[发明专利]用于嵌件模内装饰的涂布膜、使用该膜的方法和由其制得的制品

说明书

发明背景

本公开涉及可以用于模内装饰的包含UV固化组合物的涂布膜。

经由模内装饰(IMD)或嵌件模内装饰(insert mold decoration)来装饰三维制品包括在注塑周期中与熔融的基础聚合物结合将装饰膜嵌入模具中。在所述注塑周期完成之后，该装饰膜于是与熔融的基础聚合物粘结或者被其包封，从而获得具有所需装饰的注塑制品或成品部件。用于成品部件的装饰可以作为“第一表面装饰”暴露于外界和/或作为“第二表面装饰”在该装饰膜的基材与注入材料之间包封。因而，装饰膜变成该成品部件的永久固定附着物。该膜可以充当美学效果载体和/或充当基础聚合物、油墨或它们二者的保护层。术语“装饰性的”或“装饰”在本文中是指在装饰膜上印刷的美学、功能和/或信息类的表面印刷或标记，其包括例如符号、标示、设计、着色区域和/或文字数字字符。

装饰膜可以用油墨、特别是可成型的高温油墨印刷。然后可以使该膜在模具上成型为与注塑制品所需的三维形状对应的三维形状。这类工艺在Laurin等人的美国专利6,117,384中得到公开，该专利描述了其中将着色的装饰膜与在该膜后面注入的熔融树脂结合以制备永久粘结的三维部件的工艺。Honigfort的美国专利6,458,913和Lilly的美国专利6,682,805也描述了嵌件模内装饰膜和制品。Lilly描述了包含热塑膜基材的多层热塑性可印刷的膜，该基材具有层压至一个表面上的含氟聚合物，以便改善膜的双折射和其他性能、包括耐化学品性。

日益期望的是装饰膜的暴露表面耐划伤、磨损和化学侵蚀。成本合算的改善膜表面特性的方法是用提供所需性能特性的涂料涂布该膜。例如，Sabic Innovative Plastic的LEXANHP92S聚碳酸酯用适当的硬质涂层涂布，该涂层特别地用于改善抗划伤和磨损的表面耐久性。该硬质涂层在膜表面上形成典型地3-18微米的粘结的层。然而，该涂层比期望的更脆，并因此会限制该硬质涂布膜成形或压花的能力。

一种方法中，在膜生产的初始阶段期间仅仅部分地固化涂布的聚碳酸酯膜。部分固化该膜容许硬质涂层在热成型期间保持柔软和顺从以便使该膜成形。在该膜热成型并且完成IMD工艺之后，接着使得到的制品暴露于紫外(UV)光以便后固化从而实现期望的表面硬度。这种方法具有许多缺点。部分固化的膜只能暴露于特定的光照。普通的光照具有会造成该部分固化的膜过早固化的UV成分。在通过印刷、热成型和模内装饰注射步骤进行加工时，该部分固化的膜的柔软表面倾向于损坏，导致高的收率损失水平。期望的是具有已经固化的硬质涂层的膜，以便该涂布膜耐处理而且不需要特殊的光照要求。

一种可供选择的方法中，也可以使IMD三维制品经历生产后的涂布及随后的固化。然而，制造工艺中这一增加的步骤可能是昂贵、费时的而且无法提供比得上预涂布膜的涂布控制水平、均匀性和质量。生产后涂布及随后固化还可能需要特别用于特定的制品，而且一些制品由于它们的尺寸或几何形状可能需要特殊的处理要求。预涂布膜将会消除这些缺点或问题。

发明概述

公开的是涂布的热塑膜，其包含具有在其上通过施涂涂料组合物而得到的涂层的单层或多层膜基材，所述膜包含：聚合物膜基材；以及涂层，所述涂层由涂料组合物形成，所述涂料组合物包含官能度大于或等于2.5并小于等于6.0丙烯酸酯官能团的氨基甲酸酯丙烯酸酯、和具有至少一个丙烯酸酯官能团的丙烯酸酯单体；其中随后将所述涂料组合物固化；以及其中丙烯酸酯同时指丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯基团。

所述涂料组合物中可以包含任选的聚合引发剂以促进(甲基)丙烯酸酯组分的聚合。

在一种实施方案中，与所述涂层相反的聚碳酸酯膜基材的表面经历印刷(装饰)然后例如通过冷成型或热成型进行成形，从而形成三维装饰膜。在一些情况下，未成形或平坦的装饰膜是够用的。另外公开了一种特定的制造该涂布聚碳酸酯膜的方法。

另外公开了包含所述装饰膜和该装饰膜所粘结的注塑基础聚合物结构体的模塑制品。

最后，公开了模塑制品的方法，其包括将装饰膜放入模具中并且将称为基础聚合物组合物的树脂注入该装饰膜后面的模腔空间，由此使装饰膜和注塑树脂形成单一模塑部件。

发明详述