CN102065653A - 具无油墨图案的塑料外壳及其制作方法 - Google Patents

Abstract

一种具无油墨图案的塑料外壳及其制作方法，其制作方法包括取得一不具油墨图案层的多层膜，多层膜具一保护层；将多层膜与一塑料进行一模内成型制程，使得保护层粘合至塑料所射出成型的一塑料壳体；以及依据一图形轮廓，对塑料壳体粘合有保护层进行一激光雕刻制程，使得保护层上产生一对应此图形轮廓的图案。

Description

具无油墨图案的塑料外壳及其制作方法

技术领域

本发明是关于一种外壳的制作方法，特别是关于一种塑料外壳及其制作方法。

背景技术

有鉴于电子产品的外壳造型的设计已成为消费者选择产品的考虑因素之一，制造商持续推出许多不同外型设计与外观设计的电子产品，最常见的电子产品的外壳造型设计即是借由色料的添加而呈现出多重颜色变化的视觉图形，使得消费者在追求更时尚、更多不同风貌的电子产品时，进而提高更多的购买动机及欲望。此外，电子产品的外壳多采用由塑料所成型的产品，以满足大量制造及轻薄好携带的特性。然而，电子产品的外壳在制作时，其先前传统制程依序为射出成型制程、颜色底漆喷涂制程、图案油墨印刷制程，以及紫外线(UV)透明漆的喷涂制程以做为外壳的外观硬层。其中喷漆及印刷制程中必须使用大量有机溶剂，使得在塑料材料及溶剂的使用上具有不易克服的缺点如下。

当塑料具有高化学变化抵抗性时，有些结晶性塑料无法与油墨涂料中的有机溶剂结合，造成油墨涂料不易附着在的塑料外壳表面，增加喷漆上色的困难度且易脱漆；相反的，有些非结晶性塑料因低抗化性，塑料会被有机溶剂所侵蚀，进而产生其塑料外壳表面的龟裂及结构破坏现象，造成极高的不良率。此外，当所使用的有机溶剂及油漆涂料受限于当地国家的环保法令时，喷漆产品因无法100％回收或含有非环保材料(如卤素或重金属等)销售区域及国家将受到限制。

近期时，电子产品的外壳在制作时更使用一模内转印(In-Mold Roller，IMR)制程，是在塑料注入射出成型的模具前，先使一具油墨图案的模内转印薄膜(IMR Film)置于模具中，待模具闭合以进行射出成型过程的同时，转印其油墨图案在进行射出成型过程的塑料上，使得两者共同形成一具油墨图案的塑料产品。

请参阅图1所示，图1为示出一用于模内转印制程的模内转印薄膜(IMR Film)的示意图。模内转印薄膜(IMR Film)200包括一基层薄膜210(或称离型膜)以及贴附于基层薄膜210一面的多个转印单位220。各个转印单位220依序叠设有一硬底涂层221、油墨层230及一胶水层240。所谓油墨层230是指利用印刷油墨或颜料所集合的图案。

当模具闭合而夹合模内转印薄膜200的一转印单位220在其中时，高温的塑料被注入模具中，此时的塑料直接接触转印单位220的胶水层240。待塑料冷却后而成形为一固态的壳体时，转印单位220的硬底涂层221、油墨图案层230便借由胶水层240而粘合在塑料壳体250上。如此，待一脱模程序后，塑料壳体250上便印有油墨图案层230，以提供美观的效果与辨识的功能。

然而制作上述模内转印薄膜(Film)的制造过程繁复必须预先制作图案的电铸印刷版，预先制作印刷版的步骤常伴随着时间及人力制版成本的耗费，因此，必须配合大量制造才能摊平单位制造成本。加上对于小量生产的产品，例如客制化产品，数量无法借由大量制造以摊平单位制造成本，对制造商而言，为极欲克服的挑战。

发明内容

本发明的一形态为公开一种具无油墨图案的塑料外壳的制作方法。

此种具无油墨图案的塑料外壳的制作方法包括多个步骤：取得一不具油墨层的多层膜，其中多层膜依序具一基层薄膜、一保护层及一胶水层；进行一模内转印制程，使得多层膜的一保护层附着至模内转印制程所成型的一塑料壳体上；以及依据一图形轮廓，对该保护层进行一激光雕刻制程，使该保护层产生一对应该图形轮廓的图案。其中保护层的主要材料为压克力高分子聚合物，在均匀涂布在基层薄膜上后再增加印一胶水层在保护层之上。如此，使用此多层膜进行一模内转印制程后，使保护层经由射出成型的高温高压转移至塑料壳体上，使塑料壳体表面均匀布满保护层。

本发明因多层膜不具油墨图案层，除无需印刷制版及印刷制程材料成本外，亦减低因油墨层印刷产生的不良率。如此，借由激光雕刻制程的激光束，本发明制作方法具有下列的优点：

1.与传统的印刷制程相比较，本发明可提供更细微、精致的立体图案线条。

2.本发明不需制作对应图形轮廓的电铸印刷版，可接受小批量产品的订单，可加速制程的进度、降低产品的单位价格费用成本。

3.本发明不需使用油墨涂料，故无需考虑塑料的种类及特性，进而提供环保的解决方案。

本发明的另一形态中公开一种具非油墨图案的塑料外壳，由上述的制作方法所制成，包括一塑料壳体、一保护层及至少一激光图案。保护层附着在塑料壳体的表面，增加表面硬度、光泽度及保护激光图案多重功能。图案具多个立体凸出线条。

本发明塑料外壳具有下列的优点：

1.由于塑料外壳表面具保护层，可以保护塑料外壳免于受到异物刮伤，提高耐用性；此外保护层具高光泽性，可提高产品的美观效果。

2.由于塑料外壳具立体凸出效果的图案，提供特殊的视觉效果及立体触感，呈现特殊色泽的效果并且不易老化或脱落。

3.由于塑料外壳不具油墨图案层，因此，符合环保，可被回收再利用。

附图说明

为让本发明的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，附图的详细说明如下：

图1示出一用于模内转印制程的基层薄膜的示意图。

图2示出本发明具无油墨图案的塑料外壳的制作方法在一实施例下的流程图。

图3示出图2的各步骤的细部流程图。

图4～图7示出图3中的本发明具无油墨图案的塑料外壳的制作方法的示意图。

图8A示出本发明具无油墨图案的塑料外壳在此实施例中的图案的示意图。

图8B示出图8A的局部剖面图。

主要元件符号说明

100：配合设备                 300：多层膜

101：射出成型钢模             250：塑料壳体

110：母模                   310：基层薄膜

111：成型模腔               320：保护层

112：公模                   330：胶水层

130：送/收膜机装置          340：图案

132：第一滚轮               341：线条

134：第二滚轮               400：塑料壳体

140：射出成型机             500：塑料外壳

141：塑料                   501：虚线框

200：模内转印薄膜           600：激光雕刻设备

210：基层薄膜               610：激光产生器

220：转印单位               611：激光束

221：硬底涂层               620：数据库

230：油墨层                 8B-8B：剖面线

240：胶水层                 步骤：201～203、301～308

具体实施方式

以下将以图示及详细说明清楚说明本发明的精神，如本领域技术人员在了解本发明的实施例后，当可由本发明所教示的技术，加以改变及修饰，其并不脱离本发明的精神与范围。

本发明公开一种无油墨图案的塑料外壳及其制造方式，请参阅图2所示，图2示出本发明具无油墨图案的塑料外壳的制作方法在一实施例下的流程图。

此制造方式的步骤依序为：

步骤201：取得一不具油墨层的多层膜。

步骤202：进行一射出成型模内转印制程，使得多层膜的一保护层(Hard coating Layer)经塑料成型的高温高压转移粘合附着到一塑料壳体。

步骤203：依据一图形轮廓，对保护层进行一激光雕刻制程，使保护层产生一对应该图形轮廓的图案。

如此，借由激光雕刻制程的激光束，本发明可提供具无油墨图案的塑料外壳。

请参阅图3所示，图3示出图2的各步骤的细部流程图。当参阅图3的同时，请依序参考图4至图8B所示。图4至图7示出本发明具无油墨图案的塑料外壳的制作方法在图3中的示意图。图8A示出本发明具无油墨图案的塑料外壳在此实施例中的图案的示意图。图8B示出图8A的局部剖面图。

请参阅图4所示，图4为示出模内转印制程的配合设备的外观示意图。模内转印制程的配合设备100包括一射出成型钢模101、一送/收膜机装置130及一塑料射出成型机140。射出成型钢模101包括可相互分离或闭合的一母模110及一公模112。塑料射出成型机140设在公模112的一侧。送/收膜机装置130装设在公模112与母模110之间，用以承载一多层膜300。送/收膜机装置130包括输出薄膜装置的一第一滚轮132及回收薄膜装置的一第二滚轮134。

值得说明的是，本发明的多层膜300介于公模112与母模110之间，依序包括一基层薄膜310(base film)、一保护层(hard coating layer)320及一胶水层(adhesive layer)330，并不具有传统所述的油墨层230。保护层均匀涂布在基层薄膜后再增加印一胶水层在保护层之上。

上述的配合设备100配合图3的细部流程图进行处理：

1.步骤201“取得不具油墨层的多层膜”中还包括细部步骤如下：

步骤301：装设一多层膜300至送/收膜机装置130中(见图4)，使得此多层膜300连接第一滚轮132及第二滚轮134。

步骤302：启动送/收膜机装置130，第一滚轮132朝第二滚轮134的方向传送多层膜300。(见图4)。

2.步骤202“进行一射出成型模内转印制程”中还包括细部步骤如下(见图5及图6)：

步骤303：闭合母模110与公模112，并将多层膜300夹合在母模110与公模112之间(见图5)。

由于本发明的多层膜300具有连续的基层薄膜310、保护层320及胶水层330，但不具有油墨图案层230。因此，配合设备100不需设计辨识油墨层230的机制，更无需控制油墨层230位置的机制。

步骤304：启动塑料射出成型机140，以射出成型的方式，对母模110的成型模腔111注满高温的塑料141。此时高温的塑料141，便直接接触多层膜300的胶水层330(见图5)，借由成型模腔111内的的高温高压，使胶水层330与塑料141接合。

步骤305：冷却塑料141，使其形成一塑料壳体400，此时多层膜300粘合在塑料壳体400的一面上，保护层320借由胶水层330而转移粘合附着在塑料壳体400上(见图6)；

步骤306：进行脱膜程序，并使多层膜300的基层薄膜310脱离保护层320，以得到一具保护层320的塑料壳体400(见图6)。

3.步骤203中“进行一激光雕刻制程”还包括细部步骤如下(见图7、图8A及图8B)：进行激光雕刻制程前，所谓激光雕刻为机械是指以激光激光在物体表面作雕刻的动作。依激光激光的功率的不同以及激光激光束密度的不同可以产生各种不同的效果；此外，其以电脑程式控制的精密程度更可以雕刻出如相片般的影像效果。

步骤307：选择一图形轮廓。

在此实施例中，开启一激光雕刻设备600，激光雕刻设备600包括一数据库620。使用者可在数据库620中选择任一图形数据或输入合适的图形数据(见图7)。

步骤308：对保护层320进行激光烧结，使保护层320产生对应图形轮廓的图案340(见图8A)。

在此实施例中，激光雕刻设备600包括一激光产生器610。激光产生器610可依据此图形轮廓产生激光束611。当使用者开启激光产生器610，并使激光产生器610依据此图形轮廓，发出密集且连续的多个激光束611至塑料壳体400的保护层320时，激光束611对保护层320进行加热及烧结，进而融化对应位置的保护层320，使得保护层320对应位置产生一对应图形轮廓的图案340(见图8A)的印记，以完成塑料外壳500的制作。

激光雕刻设备600由电脑运算集中在空间中不特定的点上，在激光束611交错的点就可以聚集大量能量，使材料(保护层320)发生融化，因此可在塑料壳体400形成连续细小的点，形成以点构成并具有立体触感的图案340。

本发明的一实施例中，激光束611采用CO2激光，其波长为10600纳米(nm)，由于此种CO2激光可被压克力所吸收，因此可以雕刻压克力，其雕刻精度高、速度快、性能极其稳定，能够长时间连续工作；此外，由于雕刻层已达材质内部，故不会像印刷图案般因经常触摸而脱落。

本发明的一实施例中，激光束611例如以打点的方式依序融化保护层320对应的位置，使其产生多个连续的立体凸出线条341，此些立体凸出线条341进而产生对应上述图形轮廓的图案340。

具体而言，由于激光束611可产生高温，当激光束611照射塑料壳体400的保护层320时，保护层320依照激光束611照射深度与能量的不同，可使图案的立体凸出线条341(以图8B的虚线框501为例)产生不同面积与色泽的效果，进而改变凸出线条341的线宽与色泽。

在一具体实施例中，照射深度例如为1微米～500微米，线条341的线宽例如为15微米～50微米。

此外，上述发出多个激光束611至保护层320的步骤在此实施例的一选项下，使用者可依据激光束611照射的不同深浅，部分图形轮廓射穿保护层320至塑料壳体400，部分图形轮廓不射穿保护层320，使得塑料外壳500上所形成的图案340因为不同深浅照射，而产生不同角度的光线反射效果而产生不同色彩变化。因此，塑料外壳500上所形成的图案340可更进一步依实际需求而具有不同光线反射效果的立体线条341或凸出区块物。

综上所述，借此便可制出一塑料外壳500，上述的塑料外壳500可应用于一电子产品(如：电脑、笔记本电脑、手机、PDA、相机或电脑周边产品)上的整体或局部元件的外壳。

如此，塑料外壳500便包括有塑料壳体400、胶水层330、保护层320及图案340。胶水层330位于塑料壳体400及保护层320之间，使保护层320粘合在塑料壳体400上。

另外，上述的保护层320所具的材质，例如为聚甲基丙烯酸酯类(Poly methacrylate)或压克力高分子聚合物(Acrylic polymer)。

上述的胶水层例如为聚醚型聚氨酯(Po1yether Urethane)。

上述的塑料141及塑料壳体400的材料可为下列群组其中之一：丙烯腈(ABS)、聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、尼龙(Nylon)、玻璃纤维(G1ass Fiber)、矿纤(Talc)、碳纤(Carbon Fiber)等或上述的复合材料，例如，丙烯腈(ABS)与聚碳酸酯(PC)的复合材料、尼龙(Nylon)与玻璃纤维(GF)的复合材料、聚碳酸酯(PC)与碳纤(Carbon Fiber)的复合材料。若复合材料中包括玻璃纤维、矿纤(Talc)或碳纤(Carbon Fiber)，则玻璃纤维、矿纤(Talc)或碳纤含量优选地约为复合材料的15％，然仍应视实际状况调整纤维含量。需注意的是，上述所举材料仅为例示说明，并非用以限制本发明。此外，上述的图案340可根据业者所欲呈现的图案，例如为文字、商标、花纹、或其他无意义的图案。

本发明由于采用激光烧结保护层320的缘故，除不需借由传统的油墨层以产生图案，更可增加外壳表面硬度及耐磨度，降低塑料外壳500在组装过程受到异物刮伤的机率，提高产品使用时的耐用性，激光图案具永不磨灭的耐久性。如此，借由激光雕刻制程的激光束，本发明制作方法具有下列的优点：

1.与传统的印刷制程相比较可供制出更细微、细致的图案线条。

2.只需将欲产生在塑料壳体上的图案的相关数据输入到激光雕刻设备中即可，不需如传统的印刷制程需制作对应图形轮廓的印刷版，因此可加速及缩短产品开发进度、降低产品开发的费用成本，进而促进市场开发灵活度使产品易于多样化并具独特性客制化。

3.不需使用油墨涂料，故无需考虑塑料的种类及特性，进而提供环保的解决方案。

本发明所公开如上的各实施例中，并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (18)

1.一种具无油墨图案的塑料外壳的制作方法，包括：

取得一不具油墨层的多层膜；

进行一模内转印制程，使得该多层膜的一保护层附着至该模内转印制程所成型的一塑料壳体上的表面；以及

依据一图形轮廓，对该保护层进行一激光雕刻制程，使该保护层产生一对应该图形轮廓的图案。

2.根据权利要求1所述的具无油墨图案的塑料外壳的制作方法，其中取得该多层膜时，该多层膜依序具一基层薄膜、该保护层及一胶水层。

3.根据权利要求2所述的具无油墨图案的塑料外壳的制作方法，其中进行该模内转印制程的步骤中，还包括：

闭合一母模与一公模，以封闭该母模的一成型模腔，其中，该多层膜位于该成型模腔中；

注满一塑料至该成型模腔中，其中该塑料直接接触该胶水层；

冷却该塑料以成型该塑料壳体，其中该保护层借由该胶水层粘合在该塑料壳体上；以及

使该基层薄膜脱离该保护层。

4.根据权利要求1所述的具无油墨图案的塑料外壳的制作方法，其中该塑料壳体的材料系选自于由丙烯腈ABS、聚碳酸酯PC、聚甲基丙烯酸甲酯PMMA、尼龙Nylon、玻璃纤维Glass Fiber、矿纤Talc、碳纤Carbon Fiber及其组合的复合材料所组成的群组。

5.根据权利要求1所述的具无油墨图案的塑料外壳的制作方法，其中该保护层均匀涂布在该基层薄膜的表面，其主要材料为聚甲基丙烯酸酯类或压克力高分子聚合物。

6.根据权利要求1所述的具无油墨图案的塑料外壳的制作方法，其中进行该激光雕刻制程的步骤中，还包括：

选择一图形轮廓；以及

依据该图形轮廓，发出多个激光束至该保护层，并以点排列的方式形成对应该图形轮廓的多个立体凸出线条。

7.根据权利要求6所述的具无油墨图案的塑料外壳的制作方法，其中发出该些激光束至该保护层时，融化该保护层以形成该些立体凸出线条。

8.根据权利要求7所述的具无油墨图案的塑料外壳的制作方法，其中该些激光束射穿该保护层而照射到该保护层正下方的该塑料壳体，并融化一部分深度的该塑料壳体。

9.根据权利要求7所述的具无油墨图案的塑料外壳的制作方法，其中部分该些激光束照射到该保护层，部分该些激光束射穿该保护层而照射到该保护层正下方的该塑料壳体。

10.根据权利要求1所述的具无油墨图案的塑料外壳的制作方法，其中该图案为一文字、一商标、一花纹、或一无意义的图案。

11.一种具非油墨图案的塑料外壳，是由权利要求1的制作方法所制成，包括：

一塑料壳体；

一保护层，固定在该塑料壳体的一面；以及

至少一图案，具多个立体凸出线条。

12.根据权利要求11所述的具非油墨图案的塑料外壳，其中该些立体凸出线条从该保护层中延伸至凸出该保护层的表面。

13.根据权利要求11所述的具非油墨图案的塑料外壳，其中该些立体凸出线条从该塑料壳体中经该保护层延伸至该保护层的表面，并凸出于该保护层的表面。

14.根据权利要求11所述的具非油墨图案的塑料外壳，其中该保护层借由一胶水层粘合在该塑料壳体上。

15.根据权利要求14所述的具非油墨图案的塑料外壳，其中该胶水层包括聚醚型聚氨酯Polyether Urethane。

16.根据权利要求11所述的具非油墨图案的塑料外壳，其中该保护层为聚甲基丙烯酸酯类或压克力高分子聚合物。

17.根据权利要求11所述的具非油墨图案的塑料外壳，其中该塑料壳体的材料是选自于由丙烯腈ABS、聚碳酸酯PC、聚甲基丙烯酸甲酯PMMA、尼龙Nylon、玻璃纤维Glass Fiber、矿纤Talc、碳纤Carbon Fiber及其组合的复合材料所组成的群组。

18.根据权利要求11所述的具非油墨图案的塑料外壳，其中该至少一图案为一文字、一商标、一花纹、或一无意义的图案。

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