JP2011213091A

JP2011213091A - 金属表面を具えたインモールド成形薄膜の製造方法

Info

Publication number: JP2011213091A
Application number: JP2010202013A
Authority: JP
Inventors: Ching-Tu Wang; 金塗王
Original assignee: Sunteng New Tech Co Ltd
Current assignee: Sunteng New Tech Co Ltd
Priority date: 2010-04-01
Filing date: 2010-09-09
Publication date: 2011-10-27
Also published as: US20110240591A1; TWI404615B; TW201134641A

Abstract

【課題】金属表面を具えたインモールド成形薄膜の製造方法の提供。
【解決手段】金属表面を具えたインモールド成形薄膜の製造方法は、少なくとも一つのエッチングエリアが設けられた接合面を具えた金属板層を提供する工程と、エッチング手段で該接合面上の該エッチングエリアにおいて、エッチングを行ない、該エッチングエリアの表面に内向きに複数の凹み構造を形成する工程と、該金属板層のエッチング完成後に、射出材料を該金属板層の接合面に射出し、射出圧力の圧迫を受けた該射出材料に該エッチングエリアの凹み構造を被覆させる工程、該射出材料を硬化させて該金属板層を載置させ、硬化後の該射出材料と凹み構造の間に緊密な接合関係を形成する工程、を包含する。これにより、該金属板層と該射出材料の間に別に接着層を設ける必要をなくし、製造コストを節約し加工工程を減らす。
【選択図】図１

Description

本発明は一種のインモールド成形薄膜の製造方法にかかり、特に金属表面を具えたインモールド成形薄膜の製造方法に関する。

電子製品のマイクロ化と軽量化薄型化の趨勢に伴い、多くの携帯型製品、例えばノートパソコン、ＰＤＡ、携帯電話などは一般大衆の要求に符合して広く使用されるようになった。実体機能のほか、外観設計は商業上も相当に重要な考慮点である。

伝統的なプラスチック製品の生産は、プラスチック射出の技術に制限されて、単色射出しか行えず、変化に乏しい。もしプラスチック製品にパターン或いは其の他の色彩装飾を持たせたい場合は、印刷或いはスプレー塗装の方式で、パターンをケース表面に設けるしかない。成熟度の高い一般印刷工程を利用すると、コストは低く且つ加工は容易であるものの、プラスチック製品表面を被覆する印刷インクは直接外界と接触するため、ある時間使用すると、色がはげたり摩損したりする状況が発生し、全体の美観が損なわれる。

このほか、スプレー塗装の方式で加工すると、スプレー塗装期間内に反復して塗料を遮蔽するか或いは遮蔽シートで塗装エリア以外を遮蔽してスプレーしなければならず、相当に手間隙がかかり、工業上の大規模な製造には不利である。このほか、伝統的なスプレー塗装過程で発生する鉛或いはその他の重金属を含有する飛沫は、塗料の浪費を形成するのみならず、厳重な環境汚染を形成する。塗料をスプレーして硬化させるか塗料の引っ掻き防止を行う時には異なるエリアの塗料間の差異が表面の厚さの不均一を非常に引き起しやすい。特にその湾曲位置を処理する時には、塗料が溜まる状況が形成される。

このような問題を解決するため、業界は１系列のインモールド加飾工程（ＩＭＤ）工程を開発した。それは、インモールド転写（ＩｎＭｏｌｄＲｏｌｌｅｒ，ＩＭＲ）、インモールドラベル（ＩｎＭｏｌｄＬａｂｅｌ，ＩＭＬ）及びインモールド成形（ＩｎＭｏｌｄＦｏｒｍｉｎｇ，ＩＭＦ）等を包含する。

そのうち、インモールド転写（ＩＭＲ）はインクを離型能力を有するプラスチック載置膜上に印刷し、プラスチックを該プラスチック載置膜上に射出してインクと結合させた後、プラスチック載置膜を剥離し、インクを成形後のプラスチック成形表面に「転写」する。

一方、インモールドラベル（ＩＭＬ）及びインモールド成形（ＩＭＦ）は、先に薄膜を製造し、該薄膜は、インクを硬化層内に印刷し、さらにプラスチック層で該インク上を被覆し、インクを該硬化層と該プラスチック層の間に挟んで形成し、該薄膜をプラスチック射出成形後のプラスチック製品に貼り付け、インモールド転写（ＩＭＲ）工程のようにプラスチック載置膜を剥離する必要はない。

インモールド加飾成形技術は電子製品に一定程度の外観変化を提供できる。しかし、全体的には、人に与える感覚はプラスチック製品に過ぎない。電子製品に伝統的なプラスチック外観以外の選択を具備させられるようにするため、業者はプラスチックケース表面に電気めっき、スパッタ、或いは熱スプレー塗装の方式で、プラスチック表面に、銅、ニッケル、アルミニウム、チタン合金等の金属表面を形成し、例えばこれには特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４に記載されている周知の技術がある。

前述の技術により、伝統的なプラスチックケースの表面には金属感が表現されるが、長期に使用すると、表面の塗装が摩擦により剥落し、もとのプラスチック表面が露出してしまう。

表面金属構造を強化するため、業界ではさらに金属薄膜で直接プラスチック表面を被覆する技術を開発し、例えばこれには特許文献５記載の技術がある。それによると、電子装置は、少なくとも一つの電子部品とケースを有する。ケースはケース基層と金属薄膜を包含する。該金属薄膜はインモールド加飾工程によりケース基層と一体成形される。金属薄膜はまた、接着層を有して、該接着層によりケース基層と結合される。しかし、この製造方法は、金属薄膜とケース基層の間に接着層を設ける必要がある。該金属薄膜と該ケース基層は異なる材料に属し、接着層の選択が、該金属薄膜が強固にケース表面を被覆できるか否かの鍵となり、且つ製造上、コストがアップする。

米国特許出願第ＵＳ６，０４５，８６６号明細書台湾特許第５１５７５１号明細書台湾特許第Ｍ３４６２４４号明細書台湾特許第Ｍ３３４１３１号明細書台湾特許公開第２００９３４３７１号

本発明の目的は、電子製品の外観に金属質感を表現させ、並びに金属表面の電子製品ケースへの付着の結合能力を強化することにある。

上述の目的を達成するため、本発明は一種の金属表面を具えたインモールド成形薄膜の製造方法を提供し、それは、
ａ）少なくとも一つのエッチングエリアが設けられた接合面を具えた金属板層を提供する工程、
ｂ）エッチング手段で該接合面上の該エッチングエリアにおいて、第１エッチング時間のエッチングを行ない、該エッチングエリアの表面に内向きに複数の凹み構造を形成する工程、
ｃ）射出材料を該金属板層の接合面に射出し、射出圧力の圧迫を受けた該射出材料に該エッチングエリアの凹み構造を被覆させる工程、
ｄ）該射出材料を硬化させて該金属板層を載置させ、硬化後の該射出材料と凹み構造の間に緊密な接合関係を形成する工程、
を包含する。

そのうち、該エッチングを行う前に、保護層を該接合面の非エッチングエリアに設置する工程を設ける。保護層を設置する位置及び形状により、エッチングエリアのパターン及びサイズを決定する。該エッチング手段は、化学溶液或いはプラズマより選択し、該エッチングエリアに対して表面エッチングを行う。

本発明の別の実施例において、エッチング時間を延長することにより、金属板層のエッチング程度を増す。エッチング手段でエッチングを行う工程において、さらに第２エッチング時間を経過させることで、該エッチングエリアを完全に侵蝕させて、該金属板層の該エッチングエリア位置に貫通構造を形成する。

該貫通構造中にはアンテナモジュールを設置する。該アンテナモジュールは、無線通信協定モジュール、ブルートゥースモジュール或いはＲＦモジュールとされ得る。

本発明の金属表面を具えたインモールド成形薄膜の製造方法により、金属材料をインモールド加飾（ＩＭＤ）技術に応用できるようになり、電子製品の外観に金属質感を表現させられるようになる。このほか、該金属板層のエッチングエリア内でエッチングされた複数の凹み構造はインモールド加飾工程で射出された射出材料と緊密に接合する。これにより、製造過程中で接着層の設置を省略でき、また、接着層を設置するよりも強固な接合関係を達成できる。製造工程上も、接着層設置の工程を省略できるため、生産コストを減らすことができる。

本発明の金属表面を具えたインモールド成形薄膜の製造方法の実施例の工程フローチャートである。本発明の金属表面を具えたインモールド成形薄膜の製造方法の実施例の加工工程表示図である。本発明の金属表面を具えたインモールド成形薄膜の製造方法の実施例の加工工程表示図である。本発明の金属表面を具えたインモールド成形薄膜の製造方法の実施例の加工工程表示図である。本発明の金属表面を具えたインモールド成形薄膜の製造方法の実施例の加工工程表示図である。本発明の金属表面を具えたインモールド成形薄膜の製造方法の実施例の加工工程表示図である。本発明の金属表面を具えたインモールド成形薄膜の製造方法の実施例の加工工程表示図である。本発明の金属表面を具えたインモールド成形薄膜の製造方法の別の実施例の金属板層の断面図である。本発明の金属表面を具えたインモールド成形薄膜の製造方法の別の実施例の製品の断面図である。本発明の金属表面を具えたインモールド成形薄膜の製造方法の別の実施例の製品の立体図である。

本発明の技術内容、構造特徴、達成する目的を詳細に説明するため、以下に実施例を挙げ並びに図面を組み合わせて説明する。

本発明は多種類のインモールド加飾（Ｉｎ−ＭｏｌｄＤｅｃｏｒａｔｉｏｎ，ＩＭＤ）工程に応用可能であり、インモールド加飾工程は、インモールドラベル（ＩｎＭｏｌｄＬａｂｅｌ，ＩＭＬ）及びインモールド成形（ＩｎＭｏｌｄＦｏｒｍｉｎｇ，ＩＭＦ）、そして、特に、インモールド転写（ＩｎＭｏｌｄＲｏｌｌｅｒ，ＩＭＲ）技術を包含する。

図１を参照されたい。図１は本発明の実施例の工程フローチャートである。図示されるように、本発明は金属表面を具えたインモールド成形薄膜の製造方法を提供しており、それは以下の工程を包含する。

金属板層を提供する工程（Ｓ１０）：該金属板層は少なくとも一つのエッチングエリアが設けられた接合面を具えている。

エッチング工程（Ｓ２０）：この工程において、エッチング手段で該接合面上の該エッチングエリアにおいて、第１エッチング時間のエッチングを行ない、該エッチングエリアの表面に内向きに複数の凹み構造を形成する。
射出材料射出工程（Ｓ３０）：この工程において、射出材料を該金属板層の接合面に射出し、射出圧力の圧迫を受けた該射出材料に該エッチングエリアの凹み構造を被覆させる。
射出材料硬化工程（Ｓ４０）：この工程において、該射出材料を硬化させて該金属板層を載置させ、硬化後の該射出材料と凹み構造の間に緊密な接合関係を形成する。

そのうち、Ｓ２０の工程では、該接合面上のエッチングエリアに対して、エッチングを行う。或いはＳ２０の工程を行う前に、保護層を該接合面の非エッチングエリアに設置してから、エッチングエリアにおけるエッチングを行う。

さらに、上述の実施例の本発明の加飾薄膜の製造方法をご理解いただくために、図２Ａから図２Ｆに示される本発明の実施例の加工工程表示図を参照されたい。

まず、金属板層（１０）を準備する。該金属板層（１０）の材料は、スチール、鉄、ステンレススチール、チタン合金、アルミ合金、マグネシウム合金、ニッケル合金或いは亜鉛合金等とされ得る。

該金属板層（１０）は接合面（１１）と装飾面（１２）を具え、これは図２Ａに示されるとおりである。該接合面（１１）上には少なくとも一つのエッチングエリア（１１１）が設けられ、該接合面（１１）上のエッチングエリア（１１１）以外の場所には保護層（１３）が設置されている。該保護層（１３）は表面印刷の方式で金属板層（１０）の接合面（１１）上に形成され、これは図２Ｂに示されるとおりである。

その後、接合面（１１）に対してエッチングを行う。すなわち、保護層（１３）を設けた金属板層（１０）をエッチング化学溶液中に浸漬する。金属板層（１０）の保護層（１３）を設けてない部分、すなわち接合面（１１）のエッチングエリア（１１１）は該エッチング化学溶液と相互に反応する。第１エッチング時間がたった後に、該エッチングエリア（１１１）は表面より内向きに凹み並びに複数の凹み構造（１１２）が形成され、これは図２Ｃに示されるとおりである。該エッチング化学溶液の該金属板層（１０）に対するエッチングを停止して、該エッチングを完成した後、該金属板層（１０）上に付着したエッチング化学溶液と保護層（１３）を除去し、エッチング化学反応を停止させる。

本発明ではエッチング方式を限定しておらず、上述の化学溶液を用いたウェットエッチングの方式で行うほかに、プラズマエッチング或いはドライエッチングの方式で達成してもよい。

エッチング完成した金属板層（１０）をインモールド加飾成形型（２０）中に置く。該インモールド加飾成形型（２０）は樹脂射出口（２１１）を有する雄型部（２１）と、該金属板層（１０）を設置する雌型部（２２）を包含する。図２Ｄに示されるように、該雄型部（２１）と該雌型部（２２）を組み合わせた後に、成形チャンバ（２３）が形成され、該成形チャンバ（２３）と該樹脂射出口（２１１）が連通する。

さらに図２Ｅを参照されたい。該樹脂射出口（２１１）より射出材料（３０）を該金属板層（１０）の接合面（１１）に射出圧力をかけて射出し、並びに射出材料（３０）を該成形チャンバ（２３）中に充填する。該射出材料（３０）は金属或いはプラスチック材料とされ得る。金属材料はアルミニウム、マグネシウム、亜鉛或いはその合金等とされ得る。プラスチック材料はポリエチレンテレフタレート（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ，ＰＥＴ）、アクリルニトリロブタジエンスチレン（ａｃｒｙｌｎｉｔｒｉｌｅｂｕｔａｄｉｅｎｅｓｔｙｒｅｎｅ，ＡＢＳ）、ポリカーボネート（ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ，ＰＣ）、ポリ塩化ビニル（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌｃｈｌｏｒｉｄｅ，ＰＶＣ）、或いはポリプロピレン（ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ，ＰＰ）等とされ得る。

該射出材料（３０）は射出圧力を受けて該接合面（１１）のエッチングエリア（１１１）に進入し、並びにエッチングにより形成された凹み構造（１１２）を被覆する。最後に該射出材料（３０）を硬化させて、該射出材料（３０）とそれが被覆する凹み構造（１１２）の間に緊密な接合関係を形成させる。これは図２Ｆに示されるとおりである。

本発明の別の実施例中、エッチングを実行する時、もし、該接合面（１１）のエッチングエリア（１１１）が該エッチング化学溶液と反応する時間を、もともと凹み構造（１１２）を形成するのに十分な第１エッチング時間のほかに、さらに第２エッチング時間を加えたものとし、該エッチングエリア（１１１）の金属板層（１０）を完全に侵蝕させる。こうして、該金属板層（１０）の該エッチングエリア（１１１）の位置に貫通構造（１１３）が形成され、これは図３に示されるとおりである。

該貫通構造（１１３）内にアンテナモジュール（１４）を設置した後に、前述のインモールド加飾工程を実行し、射出材料（３０）を該貫通構造（１１３）内に充填させ、並びに該アンテナモジュール（１４）の該貫通構造（１１３）内の位置を固定し、これは図４、図５に示されるとおりである。該アンテナモジュール（１４）は、無線通信協定モジュール、ブルートゥースモジュール、或いはＲＦモジュールとされ得る。

総合すると、本発明の金属表面を具えたインモールド成形薄膜の製造方法は、電子製品の表面に金属感を具備させ、並びに金属板層と射出材料の間に接着層を設けて相互に接合させる必要がなく、製造工程上、接着層の設置の工程が節約されて生産コストを減らすことができる。これにより、本発明は極めて進歩性を有し、特許の要件に符合する。

以上述べたことは、本発明の実施例にすぎず、本発明の実施の範囲を限定するものではなく、本発明の特許請求の範囲に基づきなし得る同等の変化と修飾は、いずれも本考案の権利のカバーする範囲内に属するものとする。

（１０）金属板層
（１１１）エッチングエリア
（１１）接合面
（１１２）凹み構造
（３０）射出材料
（１３）保護層
（１１３）貫通構造
（１４）アンテナモジュール

Claims

金属表面を具えたインモールド成形薄膜の製造方法において、
少なくとも一つのエッチングエリア（１１１）が設けられた接合面（１１）を具えた金属板層（１０）を提供する工程と、
エッチング手段で該接合面（１１）上の該エッチングエリア（１１１）において、第１エッチング時間のエッチングを行ない、該エッチングエリア（１１１）の表面に内向きに複数の凹み構造（１１２）を形成する工程と、
射出材料（３０）を該金属板層（１０）の接合面（１１）に射出し、射出圧力の圧迫を受けた該射出材料（３０）に該エッチングエリア（１１１）の凹み構造（１１２）を被覆させる工程、
該射出材料（３０）を硬化させて該金属板層（１０）を載置させ、硬化後の該射出材料（３０）と凹み構造（１１２）の間に緊密な接合関係を形成する工程、
を包含したことを特徴とする、金属表面を具えたインモールド成形薄膜の製造方法。
請求項１記載の金属表面を具えたインモールド成形薄膜の製造方法において、該エッチングを行う前に、保護層（１３）を該接合面（１１）の非エッチングエリアに設置する工程を有することを特徴とする、金属表面を具えたインモールド成形薄膜の製造方法。
請求項１記載の金属表面を具えたインモールド成形薄膜の製造方法において、該エッチングを行った後に、該エッチング手段を除去する工程を有することを特徴とする、金属表面を具えたインモールド成形薄膜の製造方法。
請求項１記載の金属表面を具えたインモールド成形薄膜の製造方法において、該エッチングを行う工程において、さらに第２エッチング時間のエッチングを行って、該エッチングエリア（１１１）を完全に侵蝕させ、該金属板層（１０）の該エッチングエリア（１１１）の位置に貫通構造（１１３）を形成することを特徴とする、金属表面を具えたインモールド成形薄膜の製造方法。
請求項４記載の金属表面を具えたインモールド成形薄膜の製造方法において、該貫通構造（１１３）中にアンテナモジュール（１４）を設置することを特徴とする、金属表面を具えたインモールド成形薄膜の製造方法。