木紋熱轉(zhuǎn)印粉末涂料配方及工藝探討

　　熱轉(zhuǎn)印技術(shù)很早就應(yīng)用于織物轉(zhuǎn)移印花生產(chǎn)，隨著科技飛速發(fā)展，熱轉(zhuǎn)印技術(shù)應(yīng)用越來越廣泛。熱轉(zhuǎn)印分熱壓轉(zhuǎn)印型和熱升華轉(zhuǎn)印型，本文探討的是在粉末行業(yè)流行的熱升華轉(zhuǎn)印。將精美圖案轉(zhuǎn)印到粉末涂料涂層之上從而改變金屬表面形成木紋效果或其它圖案成為當(dāng)下流行趨勢(shì)，這一綠色環(huán)保技術(shù)的應(yīng)用改變了人們對(duì)實(shí)木的依賴，減少了對(duì)森林的過度砍伐。該技術(shù)由包括聽特瑪在內(nèi)的意大利粉末聚酯樹脂生產(chǎn)商，粉末涂料生產(chǎn)商，噴涂廠和用戶根據(jù)市場(chǎng)對(duì)流行趨勢(shì)的追求于上世紀(jì)90年代共同研發(fā)，并成功應(yīng)用于型材和各種基材上。圖1展示了熱轉(zhuǎn)印樹脂的研發(fā)及發(fā)展歷程。

　　1熱轉(zhuǎn)印技術(shù)基礎(chǔ)

　　1.1木紋熱轉(zhuǎn)印工藝

　　將熱升華染料油墨印刷至轉(zhuǎn)印紙或轉(zhuǎn)印膜，然后將轉(zhuǎn)印膜/紙的圖案通過真空、熱和壓力的共同作用轉(zhuǎn)印至粉末涂層之上。

　　1.2升華/凝華

　　升華是物質(zhì)從固體直接相變成氣體的改變過程，凝華是物質(zhì)從氣體直接相變成固體的改變。高溫使固體染料升華并脫離轉(zhuǎn)印紙或膜滲透進(jìn)入粉末涂層結(jié)構(gòu)中，升華后染料從氣體經(jīng)冷卻凝華成固體狀態(tài)，從而成為粉末涂層的一部分。

　　1.3染料油墨

　　固體油墨在加熱條件下升華成為氣體，且可以在冷卻下再次轉(zhuǎn)變成固體。

　　1.4轉(zhuǎn)印紙或轉(zhuǎn)印膜

　　圖案設(shè)計(jì)，印刷和轉(zhuǎn)印重現(xiàn)的載體。

　　1.5基材

　　能抵御200℃的金屬或其它基材，包括陶瓷、玻璃和高低光粉末噴涂裝飾基材。

　　2熱轉(zhuǎn)印的應(yīng)用

　　哪里有外表改變需求，哪里就有轉(zhuǎn)印。根據(jù)市場(chǎng)細(xì)分，粉末熱轉(zhuǎn)印被廣泛應(yīng)用于建筑，交通，一般工業(yè)和家電領(lǐng)域，諸如門窗、車庫，裝飾天花，商店固定裝置，貨架，展示柜，臺(tái)板，遮陽蓬，長凳，桌椅，裝飾平臺(tái)，扶手，家電，廚具，冰箱，燒烤設(shè)備，鐘，陽光房和豪華游艇內(nèi)飾等。詳細(xì)概覽見圖2。

　　3粉末涂料升華熱轉(zhuǎn)印機(jī)理及影響因素探討

　　3.1轉(zhuǎn)印機(jī)理及工藝流程

　　通常物質(zhì)分為四種狀態(tài)，即固、液、氣和等離子態(tài)，圖3描述了相態(tài)之間的轉(zhuǎn)換，升華熱轉(zhuǎn)印是利用染料油墨的升華和凝華實(shí)現(xiàn)染料分子從轉(zhuǎn)印紙或轉(zhuǎn)印膜至承印物粉末涂層的滲透遷移，從而實(shí)現(xiàn)圖案的轉(zhuǎn)印，形成木紋或其它期望效果。圖4給出了轉(zhuǎn)印的工藝過程。

　　3.2影響轉(zhuǎn)印的因素

　　轉(zhuǎn)印的效果好壞取決于多種因素，應(yīng)重點(diǎn)考慮基材的預(yù)處理，粉末涂料及其固化程度，轉(zhuǎn)印膜對(duì)基材的包覆程度，轉(zhuǎn)印溫度，圖案設(shè)計(jì)和油墨質(zhì)量等，以下著重探討樹脂，油墨和配方的影響。

　　3.3樹脂對(duì)熱轉(zhuǎn)印的影響

　　樹脂作為應(yīng)用背后的重要化學(xué)因素很大程度上決定了的性能。特別設(shè)計(jì)的高性能功能樹脂具有以下特點(diǎn)。好的樹脂制成熱轉(zhuǎn)印粉末涂料，轉(zhuǎn)印時(shí)，應(yīng)具易撕紙，精 確重現(xiàn)，高清晰，高度穩(wěn)定的光澤控制，優(yōu)異的耐化學(xué)品和耐候性，全面的穩(wěn)定性能使工藝更簡單，非揮發(fā)的技術(shù)，極其優(yōu)異的流平滑，高交聯(lián)密度，符合嚴(yán)苛的Qualicoat和GSB標(biāo)準(zhǔn)要求等。具體到樹脂參數(shù)，應(yīng)具有較高酸值或羥值。

　　3.4染料油墨對(duì)轉(zhuǎn)印效果的影響

　　染料油墨進(jìn)入涂層深度決定圖案品質(zhì)和穩(wěn)定性，同時(shí)，染料油墨也很大程度影響木紋或其它轉(zhuǎn)印效果的色彩飽滿度，色牢度和保色時(shí)間。通過對(duì)轉(zhuǎn)印樣板切面的分析發(fā)現(xiàn)，油墨進(jìn)入粉末涂層深度50％左右；轉(zhuǎn)印圖案飽滿度達(dá)到佳較。當(dāng)然，眾多其它因素也影響轉(zhuǎn)印圖案品質(zhì)。

　　3.5熱轉(zhuǎn)印粉末涂料配方

　　在熱轉(zhuǎn)印的初期研發(fā)階段，歐洲粉末涂料工程師將羥端基聚酯樹脂和異氰酸酯固化劑作為熱轉(zhuǎn)印，而高低羥一步法擠出成為經(jīng)典低光方案，其具有光澤低，飽滿度高且具光滑手感。如聽特瑪Albester Silky Matt 3115（290羥值）和Albester Silky Matt 3225/3600/3120（約50羥值），隨著轉(zhuǎn)印技術(shù)被中國粉末工程師們學(xué)習(xí)和使用后，在中國廣東，熱轉(zhuǎn)印技術(shù)如雨后春筍般發(fā)展壯大，并形成了中國粉末轉(zhuǎn)印技術(shù)，其中以高酸值戶外聚酯和中羥羥端基聚酯與聚氨酯固化劑及TGIC固化較為流行，如聽特瑪Albester Silky Matt 5900（90:10TGIC）/Albester 3310（110羥值），該體系結(jié)合了TGIC體系和聚氨脂體系的優(yōu)點(diǎn)，高交聯(lián)密度，易撕紙，高飽滿度，轉(zhuǎn)印后木紋栩栩如生。另外，非常具有創(chuàng)新精神的中國粉末工程師們又開發(fā)了肌膚木紋，GMA體系和超耐候木紋等。

　　3.6超耐候熱轉(zhuǎn)印

　　隨著木紋轉(zhuǎn)印的發(fā)展，越來越多木紋型材應(yīng)用于戶外，強(qiáng)烈的紫外線時(shí)刻考驗(yàn)著木紋的耐候品質(zhì)，同時(shí)，歐洲的Qualideco也對(duì)于木紋粉末涂料和木紋轉(zhuǎn)印引入了認(rèn)證，要求粉末涂層達(dá)到等級(jí)2超耐候。意大利的幾家轉(zhuǎn)印膜（紙）生產(chǎn)商也加大了對(duì)超耐候轉(zhuǎn)印膜的研發(fā)。聽特瑪推出系列了超耐候聚酯方案，如Albester 6140（93:7TGIC超耐候），Albester Silky Matt 6520/6580（TGIC/HAA雙體系低光超耐候）和AlbesterSilkyMatt6615/6620（聚氨酯高低羥低光超耐候）均能滿足Qualideco/Qualicoat粉末涂層等級(jí)2要求，圖6給出了部分產(chǎn)品佛羅里達(dá)暴曬結(jié)果。目前，在轉(zhuǎn)印膜領(lǐng)域，僅部分顏色轉(zhuǎn)印膜可達(dá)到超耐候等級(jí)2要求，尚需上游升華轉(zhuǎn)印油墨生產(chǎn)商攻克所有流行色系的等級(jí)2耐候要求。

　　3.7升華熱轉(zhuǎn)印的品質(zhì)保證

　　昕特瑪產(chǎn)品或產(chǎn)品系列的推出都必須經(jīng)過嚴(yán)格的試驗(yàn)和檢測(cè)研究，包括理化性能/撕紙/加速老化等性能。而光學(xué)顯微鏡和3D原子力顯微鏡被用來定性和定量測(cè)試以驗(yàn)證產(chǎn)品符合設(shè)計(jì)和應(yīng)用要求，其對(duì)研究聚氨酯一步法低光效果具有重要意義。

　　4結(jié)語

　　特瑪戰(zhàn)略支持木紋轉(zhuǎn)印，投入大量資源研發(fā)木紋轉(zhuǎn)印樹脂方案，推出了系列木紋轉(zhuǎn)印方案涵蓋了聚氨酯一步法低光/半光體系，TGIC&HAA固化體系，并力推木紋轉(zhuǎn)印產(chǎn)品的內(nèi)在品質(zhì)升級(jí)滿足戶外耐候應(yīng)用，超耐候木紋應(yīng)運(yùn)而生。