具体实施方式
为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
请参考图1所示,一种手机外壳,包括基材16和附着于基材表面的片材,所述片材包括顺序设置的基层片材11、网状金属层12、网状油墨层13、防冲油墨层14和粘结层15,所述片材通过粘结层15与基材16结合,所述基材上形成有空穴17,所述部分片材上形成有与网状金属层相配合的通孔18,所述通孔18与基材上的空穴17相对应。
所述基材16可以为各种塑胶材料,固化后有一定的机械强度,选择弹性模量较高、流动性较好的材料,例如可以为透明的聚碳酸酯(PC)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)和PC+ABS中的一种。
所述基层片材11可以为各种塑胶片材,要求透明或者半透明,有较好的拉伸成型性、抗温度冲击性,有一定的表面硬度,光面或者亚光面、拉丝面均可,例如可以为透明的聚碳酸酯(PC)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)中的一种或几种。
所述网状金属层12为通过物理气相沉积、电镀等方式在基层片材11上形成的一层金属层,金属层要求不变色,与基层片材11有较好的结合力,所述金属层的材料可以为不锈钢或者铟锡合金中的一种。进一步,所述金属层有合适的厚度,保证金属感强,优选地,所述网状金属层12的透光率为2%-6%,如果透光率高于6%,会透出底层基材的颜色,影响外观;如果透光率低于2%,镀膜周期和成本较高。所述金属层要能够通过无线信号(Radio Frequency,简称RF)测试,此项测试是为了测试手机外壳是否会屏蔽手机的信号,一般含有金属件的外壳或者表面镀有金属膜的产品都要通过这个测试。
所述网状油墨层13为通过印刷实现的一层网状图案油墨层,网状图案可以根据用户要求进行设计,油墨层要求具有良好的耐温度冲击性、成型拉伸性,印刷线条精细,并且有较好的交联密度,能够抵抗褪镀液的腐蚀,例如可以是德国宝龙公司提供的XWR系列油墨等,所述网状油墨层13的厚度为0.005-0.015mm,如果厚度小于0.005mm,性能有所减弱,可能在褪镀时容易被腐蚀掉,影响外观;如果厚度高于0.015mm,会影响油墨层的印刷精度。请参考图2所示,所述网状油墨层13中的网状图案为圆孔21,所述圆孔21规则排列,圆孔的直径为0.3-0.8mm,水平方向和垂直方向的孔间距均为0.6-1.6mm,整个手机外壳的正面22为金属效果。当然,所述圆孔的排列方式还可以为其它角度,不一定需要水平垂直排列,比如呈棱形排列或者与水平和垂直方向呈任意角度排列。
所述防冲油墨层14为保护金属层在注塑时不被熔融塑胶材料(即是前述的基材16)冲散,而印刷的油墨层,该防冲油墨层需要具有一定的成型拉伸性、耐温度冲击性,且和网状油墨层13有较好的结合强度,例如可以是和网状油墨层13同一个系列的油墨,即是德国宝龙公司提供的XWR系列油墨等。颜色可与网状油墨层13不一样,具体实施例中网状油墨层13可为黑色,而防冲油墨层14为透明。
所述粘结层15提供片材和基材16之间的结合力,即要求与基材16和防冲油墨层14有很好的结合力,且有好的成膜性、拉伸性、抗温度冲击性,其材料的选择可以为德国宝龙公司提供的型号为025GT的粘合剂。
本发明提供的手机外壳,产品表面所形成的金属层只有几十纳米,较之于网状金属片,重量轻,不会产生信号屏蔽,制作工艺简单;通过镀覆金属层在实现外观的金属感,颜色多变;外表面是塑胶片材,为一整体结构,不会被化学物质侵蚀,物化性能优异,内层的金属网状装饰层在外层片材的保护下,不会被破坏,增加了产品的使用寿命;最重要的是实现了外观及功能的一体化,在不影响扬声器等部件功能的条件下,保证产品表面装饰的一致性,整体产品简洁、大方,结构简单,总体成本低廉;可以应用于电子产品的电池后壳、前壳、装饰件等多种部件,不影响总体产品的结构设计。
本发明还提供一种手机外壳的制备方法,所述方法包括以下步骤:
A、制备片材,其进一步包括如下步骤:
在基层片材11的一个表面上形成金属层后印刷油墨层:所述基层片材11可以为各种塑胶片材,要求透明或者半透明,有较好的拉伸成型性、抗温度冲击性,有一定的表面硬度,光面或者亚光面、拉丝面均可,例如可以为透明的聚碳酸酯(PC)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)中的一种或几种。
所述金属层为通过物理气相沉积、电镀、印刷、喷涂等方式,在基层片材11上形成的一层金属层,所述物理气相沉积、电镀、印刷、喷涂等方法为本领域技术人员所熟知,在此不再赘述。所述金属层要求不变色,与基层片材11有较好的结合力,具体所述金属层的材料可以为不锈钢或者铟锡合金中的一种。进一步,所述金属层有合适的厚度,保证金属感强,优选地,所述金属层的透光率为2%-6%,如果透光率高于6%,会透出底层基材的颜色,影响外观;如果透光率低于2%,镀膜周期和成本较高。所述金属层要能够通过RF测试,此项测试是为了测试手机外壳是否会屏蔽手机的信号,一般含有金属件的外壳或者表面镀有金属膜的产品都要通过这个测试。
所述油墨层为通过印刷实现的一层网状图案油墨层,网状图案可以根据用户要求进行设计,油墨层要求具有良好的耐温度冲击性、成型拉伸性,印刷线条精细,并且有较好的交联密度,能够抵抗褪镀液的腐蚀,例如可以是德国宝龙公司提供的XWR系列油墨等,所述网状油墨层的厚度为0.005-0.015mm,如果厚度小于0.005mm,性能有所减弱,可能在褪镀时容易被腐蚀掉,影响外观;如果厚度高于0.015mm,会影响油墨层的印刷精度。
经过褪镀在基层片材11上形成网状金属层12和与网状金属层对应的网状油墨层13:所述金属层在基层片材上本来是一个整体,中间没有孔,为了实现金属网状的效果,在印刷油墨层后通过褪镀工艺将金属层中不需要的部分除去,以形成网状金属层12。具体地,褪镀工艺是将形成有金属层和油墨层的基层片材11放入褪镀液中,将不需要金属层部分的金属层溶解,褪镀以后,有油墨层保护的金属层部分被保留下来,没有油墨层保护的金属层部分被溶解,在正面观察片材,有网状金属的外观。所述褪镀液为酸性的溶液,具体可以选择鑫鸿达公司提供的型号为Rts-700的溶液。
在网状油墨层上形成防冲油墨层:所述防冲油墨层14为保护金属层在注塑时不被熔融塑胶材料(即前述的基材16)冲散,而印刷的油墨层,该防冲油墨层需要具有一定的成型拉伸性、耐温度冲击性,且和网状油墨层13有较好的结合强度,同时需要考虑和网状油墨层13、粘结层15以及基材16的匹配性,具体例如可以是和网状油墨层13同一个系列的油墨,即是德国宝龙公司提供的XWR系列油墨等。颜色可与网状油墨层13不一样,具体实施例中网状油墨层13可为黑色,而防冲油墨层14为透明。
在防冲油墨层上形成粘结层:所述形成粘结层的方式可以采用本领域技术人员熟知的印刷、丝印、涂覆等方法,所述粘结层15提供片材和基材16之间的结合力,即要求与基材16和防冲油墨层14有很好的结合力,且有好的成膜性、拉伸性、抗温度冲击性,其材料的选择可以为德国宝龙公司提供的型号为025GT的粘合剂。
B、将A步骤制备的片材通过成型、冲切,形成适合模内注塑的片材形状:具体地,所述成型是指将片材(包括基层片材11、网状金属层12、网状油墨层13、防冲油墨层14和粘结层15)放入模具中,通过加热、加压等工艺,形成一种适合于模内注塑模具模腔的形状;所述冲切是指将成型后的片材裁切废边,得到适合于模内注塑的形状和大小。具体地成型和冲切工艺为本领域技术人员熟知的技术,在此不再详细说明。
C、进行模内注塑,在片材的粘结层上注塑基材,所述基材上形成有空穴:所述模内注塑是将冲切后的片材置于模腔中,再注射塑胶材料(即基材16)得到手机外壳产品,一般地,所述片材的外观表面(即基层片材11)贴在母模仁表面,塑胶材料注射在有防冲油墨层的那一面。同时,所用的注塑模具有一定的设计需求,在扬声器、听筒等功能部件的区域,在公模仁上设置有一镶件,所述镶件的高度与扬声器和听筒的高度基本对应,注塑以后在产品背面(即基材16上)形成一个与镶件尺寸相同的空穴17,以便安装扬声器或其它功能部件,镶件的尺寸根据手机外壳整个产品的形状和大小决定。作为一种具体的实施方式,所述镶件的突出面(即高度方向)在合模时,与所述片材刚好接触或者有0.01-0.015mm的间距,这样设置后镶件不会压伤片材,且熔融塑胶材料不会溢到空穴中。
D、在部分片材上形成与网状金属层相配合的通孔,所述通孔与基材上的空穴相对应:所述形成通孔的方法可以采用激光切割或者机械冲孔的方式,在需要声音穿透的部分片材上形成通孔18,每个所述通孔18的间隔或间隙与网状金属层12上的圆孔间隙相同;同时所述通过18与基材上的空穴17相对应,保证声音的有效通过。具体地,激光切割可以采用大功率(60W)的CO2激光切割机,通过红外线或治具等方式,对进行模内注塑后的产品进行定位,在注塑形成的空穴对应的部分片材上,切割出通孔的过程;机械冲孔是在固定好的注塑后的产品上,在同样的部位,采用冲头在部分片材表面上形成通孔的过程。
以下,将结合具体的实施例对本发明所述手机外壳的制备方法进行详细介绍。
实施例1:
选用拜耳公司提供的透明基层片材11,材质为聚碳酸酯(PC),型号为DMX 1H00MY-112,两面光,厚度0.175mm,规格为230×200mm。
基层片材11的操作面通过溅射镀膜镀覆铟锡合金,得到透光率为2%的金属层。
在金属层表面印刷有网状图案的油墨层和定位孔,选用的油墨为德国宝龙公司提供的XWR黑色油墨,印刷时使用的网板为300目,油墨层的印刷厚度为0.005mm。网状图案中的圆孔呈规则排列,圆孔直径为0.3mm,水平方向和垂直方向的孔间距均为0.6mm。
将前述印刷有金属层和油墨层的基层片材放入鑫鸿达公司提供的型号为Rts-700的溶液中褪镀,经过褪镀在基层片材11上形成网状金属层12和与网状金属层对应的网状油墨层13。
在网状油墨层的表面印刷防冲油墨层14,选用的油墨为德国宝龙公司提供的XWR透明油墨,印刷时使用的网板为150目,单层印刷厚度为0.02mm,需要印刷两层。
在防冲油墨层14上印刷粘结层15,印刷时使用的网板为300目,单层印刷厚度为0.015mm。
用自动定位打孔机打出定位孔,得到片材。
将片材放入高压成型模具内,涂有粘合剂15的一层朝下,具体的操作过程为本领域技术人员熟知有,其中各项调节参数为:预温时间15s,低压压力5Kg/cm2,低压保压时间3s,高压压力15Kg/cm2,高压保压时间8s,泄压时间3s,上模温度120℃,下模温度100℃,合模成型。
将成型后的片材放入冲切模具中冲切废边,冲切的压力为5Kg,得到适合于注塑模具模腔的片材。
将片材放入注塑模具内注射基材16塑胶,基材塑胶料选择沙伯公司提供的型号CM6140,注塑模具的公模仁上在需要通孔的区域预先设计有镶件,镶件的尺寸为长10mm×宽5mm×高1.2mm,镶件的突出面在合模时与所述片材刚好接触,注塑后在与镶件对应的部位形成有空穴。
将注塑产品固定在镭雕治具上,片材一面朝上,在空穴的位置采用激光切割的方式切割出大小和位置合适的通孔,设备选择大族公司提供的型号为CO2-H60的机器,设定切割孔径为0.3mm(切割后实际孔径为0.5mm),孔距为1.0mm,切割参数为:有效矢量步长0.007mm,有效矢量步间延时19μs,空矢量步长0.03mm,空矢量步间延时20μs,Q Switch频率8KHz,Q释放时间20μs,首脉冲抑制能量100。模内装饰和激光切割工艺为行业内技术人员公知,这里不再赘述。
实施例2:
选用拜耳公司提供的透明基层片材11,材质为聚碳酸酯(PC),型号为DMX 1H00MY-112,两面光,厚度0.175mm,规格为230×200mm。
基层片材11的操作面通过溅射镀膜镀覆铟锡合金,得到透光率为4%的金属层。
在金属层表面印刷有网状图案的油墨层和定位孔,选用的油墨为德国宝龙公司提供的XWR黑色油墨,印刷时使用的网板为300目,油墨层的印刷厚度为0.01mm。网状图案中的圆孔呈规则排列,圆孔直径为0.5mm,水平方向和垂直方向的孔间距均为1mm。
将前述印刷有金属层和油墨层的基层片材放入鑫鸿达公司提供的型号为Rts-700的溶液中褪镀,经过褪镀在基层片材11上形成网状金属层12和与网状金属层对应的网状油墨层13。
在网状油墨层的表面印刷防冲油墨层14,选用的油墨为德国宝龙公司提供的XWR透明油墨,印刷时使用的网板为150目,单层印刷厚度为0.02mm,需要印刷两层。
在防冲油墨层14上印刷粘结层15,印刷时使用的网板为300目,单层印刷厚度为0.015mm。
用自动定位打孔机打出定位孔,得到片材。
将片材放入高压成型模具内,涂有粘合剂15的一层朝下,具体的操作过程为本领域技术人员熟知有,其中各项调节参数为:预温时间15s,低压压力5Kg/cm2,低压保压时间3s,高压压力15Kg/cm2,高压保压时间8s,泄压时间3s,上模温度120℃,下模温度100℃,合模成型。
将成型后的片材放入冲切模具中冲切废边,冲切的压力为5Kg,得到适合于注塑模具模腔的片材。
将片材放入注塑模具内注射基材16塑胶,基材塑胶料选择沙伯公司提供的型号CM6140,注塑模具的公模仁上在需要通孔的区域预先设计有镶件,镶件的尺寸为长10mm×宽5mm×高1.2mm,镶件的突出面在合模时与所述片材的间隙为0.01mm,注塑后在与镶件对应的部位形成有空穴。
将注塑产品固定在镭雕治具上,片材一面朝上,在空穴的位置采用激光切割的方式切割出大小和位置合适的通孔,设备选择大族公司提供的型号为CO2-H60的机器,设定切割孔径为0.3mm(切割后实际孔径为0.5mm),孔距为1.0mm,切割参数为:有效矢量步长0.007mm,有效矢量步间延时19μs,空矢量步长0.03mm,空矢量步间延时20μs,Q Switch频率8KHz,Q释放时间20μs,首脉冲抑制能量100。模内装饰和激光切割工艺为行业内技术人员公知,这里不再赘述。
实施例3:
选用拜耳公司提供的透明基层片材11,材质为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET),型号为DNT-S,两面光,厚度0.175mm,规格为230×200mm。
基层片材11的操作面通过溅射镀膜镀覆铟锡合金,得到透光率为6%的金属层。
在金属层表面印刷有网状图案的油墨层和定位孔,选用的油墨为德国宝龙公司提供的XWR黑色油墨,印刷时使用的网板为300目,油墨层的印刷厚度为0.015mm。网状图案中的圆孔呈棱形规则排列,圆孔直径为0.8mm,圆孔的孔间距均为1.6mm。
将前述印刷有金属层和油墨层的基层片材放入鑫鸿达公司提供的型号为Rts-700的溶液中褪镀,经过褪镀在基层片材11上形成网状金属层12和与网状金属层对应的网状油墨层13。
在网状油墨层的表面印刷防冲油墨层14,选用的油墨为德国宝龙公司提供的XWR透明油墨,印刷时使用的网板为150目,单层印刷厚度为0.02mm,需要印刷两层。
在防冲油墨层14上印刷粘结层15,印刷时使用的网板为300目,单层印刷厚度为0.015mm。
用自动定位打孔机打出定位孔,得到片材。
将片材放入高压成型模具内,涂有粘合剂15的一层朝下,具体的操作过程为本领域技术人员熟知有,其中各项调节参数为:预温时间15s,低压压力5Kg/cm2,低压保压时间3s,高压压力15Kg/cm2,高压保压时间8s,泄压时间3s,上模温度120℃,下模温度100℃,合模成型。
将成型后的片材放入冲切模具中冲切废边,冲切的压力为5Kg,得到适合于注塑模具模腔的片材。
将片材放入注塑模具内注射基材16塑胶,基材塑胶料选择沙伯公司提供的型号CM6140,注塑模具的公模仁上在需要通孔的区域预先设计有镶件,镶件的尺寸为长10mm×宽5mm×高1.2mm,镶件的突出面在合模时与所述片材的间隙为0.015mm,注塑后在与镶件对应的部位形成有空穴。
将注塑产品固定在镭雕治具上,片材一面朝上,在空穴的位置采用激光切割的方式切割出大小和位置合适的通孔,设备选择大族公司提供的型号为CO2-H60的机器,设定切割孔径为0.3mm(切割后实际孔径为0.5mm),孔距为1.0mm,切割参数为:有效矢量步长0.007mm,有效矢量步间延时19μs,空矢量步长0.03mm,空矢量步间延时20μs,Q Switch频率8KHz,Q释放时间20μs,首脉冲抑制能量100。模内装饰和激光切割工艺为行业内技术人员公知,这里不再赘述。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。