申请/专利权人：广东正和诚信塑胶制品有限公司

申请日：2018-12-26

公开（公告）日：2024-05-17

公开（公告）号：CN109433563B

主分类号：B05D5/06

分类号：B05D5/06;B05D3/00;B05D3/14;C23C14/20;C23C14/24

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.05.17#授权;2019.12.03#实质审查的生效;2019.03.08#公开

摘要：本发明属于表面喷涂膜层技术领域，具体涉及一种3D镭雕的外壳光哑同体膜层加工方法及膜层结构。所述加工方法包括在外壳工件表面依次形成处理剂层、过渡层、电镀层、颜色层及面漆层的步骤，并且采用镭雕改性装置，对面漆层的待改性区域进行镭雕改性形成镭雕哑光膜面区。所述膜层结构包括在基材表面依次设有的处理剂层、过渡层、电镀层、颜色层及面漆层，所述面漆层表面设有镭雕哑光膜面区，所述镭雕哑光膜面区为表面粗糙的膜面结构。所述外壳光哑同体膜层加工方法，通过调整设计每一层的组分和喷涂加工工艺，大大提升膜层的性能，颜色均匀稳定、重复性好，通过专用的镭雕改性装置，实现部分区域哑光效果，整体呈现出光面与哑面相结合的外观效果。

主权项：1.一种外壳光哑同体膜层加工方法，其特征在于：包括如下步骤：S1、在外壳工件基材表面喷涂处理剂，固化形成处理剂层；所述处理剂的组分由透明树脂及溶剂配比组成；所述处理剂由透明树脂及溶剂以质量分数1：1的配比组成，其中，所述透明树脂为烯丙基二甘醇碳酸酯树脂，所述溶剂为挥发性有机溶剂；S2、在处理剂层表面喷涂UV底漆，经紫外线固化，形成过渡层；所述UV底漆为高遮蔽UV底漆；所述高遮蔽UV底漆的组分配比以质量分数计为：单体103：12份；树脂UV105：38份；EM39:2份；Igracure184：5份；异丙醇：23份；二甲苯：20份；S3、在过渡层表面进行真空电镀形成电镀层，电镀材料为高纯度铟丝或铝丝；S4、在电镀层表面喷涂颜色涂料，形成颜色层；所述颜色涂料为聚氨酯双组分颜色涂料；所述聚氨酯双组分颜色涂料的组分配比为：单体103：8份；树脂UV109：22份；EM39:2份；Igracure184：3份；纳米色浆：7份；异丙醇：30份；二甲苯：28份；所述纳米色浆的组分配比为：单体101：5份；树脂UV112：60份；异丙醇：18份；二甲苯：17份；S5、在颜色层表面喷涂面漆，经固化形成光面的面漆层；所述面漆为高透高硬UV树脂涂料；所述面漆组分以质量分数计为：单体105：12份；树脂UV113：38份；EM39:2份；Igracure184：5份；异丙醇：23份；二甲苯：20份；喷涂面漆的控制参数为：环境温度：25±5℃；湿度：55-85%RH；喷枪压力：3.5±0.3kgcm2；油泵压力：2.5±0.3kgcm；IR段温度：65±5℃；UV能量：1000±50mj；喷涂粘度：9.5±0.5s；最终成膜的厚度为30-40μm；S6、将外壳工件置于镭雕改性装置，对面漆层的待改性区域进行镭雕改性形成镭雕哑光膜面区；所述镭雕改性装置包括机台底座；所述机台底座设有底板，底板两侧固定设置第一支撑板和第二支撑板，第一支撑板上端横向固定设置一伺服电机，伺服电机的传动输出端连接夹紧治具盖，所述第二支撑板上端设置一固定座，固定座横向设置一转动轴，转动轴的一端连接有夹紧治具底座，夹紧治具盖与夹紧治具底座相向设置，所述夹紧治具盖与所述夹紧治具底座之间形成夹持外壳工件的夹持空间；所述夹持空间上方设置一镭射装置，所述镭射装置包括一朝向夹持空间的激光器、与激光器连接的激光控制器；所述镭雕改性装置还设有一PLC控制器，所述伺服电机和所述激光控制器通过控制电缆分别与所述PLC控制器信号连接；镭雕改性装置进行改性加工的控制参数为：镭雕改性速度：3500±500mms；空跳速度：3800±500mms；工作频率：50±5KHz；所用功率：40±5%；激光开延时：300±50us；激光关延时：500±50us；跳转延时：600±50us；拐弯延时：80±30us；层延时1200±50us；填充密度：0.05±0.01mm；填充角度：90度。

全文数据：一种外壳光哑同体膜层加工方法及膜层结构技术领域本发明属于表面喷涂膜层技术领域，具体涉及一种3D镭雕的外壳光哑同体膜层加工方法及膜层结构。背景技术在塑胶手机壳上做喷涂尤其是UV喷涂来制备膜层，是手机行业在2G、3G时代就已普遍采用的生产工艺模式，因其颜色可变化多样，生产成本较PVD物理气相沉积工艺要低，对于中低端品牌的手机大都采用UV喷涂形成膜层的方式来实现手机外观装饰效果。随着手机行业的发展及消费水平的提高，在手机4G时代大多采用不锈钢、铝合金来制作手机外壳，这种采用金属材料的手机外观处理大多用PVD或阳极来获得一些颜色效果，相对而言，其外观颜色单一很多，常见的就是黑色、银色、金色、香槟金之类的，很难看到大红、天蓝等炫艳的颜色。同时，金属外壳对手机信号传输有一定的影响，以致手机外壳还是脱离不了塑胶使用。伴随着5G时代的来临，对手机信号及传送、接收速度要求的提高，金属外壳又将快速被塑胶外壳所取代，从而让沉积了数年的UV喷涂又迎来了新的春天。重回大面积应用的UV喷涂，在这个要求个性化年代，已不是过去的底漆、中漆、面漆那样简单的膜层结构及工艺流程可实现的，对新的表面膜层结构效果以及喷涂加工工艺提出了更高性能测试要求、更高的外观变幻要求、更高的工艺流程要求。发明内容基于上述现有技术的缺陷与不足，本发明的首要目的在于一种全新的用于手机等电子产品外壳的膜层加工方法，通过结合3D镭雕与喷涂相结合，实现在同一表面呈现整齐光面和哑面同体的效果。本发明的首要目的通过下述技术方案实现：一种外壳光哑同体膜层加工方法，包括如下步骤：S1、在外壳工件基材表面喷涂处理剂，固化形成处理剂层；所述处理剂的组分由透明树脂及溶剂配比组成；S2、在处理剂层表面喷涂UV底漆，经紫外线固化，形成过渡层；S3、在过渡层表面进行真空电镀形成电镀层，电镀材料为高纯度铟丝或铝丝；S4、在电镀层表面喷涂颜色涂料，形成颜色层；S5、在颜色层表面喷涂面漆，经固化形成光面的面漆层；S6、将外壳工件置于镭雕改性装置，对面漆层的待改性区域进行镭雕改性形成镭雕哑光膜面区。进一步的，所述镭雕改性装置包括机台底座；所述机台底座设有底板，底板两侧固定设置第一支撑板和第二支撑板，第一支撑板上端横向固定设置一伺服电机，伺服电机的传动输出端连接夹紧治具盖，所述第二支撑板上端设置一固定座，固定座横向设置一转动轴，转动轴的一端连接有夹紧治具底座，夹紧治具盖与夹紧治具底座相向设置，所述夹紧治具盖与所述夹紧治具底座之间形成夹持外壳工件的夹持空间；所述夹持空间上方设置一镭射装置，所述镭射装置包括一朝向夹持空间的激光器、与激光器连接的激光控制器；所述镭雕改性装置还设有一PLC控制器，所述伺服电机和所述激光控制器通过控制电缆分别与所述PLC控制器信号连接。本发明的次要目的在于提供一种外壳光哑同体膜层结构，其实现方式如下：一种外壳光哑同体膜层结构，固定于外壳工件的基材表面，所述外壳光哑同体膜层结构由基材表面从下至上依次包括：处理剂层，所述处理剂层为透明树脂膜层，厚度为10-18μm；过渡层，所述过渡层为UV涂料膜层，厚度为10-18μm；真空电镀层,所述真空电镀层为铟金属膜层或铝金属膜层，厚度为0.5-1.5μm；中漆层，所述中漆层为颜色层，厚度为5-10μm；面漆层，所述面漆层为透明UV涂料膜层，厚度为30-40μm；所述面漆层表面设有镭雕哑光膜面区，所述镭雕哑光膜面区为表面粗糙的膜面结构。本专利技术方案相对于现有技术具有的优点及效果：1本专利方案所提供的外壳光哑同体膜层加工方法，通过调整设计每一层的组分和喷涂加工工艺，大大提升膜层的性能，可喷涂更多的颜色涂料，并且颜色均匀稳定、重复性好，并且通过专用的镭雕改性装置，采用特殊设计的镭雕工艺参数，使面漆层的部分区域实现改性，调整表面组分的分子结构，改变表面微观结构的粗糙度，实现部分区域哑光效果，整体呈现出光面与哑面相结合的外观效果。2本专利方案所提供的外壳光哑同体膜层结构，通过设计每层的厚度和组合，实现在外壳工件表面具有金属质感和鲜亮的颜色，并且呈现出光面与哑面相结合的外观效果，改变了过往手机等产品外壳要么是全光的表面，要么是全哑表面的局限。附图说明图1为实施例1中的镭雕改性装置的结构示意图。图2为实施例2中的外壳光哑同体膜层结构的剖面结构示意图。图3为实施例2中的外壳光哑同体膜层结构表面光面与哑面的示意图。图中：100-机台底座；200-底板；210-第一支撑板；220-第二支撑板；300-伺服电机；310-传动输出端；410-夹紧治具盖；420-夹紧治具底座；500-固定座；510-转动轴；600-镭射装置；610-激光器；620-激光控制器；700-PLC控制器；800-外壳工件。1-基材；2-处理剂层；3-过渡层；4-真空电镀层；5-中漆层；6-面漆层；7-镭雕哑光膜面区。具体实施方式下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。定义解释：IR：红外线隧道炉，是一种利用红外线辐射加热的隧道炉，利用红外线被产品共振的形式吸收，从而达到对产品进行加热处理的目的。实施例一种外壳光哑同体膜层加工方法，作用于手机等产品的外壳工件基材，所述包括如下步骤：S1、在外壳工件基材表面喷涂处理剂，固化形成处理剂层；所述外壳工件基材优选为PC树脂PC树脂：聚碳酸酯，Polycarbonate，简称PC与玻璃纤维的混合物，其中玻璃纤维的质量分数含量为20％。所述处理剂层起到承上启下的作用，需要确保与基材结合牢固，并且要确保与后续涂层有良好的结合，因此处理剂的选用需要根据基材的特性进行针对性调整。处理剂选用不当，可能会将基材里的玻璃纤维咬起来形成“毛丝”或“颗粒”不良，或者可能出现咬不住基材出现附著力测试性能失效的风险。因此，根据基材的特性，本发明选用了针对性的处理剂，所述处理剂由透明树脂及溶剂以质量分数1：1的配比组成，其中，所述透明树脂为烯丙基二甘醇碳酸酯树脂，所述溶剂为挥发性有机溶剂，所述溶剂优选松节油。步骤S1中喷涂处理剂的控制参数为：环境温度：25±5℃；湿度：55-85％RH；喷枪压力：3.5±0.3kgcm2；油泵压力：2.5±0.3kgcm；IR段温度：50±5℃；喷涂粘度：9±0.5s；最终成膜的厚度为10-18μm。S2、在处理剂层表面喷涂UV底漆，经紫外线固化，形成过渡层；该过渡层起到桥梁及掩盖作用，一方面要与处理剂层有良好的咬合，并且要与电镀层有良好的耦合；另一方面，基材上的缺陷，需要通过该过渡层的自流平功能进行填平掩盖，从而提高整体产品的良率。所述UV底漆为高遮蔽UV底漆。本实施例中，所述高遮蔽UV底漆的组分配比以质量分数计为：单体103：12份；树脂UV105：38份；EM392-羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯:2份；Igracure184紫外光引发剂：5份；异丙醇：23份；二甲苯：20份。步骤S2喷涂UV底漆的控制参数为：环境温度：25±5℃；湿度：55-85％RH；喷枪压力：3.5±0.3kgcm2；油泵压力：2.5±0.3kgcm；IR段温度：60±5℃；UV能量：900±50mj；喷涂粘度：10±0.5s；最终成膜厚度为20-30um。S3、在过渡层表面进行真空电镀形成电镀层，电镀层的电镀材料为高纯度的铟丝或铝丝；该电镀层的主要目的是让塑胶材质的基材外观具有金属质感，提升产品的档次。该步骤S3采用真空蒸发沉积的方式在过渡层表面形成一层金属的电镀层。电镀层的膜厚及均匀性对产品的成品效果非常重要，膜厚不均匀会导致后续颜色层的颜色不一致，即出现“异色”不良；而膜层太薄会没有金属质感，膜层太厚会导致颜色层无法与过渡层咬合而出现附着力测试失效。步骤S3的控制参数：蒸发本底真空镀：8.0±0.2×10-2Pa；蒸发时间：8±0.5S。S4、在电镀层表面喷涂颜色涂料，形成颜色层；该颜色层主要呈现产品外观视觉效果，能够呈现出PVD装饰膜层所不能呈现的丰富多彩的颜色。所述颜色层的厚度太薄会容易导致颜色不均匀，厚度太厚会导致膜层附着力失效。所述颜色涂料为聚氨酯双组分颜色涂料或紫外固化颜色涂料。具体的，所述聚氨酯双组分颜色涂料的组分配比为：单体103：8份；树脂UV109：22份；EM392-羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯:2份；Igracure184紫外光引发剂：3份；纳米色浆：7份；异丙醇：30份；二甲苯：28份。所述纳米色浆的组分配比为：单体101：5份；树脂UV112：60份；异丙醇：18份；二甲苯：17份。步骤S4喷涂颜色涂料的控制参数为：环境温度：25±5℃；湿度：55-85％RH；喷枪压力控制在4.0±0.3kgcm2；油泵压力：2.5±0.3kgcm；喷涂粘度：8.8±0.5s；当所述颜色涂料采用聚氨酯双组分颜色涂料时，IR段温度：65±5℃；当所述颜色涂料采用紫外固化颜色涂料时，UV能量：800±50mj；最终成膜的厚度为5-10um。S5、在颜色层表面喷涂面漆，经固化形成光面的面漆层；所述面漆层为保护层，外观呈透明、光面，具有特定的硬度、韧性。所述面漆为高透高硬UV树脂涂料，具体组分以质量分数计为：单体105：12份；树脂UV113：38份；EM392-羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯:2份；Igracure184紫外光引发剂：5份；异丙醇：23份；二甲苯：20份。步骤S5中喷涂面漆的控制参数为：环境温度：25±5℃；湿度：55-85％RH；喷枪压力：3.5±0.3kgcm2；油泵压力：2.5±0.3kgcm；IR段温度：65±5℃；UV能量：1000±50mj；喷涂粘度：9.5±0.5s；最终成膜的厚度为30-40μm；S6、将外壳工件置于镭雕改性装置，对面漆层的待改性区域进行镭雕改性形成镭雕哑光膜面区。具体的，如图1所示，所述镭雕改性装置包括机台底座100；所述机台底座设有底板200，底板200两侧固定设置第一支撑板210和第二支撑板220，第一支撑板210上端横向固定设置一伺服电机300，伺服电机300的传动输出端310连接夹紧治具盖410，所述第二支撑板220上端设置一固定座500，固定座500横向设置一转动轴510，转动轴510的一端连接有夹紧治具底座420，夹紧治具盖410与夹紧治具底座420相向设置，所述夹紧治具盖410与所述夹紧治具底座420之间形成夹持外壳工件800的夹持空间；夹持空间上方设置一镭射装置600，所述镭射装置600包括一朝向夹持空间的激光器610、与激光器610连接的激光控制器620；所述镭雕改性装置还设有一PLC控制器700，所述伺服电机300和所述激光控制器620通过控制电缆分别与所述PLC控制器700信号连接。外壳工件光哑同体的膜层部分，是将已经完成固化的面漆表面通过3D镭射技术，将已自流平的光滑表面在指定区域进行改性，调整树脂间分子结构，演变成在微观上高低不平粗糙度较高的表面，即实现哑面效果。为实现外壳工件光哑同体的效果，需要使用上述专用的镭雕改性装置，并通过精准控制加工参数，才能达到理想效果。上述镭雕改性装置的操作步骤为：1、将已固化面漆层的外壳工件置于夹持空间，夹紧治具盖和夹紧治具底座相互配合，将外壳工件夹持；2、启动伺服电机驱动夹紧治具盖旋转，夹紧治具底座随之带动，使得外壳工件进行旋转；3、启动激光器进行镭雕，对外壳工件表面的面漆层进行改性加工。使用上述专用的镭雕改性装置进行改性加工的控制参数为：镭雕改性速度：3500±500mms；空跳速度：3800±500mms；工作频率：50±5KHz；所用功率：40±5％；激光开延时：300±50us；激光关延时：500±50us；跳转延时：600±50us；拐弯延时：80±30us；层延时1200±50us；填充密度：0.05±0.01mm；填充角度：90度。通过上述步骤和工序，可将一个塑胶材质的外壳工件，加工制成具有金属质感、艳丽颜色、光哑效果膜层结构的外壳工件。将上述加工后的外壳工件进行3C电子产品的通用指标性能测试，结果如下：附着力≥4B，铅笔硬度≥2H，STS测试≥72H，RCA≥300次175g，恒温恒湿测试≥72H，高低温冲击测试≥96H，人工汗测试≥96H。测试结果均满足现行3C电子产品国际通用标准，创新性地改变了长久以来手机壳要么是全光的表面、要么是全哑表面的状况。实施例2：一种外壳光哑同体膜层结构，固定于外壳工件的基材表面，如图2所示，所述外壳光哑同体膜层结构由基材1表面从下至上依次包括：处理剂层2，所述处理剂层2为透明树脂膜层，厚度为10-18μm；过渡层3，所述过渡层3为UV涂料膜层，厚度为10-18μm；真空电镀层4,所述真空电镀层4为铟金属膜层或铝金属膜层，厚度为0.5-1.5μm；中漆层5，所述中漆层5为颜色层，厚度为5-10μm；面漆层6，所述面漆层6为透明UV涂料膜层，厚度为30-40μm；如图3所示，所述面漆层6表面设有镭雕哑光膜面区7，所述镭雕哑光膜面区7为表面粗糙的膜面结构。以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按说明书附图所示和以上所述而顺畅地实施本发明；但是，凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，可利用以上所揭示的技术内容而作出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时，凡依据本发明的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本发明的技术方案的保护范围之内。

权利要求：1.一种外壳光哑同体膜层加工方法，其特征在于：包括如下步骤：S1、在外壳工件基材表面喷涂处理剂，固化形成处理剂层；所述处理剂的组分由透明树脂及溶剂配比组成；S2、在处理剂层表面喷涂UV底漆，经紫外线固化，形成过渡层；S3、在过渡层表面进行真空电镀形成电镀层，电镀材料为高纯度铟丝或铝丝；S4、在电镀层表面喷涂颜色涂料，形成颜色层；S5、在颜色层表面喷涂面漆，经固化形成光面的面漆层；S6、将外壳工件置于镭雕改性装置，对面漆层的待改性区域进行镭雕改性形成镭雕哑光膜面区。2.根据权利要求1所述的外壳光哑同体膜层加工方法，其特征在于：所述镭雕改性装置包括机台底座；所述机台底座设有底板，底板两侧固定设置第一支撑板和第二支撑板，第一支撑板上端横向固定设置一伺服电机，伺服电机的传动输出端连接夹紧治具盖，所述第二支撑板上端设置一固定座，固定座横向设置一转动轴，转动轴的一端连接有夹紧治具底座，夹紧治具盖与夹紧治具底座相向设置，所述夹紧治具盖与所述夹紧治具底座之间形成夹持外壳工件的夹持空间；所述夹持空间上方设置一镭射装置，所述镭射装置包括一朝向夹持空间的激光器、与激光器连接的激光控制器；所述镭雕改性装置还设有一PLC控制器，所述伺服电机和所述激光控制器通过控制电缆分别与所述PLC控制器信号连接。3.根据权利要求1所述的外壳光哑同体膜层加工方法，其特征在于：所述外壳工件基材优选为PC树脂与玻璃纤维的混合物，其中玻璃纤维的质量分数含量为20％。4.根据权利要求1所述的外壳光哑同体膜层加工方法，其特征在于：所述处理剂由透明树脂及溶剂以质量分数1：1的配比组成，其中，所述透明树脂为烯丙基二甘醇碳酸酯树脂，所述溶剂为挥发性有机溶剂。5.根据权利要求1所述的外壳光哑同体膜层加工方法，其特征在于：所述UV底漆为高遮蔽UV底漆。6.根据权利要求5所述的外壳光哑同体膜层加工方法，其特征在于：所述高遮蔽UV底漆的组分配比以质量分数计为：单体103：12份；树脂UV105：38份；EM39:2份；Igracure184：5份；异丙醇：23份；二甲苯：20份。7.根据权利要求1所述的外壳光哑同体膜层加工方法，其特征在于：所述颜色涂料为聚氨酯双组分颜色涂料或紫外固化颜色涂料。8.根据权利要求1所述的外壳光哑同体膜层加工方法，其特征在于：步骤S5中所述面漆为高透高硬UV树脂涂料。9.根据权利要求8所述的外壳光哑同体膜层加工方法，其特征在于：所述面漆组分以质量分数计为：单体105：12份；树脂UV113：38份；EM39:2份；Igracure184紫外光引发剂：5份；异丙醇：23份；二甲苯：20份。10.一种外壳光哑同体膜层结构，固定于外壳工件的基材表面，其特征在于，所述外壳光哑同体膜层结构由基材表面从下至上依次包括：处理剂层，所述处理剂层为透明树脂膜层，厚度为10-18μm；过渡层，所述过渡层为UV涂料膜层，厚度为10-18μm；真空电镀层,所述真空电镀层为铟金属膜层或铝金属膜层，厚度为0.5-1.5μm；中漆层，所述中漆层为颜色层，厚度为5-10μm；面漆层，所述面漆层为透明UV涂料膜层，厚度为30-40μm；所述面漆层表面设有镭雕哑光膜面区，所述镭雕哑光膜面区为表面粗糙的膜面结构。

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