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塑胶加硬知多少?加硬厂家辅朗光学功不可没
发布日期:2019-06-30 04:29:55    来源:未知    作者:FL辅朗光学    浏览量:5

5G去金属的趋势下,玻璃材质后盖成为各品牌的旗舰机型首选,陶瓷后盖小规模进入高端机型,而塑胶外壳则以性价比的优势迅速抢占中低端机型的市场份额。塑胶外壳此次回归,主要是因为通过工艺的创新,做到仿金属、仿玻璃的效果。

2018年以来,三星、小米、华为、OPPO、vivo等在海外印度市场将塑胶外壳推向高潮,小编估计,塑胶外壳手机将在2019年全面爆发。在质轻价廉又有高颜值的前提下,塑胶外壳如何避免因自身质地较软而易被刮花的弱点,加硬这一工序起着关键性的作用。

图 vivo Y97镜面塑胶外壳

塑胶加硬原理介绍

塑胶加硬,准确说是塑胶表面硬化涂层处理(Hardcoating),是一种表面处理工艺。通过淋涂、喷涂、浸涂等涂覆方式在产品表面涂装一层涂料,经加热或紫外(UV)/照射电子线(EB)照射固化后,在其表面生成一层微米级的功能涂层膜,以达到增强产品表面硬度,改善产品耐刮擦效果的目的。

作为塑胶表面硬化涂层的涂料(一般表述为硬化液),目前大致有以下几种:聚氨酯涂料、无机纳米陶瓷涂料以及辐射固化涂料。

塑胶表面硬度的界定,主要通过铅笔硬度(又称涂膜硬度铅笔测定法)来表述。按工业标准,铅笔笔芯的硬度分为13级。

图 硬化的硬度衡量——铅笔硬度

加硬后产品的表面硬度跟产品本身材质与加硬涂层的厚度有关。本身材质硬度高,则更易达到较高表面硬度;涂层越厚,加硬后的表面硬度也就越高。但涂层过厚,会导致产品耐磨性下降、变脆、甚至开裂,所以我们在进行加硬处理的时候,应当选择合适的膜厚,以达到最佳的使用效果。

图 三菱化学展台PC硬度和加硬涂层厚度之间的关系

塑胶外壳加硬的必要性

现今最热门的塑胶外壳工艺就是仿玻璃,大致有三种,PC+PMMA复合板材、透明PC注塑以及IMT。这里我们以PC注塑与复合板材为例来分析塑胶外壳外表面做加硬的必要性。前者外表面是PC,后者是PMMA。

首先,我们简单了解下这两种材料:PC韧性强、热稳定性好、但是表面性能差,其铅笔硬度普遍在1H以下,特殊料可以做到2H,加硬后能达到4-7H;PMMA则热稳定性、冲击强度较差,但是表面硬度高,一般在1-4H,加硬后可以做到6-8H。

图 普通PC与PMMA、三菱K系列PC之间的性能对比 摄于三菱化学展台

无论是普通PC还是超硬PC料,亦或是PMMA,其表面硬度基本上都是不能完全满足手机使用需求的,需要通过加硬处理达到更高的硬度。目前,业内PC或复合板材的加硬最高能达到铅笔硬度7H,可媲美玻璃。但综合考虑最终的使用效果,不同手机品牌对手机塑胶外壳的表面硬度会有不同的标准,大概在3~6H。

塑胶外壳经过硬化处理后,具有以下的优点:

对塑胶材质表面起到保护作用,防止刮擦损伤降低盖板结构的使用效果;

降低盖板结构的加工难度,进而降低盖板结构的制造成本;

可以增加塑材其他特定功能。

加硬的涂覆方式与现状

淋涂:通过喷嘴或窄缝从上方淋下,呈帘幕状淋在由传送装置带动的被涂物上,形成均匀涂膜,多余的涂料流回容器,通过泵送到高位槽循环使用。淋涂加硬具有镜面效果好、品质均一性好、良率高、产量高。

图 淋涂加硬工艺流程

喷涂:利用压塑空气的气流将涂料吹散。雾化并喷在被涂饰表面,形成连续完整的涂层的方法。

浸涂:将被涂物体全部浸没在盛有涂料的槽中,经过很短的时间,再从槽中取出,并将多余的涂液重新流回槽内.这种方法称为浸涂法。

不同的基材所需要的标准也不同,涂装方式可能也不同,同时硬化液也需要灵活调整固含量和粘稠度来满足产品固化膜厚需求。其中3D做淋涂的较多,膜层均匀,涂料还可循环利用;板材垂直淋涂,产品涂层膜厚从上到下是不均匀分布的,生产过程需要对膜厚进行及时准确的控制,使生产参数符合膜厚的要求,而不是将硬度做到极致。

PC料的硬化检测标准,硬化后一般分两个等级:1-2H和3-4H,耐磨性都在2500次以上,同时兼顾折弯、水煮、落球和抗老化。

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