CN103738008A

CN103738008A - 一种手机强化有机玻璃视窗及其制作方法

Info

Publication number: CN103738008A
Application number: CN201310746813.0A
Authority: CN
Inventors: 杨建明; 唐臻; 赖愈华; 刘国平; 王长明; 谢守德
Original assignee: DONGGUAN HUAQING OPTICAL TECHNOLOGY Co Ltd; Janus Dongguan Precision Components Co Ltd
Current assignee: Dongguan Huaqing Optical Technology Co., Ltd.
Priority date: 2013-12-30
Filing date: 2013-12-30
Publication date: 2014-04-23
Anticipated expiration: 2033-12-30
Also published as: CN103738008B

Abstract

本发明公开了一种手机强化有机玻璃视窗，包括有机玻璃镜片，所述有机玻璃镜片包括基板和对所述基板的外表面进行化学强化处理形成的强化层，所述基板的内表面覆有装饰层，所述强化层的外表面上镀敷有第一真空电镀层。本发明还公开了该手机强化有机玻璃视窗的制作方法。通过在视窗镜片强化层的外表面上镀敷真空电镀层，可有效提高视窗表面硬度、光滑程度和透光率。

Description

一种手机强化有机玻璃视窗及其制作方法

技术领域

本发明涉及消费电子产品玻璃视窗，特别是一种手机强化有机玻璃视窗及其制作方法。

背景技术

消费电子市场持续成长，市场竞争也不断加剧，硬件配置及软件不断升级的同时也呈同质化趋势。为吸引顾客，品牌厂商对产品外观的差异化提出更多要求，因此在触膜屏技术方面有着日新月异地发展，对光学级透明塑料材料提出了更多、更高的技术要求。随着手机的日益普及，手机视窗镜片的需求越来越多，其中以PMMA和PC材料为代表的有机玻璃镜片由于低成本，轻薄化，可批量加工性，媲美于玻璃的光学性能等优势，在玻璃视窗镜片产业中的比重越来越大。目前，采用注塑PMMA产品制作的有机玻璃镜片，即使经过强化液的化学强化，其铅笔硬度一般也只能达到5H/1000g，对于用作手机的触摸屏玻璃视窗来说，该硬度仍嫌不足，不能很好地替代玻璃，而且，产品经化学强化后，要么表面光滑程度不够，要么透光率不够好，难以真正替代玻璃应用于手机触摸屏。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种手机强化有机玻璃视窗及其制作方法，有效提高视窗表面硬度、光滑程度和透光率。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种手机强化有机玻璃视窗，包括有机玻璃镜片，所述有机玻璃镜片包括基板和对所述基板的外表面进行化学强化处理形成的强化层，所述基板的内表面覆有装饰层，所述强化层的外表面上镀敷有第一真空电镀层。

进一步地：

所述第一真空电镀层为二氧化硅膜层,或者，所述第一真空电镀层包括内层的二氧化硅膜层和外层的氟碳化合物膜层，或者，所述第一真空电镀层包括内层的二氧化硅膜层和外层的二氧化钛膜层。

所述二氧化硅膜层厚度为10～40nm，优选为15～20nm；所述氟碳化合物膜层厚度为10～30nm，优选为15～25nm；所述二氧化钛膜层厚度为10～50nm，优选为20～30nm。

所述强化层为热固化层，所述第一真空电镀层为二氧化硅膜层或包括内层的二氧化硅膜层和外层的氟碳化合物膜层，或者，所述强化层为UV固化层，所述第一真空电镀层包括内层的二氧化硅膜层和外层的二氧化钛膜层。

所述装饰层包括镀敷在所述基板的内表面上的第二真空电镀层、印刷在所述第二真空电镀层上的第一油墨层和印刷在所述基板的内表面经退镀而未被所述第二真空电镀层覆盖的区域的第二油墨层。

所述第二真空电镀层和所述油墨层上具有通过激光雕刻形成的图案。

所述有机玻璃镜片优选采用PMMA材料。

一种手机强化有机玻璃视窗的制作方法，包括以下步骤：

a.通过注塑成型形成有机玻璃镜片的基板；

b.对所述基板的外表面进行化学强化处理，形成强化层；

c.所述强化层的外表面上进行真空电镀以镀敷第一真空电镀层；

d.在所述基板的内表面形成装饰层。

进一步地：

步骤a包括以下步骤：

进行初次合模,达到使动模与定模之间具有预定的间隙为止；

向模具内注入产品塑料，其厚度大于完全合模状态下产品的预定厚度；

进行第二次合模，动模在完全合模到定模的过程中将产品压缩到预定厚度；

优选地，其中所述预定的间隙为3～5mm，产品被压缩的行程为0.2～1mm。

步骤c中，所述第一真空电镀层为二氧化硅膜层，所述二氧化硅膜层厚度为10～40nm，优选为15～20nm；或者，所述第一真空电镀层包括内层的二氧化硅膜层和外层的氟碳化合物膜层，所述二氧化硅膜层厚度为10～40nm，优选为15～20nm，所述氟碳化合物膜层厚度为10～30nm，优选为15～25nm；或者，所述第一真空电镀层包括内层的二氧化硅膜层和外层的二氧化钛膜层，所述二氧化硅膜层厚度为10～40nm，优选为15～20nm，所述二氧化钛膜层厚度为10～50nm，优选为20～30nm。

步骤d包括以下步骤：

在所述基板的内表面进行真空电镀以镀敷第二真空电镀层；

通过移印印刷将油墨印刷到所述第二真空电镀层的部分区域；

将所述第二真空电镀层未印刷油墨的区域进行退镀处理；

通过移印印刷将油墨印刷到退镀的区域;

使用激光对油墨层及第二真空电镀层进行雕刻以形成图案。

本发明的有益技术效果：

本发明提出在有机玻璃视窗表面进行化学强化处理，形成强化层之后，在强化层之上再进行真空电镀，形成一层真空电镀层，该真空电镀层能够大为增强视窗表面硬度，同时还能够显著提高视窗表面的光滑程度及透光率，从而获得卓越的耐刮擦、耐摔、抗冲击性能和优越的触感和透视效果。本发明的有机玻璃视窗表面硬度高，铅笔硬度一般提高到7H/1000g，且爽滑度堪与玻璃比美，相比传统有机玻璃视窗能带来更好的使用体验。与玻璃视窗相比，本发明的有机玻璃视窗还具有重量轻、透光度高的优点，且其容易加工，加工制造成本更低，替代玻璃应用于手机触摸屏，将具有显著的优势。

附图说明

图1为本发明手机强化有机玻璃视窗及其制作方法一种实施例的流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例作详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。

在一些实施例中，手机强化有机玻璃视窗包括有机玻璃镜片，有机玻璃镜片包括基板和对基板的外表面进行化学强化处理形成的强化层，基板的内表面覆有装饰层，强化层的外表面上镀敷有第一真空电镀层。

在优选的实施例中，第一真空电镀层为二氧化硅膜层。在另一些实施例中，第一真空电镀层也可以包括内层的二氧化硅膜层和外层的氟碳化合物膜层。在又一些实施例中，第一真空电镀层也可以包括内层的二氧化硅膜层和外层的二氧化钛膜层。

在上述实施例中，较佳地，二氧化硅膜层厚度为10～40nm，更优选为15～20nm；氟碳化合物膜层厚度为10～30nm，更优选为15～25nm；二氧化钛膜层厚度为10～50nm，更优选为20～30nm。

在优选的实施例中，装饰层包括镀敷在基板的内表面上的第二真空电镀层、印刷在第二真空电镀层上的第一油墨层和印刷在基板的内表面经退镀而未被第二真空电镀层覆盖的区域的第二油墨层。第二真空电镀层和油墨层上还可以具有通过激光雕刻形成的图案。

有机玻璃镜片优选但不限于采用PMMA材料。

在另一些实施例中，手机强化有机玻璃视窗的制作方法包括以下步骤：

通过注塑成型形成有机玻璃镜片的基板；

对基板的外表面进行化学强化处理，形成强化层；

强化层的外表面上进行真空电镀以镀敷第一真空电镀层；

在基板的内表面设置装饰层。

在优选的实施例中，注塑成型包括以下步骤：

进行初次合模,达到使动模与定模之间具有预定的间隙为止；

其中预定的间隙较佳为3～5mm，产品被压缩的行程较佳为0.2～1mm。

在优选的实施例中，设置装饰层具体包括以下步骤：

在基板的内表面进行真空电镀以镀敷第二真空电镀层；

通过移印印刷将油墨印刷到第二真空电镀层的部分区域；

将第二真空电镀层未印刷油墨的区域进行退镀处理；

通过移印印刷将油墨印刷到退镀的区域;

使用激光对油墨层及第二真空电镀层进行雕刻以形成图案。

参阅图1，手机强化有机玻璃视窗的制作方法一种较为具体的制作实例如下。

1.压缩注塑：

在注塑前对PMMA材料以100℃进行5H烘烤，注塑时，由射口筒到进料段温度逐步递减,可避免因后段温度高返料而堵住下料口。优选地，射口筒到进料段前段温度为235℃，中段温度为230℃，后段温度为210℃。

将模具先进行初次闭合，闭合时留有3～5mm间隙，再通过螺杆把熔化后的PMMA料注入到模腔中，稍等1～3S之后，继续推动动模移动进行第二次合模。在第二次进行合模时，动模的移动在产品中有一个压缩行程距离，其相当于产品在成型之后的第二次压实，从而比常规成型方法形成的产品有更高的密度及表面硬度。以下表1展示了产品两种厚度及不同的压缩距离的实施例和比较例在性能上的差别：

表1

根据本发明实施例注塑出来的产品的铅笔硬度在4H/500g，落球冲击在500g/50cm，透光率在92%。

2.化学强化：把上工段完成的PMMA镜片进行表面化学强化处理。可采用不同材料的强化液，例如UV光固化丙烯酸酯型强化液和有机硅树脂型强化液。优选地，对于以有机硅树脂为材料的强化液，采用浸涂工艺，浸涂速度为3～10M/S，固化条件为60℃*50min，膜层厚度为15～20um；对于以UV光固化丙烯酸酯为材料的强化液，采用喷涂工艺，膜层厚度为膜层厚度为15～20um，固化条件为900～1100mj/cm²。

经过以上处理，产品表面达到6H/1000g以上的铅笔硬度，但仍有不足；产品光滑程度较差，透光率稍低,或者随光滑程度尚可但表面容易出现黄变现象。

3.CNC切割：对强化后的镜片进行切割，便于进行后工段的处理。CNC刀具转速设置应该在30000转/秒以上，低于此转速时切割出来的切口处将可以看到非常明显的砂面效果，影响整体光滑程度。

4.二次真空电镀：化学强化后的有机玻璃镜片进行两次真空电镀处理，第一次真空电镀在产品外表面进行以加强硬化效果。

表2

以上膜系中，二氧化硅膜附着到在经过化学强化后的产品表面上，使其形成一个类玻璃表面，既可以提高产品的硬度，又能增加其表面光亮度及透光率。其膜层厚度范围可以在10～40nm，优选厚度在15～20nm。氟碳化合物为一种疏水疏油层，加在二氧化硅膜上可以减少手指接触产品表面时的摩擦力，增强其触摸手感。氟碳化合物膜层厚度范围可以在10～30nm，优选厚度在15～25nm。二氧化钛是一种高透光光学材料，加在二氧化硅膜上可以增强产品表面的光亮度及透光率。二氧化钛膜层厚度可以在10～50nm，优选厚度在20～30nm。在不同实施例中，针对不同的强化层，使用三种真空镀膜和所获性能如上表2。强化层为UV固化层时，使用二氧化硅膜和二氧化钛膜叠层尤其可提高透光性能。

经过以上处理，产品可以达到目前其它处理方式所不能达到铅笔硬度及接触手感，具有不可匹比的性能优势。

第二次真空电镀在产品内表面进行以增加装饰效果，具体过程如下。

将产品反面放置于镀膜机的真空腔室内，再通过真空泵把真空腔的空气抽走，使之压力保持在0.05Pa到0.01Pa之间，一个较佳的压力数值是0.02Pa。较佳地，需要用来镀膜的材料先于机壳放入在真空腔室里面的蒸发源（一般用钨丝）上。镀膜的材料一般可以用99.99%纯度的锡或铟，或两者合金，本例中采用铟锡合金。蒸发源的加热温度大约在100℃～300℃范围内时即可以把铟锡合金熔化，其熔化时间为10～20秒，在500℃～1000℃下即可把铟锡合金蒸发成气体分子状态使其具有足够的能量附着到机壳表面成膜，蒸发时间为10～30秒。

优选地，第二次真空电镀的真空镀膜膜层厚度约为20nm～100nm，在此厚度下的铟锡膜层具有金属光泽与不导电之性能。

5.第一次印刷:把经真空镀膜后的有机镜片背面用黑色油墨进行移印印刷。为了能在镜片正面能看到较好的视觉效果，镜片背部的侧边也进行印刷，采用油盘式移印机。本例采用的是帝国IPX-971黑色油墨。印刷厚度在5～10μm，烘烤温度为50～80℃，烘烤时间为10～20分钟。

6.退镀：把经第一次印刷处理后的镜片用放入常温的装有退镀剂与水的比率为1:10的溶液之水槽中轻轻漂洗3分钟，将镜片上未经丝印位置上的镀膜层溶解掉，再以清水清洗之后放置于50℃的烤炉内烘烤10分钟即可完成。

7.第二次印刷:把经退镀后的镜片用黑色油墨进行移印印刷。本例采用的油墨和网版如第一次印刷所用。印刷厚度在10～20um，烘烤温度为0～80℃，烘烤时间为20～30分钟。

8.镭雕：用激光雕刻机在印刷好的镜片上进行LOGO及图案修整。采用激光功率为5W，光斑大小为0.2mm，在这样的功率及大小下，可以实现激光刚好把油墨层及电镀膜层烧灼掉而不会影响到镜片的基板及硬化层，最终得到非常光滑平整的图案。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种手机强化有机玻璃视窗，包括有机玻璃镜片，所述有机玻璃镜片包括基板和对所述基板的外表面进行化学强化处理形成的强化层，所述基板的内表面覆有装饰层，其特征在于,所述强化层的外表面上镀敷有第一真空电镀层。

2.如权利要求1所述的手机强化有机玻璃视窗，其特征在于,所述第一真空电镀层为二氧化硅膜层,或者，所述第一真空电镀层包括内层的二氧化硅膜层和外层的氟碳化合物膜层，或者，所述第一真空电镀层包括内层的二氧化硅膜层和外层的二氧化钛膜层。

3.如权利要求2所述的手机强化有机玻璃视窗，其特征在于,所述二氧化硅膜层厚度为10～40nm，优选为15～20nm；所述氟碳化合物膜层厚度为10～30nm，优选为15～25nm；所述二氧化钛膜层厚度为10～50nm，优选为20～30nm。

4.如权利要求1所述的手机强化有机玻璃视窗，其特征在于,所述强化层为热固化层，所述第一真空电镀层为二氧化硅膜层或包括内层的二氧化硅膜层和外层的氟碳化合物膜层，或者，所述强化层为UV固化层，所述第一真空电镀层包括内层的二氧化硅膜层和外层的二氧化钛膜层。

5.如权利要求1至4任一项所述的手机强化有机玻璃视窗，其特征在于,所述装饰层包括镀敷在所述基板的内表面上的第二真空电镀层、印刷在所述第二真空电镀层上的第一油墨层和印刷在所述基板的内表面经退镀而未被所述第二真空电镀层覆盖的区域的第二油墨层。

6.如权利要求5所述的手机强化有机玻璃视窗，其特征在于,所述第二真空电镀层和所述油墨层上具有通过激光雕刻形成的图案。

7.一种手机强化有机玻璃视窗的制作方法，其特征在于,包括以下步骤：

a.通过注塑成型形成有机玻璃镜片的基板；

b.对所述基板的外表面进行化学强化处理，形成强化层；

d.在所述基板的内表面形成装饰层。

8.如权利要求7所述的手机强化有机玻璃视窗的制作方法，其特征在于,步骤a包括以下步骤：

进行初次合模,达到使动模与定模之间具有预定的间隙为止；

9.如权利要求7所述的手机强化有机玻璃视窗的制作方法，其特征在于,步骤c中，所述第一真空电镀层为二氧化硅膜层，所述二氧化硅膜层厚度为10～40nm，优选为15～20nm；或者，所述第一真空电镀层包括内层的二氧化硅膜层和外层的氟碳化合物膜层，所述二氧化硅膜层厚度为10～40nm，优选为15～20nm，所述氟碳化合物膜层厚度为10～30nm，优选为15～25nm；或者，所述第一真空电镀层包括内层的二氧化硅膜层和外层的二氧化钛膜层，所述二氧化硅膜层厚度为10～40nm，优选为15～20nm，所述二氧化钛膜层厚度为10～50nm，优选为20～30nm。

10.如权利要求7至9任一项所述的手机强化有机玻璃视窗的制作方法，其特征在于,步骤d包括以下步骤：

在所述基板的内表面进行真空电镀以镀敷第二真空电镀层；

将所述第二真空电镀层未印刷油墨的区域进行退镀处理；

通过移印印刷将油墨印刷到退镀的区域;

使用激光对油墨层及第二真空电镀层进行雕刻以形成图案。