CN114981060A - 电子设备的保护壳 - Google Patents

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Abstract

在一个实施方式中，提供了一种电子设备的保护壳。该壳具有基本透明的平面后表面。基本透明的平面后表面由可堆肥生物聚合物材料制成，其配置为形成刚性后表面，其中，基本透明的平面后表面具有末端外周边边缘。形成为连续侧壁的外缓冲器从平面后表面横向延伸。连续侧壁具有向内延伸的边缘，使得外缓冲器配置为紧密围绕电子设备形成。外缓冲器由可堆肥生物聚合物材料制成，其配置为形成比刚性后表面更软的外缓冲器，其中，透明平面后表面的外周边边缘包覆成形在外缓冲器中。

Description

电子设备的保护壳
相关申请的交叉引用
本申请要求2020年4月3日提交的美国申请16/839,224和2020年7月1日提交的美国申请16/918,375的优先权。
技术领域
本发明涉及电子设备的保护壳，更具体地，涉及一种透明可堆肥生物聚合物壳及其制造方法。
背景技术
已知各种不同类型和设计的便携式电子设备的壳。现有设备的壳的一个问题在于，壳并非完全由可堆肥生物聚合物材料制成。主要原因之一是，通常可堆肥生物聚合物材料难以制造为透明材料，因为透明生物树脂通常非常脆，因此不能用作手机保护壳。因此，透明壳通常由能够承受跌落测试的传统塑料制成。
因此，需要一种完全由可堆肥生物聚合物材料制成的手机壳，其包括清晰透明的正面和侧面柔软的边缘。
发明内容概述
在本发明的一个实施方式中，提供了一种电子设备的保护壳。该壳具有基本透明的平面后表面。基本透明的平面后表面由可堆肥生物聚合物材料制成，其配置为形成刚性后表面，其中，基本透明的平面后表面具有末端外周边边缘。该壳还具有形成为连续侧壁的外缓冲器，其从平面后表面横向延伸。连续侧壁具有向内延伸的边缘，使得外缓冲器配置为紧密围绕电子设备形成。外缓冲器也由可堆肥生物聚合物材料制成，其配置成形成外缓冲器并且比刚性后表面更软。此外，透明平面后表面的外周边边缘包覆成形在外缓冲器中。
在本发明的另一个实施方式中，壳由类似的材料制成，但是其制成两个半部以紧密围绕整个电子设备。
本发明还概述了一种制造电子设备的保护壳的方法。该方法使用将可堆肥生物聚合物材料注塑成形为配置为刚性后表面的基本透明的平面后表面的步骤。基本透明的平面后表面配置有末端外周边边缘。之后，该方法使用比刚性后表面更软的可堆肥生物聚合物材料对整个末端外周边边缘进行包覆成形。这将较软的可堆肥生物聚合物材料形成为外缓冲器，其配置为从平面后表面横向延伸的连续侧壁。连续侧壁具有向内延伸的边缘，使得外缓冲器配置为紧密围绕电子设备形成。
在前述实施方式中，平面表面是透明材料并且外缓冲器是不透明材料。在本发明的其他方面中，平面表面由100％可堆肥生物聚合物材料制成，其弹性模量为：3.0-3.5GPa，抗拉强度为：50-60MPa，而较软的外缓冲器由100％可堆肥弹性生物塑料材料制成，其为约4-5MPa，抗拉强度为8-10MPa。在另一些实施方式中，外缓冲器优选为100％可堆肥弹性生物塑料材料，其为约4.4MPa，抗拉强度为约9.4MPa。
本发明的许多其他优点和特征将从以下对本发明及其实施方式的详细描述、权利要求书以及附图中变得显而易见。
附图简要说明
通过参考附图可以更全面地理解前述内容，其中：
图1A所示为本发明的一个实施方式的壳前表面的立体图；
图1B所示为本发明的一个实施方式的壳后表面的立体图；
图2所示为本发明的一个实施方式的壳组件的立体图；
图3所示为本发明的一个实施方式的壳的剖视图；
图4所示为本发明的另一个实施方式的壳组件的立体分解图；以及
图5所示为本发明的一个实施方式的壳的制造方法的流程图。
附图详细说明
虽然本发明易于采用许多不同形式的实施方式，但是附图中示出并且将在本文中详细描述的那些是本发明的优选实施方式。但是，应当理解，本公开应认为是本发明原理的示例，而不是要限制本发明的精神或范围和/或所示实施方式的权利要求。
现在参考图1A-5，提供了与手机50或其他类型的电子设备一起使用的壳100。壳100形成有透明后表面110和侧缓冲器120。本实施方式中的壳100不包括前表面，壳直接对电子设备50敞开。壳100具有清晰透明的后表面110，其具有外周边末端边缘115。面由透明硬质可堆肥生物聚合物材料制成。之后将面110和外周边末端边缘115完全包覆成形到侧缓冲器120中。因此，侧缓冲器120完全封装外周边末端边缘115。侧缓冲器由可堆肥生物聚合物材料制成，其比用于面110的透明硬质可堆肥生物聚合物材料更软。因此，侧缓冲器保护电子设备和面使电子设备免于意外掉落在表面上。侧缓冲器具有向内延伸的边缘，使得外缓冲器配置为紧密围绕电子设备形成。侧缓冲器可以是任意颜色或设计。
如一个或多个实施方式所述，基本透明的平面后表面110由可堆肥生物聚合物材料制成，其配置为形成刚性后表面，其中，基本透明的平面后表面具有末端外周边边缘115。该壳还具有形成为连续侧壁的外缓冲器120，其从平面刚性后表面横向延伸。连续侧壁具有向内延伸的边缘122，使得外缓冲器配置为紧密围绕电子设备形成。外缓冲器也由可堆肥生物聚合物材料制成，其配置成形成外缓冲器并且比刚性后表面更软。此外，透明平面后表面的外周边边缘包覆成形在外缓冲器中。
外壳100是100％完全由可堆肥生物聚合物材料制成的。面110由透明硬质可堆肥生物聚合物材料制成，而缓冲器120由较软的可堆肥生物聚合物材料制成。
用于制作透明面的硬质可堆肥材料是透明的，其太硬而无法在壳外部弯曲，并且太硬而无法在不破裂的情况下提供足够的保护。目前市场上没有柔软、清晰、透明的可堆肥生物聚合物能够用作足够的缓冲器，因此需要一种柔软不透明的可堆肥生物聚合物作为功能性缓冲器。柔软不透明的可堆肥生物聚合物缓冲器的柔性太强，无法单独用作缓冲器，因为它不能充分留在手机上以发挥功能并提供保护。硬质可堆肥生物聚合物提供了将软质缓冲器固定到位所需的刚度和强度。将具有不同分子结构的软硬可堆肥生物聚合物结合起来，并使它们以功能性方式结合是本发明新颖性的一部分。
如本发明的一个或多个实施方式所定义的那样，用于壳的透明表面的透明硬质可堆肥生物聚合物材料是100％生物基聚合物，其旨在与各种天然纤维和材料形成共价键，该硬质可堆肥生物聚合物材料的弹性模量为：3.0-3.5Gpa，抗拉强度为：50-60MPa。相比之下，用于缓冲器的不透明软质可堆肥生物聚合物材料为约30-40％、优选35％的生物基(即小麦淀粉、玉米淀粉、亚麻碎屑)弹性生物塑料，其弹性模量为约4-5，优选4.4MPa，抗拉强度为8-10，优选9.4MPa。
在另一个实施方式中，外壳150由壳前半部160和后半部170形成。壳150具有清晰透明的前表面165，其可以或可以不具有清晰透明的后表面175。前表面和/或后表面165、175由透明硬质可堆肥生物聚合物材料制成。面165、175可以被由较软的可堆肥生物聚合物材料制成的缓冲器边缘180包覆成形，形成每个半部。半部通常紧密卡入到位以围绕电子设备(例如手机)形成外壳。缓冲器边缘通常是纯色的。外壳150根据之前的实施方式制成，因此100％完全由可堆肥生物聚合物材料制成。
通过使用透明硬质可堆肥生物聚合物材料形成透明面板(框220)，通过注塑成形面(框200)来制造手机壳100。注塑成形步骤使用约155℃-约170℃的温度范围和约60-90KPa的压力范围，之后是约15-20秒的冷却时间。之后通过将软质可堆肥生物聚合物材料注塑成形在面的边缘上以形成缓冲器侧面(框240)，从而对面进行包覆成形(框230)，并因此形成壳(在第一实施方式中)或手机壳100的前半部或后半部(在第二实施方式中)(框250)。包覆成形注塑步骤使用约150℃-170℃的温度范围和约40KPa-75KPa的压力范围，之后是约30-40秒的冷却时间。
手机壳也可以采用辅助方法制造。将硬质可堆肥生物聚合物原料挤出，以形成透明可堆肥生物聚合物片材。使用激光切割以从片材形成面。软质缓冲器边缘通过将软质可堆肥生物聚合物材料注塑成形以在面的末端侧边缘上成形，从而形成壳或壳的半部。
从前述和如上所述，可以观察到在不背离本发明新颖概念的精神和范围的情况下，可以进行多种变化和修改。应当理解，不旨在或不应推断对本文所示实施方式的限制。所附权利要求旨在涵盖在所附权利要求范围内的所有此类修改。

Claims (17)

1.一种电子设备的保护壳的制造方法，包括：
提供基本透明的第一可堆肥生物聚合物材料；
提供比第一可堆肥生物聚合物材料更软并且基本不透明的第二可堆肥生物聚合物材料；
注塑成形第一可堆肥生物聚合物材料并将第一可堆肥生物聚合物材料形成为界定为保护壳的一部分的基本刚性透明的平面后表面，并且围绕刚性透明平面后表面进一步形成末端外周边边缘；
用第二可堆肥生物聚合物材料对刚性透明后表面的所有末端外周边边缘进行包覆成形；以及
将第二可堆肥生物聚合物材料形成为连续侧壁，其从刚性透明平面后表面的末端外周边边缘横向延伸以形成外缓冲器，该外缓冲器进一步界定为保护壳的一部分并且比刚性透明后表面更软，因此电子设备的保护壳完全由可堆肥生物聚合物材料制成。
2.如权利要求1所述的方法，其中，平面后表面由100％可堆肥生物聚合物材料制成，其弹性模量为：3.0-3.5GPa，并且抗拉强度为：50-60MPa。
3.如权利要求1所述的方法，其中，外缓冲器由100％可堆肥弹性生物塑料材料制成，其弹性模量为4-5MPa，并且抗拉强度为8-10MPa。
4.如权利要求3所述的方法，其中，外缓冲器优选为100％可堆肥弹性生物塑料材料，其弹性模量为约4.4MPa，并且抗拉强度为约9.4MPa。
5.如权利要求4所述的方法，其还包括用向内延伸的边缘配置外缓冲器的步骤，使得外缓冲器配置为紧密围绕电子设备形成。
6.如权利要求5所述的方法，其还包括：
将外缓冲器形成为保护壳的第一半部；以及
形成保护壳的第二半部，其配置为连接到保护壳的第一半部以界定保护壳。
7.如权利要求6所述的方法，其中，第二半部在与保护壳的第一半部相同的步骤中制造，使得它包括配置为刚性前表面的基本透明的平面前表面，其中，基本透明的平面前表面具有末端外周边边缘，用比刚性前表面更软的可堆肥生物聚合物材料对整个末端外周边边缘进行包覆成形，并且将较软的可堆肥生物聚合物材料形成为外缓冲器，其配置为从平面前表面横向延伸的连续侧壁。
8.如权利要求7所述的方法，其中，保护壳的第一半部和第二半部协同工作以固定在一起，从而形成围绕电子设备的保护壳。
9.一种电子设备的保护壳，包括：
基本刚性的平面后表面，该基本刚性的平面后表面由基本透明的第一可堆肥生物聚合物材料制成，其中，该基本透明刚性的平面后表面配置为具有完全围绕该基本刚性的平面后表面定位的末端外周边边缘；
外缓冲器，其形成为从平面后表面横向延伸的连续侧壁，连续侧壁具有向内延伸的边缘，使得外缓冲器配置为紧密围绕电子设备形成，外缓冲器由比第一可堆肥生物聚合物材料更软并且基本不透明的第二可堆肥生物聚合物材料制成；以及
其中，第二可堆肥生物聚合物材料完全围绕基本刚性的平面后表面的末端外周边边缘包覆成形；
因此保护壳的外缓冲器比刚性透明后表面更软，因此电子设备的保护壳完全由可堆肥生物聚合物材料制成。
10.如权利要求9所述的保护壳，其中，平面后表面由100％可堆肥生物聚合物材料制成，其弹性模量为：3.0-3.5GPa，并且抗拉强度为：50-60MPa。
11.如权利要求9所述的方法，其中，外缓冲器由100％可堆肥弹性生物塑料材料制成，其弹性模量为4-5MPa，并且抗拉强度为8-10MPa。
12.如权利要求11所述的保护壳，其中，外缓冲器优选为100％可堆肥弹性生物塑料材料，其弹性模量为4.4MPa，并且抗拉强度为9.4MPa。
13.一种保护壳，包括：
围绕电子设备连接形成的两个壳半部，其中，每个半部包括：
具有末端外周边边缘的基本透明的平面表面，该基本透明的平面表面由配置成刚性表面的第一可堆肥生物聚合物材料制成；
基本不透明的外缓冲器，其形成为连续侧壁并从平面表面横向延伸，其中，透明平面表面的外周边边缘包覆成形在外缓冲器中；
外缓冲器由第二可堆肥生物聚合物材料制成，其配置成形成外缓冲器，其中，第二可堆肥生物聚合物材料比第一可堆肥生物聚合物材料更软，
因此保护壳的外缓冲器比刚性透明后表面更软，因此电子设备的保护壳完全由可堆肥生物聚合物材料制成。
14.如权利要求13所述的保护壳，其中，平面后表面是透明材料并且外缓冲器是不透明材料。
15.如权利要求14所述的保护壳，其中，平面后表面由100％可堆肥生物聚合物材料制成，其弹性模量为：3.0-3.5GPa，并且抗拉强度为：50-60MPa。
16.如权利要求14所述的方法，其中，外缓冲器由100％可堆肥弹性生物塑料材料制成，其弹性模量为4-5MPa，并且抗拉强度为8-10MPa。
17.如权利要求16所述的保护壳，其中，外缓冲器优选为100％可堆肥弹性生物塑料材料，其弹性模量为4.4MPa，并且抗拉强度为9.4MPa。
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