一种应用在塑胶上的黑色装饰性膜层的制备方法与流程

1.本发明涉及一种应用在塑胶上的黑色装饰性膜层的制备方法。


背景技术：

2.在上世纪八十年代初，tin、tinc等仿金色装饰镀膜被投入市场并逐渐商品化，随着时间的推移，由于对装饰颜色多样化的追求，人们研制出tic枪黑色膜层，获得了更广阔的市场，也使得黑色镀膜技术日益成熟，但黑色系膜层对设备，技术要求性更高，也具有颜色的稳定性差，膜层的内应力等难题。行业内在制作黑色系膜层时往往需要通过高温加热的方式来消除膜层内应力，如各类工具镀以及dlc膜，但该种加热的方式不适用于塑胶材料。


技术实现要素：

3.为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种应用在塑胶上的黑色装饰性膜层的制备方法。
4.本发明通过以下技术方案来实现：一种应用在塑胶上的黑色装饰性膜层的制备方法，其特征在于，包括步骤如下：
5.1)电镀：
6.将塑胶基材进行电镀处理，电镀处理后的膜层结构依次为铜层、镍层和铬层；
7.2)清洗：
8.将步骤1)电镀后的塑胶基材进行清洗；
9.3)烘烤：
10.步骤2)中清洗完毕的塑胶基材在50～70℃的温度下进行烘烤；
11.4)辉光清洗：
12.炉体抽至真空，通入氩气对烘烤后的塑胶基材进行偏压辉光清洗；
13.5)物理气相沉积：
14.第一阶段沉积过程：通入100～300sccm惰性气体，使用中频磁控溅射方式在塑胶基材上沉积铬钨合金层；
15.第二阶段沉积过程：通入100～300sccm惰性气体，并通入50～200sccm乙炔反应气体，使用中频磁控溅射方式使得乙炔反应气体中的c元素掺杂至铬钨合金层，进而形成crwc黑色膜层。
16.较佳的，步骤5)的第一阶段沉积过程中，其输出的电流为10～15a，溅射时间为2～3min。
17.较佳的，步骤5)的第二阶段沉积过程中，其输出电流为10～15a，镀膜偏压为100～150v，溅射时间为30～60min。
18.较佳的，步骤5)中的乙炔反应气体在所述溅射时间内逐次分批加入。
19.较佳的，步骤5)中，使用crw靶材进行铬钨合金层沉积，其中所述crw靶材中的cr元
素的质量分数为30％～50％，w元素的质量分数为50％～70％。
20.较佳的，步骤4)中，炉体抽真空至0.006pa，并通入1000sccm氩气进行偏压辉光。
21.较佳的，步骤4)中，将辉光清洗步骤的偏压控制为350v，占空比50％，辉光时间为3～5min。
22.较佳的，所述crwc黑色膜层的颜色lab值为l：33～46，a：
‑
1～0.7，b：
‑
1～2。
23.较佳的，所述crwc黑色膜层的膜厚为0.3～1μm。
24.本发明采用新型合金靶材，使用中频磁控溅射方式在塑胶基材表面沉积crwc膜层，无需对工件进行加热，且使用分阶段溅射沉积合金靶的方式得到更为稳定的黑色装饰性膜层，其与塑胶基材的附着力强，且能够满足市场上的黑色系膜层的要求，具有更好的颜色稳定性和可控性。
附图说明
25.为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。
26.图1是本发明的工艺流程图。
具体实施方式
27.下面将结合本发明实施例中的附图，对发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
28.参考说明书附图1，一种应用在塑胶上的黑色装饰性膜层的制备方法，包括步骤如下：
29.1)电镀：
30.将塑胶基材进行电镀处理，电镀处理后的膜层结构依次为铜层、镍层和铬层；
31.2)清洗：
32.将步骤1)电镀后的塑胶基材进行清洗，依次对该电镀后的塑胶基材进行除油、中和以及超纯水水洗处理；
33.3)烘烤：
34.将步骤2)中清洗完毕的塑胶基材在50～70℃的温度下进行烘烤；
35.4)辉光清洗：
36.炉体抽真空至0.006pa时，通入1000sccm氩气进行偏压辉光，其中偏压控制为350v，占空比50％，辉光时间为3～5min；
37.5)物理气相沉积：
38.辉光清洗完成后进行物理气相沉积，物理气相沉积包括了两个阶段的沉积过程，第一阶段的沉积过程为：
39.通入100～300sccm的惰性气体，例如氩气，使用中频磁控溅射方式沉积铬钨合金
层，通过利用铬钨合金靶作为靶材进行沉积，其输出的电流为10～15a，溅射时间为2～3min。
40.第二阶段的沉积过程为：
41.通入100～300sccm的惰性气体，例如氩气，并通入50～200sccm乙炔反应气体，使用中频磁控溅射方式使得乙炔气体中的c元素掺杂至铬钨合金层，进而形成crwc黑色膜层，其沉积过程中的输出电流为10～15a，镀膜偏压控制为100～150v，溅射时间为30～60min，之后通入惰性气体使膜层表面钝化后进行破真空。通过上述步骤能够在塑胶基材上制备黑色装饰性膜层，且不需要对塑胶基材进行加热便能得到稳定的黑色膜层；经测定，黑色装饰性膜层的颜色lab值为l：33～46，a：
‑
1～0.7，b：
‑
1～2，其所制备的黑色装饰性膜层的膜厚为0.3～1μm。
42.在上述黑色装饰性膜层的制备方法中，该黑色装饰性膜层的可控制性强，步骤5)中，通过控制第二阶段crwc黑色膜层沉积的溅射时间的长短与乙炔的用量来调节lab值符合产品需求。
43.在一实施例中，取各类塑胶基材，在进行电镀，清洗，烘烤，辉光清洗后进行物理气相沉积，将物理气相沉积第二阶段沉积的中频磁控溅射电流设置为13a，镀膜偏压控制为120v，在该状态下，控制不同时间所用到的乙炔气体，如下表所示：
[0044] 溅射时间乙炔用量lab值第一实施例30min110sccml：44～46a：0.7b：2第二实施例40min180sccml：40～42a：0.5b：0.8第三实施例50min230sccml：34～36a：
‑
0.5b：0..3
[0045]
其中，上述实施例中具有黑色装饰性膜层的塑胶基材送测高温高湿实验，其实验后的lab值均落于测定的lab值范围(l：33～46，a：
‑
1～0.7，b：
‑
1～2)内，符合产品要求；以第三实施例中所得到的具有黑色装饰性膜层的塑胶基材为例，将其送测高温高湿实验，实验后其lab值为l：35～37，a：0，b：0.6，膜层稳定性良好。
[0046]
本发明使用中频磁控溅射方式，同时在步骤5)中的溅射时间内分批次加入乙炔反应气体，即乙炔用量需要在溅射时间内逐次分批加入，消除各层膜层间内应力，且避免了反应气体中c含量过高而造成的阳极消失，靶材中毒现象，保证膜层的稳定性。
[0047]
较佳的，可以调整上述步骤5)中的铬钨合金靶(crw靶)中的cr元素和w元素的不同质量比例，进而能够得到不同硬度的crwc膜层；优选的，将crw靶材中cr元素的质量分数调整为30％～50％，w元素的质量分数调整为50％～70％，进而能够得到更为稳定的crwc膜层。
[0048]
本发明采用新型合金靶材，使用中频磁控溅射方式在塑胶基材表面沉积crwc膜层，无需对工件进行加热，且使用分阶段溅射沉积合金靶的方式得到更为稳定的黑色装饰性膜层，其与塑胶基材的附着力强，且能够满足市场上的黑色系膜层的要求，具有更好的颜色稳定性和可控性。
[0049]
上述说明示出并描述了本发明的优选实施例，如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附
权利要求的保护范围内。