CN113561465A - 一种塑胶产品表面3d纹理的形成方法及塑胶产品 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种塑胶产品，包括塑胶产品本体及硬化层，所述塑胶产品本体的三面包覆在所述硬化层内，且所述硬化层表面具有纹理结构。由于该纹理形成在硬化层表面，且是硬化层本身材质形成，因而纹理硬度高，不易被刮花，无需进一步的喷涂涂料，不会影响纹理外观效果，使得纹理清晰、外观效果好，且硬化层贴合包覆塑胶产品本体的三面。本发明还提供一种塑胶产品表面3D纹理的形成方法，该工艺简单、效率高且无污染。
Description
技术领域
本发明涉及塑胶表面处理技术领域，更具体地涉及一种塑胶产品表面3D纹理的形成方法及塑胶产品。
背景技术
塑胶材料，诸如PC、PC/ABS、PET、PA等因为其具有良好的物理机械性能和多样化的加工手段在电子电器、消费类电子产品中被广泛采用，如何在塑胶产品的表面形成特定的纹理结构，目前普遍采用的方法是在模具的表面通过蚀刻或者激光加工的方式形成纹理，在注塑或者压合的过程中在产品的表面形成纹理。一方面金属材质蚀刻或者激光加工的方式来形成纹理的微观结构受限，另一方面注塑或者压出方式形成纹理的材质为塑胶材料本身，硬度低容易刮花，需要增加喷涂工序来处理，这样不仅会使得填充部分纹理结构影响外观效果，且喷涂的涂料会污染环境，同时还增加成本及工艺复杂。
发明内容
本发明的目的是提供一种塑胶产品表面3D纹理的形成方法，工艺简单、效率高且无污染，制得的纹理清晰、外观效果好，且纹理硬度高、不易被刮花，且能实现3D纹理效果。
本发明的目的之二是提供一种塑胶产品，具有清晰且外观效果好的纹理，同时纹理硬度高、不易被刮花。
为了实现上述目的，本发明公开了一种塑胶产品表面3D纹理的形成方法，制作步骤包括：
一、在基材表面涂覆UV离型胶水，并对所述UV离型胶水进行UV光固化使之形成离型层且于该离型层表面形成纹理结构；
二、在所述离型层表面涂覆UV硬化液，烘烤去除溶剂，制得膜片；
三、提供第一腔室和位于所述第一腔室下方的第二腔室，对所述第一腔室和所述第二腔室抽真空，将所述膜片位于所述第一腔室内且所述膜片涂覆UV硬化液的一侧朝所述第二腔室的方向，将塑胶产品本体位于所述第二腔室内；
四、先对所述第一腔室和所述第二腔室抽真空，再操作所述塑胶产品本体朝所述膜片方向运动，当所述塑胶产品本体靠近所述膜片的瞬间时，所述第一腔室由真空转变为加压，所述膜片贴合包覆于所述塑胶产品本体的三面；
五、对所述膜片中的UV硬化液进行光固化使之形成硬化层；
六、剥离所述离型层和所述基材，露出纹理。
与现有技术相比，本申请提供的塑胶产品表面3D纹理的形成方法，利用基材作为载体，在基材表面涂覆UV离型胶水，通过UV光固化使得该UV离型胶水形成离型层，且同时于离型层表面制得纹理结构，然后在离型层表面涂覆UV硬化液，烘烤去除溶剂后，得到膜片。然后将膜片位于第一腔室，将塑胶产品本体位于第二腔室内。通过先对第一腔室和第二腔室抽真空，再移动塑胶产品本体向膜片靠近，当塑胶产品本体靠近膜片的瞬间时，第一腔室由真空转变为加压，即在加压的状态下，使得膜片朝塑胶产品本体贴合，再对UV硬化液进行光固化，使得UV硬化液形成硬化层。在该过程中，硬化层远离塑胶产品本体的一侧形成与纹理结构对应的纹理，利用离型层剥离基材，露出硬化层表面的纹理，从而完成塑胶产品表面3D纹理的制作。由于该纹理形成在硬化层表面，且是硬化层本身材质形成，因而纹理硬度高，不易被刮花，无需进一步的喷涂涂料，不会影响纹理外观效果，使得纹理清晰、外观效果好。且硬化层在压力的作用下能贴合包覆塑胶产品本体的三面，不是实现产品平面纹理的形成，而是能实现塑胶产品表面3D纹理的形成，且工艺简单、效率高且无污染。
相应地，本申请还提供一种塑胶产品，通过上述塑胶产品表面3D纹理的形成方法制得。该塑胶产品包括塑胶产品本体及贴合包覆在塑胶产品本体表面的硬化层，由于该纹理结构形成在硬化层表面，且是硬化层本身材质形成，因而纹理硬度高，不易被刮花，无需进一步的喷涂涂料，不会影响纹理外观效果，使得纹理清晰、外观效果好。
附图说明
图1为本发明塑胶产品的结构示意图。
图2为图1所示塑胶产品包含离型层和基材的结构示意图。
图3为本发明中膜片形成装置的结构示意图。
图4为本发明中第一腔室和第二腔室的结构示意图。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。
本申请公开一种塑胶产品，请参考图1，该塑胶产品包括塑胶产品本体40及硬化层30，塑胶产品本体40的三面包覆在硬化层30内，塑胶产品本体40为塑胶材料制品，硬化层30表面具有纹理结构。由于该纹理结构形成在硬化层30表面，且是硬化层30本身材质形成，因而纹理结构硬度高，不易被刮花，无需进一步的喷涂涂料，不会影响纹理外观效果，使得纹理清晰、外观效果好。
进一步，结合图1-图4阐述本申请塑胶产品表面3D纹理的形成方法，制作步骤包括：
一、在基材10表面涂覆UV离型胶水，并对UV离型胶水进行UV光固化使之形成离型层20且于该离型层20表面形成纹理结构；
二、在离型层20表面涂覆UV硬化液，烘烤去除溶剂，制得膜片；
三、提供第一腔室60和位于第一腔室60下方的第二腔室70，将膜片位于第一腔室60内且膜片涂覆UV硬化液的一侧朝第二腔室70的方向，将塑胶产品本体40位于第二腔室70内；
四、先对第一腔室60和第二腔室70抽真空，再操作塑胶产品本体40朝膜片方向运动，当塑胶产品本体40靠近膜片的瞬间时，第一腔室60由真空转变为加压，膜片贴合包覆于塑胶产品本体40的三面；
五、对膜片中UV硬化液进行光固化使之形成硬化层30；
六、剥离离型层20和基材10，露出纹理。
在上述技术方案中，基材10选自PET、改性PET、PC中的至少一种。基材10具有一定的支撑力，可作为载体。基材10的厚度为25-150微米，比如基材10的厚度可为但不限于25微米、45微米、65微米、85微米、105微米、130微米、150微米，基材10太薄可能导致支撑力度不够，基材10太厚可能浪费材料。
在上述技术方案中，UV离型胶水选自含硅聚氨酯丙烯酸酯树脂、含氟聚氨酯丙烯酸酯树脂或含氟和硅聚氨酯丙烯酸酯树脂中的至少一种。UV离型胶水在UV光固化后形成离型层20，且其具有一定的离型力，从而能够借助离型层20的作用剥离基材10。进一步，离型层20的厚度为8-12微米，比如离型层20的厚度可为但不限于8微米、9微米、10微米、11微米、12微米。
在上述技术方案中，请参考图3，膜片采用膜片形成装置制得，通过膜片形成装置能够在离型层20表面形成纹理结构，但不以该装置为限。膜片形成装置包括放卷装置51、收卷装置52、第一涂覆装置53、成型装置54、第二涂覆装置55和烘烤装置56。放卷装置51用于放卷基材10，收卷装置52用于收卷膜片，第一涂覆装置53用于在基材10表面涂覆UV离型胶水，成型装置54具有成型腔541，且成型腔541内设有UV照射装置543和成型辊545，成型辊545表面设有纹理结构，基材10涂覆UV离型胶水的一侧贴合成型辊545设置，UV照射装置543对UV离型胶水进行UV光固化，UV离型胶水光固化后形成离型层20，第二涂覆装置55用于在离型层20表面涂覆UV硬化液，烘烤装置56烘烤以去除UV硬化液中的溶剂。可以理解的是，当放卷装置51、收卷装置52在工作的过程中，第一涂覆装置53在基材10表面涂覆UV离型胶水，进入成型装置54后，在UV照射装置543的UV光照射下，UV离型胶水在基材10表面进行光固化形成离型层20，同时由于成型辊545表面设有纹理结构，因此，在UV离型胶水光固化的同时于离型层20表面形成对应的纹理结构，然后通过第二涂覆装置55将UV硬化液涂覆在离型层20表面，接着通过烘烤装置56对UV硬化液烘烤以去除溶剂，最后被收卷装置52收卷。进一步，成型辊545表面设置为凹凸结构以形成该纹理结构，但不以此为限。
在上述技术方案中，请参考图4，提供相连通的第一腔室60和第二腔室70，第一腔室60和第二腔室70呈上下布置，第一腔室60位于第二腔室70上方，且第一腔室60和第二腔室70中间设有贯通孔(图未示)，通过该贯通孔进行连通。第一腔室60内设有UV灯63和加热装置61，第二腔室70内设有升降机构71。UV灯63用于UV硬化液的光固化，加热装置61对膜片加热至预定温度。优选地，加热装置61对膜片加热的温度为80～200℃。其中加热装置61可为但不限于红外加热。升降机构71对塑胶产品本体40进行升降运动。将膜片位于第一腔室60内且膜片涂覆UV硬化液的一侧朝第二腔室70的方向。优选地，将膜片靠近贯通孔设置。将塑胶产品本体40位于第二腔室70内，且连接在升降机构71上。在使用时，先对第一腔室60和第二腔室70进行抽真空。优选地，抽真空的真空度为0.1KPa以下。当第一腔室60和第二腔室70处于真空状态后，借助升降机构71带动塑胶产品本体40朝膜片方向运动，当塑胶产品本体40在靠近膜片的瞬间时，第一腔室60由真空转变为加压，即第一腔室60处于加压状态，在加压状态下，膜片朝塑胶产品本体40方向运动且贴合包覆于塑胶产品本体40的三面。优选地，对第一腔室60加压的压力为0.5～0.7MPa，保压预定的时间为3～10min。当贴合完成后，启动UV灯63对膜片中UV硬化液进行光固化形成硬化层30。优选地，UV光的光照能量范围为600～2000mJ/cm2。进一步，硬化层30的厚度为8-20微米。比如硬化层30的厚度可为但不限于8微米、10微米、12微米、14微米、16微米、18微米、20微米。更进一步，为了提高贴合吻合度，先通过加热装置61对膜片加热，再向上移动塑胶产品本体40，加热装置61对膜片加热以软化膜片，能提高贴合效果。
在上述技术方案中，UV硬化液包括聚氨酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、纳米粒子和溶剂。通过聚氨酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯的复配有效提高硬化层30对塑胶产品本体40附着力。在具体实施的过程中，单独采用聚氨酯丙烯酸酯或聚酯丙烯酸酯时，钢丝绒耐磨次数分别是不足500次和600次(1kg力，0000#钢丝绒)，但同时采用聚氨酯丙烯酸酯和聚酯丙烯酸酯时，钢丝绒耐磨1000次以上(1kg力，0000#钢丝绒)，因此，该硬化层30与塑胶产品本体40之间的附着力大大提高。优选地，纳米粒子选自二氧化硅、氧化铝中的至少一种，通过加入纳米粒子以提高硬化层3030的硬度。其中，溶剂可以但不限于乙醇。
在上述技术方案中，参考图2，在硬化层30形成后，将离型层20和基材10与硬化层30分离，以露出硬化层30表面的纹理，得到图1所示塑胶产品，从而完成塑胶产品表面纹理的制作。
下面结合图1-图4，详细阐述本申请的塑胶产品表面3D纹理的形成方法：
首先是制备膜片：
放卷装置51放卷基材10，第一涂覆装置53在基材10表面涂覆UV离型胶水，进入成型腔541后，基材10涂覆UV离型胶水的一侧贴合成型辊545设置，UV照射装置543对UV离型胶水进行UV光固化形成离型层20，由于成型辊545表面设有纹理结构，因此，在离型层20表面会形成对应的纹理。离型层20表面形成纹理后通过第二涂覆装置55时，第二涂覆装置55在离型层20表面涂覆UV硬化液，再经过烘烤装置56烘烤以去除UV硬化液中的溶剂，形成膜片，被收卷装置52收卷。
然后是将膜片贴合包覆在塑胶产品本体40的三面：
1，将膜片位于第一腔室60内且膜片涂覆UV硬化液的一侧朝第二腔室70的方向，塑胶产品本体40位于升降机构71上；
2，对第一腔室60和第二腔室70进行抽真空，抽真空的真空度为0.1KPa以下；
3，采用加热装置61对膜片加热，温度为80～200℃；
4，升降机构71带动塑胶产品本体40上升至预定位置；
5，当塑胶产品本体40在靠近膜片的瞬间，对第一腔室60由真空转变为加压，压力为0.5～0.7MPa，保压预定的时间为3～10min，膜片贴合塑胶产品本体40的三面；
6，启动UV灯63进行UV光照，对UV硬化液进行光固化，使得UV硬化液形成硬化层30；
7，最后将离型层20和基材10与硬化层30分离，以露出硬化层30表面的纹理，从而完成塑胶产品表面纹理的制作。
与现有技术相比，本申请提供的塑胶产品表面3D纹理的形成方法，利用基材10作为载体，在基材10表面涂覆UV离型胶水，通过UV光固化使得该UV离型胶水形成离型层20，且同时于离型层20表面制得纹理结构，然后在离型层20表面涂覆UV硬化液，烘烤去除溶剂后，得到膜片。然后将膜片位于第一腔室60，将塑胶产品本体40位于第二腔室70内，通过先对第一腔室60和第二腔室70抽真空，再移动塑胶产品本体40向膜片靠近，当塑胶产品本体40靠近膜片的瞬间时，第一腔室60由真空转变为加压，即在加压的状态下，使得膜片朝塑胶产品本体40贴合，再对UV硬化液进行光固化，使得UV硬化液形成硬化层30。由于硬化层30远离塑胶产品本体40的一侧形成与纹理结构对应的纹理，利用离型层20剥离基材10，露出硬化层30表面的纹理，从而完成塑胶产品表面3D纹理的制作。由于该纹理形成在硬化层30表面，且是硬化层30本身材质形成，因而纹理硬度高，不易被刮花，无需进一步的喷涂涂料，不会影响纹理外观效果，使得纹理清晰、外观效果好。且硬化层30在压力的作用下能贴合包覆塑胶产品本体40的三面，不是实现产品平面纹理的形成，而是能实现塑胶产品表面3D纹理的形成，且工艺简单、效率高且无污染。
以上所揭露的仅为本发明的优选实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。
Claims (10)
1.一种塑胶产品，其特征在于，包括塑胶产品本体及硬化层，所述塑胶产品本体的三面包覆在所述硬化层内，且所述硬化层表面具有纹理结构。
2.一种如权利要求1所述的塑胶产品表面3D纹理的形成方法，其特征在于，制作步骤包括：
一、在基材表面涂覆UV离型胶水，并对所述UV离型胶水进行UV光固化使之形成离型层，且于该离型层表面形成纹理结构；
二、在所述离型层表面涂覆UV硬化液，烘烤去除溶剂，制得膜片；
三、提供第一腔室和第二腔室，两腔室相连通且所述第二腔室位于所述第一腔室下方，将所述膜片位于所述第一腔室内且所述膜片涂覆UV硬化液的一侧朝所述第二腔室的方向，将塑胶产品本体位于所述第二腔室内；
四、先对所述第一腔室和所述第二腔室抽真空，再操作所述塑胶产品本体朝所述膜片方向运动，当所述塑胶产品本体靠近所述膜片的瞬间时，所述第一腔室由真空转变为加压，所述膜片贴合包覆于所述塑胶产品本体的三面；
五、对所述膜片中的UV硬化液进行光固化使之形成硬化层；
六、剥离所述离型层和所述基材，露出纹理。
3.如权利要求2所述的形成方法，其特征在于，所述第一腔室和所述第二腔室通过贯通孔连通。
4.如权利要求2所述的形成方法，其特征在于，步骤四中，先通过加热装置对所述膜片加热，再向上移动所述塑胶产品本体。
5.如权利要求4所述的形成方法，其特征在于，所述加热装置对所述膜片加热的温度为80～200℃。
6.如权利要求2所述的形成方法，其特征在于，通过设于所述第二腔室内的升降机构带动所述塑胶产品本体上升至预定位置。
7.如权利要求2所述的形成方法，其特征在于，抽真空的真空度为0.1KPa以下；对所述第一腔室加压的压力为0.5～0.7MPa。
8.如权利要求2所述的形成方法，其特征在于，所述UV离型胶水选自含硅聚氨酯丙烯酸酯树脂、含氟聚氨酯丙烯酸酯树脂或含氟和硅聚氨酯丙烯酸酯树脂中的至少一种。
9.如权利要求2所述的形成方法，其特征在于，所述膜片采用膜片形成装置制得，所述膜片形成装置包括：
放卷装置，用于放卷所述基材；
收卷装置，用于收卷所述膜片；
第一涂覆装置，用于在所述基材表面涂覆所述UV离型胶水
成型装置，具有成型腔，且所述成型腔内设有UV照射装置和成型辊，所述成型辊表面设有纹理结构，所述基材涂覆所述UV离型胶水的一侧贴合所述成型辊设置，所述UV照射装置对所述UV离型胶水进行UV光固化使得所述UV离型胶水形成离型层；
第二涂覆装置，用于在所述离型层表面涂覆UV硬化液；
烘烤装置，烘烤以去除UV硬化液中的溶剂。
10.如权利要求2所述的形成方法，其特征在于，所述UV硬化液包括聚氨酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、纳米粒子和溶剂。
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