CN101621897B - 一种具有金属层的壳体 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种具有金属层的壳体，该壳体包括壳体基材和位于所述壳体基材表面之上的金属层，其中，该壳体还包括软质涂层，所述金属层位于壳体基材和软质涂层之间。本发明提供的具有金属层的壳体具有很强的金属质感和金属光泽，且该壳体的表面较为柔软，使该壳体具有柔软的触摸感觉，并且所得到的壳体表面的光泽也很柔和。同时壳体表面还具有很好的耐划痕、耐磨和耐候性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种具有金属层的壳体。
背景技术
目前的电子产品的外壳如手机、电脑、mp3等通常是采用塑胶产品来制成的。将塑胶产品镀覆了金属膜以后会使塑胶产品表面具有金属质感和金属光泽，而为了获得色彩和图案，通常采用喷涂色漆来获得。因此，本领域中，具有金属质感的壳体通常包括壳体基材，以及依次附着在壳体基材表面的底漆涂层和金属层。
为了使塑胶产品与金属膜具有很好的附着力，需在塑胶产品的表面喷涂底漆。在现有技术中可以采用各种方法来镀覆金属膜，例如采用物理气相沉积，物理气相沉积包括蒸发镀、溅射镀和离子镀。
而镀覆了金属膜后可以喷涂面漆来获得对金属层的保护。但常规的面漆多为高光表面、且表面较硬，没有柔软的触摸感觉。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的壳体没有柔软的触摸感觉的缺陷，提供一种具有柔软的触摸感觉的具有金属层的壳体。
本发明提供了一种具有金属层的壳体，该壳体包括壳体基材和位于所述壳体基材表面之上的金属层，其中，该壳体还包括软质涂层，所述金属层位于壳体基材和软质涂层之间。
根据本发明提供的具有金属层的壳体，在基材表面附着有金属层后又附着有软质涂层，使该壳体具有很强的金属质感和金属光泽，且该壳体的表面较为柔软，使该壳体具有柔软的触摸感觉，并且所得到的壳体表面的光泽也很柔和。同时壳体表面还具有很好的耐划痕、耐磨和耐候性能。
附图说明
图1为本发明的具有金属层的壳体的示意图；
图2为本发明的具有金属层的壳体的示意图。
具体实施方式
本发明提供的具有金属层的壳体包括壳体基材和位于所述壳体基材表面之上的金属层，其中，该壳体还包括软质涂层，所述金属层位于壳体基材和软质涂层之间。
如图1所示，根据本发明提供的具有金属层的壳体包括壳体基材1，位于基材1表面之上的金属层3，和位于金属层3表面之上的软质涂层5。
所述壳体基材可以为各种基材，例如通常的电子产品所采用的塑胶材料(如聚酯、聚碳酸酯PC、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯ABS、有机玻璃PMMA、或它们之中至少两种的复合材料)或金属材料(如铝、镍、锡、铟或铟锡合金)。
上述塑胶基材可以通过各种方法制备得到，例如，可以通过将现有的各种塑胶基材裁切得到，也可以通过直接注塑成型得到。所述注塑成型的方法已为本领域技术人员所公知，例如可以通过使用住友SE180DU注塑成型机进行注塑成型，获得塑胶基材。
所述金属层可以为各种可以镀覆在所述壳体基材上的金属层，例如镍、铬、锡、铟、铟锡合金、铝或不锈钢，使本发明的壳体具有金属的质感。该金属层的形成方法可以采用各种方法，在本发明中优选采用物理气相沉积(PVD)的方法，物理气相沉积(PVD)的方法包括溅射镀膜、离子镀膜、蒸发镀膜，优选采用蒸发镀膜的方法。蒸发镀膜的方法采用常规的方法进行，例如真空度为1-8×10-3Pa，预热功率为10％-35％(占总功率的百分比)，预热时间10-25s；预熔功率25％-40％(占总功率的百分比)，预熔时间15-46s；镀膜功率30％-60％(占总功率的百分比)，镀膜时间为15-25s。
所述软质涂层可以为橡胶漆涂层，该涂层触摸起来比普通的面漆涂层柔软很多，可以使本发明的壳体获得柔软的触摸感觉。本发明采用橡胶漆的涂层作为软质涂层，该橡胶漆的涂层可以采用本领域技术人员公知的方法涂覆形成。
所述橡胶漆采用本领域技术人员公知的橡胶漆，例如橡胶漆的主要成分为弹性树脂，该弹性树脂可以为带羟基的直链聚酯树脂和/或聚氨酯弹性体改性的聚酯树脂。橡胶漆可采用例如型号为Akzo 822-CJS-1027的橡胶漆，稀释剂为Akzo 480-XSG-C1010，固化剂为Akzo 822-JSG-1040，将橡胶漆、稀释剂和固化剂按照100∶20∶22的体积比混合，涂覆后在80-100℃下烘烤5-8小时固化，或者避免紫外光照射的条件下放置两个星期使橡胶漆完全固化。所述涂覆的方法可以采用例如喷涂的方法，喷涂的方式为自动线喷涂，喷涂条件为，线速为3-5m，8-12把喷枪，喷枪口径1.2mm，相对湿度控制在65％±15％，温度控制在21℃±3℃，流平5-10min。
根据本发明提供的带装饰层的壳体，优选情况下，所述金属层的厚度为20-60微米、更优选40-50微米，所述软质涂层的厚度为30-60微米、更优选35-50微米。
根据本发明提供的带装饰层的壳体，优选情况下，为了使所述壳体基材与所述金属层之间具有更好的附着力，如图1所示，在所述壳体基材1的表面还附着有底漆涂层2，所述底漆涂层2可以采用各种底漆涂料来形成，本发明优选采用UV固化涂料。优选情况下，所述底漆涂层的厚度为12-18微米、优选为12-14微米。
涂覆底漆涂料的方法可以采用常规的各种方法，例如喷涂的方法。喷涂的具体过程为本领域技术人员所公知，例如该具体过程包括将壳体基材清洗干净之后依次进行喷涂、流平、红外加热烘烤和UV固化。
所述清洗的步骤是本领域技术人员公知的，例如进行超声波清洗、手工清洗和静电除尘。
所述喷涂按照常规的方法及条件进行，例如，底漆涂料可采用型号为Akzo 970-CJS-1130的产品，稀释剂为Akzo 480-XJS-1174，混合至涂料粘度为7-9S，喷涂湿度为40-70％RH，喷涂温度为18-25℃。
所述流平是使壳体基材表面的涂料分布均匀一致，采用常规的方法和条件进行，例如流平时间在5-10分钟。
所述红外加热烘烤采用常规的方法和条件，例如在温度为40-60℃的条件下烘烤5-15分钟。
所述UV固化采用常规的方法和条件，例如在UV能量的照射下固化，UV能量为1200-1800mJ/cm2，UV固化强度为250-450mW/cm2，固化时间为1-3分钟。
进一步优选情况下，如图1所示，本发明提供的具有金属层的壳体还包括位于所述金属层表面的中漆涂层4。优选情况下，所述中漆涂层的厚度为10-16微米、优选为12-14微米。
采用附着在金属层表面的中漆涂层4可以提高金属层与软质涂层之间的附着力，从而增强壳体的整体附着力，同时还可达到调色的目的。该中漆涂层4可以为透明的，也可以为半透明的。该中漆涂层可采用各种已知的方法来形成，所述中漆涂料可采用各种中漆涂料，本发明中采用单组分涂料，例如Akzo 820-CJS-1032，稀释剂为Akzo 480-XJS-1007，混合至涂料粘度为8-9S，喷涂后在70-90℃下烘烤5-15min固化。中漆涂料可以选用各种所需要的颜色，以丰富本发明壳体的色彩。
根据本发明提供的具有金属层的壳体，可以在壳体基材上同时实现金属质感、金属光泽和柔软的触摸感觉，因此提升了使用该壳体的产品的品质和价值。
根据本发明提供的具有金属层的壳体，在优选情况下，如图2所示，该壳体还包括设置在所述中漆涂层和软质涂层之间的抗氧化层6，可以增强金属层的抗氧化能力，使得本发明的具有金属层的壳体具有非常好的耐候性能。所述抗氧化层可以为二氧化硅膜层、氮化硅膜层、氧化硅膜层，本发明采用氧化硅膜层作为抗氧化层。氧化硅膜层可以采用产品型号为EVMSIO-1065T的美国科特莱思科产品来形成。
根据本发明提供的具有金属层的壳体，在优选情况下，所述抗氧化层的厚度为5-10纳米。
根据本发明提供的具有金属层的壳体，该壳体还具有各种优异的性能，例如附着力、抗划痕性能、耐磨性能和耐候性能均很优异，如附着力百格试验测试可以达到0级(共有0、1、2、3、4和5级，0级最好)，抗划痕性能可以达到10N，耐磨性能可以达到两小时没有超过1mm宽度的脱落，耐候性能可以达到紫外线光照72小时不变色。
实施例1
壳体基材选用聚碳酸酯(PC1414)
1、形成底漆涂层
将底漆原油(Akzo 970-CJS-1130)与稀释剂(Akzo 480-XJS-1174)以4∶1的体积比混合至粘度为8S，喷涂在清洗干净的壳体基材表面，然后在60℃下烘烤15min，接着进行紫外线固化，紫外线固化的能量为1200mJ/cm2，紫外线固化强度为450mW/cm2，得到厚为12μm的底漆涂层；
2、形成金属层
采用真空镀膜机(台北真空，TPM-1618-36V-1)在真空度为2×10-3Pa的条件下进行蒸发镀膜，靶材为锡(Sn)，得到厚度为20nm的金属层。蒸发镀的预热功率为34％(占总功率的百分比)，预热时间为25秒，预熔功率为40％(占总功率的百分比)，预熔时间为46秒，镀膜为功率46％(占总功率的百分比)，镀膜时间为25秒。
3、形成中漆涂层
将中漆原油(Akzo 820-CJS-1032)与稀释剂9Akzo 480-XJS-1007)以1∶1的体积比混合至粘度为9S，喷涂在上述形成金属层后的壳体基材上，在90℃下烘烤5min使漆层固化，得到厚为10μm的中漆涂层。
4、形成软质涂层
将面漆原油(Akzo 822-CJS-1027)和稀释剂(Akzo 480-XSG-C1010)与固化剂(Akzo 822-JSG-1040)按照100∶20∶22的体积比混合，喷涂在上述形成中漆涂层后的壳体基材上，在100℃下烘烤5小时使漆层固化，得到厚为40μm的软质涂层。
实施例2
壳体基材选用聚碳酸酯与丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂的共混物(PC+ABS)(C1200HF)
1、形成底漆涂层
将底漆原油(Akzo 970-CJS-1130)与稀释剂(Akzo 480-XJS-1174)以4∶1的体积比混合至粘度为9S，喷涂在清洗干净的壳体基材表面，然后在40℃下烘烤10min，接着进行紫外线固化，紫外线固化的能量为1600mJ/cm2，紫外线固化强度为250mW/cm2，得到厚为18μm的底漆涂层；
2、形成金属层
采用真空镀膜机(台北真空，TPM-1618-36V-1)在真空度为7×10-3Pa的条件下进行蒸发镀膜，靶材为锡(Sn)，得到厚度为40nm的金属层。蒸发镀的预热功率为20％(占总功率的百分比)，预热时间为15秒，预熔功率为30％(占总功率的百分比)，预熔时间为25秒，镀膜为功率60％(占总功率的百分比)，镀膜时间为20秒。
3、形成中漆涂层
将中漆原油(Akzo 820-CJS-1032)与稀释剂9Akzo 480-XJS-1007)以1∶1的体积比混合至粘度为7S，喷涂在上述形成金属层后的壳体基材上，在70℃下烘烤15min使漆层固化，得到厚为16μm的中漆涂层。
4、形成氧化硅涂层
将氧化硅涂料(美国科特莱思科，EVMSIO-1065T)用真空镀膜的方式在上述形成中漆涂层后的壳体基材上，得到厚为10nm的氧化硅涂层。
5、形成软质涂层
将面漆原油(Akzo 822-CJS-1027)和稀释剂(Akzo 480-XSG-C1010)与固化剂(Akzo 822-JSG-1040)按照100∶20∶22的体积比混合，喷涂在上述形成中漆涂层后的壳体基材上，在80℃下烘烤8小时使漆层固化，得到厚为60μm的软质涂层。
性能测试
上述实施例1-2制得的具有金属层的壳体触摸感觉均柔软。
1、附着力
用划格器在镀膜材料表面的镀膜上划100个1毫米×1毫米的正方形格，用美国3M公司生产的型号为600的透明胶带平整粘结在这些方格上，不留一丝空隙，然后以快速将该胶带垂直揭起，观察划痕边缘处的膜层是否有脱落。测试标准为，脱膜量在0-5％之间为5级，在5-10％之间为4级，在10-20％之间为3级，在20-30％之间为2级，在30-50％之间为1级，在50％以上为0级。
2、抗划痕性能
用划痕仪进行耐划痕性能测试，测头为直径1毫米的金刚石，测试角度为90°，分别施加1N、2N、3N……的力于被测样品表面，若一次施加10N以下的力样品橡胶漆涂层不被划穿，且施加五次10N以下的力样品的底漆涂层不被划穿，则被测样品耐刮性能合格，否则为不合格。
3、耐磨性能
将样品放入振动研磨机中连续振动研磨2小时后取出产品，观察工件的棱角和表面的膜层，如果脱落未超过1mm，则被测样品耐磨性能合格，否则未不合格。
4、耐候性能
将样品放入抗紫外循环老化机里，共测试12个循环，每个循环8小时，每循环中有4小时的条件为60℃下用波长340nm紫外光照射，另4小时的条件为在50℃下无紫外光照射。共测试72小时，之后观察工件有无颜色变化。
将实施例1-2按照上述测试方法进行测试，所得结果列于表1中。
表1
| 附着力 | 抗划痕性能 | 耐磨性 | 耐候性能 | |
| 实施例1 | 0 | 10N | 2h未脱落 | 72h轻微变色 |
| 实施例2 | 0 | 10N | 2h轻微脱落 | 72h不变色 |
从表1的测试数据可以看出，本发明的具有金属层的壳体的涂层与基材的附着力很高，该壳体的抗划痕性能、耐磨性和耐候性能均很好。
Claims (6)
1.一种具有金属层的壳体，该壳体包括壳体基材和位于所述壳体基材表面之上的金属层，其特征在于，该壳体还包括底漆涂层和软质涂层，所述底漆涂层位于所述壳体基材与所述金属层之间，所述金属层位于底漆涂层和软质涂层之间，所述金属层的厚度为20-60微米，所述软质涂层的厚度为30-60微米，所述软质涂层为橡胶漆的涂层，所述橡胶漆含有弹性树脂，所述弹性树脂为带羟基的直链聚酯树脂和/或聚氨酯弹性体改性的聚酯树脂，其中，所述金属层的形成方法为蒸发镀膜的方法，所述软质涂层的形成方法为将橡胶漆、稀释剂和固化剂按照100：20：22的体积比混合，涂覆后在80-100℃下烘烤5-8小时固化，或者避免紫外光照射的条件下放置两个星期使橡胶漆完全固化。
2.根据权利要求1所述的壳体，其特征在于，所述底漆涂层的厚度为12-18微米。
3.根据权利要求1所述的壳体，其特征在于，所述壳体还包括位于所述金属层与所述软质涂层之间的中漆涂层。
4.根据权利要求3所述的壳体，其特征在于，所述中漆涂层的厚度为10-16微米。
5.根据权利要求3所述的壳体，其特征在于，所述壳体还包括位于所述中漆涂层和软质涂层之间的抗氧化层。
6.根据权利要求5所述的壳体，其特征在于，所述抗氧化层的厚度为5-10nm。
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