CN107815716B - 对工件的表面进行处理的方法 - Google Patents
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Classifications
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Abstract
本申请公开了一种对工件的表面进行处理的方法，该方法包括：提供携带磺酸基的第一染色液；将工件放入所述第一染色液中，以对所述工件的表面进行染色处理。通过上述方式，本申请能够为工件提高耐晒性能、颜色均匀性提供技术支持。
Description
技术领域
本申请涉及工件着色技术领域，特别是涉及一种对工件的表面进行处理的方法。
背景技术
3C产品就是计算机(Computer)、通信(Communication)和消费类电子产品(Consumer Electronics)三者结合，通常包括电脑、平板电脑、移动电话、数码相机、随身听、电子辞典、影音播放之硬件设备或数字音频播放器等等。
随着用户审美情趣的提高，通常要求3C产品的外观件具有很好的耐晒性能、不容易褪色，且颜色均匀。但是，本申请的发明人在长期的研发过程中发现，现有产品一直以来存在着较大的问题，如经紫外线长时照射，色差变异量较大，从外观目视效果来看，表现在产品褪色；同时工件在染色过程中，常常会出现染色不均，局部色深的问题。
发明内容
本申请主要解决的技术问题是提供一种对工件的表面进行处理的方法，能够为工件提高耐晒性能、颜色均匀性提供技术支持。
为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种对工件的表面进行处理的方法，所述方法包括：提供携带磺酸基的第一染色液；将工件放入所述第一染色液中，以对所述工件进行染色处理。
本申请的有益效果是：区别于现有技术的情况，本申请提供携带磺酸基的第一染色液；将工件放入所述第一染色液中，以对所述工件进行染色处理。由于携带磺酸基的第一染色液能够延缓染料在工件皮膜内的吸附过程，可以增加整体的染色处理时间，从而可以改善工件表面局部上颜色不均的问题；且可以提高染料在工件皮膜氧化层内的吸附性能，从而可以提高产品的抗UV性能，使其在UV照晒前后的色差值变化少；通过这种方式，能够为工件提高耐晒性能、颜色均匀性提供技术支持。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。其中：
图1是工件染色的原理示意图；
图2是一有机染料的分子结构示意图；
图3是本申请对工件的表面进行处理的方法一实施方式的流程图；
图4是本申请对工件的表面进行处理的方法一含磺酸基酸性染料的染色反应原理示意图；
图5是本申请对工件的表面进行处理的方法另一实施方式的流程图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性的劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在详细介绍本申请之前，先介绍一下与本申请相关的内容。
参见图1，图1是工件染色的原理示意图。待染色的工件的表面有一层氧化层皮膜，该皮膜在酸性状态下，带正电荷。用于染色的染料自身携带负电荷，在静电的作用下，染料分子被吸附到工件表面皮膜的孔中，通过离子结合和酸析现象，使得染料定着在工件表面皮膜上，这就是工件染色的机理。因此，在工件的表面会吸附很多染料分子，但通常染料分子只达到皮膜厚的1/2～1/3程度。工件表面皮膜内部酸性越强，染料的吸附就越好。具体来说，皮膜层染色过程可以细化为以下三个阶段：第一阶段是染料分子在溶液中迁移，第二阶段是染料分子在皮膜外表面吸附，第三阶段是染料分子在皮膜孔内扩散。
材料在加工、储存和使用过程中，由于受内外因素的综合作用，其性能逐渐变坏，以致最后丧失使用价值，这种现象就是老化。而工件染色后老化褪色的原理可以结合参见图2，有机染料分子中一般由-CH＝CH-、-N＝N-、-N＝O等含共轭双键的发色基团来显色。而染料在经UV长时照射的过程中，受紫外线和热的影响，这些共轭双键基团会发生氧化、还原、移位、异性化、水解等复杂反应，从而产生退色现象。
根据上述染色过程的三个阶段可知，如果需要提高染色处理的效果，一方面可以增强染料的吸附效果，另一方面可以降低吸附速度，延长吸附过程，增加染色时间。
本申请提供携带磺酸基的第一染色液；将工件放入所述第一染色液中，以对所述工件进行染色处理。由于携带磺酸基的第一染色液能够延缓染料在工件皮膜内的吸附过程，可以增加整体的染色处理时间，从而可以改善工件表面局部上颜色不均的问题；且可以提高染料在工件皮膜氧化层内的吸附性能，从而可以提高产品的抗UV性能，使其在UV照晒前后的色差值变化少；通过这种方式，能够为工件提高耐晒性能、颜色均匀性提供技术支持。
下面结合附图和实施方式对本申请进行详细的说明。
参阅图3，图3是本申请对工件的表面进行处理的方法一实施方式的流程图，该方法包括：
步骤S101：提供携带磺酸基的第一染色液。
步骤S102：将工件放入第一染色液中，以对工件的表面进行染色处理。
硫酸分子中失去一个羟基后剩余的部分叫做磺酸基，也称为磺基。它是磺酸类有机物的官能团。有机物分子中引入磺酸基后可增加酸性，又因为磺酸基为亲水基团，可增加该类有机物的水溶性。本实施方式中，由于第一染色液携带磺酸基，可以增加染料分子的溶解度，使得染料分子在溶液中的浓度提高，因此可以提高染料在工件表面的吸附性能；另一方面磺酸基可增加酸性，工件表面的膜层也是酸性的，这可以降低染料分子向工件表面的迁移速度，使得染料与工件表面皮膜的离子结合过程的正向反应速率降低，则在达致相同的染色深度时，可以加长染色时间。
工件是制造过程中的一个产品部件。它可以是单个零件，也可以是固定在一起的几个零件的组合体。在一实施方式中，工件为手机金属结构件。
参见图4，图4是本申请对工件的表面进行处理的方法一含磺酸基酸性染料的染色反应原理示意图，含磺酸基酸性染料的染色反应为：
从图4中，可以看到含磺酸基酸性染料与工件表面膜层的结合有三种，第一种是含磺酸基酸性染料与工件表面膜层以共价键的形式结合(A)，第二种是含磺酸基酸性染料与工件表面膜层以单个分子和离子交换的形式结合(B)，第三种是含磺酸基酸性染料与工件表面膜层以胶团和离子交换的形式结合(C)。
构成染料的磺酸基[D(-SO3Na)-]因为带有负电荷，被吸附到带有正电荷的阳极氧化皮膜＜Al(H2O)4(OH)2 +·Al On+＞的孔内。染料的吸附因为依靠静电作用，只能进入到皮膜厚的1/2～1/3，进入的染料通过与离子结合和酸析现象吸附在孔内。
本申请实施方式在对工件表面进行处理时，提供携带磺酸基的第一染色液；将工件放入所述第一染色液中，以对所述工件进行染色处理。由于携带磺酸基的第一染色液能够延缓染料在工件皮膜内的吸附过程，可以增加整体的染色处理时间，从而可以改善工件表面局部上颜色不均的问题；且可以提高染料在工件皮膜氧化层内的吸附性能，从而可以提高产品的抗UV性能，使其在UV照晒前后的色差值变化少；通过这种方式，能够为工件提高耐晒性能、颜色均匀性提供技术支持。
在一实施方式中，步骤S101具体可以包括：在第二染色液中添加硫酸盐，以获得第一染色液，硫酸盐的添加量大于0.5克每升第二染色液。
在工件染色行业中一般很少使用硫酸盐作为染色添加剂，即便使用，其添加浓度亦不会超过0.5g/L，而且添加硫酸盐的作用不同于本申请中硫酸盐的作用，在本实施方式中，添加硫酸盐的作用，是为了形成磺酸基，使第一染色液携带磺酸基，进而增加染料分子的溶解度，提高酸性，并利用来为工件提高耐晒性能、颜色均匀性提供技术支持。添加的硫酸盐可以是：硫酸钠、硫酸钾、硫酸锂，等等。
当添加的硫酸盐为固体硫酸盐时，添加量为大于0.5克每升第二染色液，例如：1g/L，2g/L，3g/L，4g/L，5g/L，等等。当然，在实际应用中，也可以添加硫酸盐溶液，添加量需要根据实际应用来确定。在其他实施方式中，也可以直接添加硫酸或硫酸溶液，添加量也需要根据实际应用来确定。
在一具体实施方式中，硫酸盐为硫酸钠。在商品化的硫酸盐产品中，硫酸钠比较常见，价格也比较便宜。
其中，硫酸盐的添加量的范围为3-6克每升第二染色液。在染色槽中添加高浓度的硫酸盐，可以非常明显的改变工件表面皮膜的染料吸附过程，可以有效提高工件的抗uv性能。同时高浓度的硫酸盐的添加，可以非常明显的延长染料的吸附过程，使得上色均匀性提高，解决工件表面局部着色不均问题。在一实施方式中，硫酸盐的添加量为3-6g/L，例如：3g/L，4g/L，5g/L，6g/L，等等。
以硫酸基酸性染料的染色反应过程为例，在染色槽中添加高浓度硫酸钠，硫酸根浓度增加，降低染料分子向氧化层表面的迁移速度，也使得染料与皮膜的离子结合过程的正向反应速率降低，则在达致相同的染色深度时，需要加长染色时间。一方面这样可以保证着色的均匀性，解决工件染色不均的问题。另一方面，染色过程加长，可以增强染料在皮膜内的吸附性，使染料吸附饱和度增加。染料在膜层上吸附状态的改变，使得产品在QUV老化测试中表现出良好的耐晒性，即UV照射前后色差值变异量小于管控标准。
结合参见图5，该方法还包括：步骤S103：对染色处理后的工件进行紫外线老化测试。
染色处理后的工件需要进行紫外线老化QUV测试，以测试染色处理后的工件是否满足测试要求，从而控制工件着色的质量要求。
在一实施方式中，第二染色液为红色染料配比所形成的染色液，在添加硫酸盐之前，第二染色液包括1-1.2g/L的TAC PINK-RL和1-1.5g/L的Orange 3LW，硫酸盐的添加量的范围为3-4克每升第二染色液。添加硫酸盐后，TAC PINK-RL的浓度变为2-2.5g/L，Orange3LW的浓度变为2-3g/L。经过上述染色处理后的工件的表面的色差变异值的范围分别为：△a<2，△E<4。
在另一实施方式中，第二染色液为玫瑰金染料配比所形成的染色液，在添加硫酸盐之前，第二染色液包括0.3-0.5g/L的TAC PINK-GLH和0.05-0.1g/L的TAC YELLO-SGL，硫酸盐的添加量的范围为4-6克每升第二染色液。添加硫酸盐后，TAC PINK-GLH的浓度变为0.5-0.7g/L，TAC YELLO-SGL的浓度变为0.4-0.5g/L。经过上述染色处理后的工件的表面的色差变异值的范围分别为：△a<1.5，△E<2。
△E、△L、△a、△b是色差仪中的四组色差变异值，其中，△L代表黑白偏差量，正数表示偏白，负数表示偏黑；△a代表红绿偏差量，正数表示偏红，负数表示偏绿；△b代表黄蓝偏差量，正数表示偏黄，负数表示偏蓝；△E代表色差综合偏差量，数值上等于以上三个变量的平方和再开方。
以手机金属结构件为例，在现行业常规染色方法下生产，其玫瑰金及红色配色的机型一直未通过QUV老化测试。如玫瑰金配色的色差变异值的允许值范围为△a<2.5，△E<3.5，而常规生产下产品的△a变异量为2-4，△E变异量为8-10；红色配色的色差变异值的允许值范围为△a<2.5，△E<6.0，而常规生产下产品的△a变异量为1-3，△E变异量为11-14。
而通过添加高浓度硫酸盐(例如：3-6g/L，Na2SO4)，可以将变异值控制在允收的标准范围内，在本申请新染色工艺下，测试结果为玫瑰金配色△a<1.5，△E<2，红色配色△a<2，△E<4。同时，该方法下，产品摄像头孔位置色深不均问题亦得到解决。
下面以具体的实施例来说明本申请的方法。
实施例1：
第二染色液(红色染料配比的染色液)：1g/L的TAC PINK-RL和1g/L的Orange 3LW，硫酸钠的添加量3g/L，添加硫酸钠后的浓度：2g/L的TAC PINK-RL和2g/L的Orange 3LW。工件为手机金属结构件。
QUV老化测试结果：△a＝1，△E＝3。
实施例2：
第二染色液(红色染料配比的染色液)：1.2g/L的TAC PINK-RL和1.5g/L的Orange3LW，硫酸钠的添加量4g/L，添加硫酸钠后的浓度：2.5g/L的TAC PINK-RL和3g/L的Orange3LW。工件为手机金属结构件。
QUV老化测试结果：△a＝0.2，△E＝1。
对比例1：红色染料配比的染色液：1.2g/L的TAC PINK-RL和1.5g/L的Orange 3LW。工件为手机金属结构件。
QUV老化测试结果：△a＝3，△E＝11。
实施例3：
第二染色液(玫瑰金染料配比的染色液)：0.3g/L的TAC PINK-GLH和0.05g/L的TACYELLO-SGL，硫酸钾的添加量4g/L，添加硫酸钾后的浓度：0.5g/L的TAC PINK-GLH和0.4g/L的TAC YELLO-SGL。工件为手机金属结构件。
QUV老化测试结果：△a＝1，△E＝1.5。
实施例4：
第二染色液(玫瑰金染料配比的染色液)：0.5g/L的TAC PINK-GLH和0.1g/L的TACYELLO-SGL，硫酸钾的添加量6g/L，添加硫酸钾后的浓度：0.7g/L的TAC PINK-GLH和0.5g/L的TAC YELLO-SGL。工件为手机金属结构件。
QUV老化测试结果：△a＝0.2，△E＝0.5。
对比例2：
玫瑰金染料配比的染色液：0.5g/L的TAC PINK-GLH和0.1g/L的TAC YELLO-SGL。工件为手机金属结构件。
QUV老化测试结果：△a＝4，△E＝9。
通过上述实施例和对比例可知，本申请的方法可以将工件染色处理后的QUV老化测试结果控制在允许的标准范围内。
以上所述仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。
Claims (6)
1.一种对工件的表面进行处理的方法，其特征在于，所述方法包括：
提供包括硫酸盐的第二染色液，所述硫酸盐中的硫酸根用于形成磺酸基，以得到携带磺酸基的第一染色液；
将工件放入所述第一染色液中，以对所述工件的表面进行染色处理；
其中，所述第二染色液中添加硫酸盐为固体硫酸盐时，所述硫酸盐的浓度为大于5g/L；
所述磺酸基用于提高染料溶解度并增加溶液酸性；
其中，所述第二染色液包括1-1.2g/L的TAC PINK-RL和1-1.5g/L的Orange3LW，所述硫酸盐的添加量的范围为3-4克每升所述第二染色液，或者，所述第二染色液包括0.3-0.5g/L的TAC PINK-GLH和0.05-0.1g/L的TAC YELLO-SGL，所述硫酸盐的添加量的范围为4-6克每升所述第二染色液。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述硫酸盐为硫酸钠。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述第二染色液包括1-1.2g/L的TACPINK-RL和1-1.5g/L的Orange3LW时，染色处理后的工件的表面的色差变异值的范围分别为：△a<2，△E<4。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述第二染色液包括0.3-0.5g/L的TACPINK-GLH和0.05-0.1g/L的TAC YELLO-SGL时，染色处理后的工件的表面的色差变异值的范围分别为：△a<1.5，△E<2。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述工件为手机金属结构件。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
对染色处理后的工件进行紫外线老化测试。
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