专利名称：一种覆盖装置外表的材料及其制造方法
技术领域：
本发明为一种覆盖装置外表的材料及其制造方法，尤指一种利用PU材料表面具多样纹路色彩变化等材质特性，使用于电子产品外表覆盖，使其有类似真皮般柔软触感舒适、外观多样多元等特性。
背景技术：
市面上的电子产品外壳材质主要有ABS塑料、铝镁合金、碳纤维及钛合金四种，总体来说，目前市场较受欢迎的材质是铝镁合金与钛合金，上述各种材质的电子产品外壳均有其优缺点，以下就这些材质的特性做一比较第一类型防火塑料-ABSABS由苯乙烯、丙烯腈和丁二烯乳浆共聚合而成，本身耐热性和耐溶剂均比HIPS为佳，且具有光泽性。由于丙烯腈的腈基极性较强，可以增强PS中分子链的相互作用，所以冲击强度、拉伸强度及塑件的表面硬度均较HIPS为佳。
一般丙烯腈的比例含量越高，其耐热性佳、刚性及耐溶剂性越佳，但流动性越差，且塑料底色带黄，在射出成形(Injection Mold)时其机械性及尺寸安定性非常好，基于上述的优点，ABS树脂成为一种优秀的工程塑料。
具有高光泽、耐冲击、可电镀等特性的ABS树脂，一般用于家电、玩具等日常用品；具高流动特性的ABS，一般用于大型家电、摩托车外壳、薄肉成型品等成型用品；具低流动特性的ABS，适合射出板材及管件，一般用于冰箱内衬、手提皮箱、管材及大型容器等；具难燃特性的ABS，一般用于计算机外壳及配件、电子产品、事务机器等需符合UL94规范要求的产品；具耐热级的ABS，适合高温要求的产品，一般用于发热家电外壳、吹风机、暖风机及汽车零组件如仪表板等。
ABS塑料材质，其单片厚度与碳纤维产品差不多，约为1.2毫米；在热传导方面，效果一般，不如铝镁合金及钛合金，使用时机壳外部温度会让人感受到温热的感觉；而在材质的延展性上，则属平庸，因此不会有太大的造型变化；其主要优点是韧度高，抗震性好，整体而言，ABS塑料材质的最大好处便是其成本较低，制造快速，但达不到现今电子产品外壳强度的需求，且无法解决笔记型计算机电磁波外泄的问题。
第二类型镁铝合金材质(Magnesium Alloy)镁合金材料的应用使于1808年，最早用在航空工业，由于镁合金内构件具备坚固、散热佳和可以模块化的特性，加上近年来电子产品讲求轻、薄、短、小以及对于散热性的要求，镁合金逐渐取代铝、钢、塑料等金属，在各产业的产品应用上均有相当好的表现；也由于镁合金较其它材料来的轻，加上有散热、导电、防EMI、吸振、可回收、提升产品价值等特性，运用在电子信息产品的机壳构件应用逐渐扩大，首先大量应用于投影机机壳，之后迅速应用至笔记型计算机、手机、PDA、相机等产品，已成为3C产品机壳构件的首先考量的材料。
镁铝合金具有许多优点，EMI阻隔效果佳镁合金为非磁性金属，电磁波噪声的遮蔽性佳，可有效防止电磁干扰；散热性优良镁合金的热传导性佳，在CPU持续高速化，散热设计日益重要状况下，是一很好的选择；质坚量轻镁的重量为铝的1/3、铁的1/4，且强度、刚性皆优于铝及铁；吸震性佳镁合金的比阻尼容量为铝合金的10～25倍，锌合金的1.5倍，显示其吸震能力的优异，可减少噪音及震动，用在可携式设备上有助减少外界震动源对内部精密电子、光学组件的干扰；收缩率小厚度可达20mm，收缩率小，不会产生收缩下陷现象，且外型安定性高，不受环境温度及时间影响产生变化；生产效率高镁较铝的同容积热容量小，在模具内可迅速凝固，除铸造作业时间缩短，同一单位时间内提高外，铸件表面亦更为细致。
镁合金除具备上述优点外，由于镁是地球上第8大元素，丰富蕴藏在菱镁矿、白云石及海水中，在原料来源方面亦不虞匮乏，因此未来仍有相当大的市场空间；镁合金之前已有应用在部分汽车、自行车及手工具上，目前3C产品则仍以工程塑料为主要的外壳材料，而为能符合3C产品持续往轻薄短小EMI散热及耐热等要求，镁合金机壳需求应运而生。
镁铝合金材质，其单片厚度约1.0毫米，其重量轻盈而且延展性佳，因此可以用于平面设计上，但缺点是其机壳本身所发出的热量较高，在生产时必须小心处理其散热方面的问题。
目前镁铝合金所遭遇到的问题不少，例如在量产性方面，镁铝合金压铸的不良率高，二次加工的制程数多，还需要经过防锈的化成处理及涂装制程等，需要耗费大量的人力与成本。
第三类型碳纤维(Carbon-Fiber)碳纤维合金的电子产品未来有可能取代已流行多年的铝镁合金，减轻电子产品的重量，提高电子产品的可移动性；近年来，在电子产品的外壳上，由于强度及刚性的需求，大都采用铝镁合金为电子产品材质，但铝镁合金本身存在一些问题，例如在环保的考量下，铝美合金并没有确定的方法可做回收使用，而仅是标榜可回收使用。
碳纤维合金依碳纤维添加量的增加，又可大幅提升弹性率，让强度增加，不易变形，又可以表现玻璃纤维所做不到的弹性率。
碳纤维合金除了可达到完全的轻量化设计目的之外，它更呈现出风格多样化的发丝纹，强度是镁合金的两倍，重量则只有镁合金的八成，对防制电磁波EMI的效应，有更好的表现。
碳纤维材质，其单片厚度仅有1.2毫米，除了拥有ABS塑料材质很好的抗震性外，其韧性极佳，为铝镁合金的2倍；重量也很轻巧，耐腐蚀性好，不易变质；而碳纤维材质的最大特点是其较佳的散热效果，是所有现今电子产品中的笔记型计算机外壳材质中较好的一种，在总体上比ABS稍好，但在笔记型计算机外壳强度上仍属平庸，还是达不到现今笔记型计算机外壳的强度需求。
第四类型钛合金(Titanium Alloy)钛合金的应用非常广泛，最早是应用在航天工业；由于钛合金具有质轻、强韧、耐震、延展性佳、散热性佳，因而钛合金开始广泛应用在日常生活用品上；而且，由于钛合金具有耐热及耐蚀的特性，连人工骨骼也是使用钛合金。
钛合金材质应用在电子产品中如笔记型计算机上，其单片厚度仅有0.5毫米，为铝镁合金的二分之一，此材质不仅散热速度最快，且因其延展性极佳，故无设计上的限制；再者也因为其散热效果佳，因此在使用机壳的温度比起其它材质来要低；钛合金的强韧性是铝镁合金的3至4倍，重量是现今笔记型计算机外壳材质中最轻的一种。
虽然钛合金材质应用在笔记型计算机上具有上述优点，但钛合金制造笔记型计算机外壳是无法采用压铸制程，而只能采用冲压制程方式，由于钛金属的结晶结构为HCP，材料机械性质偏脆，因此以冲压的制程上亦有其困难性；以冲压制程方式制造钛合金笔记型计算机外壳时，只能采用分片式制造，在笔记型计算机外壳中有许多强肋、外壳与其它零件连接的连接部、外壳与外壳连接的连接部等，这些零件都需要分别制造再采用黏结与钣金结合的方式连接，二次加工的制程数过多，需要耗费大量的人力与成本。
基于上述理由，市面上的电子产品中的外壳材质主要有ABS塑料、铝镁合金、碳纤维及钛合金四种，总体来说，虽然目前市场较受欢迎的材质是铝镁合金与钛合金，但是ABS塑料材质的最大好处便是以塑料射出制程，其成本较低，制造快速，在电子产品中的外壳中有许多加强肋、外壳与其它零件连接的连接部、外壳与外壳连接的连接部等，均可以塑料射出制程一次完成，但达不到现今电子产品中的外壳的强度需求，且无法解决电子产品中的电磁波外泄的问题；铝镁合金所遭遇到的问题也不少，在量产性方面，镁铝合金压铸的不良率极高，二次加工的制程数很多，还需要经过防锈的化成处理及涂装制程等，需要耗费大量的人力与成本；钛合金制造电子产品中的外壳是无法采用压铸制程一次成型，而只能采用分片冲压制程方式，以冲压的制程上亦有其困难性，以冲压制程方式制造钛合金电子产品中的外壳时，只能采用分片式制造，在电子产品中的外壳中有许多加强肋、外壳与其它零件连接的连接部、外壳与外壳连接的连接部等，这些零件都需要分别制造，再采用黏结与钣金结合的方式连接，后加工处理的制程数过多，需要耗费大量成本。
一般的电子产品壳体通常系以金属类的铁、铝或铝镁合金等所加工成型，或以塑化类的PC或ABS等材质，进行热压或射出成型所制成，故其壳体外表通常会有，在金属类中表面坚硬，使使用者手感冰冷触感，或以塑化类材质的表面仅具颜色变化，无法产生壳体表面的高低起伏的纹路变化，对现电子产品必须融入于使用者而言，实无法达成此目的。
且采如铝镁合金，为其电子产品的外表覆盖，虽有材料的质轻，加上银白色的外观，对于本来价格就较昂贵的电子产品而言，又再增添了一份尊贵的表征材料，但在其制造的处理程序中，应用了物理、化学原理及电化学表面处理方式，为使其具就清洁力使用了极大量的溶剂如此才具就清洁力、且在金属表面置换的加工过程，因此其中所产生的废弃物均具高度污染性。
发明内容
本发明目的之一即在于提供一种使用于覆盖装置外表的材料结构，进而提供制造成本低廉，不需要耗费大量人力且具有丰富的颜色及纹路变化，触感更为柔软易握，使其能更融入使用者生活的电子产品覆盖材料。
在以聚胺基甲酸酯(Polyurethane，PU)作为电子产品的覆盖材料时，因为PU在表面易于加工形成花纹，再加上PU材质本身触感极佳，不像金属或是碳纤维的材质般触感较为冰冷光滑，而且若是金属或是碳纤维的材质形成表面有花纹的模样，则需要进行表面蚀刻的工作，此举较为花费时间与成本，而PU材质本身表面可利用离型纸来形成花纹或是纹路，故此PU材质在表面形成纹路及在触感上，比起金属材质或是碳纤维的材质上来的较为优异。
本发明亦为了解决上述防火塑料ABS、镁铝合金材质、碳纤维及钛合金在制作成电子产品外壳时，所遇到的限制，故此以聚胺基甲酸酯(Polyurethane，PU)作为电子产品的装饰覆盖材质，来解决以上所述的问题，以下将PU简要概述聚胺基甲酸酯(Polyurethane，PU)是由二异氰酸酯(Diisocyanate)、聚二醇(Polyol)以及短链二醇合成所得的产物，由于具有优异的机械性能以及耐溶剂、抗油性，可达到耐磨、耐油、耐酸碱、耐冲击、消音避震、耐溶剂、高弹性、高负重、恢复佳等特性。
PU树脂由于具有不兼容的软段(Soft Segment，由聚二醇而来)及硬段(Hard Segment，由二异氰酸酯及链延长剂而来)，产生相分离，导致硬段在PU膜中呈现类似海岛的结晶相，使PU在室温下有物理交联(即假性交联)的现象，因此PU分子量虽仅有数万，但由于相分离所产生的物理交联，使得其机械性质十分优异。
聚胺基甲酸酯(Polyurethane，PU)处提供软质、硬质泡绵、结构材及半硬质自成皮泡绵、热固性弹性体及人造皮革工业的制造原料，它可以运用在以下的这些工业A.汽车工业(汽车零件，例如座椅、保险杆、挡泥板、方向盘、仪表板及车顶板)B.建筑工业(屋顶板、隔热板)C.软质泡绵工业(床垫、家俱和寝具)D.自成皮及弹性树脂工业(鞋底、机器零件、混凝土保护层、跑道、电子设备、家俱、滑雪板及合成皮)E.隔热绝缘体工业(电冰箱、冷冻货柜、屋顶防漏工程及油品或液态石油气保温输送管)F.软质泡绵(可应用在沙发制作上)等等多种民生工具的材质运用，已是成熟且较符合环保的材料选项之一。
本发明在制造过程中，可以在PU涂料中直接加入染剂，来达到外表覆盖的材料结构的外观所需要的颜色，加上利用离型纸进行离型的过程，便可以使表面形成丰富的纹路变化，而且PU材质本身为亲肤性的材料，当皮肤接触PU材质所形成的外表覆盖的材料时，其触感甚佳，胜过于金属所带来冰冷的感受或ABS塑料外壳光亮平滑的感觉，加上添加于PU涂料中的发泡剂而形成的PU发泡层，可以使本发明较为厚实，而形成的PU发泡层可以达到防水、防裂、耐震、隔热、填实、隔音的功能。
以上所述，以PU材料用于电子产品外表覆盖，本发明特别是可将以具表面含颜色及纹路变化的PU材质特性，运用并制成电子产品外表覆盖用材质，除可取代旧有的金属或ABS等类的外壳覆盖材质，更可使电子制品的外壳不但具有丰富的颜色及纹路变化且触感更为柔软易握，使其能更融入使用者生活。
图1为本发明的一剖视图(第一实施例)；图2为本发明的一剖视图(第二实施例)；图3为本发明的一剖视图(第三实施例)；图4为本发明的一剖视图(第四实施例)；图5为本发明的一剖视图(第五实施例)。
图号说明100 覆盖装置外表的材料131 PU发泡结构层120 表面层132 PU不发泡结构层130 结构层140 底层具体实施方式
而以本发明的相关具体结构，如图1所示，为本发明覆盖装置外表的材料100剖视图，其上为具有颜色及高低起伏的PU纹路的表面层120，中间具有一结构层130，可由发泡PU或非发泡PU所构成的结构，而在结构层130的下则为一底层140。
另，请如图2所示，本发明另一较佳实施例的结构，其上层亦为具有颜色及高低起伏的的PU纹路的表面层120外，而在表面层120之下的结构层130部分，则由发泡PU来构成PU发泡结构层131，而在PU发泡结构层131之下为一底层140作为底部；而图3所示，本发明另一较佳实施例的结构由下层的底层140部分由下而上，则分别由底层140、PU发泡结构层131及PU不发泡结构层132，最后为表面层120所构成的组合结构；图4所示，本发明另一较佳实施例的结构从下层的底层140部分由下而上，则分别由底层140、PU不发泡结构层132及PU发泡结构层131，最后为表面层120所构成的组合结构；如图5所示，本发明另一较佳实施例的结构，从下层的底层140，其上为表面层120所构成的组合结构。
本发明一种覆盖装置外表的材料及其制造方法，特将其各种结构制造方法实施描述如下(实施例1)将具有纹路的离型纸准备后，在离型纸上涂布具有颜色的PU面料层，面料层涂布完成之后将其烘干，之后再涂布PU涂料层，待其烘干形成一结构层130之后，涂布最后一道PU涂料底层来作为底层140，经过烘干、卷取及熟成的步骤，将离型纸离型的后形成表面层120，便可得一具有表面色彩纹路的PU外表的电子覆盖材，如图1所示，其规格为总厚度0.5mm；PU涂料层空孔率0％；软硬度ShoreA60。
(实施例2)本发明的第二实施例，一开始先将具有纹路的离型纸准备后，在离型纸上涂布具有颜色的PU面料层，面料层涂布完成之后将其烘干，之后再涂布添加发泡剂的PU涂料层，待其烘干形成一PU发泡结构层131之后，涂布最后一道PU涂料底层来作为底层140，经过烘干、卷取及熟成的步骤，将离型纸离型之后形成表面层120，便可得一具有表面色彩纹路的PU外表的电子覆盖材，如图2所示，其规格为总厚度0.7mm；PU涂料层空孔率40％；软硬度ShoreA30。
(实施例3)本发明的第三实施例，先将具有纹路的离型纸备妥后，在离型纸上涂布具有颜色的PU面料层，面料层涂布完成之后将其烘干，之后再涂布PU涂料层，待其烘干形成一PU不发泡结构层132之后，进行涂布添加发泡剂的PU涂料层，待其烘干形成一PU发泡结构层131之后，涂布最后一道PU涂料底层来作为底层140，经过烘干、卷取及熟成的步骤，将离型纸离型之后形成表面层120，便可得一具有表面色彩纹路的PU外表的电子覆盖材，且其中结构层130具有PU发泡结构层131及PU不发泡结构层132的结构，而且在表面层120紧邻的结构层为PU不发泡结构层132，如图3所示，其规格为总厚度0.6mm；PU涂料层空孔率0％；PU涂料层空孔率40％；软硬度ShoreA40。
(实施例4)本发明的第四实施例，先将具有纹路的离型纸备妥后，在离型纸上涂布具有颜色的PU面料层，面料层涂布完成之后将其烘干，之后再进行涂布添加发泡剂的PU涂料层，待其烘干形成一PU发泡结构层131之后，涂布PU涂料层，待其烘干形成一PU不发泡结构层132之后，涂布最后一道PU涂料底层来作为底层140，经过烘干、卷取及熟成的步骤，将离型纸离型之后形成表面层120，便可得一具有表面色彩纹路的PU外表的电子覆盖材，且其中结构层130具有PU发泡结构层131及PU不发泡结构层132的结构，而且在表面层120紧邻的结构层为PU发泡结构层131，如图4所示，其规格为总厚度0.8mm；PU涂料层发空孔率0％；PU涂料层空孔率70％；软硬度ShoreA35。
(实施例5)本发明的第五实施例，先将离型布备妥后，将PU湿式涂料涂布之后，将其进入水中使PU湿式涂料凝固，待凝固后在用水冲洗，烘干后卷曲，经过表面研磨后撕去离型布，便可形成一具有绒毛感的PU外表电子覆盖材；其规格为总厚度0.4mm；PU层空孔率30％；软硬度ShoreA15。
综上所述，本发明一种覆盖装置外表的材料及其制造方法不仅可达预期的实用功效外，并且为前所未见的设计，已符合专利法发明的要件，于是依法具文申请。为此，谨请贵审员详予审查，并祈早日赐请专利，至感德便。
以上已将发明作详细说明，然而其上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，当不能限定本发明实施的范围，即凡一本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰等，皆应属本发明的专利涵盖范围意图保护的范畴。
权利要求
1.一种外表覆盖的结构，特指为一覆盖装置外表的材料，此材料位于电子产品外部构造之上，其中该材料包含一表面层，为离型纸所离型后产生纹路的表面，在整体覆盖结构的最外层；一结构层，为PU材质所构成的结构，在整体覆盖结构的中间部位，其上有表面层连结，而下部有底层连接；一底层，为PU涂料底层，在整体覆盖结构的最底层。
2.如权利要求1所述的覆盖装置外表的材料，其中该结构层为PU发泡层。
3.如权利要求2所述的覆盖装置外表的材料的结构层，其中该PU发泡层的空孔率在90％以下。
4.如权利要求1所述的覆盖装置外表的材料，其中该结构层为PU不发泡层。
5.如权利要求1所述的覆盖装置外表的材料，其中该结构层为PU发泡层与PU不发泡层两者搭配组成。
6.如权利要求5所述的覆盖装置外表的材料的结构层，其中该PU发泡层与PU不发泡层两者搭配组成的PU发泡层空孔率在90％以下。
7.如权利要求1所述的覆盖装置外表的材料，其中该表面层可具有颜色。
8.如权利要求1所述的覆盖装置外表的材料，其中该材料结构的厚度在0.1～1.0mm。
9.如权利要求1所述的覆盖装置外表的材料，其中该材料结构的软硬度为ShoreA10～90。
10.如权利要求1所述的覆盖装置外表的材料，其中该材料结构可应用于笔记型计算机外壳、手机、PDA、MP3随身听、薄型化电视机及数字相机等对象等装置外壳均可应用在内。
11.一种覆盖装置外表的材料的制造方法，至少包含下列步骤在离型纸上涂布PU面料层，面料层涂布完成之后将其烘干，之后在PU面料层上涂布PU涂料层，待其烘干之后，涂布PU涂料底层，再经过烘干、卷取及熟成的步骤，将离型纸离型。
12.如权利要求11所述的覆盖装置外表的材料的制造方法，其中该面料层可添加任意颜色。
13.如权利要求11所述的覆盖装置外表的材料的制造方法，其中该涂料层可涂布含有发泡剂的PU涂料。
14.如权利要求11所述的覆盖装置外表的材料的制造方法，其中该涂料层重复涂布两层以上。
15.一种覆盖装置外表的材料的制造方法，其中涂布PU结构层为湿式涂料，涂布于载体上，后将其进入水中使PU湿式涂料凝固，待凝固后在用水冲洗，烘干后卷曲，经过表面研磨后离型。
全文摘要
本发明关于一种覆盖装置外表的材料及其制造方法，此材料制造方法为从离型纸上涂布PU面料层，面料层涂布完成之后将其烘干，之后在PU面料层上涂布PU涂料层，待其烘干之后，涂布PU涂料底层，经过烘干、卷取及熟成的步骤，将离型纸离型便可得本发明具有表面色彩纹路的PU外表的电子覆盖材；而本发明至少包含一具有纹路色彩的表面层及一以PU为材质的基底层，该PU材料主要特征在于结构具有一表面纹路色彩层，使其用于电子产品外表覆盖，可产生外表更多元变化，且增加使用者良好触感，让电子产品更可融入于使用者的生活空间，为其特点。
文档编号B32B27/00GK101048043SQ2006100674
公开日2007年10月3日 申请日期2006年3月29日 优先权日2006年3月29日
发明者冯崇智, 姚伊蓬, 黄培火, 王格峰, 林永松, 康开丰 申请人:三芳化学工业股份有限公司