CN102021612B - 用于形成图案的多孔电铸壳及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了用于形成纹路图案的多孔电铸壳及其制造方法。该方法包括：将纤维植入负型聚硅氧烷铸件的形成有图案的表面的步骤；在负型聚硅氧烷铸件的形成有图案的表面上涂覆、层压并固化环氧树脂以及在环氧心轴脱模期间将纤维从负型聚硅氧烷铸件转移至环氧心轴的步骤；在环氧心轴的形成有图案的表面上形成导电薄膜并使形成有图案的表面导电的步骤；使具有导电薄膜的纤维从环氧心轴表面除去的步骤；通过将电铸金属电沉积在导电薄膜上而形成电沉积层，同时由于纤维的除去而在孔位置处产生并生长微孔的步骤；以及使具有微孔的电沉积层从环氧心轴脱模的步骤。通过公开的方法，能够对微孔的直径和分布进行简单而有效的精确控制。

Description

用于形成图案的多孔电铸壳及其制造方法
发明背景
1.发明领域
本发明涉及用于形成图案的多孔电铸壳及其制造方法，更具体地，本发明涉及用于形成图案的多孔电铸壳及其制造方法，以使得能够经济地并有效地制造具有精细纹路的表皮材料或注射模塑制品，其用于高质量表皮材料的整模造型(one-piece molding)，以通过期望形状的各种图案提供具有精细纹路的特定三维立体合成树脂产品的弯曲表面，从而增强情感品质。
在本发明的用于形成图案的多孔电铸壳的制造方法中，能够根据电铸壳的不同弯曲形状，通过使用纤维在电铸壳上形成孔来简单、经济、有效并精确地控制孔的整体或局部形成位置、形状、密度和直径。
2.现有技术说明
随着生活水平的提高和工业的发展，消费者最近已表现出逐渐将产品外观中示出的感官质量(例如颜色或纹路)和产品自身功能视为重要购买标准的趋势。
根据这样的趋势，目前塑料模塑技术及其设备正日益发展。此外，由于在车辆制造领域和信息技术(IT)领域，需要成本降低和高附加值，已经提出多种模内(in-mold)成形方法和多组分共注方法，并且它们的应用范围已经快速扩张。
模内成形方法表示一类成形方法，其中，在将产品模塑的同时，在一个模内应用诸如标记、层压、涂漆、涂装、焊接、表面保护、装饰、组装、转移印刷、激光切割、等离子体加工、喷雾活化(sprayactivation)或微构造(micro-structuring)的多种技术。此外，根据所应用的技术的种类，可以将模内成形方法分成模内层压(IML)、模内装饰(IMD)、模内涂装(IMC)、模内转印(IMT)等。
同时，在多组分共注方法中，通过将不同种类或颜色的聚合物模塑材料互相组合并通过使用一种或多种模塑机器和特定的模塑系统，通过单一工艺制模塑的物品。该方法代表性地包括夹层模制、重叠模制等。如上所述的两种强功能性和高效注射模塑方法并非彼此独立的。实际上，在多种情况下，将两种方法互相重叠地采用。
将高质量表皮材料的整模造型应用于多种物品，例如仪表面板(panel)或仪表盘(board)、手套箱、控制台、下盖、支柱、门内面板、气囊盖面板等。此外，该方法的实例可以包括：模内注射压缩成形方法(in-mold injection compression forming method)，其中将热塑性聚烯烃橡胶(TPO)膜(约0.7mm)和发泡层(约3.0mm)用作用于提供纹路图案和柔软感觉的表面装饰层的表皮材料，并将聚丙烯复合材料用作基底，通过机器人将预成形的TPO表皮层安装在塑模内，并作为单一过程同时进行发泡和图案装饰过程及模塑过程；模内修剪层压方法(in-mold trimming lamination method)，其中将进行了激光切割后的表皮材料在塑模内进行修剪，借此省略处理后修剪过程；处理后不期望杂交方法(post-process-unwanted hybridizing method)，其中将热塑树脂的注射模塑和聚氨酯的反应模塑应用于高档机动车的板材装饰边(sheet trim)，从而提供优异的柔软接触效果和高耐刮伤性和高UV抗性；地毯表面装饰整体模塑方法，其中对于地毯表皮材料的内部材料，将作为单一过程进行地毯层压材料的预成形和压缩模塑，而不进行地毯表皮材料的预成形过程，从而降低工艺数目；以及多级箝位控制注射压缩模塑方法，其中在表皮材料是泡沫材料的情况下，通过打开塑模而将表皮材料置于塑模内，并进行低压模制，随后将塑模压缩并重新打开以将表皮材料的厚度恢复至接近其原始厚度。
在本文中，在采用具有诸如天然或人造皮革纹路图案的特定立体图案的表皮材料的模内成形中，因为表皮材料对情感品质有影响，这已经成为为表皮材料提供预定的立体图案并将其预成形为预定的三维形状的重要问题。这样的预成形方法的实例可以包括正型(雄型)真空成形方法、负型(雌型)真空成形方法、聚氨酯喷雾方法以及涂凝模塑(slush molding)方法。
图9是例示用于将表皮材料预成形为装饰层的常规通用负型真空成形方法的模拟图。在该方法中，将包括具有形成有纹路图案的表面20a的电沉积层20以及形成于其中的多个微孔21的多孔电铸壳1’安装于在中心具有减压抽吸孔41的下部塑模40上。随后，将未形成有纹路图案的平滑热塑性聚烯烃(TPO)板材35通过预热来软化，与多孔电铸壳1’接触，并通过上部塑模50进行挤压的同时进行减压抽吸。因此，在为板材提供纹路图案的同时，将板材预成形。
因此，由于上述负型真空成形方法通常采用多孔电铸壳1’，则其优势在于纹路的表现精确性(纹路轮廓的清晰度)高，几乎不发生纹路的局部消失，纹路的形变被最小化，纹路的位置和方向有规则，并且生产率和经济效率高。因此，该方法被广泛地应用于制造具有装饰层的表皮材料。
在采用具有诸如纹路图案的特定立体图案的表皮材料的模内成形方法中，可以应用上述负型真空成形方法。在下文中，将描述要被应用于表皮材料的预成形的多孔电铸壳1’的常规制造方法，特别是多孔镍电铸壳、多孔电铸壳1’以及表皮材料的成形方法。
日本专利特许公开HEI 05-156486(公开于1993年6月22日)公开了用于制造多孔电铸塑模的方法，其中在心轴表面的银镜导电膜上形成孔。在该方法中，由于电铸塑模脱模期间的孔处理导致的在壳的前侧形成毛刺，则问题在于要求用于除去毛刺的附加过程。
日本专利特许公开HEI 02-225687(公开于1990年9月7日)公开了用于制造透气多孔电铸塑模的方法，其包括以下步骤：将短纤维静电种植在心轴表面的银镜导电膜上；形成第一电铸层，将短纤维的基础包埋在其中；将第二电铸层堆成层以从短纤维的前端产生并生长通孔；使第一和第二电铸层从心轴剥落；以及除去短纤维。该方法要求附加的静电纵列种植设备，根据短纤维长度控制的两步电铸工序以及通过燃烧和/或溶剂溶解除去短纤维的工序，由此该方法具有低生产率和低经济效率。
此外，日本专利特许公开HEI 6-25885(公开于1994年2月1日)公开了多孔电铸塑模及其制造方法。在该方法中，在具有排出孔的电铸掩膜上形成具有多个第一通孔的第一电铸层，在其上附着可燃的第一网状构件，并在其上形成具有与第一通孔联通的第二通孔的第二电铸层，同时通过气体供给装置将氮气供给至第一通孔。随后，当将该过程进行至少一次以后，将电铸掩膜分离，并将第一网状构件加热并除去，从而形成与多个通孔互相横向联通的网状通孔。该方法的缺点还在于由工艺复杂导致的低生产率和低经济效率，并且其未涉及电铸壳中通孔密度的局部控制。
此外，日本专利特许公开HEI 9-249987(公开于1997年9月22日)公开了用于制造多孔电铸框架的方法，其中将无孔的电铸框架的表面层电铸；通过激光、电子束、离子束、放电或钻孔形成具有窄的和预定的直径的微直孔；以及通过电铸使得从微直孔末端延伸直径扩大的孔，由此即使通过长时间的表面摩擦，孔直径也能够不扩大。该方法的优势在于理论上可以控制微直孔的直径和整体/局部密度，但其缺点是多个微直孔的物理处理非常复杂、不经济并且费时，因此实际上，该方法是完全无效率的。
发明概述
因此，做出本发明以解决现有技术中存在的上述问题，并且本发明的第一目的是提供用于形成图案的多孔电铸壳及其制造方法，其中根据电铸壳的不同弯曲形状能够整体地或部分地简单、经济、有效并精确地控制在三维电铸壳上形成的微孔的直径、形成位置和密度。
除了第一目的以外，本发明的第二目的是提供制造形成图案的多孔电铸壳的方法，从而用于经济且有效地表达注射模塑制品表面上细微、锐利且精确的质地。
本发明的第三目的是提供根据第一和第二目的的制造方法制造的形成图案的多孔电铸壳，特别是形成图案的多孔镍电铸壳。
根据本发明的一个方面，提供了制造用于形成图案的多孔电铸壳的方法，所述方法包括：将纤维植入负型聚硅氧烷铸件的形成有图案的表面的纤维植入步骤；在负型聚硅氧烷铸件的形成有图案的表面上涂覆、层压并固化环氧树脂以及在环氧心轴脱模期间将纤维从负型聚硅氧烷铸件转移至环氧心轴的环氧心轴制造步骤；在环氧心轴的形成有图案的表面上形成导电薄膜并使形成有图案的表面导电的导电薄膜成形步骤；将具有导电薄膜的纤维从环氧心轴表面除去的纤维除去步骤；通过将电铸金属电沉积在导电薄膜上而形成电沉积层，同时由于纤维的除去而在孔位置处产生并生长微孔的电铸步骤；以及使具有微孔的电沉积层从环氧心轴脱模的多孔电铸壳脱模步骤。
优选地，被植入至负型聚硅氧烷铸件的形成有图案的表面中的纤维的总长度可以为5mm至15mm。
优选地，可以将从负型聚硅氧烷铸件转移至环氧心轴的纤维植入环氧心轴的深度为2mm至4mm。
优选地，纤维直径可以为0.05mm至0.30mm。
优选地，在电铸步骤中，可以将高度比环氧心轴最大高度大20mm至30mm并具有形成于其中的多个孔的阻断壁(blocking wall)以箱型置于环氧心轴的前/后/左/右侧和上部，从而防止气泡通过电铸液的流动速度而分离。
优选地，在电铸步骤中，将环氧心轴浸入电镀液中，随后在1至2小时后电铸，从而增强具有导电薄膜的环氧心轴和电镀液之间的粘合。
优选地，在电铸步骤中，最初将其在0.5A/d m2至0.8A/d m2的电流中电沉积2小时至5小时，随后使电流每10分钟增加0.05A/d m2至0.2A/d m2直至达到1.2A/d m2至2.5A/d m2，随后将其连续电沉积5天至10天，或从开始的5天至10天内连续保持1.2A/d m2至2.5A/dm2。
优选地，电沉积层可以由镍、铜或黄铜制成。
优选地，在将纤维植入负型聚硅氧烷铸件的形成有图案的表面之前，实施释放处理步骤。
优选地，多孔电铸壳具有多个微孔并且至少95％的微孔的前侧开口直径在由纤维形成的孔直径的±0.02mm的误差范围内。
在本发明的形成图案的多孔电铸壳的制造方法中，将纤维转移成导电的，随后将其除去以进行电铸，从而根据电铸壳的不同弯曲形状能够整体地或部分地简单、经济、有效并精确地控制微孔的直径、形成位置和密度。因此，在使高质量表皮材料的表面即表皮片或膜或塑料模制产品形成有预定图案时，当微孔被用作减压抽吸孔或放气孔时，能够以这样的方式有效并经济地获得预定图案：其图案具有规则的位置、规则的方向、锐利的半径和最小化的变形。
附图简述
由以下详细描述并结合附图，本发明的上述及其它目的、特征和优势将而变得更明显，其中：
图1a至1i为依顺序例示本发明的制造用于形成图案的多孔电铸壳的方法的图；
图2为示出本发明的经过导电处理的环氧心轴以及植入的纤维的照片；
图3为示出本发明的由环氧心轴上除去纤维而产生的孔的放大照片；
图4a至4b示出在根据本发明制造的形成图案的多孔电铸壳中形成的微孔的前侧开口和后侧开口的放大照片，其中前侧开口和后侧开口分别对应于形成有纹路图案的表面的微孔开口和形成有纹路图案的表面的后侧表面的另一微孔开口；
图5为例示在根据本发明实施例1制造的形成图案的多孔电铸壳中形成的微孔的前侧开口直径分布的图；
图6为示出在比较实施例1的形成图案的多孔电铸壳中电铸后通过除去纤维的微孔的前侧开口的放大照片；
图7为示出在根据比较实施例3制造的形成图案的多孔电铸壳中形成的微孔的前侧开口的放大照片；
图8为例示在根据比较实施例3制造的形成图案的多孔电铸壳中形成的微孔的前侧开口直径的分布的图；以及
图9为例示常规通用负型真空成形方法的模拟图。
示例性实施方案详述
在本说明书中，术语“图案”不但由特定表面形状来定义，而且由唤起任何重复或特定的统一想法的其它形状广泛地定义。特别地，术语“纹路图案”由在天然或人工皮革的外表面上实现的任何图案定义。
此外，术语“壳”表示具有三维形状的曲线和突起物的表皮类型塑模，有时它的含义包括板型二维形状。
此外，术语“用于形成图案的多孔电铸壳”不但由用于以负型真空形成方法预形成表皮材料的塑模来定义，该负型真空形成方法用于制造用于高质量表皮材料的整模造型的表皮材料(一种模内形成方法)；而且由用于各种形成方法的塑模或筛网(screen)广泛地定义，该形成方法例如吹塑、冲压模塑、注射模塑、RIM氨基甲酸乙酯模塑、压缩模塑、注射压缩模塑、多级箝位控制注射压缩模塑、各种模内形成方法、模内夹物注射模塑、树脂珠泡沫模塑以及预形成模塑。
在本发明中，“纤维”被定义为长且细的并能够被柔软地弯曲的天然或人造线状材料。
在下文中，将参考附图对本发明作详细描述。
图1a至1i依顺序例示本发明的制造用于形成图案的多孔电铸壳的方法。在下文中，将对该方法进行描述。
首先，图1a示出制造模型的步骤，其中与注射模塑产品的形状和大小有关的所有数据均得自产品开发公司或产品制造公司，对数据进行分析并总结，进行产品的工具设计，并基于此获得模型2。
模型2通常由木材制成，并根据需要可以由合成树脂(例如环氧、化学木材等)或诸如石膏或蜂蜡的其它多种材料制成。通常，将模型2的外部表面形成光滑表面。
将模型2的数据以这样的方式修饰：根据产品的形状和大小能够获得精确的图案，并且能够基于经验和实验信息来进行约0.1mm至1.0mm的大小转化。这样的数据修饰考虑了实现模塑产品简单并且精密地形成图案。
此外，选择适当的厚度以提供实施所需要的耐久性，将产品形状重新设计，并将获得的数据储存。由于重新设计的模型2上修饰数据与生产率直接相关，所有根据操作方向的观点以及安装和脱模的角度进行各种总结。
同时，尽管未示出，在例外的情况下，模型2可以由轻金属制成，例如Fe、Cu或其合金；Al或其合金；Sn或其合金；Ni或其合金。在这些情况下，可以将模型2直接形成图案而不经过如以下图1b中所示的皮革包装步骤。此时，处理后表面的基于砂纸的粗糙度优选地等于或大于#600，由此形成锐利并且精确的图案。
同时，在模型2由木材、合成树脂、石膏或蜂蜡制成，而不是由轻金属制成的通常情况下，进行如图1b中示出的皮革包装步骤。在该步骤中，将得自如图1a中示出的由木材等制成的模型2的外表面用具有诸如特定的天然或人工皮革纹路图案的待实现的图案的皮革3包装，并且对皮革3的粘合状态、图案方向、组成图案的纹路的形变、纹路的缺陷、缺陷的程度等进行检查。
随后，图1c示出用于包装的模型2或形成有图案的轻金属模型2的表面转移的聚硅氧烷铸件的制造步骤。在该步骤中，将聚硅氧烷树脂涂覆于形成有图案的外部表面，随后通过固化，从而通过皮革3的形成有图案的表面3a或轻金属模型2的形成有蚀刻的图案的表面，使负型聚硅氧烷铸件4的内表面成为形成有图案的表面4a。
通常，聚硅氧烷树脂具有高弹性，并能够在脱模期间被转移而不用担心对形成的精细且精确的图案的损伤。通常，使聚硅氧烷树脂层形成为约5mm至20mm的预定厚度，并且通过在室温下静置而固化约24小时至48小时。
可以用于图1c所示的上述步骤中的树脂不限于聚硅氧烷。对于树脂没有限制，只要其是本领域已知的与聚硅氧烷具有类似物理性质的柔软材料。
图1d示出将纤维植入聚硅氧烷树脂的步骤。在该步骤中，通过使用固化的聚硅氧烷树脂的低硬度特性而将多个纤维4b植入负型聚硅氧烷铸件4的形成有图案的表面4a而不形成分离的孔。此时，纤维的总长度可以为约5mm至15mm。同时，暴露在负型聚硅氧烷铸件的形成有图案的表面的外侧的纤维长度优选为约2mm至4mm。
在本发明中，纤维不限于任何材料，只要其具有足够的硬度以植入聚硅氧烷铸件中并具有足够拉伸强度以不在随后的环氧心轴制造步骤中被切断。例如，可以将碳纤维、尼龙纤维或钢丝用作纤维。所用纤维的直径能够根据其目的而变化，并且在本发明的该实施方案中，其直径为0.10mm至0.30mm。此时，能够将纤维末端斜向切断以便容易地将纤维植入负型聚硅氧烷铸件。根据材料的质量，实施释放处理步骤，其中将释放剂涂覆在纤维等的表面，从而在以下的纤维转移步骤或纤维除去步骤中容易地将其从聚硅氧烷铸件或环氧心轴除去。
图1e示出制造环氧心轴5的步骤。在该步骤中，涂覆其中植入多个纤维4b的负型聚硅氧烷铸件4的形成有图案的表面4a，并与待固化的环氧树脂层压。此时，根据环氧心轴5的固化，将植入负型聚硅氧烷铸件4中的纤维4b转移至环氧心轴5。此时，根据环氧树脂的涂覆、层压和固化，从负型聚硅氧烷铸件4的形成有图案表面4a暴露的一部分纤维4b被转移至环氧心轴5。如图1d中所述，转移并植入环氧心轴5的纤维长度优选为约2mm至4mm。在其低于2mm的情况下，在将纤维从聚硅氧烷铸件转移至环氧树脂后，纤维能够在其脱模期间被拔出。此外，所关注的是当将纤维从环氧心轴除去，紧接着如下所述的银镜反应步骤时，纤维能够在其中心部分被切断。
图1f示出对其中植入多个纤维的环氧心轴的形成有图案的表面进行导电处理的步骤。在该步骤中，在环氧心轴5的形成有图案的表面形成导电薄膜6。同时，将转移至环氧心轴5的纤维4b一起进行导电处理。图2为示出根据本发明，与植入的纤维一起进行导电处理的环氧心轴5的照片。
图1g示出将纤维4b从环氧心轴5除去的步骤。因此，根据纤维4b的除去而在导电薄膜6上形成多个孔6a。此时，除去纤维的方法不受限制。然而，优选将纤维从环氧心轴拔出。图3为示出根据本发明，由环氧心轴5上除去纤维而产生的孔的放大照片。
因为孔6a的形状和大小是根据所用的纤维4b的形状和大小来确定的，所以能够通过使用截面形状或直径不同的其它纤维来确定孔6a的形状。根据其目的，纤维4b的直径大小可以任选。通常，其为0.05mm至0.30mm。更优选地，其为0.10mm至0.15mm。因此，能够在该范围内确定所产生的孔6a的大小。
此时，在电铸期间，将导电薄膜6的部分用电铸金属电沉积，并使非导电孔6a的部分不用电铸金属电沉积。
随后，图1h示出电铸步骤。如图所示，将已经进行了导电和不导电过程并具有掩盖的侧表面和掩盖的下表面的环氧心轴5的导电薄膜6与电气装置的负极连接，并将金属电极7与正极连接。将它们在含有电铸液11的电铸池10中处理，随后通过施加DC而进行电铸(电沉积)电镀。随后，使金属离子通过电铸液11移动，并电沉积在具有导电性的环氧心轴5上的导电薄膜6上，从而形成金属电沉积层20(见图1i)。
通常，作为可以用于电铸的金属电极7，最广泛使用的是Ni。然而，金属电极7可以由铜、黄铜等制成。此外，尽管在实例中仅示出位于右侧的一个金属电极7，但也可以在左侧和右侧或者在前侧、后侧、左侧和右侧提供多个金属电极。
电铸液11可以包括常规的氨基磺酸镍和硼酸作为主要组分，并根据需要，还可以包括氯化镍或十二烷基硫酸钠作为表面活性剂。
优选地，使电铸在宽松条件下而不是在常规条件下(即1A/d m2至10A/d m2)进行以形成微孔，因为这样的宽松条件在控制气泡生长和防止气泡分离方面是有利的。特别地，镍从导电薄膜6的表面沉淀，同时在与非导电孔6a的界面处产生过量的电场，从而产生大量微氢气气泡。随着气泡的夹带，气泡变得更大并生长到一定程度。随后，根据电铸的进行，通过气泡的形状形成具有向外渐增直径的微通孔(见图1i中附图标记21)。
因此，在本发明的制造方法的宽松条件下，例如，最初使其在0.5A/d m2至0.8A/d m2的电流中电沉积2小时至5小时，随后使电流每10分钟增加0.05A/d m2至0.2A/d m2直至达到1.2A/d m2至2.5A/dm2。随后，将其连续地电沉积5天至10天，或优选地将其从开始连续地保持在1.2A/d m2至2.5A/d m2。然而，这样的条件不是绝对的，而是选择性的。因此，根据各种条件的变化，例如电铸壳的三维形状性质和厚度、图案性质、构成注射模塑产品或其表皮材料的模塑树脂的物理化学性质等，对其进行适当的选择和确定。
同时，根据本发明的制造方法，优选地将由不可电沉积的刚性树脂(例如酚和甲醛的缩合树脂，例如Bakelite(商品名))制成的具有多个孔9的阻断壁8以箱形置于要电沉积的环氧心轴5的上部和前/后/左/右侧部分，从而防止气泡通过电铸液的流动速度而分离。这有助于令人满意地产生和生长上述微通孔。
优选地，阻断壁8的高度比环氧心轴5的最大高度大20mm至30mm。此外，阻断壁8中形成的孔隙9的直径以这样的方式从中心至外侧增加：能够通过均匀电沉积保证电铸壳的均匀厚度。
随后，图1i示出由环氧心轴5脱模的、用于形成负型图案的多孔电铸壳1的模拟横截面图。由附图可见，包括上述电铸步骤中电沉积在环氧心轴5的导电薄膜6上的电沉积层20的用于形成图案的多孔电铸壳1具有多个形成于其中的微孔21。
电沉积层20具有作为形成有图案表面的前表面(即内表面)20a以及后表面(即外表面)20b，并具有来源于上述非导电孔6a的微孔21。
在电铸期间，随着氢气气泡在非导电孔6a上产生、附着、生长和发展，由未电沉积在气泡区域的电铸金属形成微孔21。因此，其是具有很小直径的前侧开口21a和相对很大直径的后侧开口21b的杯形。
这样的形状是重要的，因为其允许在模塑产品或装饰性表皮材料的预成形期间有效地发生通气或抽吸，而且防止诸如注射模塑材料的异物阻塞微孔21。
微孔的大小，即本发明的多孔电铸壳的制造期间产生的微孔21的前侧开口21a的大小，能够根据纤维直径的大小(非导电孔的大小)来确定。在本发明的制造方法中，至少95％的微孔的前侧开口直径在由纤维形成的孔直径的±0.02mm误差范围内，以便容易地控制微孔隙21的大小。
微孔21彼此隔开，并可以以这样的方式形成：微孔21的密度(即单位面积的微孔数)能够整体上均匀或局部非均匀。此外，根据用于形成图案的电铸壳1的形态特征，微孔21的直径可以局部不同。
同时，构成用于形成图案的电铸壳1的电沉积层20的厚度通常在0.15mm至15mm的范围内，但可以根据各种参数在更大范围内适当地确定，所述参数例如三维形状和图案性质、电铸壳的应用所需要的物理性质、构成注射模塑产品或其表皮材料的模塑树脂的物理化学性质、模塑温度等。
在放大中，尽管未示出，导电薄膜6存在于从环氧心轴5脱模的多孔电铸壳1的前表面(内表面)。因此，例如，通过使用过氧化氢和氨水的混合液体除去诸如银镜膜的导电薄膜6，并使掩膜形成图案7a进行燃烧除去或溶剂除去。随后，进行光泽控制。根据需要，可以适当地进行多孔电铸壳1后表面(外表面)的清洁、残余部分的切割、研磨、光泽处理、砂磨等。
当用于形成图案的多孔电铸壳1由镍制成时，其特征具体描述如下：
厚度：等于或小于4mm(选择性的)；密度：8.9/cm3；熔点：1450℃；热膨胀系数(×10/℃)：13.3；比热(kcal/g℃)：0.11；导热系数(cal/cm.sec.℃)：0.22；硬度(HRC)：25：25；粗糙度：±0.5μm；纹路深度：80μm至140μm。
在如上所述的本发明的制造方法中，当作为微孔21待产生并生长的非导电孔6a被形成在导电薄膜6上时，使用具有预定直径和形状的纤维4b。因此，根据多孔电铸壳1的不同弯曲形状，可以简单、经济并有效地对要在三维形状的多孔电铸壳1中形成的微孔21的直径、形成位置和密度整体或部分地进行精确的控制，此外，微孔的直径、形成位置和密度能够显示高可靠性和恒定性，并且不存在操作者熟练程度的差异和其它变数。换言之，通过由本发明的制造方法获得的多孔电铸壳1可以有效地为要应用于高质量表皮材料的整模造型的表皮材料或塑料模塑产品的外表面提供高精密、锐利及精确的纹路。
在下文中，将参照实施例更详细地描述本发明。然而，实施例仅使示例性的，而并不意图限制本发明。
实施例：多孔镍电铸测试片的制造
为了制造具有形成有纹路图案的表面的模塑产品，制备了具有如图2中所示纹路图案的5个环氧板型测试片。每一测试片被制造成大小为100mm×100mm×25mm(厚度)，并且根据如下所述并如图1中所示的方法制造用于形成图案的多孔镍电铸壳。
实施例1至实施例3：多孔镍电铸测试片的制造
通过使用环氧板材制造负型聚硅氧烷铸件。将直径分别为0.20mm、0.25mm和0.12mm的两种碳纤维和一种丝以这样的方式植入负型聚硅氧烷铸件的形成有图案的表面：暴露在负型聚硅氧烷铸件的形成有图案的表面外部的纤维长度为3mm，随后将环氧树脂涂覆并层压在待固化的负型聚硅氧烷铸件的形成有图案的表面上。此时，通过在环氧心轴脱模期间固化环氧树脂，使纤维的暴露部分从聚硅氧烷铸件转移至环氧心轴。
连续地，如图2所示，使其中植入纤维的环氧心轴的形成有纹路图案的表面通过银镜反应而变得导电。此时，纤维通过银镜反应也同时变得导电。
银镜反应后，通过使用镊子将纤维从环氧心轴中除去。图3为示出根据本发明，由环氧心轴5的形成有纹路图案的表面上除去导电处理的纤维而产生的孔的200倍放大照片。除去纤维后，在上部及前/后/左/右侧提供具有形成于其中的多个孔的箱形Bakelite阻断壁(见图1h中附图标记10)，其高度为距离测试片上表面向上25mm，从而降低电铸表面上的流动速度。随后，在电铸池中，进行如下表1所示的镍电铸。
在电铸中，在初始阶段，电流连续地为1.0A/d m2。
电铸液包含的450g/l至500g/l的氨基磺酸镍以及20g/l至35g/l的硼酸，并且pH为3.5至4.5。
表1
Figure BSA00000190759500131
随后，将具有微孔的电沉积层从环氧心轴脱模以制造多孔电铸壳。图4a和4b分别为示出微孔(见图1i中附图标记21)的前侧开口(见图1i中附图标记21a)和后侧开口(见图1i中附图标记21b)的200倍放大照片，其中在通过本发明的制造方法获得的用于形成图案的多孔电铸壳的形成有纹路图案的表面20中形成微孔。
比较实施例1：多孔镍电铸测试片的制造
通过使用环氧板制造负型聚硅氧烷铸件。将直径为0.20mm的碳纤维以这样的方式植入负型聚硅氧烷铸件的形成有图案的表面：暴露在负型聚硅氧烷铸件的形成有图案的表面外部的纤维长度为3mm，随后使环氧树脂涂覆并层压在待固化的负型聚硅氧烷铸件的形成有图案的表面上。此时，通过在环氧心轴脱模期间固化环氧树脂，将纤维的暴露部分从聚硅氧烷铸件转移至环氧心轴。
连续地，如图2所示，通过银镜反应使其中植入纤维的环氧心轴的形成有纹路图案的表面变得导电。此时，纤维通过银镜反应也同时变得导电。与上述实施例不同的是，在不除去纤维的情况下，如下表2所示进行镍电铸。随后将具有微孔的电沉积层从环氧心轴脱模以制造多孔电铸壳。
电镀液的条件如下：
电铸液包含450g/l至500g/l的氨基磺酸，并且其它均与上述实施例中的相同。
表2
  纤维直径(mm)   电铸时间 温度
 比较实施例1   Φ0.20   6hr 300℃至320℃
比较实施例2和比较实施例3：多孔镍电铸测试片的制造
以1.0A/d m2的固定电流进行电铸。为了与通过上文的实施例中所述除去纤维获得的多孔镍电铸测试片作比较，在银镜反应后如下表3所示进行钻孔过程。其它条件与上述实施例中的那些相同。
表3
测试实施例1：对测试片中微孔的前侧开口直径和后侧开口直径的测 试
对于在实施例1至3和比较实施例1至3中获得的每一多孔镍电铸测试片中形成的微孔，分别测量微孔的前侧(形成有纹路图案)开口直径和形成率。结果示于表4。
表4
 实施例   孔直径(mm)   微孔形成率   前侧开口直径(mm)
 实施例1   Φ0.20   100％   0.18～0.22
 实施例2   Φ0.25   100％   0.23～0.27
 实施例3   Φ0.12   100％   0.11～0.14
 比较实施例1   Φ0.25   -   未测量
 比较实施例2   Φ0.30   100％   0.29～0.33
 比较实施例3   Φ0.30   98％   0.08～0.30
如表4所示，作为对于从实施例1至实施例3获得的多孔镍电铸测试片中的微孔的前侧开口直径的测试结果，能够看出当前侧开口直径在由纤维除去而形成的孔直径的±0.02mm误差范围内时，获得最优选的开口直径。
同时，在由比较实施例1获得的测试片的情况下，在不除去纤维的情况下，进行电铸6小时。此时，由图6能够看出，围绕纤维的镍壳从环氧心轴偏离并且在除去纤维期间被撕掉，因为电铸与纤维一起进行。
在通过钻孔过程形成孔的比较实施例的情况下，在比较实施例2中直到初始阶段的24小时，在微孔的形成中没有大问题。然而，在比较实施例3中，由于电铸的性质，电铸厚度大于2mm，则因为毛剌，其被电铸在前侧开口内侧，使得随着时间的推移微孔的直径变得更小，如图8所示。图7为示出比较实施例3的微孔的前侧开口的照片。如图7所示，能够看出在与图4a比较时，在其形状上存在差异。
测试实施例2：微孔上的直径分布
对于由实施例1和比较实施例3获得的每一多孔镍电铸测试片中形成的微孔，检查其直径分布。随机选择48个微孔，随后检查其直径。将结果示于图5和图8。在通过使用直径为0.2mm的纤维的孔而形成的微孔的直径分布中，如图5所示，直径的平均值为0.2mm并且其标准偏差为0.016。因此，能够看出大部分微孔分布在由纤维形成的孔直径的±0.02mm的误差范围内。如图5所示，对于微孔上的直径分布，48个微孔中的47个微孔存在于最大值0.22和最小值0.18的目标范围内。因此，能够看出，能够将至少97.9％的微孔设置在目标值内。
然而，如图8所示，在通过孔直径为0.3mm的钻孔过程形成的微孔的直径分布中，直径的平均值为0.187mm并且其标准偏差为0.051。因此，能够看出孔直径的标准偏差变得更大。在与图5的比较中，其标准偏差存在差异。此外，由于毛刺，孔直径变得更小，所以显示需要用于除去镍壳的微孔的毛剌的附加工艺。
因此，根据本发明的制造方法，可以简单地并容易地实现对微孔的直径和分布的精确控制。
尽管参照实施例和测试实施例描述了本发明，但本领域技术人员会理解，可以进行多种修改、添加和取代，而不偏离如所附权利要求所公开的本发明的范围和精神。

Claims (7)

1.制造用于形成图案的多孔电铸壳的方法，所述方法包括：
将纤维植入负型聚硅氧烷铸件的形成有图案的表面的纤维植入步骤；
在所述负型聚硅氧烷铸件的形成有图案的表面上涂覆、层压并固化环氧树脂以及在环氧心轴脱模期间将纤维从所述负型聚硅氧烷铸件转移至所述环氧心轴的环氧心轴制造步骤；
在所述环氧心轴的形成有图案的表面上形成导电薄膜并使所述形成有图案的表面导电的导电薄膜成形步骤；
将具有所述导电薄膜的所述纤维从所述环氧心轴表面除去的纤维除去步骤；
通过将电铸金属电沉积在导电薄膜上而形成电沉积层，同时由于纤维的除去而在孔位置处产生并生长微孔的电铸步骤；以及
使具有所述微孔的所述电沉积层从所述环氧心轴脱模的多孔电铸壳脱模步骤，
其中将从负型聚硅氧烷铸件转移至所述环氧心轴的所述纤维植入所述环氧心轴的深度为2mm至4mm，
其中所述纤维的直径为0.10mm至0.15mm，并且
其中执行所述电铸步骤直到所述电沉积层的厚度变为在0.15mm至15mm之间。
2.如权利要求1所述的方法，其中植入所述负型聚硅氧烷铸件的形成有图案的表面上的所述纤维的总长度为5mm至15mm。
3.如权利要求1所述的方法，其中在所述电铸步骤中，将高度比所述环氧心轴的最大高度大20mm至30mm并具有形成于其中的多个孔的阻断壁以箱形置于所述环氧心轴的前/后/左/右侧和上部，从而防止气泡通过电铸液的流动速度而分离。
4.如权利要求1所述的方法，其中在所述电铸步骤中，最初将其在0.5A/dm2至0.8A/d m2的电流中电沉积2小时至5小时，随后使电流每10分钟增加0.05A/d m2至0.2A/d m2直到达到1.2A/d m2至2.5A/d m2，随后将其连续电沉积5天至10天，或从开始的5天至10天内连续保持1.2A/d m2至2.5A/d m2。
5.如权利要求1所述的方法，其中使所述电沉积层由镍、铜或黄铜制成。
6.如权利要求1所述的方法，其中在将所述纤维植入所述负型聚硅氧烷铸件的形成有图案的表面之前，进行释放处理步骤。
7.通过权利要求1至6中任一权利要求所述的方法制造的用于形成图案的多孔电铸壳，其中所述多孔电铸壳具有多个微孔并且至少95％的所述微孔的前侧开口直径在由所述纤维形成的孔直径的±0.02mm的误差范围内。
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