CN115674753A - 一种仿陶瓷手机后盖制备方法及手机后盖 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种仿陶瓷手机后盖制备方法及手机后盖，包括如下步骤：将光学级透明塑料采用注塑压缩成型的方式成型成具有裙边结构的毛坯；对所述毛坯的外表面进行电晕处理；将电晕处理后的毛坯外表面进行真空蒸镀镀膜处理；在镀膜处理后的毛坯外表面进行硬化处理；在硬化处理后的毛坯内表面进行喷漆处理；切割喷漆处理后的毛坯，获取手机后盖。本申请通过电晕处理提升毛坯外表面表面能，通过真空蒸镀镀膜处理，使毛坯塑料毛坯达到陶瓷的亮度和质感，并通过硬化提升表面的硬度，能够制备出具有陶瓷质感效果的手机后盖，且该后盖具有成本低、超薄和抗冲击性能好的优点。

Description

一种仿陶瓷手机后盖制备方法及手机后盖

技术领域

本发明涉及手机后盖制备技术领域，具体涉及一种仿陶瓷手机后盖制备方法及手机后盖。

背景技术

随着手机逐步普及和技术革新，手机外壳结构难度趋近复杂，从2D、2.5D平面到简单3D曲面，发展到现在复杂四曲3D结构；材质也越来越多元化，金属、玻璃、陶瓷，到现在光学塑料；金属材质信号屏蔽差、外观简单，陶瓷加工难度大、成本过高等原因逐步被淘汰中，目前市场上主要为玻璃和塑料材质外壳，因玻璃外壳相对塑料外壳，工艺复杂、成本高、韧性差，不耐冲击等缺点，也正在被塑料外壳所取代。

塑料外壳加工难度小、可实现复杂结构、超薄、质轻、抗冲击性能佳、成本低等多方面优点正在逐步普及取代金属、陶瓷和玻璃外壳；塑料外壳经过特殊工艺处理，同样具有玻璃等质感效果，但是目前还没有仿陶瓷效果的塑料电池盖，因此研发一种具有陶瓷质感的塑料电池盖很有必要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种仿陶瓷手机后盖制备方法及手机后盖，通过塑料加工出具有陶瓷质感的效果、具有成本低、抗冲击性能好的优点。

为达到上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：

一种仿陶瓷手机后盖制备方法，包括如下步骤：

将光学级透明塑料采用注塑压缩成型的方式成型成具有裙边结构的毛坯；

对所述毛坯的外表面进行电晕处理；

将电晕处理后的毛坯外表面进行真空蒸镀镀膜处理；

在镀膜处理后的毛坯外表面进行硬化处理；

在硬化处理后的毛坯内表面进行喷漆处理；

切割喷漆处理后的毛坯，获取手机后盖。

进一步地，所述光学级透明塑料为聚碳酸酯。

进一步地，在所述电晕处理后，所述毛坯的达因值为38-44。

进一步地，所述真空蒸镀镀膜处理过程包括抽真空和离子溅射镀膜过程；抽真空后注入保护气体和氧化气体，其中保护气体为氩气或氮气。

进一步地，所述硬化处理采用喷涂硬化的方式，其中喷涂液包括硬化液和稀释剂，所述硬化液和稀释剂的质量比为100：（20-30）。

进一步地，所述稀释剂包括正丁醇和乙酸异丙酯，所述正丁醇和乙酸异丙酯质量比为（25~35）：（65~75）。

进一步地，所述硬化处理包括如下步骤：

在镀膜处理后的毛坯外表面喷涂硬化液；

喷涂完成后在50~60℃下烘烤5~10min；

烘烤完成后进行10~20s的UV光固化。

进一步地，所述喷漆处理包括如下步骤：

喷涂四道陶瓷白油漆，每道喷漆厚度为8~10um，每道喷漆后预烘烤条件为80±4℃下烘烤30±2min；

在外层陶瓷白油漆上喷涂浅灰色油漆，喷漆厚度为8~10um，烤条件为80±4℃下烘烤2-3h。

进一步地，所述喷漆处理包括如下步骤：

喷涂二道陶瓷黑油漆，每道喷漆厚度为8~10um，每道喷漆后预烘烤条件为80±4℃下烘烤30±2min；

在外层陶瓷黑油漆上黑色油漆，喷漆厚度为8~10um，烤条件为80±4℃下烘烤2-3h。

一种手机后盖，采用上述任一项的方法制成，所述后盖从外向内依次包括硬化层、镀膜层、注塑层和油漆层。

根据上述技术方案，本发明的实施例至少具有以下效果：

1、本申请通过电晕处理提升毛坯外表面表面能，通过真空蒸镀镀膜处理，使毛坯塑料毛坯达到陶瓷的亮度和质感，并通过硬化提升表面的硬度，能够制备出具有陶瓷质感效果的手机后盖，且该后盖具有成本低、超薄和抗冲击性能好的优点；

2、本发明可制备一体化仿陶瓷3D曲面盖板，该盖板可塑性强，抗冲击性能好，5G信号屏蔽低，硬度、耐磨等性能都较好，同时兼备陶瓷亮度和质感效果；

3、本发明生产出的手机后盖工艺制程简单，出品率高，成本相当于陶瓷制品的20%左右，良品率为陶瓷制品的3~4倍；抗冲击性能好，陶瓷制品抗落球冲击能仅0.05~0.1mJ，本制品抗落球冲击能0.5mJ以上，不易碎裂；耐弯折卷曲可达到Ф60mm。

附图说明

图1为本发明具体实施方式制备方法的流程图；

图2为本发明具体实施方式手机后盖的叠层结构示意图；

图3为本发明具体实施方式手机后盖的示意图。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1所示，本申请手机后盖的制备方法包括如下步骤：步骤10、将光学级透明塑料采用注塑压缩成型的方式成型成具有裙边结构的毛坯；步骤20、对所述毛坯的外表面进行电晕处理；步骤30、将电晕处理后的毛坯外表面进行真空蒸镀镀膜处理；步骤40、在镀膜处理后的毛坯外表面进行硬化处理；步骤50、在硬化处理后的毛坯内表面进行喷漆处理；步骤60、切割喷漆处理后的毛坯，获取手机后盖。

在步骤10中，具体包括合膜、进胶、压缩、保压、开模、取件过程。

在本申请中，注塑成型模具采用具有压缩功能的设计，能够保证注塑压缩成型的方式成型毛坯，采用此种方式可以保证毛坯密度和厚度均匀，无内应力及彩虹纹不良。

在本申请中，为满足喷涂硬化、喷漆后工序加工需要，产品设计小裙边结构。优选地，周圈裙边宽度5~10mm。

在一些实施例中，光学级透明塑料为改性的聚碳酸酯（PC），该材料透明度好，韧性强，硬度高。

在一些实施例中，手机后盖厚度为0.5~1.0mm，该厚度的手机后盖在保证强度的同时，可减轻后盖重量，实现更加轻薄的要求。

注塑压缩成型与普通注塑成型相比优点：降低模腔压力、减少分子取向、降低残余应力、降低不均匀收缩、克服沉孔与翘曲、降低双折射、减少密度变化、提高尺寸精度。

注塑压缩成型能消除产品内应力，且制品尺寸均匀，能得到致密性良好的毛坯基材，对于基材经特殊表面硬化，喷涂，CNC精雕等相关辅助工艺处理后，制品具有3D光学的装饰效果，在成本，产品良率以及工艺上有着3D玻璃盖板、陶瓷和复合板材不可比拟的优势。

在步骤20中，对注塑毛坯外表面进行电晕处理，提升壳体表面能和电镀层附着能力。

在一些实施例中，处理后毛坯达因值达到38~44。

电晕其原理是利用高频率高电压在被处理的塑料表面电晕放电(高频交流电压高达5000-15000V/m2)，而产生低温等离子体，使塑料表面产生游离基反应而使聚合物发生交联.表面变粗糙并增加其对极性溶剂的润湿性-这些离子体由电击和渗透进入被印体的表面破坏其分子结构，进而将被处理的表面分子氧化和极化，离子电击侵蚀表面，以致增加承印物表面的附着能力。

步骤30、电晕处理后的壳体表面进行OPVD真空蒸镀镀膜处理。

本发明所述的OPVD镀膜为非导电真空镀膜，所述OPVD镀膜的具体工艺为：挂架→抽真空→材料预处理→离子溅射镀膜→放气。所述抽真空过程为：将腔体抽真空，同时注入保护气体和氧化气体。

在一些实施例中，所述保护气体为氩气或氮气。

在一些实施例中，所述镀膜材料，靶材-介质膜：Si、Ti或者Si、Ni。镀膜膜层结构，Ti-Si-Ti或者Ni-Si-Ni。

步骤40、在镀膜处理后的毛坯外表面进行硬化处理，提升表面硬度、耐磨等性能。

在一些实施例中，硬化用材料包括硬化液和稀释剂两部分，配比质量比100：（20-30）。硬化液包含丙烯酸酯和光引发剂，质量比为100:(3~5)。稀释剂包含正丁醇和乙酸异丙酯，质量比为（25~35）：（65~75）。

硬化处理采用喷涂硬化方式。

优选地，涂层厚度为4~8um。

优选地，IR烘烤条件：烘烤温度50~60℃， 时间5~10min。

优选地，UV光固化条件：能量500~800Mj/cm2，时间10~20s。

处理后的表面性能：表面水滴角>105°，具有防指纹效果。铅笔硬度达到4H/1kg以上；钢丝绒耐磨达到2000次/1kg以上。

步骤50、喷漆处理：对经过硬化后的半成品毛坯的内曲面进行喷漆处理，呈现颜色效果。

手机后盖颜色效果可以为多种效果，本申请分别以陶瓷黑和陶瓷白进行举例说明。

陶瓷黑镀膜层厚度100~200nm，镀层颜色偏向灰色。

陶瓷白镀膜层厚度50~150nm，镀层无颜色偏相，增透增量效果。

在其中一个实施例中，陶瓷白效果的制备具体包括如下步骤：

步骤51、喷底漆：喷涂陶瓷白油漆，进行四道叠加喷漆，每道喷漆厚度8~10um，每道喷漆后预烘烤条件80℃/30min。

四道喷漆总厚度25~30um，保证喷漆后白色颜色效果，可见光透过率<5%。

步骤52、在底漆上喷面漆：喷涂高达因浅灰色油漆，厚度8~10um；烘烤条件80℃/2~3H；达因值范围34~44。

在另外的一个实施例中，陶瓷黑效果的制备具体包括如下步骤：

步骤53、喷底漆：喷涂陶瓷黑油漆，进行两道叠加喷漆，每道喷漆厚度8~10um，预烘烤条件80℃/30min；两道喷漆总厚度15~20um。

步骤54、在底漆上喷面漆：喷涂高达因黑色油漆，厚度8~10um；烘烤条件80℃/2~3H；达因值范围34~44。

CNC精雕加工：将喷漆后的半成品毛坯进行外形和摄像孔等加工，加工成手机后盖结构如图3所示。

CNC加工过程中，主轴转速：50000R/min、进给速度：2000~3000mm/min、真空负压：0.06MPa、主轴气压：0.6±0.1kg/c㎡。

对比例

如下提供了陶瓷外壳的制备工艺为上述多个实施例的对比例。

工艺流程图：1）流延成型->2）排胶烧结->3）真空发黑->4）定型加工->5）CNC加工外围->6）抛光->7）激光打孔->8）CNC精加工->9）镀膜（AF防指纹）

1）流延成型

流延成型(Tape casting)是薄片陶瓷材料的一种重要成型方法，产能高、自动化程度高，但烧成收缩率高达20-21%，可制备厚度为10-1000μm的高质量陶瓷薄膜。

流延成型工艺过程包括：1)将陶瓷粉末与添加剂在有机溶剂中混合，形成悬浮的浆料。2)成型时浆料从料斗下部流至基带之上，通过基带与刮刀的相对运动形成坯膜，坯膜的厚度由刮刀控制。3)坯膜连同基带一起送入烘干室，溶剂蒸发，形成具有一定强度和柔韧性的坯片。

2）排胶烧结

高性能陶瓷材料要经过高温烧结才能形成致密瓷体。陶瓷手机的陶瓷机身成型采用的是湿法成型工艺。成型采用的浆料中通常加入了胶黏剂、增塑剂、分散剂和溶剂。在陶瓷的烧结过程中，需要在加热的炉子里排出这些碳氢化合物。排胶是为了避免陶瓷在高温烧结(采用1500℃烧结而成)过程中出现气孔、裂纹，影响陶瓷的结构和性能。

3）真空发黑

真空发黑工艺的目的是为了在高真空环境下短时升温至1500℃，对炉内物件熔融对接。

4）定型加工

通过该工艺得到了陶瓷机身的毛坯件。

CNC加工外围

加工去除外围或者摄像孔位置的废料，加工出机壳的机身。

6）抛光

陶瓷手机的陶瓷机身抛光流程分为正面抛光和外弧抛光，分别对机身的平面和手机外框进行打磨抛光。经过300多分钟、千万转的循环研磨，机身光滑平整，色泽圆润，具有较高的折光率和较强的色散，拥有良好的即视效果。

7）激光打孔

用于陶瓷机身的部位主要是外壳听筒及天线打孔、耳机打孔等部位。

8）CNC精加工

采用CNC精细加工处理使陶瓷手机的机身曲线更加柔和，观感更舒适。

9）防指纹镀膜

采用真空镀膜工艺，表面处理高密合性氟化物防指纹膜，可以减少污渍指纹的附着，拒水拒油。

由上述对比例可知，本申请采用的制备方法制备的具有仿陶瓷效果的手机后盖，其采用塑料制成，相对于陶瓷粉末材料，其成本更低。在工艺上、本申请通过注塑压缩成型的方式保证了制得的毛坯无内应力及彩虹不良纹，制得具有裙边结构的毛坯，便于后期硬化和喷漆过程的处理。通过电晕处理提高了毛坯表面自由度、提高了镀膜时的附着能力，保证镀膜的效果。镀膜后进行硬化处理，保证了塑料毛坯具有足够的硬度和耐划伤性能。

综上，本方法制备的该手机后盖具有陶瓷质感效果，兼备成本低、超薄、质轻、抗冲击等优点。

本申请还提供了一种手机后盖，该后盖采用上述任意一种制备方法制备而成。

由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。

Claims (10)

1.一种仿陶瓷手机后盖制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

将光学级透明塑料采用注塑压缩成型的方式成型成具有裙边结构的毛坯；

对所述毛坯的外表面进行电晕处理；

将电晕处理后的毛坯外表面进行真空蒸镀镀膜处理；

在镀膜处理后的毛坯外表面进行硬化处理；

在硬化处理后的毛坯内表面进行喷漆处理；

切割喷漆处理后的毛坯，获取手机后盖。

2.根据权利要求1所述的仿陶瓷手机后盖制备方法，其特征在于，所述光学级透明塑料为聚碳酸酯。

3.根据权利要求1所述的仿陶瓷手机后盖制备方法，其特征在于，在所述电晕处理后，所述毛坯的达因值为38-44。

4.根据权利要求1所述的仿陶瓷手机后盖制备方法，其特征在于，所述真空蒸镀镀膜处理过程包括抽真空和离子溅射镀膜过程；抽真空后注入保护气体和氧化气体，其中保护气体为氩气或氮气。

5.根据权利要求1所述的仿陶瓷手机后盖制备方法，其特征在于，所述硬化处理采用喷涂硬化的方式，其中喷涂液包括硬化液和稀释剂，所述硬化液和稀释剂的质量比为100：（20-30）。

6.根据权利要求5所述的仿陶瓷手机后盖制备方法，其特征在于，所述稀释剂包括正丁醇和乙酸异丙酯，所述正丁醇和乙酸异丙酯质量比为（25~35）：（65~75）。

7.根据权利要求1所述的仿陶瓷手机后盖制备方法，其特征在于，所述硬化处理包括如下步骤：

在镀膜处理后的毛坯外表面喷涂硬化液；

喷涂完成后在50~60℃下烘烤5~10min；

烘烤完成后进行10~20s的UV光固化。

8.根据权利要求1所述的仿陶瓷手机后盖制备方法，其特征在于，所述喷漆处理包括如下步骤：

喷涂四道陶瓷白油漆，每道喷漆厚度为8~10um，每道喷漆后预烘烤条件为80±4℃下烘烤30±2min；

在外层陶瓷白油漆上喷涂浅灰色油漆，喷漆厚度为8~10um，烤条件为80±4℃下烘烤2-3h。

9.根据权利要求1所述的仿陶瓷手机后盖制备方法，其特征在于，所述喷漆处理包括如下步骤：

喷涂二道陶瓷黑油漆，每道喷漆厚度为8~10um，每道喷漆后预烘烤条件为80±4℃下烘烤30±2min；

在外层陶瓷黑油漆上黑色油漆，喷漆厚度为8~10um，烤条件为80±4℃下烘烤2-3h。

10.一种手机后盖，其特征在于，采用1至9任一项的方法制成，所述后盖从外向内依次包括硬化层、镀膜层、注塑层和油漆层。

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