TWI428477B - 金屬外殼及其製造方法 - Google Patents

Description

金屬外殼及其製造方法

本發明係關於一種金屬外殼，尤其係關於一種表面具有烤漆之金屬外殼及其製造方法。

隨著消費水準之提高，消費者對電子產品之要求不僅注重其品質，對其外觀表面之質感及觸感也愈來愈關注，具有特殊質感及柔軟觸感之電子產品在市場中非常具競爭力。

習知電子產品外觀表面通常採用各種顏色之油漆噴塗來達到豐富多彩之色彩效果，其油漆層色彩雖然豐富，卻不具備柔軟舒適之手感，使用起來不太舒適。為此具有良好手感之皮革漆被應用到了行動電話、鍵盤及滑鼠等電子產品外觀件上。皮革漆係一種具有類似皮革表面裝飾效果之油漆。採用皮革漆之產品，具有特殊之質感以及良好之觸感，外觀效果非常引人注目，且具有防汗防滑之效果。

目前在金屬表面上烤皮革漆通常係先噴塗基礎底漆層，然後噴塗色漆層以提供產品所需之顏色，最後再噴塗具有柔軟觸感之透明皮革漆面漆層。為了使各漆層之間具有一定結合力，通常所用底漆、色漆之顆粒具有一定粗糙度，因而使得底漆層或色漆層表面不平整，從而透過透明面漆層呈現之產品外觀平滑、細膩之效果就會受到影響，進而降低產品在市場上之競爭力。

鑒於此，本發明提供一種表面具有平滑、細膩及柔軟觸感效果之金屬外殼及在金屬外殼上形成平滑、細膩及柔軟觸感層之方法。

一種金屬外殼，其包括一基體，該基體表面形成有一電泳塗裝層，該電泳塗裝層上形成有一底漆層，該底漆層上形成有一面漆層；所述底漆層、面漆層均含有聚氨酯漆。

一種金屬外殼之製造方法，其包含如下步驟：將一金屬基體進行電泳塗裝，使其表面形成一電泳塗裝層；在該電泳塗裝層上噴塗底漆，以形成一底漆層；所述底漆層為透明聚氨酯漆層；在該底漆層上噴塗面漆，以形成一面漆層；所述面漆層為透明聚氨酯漆層。

與習知技術相比，本發明金屬外殼採用電泳塗裝、底漆及面漆三層塗裝方式，所述電泳塗裝層相較於普通基礎底漆層或色漆層更平整、細膩；所述底漆層、面漆層均為透明聚氨酯漆層，因此透過透明底漆層、面漆層呈現之產品外觀更平滑、細膩，且面漆層為聚氨酯漆層，具有柔軟觸感之效果，因此本發明金屬外殼外觀更具吸引力，使用效果更佳。

請參閱圖1，其為本發明較佳實施方式之金屬外殼100之剖視圖。所述金屬外殼100包括一基體10、一電泳塗裝層20、一底漆層30及一面漆層40，所述電泳塗裝層20形成於基體10上，所述底漆層30形成於電泳塗裝層20上，所述面漆層40形成於底漆層30上。

所述基體10之材料為不銹鋼、鎂、鋁或其合金等金屬材料。

所述電泳塗裝層20係由一電泳塗裝漆通過電泳塗裝方式形成於基體10上。所述電泳塗裝漆為丙烯酸樹脂與溶劑類組分之混合物，其中丙烯酸樹脂之重量百分含量為50%，溶劑類組分包含有13~18%之異丙醇，3.5~5.5%之乙二醇或甲丁醇。電泳塗裝漆中可依產品顏色需要添加相應顏料。所述丙烯酸樹脂漆顆粒細膩，相較於普通基礎底漆層，該電泳塗裝層20更加細膩與平滑。

底漆層30由聚氨酯底漆噴塗於電泳塗裝層20之上而形成。所述聚氨酯底漆由一底漆主劑與一底漆固化劑混合組成。底漆主劑主要成膜組分為丙二醇甲醚醋酸酯(或稱1－甲氧基－2－乙醯氧基丙烷)，其在底漆主劑中之重量百分含量為1~5%。底漆主劑中還含有溶劑類組分，如75~85%之甲苯，1~5%之二甲苯及0~1%之乙苯。底漆主劑中還可添加其他溶劑類組分或添加劑。底漆固化劑主要組分為多異氰酸酯，優選為聚1，6－己二異氰酸酯。所述多異氰酸酯占底漆固化劑之百分含量為65~75%，在底漆成膜時起主要作用。底漆固化劑中還含有其他溶劑類組分，如5~15%之二甲苯，1~5%之乙苯。底漆固化劑中還可含其他溶劑類組分或添加劑。所述底漆主劑、底漆固化劑之重量配比可為90~110：3~7，優選重量比為100：5。所述底漆層30為透明聚氨酯漆層。

所述底漆中多異氰酸酯在底漆固化過程中可與所述電泳塗裝漆中之丙烯酸樹脂發生一定之交聯反應，從而使底漆層30與電泳塗裝層20之間具有較強結合力。

所述面漆層40由聚氨酯面漆噴塗於底漆層30之上而形成。所述聚氨酯面漆由一面漆主劑、一面漆固化劑及一面漆稀釋劑混合組成。其中面漆主劑中主要含乙酸丁酯，二甲苯，乙苯及二月桂酸二丁錫等組分，面漆中還可添加適量之光穩定劑，如受阻胺，以調節產品之光澤度。面漆固化劑主要包含多異氰酸酯，所述多異氰酸酯優選為聚1，6－己二異氰酸酯，其占面漆固化劑之百分含量為65~75%，在面漆成膜中起主要作用。面漆固化劑中還可含有其他溶劑類組分，如5~15%之乙酸丁酯，5~15%之芳香溶劑，1~5%之1，2，4－三甲苯及0~1%之異丙基苯等。面漆稀釋劑為溶劑類組分，其主要含45~55%之乙酸乙酯及45~55%之甲苯。面漆主劑中之二月桂酸二丁錫作為催化劑存在，可促進面漆之成膜。所述面漆主劑、面漆固化劑及面漆稀釋劑之重量配比可為90~110：15~30：5~45，優選重量比為100：20~25：10~40。所述面漆層為透明聚氨酯漆層。

所述底漆層30與面漆層40中均含有多異氰酸酯，在加熱固化過程中可相互發生交聯作用，使得色漆層30與面漆層40之間具有較強結合力。

請參閱圖2，本發明所述金屬外殼之製造方法依下述步驟進行。首先，將基體10進行清潔前處理，以除去基體10表面之污物。使用除蠟清洗劑在除蠟槽中將基體10除蠟3~6分鐘，除蠟溫度70℃~80℃。除蠟後將基體10在室溫下用純水清洗5秒鐘以上。清潔後將基體10進行陽極電解處理，所述陽極電解槽液為氫氧化鈉(NaOH)溶液，其濃度為60~80g/L，電解時間40~80秒。陽極電解完畢後需進行兩道純水洗，每次水洗時間均大於5秒。陽極電解後再將基體10進行陰極電解處理，所述陰極電解槽液與陽極電解槽液相同，電解時間亦為40~80秒。陰極電解完畢後再進行兩道純水洗，每次水洗時間均大於5秒。兩次電解後在基體10之表面上會留有殘餘之氫氧化鈉鹼液，因此需對基體10再進行硫酸(H₂ SO₄ )中和處理。所述中和用硫酸濃度為20~40g/L，中和時間50~110秒。中和完畢將基體10進行兩道純水洗後再進行超聲波純水洗。

基體10經清潔前處理後進入電泳槽內進行電泳塗裝工序，以形成所述電泳塗裝層20。電泳槽內裝有所述之電泳塗裝漆，其溫度為23~27℃。將基體10放入所述電泳塗裝漆內上下晃動三次以使基體10與所述塗裝漆充分接觸與浸潤，之後上掛於導電橫樑上進行電泳塗裝。電泳塗裝操作電壓為50~90V之間，塗裝時間為50~100秒。電泳塗裝層20之厚度為8~12 μm。電泳塗裝後將基體10進行超濾水洗。

超濾水洗後將基體10再進行噴淋水洗及三道純水洗。所述噴淋時間為10~40秒，每道水洗時間為大於5秒。水洗後將基體10進行甩水及加熱烘乾處理，所述烘烤溫度為150~170℃，烘烤時間10~20分鐘。

基體10在烘乾之後進入噴漆房進行底漆層30之噴塗。噴漆房溫度為18℃~28℃，濕度為40~80%RH。噴塗底漆層30噴槍中油漆之壓力為0.04~0.06Mpa，油漆噴出後霧化，其霧化壓力為0.1~0.16Mpa，油漆噴出幅度大小以噴幅壓力管控，底漆噴幅壓力為0.08~0.14Mpa。底漆層30厚度為介於10~15 μm之間。噴塗完成後基體10進入流平室流平，流平後進行加熱烘乾固化，固化溫度可在70℃~100℃之間，優選為75℃~85℃之間。

底漆層30固化後經冷卻基體10再進入噴漆房進行面漆層40之噴塗，噴塗面漆層40噴漆房溫度為18℃~28℃，濕度為40~80%RH。噴塗面漆層40噴槍中油漆之壓力為0.02~0.04Mpa，油漆噴出後霧化壓力為0.07~0.13Mpa，噴幅壓力為0.06~0.12Mpa。面漆層40厚度為介於40~60 μm之間。噴塗完成後基體10進入流平室流平，流平後進行加熱烘乾固化，固化溫度可在25~65℃之間，優選為35~55℃之間。面漆層固化後再進行烤漆處理，烤漆溫度為70~105℃之間，優選為80~95℃之間。

對以上述方法形成之漆膜進行了性能測試，測試結果及條件見表1，測試方法如下：冷熱衝擊測試：首先將本發明金屬外殼100置於－40℃測試室內保持45分鐘，然後立即轉移到85℃測試室內再保持45分鐘。在40小時內重複此步驟27次，重複完成後立即檢查該金屬外殼100。

高溫高濕測試：將兩組本發明金屬外殼100置於恒溫恒濕箱內，其中一組塗Suntan油，另外一組不塗Suntan油。在溫度65℃，相對濕度90%之條件下放置48小時，然後取出該兩組金屬外殼100，冷卻至室溫，檢查其外觀有無明顯變化。

附著力測試：選擇本發明金屬外殼100上一無污染和無次要表面缺陷之區域，放在堅硬之基座上，在照明顯微鏡下面，使用鋒利之刀片在其表面上劃間隔為2mm之6條切割線，每一切割線長度為20mm。剪取75mm長膠帶黏在所劃切割線區域上並完全覆蓋所述區域，用手指將膠帶壓平整，計時30－90秒，然後抓住膠帶之一端以近180°之角度迅速撕開膠帶。使用放大鏡檢查切割線區域漆膜與基材或前一漆膜剝離之情況。

鉛筆硬度測試：將鉛筆芯與金屬外殼100漆膜成45°角向前推動，切割或刮劃漆膜，劃痕長度為6.5mm。逐步降低鉛筆之硬度重複上述步驟，直到找到特定硬度鉛筆在測試中不能刺穿漆膜達至基材或下一層漆膜，此硬度即為漆膜之鉛筆硬度。

耐磨耗測試：將本發明金屬外殼100穩固於儀器基座上，使其受試面與儀器測試控製桿正交。將一砂紙帶固定在受試面上，並用墊片壓緊，打開動力馬達開關開始測試。每一測試後檢查該金屬外殼漆膜有無失效現象發生，若無則繼續進行試驗。

耐丁酮測試：於室溫及相對溫度50%之條件下，用丁酮試劑分別滴在本發明金屬外殼100表面上之三個不同區域，暴露於空氣中。追加試劑使所述三個區域在丁酮作用下保持2分鐘(應防止丁酮接觸該金屬外殼100上漆膜較薄之邊緣)。2分鐘後，立即擦幹或吹幹所述滴丁酮試劑區域，立即檢查產品表面顏色和光澤有無明顯變化。

請參閱表1所示，各項測試結果表明本發明金屬外殼表面漆膜硬度高、耐磨耗、附著力強、耐候性好。

金屬外殼．．．100

基體．．．10

電泳塗裝層．．．20

底漆層．．．30

面漆層．．．40

圖1係本發明較佳實施方式之金屬外殼之剖視圖。

圖2係本發明較佳實施方式之金屬外殼製造方法流程圖。

金屬外殼．．．100

基體．．．10

電泳塗裝層．．．20

底漆層．．．30

面漆層．．．40

Claims (9)

1. 一種金屬外殼，其包括一基體，其改良在於：該基體表面形成有一電泳塗裝層，該電泳塗裝層上形成有一底漆層，該底漆層上形成有一面漆層；所述電泳塗裝層包含有丙烯酸樹脂，所述底漆層中含有多異氰酸酯，底漆層中的多異氰酸酯與電泳塗裝層中的丙烯酸樹脂發生交聯反應；所述底漆層、面漆層均包含有聚氨酯漆。
2. 如申請專利範圍第1項所述之金屬外殼，所述基體材料為不銹鋼、鎂、鋁或其合金。
3. 如申請專利範圍第1項所述之金屬外殼，所述電泳塗裝層之厚度為8~12μm。
4. 如申請專利範圍第1項所述之金屬外殼，所述底漆層之厚度為10~15μm。
5. 如申請專利範圍第1項所述之金屬外殼，所述底漆主要組分為丙二醇甲醚醋酸與所述多異氰酸酯，該多異氰酸酯為聚1，6-己二異氰酸酯。
6. 如申請專利範圍第1項所述之金屬外殼，所述面漆層之厚度為40~60μm。
7. 如申請專利範圍第1項所述之金屬外殼，所述面漆主要組分為乙酸丁酯與多異氰酸酯，該多異氰酸酯為聚1，6-己二異氰酸酯，所述底漆層的多異氰酸酯與面漆層的多異氰酸酯發生交聯反應。
8. 一種金屬外殼之製造方法，其包含如下步驟：將一金屬基體進行電泳塗裝，使其表面形成一電泳塗裝層，所述電泳塗裝層包含有丙烯酸樹脂；在該電泳塗裝層上噴塗底漆，以形成一底漆層；所述底漆層為透明聚氨 酯漆層，其含有多異氰酸酯，該底漆層中的多異氰酸酯與電泳塗裝層中的丙烯酸樹脂發生交聯反應；在該底漆層上噴塗面漆，以形成一面漆層；所述面漆層為透明聚氨酯漆層。
9. 如申請專利範圍第8項所述金屬外殼之製造方法，其還包括對所述金屬基體依次進行除蠟、陽極電解、陰極電解及中和前處理步驟。