金屬化的多層復(fù)合體制造技術(shù)

揭示了一種可成形多層復(fù)合體，其依次包括透明聚合物層、金屬層和保護層。聚合物層包括至少一種選自以下第一組的聚合物：聚碳酸酯、ＰＥＴＧ、ＰＣＴＧ、聚苯乙烯和聚氨酯。該金屬層含有至少一種選自下組的金屬：鈦、鋁、銅、銀、鉻、鋯、錫、銦和它們的合金。在ＦＩＭ工藝中，含有基于選自聚碳酸酯多元醇和聚醚多元醇的至少一種物質(zhì)的脂族聚氨酯分散體的保護層在處理和使用所述多層復(fù)合體的過程中保護金屬層。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】金屬化的多層復(fù)合體 專利
本專利技術(shù)涉及多層復(fù)合體，更具體涉及含有聚合物膜和至少一個金屬層 的復(fù)合體。
技術(shù)介紹
金屬化的塑料制品是已知的。它們包括一種膜，該膜帶有通過真空沉 積、電解或無電鍍沉積施加到膜表面上的金屬層。還已知的是這種金屬化的膜作為膜嵌入物在注塑應(yīng)用(FIM)中的應(yīng)用，在該應(yīng)用中，金屬層對注塑 制品提供裝飾性和/或反射性外觀。薄膜嵌入注塑(FIM)也稱為模內(nèi)裝潢(IMD)，是指一種將印刷圖案施涂 到注塑塑料部件上的方法。FIM可用于將透明的耐磨硬涂層、標識、文本 和圖案以任何顏色或顏色的組合施涂到塑料部件上，然后進行注塑。該技 術(shù)已經(jīng)在例如美國專利5，783,287中進行了描述，而且已經(jīng)廣泛實施。本質(zhì) 上，該方法是將薄膜設(shè)置在抵靠?？涨粌?nèi)壁的位置上，向模空腔中注入熔 融塑料，將熔融塑料引向抵靠膜的位置。結(jié)果，所得模塑制品的一部分預(yù) 定表面被該膜覆蓋。在模塑制品的結(jié)構(gòu)需要拉緊金屬化膜超過其彈性限度的情況中，金屬 通常會與膜分離，導(dǎo)致FIM生產(chǎn)的制品的美觀度下降。在美國專利4,115,619和4,211,822中揭示了即使在大幅度伸長后仍然 具有高鏡面反射的多層金屬/有機聚合物復(fù)合體。用通常為固體的軟金屬(例 如銦、或錫和鎘的合金)對熱塑性有機聚合物層(例如聚苯乙烯或聚碳酸酯膜) 進行金屬化處理。多層復(fù)合體或其一部分據(jù)說在縱向和橫向都能拉長或伸 長10%以上，而且不會喪失其初始鏡面反射率。由多層復(fù)合體制備的制品 的結(jié)構(gòu)可以通過向空穴中澆注彈性或剛性泡沫聚合物材料(例如聚氨酯)而 得到加強。4美國專利5353154揭示了一種可熱成形的多層反射體，其能夠被制造 成許多種部件，同時保持均勻的反射性外觀。該反射體由至少兩種折射率 不同的聚合物材料形成。該聚合物體的外觀據(jù)說有反射效果，在用背光源 照射時是透明的或有色的。美國專利4,241,129描述了一種包括在熱成形的條件下，都表現(xiàn)出極 佳的耐脫層性的金屬/有機聚合物復(fù)合體，該復(fù)合體通過對熱塑性有機聚合 物的基底層(例如聚碳酸酯膜)進行金屬化并用軟質(zhì)粘合層將暴露的金屬表 面粘合到結(jié)構(gòu)塑料上來制得。然后，該多層復(fù)合體據(jù)說能夠成形為在結(jié)構(gòu) i:通過以下方式加強的制品向該復(fù)合體限定的空穴中澆注彈性或剛性泡 沬聚合物材料。這些多層復(fù)合體據(jù)說可用于制造汽車反射性或裝飾性部件， 以及用于食品和導(dǎo)電元件的高阻隔性包裝。依據(jù)其摘要，JP 59038238揭示了一種通過將氧化銦-氧化錫合金濺射 到塑料膜上而生產(chǎn)的膜。該合金含有8-14重量％的錫。在合適的塑料膜中， 提及的是聚酯、聚碳酸酯和聚酰胺。這種具有良好蝕刻加工性和蒸鍍薄膜 粘附性的膜的可見光透射率為80%以上，厚度為20-200微米。據(jù)描述，該 膜具有良好的化學(xué)和機械耐受性，可用作EL電極和觸控面板。在JP 2000094575 A的摘要中己經(jīng)揭示了一種用于裝飾性模塑產(chǎn)品的 層疊物，其具有在膜基底材料上形成的金屬薄膜層。金屬銦或銦合金的厚 度為10-30納米。膜基底材料是含有至少85摩爾％對苯二甲酸乙二酯的聚 酯。該膜的厚度為20-75微米。所指出的該層疊物的應(yīng)用是用于由聚碳酸 酯等材料制成的裝飾性模塑產(chǎn)品。還提到的優(yōu)點是避免了在裝飾性模塑制 品上產(chǎn)生裂紋，這是因為在膜基底材料上具有金屬薄膜的層疊物用作裝飾 性整體層疊物，用于在注塑過程中提供模塑制品上的金屬光澤。
技術(shù)實現(xiàn)思路
揭示了一種可成形多層復(fù)合體，其依次包括透明聚合物層、金屬層和 保護層。聚合物層包括至少一種選自以下第一組的聚合物聚碳酸酯、 PETG、 PCTG、聚苯乙烯和聚氨酯。該金屬層含有至少一種選自下組的金 屬鈦、鋁、銅、銀、鉻、鋯、錫、銦和它們的合金。在FIM工藝中，含有基于聚碳酸酯多元醇和/或聚醚多元醇的脂族聚氨酯分散體的保護層在處 理和使用所述多層復(fù)合體的過程中保護金屬層。還揭示了一種使用本專利技術(shù) 復(fù)合體的方法。專利技術(shù)詳述揭示了一種具有所需裝飾性和成形性質(zhì)的多層金屬/有機聚合物復(fù)合體。該復(fù)合體包括作為主要部件的聚合物層、金屬層和保護層。本專利技術(shù)的 復(fù)合體是可成形的，在本專利技術(shù)中這種特征是指復(fù)合體能夠在金屬層與聚合 物基材不發(fā)生脫層或分離的情況下成形。術(shù)語"成形"是指至少一部分的本 專利技術(shù)復(fù)合體可以伸長以承受明顯的尺寸變化。定量地講，至少一部分的復(fù) 合體區(qū)域能夠延長至少5%，而不會出現(xiàn)不利的微小裂紋，這些裂紋對成形 的復(fù)合體的鏡樣外觀造成負面影響。本專利技術(shù)的復(fù)合體可以熱成形產(chǎn)生成形 的嵌入物，用于通過FIM制造部件。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，本專利技術(shù)復(fù)合體的保護層可以粘附到固化的注入樹脂(injectedresin)上。在將油墨施涂到保護層上的情 況中，油墨和該保護層都粘附到模塑制品上。本專利技術(shù)復(fù)合體的透明聚合物層可以通過常規(guī)聚碳酸酯、聚環(huán)亞己基二 亞甲基對苯二甲酸二酉享酉旨(polycyclohexylenedimethylene terephthalate glycol) (PCTG)、 PETG、 PMMA、聚苯乙烯、聚氨酯和這些樹脂的透明混合物制備。 在本專利技術(shù)中，術(shù)語"透明"表示依據(jù)ASTM 1003方法B確定的總透光率大于 90%，霧度值不大于1.5%。這些材料及其膜是已知的，并且可以商購。在 優(yōu)選的實施方式中，聚合物層是聚碳酸酯或含有聚碳酸酯的組合物。合適 的這類聚碳酸酯膜可以商品名Makrofol和Bayfol從賓夕法尼亞州匹茲堡的 拜爾材料科學(xué)有限公司(Bayer MaterialScience LLC, of Pittsburgh, PA)購 得。優(yōu)選使用聚碳酸酯膜，這是因為這種膜具有高透光率、低霧度、抗沖 性和高熱變形溫度。此外，聚碳酸酯膜特別適用于需要通過常規(guī)技術(shù)進行 印刷的應(yīng)用，例如絲網(wǎng)印刷和膠版印刷。而且，聚碳酸酯膜容易成形、壓 印、沖切(die-cut)和浮雕。聚合物層必需具有足夠的厚度以形成復(fù)合體，通常厚度為100-1000微 米，優(yōu)選為125-750微米，最優(yōu)選為175-625微米。聚合物層的至少一個表6面，也就是待金屬化的表面必須是有光澤的。其它表面可以是有光澤的、 無光澤的、絲絨般光滑的或粗糙的。優(yōu)選聚合物層的兩個表面都具有光澤 飾面，這是因為這種高透明層和底下的金屬層能夠提供明亮的鏡樣外觀。金屬層包含銦、錫和銅的合金，優(yōu)選是銦-錫，最優(yōu)選是銦-錫-銅合金。較佳地，銦-錫-銅含有5-100%、更優(yōu)選85-95%的銦，1-95%、更優(yōu)選5-15 %的錫和1-15%、更優(yōu)選5-10%的銅，這些百分含量是相對于合金的重量 得到的。這些已知的合金具有合適的延展性，在潮濕環(huán)境下不會形成氧化 膜，因此，適合用于本專利技術(shù)的對聚合物層的金屬化處理。這些合金的熔點 溫度與常規(guī)成形發(fā)生的溫度接近，使得它們特別適用于制備本專利技術(shù)的成形 復(fù)合體。本專利技術(shù)復(fù)合體的保護層由聚碳酸酯氨酯樹脂的陰離子和/或非離子脂 族分散體形成。該層提供改善的耐磨性，并且促進了油墨和/或注塑樹脂對 金屬層的粘附。這種合適的分散體(在文中稱為PUD)的特征是固體含量約為20-60%， 優(yōu)選為30-50%，更優(yōu)選為33-37%，在25°C的粘度為10-3000 cps，優(yōu)選為 0-1000，更優(yōu)選為20-400; pH為6-12，優(yōu)選為7-9，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為-65°〇 至-25。C，優(yōu)選為本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種可成形多層復(fù)合體，其依次包括透明聚合物層、金屬層和保護層，所述聚合物層包括選自以下第一組的至少一種聚合物：聚碳酸酯、ＰＥＴＧ、ＰＣＴＧ、ＰＭＭＡ、聚苯乙烯和聚氨酯；所述金屬層含有選自以下第二組的至少一種金屬：鈦、鋁、銅、銀、鉻、鋯、錫、銦和它們的合金；所述保護層含有基于選自以下第三組的至少一種物質(zhì)的水性脂族聚氨酯分散體：聚碳酸酯多元醇和聚醚多元醇。

【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：PJ格里芬，SG史密斯，AS懷利，KK施瓦茨，PD施米特，LK金丁，WA科索，
申請(專利權(quán))人：拜爾材料科學(xué)有限公司，謝菲爾德整形外科股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：US[美國]