一种预涂金属板及其生产装置的制作方法

本实用新型属于家电、建材、汽车和家具等用途金属板的生产制造技术领域，具体涉及一种预涂金属板及其制造方法。

背景技术：

预涂金属板涂装工艺方法有两种，一种是在产品钣金成型后进行涂装的后涂装方式；另一种是在钣金成型前，对金属板或金属卷带进行涂装的预涂层方式。预涂金属板具备良好的钣金成型加工性，节省了使用者的涂装工序，有助于提高生产效率、降低成本。预涂金属板在家电、建筑及汽车等领域的应用越来越广泛，对具有高亮度、外观图案丰富的艺术外观需求也越来越高。然而普通的预涂金属板技术受基材粗糙度、涂料流平性、涂布工艺设备等限制，涂层表面的鲜映度很难达到理想状态，光亮感、通透感和镜面效果较差。

为了获得更好的鲜映度，目前已有的方法是对金属板采用清漆喷漆工艺、清漆淋涂工艺或者贴覆复合膜工艺来实现。采用清漆喷漆工艺，需要采用喷枪喷漆涂料浪费大，环境中会有大量的清漆及溶剂污染，而且需要较长的烘箱高温烘烤，生产效率低。采用清漆淋涂工艺，工艺复杂良品率低，而且淋涂设备涂层厚度一般大于30μm，导致虽然表面鲜映度高，但是涂层的加工性能不佳，金属板在折弯、拉伸加工时出现涂层开裂缺陷。金属板贴膜工艺一般采用PET/PVC复合膜工艺，但是高质量的复合彩膜成本很高，而且覆膜过程中容易产生橘皮纹，橘皮纹对膜层的鲜映度影响很大。覆膜金属板的橘皮纹受基板的粗糙度、PVC膜的耐热性、覆膜压力等技术参数影响大，控制难度大。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种预涂金属板及其生产装置，获得的表面涂层具有优秀的光亮度、通透度和镜面效果。

为了实现上述目的，本实用新型采用下述技术方案予以实现：

一种预涂金属板，从下到上依次包括金属基材、溶剂型涂层和第一UV涂层；或从下到上依次包括金属基材、溶剂型涂层、第一UV涂层、转印图案和第二UV涂层。

进一步的，所述金属基材的厚度为0.2-1.2mm；所述溶剂型涂层的厚度为8-35μm；所述第一UV涂层的厚度为5-50μm；所述第二UV涂层的厚度为5-50μm。

进一步的，所述该溶剂型涂层采用聚酯型涂料或聚氨酯型涂料。

为了加快涂层的固化时间，提高厚膜下的加工性能，所述第一UV涂层和/或第二UV涂层采用紫外光固化涂料。

进一步的，所述转印图案是转印膜表面的凹版印刷图案、数码打印图案或丝网印刷图案；图案采用紫外光固化油墨、溶剂型油墨或水性油墨；所述转印膜采用PET、PP或PE材质；所述转印膜厚度为12-200μm。

为了提高对第二UV涂层的保护性，并避免残胶残留，所述第二UV涂层的上表面设置保护膜，所述保护膜是PET、PE或CPP材质，厚度为30-80μm。

本实用新型的另一方面，提供预涂金属板的生产装置，包括开卷装置，用于对已经具备溶剂型涂层的金属卷带进行开卷；表面清洁装置，位于所述开卷装置的下游，用于对开卷后的金属卷带进行表面清洁；第一UV胶涂装装置，位于所述表面清洁装置的下游，用于对表面清洁后的金属卷带涂覆第一UV涂层；转印膜覆膜装置，位于所述第一UV胶涂装装置的下游，用于在所述第一UV涂层上表面涂覆转印膜；第一道紫外光固化装置，位于所述转印膜覆膜装置的下游，用于对第一UV涂层进行固化；转印膜撕膜装置，位于所述第一道紫外光固化装置的下游，用于揭除转印膜；收卷装置，位于所述转印膜撕膜装置的下游，用于对预涂金属板收卷。

进一步的，还包括第二UV胶涂装装置，位于所述转印膜撕膜装置的下游，用于在所述转印图案的上表面涂覆第二UV涂层；第二道紫外光固化装置，位于所述第二UV胶涂装装置的下游和所述收卷装置的上游，用于对第二UV涂层进行固化。

进一步的，所述第一道紫外光固化装置和/或第二道紫外光固化装置中设有紫外灯管，所述紫外灯管是水银灯和/或金属卤素灯管。

进一步的，所述第一UV胶涂装装置和/或第二UV胶涂装装置采用滴胶、两辊逆向辊涂、三辊逆向辊涂、两辊顺向辊涂、凹版辊涂机或狭缝涂布方式

与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果是：本实用新型提供了一种色彩丰富且具备加工性的高鲜映性预涂金属板，采用紫外光固化涂料作为罩光涂料并结合本实用新型的生产装置进行加工，得到的预涂金属板具有良好的外观，鲜映度DOI值达到80以上，表面涂层的光亮感、通透度和镜面效果好；提高了高膜厚下的加工性能；外观质量稳定，可以将紫外光固化涂料以很高的平整度铺在基材表面，不需要加热，涂层表面光滑平整，不受基板粗糙度、涂料流平性、涂布机组的影响，避免产生橘皮纹缺陷。本实用新型可以实现丰富多彩的外观需求，例如实现不锈钢外观、金属粉、珠光粉、几何图案等各种颜色和图案的效果。

附图说明

图1.实施例1中预涂金属板的结构示意图；

图2.实施例3中预涂金属板的结构示意图；

图3.本实施例的预涂金属板的生产装置流程图；

图中标注：金属基材10，化学处理层20，溶剂型涂层30，溶剂型底涂层31，溶剂型中涂层32，第一UV涂层40，转印图案50，第二UV涂层60，保护膜70，背面漆80；开卷装置100，表面清洁装置200，第一UV胶涂装装置300，转印膜覆膜装置400，第一道紫外光固化装置500，转印膜撕膜装置600，第二UV胶涂装装置700，第二道紫外光固化装置800，保护膜贴覆装置900，收卷装置1000。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本实用新型的技术方案作进一步详细的说明。

本实施例提供了一种利用紫外光固化涂料在金属板表面进行涂装并形成高鲜映度、可钣金加工装饰层的预涂金属板及其生产装置。

所述预涂金属板的结构是以金属板为金属基材10，上表面从下到上依次包括化学处理层20、溶剂型涂层30、第一UV涂层40、转印图案50、第二UV涂层60和保护膜70；所述金属基材的下表面从上到下依次包括化学处理层20、背面漆80；为了提高防锈性能，可以在化学处理层20和背漆层80间涂覆防锈底漆层；由此形成一种色彩丰富且具备加工性的高鲜映性预涂金属板。其中所述化学处理层20、转印图案50、第二UV涂层60和保护膜70是可选涂层。

所述金属基材10，根据用途，可使用马口铁板、铝板及铝合金板、热镀锌、电镀锌、不锈钢板、冷轧板等金属材质。所述金属基材的厚度为0.2-1.2mm。

所述化学处理层20中采用的含铬化学处理剂或无铬化学处理剂，所述化学处理层20的厚度为≤2μm，作用是用于提高上层溶剂型涂层的附着力，并能提高耐腐蚀性。

所述溶剂型涂层30采用聚酯型涂料或聚氨酯型涂料。所述溶剂型涂层30的厚度为8-25μm，用于提高上层第一UV涂层的附着力，赋予预涂金属板良好的颜色色泽，提高加工性能及耐久性。优选的，所述溶剂型涂层包含溶剂型底涂层31和溶剂型中涂层32。

所述第一UV涂层40和第二UV涂层60采用紫外光固化涂料，赋予预涂金属板良好的表面硬度、光泽度，所述第一UV涂层40的厚度为5-50μm，优选5-20μm。所述第二UV涂层60的厚度为5-50μm，优选10-30μm。

在所述第一UV涂层的上表面设置转印膜，当不需要转印图案时，所述转印膜采用无图案透明转印膜；当需要转印图案时，所述转印膜采用带图案转印膜形成转印图案50。所述转印膜采用PET、PP或PE材质，转印膜厚度为12-200μm。所述转印图案赋予预涂金属板以丰富的图案和花纹，所述转印图案可以是塑料薄膜表面的凹版印刷图案、数码打印图案或丝网印刷图案，图案所选择的油墨可以是紫外光固化油墨、溶剂型油墨或水性油墨等。所述第一UV涂层具备极短的光固化时间，使得转印图案直接印刷到第一UV涂层的上表面。在所述转印图案的上表面设置第二UV涂层60，可以是透明色或含有着色颜料，所述第二UV涂层具备极短的光固化时间，用于保护转印图案，提高耐磨性和耐化学品擦拭性能。如果预涂金属板中不要求图案，可将所述转印图案50和第二UV涂层60省略。

第一UV涂层40和第二UV涂层60采用紫外光固化涂料，在紫外光照射下可迅速固化，极大地缩短固化时间，提高生产效率，当第一UV涂层40的厚度大于10μm时，仍可以满足家用电器的折弯或冲压等成型要求。本实施例可以将紫外光固化涂料以很高的平整度铺在基材表面，不需要加热，涂层表面光滑平整，不受基板粗糙度、涂料流平性、涂布机组的影响，避免产生橘皮纹缺陷。另外，所述紫外光固化涂料可以为预涂金属板提供一层高鲜映度涂层，鲜映度DOI值达到80以上，使得预涂金属板整体的表面镜面效果高于金属贴板膜工艺产品。所述紫外光固化涂料中不含溶剂或溶剂含量很少，避免了使用传统溶剂型涂料带来的环境污染及高温烘烤工艺，节省能源和设备长度。

所述保护膜70可以选择PET、PE、CPP等材质，厚度为30-80μm，优选50μm。所述保护膜的剥离强度为3-300gf/25mm范围内，优选10-60gf/25mm的低粘保护膜，可以避免残胶残留。

上述预涂金属板的制造方法，是以已经具备溶剂型涂层的金属卷带为基础材料进一步加工处理，步骤为：

步骤1)将已经具备溶剂型涂层的金属卷带进入开卷工序Ⅰ，然后进入表面清洁工序Ⅱ、第一UV胶涂装工序III、转印膜覆膜工序Ⅳ、第一道紫外光固化工序Ⅴ、转印膜撕膜工序Ⅵ。

步骤2)当不需要转印图案时，上述转印膜覆膜工序Ⅳ使用无图案透明塑料转印膜，并且该转印膜随金属板一起进入第一道紫外光固化工序V，然后进入转印膜撕膜工序Ⅵ揭除转印膜，之后进入保护膜贴覆工序Ⅸ、收卷工序Ⅹ，得到预涂金属板。

步骤3)当需要转印图案时，上述转印膜覆膜工序Ⅳ使用带图案塑料转印膜，并且该转印膜随金属板一起进入第一道紫外光固化工序V，然后进入转印膜撕膜工序Ⅵ揭除转印膜，之后依次进入第二UV胶涂装工序VII、第二道紫外光固化工序Ⅷ、保护膜贴覆工序Ⅸ、收卷工序Ⅹ，得到预涂金属板。

相对应的，预涂金属板的加工装置包括开卷装置100，用于对已经具备溶剂型涂层的金属卷带进行开卷；表面清洁装置200，位于所述开卷装置的下游，用于对开卷后的金属卷带进行表面清洁；第一UV胶涂装装置300，位于所述表面清洁装置的下游，用于对表面清洁后的金属卷带涂覆第一UV涂层；转印膜覆膜装置400，位于所述第一UV胶涂装装置的下游，用于在所述第一UV涂层上表面涂覆转印膜；第一道紫外光固化装置500，位于所述转印膜覆膜装置的下游，用于对第一UV涂层进行固化；转印膜撕膜装置600，位于所述第一道紫外光固化装置的下游，用于揭除转印膜；收卷装置1000，位于所述转印膜撕膜装置的下游，用于对预涂金属板收卷。

进一步的，还包括第二UV胶涂装装置700，位于所述转印膜撕膜装置的下游，用于在所述转印图案的上表面涂覆第二UV涂层；第二道紫外光固化装置800，位于所述第二UV胶涂装装置的下游和所述收卷装置的上游，用于对第二UV涂层进行固化。

以下对各个装置的作用进行详细介绍：

所述金属卷带开卷装置适应的金属卷带内径为和两种规格，金属板厚度为0.2-1.5mm，适应金属板的宽度为500-1600mm。

所述表面清洁装置用于减少产品表面杂质，可以是以下形式的一种或多种组合：表面超声波清洗、软毛刷辊清扫、表面吹风和吸尘工序、聚氨酯黏胶辊清扫或蘸取弱溶剂的胶辊清扫。

由于本实施例需要对已具备溶剂型涂层的金属卷带进行重新开卷，金属板表面溶剂涂层可能存在失光和压斑缺陷，为保证此类缺陷不影响产品最终外观，优选的在清扫工序后设置一套热流平装置，采用热风吹扫或者红外线加热方式，加热温度为50-150℃，加热长度2-10m，用于消除失光和压斑缺陷。

所述第一UV胶涂装装置可采用滴胶、两辊逆向辊涂、三辊逆向辊涂、两辊顺向辊涂、凹版辊涂机、狭缝涂布(SLOT-DIE)等方式，涂层厚度为5-50μm。

所述转印膜覆膜装置，包括转印膜开卷装置、传送装置、压膜辊和加压辊。为保证转印膜与UV胶的附着力牢固，优选的在压膜辊前增加一套涂布装置，用以在转印膜背面涂布一层背胶，涂布方式可以选择凹版印刷、微凹版涂布、逗号刮刀涂布、三辊涂布、五辊涂布或狭缝涂布等方式的一种。另外还需要安装转印膜纠偏装置、张力控制装置以及除静电装置，除静电装置可以选择静电绳、高压放电除静电或静电毛刷等一种或多种组合。所述转印膜覆膜装置对转印膜的适用厚度为12μm-200μm。

所述转印膜撕膜装置是在经过紫外光固化工序后，用于对转印膜进行复卷。

所述第二UV胶涂装装置可以选择两辊逆向辊涂、三辊逆向辊涂、两辊顺向辊涂、凹版辊涂机、狭缝涂布(SLOT-DIE)等方式。所述第二UV涂层用于保护转印图案。

所述第一道紫外光固化装置或第二道紫外光固化装置，由紫外灯管组及其辅助系统组成，辅助系统可以包含：UV灯冷却系统、氮气净化系统和进风过滤系统等。本装置中紫外线能量密度为400-4000MJ/cm²；紫外灯管是水银灯、金属卤素灯管中的一种或组合使用。优选的，采用水银灯和金属卤素灯组合使用。

上述紫外灯管可以选择无极灯或者有极灯，灯管的功率可以选择80W/cm、120W/cm、200W/cm、240W/cm或270W/cm中一种或者组合使用。为保证本装置的寿命，应设置液体介质冷却和风冷方式的其中一种或两种组合。

还包括保护膜贴覆装置900，位于收卷装置1000的上游，用于在预涂金属板的最外层贴覆保护膜。所述保护膜贴覆装置由保护膜开卷机、传动辊、覆膜辊组成，同时具备纠偏、张力控制系统。保护膜的卷芯为保护膜厚度适用范围为30μm-80μm。

所述收卷装置的收卷内径为和两种规格。金属卷收卷前，应对卷料进行对中设置，防止金属板边缘收卷不齐。

本实施例光固化涂料涂布后进入转印膜覆膜装置和第一道紫外光固化装置，边固化边使用转印膜压印，保证了光固化涂料的平整度，提高了鲜映度。

实施例1

一种预涂金属板，正面包括金属基材10和从下到上依次附着在所述金属基材10上的化学处理层20、溶剂型涂层30、第一UV涂层40、转印图案50、第二UV涂层60和保护膜70。背面包含化学处理层20和背面漆80。

所述金属基材10采用热镀锌基板，所述化学处理层20采用无铬化学处理层，所述溶剂型涂层30采用白色聚酯型涂层，所述第一UV涂层40采用透明UV涂层，所述转印图案50采用热固化油墨转印图案，所述第二UV涂层60采用透明UV涂层，所述保护膜70采用PE保护膜，所述背面漆80采用灰色背面漆。第一UV涂层的厚度为10μm；第二UV涂层的厚度为20μm。

本实施例的加工装置包括依次连接的开卷装置、表面清洁装置、热流平装置、第一UV胶涂装装置、转印膜覆膜装置、第一道紫外光固化装置、转印膜撕膜装置、第二UV胶涂装装置、第二道紫外光固化装置、保护膜贴覆装置、收卷装置，得到预涂金属板。

实施例2

一种预涂金属板，正面包括金属基材10和从下到上依次附着在所述金属基材10上的化学处理层20、溶剂型涂层30、第一UV涂层40、转印图案50、第二UV涂层60。

所述金属基材10采用不锈钢金属板，所述化学处理层20采用无铬化学处理层，所述溶剂型涂层30采用透明聚酯涂层，所述第一UV涂层40采用透明UV涂层，所述转印图案50采用紫外光固化油墨转印图案，所述第二UV涂层60采用透明UV涂层。

所述第一UV涂层40的厚度为30μm；所述第二UV涂层60的厚度为10μm。

本实施例的加工装置包括依次连接开卷装置、表面清洁装置、热流平装置、第一UV胶涂装装置、转印膜覆膜装置、第一道紫外光固化装置、转印膜撕膜装置、第二UV胶涂装装置、第二道紫外光固化装置、收卷装置，得到预涂金属板。

实施例3

一种预涂金属板，正面包括金属基材10和从下到上依次附着在所述金属基材10上的化学处理层20、溶剂型底涂层31、溶剂型中涂层32、第一UV涂层40和保护膜70。背面包含化学处理层20和灰色背面漆80，如图2。

所述金属基材10采用热镀锌基板，所述化学处理层20采用无铬化学处理层，所述溶剂型底涂层31采用白色聚酯底涂层，所述溶剂型中涂层32采用黑色聚酯型中涂层，第一UV涂层40采用透明UV涂层，所述保护膜70采用PE保护膜，所述背面漆80采用灰色背面漆。所述第一UV涂层40的厚度为20μm。

所述白色聚酯底涂层用于提高热镀锌基板的耐腐蚀性，并且提高与黑色聚酯中涂层的附着力，可以采用立邦涂料685或贝科涂料的通用98301聚酯底漆。

所述黑色聚酯型中涂层赋予预涂金属板颜色和加工性，而且可以提高热镀锌基板的耐久性、提高与第一UV涂层40的附着力；采用高分子量无油聚酯类涂料。

本实施例的加工装置包括依次连接开卷装置、表面清洁装置、热流平装置、第一UV胶涂装装置、转印膜覆膜装置、第一道紫外光固化装置、转印膜撕膜装置、保护膜贴覆装置、收卷装置，得到预涂金属板。

以上实施例仅是本实用新型若干种优选实施方式中的几种，应当指出，本实用新型不限于上述实施例；对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述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；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型所要求保护的技术方案的精神和范围。