專利名稱：：一種雙色基板及其制備方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及本發(fā)明屬于表面處理
技術領域：
，主要涉及一種雙色基板及其制備方法。
背景技術：
：商標、按鍵等是手機、數(shù)碼相機、電腦等電子產品的表面配件之一，起到了重要的裝飾作用。目前往往在電子產品的表面增加薄膜達到表面裝飾的目的，現(xiàn)有技術中采用多層鍍層如在基材表面濺射金屬與金屬氧化物層，根據(jù)光的干涉原理，控制金屬氧化物層的厚度，制備了多種顏色的金屬化基材。但是這種方法某個金屬氧化物層的厚度只能對應一種顏色，無法一次得到表面為雙色(兩種顏色)的基材。為了在電子產品的表面達到雙色(兩種顏色)效果，一般先采用真空電鍍處理，得到第一種顏色鍍層，通過帖膠紙、噴漆或印刷對相應的圖形進行覆蓋保護，對基材進行退鍍處理，使沒有覆蓋保護的區(qū)域的褪去第一種顏色鍍層，再對基材進行不同顏色即第二種顏色的電鍍，這樣在已經褪去鍍層露出基材的區(qū)域得到第二種顏色鍍層，除去帖膠紙、噴漆或印刷對相應的圖形得到帶有第一種顏色鍍層的區(qū)域，這樣就得到了雙色基板。但該方法需要退鍍、兩次鍍膜、覆蓋保護，工藝煩瑣，而且也造成成本的增加。同時產品的耐磨性、兩種顏色交界處與基材的結合力較差。
發(fā)明內容本發(fā)明的目的在于提供一種雙色基板及其制備方法，該雙色基板的顏色選擇豐富，同時該基材的顏色膜層的耐磨性、顏色膜層與基材的結合力較好，同時該基板的制備方法簡單。本發(fā)明提供一種雙色基板，包括基材及覆蓋在基材上的膜層，所述基材上有凸出區(qū)和非凸出區(qū)，所述膜層至少為一層膜，所述凸出區(qū)的膜層厚度與非凸出區(qū)的膜層厚度差異使凸出區(qū)與非凸出區(qū)呈現(xiàn)不同的顏色，所述覆蓋在凸出區(qū)與覆蓋在非凸出區(qū)的膜層材料相同。本發(fā)明采用了本領域公知的光的千涉原理，即當光照射到基板上時，基材或者膜層材料的反射率或者光的吸收率不同，導致光的干涉發(fā)生，從而使基板上呈現(xiàn)出彩色，控制膜層的厚度可以得到不同的顏色。上述雙色基板的制備方法，對基材采用化學蝕刻、沖壓、壓鑄成型中的一種處理方法進行處理，使基材表面形成凸出區(qū)和非凸出區(qū)，對含有凸出區(qū)和非凸出區(qū)的基材表面進行至少一次濺射處理，濺射處理使凸出區(qū)的膜層厚度與非凸出區(qū)的膜層厚度不同，凸出區(qū)的膜層厚度與非凸出區(qū)的膜層厚度差異使凸出區(qū)與非凸出區(qū)呈現(xiàn)不同的顏色，所述覆蓋在凸出區(qū)與覆蓋在非凸出區(qū)的膜層材料相同。本發(fā)明的發(fā)明人將雙色基板分為凸出區(qū)和非凸出區(qū)，進行濺射處理時，凸出區(qū)與非凸出區(qū)距離濺射所用的靶的距離即靶基距的不同，從而導致濺射材料在凸出區(qū)與非凸出區(qū)的沉積速率不同，從而凸出區(qū)的濺射膜層厚度與非凸出區(qū)的濺射膜層厚度不同，因此，凸出區(qū)的膜層厚度與非凸出區(qū)的膜層厚度不同。本發(fā)明的產品顏色選擇豐富，產品顏色膜層的耐磨性、顏色膜層與基材的結合力好，且該基板的制備方法簡單，一次濺射即可形成雙色，制造成本大大降低。本發(fā)明提供一種雙色基板，包括基材及覆蓋在基材上的膜層，所述基材上有凸出區(qū)和非凸出區(qū)，所述膜層至少為一層膜，所述凸出區(qū)的膜層厚度與非凸出區(qū)的膜層厚度差異使凸出區(qū)與非凸出區(qū)呈現(xiàn)不同的顏色，所述覆蓋在凸出區(qū)與覆蓋在非凸出區(qū)的膜層材料相同。本發(fā)明的發(fā)明人經過大量實驗發(fā)現(xiàn)，凸出區(qū)與非凸出區(qū)距離濺射所用的靶的距離即靶基距的差距越大，導致的濺射膜層的厚度差越大，兩種顏色的差別越明顯，越能區(qū)分出該兩種顏色，當凸出區(qū)比非凸出區(qū)的凸出厚度為大于lmm時，產品表面的凹凸過于明顯，不適合對表面外觀要求較高的產品。當凸出區(qū)比非凸出區(qū)的凸出厚度為小于O.lmm時，導致的濺射膜層的厚度差過小，兩種顏色的差別較小，不能明顯區(qū)分出該兩種顏色。因此，優(yōu)選地，在制備該雙色基板時，采用一次濺射得到凸出區(qū)與非凸出區(qū)的膜層，凸出區(qū)的膜層厚度與非凸出區(qū)的膜層厚度差異使凸出區(qū)與非凸出區(qū)呈現(xiàn)不同的顏色，所述凸出區(qū)比非凸出區(qū)凸出的厚度為0.1-lmm。當所述膜層為一層膜，所述基材為消光材料，才能使基材與膜層之間產生光的干涉，從而得到雙色基材。當所述膜層至少為二層膜，相鄰二層膜的材料的折射率不同，當控制膜層厚度與折射率，使光在整個膜層上下表面的光程差為某個顏色的波長的整數(shù)倍時，膜層即顯示為該顏色。除了濺射得到的膜層，其它層的膜層可以為濺射或者電鍍等常見的鍍膜方法得到的膜層。所述膜層為二層膜，該二層膜為金屬層與金屬氧化層、金屬層與非金屬氧化物層中的一種。所述金屬為鈦、鋁、硅、鉻、不銹鋼中的一種，所述金屬氧化物為二氧化鈦、三氧化二鋁中的一種，非金屬氧化物為二氧化硅。所述基材為塑料或金屬，當所述基材采用塑料時，所述塑料是本領域常見的各種塑料，如PC、ABS。當所述基材采用金屬時，所用金屬為本領域常見的各種金屬，如鋁合金、鎂合金、不銹鋼等。一種雙色基板的制備方法，對基材采用化學蝕刻、沖壓、壓鑄成型中的一種處理方法進行處理，使基材表面形成凸出區(qū)和非凸出區(qū)，對含有凸出區(qū)和非凸出區(qū)的基材進行表面鍍覆處理，在基材上形成膜層，含有膜層的基材的凸出區(qū)比非凸出區(qū)的凸出厚度使凸出區(qū)與非凸出區(qū)呈現(xiàn)不同的顏色。所述化學蝕刻、沖壓、壓鑄成型為本領域常見的化學蝕刻、沖壓、壓鑄成型，只要能形成邊界清晰的凸出區(qū)和非凸出區(qū)即可。本發(fā)明中僅采用本領域常見的磁控濺射作為實例對本發(fā)明的
發(fā)明內容進行說明。采用中頻磁控濺射離子鍍設備(深圳振恒昌實業(yè)有限公司800型)實現(xiàn)鍍覆膜層。.根據(jù)本發(fā)明提供的制備方法，在優(yōu)選情況下，為了提高膜層與基材的結合力，所述鍍膜材料的制備方法還可以包括對基材進行磁控濺射離子鍍之前對進行清洗和清潔活化，所述清晰為本領域公知的超聲波清洗處理；所述清洗活化的方法包括，在清洗活化的條件下，用惰性氣體的離子轟擊所述基材。所述鍍膜工藝步驟氣壓為lxl0"-2.0帕，優(yōu)選為2xl0"-1.0帕。所述鍍膜工藝采用恒功率模式，所述中頻電源的功率為1-50千瓦范圍內的恒定值，優(yōu)選為5-30千瓦范圍內的恒定值，更優(yōu)選為10-20千瓦范圍內的恒定值。所述靶材可以為鈦、鋁、硅、鉻、不銹鋼等；所述氧化物可以為金屬氧化物和非金屬氧化物，金屬氧化物可以為二氧化鈦、三氧化二鋁，非金屬氧化物為二氧化硅。當鍍覆金屬氧化物膜層時，在磁控濺射設備中通入反應氣體，所述反應氣體為氧氣，所述氧氣的流量為100-800sccm，優(yōu)選為200-600sccm。所述鍍膜時間為本領域常見的鍍膜時間，一般為1-100分鐘；該工藝可以根據(jù)不同金屬層和金屬氧化物層或者非金屬氧化物層的搭配，得到多種顏色搭配的雙色效果，色彩絢麗，金屬質感強，結合力好。以金屬層為鈦和金屬氧化物層為二氧化鈦為例，得到一系列顏色，如表1所示表1<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>下面通過具體實施例來對本發(fā)明進一步詳細說明實施例1采用經過化學刻蝕并清洗過的不銹鋼基材B1進行中頻磁控濺射離子鍍來說明本發(fā)明。所述不銹鋼基材B1的基材的凸出區(qū)比非凸出區(qū)凸出的厚度為0.7mm。所述膜層為二層膜，金屬鈦層和二氧化鈦層。所選耙材為純度99.99%的鈦靶。將B1放入真空爐，關爐門，開啟真空泵進行抽空，抽空至3.0xl(r1白，通入氬氣調整真空度為2.0帕，偏壓為600伏，占空比50%，進行等離子體轟擊清洗活化，時間為10分鐘。通入工作氣體氬氣，使真空度為3.5x10"帕，開啟鈦靶電源，電源功率為16kW，偏壓為200V，占空比為50%，時間為6分鐘；得到金屬鈦層。通入反應氣體氧氣，使氬氣和氧氣比例為l:2.5，調整鈦靶電源功率為14kW，偏壓為150V，占空比為40%,時間為18分鐘，得到二氧化鈦層。金屬鈦層在這里的作用是和二氧化硅層組成一個膜系，其主要起到消光和反射的作用。關閉鈦靶電源，關閉偏壓電源，停止通入氬氣和氧氣，冷卻10分鐘出爐，產品非凸出區(qū)和凸出區(qū)顏色分別為黃色和橙色，采用美國Tencor公司生產的Alpha臺階儀進行測量，非凸出區(qū)和凸出區(qū)二氧化鈦膜層的厚度分別為116.8nm和128.2nm，記為D1。實施例2采用經過刻蝕并清洗過的鋁合金基材B2進行中頻磁控濺射離子鍍來說明本發(fā)明。所述鋁合金基材B2的凸出區(qū)比非凸出區(qū)凸出的厚度為0.8mm。所述膜層為二層膜，金屬鈦層和二氧化硅層。所選靶材為純度99.99%的鈦耙和硅靶。將B2放入真空爐，關爐門，開啟真空泵進行抽空，抽空至3.0xlO々帕，通入氬氣調整真空度為2.0帕，偏壓為600伏，占空比50%，進行等離子體轟擊清洗活化，時間為10分鐘。通入工作氣體氬氣，使真空度為3.2x10"帕，開啟鈦靶電源，電源功率為14kW，偏壓為200V，占空比為50%，時間為7分鐘；得到金屬鈦層。關閉鈦靶電源，通入反應氣體氧氣，使氬氣和氧氣比例為1:2，開啟硅耙電源，氧氣和硅靶反應形成二氧化硅，功率為12kW，偏壓為150V，占空比為40%，時間為44分鐘，形成二氧化硅層。關閉硅耙電源，關閉偏壓電源，停止通入氬氣和氧氣，冷卻10分鐘出爐，產品非凸出區(qū)和凸出區(qū)顏色分別為橙色和紫紅，采用美國Tencor公司生產的Alpha臺階儀進行測量，非凸出區(qū)和凸出區(qū)二氧化硅膜層的厚度分別為198.3nm和219.5nm，記為D2。實施例3采用經過沖壓并清洗過的塑料基材B3進行中頻磁控濺射離子鍍來說明本發(fā)明。所述塑料基材B3的凸出區(qū)比非凸出區(qū)凸出的厚度為0.7mm，所述膜系為三氧化二鋁和鈦的組合。所選靶材為純度99.99。/。的鈦耙和鋁耙。將B3放入真空爐，關爐門，開啟真空泵進行抽空，抽空至3.0><10-2帕，通入氬氣調整真空度為2.0帕，偏壓為600伏，占空比50°/。，進行等離子體轟擊清洗活化，時間為10分鐘。通入工作氣體氬氣，使真空度為3.5x10"帕，開啟鈦靶電源，電源功率為12kW，偏壓為200V，占空比為40%，時間為8分鐘；得到金屬鈦層。關閉鈦靶電源，通入反應氣體氧氣，使氬氣和氧氣比例為1:3，開啟鋁靶電源，氧氣和鋁靶反應形成三氧化二鋁，功率為10kW，偏壓為150V，占空比為30%，時間為21分鐘，生成三氧化二鋁層。關閉鋁靶電源，關閉偏壓電源，停止通入氬氣和氧氣，冷卻10分鐘出爐，產品非凸出區(qū)和凸出區(qū)顏色分別為粉紅和紫紅，采用美國Tencor公司生產的Alpha臺階儀進行測量，非凸出區(qū)和凸出區(qū)三氧化二鋁層的厚度分別為199.6nm和210.2nm，記為D3。實施例4實施例4為實施例1中工藝基礎上僅改變二氧化鈦鍍膜時間為28分鐘，較實施例1的反應時間18分鐘時間要久，鍍膜厚的基材非凸出區(qū)和凸出區(qū)顏色分別為藍色和綠色，采用美國Tencor公司生產的Alpha臺階儀進行測量，非凸出區(qū)和凸出區(qū)二氧化鈦層的厚度分別為176.7nm和191.8nm，記為D4。實施例5實施例5為實施例1中工藝基礎上改變基材的凸出區(qū)比非凸出區(qū)的凸出厚度為1.05mm。采用美國Tencor公司生產的Alpha臺階儀進行測量，非凸出區(qū)和凸出區(qū)二氧化鈦層的厚度分別為107.6nm和127.3nm,記為D5。實施例6實施例6為實施例1中工藝相同，不同之處在于濺射的膜層為一層膜，該層膜的成分為二氧化鈦，所述的基材為鈦合金。采用美國Tencor公司生產的Alpha臺階儀進行測量，非凸出區(qū)和凸出區(qū)二氧化鈦層的厚度分別為118.4nm和128.1nm，記為D6。對比例1采用目前主要的雙色裝飾方法進行鍍膜。1)將清洗過的不銹鋼基材進行真空電鍍處理，膜層材料為碳化鈦，電鍍后的基材呈現(xiàn)黑色。所述真空電鍍黑色薄膜采用中頻磁控濺射離子鍍沉積碳化鈦的方法實現(xiàn)，所選靶材為純度99.99。/。的鈦靶。將金屬制品放入真空爐，關爐門，開啟真空泵進行抽空，抽空至3.0xl0一2帕，通入氬氣調整真空度為2.0帕，偏壓為600伏，占空比50%，進行等離子體轟擊清洗活化，時間為10分鐘。調整氬氣流量，使真空度為4.0x10"帕，通入反應氣體乙炔，乙炔氣體的初始流量為20標準毫升/分鐘，開啟鈦靶電源，電源功率為13kW，偏壓為200V，占空比為40%，采用遞增方式逐步增大乙炔流量，乙炔最終流量為100標準毫升/分鐘，時間為20分鐘。關閉鈦靶，關閉偏壓，停止通入氬氣和乙炔，冷卻10分鐘后出爐，即可得到黑色，即得到第一種顏色鍍層的基材。2)根據(jù)需要的圖案對上述黑色基材的一部分通過絲網(wǎng)印刷分色電鍍保護油墨(深圳市嘉美德表面技術有限公司)，對相應的圖案部分進行保護。3)將上述處理的基材浸入本領域公知的退鍍液中，所述退渡液只要能退除掉碳化鈦即可，使未保護部分的褪去碳化鈦鍍層，并進行清洗。4)將基材進行不同于步驟1)顏色的真空電鍍處理，使未保護部分的金屬表面呈現(xiàn)第二種顏色鍍層，第二種顏色鍍層為氮化鈦。將基材放入爐內，關爐門，開啟真空泵進行抽空，抽真空至5.0xl(T"白，通入氬氣，使真空度為3.0xl0"帕，通入反應氣體氮氣，流量為60標準毫升/分鐘，開啟鈦靶電源，電源功率為16kW，偏壓為150V，占空比為30%,時間為25分鐘。關閉鈦靶，關閉偏壓，停止通入氬氣和氮氣，冷卻10分鐘后出爐，即可使未保護部分呈現(xiàn)黃色。5)清洗掉被保護部分表面的保護油墨，由此基材表面形成具有黑色和黃色兩種不同顏色的表面鍍層。從上述實施例和對比例中可以看出，本發(fā)明的實施例所得到的產品工序很簡單，鍍膜工藝簡單，而且通過一次鍍膜就能達到兩種不同顏色的效果。較現(xiàn)有技術中通過兩次成色得到雙色基板的方法，不但工藝煩瑣，而且對比例1在二次鍍膜時為了保護前一膜層的性能，不能采用離子轟擊活化表面，導致兩膜層與基材的結合力較差，同時膜層的耐磨性也較實施例膜層的耐磨性較差。相比而言，本發(fā)明所得的產品工藝簡單，顏色組合豐富，色彩艷麗，性能更穩(wěn)定。性能測試1、色度值測定采用SP60系列積分球式分光光度儀測試產品的色度，得到L、a、b數(shù)據(jù)。其中，L為照度分量，也可稱為亮度。a、b為色度分量。2、耐磨性測試使用型號為F350008的RCA紙帶耐磨儀，在175克力下磨擦上述具有顏色裝飾的表面至露出基體材料為止，記錄橡膠輪轉動的圈數(shù)。3、結合力測定用劃格器在鍍膜材料表面的鍍膜上劃100個1毫米x1毫米的正方形格，用美國3M公司生產的型號為600的透明膠帶平整粘結在這些方格上，不留一絲空隙，然后以快速將該膠帶垂直揭起，觀察劃痕邊緣處的膜層是否有脫落。測試標準為，脫膜量在0-5X之間為5B，在5-10X之間為4B，在10-20X之間為3B，在20-30%之間為2B，在30-50%之間為1B，在50%以上為0B。將實施例l-8所得到的鍍膜材料按照上述方法進行測試，所得結果列于表2中。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>從表2的測試結果可以看出，根據(jù)本發(fā)明的基材產品通過不同金屬和不同氧化物的組合，可以得到更多不同顏色的雙色裝飾組合，色彩絢麗，同時耐磨性、膜層與基材的結合力均有所提高，可廣泛用于電子產品的裝飾件。權利要求1、一種雙色基板，包括基材及覆蓋在基材上的膜層，所述基材上有凸出區(qū)和非凸出區(qū)，所述膜層至少為一層膜，所述凸出區(qū)的膜層厚度與非凸出區(qū)的膜層厚度差異使凸出區(qū)與非凸出區(qū)呈現(xiàn)不同的顏色，所述覆蓋在凸出區(qū)與覆蓋在非凸出區(qū)的膜層材料相同。2、一種權利要求1所述的雙色基板，所述凸出區(qū)比非凸出區(qū)凸出的厚度為O.l-lmm。3、一種權利要求1所述的雙色基板，所述膜層為一層膜，所述基材為消光材料。4、一種權利要求1所述的雙色基板，所述膜層至少為二層膜，相鄰二層膜的材料的折射率不同。5、一種權利要求4所述的雙色基板，所述膜層為二層膜，該二層膜為金屬層與金屬氧化層、金屬層與非金屬氧化物層中的一種。6、一種權利要求5所述的雙色基板，所述金屬為鈦、鋁、硅、鉻、不銹鋼中的一種，所述金屬氧化物為二氧化鈦、三氧化二鋁中的一種，非金屬氧化物為二氧化硅。7、一種權利要求1所述的雙色基板，所述基材為塑料或金屬。8、一種雙色基板的制備方法，對基材采用化學蝕刻、沖壓、壓鑄成型中的一種處理方法進行處理，使基材表面形成凸出區(qū)和非凸出區(qū)，對含有凸出區(qū)和非凸出區(qū)的基材表面進行至少一次濺射處理，濺射處理使凸出區(qū)的膜層厚度與非凸出區(qū)的膜層厚度不同，凸出區(qū)的膜層厚度與非凸出區(qū)的膜層厚度差異使凸出區(qū)與非凸出區(qū)呈現(xiàn)不同的顏色，所述覆蓋在凸出區(qū)與覆蓋在非凸出區(qū)的膜層材料相同。9、一種權利要求8所述的雙色基板的制備方法，所述凸出區(qū)比非凸出區(qū)凸出的厚度為O.l-lmm。10、一種權利要求8所述的雙色基板的制備方法，所述膜層為一層膜，所述基材為消光材料。11、一種權利要求8所述的雙色基板的制備方法，所述膜層至少為二層膜，相鄰二層膜的材料的折射率不同。12、一種權利要求11所述的雙色基板的制備方法，所述膜層為二層膜，該二層膜為金屬層與金屬氧化層、金屬層與非金屬氧化物層中的一種。13、一種權利要求12所述的雙色基板的制備方法，所述金屬為鈦、鋁、硅、鉻、不銹鋼中的一種，所述金屬氧化物為二氧化鈦、三氧化二鋁中的一種，非金屬氧化物為二氧化硅。全文摘要一種雙色基板及其制備方法，包括基材及覆蓋在基材上的膜層，所述基材上有凸出區(qū)和非凸出區(qū)，所述膜層至少為一層膜，所述凸出區(qū)的膜層厚度與非凸出區(qū)的膜層厚度差異使凸出區(qū)與非凸出區(qū)呈現(xiàn)不同的顏色，所述覆蓋在凸出區(qū)與覆蓋在非凸出區(qū)的膜層材料相同。所述制備方法為，對基材采用化學蝕刻、沖壓、壓鑄成型中的一種處理方法進行處理，使基材表面形成凸出區(qū)和非凸出區(qū)，對含有凸出區(qū)和非凸出區(qū)的基材表面進行至少一次濺射處理，濺射處理使凸出區(qū)的膜層厚度與非凸出區(qū)的膜層厚度不同。本發(fā)明的產品顏色選擇豐富，產品顏色膜層的耐磨性、顏色膜層與基材的結合力好，且該基板的制備方法簡單。文檔編號B44C5/00GK101670743SQ200810141898公開日2010年3月17日申請日期2008年9月10日優(yōu)先權日2008年9月10日發(fā)明者清宮,賴金洪,鄭程林,郭麗芬申請人:比亞迪股份有限公司