CN101633287B - 一种塑胶外壳及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种塑胶外壳，该塑胶外壳包括塑胶基材，其中，该塑胶外壳从塑胶基材的表面向外依次还包括有色膜和透明聚合物片，所述有色膜对一个波段的可见光的反射率大于对其它波段的可见光的反射率，使有色膜显示出反射率大的波段的光的颜色。本发明还提供了该塑胶外壳的制备方法。本发明的塑胶外壳即使长期使用，有色膜也不会受到磨损，能够有效地保持塑胶外壳表面的色泽统一，使得塑胶外壳的使用寿命更长。本发明的塑胶外壳的颜色具有绚丽的效果，有很高的观赏性，附加价值高。
Description
技术领域
本发明涉及一种塑胶外壳及其制备方法。
背景技术
传统的塑胶外壳为了获得颜色效果，通常是在塑胶外壳上喷涂油漆等来实现。例如，目前大多数的手机外壳仍然采用这种工艺。这种工艺虽然可以根据需要来实现各种不同的颜色，但是获得的颜色比较呆板，没有绚丽的炫彩效果，附加价值不高。而且，由这种塑胶外壳制成的产品在发生碰撞、摩擦等的情况下，有色油漆层容易磨损，甚至脱落，从而使得整个外壳颜色不统一，造成塑胶外壳美观性大幅度降低、使用寿命缩短。另外，现有技术中也有通过在所述有色油漆层表面覆盖面漆层的方法来保护该有色油漆层。但是这种面漆层一般厚度均不能太厚，厚度太厚，漆膜附着力降低，一般厚度控制在几十微米左右。这种方法虽然能在一定程度上保护有色油漆层不受磨损，在长期使用情况下，这种面漆层也容易磨损脱落。
发明内容
本发明为了克服现有技术中的塑胶外壳颜色呆板以及颜色容易脱落的缺点，提供一种颜色绚丽以及颜色不容易脱落的塑胶外壳。另外，本发明的另一目的是提供该塑胶外壳的制备方法。
本发明提供了一种塑胶外壳，该塑胶外壳包括塑胶基材，其中，该塑胶外壳从塑胶基材的表面向外依次还包括有色膜和透明聚合物片，所述有色膜对一个波段的可见光的反射率大于对其它波段的可见光的反射率，使有色膜显示出反射率大的波段的光的颜色。
本发明还提供了一种塑胶外壳的制备方法，其中，该方法包括在透明聚合物薄膜上依次形成有色膜和塑胶基材，所述有色膜对可见光中的一个波段的光高反射并对其它波段的光低反射，从而显示出被高反射的光的颜色。
本发明的塑胶外壳中，由于所述有色膜位于透明聚合物片和塑胶基材之间，而且所述透明聚合物片即使采用较大的厚度也不会影响有色膜的附着性，因此即使长期使用，有色膜也不会受到磨损，从而能够有效地保持塑胶外壳表面的色泽统一，使得塑胶外壳的使用寿命更长。本发明的塑胶外壳的颜色具有绚丽的效果，有很高的观赏性，附加价值高。另外，在塑胶外壳中具有金属层的情况下，能使得有色膜的颜色加深加亮，得到的塑胶外壳表面的颜色更加绚丽，极具观赏性。本发明的塑胶外壳可以用作手机、笔记本等产品的外壳，可以大大提高这些产品的附加价值。
具体实施方式
本发明的塑胶外壳包括塑胶基材，其中，该塑胶外壳从塑胶基材的表面向外依次还包括有色膜和透明聚合物片，所述有色膜对一个波段的可见光的反射率大于对其它波段的可见光的反射率，使有色膜显示出反射率大的波段的光的颜色。
所述有色膜一般可以由两种折射率不同的光学薄膜交替层叠而成，通过选择合适的光学薄膜的材料、控制各光学薄膜的厚度以及层数，可以使得可见光中的某个波段的光高反射，而使得该可见光中的其它波段的光低反射，从而使得肉眼观察时该有色膜显示为被高反射的波段的光的颜色。为了使得所述有色膜显示较深的颜色，所述有色膜对一个波段的可见光的反射率与对其它波段的可见光的反射率之差越大越好，优选为60％-90％，进一步优选为80％-90％。所述有色膜对一个波段的可见光的反射率优选不低于95％，对其它波段的可见光的反射率优选不高于20％，进一步优选不高于15％。所述反射率的测定方法为本领域技术人员所公知，例如可以通过分光光度计来测定得到。
本领域技术人员可以根据光学常识，通过选择折射率不同的光学薄膜的材料、各光学薄膜的厚度以及各光学薄膜的层数来使得所述有色膜显示出所希望的颜色。但是，对于光学薄膜的材料、光学薄膜的厚度以及层数的选择，在计算上比较复杂，一般可以通过计算机软件来实现上述选择，例如可以通过选用software Spectra.Inc制作的TFC光学薄膜设计软件进行设计来实现。
作为本发明的一种优选的实施方式，所述有色膜由光学薄膜A和光学薄膜B交替层叠而成，靠近所述透明聚合物片的光学薄膜为光学薄膜A，所述光学薄膜A的材料为优选为二氧化硅和/或氟化镁，所述光学薄膜B的材料优选为二氧化钛和/或氧化锆。在所述有色膜中，所述光学薄膜的厚度以及层数可以根据需要进行设定，优选所述光学薄膜A和光学薄膜B的层数各为1-8层，所述有色膜的总厚度优选为300-1600nm，各层光学薄膜的厚度优选在70-300nm的范围。在上述优选范围内，透明聚合物片与有色膜的结合力高。
所述透明聚合物片可以由任意的透明的成膜材料形成。由于该透明聚合物片作为本发明的塑胶外壳的最外层，因此，为了使得塑胶具有优良的耐磨性，所述透明聚合物片的材料优选为聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸甲酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯中的一种或几种。所述透明聚合物片的厚度优选为0.15-3毫米。
在优选情况下，本发明所述塑胶外壳还包括金属层，所述金属层位于所述塑胶基材的表面与所述有色膜之间。所述金属层可以吸收从有色膜透射的光，从而进一步减弱在反射率低的波段的光，使得有色膜显示出更为明显的反射率高的波段的光的颜色，能够使得有色膜的颜色更深更亮。同时，所述金属层本身具有的金属光泽可以配合有色膜的颜色，从而塑胶外壳显示出不同于单独的金属层和单独的有色膜所具有的外观，使得有色膜的颜色更加绚丽、具有极高的观赏价值。
所述金属层的厚度可以根据需要进行设定，优选为30-50nm。另外，所述金属层的材料优选为锡、铟、铝、锂、铬、不锈钢中的一种或几种。在上述优选范围内，最终得到的塑胶外壳的有色膜与塑胶基材的结合性更好，不容易脱落，且所述塑胶外壳的外表颜色更加绚丽。
优选情况下，该塑胶外壳还包括粘合剂层，所述粘合剂层位于所述塑胶基材的表面与所述金属层之间。在上述优选情况下，能进一步提高塑胶基材与金属层的结合性。另外，在所述塑胶外壳不包括金属层的情况下，也可以在所述有色膜上形成粘合剂层，从而提高有色膜与塑胶基材的结合性。所述粘合剂层的材料可以选用油性粘合剂或水性粘合剂，为了提高粘合效果，所述粘合剂层的材料优选为水性粘合剂，所述油性粘合剂和水性粘合剂均可以商购得到，例如，水性粘合剂可以选用Aquapress ME。另外，所述粘合剂层的厚度优选为5-15微米。
所述塑胶基材可以是各种塑胶材料，本发明优选所述塑胶基材为聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸甲酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯中的一种或几种。
本发明的塑胶外壳的制备方法包括在透明聚合物薄膜上依次形成有色膜和塑胶基材，所述有色膜对一个波段的可见光的反射率大于对其它波段的可见光的反射率，使有色膜显示出反射率大的波段的光的颜色。
所述有色膜已在上面描述，此处不再赘述。作为本发明的一种优选的实施方式，所述有色膜由光学薄膜A和光学薄膜B交替层叠而成，靠近所述透明聚合物片的光学薄膜为光学薄膜A，所述光学薄膜A的材料为优选为二氧化硅和/或氟化镁，所述光学薄膜B的材料优选为二氧化钛和/或氧化锆。在所述有色膜中，所述光学薄膜的厚度以及层数可以根据需要进行设定，优选所述光学薄膜A和光学薄膜B的层数各为1-8层，所述有色膜的总厚度优选为300-1600nm，各层光学薄膜的厚度优选在70-300nm的范围。
本发明所述光学薄膜可以通过各种方法形成。例如，可以通过物理气相沉积(PVD)的方法来形成。所述PVD方法包括真空蒸镀、溅射镀、离子镀等。上述各种方法的具体操作均为本领域技术人员所公知。
作为一种优选的方法，可以通过电子束蒸镀的方法来形成所述光学薄膜A和光学薄膜B。所述电子束蒸镀的方法为真空蒸镀中的一种。所述电子束蒸镀的方法为本领域技术人员所公知，具体可以通过电子束蒸镀机来实施。所述电子束蒸镀机可以使用现有的各种型号的电子束蒸镀机。
优选情况下，所述光学薄膜A的形成方法包括：在2×10-3-5×10-3帕的真空条件下，在35-55℃下用电子枪以8-10千瓦的功率发射电子束加热光学薄膜A的材料；所述光学薄膜B的形成方法包括：在2×10-3-5×10-3帕的真空条件下，在35-55℃下用电子枪以8-10千瓦的功率发射电子束加热光学薄膜B的材料。在上述优选情况下，有色膜的附着力更高。
优选情况下，本发明的塑胶外壳的制备方法还包括在形成塑胶基材之前，先在所述有色膜上形成金属层。所述金属层的材料优选为锡、铟、铝、锂、铬、不锈钢中的一种或几种，所述金属层的厚度优选为30-50nm。所述金属层可以通过各种方法来形成。例如可以通过PVD方法来形成。本发明优选通过电阻式蒸镀的方法来形成，所述电阻式蒸镀的方法为本领域技术人员所公知，具体可以通过电阻式蒸镀机来实施。所述电阻式蒸镀机可以使用现有的各种型号的电阻式蒸镀机。优选情况下，所述金属层的形成方法包括：在1×10-3-8×10-3帕的真空条件下，通过电阻加热金属层的材料，所述电阻加热的功率为40％-60％，所述电阻加热的功率是指电阻加热的功率占电阻式蒸镀机总功率的百分比。在上述优选情况下，金属膜的附着力更高。
所述塑胶基材可以是各种材料，优选为聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸甲酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯中的一种或几种。本发明所述塑胶基材可以通过各种方法形成，只要使得形成的塑胶基材与有色膜或金属层结合即可。优选情况下，所述塑胶基材通过注塑形成。所述注塑可以通过注塑成型机来实施，所述注塑的温度根据注塑材料的不同而不同，例如对于聚碳酸酯材料，所述注塑温度可以为200-350℃。
为了进一步提高塑胶基材与金属层的结合性，优选情况下，本发明的塑胶外壳的制备方法还包括在形成塑胶基材之前，先在所述金属层上形成粘合剂层，所述粘合剂层可以通过涂布粘合剂材料的方法来形成，所述涂布的方法可以是常规的各种涂布方法。例如，可以通过丝网印刷的方法来进行涂布，然后按照常规的方法烘干即可，所述烘干的温度可以是50-90℃，时间可以是1-20分钟。另外，在制备不包括所述金属层的塑胶外壳的情况下，也可以在所述有色膜上形成粘合剂层，然后在粘合剂层上形成塑胶基材，从而可以提高有色膜与塑胶基材的结合性。
另外，所述透明聚合物片的材料以及厚度已在上面叙述，此处不再赘述。所述透明聚合物片可以商购得到，也可以用该透明聚合物片的材料通过成膜得到。
此外，在所述透明聚合物上蒸镀有色膜时，可以按照常规蒸镀的方法，对所述透明聚合物片进行清洗，例如可以用氩气对所述透明聚合物片进行清洗。
下面通过实施例来对本发明作更详细地说明。
实施例1
本实施例说明本发明的塑胶外壳及其制备方法。
将透明聚合物片(汇丰泽科技有限公司，film OQ92S，材料为聚碳酸酯，规格为210mm×149mm×0.178mm)置于电子束蒸镀机(韩一真空，HAC-1350DA镀膜机)的真空室内，抽真空至2×0-3帕，通入氩气清洗该透明聚合物片，然后抽真空至2×0-3帕，在35℃下开始依次交替蒸镀二氧化硅层和二氧化钛层。蒸镀二氧化硅时，电子枪的功率为10千瓦，蒸镀时间为15秒，最终得到的二氧化硅层的厚度为146nm；蒸镀二氧化钛时，电子枪的功率为10千瓦，蒸镀时间为27秒，最终得到的二氧化钛层的厚度为95nm。按照上述方法，共蒸镀4层二氧化硅层和4层二氧化钛层。得到红色的有色膜，该有色膜的总厚度为850nm。通过分光光度计测定得到，该有色膜对红光(波长为650-750nm)的反射率为95％，对其它波段的光的反射率为5％。
然后在该有色膜上涂布粘合剂材料(Aquapress ME)，并在80℃下加热10分钟，得到厚度为6微米的粘合剂层。然后将涂布有粘合剂层的透明聚合物片置于注塑成型机(海天，型号100T)的注塑模内，将塑胶(汇丰泽科技有限公司，film OQ92S，材料为聚碳酸酯)注塑到该透明聚合物模的粘合剂层上，所述注塑的温度为270℃。最终得到塑胶外壳。该塑胶外壳呈绚丽的红色。
实施例2
按照实施例1的方法制备塑胶外壳，不同的是，未形成粘合剂层。最终得到塑胶外壳。该塑胶外壳中的塑胶基材与有色膜的结合性良好。该塑胶外壳呈绚丽的红色。
实施例3
按照实施例1的方法制备塑胶外壳，不同的是，在形成有色膜之后，将该透明聚合物片置于电阻式蒸镀机(腾胜公司，TS1200ZZM双门镀膜机)的真空室中，然后抽真空至3×10-3帕。将金属层材料锡预热15秒，并预熔18秒，然后以47％的功率镀膜18秒，得到厚度为30nm的锡层。然后在该锡层上形成与实施例1相同的粘合剂层。最终制得塑胶外壳。该塑胶外壳呈绚丽的深红色，而且具有亮丽的金属光泽。
实施例4
按照实施例3的方法制备塑胶外壳，不同的是，未形成粘合剂层。最终得到塑胶外壳。该塑胶外壳中的塑胶基材与金属层的结合性良好。该塑胶外壳呈绚丽的深红色，而且具有亮丽的金属光泽。
实施例5
按照实施例1的方法制备塑胶外壳，不同的是，在形成有色膜之后，将该透明聚合物片置于电阻式蒸镀机(腾胜公司，TS1200ZZM双门镀膜机)的真空室中，然后抽真空至5×10-3帕。将金属层材料铟预热15秒，并预熔18秒，然后以55％的功率镀膜25秒，得到厚度为50nm的铟层。然后在该锡层上形成与实施例1相同的粘合剂层。最终制得塑胶外壳。该塑胶外壳呈绚丽的深红色，而且具有亮丽的金属光泽。
实施例6
按照实施例3的方法制备塑胶外壳，不同的是，将透明聚合物片(汇丰泽科技有限公司，film OQ92S，材料为聚碳酸酯，规格为210mm×149mm×1mm)置于电子束蒸镀机(韩一真空，HAC-1350DA镀膜机)的真空室内，抽真空至2×0-3帕，通入氩气清洗该透明聚合物片，然后抽真空至2×0-3帕，在55℃下开始依次交替蒸镀二氧化硅层和二氧化钛层。蒸镀二氧化硅时，电子枪的功率为8千瓦，蒸镀时间为10秒，最终得到的二氧化硅层的厚度为65nm；蒸镀二氧化钛时，电子枪的功率为8千瓦，蒸镀时间为12秒，最终得到的二氧化钛层的厚度为40nm。按照上述方法，共蒸镀3层二氧化硅层和3层二氧化钛层。得到蓝色的有色膜，该有色膜的总厚度为380nm。该塑胶外壳呈绚丽的蓝色。通过分光光度计测定得到，该有色膜对蓝光(波长为450-480nm)的反射率为95％，对其它波段的光的反射率为10％。
实施例7
按照实施例3的方法制备塑胶外壳，不同的是，将透明聚合物片(汇丰泽科技有限公司，film OQ92S，材料为聚碳酸酯，规格为210mm×149mm×2mm)置于电子束蒸镀机(韩一真空，HAC-1350DA镀膜机)的真空室内，抽真空至2×0-3帕，通入氩气清洗该透明聚合物片，然后抽真空至2×0-3帕，在40℃下开始依次交替蒸镀氟化镁层和二氧化钛层。蒸镀氟化镁时，电子枪的功率为8千瓦，蒸镀时间为18秒，最终得到的氟化镁层的厚度为120nm；蒸镀二氧化钛时，电子枪的功率为10千瓦，蒸镀时间为11秒，最终得到的二氧化钛层的厚度为38nm。按照上述方法，共蒸镀3层氟化镁层和3层二氧化钛层。得到紫色的有色膜，该有色膜的总厚度为320nm。该塑胶外壳呈绚丽的紫色。通过分光光度计测定得到，该有色膜对蓝光(波长为400-450nm)的反射率为98％，对其它波段的光的反射率为9％。
实施例8
按照实施例1的方法制备塑胶外壳，不同的是，所述透明聚合物片的材料为聚甲基丙烯酸甲酯(汇丰泽科技有限公司)，注塑用的塑胶为聚甲基丙烯酸甲酯(汇丰泽科技有限公司)。最终得到塑胶外壳。该塑胶外壳呈绚丽的红色。
实施例9
按照实施例1的方法制备塑胶外壳，不同的是，所述透明聚合物片的材料为聚对苯二甲酸乙二醇酯(汇丰泽科技有限公司)，注塑用的塑胶为聚甲基丙烯酸甲酯(汇丰泽科技有限公司)。最终得到塑胶外壳。该塑胶外壳呈绚丽的红色。
Claims (20)
1.一种塑胶外壳，该塑胶外壳包括塑胶基材，其特征在于，该塑胶外壳从塑胶基材的表面向外依次还包括有色膜和透明聚合物片，所述有色膜对一个波段的可见光的反射率大于对其它波段的可见光的反射率，使有色膜显示出反射率大的波段的光的颜色。
2.根据权利要求1所述的塑胶外壳，其中，所述有色膜对一个波段的可见光的反射率与对其它波段的可见光的反射率之差为60％-90％。
3.根据权利要求2所述的塑胶外壳，其中，所述有色膜对一个波段的可见光的反射率不低于95％，对其它波段的可见光的反射率不高于20％。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的塑胶外壳，其中，所述有色膜由光学薄膜A和光学薄膜B交替层叠而成，靠近所述透明聚合物片的光学薄膜为光学薄膜A，所述光学薄膜A的材料为二氧化硅和/或氟化镁，所述光学薄膜B的材料为二氧化钛和/或氧化锆。
5.根据权利要求4所述的塑胶外壳，其中，所述光学薄膜A和光学薄膜B的层数各为1-8层，且所述有色膜的总厚度为300-1600nm。
6.根据权利要求1所述的塑胶外壳，其中，该塑胶外壳还包括金属层，所述金属层位于所述塑胶基材的表面与所述有色膜之间。
7.根据权利要求6所述的塑胶外壳，其中，所述金属层的材料为锡、铟、铝、锂、铬、不锈钢中的一种或几种，所述金属层的厚度为30-50nm。
8.根据权利要求6所述的塑胶外壳，其中，该塑胶外壳还包括粘合剂层，所述粘合剂位于所述塑胶基材的表面与所述金属层之间，所述粘合剂层的材料为水性粘合剂。
9.根据权利要求1所述的塑胶外壳，其中，所述透明聚合物片的材料为聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸甲酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯中的一种或几种，所述透明聚合物片的厚度为0.15-3毫米。
10.根据权利要求1所述的塑胶外壳，其中，所述塑胶基材为聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸甲酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯中的一种或几种。
11.权利要求1所述的塑胶外壳的制备方法，其特征在于，该方法包括在透明聚合物片上依次形成有色膜和塑胶基材，所述有色膜对一个波段的可见光的反射率大于对其它波段的可见光的反射率，使有色膜显示出反射率大的波段的光的颜色。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述有色膜由光学薄膜A和光学薄膜B交替层叠而成，靠近所述透明聚合物片的光学薄膜为光学薄膜A，所述光学薄膜A的材料为二氧化硅和/或氟化镁，所述光学薄膜B的材料为二氧化钛和/或氧化锆。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述光学薄膜A和光学薄膜B的层数各为1-8层，且所述有色膜的总厚度为300-1600nm。
14.根据权利要求12或13所述的方法，其中，所述光学薄膜A和光学薄膜B均通过电子束蒸镀的方法形成；所述光学薄膜A的形成方法包括：在2×10-3-5×10-3帕的真空条件下，在35-55℃下以8-10千瓦的功率发射电子束加热光学薄膜A的材料；所述光学薄膜B的形成方法包括：在2×10-3-5×10-3帕的真空条件下，在35-55℃下以8-10千瓦的功率发射电子束加热光学薄膜B的材料。
15.根据权利要求11所述的方法，其中，该方法还包括在形成塑胶基材之前，先在所述有色膜上形成金属层。
16.根据权利要求11或15所述的方法，其中，所述塑胶基材通过注塑形成。
17.根据权利要求15所述的方法，其中，所述金属层的材料为锡、铟、铝、锂、铬、不锈钢中的一种或几种，所述金属层的厚度为30-50nm。
18.根据权利要求16所述的方法，其中，所述塑胶基材为聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸甲酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯中的一种或几种，所述注塑的温度为200-350℃。
19.根据权利要求15所述的方法，其中，该方法还包括在形成塑胶基材之前，先在所述金属层上形成粘合剂层，所述粘合剂层的材料为水性粘合剂。
20.根据权利要求11所述的方法，其中，所述透明聚合物片的材料为聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸甲酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯中的一种或几种，所述透明聚合物片的厚度为0.15-3毫米。
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2008
- 2008-07-23 CN CN 200810134248 patent/CN101633287B/zh active Active
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