TW201332801A - 具有光亮岩層圖案的被覆件及其製造方法 - Google Patents
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Abstract
一種具有光亮岩層圖案的被覆件，包括基體、依次形成於該基體上的顏色層及透明層，該顏色層形成有顏色層砂面區及顏色層鏡面區，該顏色層鏡面區構成岩層的裂紋圖案；該透明層形成有透明層砂面區及透明層鏡面區，該透明層砂面區在該顏色層上的垂直投影與所述顏色層砂面區相重疊，該透明層鏡面區在該顏色層上的垂直投影與所述顏色層鏡面區相重疊。本發明還提供一種所述具有光亮岩層圖案之被覆件的製造方法。
Description
本發明涉及一種具有光亮岩層圖案的被覆件及其製造方法。
不銹鋼、鎂合金、鋁合金及鈦合金等材料的基體被廣泛應用於電子裝置（如手機）、汽車零部件及建築裝飾件等領域。為了使上述基體表面呈現出岩層的紋路，一般藉由如下方式實現：在基體表面黏貼具有仿岩層圖案的薄膜，或在基體表面噴塗裂紋油漆形成具有仿岩層圖案的漆層，或採用具有不同黏度的樹脂藉由注塑的方式在基體包覆形成一具有仿岩層圖案的塑膠層。但經上述方法形成的岩層紋路的仿真效果較差、難以獲得光亮的外觀，且製得的產品的硬度及耐磨性較低。
有鑒於此，提供一種具有逼真的光亮岩層圖案的被覆件。
另外，還提供一種所述被覆件的製造方法。
一種具有光亮岩層圖案的被覆件，包括基體、依次形成於該基體上的顏色層及透明層，該顏色層形成有顏色層砂面區及顏色層鏡面區，該顏色層鏡面區構成岩層的裂紋圖案；該透明層形成有透明層砂面區及透明層鏡面區，該透明層砂面區在該顏色層上的垂直投影與所述顏色層砂面區相重疊，該透明層鏡面區在該顏色層上的垂直投影與所述顏色層鏡面區相重疊。
一種具有光亮岩層圖案的被覆件的製造方法，包括以下步驟：
提供基體；
對該基體進行拋光處理；
在所述基體上形成顏色層，該顏色層形成有顏色層砂面區及顏色層鏡面區，該顏色層鏡面區構成岩層的裂紋圖案；
在所述顏色層上形成透明層，該透明層形成有透明層砂面區及透明層鏡面區，該透明層砂面區在該顏色層上的垂直投影與所述顏色層砂面區相重疊，該透明層鏡面區在該顏色層上的垂直投影與所述顏色層鏡面區相重疊。
當入射光照射到所述被覆件上時，在顏色層鏡面區及透明層鏡面區發生鏡面反射、在該顏色層砂面區及透明層砂面區發生漫反射，使透明層鏡面區的色彩較深，而透明層砂面區的色彩較淺，如此，當觀察者從透明層向基體的方向觀察所述被覆件時可看到由透明層砂面區形成的塊狀岩石外觀的圖案及由透明層鏡面區形成的岩層的裂紋圖案。另外，所述透明層對入射光有折射及反射作用，且透明層的大部分表面由具有高光澤的透明層鏡面區構成，使被覆件呈現出的岩層圖案更為立體、光亮細膩、逼真。
請參見圖1及圖2，本發明一較佳實施例的具有光亮岩層圖案的被覆件10包括一基體11、形成於該基體11上的顏色層15及透明層17。
所述基體11包括一第一表面112及與第一表面112相背的第二表面114。該第一表面112可包括砂面區113及鏡面區115，該砂面區113可藉由鐳射雕刻、噴砂或蝕刻等方式形成。該砂面區113的粗糙度（Ra）為0.3~0.8nm。該鏡面區115表面的60°角光澤度為95-98。所述基體11的材質可為不銹鋼、鎂合金、鋁合金或鈦合金等。
所述顏色層15為碳化鉻（CrC）層，該CrC層藉由真空鍍膜的方式形成於該基體11上。該顏色層15形成有顏色層砂面區153及顏色層鏡面區155。該顏色層砂面區153在該基體11上的垂直投影與所述砂面區113相重疊，該顏色層鏡面區155在該基體11上的垂直投影與所述鏡面區115相重疊。該顏色層15的厚度為2~4μm。
所述透明層17為鋁矽氧化物（SiAlOX）層，其藉由真空鍍膜的方式沉積於顏色層15的表面。該透明層17形成有透明層砂面區173及透明層鏡面區175。該透明層砂面區173在該顏色層15上的垂直投影與所述顏色層砂面區153相重疊，該透明層鏡面區175在該顏色層15上的垂直投影與所述顏色層鏡面區155相重疊。該透明層砂面區173的粗糙度（Ra）為0.3~0.8nm。該透明層17的透明度為30~80%。該透明層17中，1≦x≦3.5。該透明層17的厚度為1~2μm。
該透明層鏡面區175表面的60°角光澤度為93~96。該透明層砂面區173呈現的色度區域於CIE LAB表色系統的L*座標為40至45，a*座標為0至3，b*座標為0至3，呈現出灰黑色。該透明層鏡面區175呈現的色度區域於CIE LAB表色系統的L*座標為36至40，a*座標為0至2，b*座標為0至2，呈現出深黑色。其中，透明層砂面區173的L*值與透明層鏡面區175的L*值的差值為3~8。
可以理解的，為了提高所述顏色層15與基體11之間的結合強度，還可在基體11與顏色層15之間設置一結合層13（參見圖3）。該結合層13可為鉻金屬層，其厚度可為0.1~0.2μm。該結合層13上對應砂面區113及鏡面區115的區域分別形成有結合層砂面區133及結合層鏡面區135。該結合層13可藉由真空鍍膜的方式形成。
當入射光照射到所述被覆件10上時，在該顏色層砂面區153及透明層砂面區173發生漫反射、在顏色層鏡面區155及透明層鏡面區175發生鏡面反射，而使透明層砂面區173的色彩較淺，透明層鏡面區175的色彩較深（兩者L*值相差3~8），如此，當觀察者從透明層17向基體11的方向觀察所述被覆件10時可看到由透明層砂面區173形成的塊狀岩石外觀的圖案及由透明層鏡面區175形成的岩層的裂紋圖案。另外，所述透明層17對入射光有折射及反射作用，且透明層17的大部分表面由具有高光澤的透明層鏡面區175構成，使被覆件10呈現出的岩層圖案更為立體、光亮細膩、逼真。此外，藉由真空鍍膜的方式形成的透明層17還可提高被覆件10的硬度及耐磨性。
可以理解的，在保證透明層砂面區173的L*值與透明層鏡面區175的L*值的差值為3~8的情況下，所述顏色層15還可為TiCN層、TiON層、CrO層、ZrCN層及TiAlN層等其他顏色層，該顏色層15還可呈現為除黑色以外的其他顏色。
可以理解的，在保證該透明層17的透明度為30~80%的情況下，該透明層17還可為SiO2層、Al2O3層或其他透明層。
所述被覆件10的製造方法，包括如下步驟：
提供基體11。所述基體11包括一第一表面112及與第一表面112相背的第二表面114。所述基體11的材質為不銹鋼、鎂合金、鋁合金或鈦合金等。
對該基體11進行拋光處理，拋光處理後的第一表面112的光澤度為95~98。
採用鐳射雕刻、噴砂或蝕刻的方法，在該第一表面112上形成砂面區113。該第一表面112還包括未進行鐳射雕刻、噴砂或蝕刻等處理的鏡面區115，該鏡面區115形成岩層的裂紋圖案。該砂面區113的粗糙度（Ra）為0.3~0.8nm。當基體11的材質為不銹鋼、鋁合金時，採用化學蝕刻的方式形成該砂面區113的具體操作可為：在該第一表面112上形成一不連續的遮蔽層（未圖示），該遮蔽層形成有鏤空區域，該鏤空區域與鏡面區115相對應；提供一蝕刻液，該蝕刻液中含有10~40g/L的Fe2+、80~220g/L的Fe3+及0.3~0.9mol/L的鹽酸（HCl）；加熱該蝕刻液使其溫度為45~55℃，將形成有遮蔽層的基體11浸泡於該蝕刻液中10~20s；取出所述基體11，去除該遮蔽層。
結合參閱圖4，提供一真空鍍膜機100，該真空鍍膜機100包括一鍍膜室20及連接於鍍膜室20的一真空泵30，真空泵30用以對鍍膜室20抽真空。該鍍膜室20內設有轉架(未圖示)、相對設置的二第一靶材22及相對設置的二第二靶材23。轉架帶動基體11沿圓形的軌跡21公轉，且基體11在沿軌跡21公轉時亦自轉。每一第一靶材22及每一第二靶材23的兩端均設有氣源通道24，氣體經該氣源通道24進入所述鍍膜室20中。所述第一靶材22為鉻靶；所述第二靶材23為鋁矽複合靶，其中，矽的品質百分含量為60~90%，鋁的品質百分含量為10~40%。
採用磁控濺射鍍膜法，在所述第一表面112上沉積一顏色層15。該顏色層15為碳化鉻（CrC）層。該顏色層15形成有顏色層砂面區153及顏色層鏡面區155。該顏色層砂面區153在該基體11上的垂直投影與所述砂面區113相重疊，該顏色層鏡面區155在該基體11上的垂直投影與所述鏡面區115相重疊。濺鍍該顏色層15在所述真空鍍膜機100中進行。將該鍍膜室20抽真空至4.0×10-3~6.0×10-3Pa，以氬氣為工作氣體，向鍍膜室20內通入流量為160~250標準狀態毫升/分鐘（sccm）的氬氣，以乙炔為反應氣體，向鍍膜室20內通入流量為160~220sccm的乙炔。開啟第一靶材22，並設定第一靶材22的功率為14~17kw。濺鍍時，對基體11施加-100~-150V的偏壓，並加熱所述鍍膜室20至溫度為130~180℃（即鍍膜溫度為130~180℃），鍍膜時間為60~120min。該顏色層15的厚度為2~4μm。
採用磁控濺射鍍膜法，在所述顏色層15上濺射一透明層17。該透明層17為鋁矽氧化物（SiAlOX）層，其中，1≦x≦3.5。該透明層17形成有透明層砂面區173及透明層鏡面區175。該透明層砂面區173在該基體11上的垂直投影與所述砂面區113相重疊，該透明層鏡面區175在該基體11上的垂直投影與所述鏡面區115相重疊。開啟第二靶材23，並設定第二靶材23的功率為14~17kw；以氧氣為反應氣體，設置氧氣的流量為100~150sccm，以氬氣為工作氣體，設置氬氣的流量為160~250sccm，並對基體11施加-100~-150V的偏壓，並加熱所述鍍膜室20至溫度為130~180℃（即鍍膜溫度為130~180℃），鍍膜時間為20~40min。該透明層17的透明度為30~80%。該透明層砂面區173的粗糙度（Ra）為0.3~0.8nm。透明層鏡面區175表面的60°角光澤度為93~96。該透明層17的厚度為1~2μm。
可以理解的，為了提高所述顏色層15與基體11之間的結合強度，在沉積該顏色層15之前還可採用真空鍍膜的方式於基體11上沉積結合層13，該結合層13為鉻金屬層，其厚度為0.1~0.2μm。該結合層13對應砂面區113及鏡面區115的區域分別形成有結合層砂面區133及結合層鏡面區135。形成該結合層13的具體方法為：向鍍膜室20內通入流量為160~250sccm的氬氣；開啟第一靶材22，並設定第一靶材22的功率為13~16kw。濺鍍時，對基體11施加-100~-150V的偏壓，並加熱所述鍍膜室20至溫度為130~180℃（即鍍膜溫度為130~180℃），鍍膜時間為5~12min。
因真空鍍膜法沉積形成的膜層具有仿形性，即在沉積顏色層15或透明層17的過程中，將在顏色層15或透明層17對應第一表面112的砂面區113及鏡面區115的區域將分別形成顏色層砂面區153或透明層砂面區173、顏色層鏡面區155或透明層鏡面區175。可以理解的，為了使被覆件10呈現出立體、光亮細膩、逼真的岩層圖案，還可以在形成透明層17之前藉由蝕刻、噴砂或鐳射雕刻等處理在顏色層15上形成顏色層砂面區153代替在基體11上形成砂面區113的步驟，使該顏色層鏡面區155構成岩層的裂紋圖案。此時，所述顏色層15還可為藉由噴塗、化學沉積等方式形成。
實施例1
提供一基體11。該基體11的材質為不銹鋼。
對基體11進行拋光處理，拋光處理後的基體11的光澤度為96。
採用化學蝕刻形成砂面區113：在基體11的第一表面112上形成一遮蔽層，該遮蔽層形成有鏤空區域，該鏤空區域與鏡面區115相對應；提供一蝕刻液，該蝕刻液中含有20g/L的Fe2+、150g/L的Fe3+及0.6mol/L的鹽酸（HCl）；加熱使該蝕刻液的溫度為45℃，將形成有遮蔽層的基體11於該蝕刻液中處理10s；取出所述基體11，去除該遮蔽層。該砂面區113的粗糙度（Ra）為0.8nm。
濺射顏色層15：將鍍膜室20抽真空至4.0×10-3Pa，以氬氣為工作氣體，向鍍膜室20內通入流量為180sccm的氬氣，以乙炔為反應氣體，向鍍膜室20內通入流量為180sccm的乙炔；設定第一靶材22的功率為14kw，施加於基體11的偏壓為施加-100V，鍍膜溫度為150℃，鍍膜時間為60min。所述顏色層15為CrC層，其厚度為2μm。
濺射透明層17：設置第二靶材23的功率為14kw；以氧氣為反應氣體，設置氧氣的流量為120sccm，以氬氣為工作氣體，設置氬氣的流量為180ccm，並對基體11施加-100V的偏壓，鍍膜溫度為150℃，鍍膜時間為20min。所述第二靶材23中，矽的品質百分含量為80%，鋁的品質百分含量為20%。該透明層17的透明度為80%。該透明層砂面區173的粗糙度（Ra）為0.8nm。該透明層17為SiAlOX層，其中x=3。該透明層17的厚度為1μm。
該透明層砂面區173呈現的色度區域於CIELAB表色系統的L*座標為36，a*座標為1.0，b*座標為1.2，呈現灰黑色。透明層鏡面區175表面的60°角光澤度為94。該透明層鏡面區175呈現的色度區域於CIELAB表色系統的L*座標為42，a*座標為0.6，b*座標為1.0，呈現深黑色。
實施例2
提供一基體11。該基體11的材質為鋁合金。
對基體11進行拋光處理，拋光處理後的基體11的光澤度為97。
採用鐳射的方式在該第一表面112上形成砂面區113。該砂面區113的粗糙度（Ra）為0.4nm。
濺射顏色層15：將鍍膜室20抽真空至4.0×10-3Pa，以氬氣為工作氣體，向鍍膜室20內通入流量為200sccm的氬氣，以乙炔為反應氣體，向鍍膜室20內通入流量為200sccm的乙炔；設定第一靶材22的功率為16kw，施加於基體11的偏壓為施加-120V，鍍膜溫度為130℃，鍍膜時間為60min。該顏色層15為CrC層，其厚度為3μm。
濺射透明層17：設置第二靶材23的功率為16kw；以氧氣為反應氣體，設置氧氣的流量為120sccm，以氬氣為工作氣體，設置氬氣的流量為180ccm，並對基體11施加-120V的偏壓，鍍膜溫度為130℃，鍍膜時間為20min。所述第二靶材23中，矽的品質百分含量為70%，鋁的品質百分含量為30%。該透明層17的透明度為50%。該透明層砂面區173的粗糙度（Ra）為0.4nm。該透明層17為SiAlOX層，其中x=2.8。該透明層17的厚度為1.5μm。
透明層鏡面區175表面的60°角光澤度為95。該透明層砂面區173呈現的色度區域於CIELAB表色系統的L*座標為40，a*座標為1.5，b*座標為0.5，呈現灰黑色。該透明層鏡面區175呈現的色度區域於CIELAB表色系統的L*座標為45，a*座標為1.0，b*座標為0.8，呈現深黑色。
實施例3
提供一基體11。該基體11的材質為鎂合金。
對基體11進行拋光處理，拋光處理後的基體11的光澤度為96。
採用鐳射的方式在該第一表面112上形成砂面區113。該砂面區113的粗糙度（Ra）為0.5nm。
濺射顏色層15：將鍍膜室20抽真空至4.0×10-3Pa，以氬氣為工作氣體，向鍍膜室20內通入流量為220sccm的氬氣，以乙炔為反應氣體，向鍍膜室20內通入流量為220sccm的乙炔；設定第一靶材22的功率為17kw，施加於基體11的偏壓為施加-120V，鍍膜溫度為130℃，鍍膜時間為120min。該顏色層15為CrC層，其厚度為4μm。
濺射透明層17：設置第二靶材23的功率為17kw；以氧氣為反應氣體，設置氧氣的流量為140sccm，以氬氣為工作氣體，設置氬氣的流量為220ccm，並對基體11施加-120V的偏壓，鍍膜溫度為140℃，鍍膜時間為40min。所述第二靶材23中，矽的品質百分含量為75%，鋁的品質百分含量為25%。該透明層17的透明度為60%。該透明層砂面區173的粗糙度（Ra）為0.5nm。該透明層17為SiAlOX層，其中x=3.2。該透明層17的厚度為2μm。
透明層鏡面區175表面的60°角光澤度為93。該透明層砂面區173呈現的色度區域於CIELAB表色系統的L*座標為38，a*座標為1.5，b*座標為1.5，呈現灰黑色。該透明層鏡面區175呈現的色度區域於CIELAB表色系統的L*座標為43，a*座標為1.2，b*座標為2.0，呈現深黑色。
10．．．被覆件
11．．．基體
112．．．第一表面
114．．．第二表面
113．．．砂面區
115．．．鏡面區
13．．．結合層
133．．．結合層砂面區
135．．．結合層鏡面區
15．．．顏色層
153．．．顏色層砂面區
155．．．顏色層鏡面區
17．．．透明層
173．．．透明層砂面區
175．．．透明層鏡面區
100．．．鍍膜機
20．．．鍍膜室
30．．．真空泵
21．．．軌跡
22．．．第一靶材
23．．．第二靶材
24．．．氣源通道
圖1係本發明一較佳實施例被覆件的立體圖。
圖2係圖1所述被覆件的沿ΙΙ-ΙΙ的剖視圖。
圖3係本發明另一較佳實施例被覆件的剖視圖。
圖4係本發明一較佳實施例真空鍍膜機的示意圖。
10．．．被覆件
11．．．基體
112．．．第一表面
114．．．第二表面
113．．．砂面區
115．．．鏡面區
15．．．顏色層
153．．．顏色層砂面區
155．．．顏色層鏡面區
17．．．透明層
173．．．透明層砂面區
175．．．透明層鏡面區
Claims (10)
- 一種具有光亮岩層圖案的被覆件，包括基體，其改良在於：所述被覆件還包括依次形成於該基體上的顏色層及透明層，該顏色層形成有顏色層砂面區及顏色層鏡面區，該顏色層鏡面區構成岩層的裂紋圖案；該透明層形成有透明層砂面區及透明層鏡面區，該透明層砂面區在該顏色層上的垂直投影與所述顏色層砂面區相重疊，該透明層鏡面區在該顏色層上的垂直投影與所述顏色層鏡面區相重疊。
- 如申請專利範圍第1項所述具有光亮岩層圖案的被覆件，其中該透明層砂面區的L*值與透明層鏡面區的L*值的差值為3~8。
- 如申請專利範圍第1項所述具有光亮岩層圖案的被覆件，其中該透明層的透明度為30~80%。
- 如申請專利範圍第1項所述具有光亮岩層圖案的被覆件，其中該顏色層為碳化鉻層。
- 如申請專利範圍第4項所述具有光亮岩層圖案的被覆件，其中該透明層砂面區呈現的色度區域於CIE LAB表色系統的L*座標為40至45，a*座標為0至3，b*座標為0至3，呈現出灰黑色；該透明層鏡面區呈現的色度區域於CIE LAB表色系統的L*座標為36至40，a*座標為0至2，b*座標為0至2，呈現出深黑色。
- 如申請專利範圍第1項所述具有光亮岩層圖案的被覆件，其中該基體包括第一表面及與第一表面相背的第二表面，該第一表面包括砂面區及鏡面區；該顏色層砂面區在該基體上的垂直投影與所述砂面區相重疊，該顏色層鏡面區在該基體上的垂直投影與所述鏡面區相重疊。
- 一種具有光亮岩層圖案的被覆件的製造方法，包括以下步驟：
提供基體；
對該基體進行拋光處理；
在所述基體上形成顏色層，該顏色層形成有顏色層砂面區及顏色層鏡面區，該顏色層鏡面區構成岩層的裂紋圖案；
在所述顏色層上形成透明層，該透明層形成有透明層砂面區及透明層鏡面區，該透明層砂面區在該顏色層上的垂直投影與所述顏色層砂面區相重疊，該透明層鏡面區在該顏色層上的垂直投影與所述顏色層鏡面區相重疊。 - 如申請專利範圍第7項所述具有光亮岩層圖案的被覆件的製造方法，其中該方法還包括採用鐳射雕刻、噴砂或蝕刻的方法在該基體上形成砂面區的步驟，該顏色層砂面區在該基體上的垂直投影與所述砂面區相重疊。
- 如申請專利範圍第7項所述具有光亮岩層圖案的被覆件的製造方法，其中該顏色層砂面區藉由對顏色層進行鐳射雕刻、噴砂或蝕刻的方式形成。
- 如申請專利範圍第7項所述具有光亮岩層圖案的被覆件的製造方法，其中該顏色層為碳化鉻層，形成所述碳化鉻層的方法為：藉由真空鍍膜的方式，以氬氣為工作氣體，氬氣流量為160~250sccm，以乙炔為反應氣體，乙炔的流量為160~220sccm；以鉻靶為靶材，鉻靶的功率為14~17kw，濺鍍時，施加於基體上的偏壓為-100~-150V，鍍膜溫度為130~180℃，鍍膜時間為60~120min。
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