TW201326426A - 鍍膜件及其製備方法 - Google Patents

Abstract

一種表面具有釉瓷質感的鍍膜件，其包括基材、依次形成於基材表面的透明層、顏色層及樹脂層。本發明所述鍍膜件的表面光滑、潤澤，質感如同釉瓷並具有鮮豔的色彩，且該鍍膜件具有較高的強度。此外，本發明還提供一種所述鍍膜件的製備方法。

Description

鍍膜件及其製備方法

本發明涉及一種鍍膜件及其製備方法，尤其涉及一種表面呈釉瓷質感的鍍膜件及其製備方法。

釉瓷一般係在矽酸鹽的坯體表面施釉二次燒結而成，釉瓷使得陶瓷表面光滑細膩，潤澤如玉。然而陶瓷製品本身具有輕脆易碎的特點，極易破碎損壞。

習知的採用物理氣相沉積技術(PVD)在金屬表面的製備的各種膜層通常呈現金屬質感，較難製備出具有釉瓷質感的PVD膜層。

有鑒於此，有必要提供一種表面呈現釉瓷質感的鍍膜件。

另外，還有必要提供一種上述鍍膜件的製備方法。

一種鍍膜件，其包括基材，依次形成於基材表面的透明層、顏色層及樹脂層，該透明層為氮氧化鋁或氮氧化矽層，該顏色層為鈦、鉻、鋅和鋁中的至少一種金屬的碳化物、氮化物、碳氮化物、氮氧化物或碳氧化物，該樹脂層為透明的樹脂層。

一種鍍膜件的製備方法，其包括如下步驟：

提供基材；

在該基材的表面形成透明層，該透明層為氮氧化鋁或氮氧化矽層；

在該透明層的表面形成顏色層，該顏色層為鈦、鉻、鋅和鋁中的至少一種金屬的碳化物、氮化物、碳氮化物、氮氧化物或碳氧化物；

在該顏色層的表面形成樹脂層，該樹脂層為透明的樹脂層。

本發明在基材的表面依次形成透明層、顏色層及透明的樹脂層，藉由該三層的綜合作用，使所述鍍膜件的表面光滑、潤澤，呈現釉瓷般的質感。此外，該鍍膜件具有較高的強度，不像陶瓷製品輕脆易碎；且該鍍膜件的膜層附著牢固。

請參閱圖1，本發明一較佳實施方式的鍍膜件10包括基材11、依次形成於基材11表面的打底層12、透明層13、顏色層14及樹脂層15。

該基材11的材質優選為不銹鋼、鋁合金或鎂合金，但不限於上述材質。

該打底層12為矽層或鋁層，其厚度為50-200nm。打底層12用以提高基材11與透明層13之間的結合力。

該透明層13為氮氧化鋁或氮氧化矽層，其厚度為600-800nm。該透明層13為經拋光處理過的，其可提高形成於其表面的顏色層14的光澤度。

該顏色層14為鈦、鉻、鋅和鋁中的至少一種金屬的碳化物、氮化物、碳氮化物、氮氧化物或碳氧化物。該顏色層14的顏色可為黑色、銀色、金色、藍色等顏色。該顏色層14的厚度為500-800nm。

該樹脂層15為透明、高光的樹脂層，其主要組份為聚乙烯樹脂，其厚度為3-5μm。

該鍍膜件10的表面光滑、潤澤，質感如同釉瓷，不僅具有鮮豔的色彩，且觸感良好；此外，該鍍膜件10具有較高的強度，不像陶瓷製品輕脆易碎。該鍍膜件10可作為手機、MP3等電子裝置的外殼。

請參閱圖2，提供一真空鍍膜機20，該真空鍍膜機20包括一鍍膜室21及連接於鍍膜室21的一真空泵30，真空泵30用以對鍍膜室21抽真空。該鍍膜室21內設有轉架(未圖示)、第一靶材23和第二靶材24。轉架帶動基材11沿圓形的軌跡25公轉，且基材11在沿軌跡25公轉時亦自轉。第一靶材23的材質可為鋁或矽，第二靶材24的材質可為鋅、鋁、鈦或鉻。

本發明一較佳實施方式的鍍膜件10的製備方法，其包括如下步驟：

(1)提供基材11，該基材11的材質優選為不銹鋼、鋁合金或鎂合金，但不限於上述材質。

(2)對該基材11進行表面預處理。該表面預處理可包括常規的對基材11進行無水乙醇超聲波清洗及烘乾等步驟。

(3)在該基材11的表面形成一打底層12，該打底層12為矽層或鋁層。將該基材11放入真空鍍膜機20的轉架上，關閉鍍膜室21，對鍍膜室21進行抽真空至3.0×10^-5Torr，控制基材11的溫度為20-200℃，開啟第一靶材23，設置第一靶材23的功率為5-8Kw，通入工作氣體氬氣，氬氣的流量為100-300標況毫升/分(sccm)，對基材11施加的偏壓為(-100)-(-300)V，鍍膜時間為10-30min。該打底層12的厚度為50-200nm。

(4)繼續在打底層12的表面形成一透明層13，該透明層13為氮氧化鋁或氮氧化矽層。繼續使用第一靶材23，保持第一靶材23的功率、基材11的偏壓、氬氣流量不變，並同時向鍍膜室21內通入反應氣體氧氣和氮氣，氧氣的流量為50-200sccm，氮氣的流量為80-300sccm，鍍膜時間為15-35min。該透明層13的厚度為600-800nm。

(5)關閉第一靶材23，關閉氣體，破真空取出樣品，對表面鍍覆有透明層13的基材11進行拋光處理、超聲波清洗及烘乾等步驟。拋光處理後的透明層13可提高後續鍍覆於其表面的顏色層14的光澤度。

(6)繼續在拋光後的透明層13的表面形成一顏色層14，該顏色層14為鈦、鉻、鋅和鋁中的至少一種金屬的碳化物、氮化物、碳氮化物、氮氧化物或碳氧化物。將該基材11放入真空鍍膜機20的轉架上，關閉鍍膜室21，對鍍膜室21進行抽真空至3.0×10^-5Torr，控制基材11的溫度為20-200℃，開啟第二靶材24，設置第二靶材24的功率為8-10Kw，通入工作氣體氬氣，氬氣的流量為100-300sccm，通入反應氣體，反應氣體可為乙炔、氮氣和氧氣中的一種或一種以上，反應氣體的流量可根據顏色的需要進行調整，對基材11施加的偏壓為(-100)-(-300)V，鍍膜時間為30-45min。該顏色層14的厚度為500-800nm。

(7) 關閉第一靶材23，關閉氣體，破真空取出樣品，在顏色層14的表面噴塗一透明的樹脂層15。該樹脂層15為聚乙烯樹脂層，其厚度為3-5μm。該樹脂層15不僅可作為最外部的保護層，還因其具有低的表面能起到抗指紋的功效。

本發明在基材11的表面依次形成拋光的透明層13、顏色層14及透明的樹脂層15，藉由該三層的綜合作用，使所述鍍膜件10的表面光滑、潤澤，呈現釉瓷般的質感。此外，該鍍膜件10具有較高的強度，不像陶瓷製品輕脆易碎；且該鍍膜件10的膜層附著牢固。

下面藉由實施例來對本發明進行具體說明。

實施例1

本實施例所使用的真空鍍膜機20為中頻磁控濺射鍍膜機。

本實施例所使用的基材11的材質為鋁合金。

濺鍍打底層12：使用鋁靶，鋁靶的功率為8kw，氬氣流量為200sccm，基材11的偏壓為-100V，基材11的的溫度為100℃，鍍膜時間為10min；該打底層12為鋁層，其厚度為65nm。

濺鍍透明層13：繼續使用鋁靶，保持鋁靶的功率、氬氣流量、施加於基材的偏壓、基材11的的溫度不變，通入反應氣體氧氣和氮氣，氧氣的流量為50sccm，氮氣的流量為80sccm，鍍膜時間為35min；該透明層13為氮氧化鋁，其厚度為600nm。

關閉鋁靶，關閉氣體，破真空取出樣品，對表面鍍覆有透明層13的基材11進行手拋處理使透明層13表面變得光亮，然後進行超聲波清洗及烘乾的步驟。

濺鍍顏色層14：使用鈦靶，鈦靶的功率為10kw，氬氣流量為300sccm，基材11的偏壓為-100V，基材11的的溫度為100℃，通入反應氣體氮氣，反應氣體氮氣的流量為100sccm，鍍膜時間為30min；該顏色層14為氮化鈦層，其厚度為620nm。

噴塗樹脂層15：噴塗聚乙烯樹脂於顏色層14表面，其厚度為3μm。

實施例2

本實施例所使用的真空鍍膜機20為中頻磁控濺射鍍膜機。

本實施例所使用的基材11的材質為不銹鋼。

濺鍍打底層12：使用矽靶，矽靶的功率為5kw，氬氣流量為200sccm，基材11的偏壓為-100V，基材11的的溫度為100℃，鍍膜時間為25min；該打底層12為矽層，其厚度為80nm。

濺鍍透明層13：繼續使用矽靶，保持矽靶的功率、氬氣流量、施加於基材的偏壓、基材11的的溫度不變，通入反應氣體氧氣和氮氣，氧氣的流量為50sccm，氮氣的流量為80sccm，鍍膜時間為35min；該透明層13為氮氧化矽層，其厚度為600nm。

關閉矽靶，關閉氣體，破真空取出樣品，對表面鍍覆有透明層13的基材11進行手拋處理使透明層13表面變得光亮，然後進行超聲波清洗及烘乾的步驟。

濺鍍顏色層14：使用鉻靶，鉻靶的功率為10kw，氬氣流量為300sccm，基材11的偏壓為-100V，基材11的的溫度為100℃，通入反應氣體氮氣，反應氣體氮氣的流量為100sccm，鍍膜時間為30min；該顏色層14為氮化鉻層，其厚度為500nm。

噴塗樹脂層15：噴塗聚乙烯樹脂於顏色層14表面，其厚度為3μm。

本發明在基材11的表面依次形成拋光的透明層13、顏色層14及透明的樹脂層15，藉由該三層的綜合作用，使所述鍍膜件10的表面光滑、潤澤，呈現釉瓷般的質感。此外，該鍍膜件10具有較高的強度，不像陶瓷製品輕脆易碎；且該鍍膜件10的膜層附著牢固。

10．．．鍍膜件

11．．．基材

12．．．打底層

13．．．透明層

14．．．顏色層

15．．．樹脂層

20．．．真空鍍膜機

21．．．鍍膜室

23．．．第一靶材

24．．．第二靶材

25．．．軌跡

30．．．真空泵

圖1為本發明一較佳實施例的鍍膜件的剖視圖；

圖2為本發明一較佳實施例真空鍍膜機的俯視示意圖。

10．．．鍍膜件

11．．．基材

12．．．打底層

13．．．透明層

14．．．顏色層

15．．．樹脂層

Claims (14)

1. 一種鍍膜件，其包括基材，其改良在於：該鍍膜件還包括依次形成於基材表面的透明層、顏色層及樹脂層，該透明層為氮氧化鋁或氮氧化矽層，該顏色層為鈦、鉻、鋅和鋁中的至少一種金屬的碳化物、氮化物、碳氮化物、氮氧化物或碳氧化物，該樹脂層為透明的樹脂層。
2. 如申請專利範圍第1項所述之鍍膜件，其中該樹脂層為聚乙烯樹脂層。
3. 如申請專利範圍第1項所述之鍍膜件，其中該鍍膜件還包括設置於基材與透明層之間的打底層。
4. 如申請專利範圍第3項所述之鍍膜件，其中該打底層為矽層或鋁層，打底層的厚度為50-200nm。
5. 如申請專利範圍第1項所述之鍍膜件，其中該透明層為經拋光處理過的，該透明層的厚度為600-800nm。
6. 如申請專利範圍第1項所述之鍍膜件，其中該顏色層的厚度為500-800nm。
7. 如申請專利範圍第1項所述之鍍膜件，其中該樹脂層的厚度為3-5μm。
8. 如申請專利範圍第1項所述之鍍膜件，其中該基材的材質為不銹鋼、鋁合金或鎂合金。
9. 一種鍍膜件的製備方法，其包括如下步驟：
   提供基材；
   在該基材的表面形成透明層，該透明層為氮氧化鋁或氮氧化矽層；
   在該透明層的表面形成顏色層，該顏色層為鈦、鉻、鋅和鋁中的至少一種金屬的碳化物、氮化物、碳氮化物、氮氧化物或碳氧化物；
   在該顏色層的表面形成樹脂層，該樹脂層為透明的樹脂層。
10. 如申請專利範圍第9項所述之鍍膜件的製備方法，其中形成所述透明層的方法為：採用磁控濺射法，使用第一靶材，第一靶材為鋁靶或矽靶，控制基材的溫度為20-200℃，設置鋁靶或矽靶的功率為5-8Kw，以氬氣為工作氣體，氬氣的流量為100-300sccm，以氧氣和氮氣為反應氣體，氧氣的流量為50-200sccm，氮氣的流量為80-300sccm，對基材施加的偏壓為(-100)-(-300)V，鍍膜時間為15-35min；然後對濺射形成的膜層進行拋光處理。
11. 如申請專利範圍第9項所述之鍍膜件的製備方法，其中形成所述顏色層的方法為：採用磁控濺射法，使用第二靶材，第二靶材為鋁靶、鋅靶、鈦靶或鉻靶，設置第二靶材的功率為8-10Kw，以氬氣為工作氣體，氬氣的流量為100-300sccm，反應氣體為乙炔、氮氣和氧氣中的一種或一種以上，對基材施加的偏壓為(-100)-(-300)V，鍍膜時間為30-45min。
12. 如申請專利範圍第9項所述之鍍膜件的製備方法，其中該方法還包括在形成透明層之前，在基材的表面形成打底層，該打底層設置於與透明層之間。
13. 如申請專利範圍第12項所述之鍍膜件的製備方法，其中形成所述打底層的方法為：採用磁控濺射法，使用鋁靶或矽靶，控制基材的溫度為20-200℃，設置鋁靶或矽靶的功率為5-8Kw，以氬氣為工作氣體，氬氣的流量為100-300sccm，對基材施加的偏壓為(-100)-(-300)V，鍍膜時間為10-30min。
14. 如申請專利範圍第9項所述之鍍膜件的製備方法，其中該樹脂層為聚乙烯樹脂層，且採用噴塗的方式形成。