(19)中华人民共和国国家知识产权局
*CN102794948A*
(10)申请公布号 CN 102794948 A(43)申请公布日 2012.11.28
(12)发明专利申请
(21)申请号 201110140048.9(22)申请日 2011.05.27
(71)申请人洋盟国际股份有限公司
地址中国新北市(72)发明人赵光正
(74)专利代理机构北京泰吉知识产权代理有限
公司 11355
代理人张雅军(51)Int.Cl.
B32B 15/08(2006.01)B32B 27/06(2006.01)B32B 7/12(2006.01)B44C 5/04(2006.01)
权利要求书 2 页 说明书 5 页 附图 6 页权利要求书2页 说明书5页 附图6页
(54)发明名称
塑料与金属复合体的成型方法及其成品(57)摘要
一种塑料与金属复合体的成型方法及其成品，包含下列步骤：先备置一片金属板，并在其中一个板面上形成一层外活化层，然后依序在该外活化层上形成一层接合层、一层具有图文的图案层，及一层表面层。接着在该金属板的另一个板面上依序形成一层内活化层，及一层黏着层。最后通过一个模具将一种塑料以射出成型方法在该金属板的黏着层上形成一层塑料层，而形成该塑料与金属复合体。借此，通过该内活化层、该外活化层，及射出成型方法达到同时全面接合塑料与金属，能够减少制造生产工时，及可提高结合强度。
CN 102794948 ACN 102794948 A
权 利 要 求 书
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1.一种塑料与金属复合体的成型方法，其特征在于包含下列步骤：步骤A：在一片金属板的其中一个板面上形成一层内活化层；步骤B：在该内活化层上形成一层黏着层；及步骤C：将步骤B的金属板放入一个模具内，使一种塑料通过射出成型方法与该金属板的黏着层结合为一体，并在该黏着层上形成一层塑料层。
2.根据权利要求1所述的塑料与金属复合体的成型方法，其特征在于：该黏着层是脲-甲醛树脂、丙烯酸酯、热熔胶、环氧树脂、氨基树脂、酚醛树脂、UV树脂、乙烯基酯树脂、聚醋酸乙烯、聚氨酯或者三聚氰胺甲醛树脂。
3.根据权利要求1所述的塑料与金属复合体的成型方法，其特征在于：在步骤A前还包含下列步骤，
步骤a：在该金属板的另一个板面上形成一层外活化层；步骤b：在该外活化层上形成一层接合层；及步骤c：在该接合层上形成一层具有图文的图案层。
4.根据权利要求3所述的塑料与金属复合体的成型方法，其特征在于步骤c后还包含步骤d：在该图案层上形成一层表面层。
5.根据权利要求4所述的塑料与金属复合体的成型方法，其特征在于：该表面层通过喷涂方式涂布在该图案层上。
6.根据权利要求3所述的塑料与金属复合体的成型方法，其特征在于：该接合层包括一层形成在该外活化层上的底漆层区，及一层形成在该底漆层区与该图案层间的涂布层区。
7.根据权利要求6所述的塑料与金属复合体的成型方法，其特征在于：该底漆层区是脲-甲醛树脂、丙烯酸酯、环氧树脂、UV树脂、聚氨酯或者三聚氰胺甲醛树脂。
8.根据权利要求6所述的塑料与金属复合体的成型方法，其特征在于：该涂布层区是聚醋酸乙烯、丙烯酸酯、环氧树脂、UV树脂、聚氨酯、三聚氰胺甲醛树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯、不饱和聚酯或者醇酸。
9.根据权利要求3所述的塑料与金属复合体的成型方法，其特征在于：该内活化层及该外活化层是通过化学药剂浸泡对该金属板进行表面改质所形成。
10.根据权利要求3所述的塑料与金属复合体的成型方法，其特征在于：该图案层通过数码喷印方式形成。
11.根据权利要求3所述的塑料与金属复合体的成型方法，其特征在于：该图案层通过热升华转印方式形成。
12.一种根据权利要求1所述的塑料与金属复合体的成型方法所制成的塑料与金属复合体，其特征在于该塑料与金属复合体包含：
一片金属板；一层内活化层，形成在该金属板的其中一个板面上；一层黏着层，形成在该内活化层上；及一层塑料层，形成在该黏着层上。
13.一种根据权利要求3所述的塑料与金属复合体的成型方法所制成的塑料与金属复合体，其特征在于该塑料与金属复合体包含：
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权 利 要 求 书
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一片金属板；
一层内活化层及一层外活化层，该内活化层、外活化层分别形成在该金属板的两个相反板面；一层接合层，形成在该外活化层上；一层图案层，形成在该接合层上；一层黏着层，形成在该内活化层上；及一层塑料层，形成在该黏着层上。
14.根据权利要求13所述的塑料与金属复合体，其特征在于：该塑料与金属复合体还包含一层形成在该图案层上的表面层。
15.根据权利要求13或14所述的塑料与金属复合体，其特征在于：该接合层包括一层形成在该外活化层上的底漆层区，及一层形成在该底漆层区与该图案层间的涂布层区。
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说 明 书
塑料与金属复合体的成型方法及其成品
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技术领域
本发明是涉及一种塑料与金属复合体，特别是指一种塑料与金属复合体的成型方
法及其成品。
[0001]
背景技术
一般具有外壳及表面装饰物的产品，例如手机、电器用品、计算机、运输交通工具
外观件及玩具等，都会在其外壳表面涂布一层保护层或印刷图案及花纹来增加美感，使消费者提高购买意愿。该外壳多由金属、玻璃，或塑料材质所制成。若单独采用金属来制成该外壳，需要额外加工黏合一个塑料零件才能为一个成品的制程，会有成本高及生产工时长的问题，而单独使用塑料来当外壳则会有强度不足的问题及缺乏金属质感的缺点。[0003] 现有塑料与金属相结合时，一般以黏着、热焊接，及超音波接着等方法为主。使用黏着方法来结合该塑料与该金属时，需先将一种黏着胶涂布在一片金属或一个塑料上，再通过一个加温加压设备及一个定位冶具定位后，加热该黏着胶并将该塑料与该金属结合，最后通过人工进行黏着后的加工作业，此法不仅会有定位准确度的问题，而且方法复杂，制造也较费时。而热焊接会将塑料部分熔融来做结合，作业过程中会产生有毒气体，影响到操作者的健康，还有焊接部位会有强度不足易断裂的问题。而超音波接着虽能改善热焊接的问题，但接着时不容易控制结合厚度，熔接面会有纹路影响外观，且使用上有其，对于太软或富有弹性的塑料以及面积大于150mm乘以100mm的塑料均无法使用。
[0002]
发明内容
[0004] 本发明的目的在于提供一种能够全面接着塑料与金属的成型方法，可以提高结合强度、减少加工时间、节省加工成本、一次就加工到位无需人工进行后加工黏合作业，且符合绿色环保的自动化作业。
[0005] 本发明的另一个目的在于提供一种以所述的成型方法所制造的塑料与金属复合体，该塑料与金属复合体具有金属高强度以及塑料轻质量的双重特质。[0006] 本发明塑料与金属复合体的成型方法，包含下列步骤：[0007] 步骤A：在一片金属板的其中一个板面上形成一层内活化层。[0008] 步骤B：在该内活化层上形成一层黏着层。[0009] 步骤C：将步骤B的金属板放入一个模具内，使一种塑料通过射出成型方法与该金属板的黏着层结合为一体，并在该黏着层上形成一层塑料层。[0010] 本发明所述的塑料与金属复合体的成型方法，该黏着层是脲-甲醛树脂、丙烯酸酯、热熔胶、环氧树脂、氨基树脂、酚醛树脂、UV树脂、乙烯基酯树脂、聚醋酸乙烯、聚氨酯或者三聚氰胺甲醛树脂。
[0011] 本发明所述的塑料与金属复合体的成型方法，在步骤A前还包含下列步骤：[0012] 步骤a：在该金属板的另一个板面上形成一层外活化层。[0013] 步骤b：在该外活化层上形成一层接合层。
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说 明 书
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步骤c：在该接合层上形成一层具有图文的图案层。
[0015] 步骤d：在该图案层上形成一层表面层。
[0016] 本发明所述的塑料与金属复合体的成型方法，该表面层通过喷涂方式涂布在该图案层上。
[0017] 本发明所述的塑料与金属复合体的成型方法，该接合层包括一层形成在该外活化层上的底漆层区，及一层形成在该底漆层区与该图案层间的涂布层区。[0018] 本发明所述的塑料与金属复合体的成型方法，该底漆层区是脲-甲醛树脂、丙烯酸酯、环氧树脂、UV树脂、聚氨酯或者三聚氰胺甲醛树脂。[0019] 本发明所述的塑料与金属复合体的成型方法，该涂布层区是聚醋酸乙烯、丙烯酸酯、环氧树脂、UV树脂、聚氨酯、三聚氰胺甲醛树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯、不饱和聚酯或者醇酸。
[0020] 本发明所述的塑料与金属复合体的成型方法，该内活化层、该外活化层是通过化学药剂浸泡对该金属板进行表面改质所形成。
[0021] 本发明所述的塑料与金属复合体的成型方法，该图案层通过数码喷印方式形成。[0022] 本发明所述的塑料与金属复合体的成型方法，该图案层通过热升华转印方式形成。
[0023] 本发明塑料与金属复合体的成型方法所制造的塑料与金属复合体包含一片金属板、一层内活化层、一层黏着层，及一层塑料层。该内活化层形成在该金属板的其中一个板面上。该黏着层形成在该内活化层上，该内活化层能使该黏着层与该金属板有较佳的结合性。该塑料层为一种塑料材料并形成在该黏着层上，该黏着层能使该塑料层与该金属板有较好的结合性。
[0024] 本发明所述的塑料与金属复合体包含一片金属板、一层内活化层、一外活化层、一层黏着层、一层接合层、一层图案层，及一层塑料层。该内活化层、外活化层分别形成在该金属板的两个相反板面上。该黏着层形成在该内活化层上，该内活化层能使该黏着层与该金属板有较佳的结合性。该接合层形成在该外活化层上。该图案层形成在该接合层上。该塑料层为一种塑料材料并形成在该黏着层上。[0025] 本发明所述的塑料与金属复合体，该塑料与金属复合体还包含一层形成在该图案层上的表面层。
[0026] 本发明所述的塑料与金属复合体，该接合层包括一层形成在该外活化层上的底漆层区，及一层形成在该底漆层区与该图案层间的涂布层区。[0027] 本发明的有益效果在于：通过射出成型方法将该塑料与具有该内活化层及该黏着层的金属板结合为一个塑料与金属复合体，达到全面接着，而不需人工进行后加工的自动化作业，因本发明没有使用后加工的加热黏着胶的人工操作流程，因此能够提高该塑料与金属复合体的结合强度。
附图说明
[0028] 图1是一剖面图，说明本发明塑料与金属复合体的成型方法的一较佳实施例；[0029] 图2是一流程图，说明该较佳实施例的每一步骤；[0030] 图3是一局部剖面图，说明该较佳实施例的一外活化层上形成一接合层；
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说 明 书
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图4是一局部剖面图，说明该较佳实施例的接合层上形成一图案层；
[0032] 图5是一局部剖面图，说明该较佳实施例的图案层上形成一表面层；[0033] 图6是一局部剖面图，说明该较佳实施例中的金属板的另一板面上形成一内活化层及一黏着层；
[0034] 图7是一剖面图，说明由该较佳实施例制造出的一平面状塑料与金属复合体结构；
图8是一剖面图，说明该较佳实施例的一金属曲面件在一模具内的状态；[0036] 图9是一剖面图，说明由该较佳实施例制造出的一曲面状塑料与金属复合体结构。
[0035]
具体实施方式
[0037] 下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明。[0038] 参阅图1，本发明塑料与金属复合体的成型方法是通过一个模具7，将一种塑料8以射出成型方法与一片金属板1结合为一体，形成本发明所述的塑料与金属复合体。本发明所述的塑料与金属复合体的成型方法包含步骤91至步骤993。[0039] 步骤91：参阅图2及图3，在该金属板1的其中一个板面上进行表面改质，并形成一层外活化层11。在本实施例中是通过化学药剂浸泡对该金属板1进行表面改质，但也可通过蚀刻、电浆，或UV等方法进行表面改质，同样也能形成该外活化层11。若通过蚀刻或电浆等方式，会使该金属板1厚度减少，因此该外活化层11的厚度就会为负值。[0040] 步骤92：在该外活化层11上形成一层接合层2。在本实施例中该接合层2包括一层形成在该外活化层11上的底漆层区21，及一层形成在该底漆层区21上的涂布层区22。先将一种底漆涂布剂通过喷涂方式涂布在该外活化层11上，形成该底漆层区21，再通过喷涂方式将一种表面涂布剂涂布在该底漆层区21上，形成该涂布层区22。但也可将该底漆涂布剂与该表面涂布剂混合后一起涂布在该外活化层11上形成该接合层2。除了喷涂方式，也可通过数码喷印、网版印刷、浸泡，或涂布器等方式进行涂布，同样也能形成该接合层2。[0041] 步骤93：参阅图2及图4，在该接合层2上形成一层具有图文的图案层4。在本实施例中通过数码喷印方式将一种油墨印刷在该接合层2的涂布层区22上，并形成该图案层4。也可通过网版印刷方式将该油墨印刷在该涂布层22上，同样也能形成该图案层4。也可通过热升华(sublimation)转印方式将该油墨渗透到该涂布层区22里，若该图案层4的油墨完全渗入到该涂布层区22里，该图案层4厚度就会为0um。步骤94：参阅图2及图5，在该图案层4上涂布一种环保性保护油墨，并形成一层表面层5。在本实施例中通过喷涂方式涂布该油墨，但也可通过数码喷印、网版印刷，或涂布器等方式将该油墨涂布在该图案层4上，同样也能形成该表面层5。为了增加质感及有不同的触感，可在该油墨中加入浅颜色、金粉、银粉或珍珠粉等不同材料来增添表面效果，但也可将此种表面效果加在步骤92中的接合层2。[0043] 步骤95：参阅图2及图6，在该金属板1的另一个板面上进行表面改质，并形成一层内活化层12。在本实施例中通过化学药剂浸泡进行表面改质，但也可通过蚀刻、电浆，或UV等方法进行表面改质，同样也能形成该内活化层12。[0044] 步骤96：在该内活化层12上形成一层黏着层3。在本实施例中通过喷涂方式将一
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种黏着剂涂布在该内活化层12上形成该黏着层3。但也可通过数码喷印、网版印刷、浸泡，或涂布器等方式进行涂布，同样也能形成该黏着层3。[0045] 步骤97：参阅图1及图2，在该表面层5上贴附一片耐热膜51，在本实施例中该耐热膜51为硅胶材质(silicon rubber)并具有耐高温隔热与能够被拉伸的特性。但该耐热膜51也可使用聚乙烯对苯二甲酸酯(PET)或者聚氯乙烯(PVC)等耐高温隔热的拉伸膜材质。
[0046] 步骤981：将步骤97的金属板1放入该模具7中，将该塑料8通过射出成型方法与该金属板1结合为一体，并在该黏着层3上形成一层塑料层6。该塑料层6的厚度及形状根据产品需求能够有不同的变化。该模具7热压温度为60℃至300℃，处理时间为1秒钟至600秒钟。
[0047] 步骤982：自该模具7中取出该金属板1，去除该耐热膜51后就形成如图7的一个平板状的塑料与金属复合体。
[0048] 若要形成一个曲面状的塑料与金属复合体，该步骤91至步骤97同前所述，不在此赘述，接续步骤97后说明如下：[0049] 步骤991：参阅图2及图8，通过一种金属冲压设备(图未示)将该金属板1冲压成一个金属曲面件1’。[0050] 步骤992：将步骤991的金属曲面件1’放入该模具7中，将该塑料8通过射出成型方法与该金属曲面件1’结合为一体，并在该黏着层3上形成该塑料层6。该塑料层6的厚度及形状根据产品需求能够有不同的变化。该模具7热压温度为60℃至300℃，处理时间为1秒钟至600秒钟。[0051] 步骤993：自该模具7中取出该金属曲面件1’，去除该耐热膜51后就形成如图9的一个曲面状的塑料与金属复合体。[0052] 参阅图7，通过本发明塑料与金属复合体的成型方法所制造的塑料与金属复合体的较佳实施例包含一片金属板1、一层外活化层11、一层内活化层12、一层接合层2、一层黏着层3、一层图案层4、一层表面层5，及一层塑料层6。[0053] 该金属板1在本实施例中为一片铝板。[0054] 该内活化层11、该外活化层12分别形成在该金属板1的两个相反板面，且其厚度范围分别从-20um到20um。
[0055] 该接合层2形成在该外活化层11上，在本实施例中该接合层2包括一层形成在该外活化层11上的底漆层区21，及一层形成在该底漆层区21上的涂布层区22。该底漆层区21的厚度范围从1um到100um，该涂布层区22的厚度范围从5um到50um。该底漆层区21是脲-甲醛树脂(UF)、丙烯酸酯(Acrylate)、环氧树脂(Epoxy)、UV树脂、聚氨酯(PU)，或者三聚氰胺甲醛树脂(MF)等工业底漆涂布剂，在本实施例中以脲-甲醛树脂为例进行说明。该涂布层区22是聚醋酸乙烯(polyvinyl acetate)、丙烯酸酯、环氧树脂、UV树脂、聚氨酯、三聚氰胺甲醛树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、不饱和聚酯(unsaturated polyester)，或者醇酸(Alkyd)等工业表面涂布剂，在本实施例中以聚醋酸乙烯为例进行说明。或者也可将所述的工业底漆涂布剂与工业表面涂布剂混合后再涂布在该外活化层11上直接形成该接合层2。
[0056] 该黏着层3形成在该内活化层12上，该黏着层3的厚度范围从1um到100um。该
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黏着层3是脲-甲醛树脂、丙烯酸酯、热熔胶(HMA)、环氧树脂、氨基树脂(Amino)、酚醛树脂(PF)、UV树脂、乙烯基酯树脂(Vinyl ester)、聚醋酸乙烯(PVA)、聚氨酯，或者三聚氰胺甲醛树脂等工业用粘着剂，在本实施例中以脲-甲醛树脂为例进行说明。[0057] 该图案层4可具有图案、花纹，或文字，且形成在该接合层2的涂布层区22上，该图案层4的厚度范围从0um到300um。在本实施例中，该图案层为溶剂型油墨(solvent)，但也可为紫外光凝固型油墨(UV)或者颜料油墨(Pigment)。[0058] 该表面层5为一种透明材质，且形成在该图案层4上，能够保护该图案层4。该表面层5的厚度范围从1um到50um。该表面层5及该接合层2能够具有亮面、雾面、皮肤触感，及立体触感等表面效果。
[0059] 该塑料层6是聚碳酸酯(PC)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、聚碳酸酯与丙烯腈-丁二烯-苯乙烯组合物(PC/ABS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚对苯二甲酸丁酯(PBT)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚缩醛(POM)、聚亚苯基硫醚(PPS)，或者尼龙66(Nylon 66)等泛用塑料材料和工程用塑料材料，在本实施例中以聚碳酸酯为例进行说明。该塑料层6形成在该黏着层3上，该塑料层6能够当成与其他零件接合的机构件，其厚度及形状能够根据产品需求而有不同的变化。[0060] 综上所述，通过射出成型方法能将该塑料8与该金属板1一次加工就能全面结合，并经由该内活化层11、该外活化层12，及该黏着层3来提高其结合强度，方法简单并能够减少工时，节省加工成本，故确实能达成本发明的目的。而通过此法所制造出具有图案、花纹，或文字的塑料与金属复合体，具有金属外观装饰以及塑料的结合机构，也保有金属高强度以及塑料轻质量的特质。同时，该表面层5耐摩擦且能够有亮面、雾面、颜色等多种不同的视觉效果，使该成品呈现精致美观的色彩及质感，也能增加其经济价值。
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