 申请人:阿克佐诺贝尔国际涂料股份有限公司