CN102223425A - 离子注入技术在手机部件上的应用及其手机部件 - Google Patents

Abstract

本发明提供了离子注入技术在手机部件上的应用及其手机部件，在离子注入机中将硼离子、碳离子、氮离子等离子注入到手机按键、其它用途按键、手机外壳或者手机屏幕的外表面，离子源是含有其元素的气体或者化合物，离子注入可以只注入一种离子，或者先注入一种再注入其他一种或数种离子，离子注入量为10¹⁰/cm²-10¹⁷/cm²。离子注入手机按键、其它用途按键、手机外壳或者手机屏幕等手机部件的工序是在手机部件成型后进行的，或者是在手机部件涂装面漆之后再进行的。本发明能够增强手机部件的表面硬度，改善耐摩擦性能和抗污性能，同时不改变产品原有的其它优良性能，方法简单，减少生产能耗，成本低廉。

Description

离子注入技术在手机部件上的应用及其手机部件

技术领域

本发明涉及离子注入技术在手机部件制备上的具体应用和具体产品品种。

背景技术

塑料、橡胶、涂料、油墨等固体高分子材料表面的硬度、耐磨擦性能、抗污性能相比金属和无机材料较低，因此往往需要对其外表面进行适当的处理。手机按键、手机外壳和手机屏幕和其它用途按键是使用寿命要求高的产品，提高其表面硬度和耐摩擦性能，对于提高其使用寿命是极其重要的。

离子注入技术是一种较新的处理技术，即在真空中将离子束射到该固体材料表面，受到固体材料的抵抗而速度减慢，并最终停留在固体材料中。该技术在高分子材料领域已经有所应用，但是在手机按键、手机外壳、手机屏幕等具体产品中如何实现，尚未有清楚地报道和实际的应用。

《中国表面工程》2005年6月出版的第18卷第3期刊登了“离子注入剂量对工程塑料表面纳米硬度的影响”一文，介绍了不同的参数下注入的离子对塑料有不同的影响，但未介绍具体的塑料制品一级合适采用的具体参数。

《核物理动态》1996年6月出版的第13卷第2期刊登了“直接引出负离子的永磁PIG离子源”一文，介绍了C、O、F负离子的引出方法，可用于离子注入机，但尚未有成熟的工业应用开发。

专利申请号为00107765.1的文件公开了一种“高耐磨工程塑料的离子注入表面改性方法”，其离子注入设备中采用的离子源材料是碳、铝、钛、铁中的一种单纯物质，为高能离子注入，其产生离子的能量消耗较大。

专利申请号为CN200510066042.6的文件公开了“一种高耐磨离子注入表面改性的ABS/PC合金及其制备和应用”，其采用金属离子注入表面进行改性，增加表面耐磨性能的同时，严格限定了注入离子的种类及材料的类别，不适合广泛的工业生产。

专利申请号为9911306.8的文件中讲述了负离子注入材料的方法，无具体应用。

发明内容

发明目的：克服现有离子注入技术在高分子材料领域用途不够广泛、工艺不够清楚的缺陷，提供一种能够改善手机部件和其它用途按键的硬度和耐磨性能的离子注入技术在手机部件和其它用途按键上应用的具体技术。

技术方案：为实现本发明的目的，采用离子注入机将离子注入高分子材料制品的表面，离子注入机含有离子形成区、离子引出区和靶位，离子形成区含有触发极和离子源，离子引出区含有加速电场，靶位便于放置高分子材料制品。注入的离子为硼离子、碳离子、氮离子、氧离子、氟离子、硅离子、磷离子、氦离子、氖离子、氩离子、非金属元素的离子团、铝离子、镁离子、钛离子、铬离子这些离子中一种或者数种，产生上述离子的离子源是含有其元素的气体或者含有其元素的化合物。高分子材料制品为手机按键、其它用途按键、手机外壳或者手机屏幕；离子注入时的离子注入量为10¹⁰/cm²-10¹⁷/cm²。

所注入的离子优选是硼离子、碳离子、氮离子、硅离子、磷离子、氦离子、氖离子或氩离子这样的非金属离子，是正价离子或者负价离子。当离子形成区形成的是正价离子时，离子引出区的加速电场的阳极靠近离子形成区，阴极靠近靶位；当离子形成区形成的是负价离子时，离子引出区的加速电场的阴极靠近离子形成区，阳极靠近靶位。

所述的离子注入机的触发极材料优选为钨丝或钼丝，触发极的触发温度为1000℃-3000℃。

所述的离子注入机内部空间的真空度可以为10^-3pa-10^-5pa，离子注入时间可以为5min-240min，经加速电场加速的离子的能量可以为10KeV-300KeV。

靶位放置的是手机按键或其它用途按键，手机按键或其它用途按键的外表面朝外，注入所述的手机按键或其它用途按键的离子是非金属离子；或者，靶位放置的是手机外壳，手机外壳的外表面朝外，注入所述的手机外壳的离子是非金属离子或者是金属离子；或者，靶位放置的是手机屏幕，手机屏幕的外表面朝外，注入所述的手机屏幕的离子是非金属离子。

本发明中，离子注入手机外壳、手机按键或其它用途按键时，形成的离子束电流可以为1μA-1A；离子注入手机屏幕时，形成的离子束电流最好为1μA-0.5A。如注入的离子是数种，按照先后顺序分别注入手机部件表面。

本发明另一目的：提供一种离子注入技术在手机部件或其它用途按键上的应用的手机部件或其它用途按键。

实现本发明该技术目的的技术方案：所述的手机部件为手机按键、其它用途按键、手机外壳或者手机屏幕，在其外表面注入上述的离子。

所述的手机按键或其它用途按键的材质优选为塑料、橡胶、橡塑或者塑料合金；注入的离子是在手机按键或其它用途按键成型后的外表面、或者手机按键或其它用途按键上的字符印制后的外表面、或者各类按键涂装面漆之后的外表面。

所述的手机外壳的材质优选为塑料或塑料合金，注入的离子是在手机外壳成型后的外表面，或者手机外壳涂装面漆之后的外表面。

所述的手机屏幕的材质优选为透明塑料或者透明塑料合金，注入的离子是在手机屏幕成型后的外表面。

有益效果：本发明的使用离子注入技术来增强手机部件或其它用途按键的表面硬度及耐磨擦性能、抗污性能的应用，操作简单，效果明显，效率较高，成本较低，对环境友好。处理后的手机产品无需在其表面添加额外的涂层，即可达到设计外表效果，且不改变高分子材质的本体性能和其他优良的加工或装配性能。该方法适合在手机按键、手机外壳、手机屏幕的规模化生产线中使用，会得到生产企业和手机消费者的普遍欢迎。

附图说明

图1是本发明的一个手机部件或其它用途按键在离子注入机中注入离子演示图。

图中，1、离子形成区；2、触发极；3、离子源；4、离子引出区；5、加速电场；6、靶位；7、手机按键、其它用途按键、手机外壳或者手机屏幕。

具体实施方式

下面，结合附图和实施例对本发明作更具体的说明。

如附图所示，离子注入机含有离子形成区1、离子引出区4和靶位5，离子形成区1含有触发极2和离子源3，离子引出区4含有加速电场5，靶位6放置手机部件、其它用途按键、手机外壳或者手机屏幕7，注入的离子为硼离子、碳离子、氮离子、氧离子、氟离子、硅离子、磷离子、氦离子、氖离子、氩离子、非金属元素的离子团、铝离子、镁离子、钛离子、铬离子这些离子中一种或者数种，产生上述离子的离子源是含有其元素的气体或者含有其元素的化合物；手机部件为手机按键、其它用途按键、手机外壳或者手机屏幕7。

当离子形成区1形成正价离子时，离子引出区4的加速电场5的阳极靠近离子形成区1，阴极靠近靶位6；当离子形成区1形成负价离子时，离子引出区4的加速电场5的阴极靠近离子形成区1，阳极靠近靶位6。

所述的离子注入机的触发极2材料为钨丝或钼丝，触发极2的触发温度为1000℃-3000℃所述的离子注入机内部空间的真空度为10-3-10-5pa，离子注入时间为5min-240min，经加速电场5加速的离子的能量为10KeV-300KeV。

实施例1：用尼龙和ABS的塑料合金作为基材，先注塑成型手机外壳，再在离子注入机中先注入负价的氧离子，每平方厘米注入的量分别为：2×10¹⁴、1×10¹⁵、2×10¹⁵。然后再在离子注入机中注入铝离子，每平方厘米注入的量均为：5×10¹⁴。

选用RCA测量仪(韩瑞精密仪器有限公司制造)，使用210g压力，磨50圈测试，对手机外壳7表面耐磨性的增强效果测试如下：

耐磨性    2×10¹⁴    1×10¹⁵    2×10¹⁵

注入前    重度磨痕   重度磨痕   重度磨痕

注入后    中度磨痕   轻度磨痕   极轻度磨痕

实施例2：用甲基丙烯酸甲酯作为塑料的基材，先注塑成型手机按键，在离子注入机中注入正价的碳离子，每平方厘米注入量为4×10¹⁴、1×10¹⁵、2×10¹⁵。

选用QHQ型漆膜铅笔划痕硬度计(上海普申化工机械有限公司制造)，对手机按键7的硬度增强效果测试如下：

铅笔硬度    4×10¹⁴      1×10¹⁵   2×10¹⁵

注入前      2H           2H        2H

注入后      3H           3H        4H

实施例3：用聚碳酸酯作为塑料，先挤出成型塑料片材，作为手机屏幕材料，再在离子注入机中注入氦离子，每平方厘米注入的总量为：1×10¹⁵。

通过液滴检测手机屏幕7的接触角，结果如下，显示抗污性能的改善：

液滴品种    水         乙二醇    邻苯二甲酸二辛酯

注入前      角度小     角度小    角度小

注入后      角度大     角度大    角度大

Claims (10)

1.一种离子注入技术在手机部件上的应用，采用离子注入机将离子注入高分子材料制品的表面，离子注入机含有离子形成区(1)、离子引出区(4)和靶位(6)，离子形成区(1)含有触发极(2)和离子源(3)，离子引出区(4)含有加速电场(5)，靶位(6)便于放置高分子材料制品，其特征在于：注入的离子为硼离子、碳离子、氮离子、氧离子、氟离子、硅离子、磷离子、氦离子、氖离子、氩离子、非金属元素的离子团、铝离子、镁离子、钛离子、铬离子这些离子中一种或者数种，产生上述离子的离子源(3)是含有其元素的气体或者含有其元素的化合物；高分子材料制品为手机按键、其它用途按键、手机外壳或者手机屏幕(7)；离子注入时的离子注入量为10¹⁰/cm²-10¹⁷/cm²。

2.根据权利要求1所述的离子注入技术在手机部件上的应用，其特征在于：所注入的离子是硼离子、碳离子、氮离子、硅离子、磷离子、氦离子、氖离子或氩离子这样的非金属离子，是正价离子或者负价离子；当离子形成区(1)形成的是正价离子时，离子引出区(4)的加速电场(5)的阳极靠近离子形成区(1)，阴极靠近靶位(6)；当离子形成区(1)形成的是负价离子时，离子引出区(4)的加速电场(5)的阴极靠近离子形成区(1)，阳极靠近靶位(6)。

3.根据权利要求1所述的离子注入技术在手机部件上的应用，其特征在于：所述的离子注入机的触发极(2)材料为钨丝或钼丝，触发极(2)的触发温度为1000℃-3000℃。

4.根据权利要求1或2的所述的离子注入技术在手机部件上的应用，其特征在于：所述的离子注入机内部空间的真空度为10^-3pa-10^-5pa，离子注入时间为5min-240min，经加速电场(5)加速的离子的能量为10KeV-300KeV。

5.根据权利要求1所述的离子注入技术在手机部件上的应用，其特征在于：所述的靶位(6)放置的是手机按键或其它用途按键，手机按键或其它用途按键的外表面朝外，注入手机按键或其它用途按键的离子是非金属离子或者是金属离子；或者，靶位(6)放置的是手机外壳，手机外壳的外表面朝外，注入手机外壳的离子是非金属离子或者是金属离子；或者，靶位(6)放置的是手机屏幕，手机屏幕的外表面朝外，注入手机屏幕的离子是非金属离子。

6.根据权利要求5所述的离子注入技术在手机部件上的应用，其特征在于：离子注入所述的手机外壳、手机按键或其它用途按键时，形成的离子束电流为1μA-1A；离子注入手机屏幕时，形成的离子束电流为1μA-0.5A；如注入的离子是数种，按照先后顺序分别注入手机部件或其它用途按键的表面。

7.根据权利要求1所述的离子注入技术在手机部件上的应用的手机部件，其特征在于：所述的手机部件为手机按键、其它用途按键、手机外壳或者手机屏幕(7)，其外表面注入离子。

8.根据权利要求7所述的手机部件，其特征在于：所述的手机按键或其它用途按键的材质为塑料、橡胶或者橡塑，注入的离子是在手机按键或其它用途按键成型后的外表面、或者手机按键或其它用途按键上的字符印制后的外表面、或者按键涂装面漆之后的外表面。

9.根据权利要求7所述的手机部件，其特征在于：所述的手机外壳的材质为塑料或塑料合金，注入的离子是在手机外壳成型后的外表面、或者手机外壳涂装面漆之后的外表面。

10.根据权利要求7所述的手机部件，其特征在于：所述的手机屏幕的材质为透明塑料或者透明塑料合金，注入的离子是在手机屏幕成型后的外表面。

Images