CN102285299B

CN102285299B - 物体表面金属化装饰方法

Info

Publication number: CN102285299B
Application number: CN 201010206599
Authority: CN
Inventors: 林赛明; 林孝良
Original assignee: SAVCOR FACE (GUANGZHOU) TECHNOLOGIES Co Ltd
Current assignee: SAVCOR FACE (GUANGZHOU) TECHNOLOGIES Co Ltd
Priority date: 2010-06-21
Filing date: 2010-06-21
Publication date: 2013-06-12
Anticipated expiration: 2030-06-21
Also published as: CN102285299A

Abstract

本发明属于表面化学处理领域或用金属材料对材料的镀覆领域，涉及一种在非金属材料表面进行金属化装饰的方法及其产品。通过在待装饰的物体表面镀一层金属层，再喷涂UV固化感光油墨后，在其上方放置一块部分区域透光的底片，置于UV光下曝光，透光区域的油墨固化，而不透光区域的油墨则不发生固化；进一步用显影药水处理，不透光区域的油墨被显影药水清除，显露出下方的金属层，再用蚀刻药水喷淋蚀刻，该金属层被蚀刻去除，而固化油墨层下方的金属层则得以保留，再用褪膜剂去除上方的油墨层后，该金属层则显露出来形成金属图形。该方法可获得50微米或更细的线条和间距，所获得产品的精细程度使产品可以呈现多种现有技术无法呈现的图案装饰效果。

Description

物体表面金属化装饰方法

技术领域

本发明属于表面化学处理领域或用金属材料对材料的镀覆领域，具体涉及一种在非金属材料表面进行金属化装饰的方法。

背景技术

在塑料、陶瓷、玻璃等材料表面用金属进行装饰，是近年来较为流行的一种装饰方法，可以提升材料的美感及产品的档次。目前，材料表面的技术化处理多为采用镀膜机镀制金属化装饰膜和镭射雕刻、或采用在材料表面固化金属粉末后再固化透明层。但仅仅用这些方法是很难得到局部区域的金属化装饰膜的(如各种金属化图形)，就算结合一些其他的方法所获得的产品，也会存在以下不足：

1)不能够生成高精细的线条和间距；

2)生产时间相当长；

3)生产过程可控性较低，成品率低；

4)大都局限于平面结构；

5)镭射雕刻的工艺不能解决镭雕位置底材粗糙的问题。

尤其是在三维产品上，至今仍没有较好的可在产品表面用金属化的图案进行精细修饰的方法；仅有非常昂贵的镭射设备可以做三维图案，而对于复杂的图案，镭射法的生产速度非常缓慢。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种可以在材料表面镀上精确而精细地装饰金属化图案的方法。

本发明通过以下技术方案实现上述目的：

发明提供了一种物体表面金属化装饰方法，包括以下步骤：(1)在待装饰的物体表面镀一层金属层；(2)在金属层表面再喷涂UV固化感光油墨；(3)在油墨层上设置一块部分区域透光的底片，再置于UV光下曝光，透光区域的油墨固化，而不透光区域的油墨则不发生固化；(4)经曝光后的材料用显影药水处理，不透光区域的油墨被显影药水清除，显露出金属层，而透光区域的油墨层留在金属层表面；(5)进一步用金属蚀刻药水喷淋蚀刻，显露出来的金属层被蚀刻；(6)进一步用褪膜剂处理，透光区域的油墨层被褪膜剂褪除，油墨层下方的金属层显露出来，形成金属图形。

用这种方法进行装饰的物体材料，可以是塑料、陶瓷、玻璃、木材等；所装饰的金属可以是铝、硅铝合金、铟锡合金、不锈钢、锡、铟、金、银、铜、铬、钛或硅等。

在步骤(1)中，金属层可以直接镀在材料表面，但更优化的方案是在材料表面先用底漆进行处理，再镀金属层。底漆可以使UV固化漆或热固化漆，可以提升金属层在材料表面上的附着力。另外底漆还能够覆盖轻微的缺陷和控制产品的光泽.底漆也可以有各种颜色。

镀上金属层后，在金属层表面喷涂一层UV固化感光油墨，之后，再在其上方放置一块部分区域透光的底片。

本发明所要在材料表面实现的图案修饰性效果，是通过底片来塑造图形的，在该底片上，透光区域形成目标装饰图案的图形。底片为一般PCB生产厂常用的菲林底片，材质为PET(中文名为聚对苯二甲酸乙二醇酯)，厚度为0.10～0.18mm。底片上图案的绘制，可以由光绘机绘制，或者通过原有底片的基础上通过曝光、显影复制出来，公差可达到低于0.002mm的水平。

下一步的曝光步骤可在标准UV曝光机中进行。为了使底片紧密地与材料表面贴合，防止图形在UV曝光过程中的出现偏差，通过吸真空使底片紧密贴合在表面上。产品安放在治具里，并进行吸真空使底片与产品贴紧。材料曝露在由UV能量积分器控制的UV光中，底片透光区域油墨层被曝光并固化(聚合)，底片不透光区域的油墨层由于未受到UV光照射就不发生固化。实际曝光能量可由UV能量积分器控制。曝光结束后，放掉吸真空，产品转移到下一工序。

油墨固化之后，下一步则进行显影，在标准水平运输的显影设备里用显影药水进行喷淋，，显影药水是质量分数0.8-1.2％的碳酸钠溶液，或者是四甲基氢氧化铵溶液(TMAH)。经过喷淋显影后，未固化的油墨层被清洗掉，油墨层下方的金属显露出来；而固化的油墨层则留在金属层表面。

下一步工序用金属蚀刻药水进行喷淋蚀刻，此时覆盖有油墨的金属层受到保护保留下来，而显露出来的金属层被蚀刻而去除。金属蚀刻药水可以是氢氟酸溶液、三氯化铁和盐酸的混合溶液、三氯化铁和硝酸的混合溶液、硝酸铁和盐酸的混合溶液、或硝酸铁和硝酸的混合溶液。

再接下来的工序为褪膜。采用褪膜剂处理上述的工件，褪膜剂可以使油墨层软化或溶解，将其清洗掉。在褪膜工序，可采用标准运输传送式的不锈钢喷淋设备，或者产品也可以放置于褪膜剂药水槽内进行浸泡褪膜。所采用的褪膜剂可以是有机醇类溶剂、有机酮类溶剂、三氯乙烯溶剂、二氯甲烷溶剂、无机强碱溶液、强碱金属碳酸盐溶液、有机强碱溶液中的一种或几种。经褪膜剂处理，油墨层发生软化或溶解而去除，其下方的金属层显露出来，呈现出金属化的目标图形。之后，还可用喷漆方式在金属层上加上一层保护层，该保护层可以是透明的油漆。

这种装饰方法可以用于平面，也可以用于三维产品，可以用于手机外壳，也可以是其他外壳。

通过这种方法可以获得表面上具有线条粗达到50微米、间距达到50微米的金属条纹；尤其是具有三维表面的产品，在三维表面上装饰金属化的图案，目前仅有本技术可以达到这种效果。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1.本发明所提供的方法可以获得50微米甚至更精细的线条和间距，所获得产品的精细程度使产品可以呈现多种现有技术无法呈现的图案装饰效果；图案具有非常均匀、清晰的轮廓线，克服了传统印刷和镭雕技术的轮廓线粗糙和不均匀的不足；

2.本发明的金属化装饰技术的可控性和可重现性强，产加工过程的精准度非常高，品成型率高。

3.本发明对底材没有影响，而镭射产品可以看到底材表面会被轻微损伤。

4.本发明可实现在三维产品表面上制作清晰图案且不论对于简单或者复杂的图案，本发明所需的处理时间都是一样的。

5.本发明提供的高精度的外观装饰，其精细程度使产品外观线条细致，装饰效果档次高，可满足多种行业高端产品的装饰要求，能满足手机行业的最高要求.

6.本发明能够生产原则上所有颜色的金属质感装饰效果，而且能够和最终产品的其他颜色相匹配，满足产品装饰的多种需求。

7.本发明的金属化装饰技术能帮助产品外观设计师把他们的设计意图很好地体现到最终产品上，几乎没有任何限制，这是所有外观设计师梦寐以求的能承载和体现他们设计理念的理想方法。

附图说明

图1是绘有实施例1目标装饰图案透明图形的底片。

图2是实施例1的表面金属化修饰效果。

图3是绘有实施例2目标装饰图案透明图形的底片。

图4是实施例2的表面金属化修饰效果。

具体实施方式

以下通过具体的实施例进一步说明本发明的技术方案。

实施例1

(1)在PC底材的手机壳表面先喷涂UV固化漆后，用真空镀膜设备在表面镀一层铟锡合金；(2)在金属表面喷涂UV固化感光油墨；(3)在工件上方放置一块绘有目标装饰图案黑色图形的底片(图形如图1所示)，厚度为0.18mm，通过吸真空使薄片紧密贴合在表面上，在标准UV曝光机中下曝光，能量为曝光能量为85mj/cm²，透光区域的油墨固化，而不透光区域的油墨则不发生固化；(4)经曝光后，在标准水平运输的显影设备里用质量分数0.95％的碳酸钠溶液作为显影药水进行喷淋，不透光区域的油墨被清除，其下方的金属层显露出来，而透光区域的油墨层留在金属层表面；(5)在标准传输蚀刻设备上，用三氯化铁和盐酸混合溶液金属蚀刻药水进行喷淋蚀刻，此时油墨层下方的金属层受到保护保留下来，而显露出来的金属层则被蚀刻而去除；(6)用氢氧化钠溶液作为褪膜剂浸泡处理，油墨层溶解去除，其下方的金属显露出来，形成金属材质的图形(如图2所示)。

实施例2

(1)在PC底材的手机壳表面先喷涂UV固化漆后，用真空镀膜设备在表面镀一层铝；(2)在金属表面喷涂UV固化感光油墨；(3)在工件上方放置一块绘有目标装饰图案黑色图形的底片(如图3所示)，厚度为0.18mm，通过吸真空使薄片紧密贴合在表面上，在标准UV曝光机中下曝光，曝光能量为80mj/cm²，透光区域的油墨固化，而不透光区域的油墨则不发生固化；(4)经曝光后，在标准水平运输的显影设备里用质量分数0.95％的碳酸钠溶液作为显影药水进行喷淋，不透光区域的油墨被清除，其下方的金属层显露出来，而透光区域的油墨层留在金属层表面；(5)在标准传输蚀刻设备上，用三氯化铁和硝酸混合溶液作为金属蚀刻药水进行喷淋蚀刻，此时油墨层下方的金属层收受到保护保留下来，而显露出来的金属层则被蚀刻而去除；(6)用二氯甲烷和三氯乙烯混合溶剂作为褪膜剂浸泡处理，油墨层溶解去除，其下方的金属显露出来，形成金属材质的图形。结果如图4所示。

实施例3

如实施例1，但所镀的金属为硅铝合金，所用的显影药水为二氯甲烷溶剂。

实施例4

如实施例1，但所镀的金属为不锈钢，所用的金属蚀刻药水为氢氟酸溶液。

实施例5

如实施例1，但所镀的金属为锡，所用的金属蚀刻药水为硝酸铁和盐酸的混合溶液。

实施例6

如实施例1，但所镀的金属为铟，所用的金属蚀刻药水为硝酸铁和硝酸的混合溶液。

实施例7

如实施例1，但所镀的金属为金，所用的金属蚀刻药水为硝酸铁和盐酸的混合溶液，所用的褪膜剂为碳酸氢钠溶液。

实施例8

如实施例1，但所镀的金属为银，所用的金属蚀刻药水为硝酸铁和盐酸的混合溶液，所用的褪膜剂为苯扎羟铵溶液。

实施例9

如实施例1，但所镀的金属为铜，所用的金属蚀刻药水为硝酸铁和盐酸的混合溶液，所用的褪膜剂为丙酮。

实施例10

如实施例1，但所镀的金属为铬。

实施例11

如实施例1，但所镀的金属为钛。

实施例12

如实施例1，但所镀的金属为硅。

Claims

1.物体表面金属化装饰方法，其特征在于包括以下步骤：(1)在待装饰的材料表面镀一层金属层；(2)在金属层表面再喷涂UV固化感光油墨；(3)在油墨层上放置一块部分区域透光的底片，再置于UV光下曝光，透光区域的油墨固化，而不透光区域的油墨则不发生固化；(4)经曝光后的材料用显影药水处理，不透光区域的油墨被显影药水清除，显露出金属层，而透光区域的油墨层留在金属层表面；(5)进一步用蚀刻药水喷淋蚀刻，显露出来的金属层被蚀刻；(6)进一步用褪膜剂处理，透光区域的油墨层被褪膜剂褪除，油墨层下方的金属层显露出来形成金属图形。

2.如权利要求1所述的物体表面金属化装饰方法，其特征在于步骤(1)所述的材料表面在镀金属层前，先涂覆一层底漆。

3.如权利要求2所述的物体表面金属化装饰方法，其特征在于所述的底漆为UV固化漆或热固化漆。

4.如权利要求1所述的物体表面金属化装饰方法，其特征在于步骤(2)所述的金属是铝、硅铝合金、铟锡合金、不锈钢、锡、铟、金、银、铜、铬或钛。

5.如权利要求1所述的物体表面金属化装饰方法，其特征在于步骤(3)所述的底片上，透光区域形成目标装饰图案的图形；底片厚度为0.10～0.18mm。

6.如权利要求1所述的物体表面金属化装饰方法，其特征在于步骤(4)所述的显影药水是质量分数为0.8～1.2％的碳酸钠溶液，或者是四甲基氢氧化铵溶剂。

7.如权利要求1所述的物体表面金属化装饰方法，其特征在于步骤(5)所述的金属蚀刻药水是氢氟酸溶液、三氯化铁和盐酸的混合溶液、三氯化铁和硝酸的混合溶液、硝酸铁和盐酸的混合溶液、或硝酸铁和硝酸的混合溶液。

8.如权利要求1所述的物体表面金属化装饰方法，其特征在于步骤(5)所述的褪膜剂是有机醇类溶剂、有机酮类溶剂、三氯乙烯溶剂、二氯甲烷溶剂、无机强碱溶液、强碱金属碳酸盐溶液，或有机强碱溶液中的一种或几种。

9.如权利要求1或4或5所述的物体表面金属化装饰方法，其特征在于所述的底片放置在材料表面上后，通过吸真空使底片紧密贴合在表面上。

10.如权利要求1所述的物体表面金属化装饰方法，其特征在于步骤(6)形成所述的金属图形之后，再在表面涂覆一层油漆保护层。