TW202321521A - 高光澤電泳塗裝製程 - Google Patents

Abstract

一種高光澤電泳塗裝製程，包含一導電塗料層形成步驟，及一電泳步驟。該導電塗料層步驟是自一基材的至少部分表面上以塗佈方式形成一由導電漆構成的導電塗料層，而形成一半成品，且該導電塗料層表面的電阻率不大於500Ω·m。該電泳步驟是將一導電片及該半成品做為電極浸入一含有帶電荷的膠體粒子的電泳液中，並施加一介於60V至120V的電壓，而形成一披覆於該導電塗料層上且厚度不大於30μm的電泳披覆層。利用該導電塗料層降低表面電阻率，而可使後續的電泳步驟於特定的電壓範圍內執行，而能減少製程時間，同時減少橘皮現象發生，進而提升產品的美觀性。

Description

高光澤電泳塗裝製程

本發明是有關於一種塗裝製程，特別是指一種電泳塗裝製程。

鎂或鋁合金等輕金屬材料憑藉本身機械強度良好、比重小等性質而經常被應用於製作可攜式電子產品外殼。為了滿足使用者對於產品外觀的追求，例如顏色、金屬光澤等，以鎂或鋁合金為材料的外殼，業界通常會對金屬基材進行表面加工製程以改變其外觀顏色及光澤度。

大致來說，業界常見的表面加工方法，例如直接添加染劑或顏料於一電泳溶液中，並以電泳方式直接於該金屬基材表面形成一具有特定顏色的電泳塗裝層，使該金屬基材的表面能呈現特定顏色，並保有光澤度，然而，此方法的電泳製程需要在低電壓(不大於60V)條件下進行，以避免該金屬基材發生電解反應。此外，為了令該電泳塗裝層達成所需之光澤度，該電泳塗裝層需要具有一定的厚度(一般要達成光澤度85GU，膜厚約需要20μm至25μm)，然而，該方法是在低電壓下進行，因此，需要較長的製程時間才可達成所需厚度，且添加染劑或色料後會使該電泳溶液的表面張力產生變化，過長的製程時間容易使該電泳塗裝層產生橘皮現象，造成該電泳塗裝層的基材表面在視覺上的美觀不足。

另一種常見的加工方法，則是預先對該金屬基材進行陽極處理，以在其表面形成一多孔性氧化鈍化皮膜，避免該金屬基材與水氣或化學藥劑反應而產生侵蝕，後續再對該金屬基材的多孔性氧化鈍化皮膜以浸塗方式進行染色，之後，利用電泳方式形成一透明的電泳塗裝層，以提升表面光澤度。然而，由於該多孔性氧化鈍化皮膜會使該金屬基材的表面具有絕緣性，導致此方法的電泳製程必需施加較高的電壓(180V以上)才得以執行，然，施加電壓過高會使該金屬基材表面的電泳塗裝層容易產生橘皮，而有美觀性不足的問題。此外，於此加工方法，該電泳塗裝層的厚度需大於50μm，才能達成所需之光澤度，所以生產成本較高。

因此，如何改調整製程以改善金屬表面加工時所遇到，例如製程時間過長、施加電壓過高、表面橘皮等不同技術問題，是相關業者的努力方向之一。

因此，本發明的目的，即在提供一高光澤電泳塗裝製程。

於是，本發明高光澤電泳塗裝製程，包含一導電塗料層形成步驟，及一電泳步驟。

該導電塗料層形成步驟是自一基材的至少部分表面上以塗佈方式形成一由導電漆構成的導電塗料層，而形成一半成品，且該導電塗料層的表面電阻率不大於500Ω·m。

該電泳步驟是將一導電片及該半成品做為電極浸入一含有帶電荷的膠體粒子的電泳液中，自該導電片及該半成品的其中一者施加一電壓，以在該導電片、該導電塗料層與該電泳液之間建立電場形成一導電迴路，而使其中部分的膠體粒子沿著電場方向往該半成品的方向移動，而形成一披覆於該導電塗料層上且厚度不大於30μm的電泳披覆層，其中，該電壓介於60V至120V。

本發明的功效在於：透過先於該基材表面形成該導電塗料層，以降低基材表面的電阻率，之後，即可在特定範圍的電壓內(介於60V至120V)利用該電泳步驟於該半成品的表面形成披覆該導電塗料層的該電泳披覆層，而可令塗裝鍍膜後的成品具有良好的光澤度，且不易產生橘皮現象，以提升產品的美觀性，並同時縮短製程時間。

有關本發明之相關技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。此外，要說明的是，本發明圖式僅為表示元件間的結構及/或位置相對關係，與各元件的實際尺寸並不相關。

參閱圖1與圖2，本發明高光澤電泳塗裝製程，用以形成一如圖2所示的金屬元件3。該電泳塗裝製程包含一導電塗料層形成步驟21，及一電泳步驟22。

該導電塗料層形成步驟21是自一基材31的至少部分表面形成一由導電漆構成的導電塗料層32，而形成一半成品30。

詳細的說，該基材31是由質量輕且易加工的輕金屬材料，例如：鎂、鋁、鎂合金、鋁合金，或鎂鋁合金等所構成。該導電塗料層32是以塗佈方式披覆於該基材31表面，厚度介於10μm至20μm，且表面電阻率不大於500Ω·m，可提供導電性並防止該基材31在後續的電泳製程中因接觸導水氣或化學藥劑而受到侵蝕。

具體的說，該導電塗料層32由導電漆構成，該導電漆包含基底材料、導電物質，及色料。其中，該基底材料選自環氧樹脂或壓克力樹脂，可作為該導電物質與該色料的分散劑，使其均勻分佈於該導電漆內，以令該導電塗料層32的成色均勻，同時供用以增加該導電塗料層32與該基材31間的附著力，而能緊密地貼合於該基材31表面。該導電物質選自改性氧化鈦、金屬摻雜改性氧化鈦(例如：銀摻雜的改性氧化鈦)、金屬、奈米碳材、石墨或石墨烯，使該導電塗料層32的電阻率降低，而具有良好的導電性。該色料選自無機顏料或有機染料，使該導電塗料層32能呈現特定的顏色，而可有更多的色彩選擇。

該導電塗料層32可以利用噴塗、滾塗或浸塗等方式形成於該基材31表面。在本實施例中，該導電塗料層形成步驟21是以藉由噴塗方式將該導電漆塗佈於該基材31的其中一表面(見圖2)，並固化形成厚度為20μm，且表面電阻率介於200Ω·m至400Ω·m的該導電塗料層32為例。具體的說，在本實施例中，是以將導電漆與一有機溶劑(例如：異丁醇、甲苯等)充分混合以調整得到適當的黏度後，再噴塗於該基材31表面，並於乾燥後形成該導電塗料層32為例，其中，該導電漆(包括基底材料、導電物質，及色料)與該有機溶劑的成分配比介於3:7至4:6之間，然實際實施時，該導電漆與該有機溶劑的比例可視製程需求而調整，並不以此為限。

在一些實施例中，該導電塗料層32依需求也可以完整包覆該基材31的整個表面，或是僅形成於該基材31表面的部分區域，只要不影響後續該電泳步驟22的執行即可，並不以本實施例之態樣為限。

在一些實施例中，當該導電漆添加的導電物質本身即具有較強烈的顏色時，該導電塗料層32也可藉由該導電物質呈現顏色，此時，該導電漆可僅具有基底材料，及導電物質，而無須添加色料。例如：當該導電物質選自改性氧化鈦，該導電塗料層32可呈現改性氧化鈦的顏色而成白色；若該導電物質選自奈米碳材、石墨或石墨烯，則該導電塗料層32可顯示黑色。

配合參閱圖3，該電泳步驟22是將一導電片4及該半成品30做為電極浸入一含有帶電荷的膠體粒子51的電泳液5中，並自該導電片4及該半成品30的其中一者施加一介於60V至120V的電壓，以在該導電片4、該導電塗料層32與該電泳液5之間建立電場而形成一導電迴路，而使其中部分的膠體粒子51沿著電場方向往該半成品30的方向移動，而於該導電塗料層32上形成一層電泳披覆層33。

於一些實施例中，該電泳步驟22的施加電壓介於60V至100V。

於一些實施例中，該電泳步驟22的施加電壓介於80V至100V。

要說明的是，該電泳液5的膠體粒子51可以選自水性樹脂(Waterborne Resin)，且以純水作為溶劑，該半成品30則是依據該電泳液中所欲於該半成品30表面沉積的膠體粒子的電荷性質，而選擇做為正極或負極，以產生預定方向之電場，令該電泳液5中的該些膠體粒子51依據自身所帶有的電荷性質沿該電場方向移動，沉積、附著於該半成品3上而形成該電泳披覆層33。

為了避免成膜過程中，因電壓過高而造成橘皮現象，以及電壓過低導致製程時間過長的問題，較佳地，該電泳步驟22所施加的電壓介於80V至120V，且該電泳披覆層33的厚度不大於該導電塗料層32。

於一些實施例中，該導電塗料層32與該電泳披覆層33的總厚度不大於50μm。較佳地，該電泳披覆層33的厚度不大於30μm。更佳地，該電泳披覆層33的厚度介於20μm至25μm。在本實施例中，該電泳步驟22施加的電壓為80V，且該電泳披覆層33的厚度為25μm為例。

於本實施例中，該電泳液5的膠體粒子51是選自水性丙烯酸樹脂，且以純水作為溶劑，該導電片4及該半成品30分別做為陽極及陰極，並自該導電片4施加80V的正電壓，令該膠體粒子51朝向該半成品30方向移動，形成一披覆於該導電塗料層32上且可透光的電泳披覆層33，而得到該金屬元件3，且該金屬元件3表面的光澤度不小於100GU(gloss unit)，其中，該光澤度是以光澤度量測角度為60度進行測量而得。

本發明的電泳塗裝製程，利用先於該基材31表面形成該導電塗料層32，由於該導電塗料層32表面具有良好的導電性質(即表面電阻率不大於500Ω·m)，因此在執行該電泳步驟22時，該導電片4、該導電塗料層32與該電泳液5之間可形成一導電迴路，故施加的電壓不大於180V即可建立足夠強度的電場，以驅動該電泳液5中的膠體粒子51均勻地附著於該導電塗料層32上形成該電泳披覆層33，而不易產生習知高壓鍍膜時的橘皮現象。此外，由於該電泳液5不含有染劑或顏料，因此所形成的該電泳披覆層33可維持在較薄厚度(不大30μm)，即能具有良好的光澤性，同時還能避免習知電泳液因添加染劑或顏料後使其本身的表面張力產生變化，導致電泳塗裝層發生橘皮現象的問題。又，該導電塗料層32還能提供保護以防止該基材31表面直接接觸水氣或化學藥劑(即電泳液5)，因此無須為了避免該基材31產生電解而需在低電壓的條件下進行電泳製程，而可縮短該電泳披覆層33的製程時間。而以本發明之電泳塗裝製程所製得的該金屬元件3，由於色彩效果是從該導電塗料層32提供，而電泳層(即該電泳披覆層33)主要是做為保護及提供光澤度，因此，電泳層不需太厚即可令該金屬元件3顯現高光澤，而具有更佳的外觀視覺效果。

綜上所述，本發明具高光澤電泳塗裝製程藉由先於該基材31表面形成該導電塗料層32，以降低其表面電阻率，而令該電泳步驟22可在不大於180V的電壓下執行，令所製得的該金屬元件3表面在具有高光澤的同時，不易產生橘皮現象，而能提升產品的美觀性，此外，相較於習知是以染色方法改變金屬基材的表面顏色，本發明藉由披覆於該基材31上的該導電塗料層32來呈現顏色，令該金屬元件3的外觀成色更佳，且該導電塗料層32還能提供一保護作用，以避免該基材31在後續的該電泳步驟22發生電解，因此該電泳步驟22無須在低電壓的條件下執行，而能縮短製程時間，故確實可達成本發明的目的。

惟以上所述者，僅為本發明的實施例而已，當不能以此限定本發明實施的範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作的簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋的範圍內。

21:導電塗料層形成步驟 22:電泳步驟 3:金屬元件 30:半成品 31:基材 32:導電塗料層 33:電泳披覆層 4:導電片 5:電泳液 51:膠體粒子

本發明的其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中： 圖1是一流程示意圖，說明本發明高光澤電泳塗裝製程的一實施例； 圖2是一側視示意圖，說明於該電泳塗裝製程所製得的一金屬元件；及 圖3是一示意圖，輔助圖1說明該電泳塗裝製程的一電泳步驟。

21:導電塗料層形成步驟

22:電泳步驟

Claims (8)

1. 一種高光澤電泳塗裝製程，包含： 一導電塗料層形成步驟，自一基材的至少部分表面上以塗佈方式形成一由導電漆構成的導電塗料層，而形成一半成品，且該導電塗料層的表面電阻率不大於500Ω·m；及 一電泳步驟，將一導電片及該半成品做為電極浸入一含有帶電荷的膠體粒子的電泳液中，自該導電片及該半成品的其中一者施加一電壓，令該導電片、該導電塗料層與該電泳液之間建立電場形成一導電迴路，使其中部分的膠體粒子沿著電場方向往該半成品的方向移動，而形成一披覆於該導電塗料層上且厚度不大於30μm的電泳披覆層，其中，該電壓介於60V至120V。
2. 如請求項1所述的高光澤電泳塗裝製程，其中，該導電塗料層與該電泳披覆層的總厚度不大於50μm。
3. 如請求項1所述的高光澤電泳塗裝製程，其中，該導電漆具有基底材料，及導電物質，該基底材料選自環氧樹脂或壓克力樹脂，該導電物質選自改性氧化鈦、金屬、奈米碳材、石墨或石墨烯。
4. 如請求項3所述的高光澤電泳塗裝製程，其中，該導電漆還具有色料，該色料選自無機顏料或有機染料。
5. 如請求項1所述的高光澤電泳塗裝製程，其中，該基材選自鎂、鋁、鎂合金、鋁合金，或鎂鋁合金。
6. 如請求項1所述的高光澤電泳塗裝製程，其中，該電泳液的膠體粒子選自水性樹脂。
7. 如請求項1所述的高光澤電泳塗裝製程，其中，該電泳步驟的施加電壓介於80V至120V。
8. 如請求項7所述的高光澤電泳塗裝製程，其中，該電泳步驟的施加電壓介於80V至100V。

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