保护结构及其制造方法与流程

本发明涉及一种保护结构及其制造方法，尤其涉及一种用于提升金属镀层与塑料基材之间的附着度的保护结构及其制造方法。

背景技术：

塑料材料为现今应用最广的非金属材料。塑料材料的种类繁多，且被广泛应用于各种不同的领域。与金属材料相较，塑料材料具有质量轻、具有可塑性、优异绝缘性和抗腐蚀性等优点，再者，部分塑料材料的强度甚至可与金属材料的强度相比拟。一般而言，有关塑料材料的应用，较常见的产品包括：塑料容器，例如塑料袋、宝特瓶、保鲜盒等；电子设备，例如手机、平板电脑、笔记本电脑、电视机等；以及其他产品，例如塑料齿轮、汽车零件、压克力镜片等。特别是，由于3C通讯产业的发达，塑料材料已被广泛应用于制作3C产品的外壳，用以保护3C产品的内部组件受到外部湿气或腐蚀性物质等的损害，亦可避免内部组件受到外力(例如，摩擦或撞击)而失效。

举例而言，若欲以塑料材料制作手机保护壳，必须先对塑料材料进行成型加工程序，再对经成型加工的塑料成品进行后续加工制作过程。由于塑料材料具有高粘性，一般在成型加工时都将面临高温、高压、高剪切等加工条件，用以降低塑料熔胶粘度至容易成型加工的范围；另外，由于塑料具有较低的热传导系数，是热的不良导体，所以在高温成型后需要较长的时间方能达到均匀的冷却效果。然而，为获得高效率的生产成果，现今塑料成型加工中的成型周期通常被压缩，进而缩短了塑料材料的冷却时间，因此，塑料材料往往受到过大的的冷却速度或不均匀冷却，而造成塑料成品内形成应力。为有效释除在成型加工期间产生于塑料成品内的残留应力，传统上会进行退火程序(annealing)，即，将塑料成品放入烘烤设备中并给予所需热量，使塑 料材料中的分子链获得能量而发生重排，以由不稳定的高能态转变为具最低能量的稳定结构。

然而，借助于退火程序烘烤成型加工后的塑料成品仍然有机会有表面形貌不良的问题，进而影响后续成品加工的质量。特别是，若经成型加工后的塑料成品表面具有起泡、下陷等表面缺陷，可能对后续加工程序产生有害的影响。举例而言，在借助于化学电镀镀覆金属镀层的加工程序中，上述表面缺陷将使得塑料成品表面与金属镀层之间的附着力显著地降低。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足提供一种保护结构及其制造方法，以增加塑料基材在镀膜过程中的耐高温及抗腐蚀能力，由此以增加使用塑料基材所制成的产品的合格率，并改良金属镀膜的附着力。

为了解决上述的技术问题，本发明所采用的其中一技术方案是，在形成经成型加工的塑料基材后，改变塑料基材表面材料的分子键结方式，进而增强塑料表面在后续加工程序，例如化学电镀制作过程的严苛工作环境的抗性。

承上述，为达到上述效果，本发明所要解决的技术问题是通过如下技术方案实现的：一种保护结构，其包含一塑料基材及一金属镀层；所述塑料基材具有一主体部及一形成在所述主体部的其中一表面上的皮膜，其中所述皮膜的表面上具有一经过分子键结改变的改质层；所述金属镀层形成在所述改质层上；其中，所述金属镀层与所述塑料基材之间的附着度会通过所述改质层而得到提升。

较佳地，所述塑料基材由聚碳酸酯(PC)、聚乙烯(PE)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、聚氯乙烯(PVC)、玻璃纤维的其中之一或多者所制成。

较佳地，所述金属镀层由镍、铬、钛、铝、锌、铜、银任一种或其混合所制成。

较佳地，所述金属镀层是通过化学电镀的方式以形成在所述改质 层上。

本发明另外提供一种保护结构的制造方法，其包含：提供一塑料基材，所述塑料基材具有一主体部及一形成在所述主体部的其中一表面上的皮膜；改变所述皮膜中的材料分子的键结方式，以形成一改质层；以及，形成一金属镀层于所述改质层上；其中，所述金属镀层与所述塑料基材之间的附着度会通过所述改质层而得到提升。

较佳地，所述塑料基材是通过射出成型的方式所形成的。

较佳地，在改变所述皮膜中的材料分子的键结方式的步骤之前，更进一步包括：对所述塑料基材进行烘烤。

较佳地，改变所述皮膜中的材料分子的键结方式所使用的方法是光源照射，以使形成在所述主体部的其中一表面上的所述皮膜的分子发生交联(cross link)。

较佳地，改变所述皮膜中的材料分子的键结方式所使用的方法是改变温度，以使形成在所述主体部的其中一表面上的所述皮膜的分子发生交联(cross link)。

较佳地，改变所述皮膜中的材料分子的键结方式所使用的方法是依序进行液体浸泡及烘烤，以使形成在所述主体部的其中一表面上的所述皮膜的分子发生交联(cross link)。

本发明的有益效果可以在于，本发明实施例所提供的保护结构及其制作方法，其可通过“所述皮膜的表面上具有一经过分子键结改变的改质层”及“改变所述皮膜中的材料分子的键结方式，以形成一改质层”的设计，以使得所述金属镀层与所述塑料基材之间的附着度会能通过所述改质层而得到提升，并且也可提升塑料基材在镀膜过程中的耐高温及抗腐蚀能力、增加由所述塑料基材制成的产品的合格率，并改良金属镀膜的附着力。

为了能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。

附图说明

图1为本发明实施例的保护结构的制造方法的流程图；

图2为本发明实施例的保护结构的制造方法的步骤S100的剖面示意图；

图3为本发明实施例的保护结构的制造方法的步骤S102的剖面示意图；

图4为本发明实施例的保护结构的制造方法的步骤S104的剖面示意图；

图5为本发明实施例的保护结构的皮膜发生交联作用之前的分子键结示意图；

图6为本发明实施例的保护结构的皮膜发生交联作用之后的分子键结示意图。

【附图标记说明】

保护结构 S

塑料基材 1 主体部 11

皮膜 12

改质层 13

金属镀层 2

具体实施方式

以下是通过特定的具体实例来说明本发明所记载有关“保护结构”的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所记载的内容了解本发明的优点与功效。本发明可通过其他不同的具体实施例加以施行或应用，本说明书中的各项细节亦可基于不同观点与应用，在不悖离本发明的精神下进行各种修饰与变更。另外，本发明的附图仅为简单示意说明，并非依实际尺寸的描绘，特此声明。以下的实施方式将进一步详细说明本发明的相关技术内容，但所记载的内容并非用以限制本发明的技术范畴。

请参阅图1至图6所示，本发明实施例提供一种保护结构S的制造方法，其可包含下列步骤：

首先，配合图1及图2所示，提供一塑料基材1，其中塑料基材1 具有一主体部11及一形成在主体部11的其中一表面上的皮膜12(S100)。

举例而言，塑料基材1可由聚碳酸酯(PC)、聚乙烯(PE)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、聚氯乙烯(PVC)及玻璃纤维的其中之一或多者所制成，然而此举例并非用来限定本发明。于上述例举出的塑料材料中，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)具有较佳的抗化学性。在一较佳实施形态中，塑料基材1可由聚碳酸酯(PC)及丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)所制成。在另一较佳实施形态中，塑料基材1可由聚碳酸酯(PC)及玻璃纤维所制成。另外，塑料基材1可为一平面式塑料基板，或可为部分区域被弯曲的塑料基板，然而本发明的塑料基材1的形状不受此限制。

承上所述，皮膜12为塑料基材1中包围塑料基材1的外表面区域的最外层结构。本发明保护结构S的制造方法中，塑料基材1可经由射出成型的方式所形成。一般而言，射出成型制作过程是一种周期性的循环制作过程，主要分为四个阶段，包括充填(Filling stage)、保压(Packing stage)、冷却(Cooling stage)以及顶出(Eject stage)。射出成型制作过程中的详细步骤及参数为本领域普通技术人员所熟知，因此不在此处详述。

接着，配合图1及图3所示，改变皮膜12中的材料分子的键结方式，以形成一改质层13(S 102)。举例而言，在改变皮膜12中的材料分子的键结方式的步骤之前，本发明所提供的保护结构S的制造方法可更进一步包括：对塑料基材1进行烘烤。烘烤程序可以是将塑料基材1放入烘箱中以给予所需热量。因此，借助于烘烤程序，塑料基材1中原先呈现不稳定的高能量状态的材料分子链，可借助于获得能量而得以再次相互重排，以达到最低能量的稳定结构。如此一来，在先前的成型加工制作过程期间产生于塑料基材1内的残留应力可被消除。烘烤程序的详细参数可依据塑料基材1的性质加以选择。

在一实施形态中，改变皮膜12中的材料分子的键结方式所使用的方法可以是“光源照射”，以使形成在主体部11的其中一表面上的皮膜12的分子发生交联(cross link)。详言之，光源照射的方式可以是投 射一光源至塑料基材1的皮膜12上一预定时间，其中光源的种类不受限制。

在另一实施形态中，改变皮膜12中的材料分子的键结方式所使用的方法可以是“改变温度”，以使形成在主体部11的其中一表面上的皮膜12的分子发生交联(cross link)。详言之，改变温度的方式可以是给予塑料基材1一温度梯度，借助于调整及控制塑料基材1的环境温度及在不同温度下的放置时间，由此使形成在主体部1的其中一表面上的皮膜12的分子发生交联。

在另外再一实施形态中，改变皮膜12中的材料分子的键结方式所使用的方法可以是“依序进行液体浸泡及烘烤”，以使形成在主体部11的其中一表面上的皮膜12的分子发生交联(cross link)。其中，液体浸泡所使用的液体可为酸性溶液或碱性溶液。举例而言，酸性溶液可为重量百分浓度(％)大于5的硝酸(Nitric Acid，HNO₃)或醋酸(Acetic Acid，CH₃COOH)水溶液或其等之组合。碱性溶液可采用重量百分浓度(％)大于5的联胺(Hydrazine，N₂H₄)、氢氧化钾(Potassium Hydroxide，KOH)、氢氧化纳(Sodium Hydroxide，NaOH)水溶液或其等之组合。另外，液体浸泡的反应时间可介于20秒至120秒之间。液体浸泡之后的烘烤程序期间，烘烤温度可依据塑料材料特性加以选择。

值得说明的是，在一些情况下，改变皮膜12中的材料分子的键结方式所使用的方法将一并改变皮膜12之外的塑料基材1中的材料分子的键结方式。换言之，进行改变材料分子的键结方式的步骤时，可改变整个塑料基材1的材料分子的键结方式，而不限制只有改变皮膜12而已。

接着，配合图1及图4所示，形成一金属镀层2于改质层13上(S104)。举例而言，金属镀层2可由镍、铬、钛、铝、锌、铜、银任一种或其混合所制成，然而本发明不以上述所举的例子为限。于形成金属镀层2于改质层3上的步骤中，金属镀层2可借助于任何的成形方法形成于改质层3上，包括利用化学电镀或金属镀膜技术形成金属镀层2。

现在，请参考图5及6，其中图5为本发明实施例的保护结构S的皮膜12发生交联作用之前的分子结构示意图，而图6为本发明实施例的保护结构的皮膜12发生交联作用之后的分子结构示意图。本发明中，金属镀层2与塑料基材1之间的附着度会通过改质层13而得到提升。参考图5，在改变皮膜12中材料分子的键结方式之前，皮膜12中分子链排列较松散且大部分为独立的直链结构。再参考图6，在改变皮膜12中的材料分子的键结方式之后，原先皮膜12中分子链的部份键结被打断，且分子间发生交联而产生新的分子链排列型态。由此，皮膜12中分子键结方式经过改变的部分会形成改质层13，而相较于材料分子的键结方式被改变之前的皮膜12，改质层13具有较高的强度及硬度，因此，其可增强塑料基材1表面的材料强度。

再者，由于经由上述分子键结改变方法所形成的改质层13相较于原先的塑料材料具有较高的强度及硬度，在进行后续的加工程序(即，形成金属镀层2的期间)，改质层13可有效保护塑料基材1免于受到高温及腐蚀性物质的影响，而保有塑料基材1的结构完整性。再者，改质层13可提升形成于其上的金属镀层2的附着力。

据此，本发明的保护结构S的制造方法能有效改良塑料基材1在形成金属镀层2期间的高温抗性、酸碱腐蚀及磨耗抗性以及硬度。再者，本发明的保护结构S的制造方法可使塑料基材1在后续的镀膜制作过程期间，获得具有优异附着度、不起泡及脱落的金属镀层2。

本实施例仅针对主体部1的其中一表面上的皮膜12的材料分子的键结方式的改变进行说明。然而，主体部1其他表面上的皮膜12亦可借助于相同方式对材料分子键结方式进行改变。

配合图1及图4所示，通过步骤S100至S104，本发明另外提供一种保护结构S，其包含：一塑料基材1及一金属镀层2。塑料基材1具有一主体部11及一形成在主体部11的其中一表面上的皮膜12，其中皮膜12的表面上具有一经过分子键结改变的改质层13。金属镀层2形成在改质层13上。由此，金属镀层2与塑料基材1之间的附着度会通过改质层13而得到提升。

本发明提供的保护结构中，有关塑料基材1的材料选用及成型方 法如前述针对保护结构S的制造方法的说明所述，故不再重复说明。另外，本发明提供的保护结构S中的改质层13是借助于改变皮膜12中的材料分子的键结方式所形成。再者，金属镀层2的材料及形成方法亦如前述针对保护结构S的制造方法的说明所述，故不再重复说明。

综上所述，本发明的有益效果可以在于，本发明实施例所提供的保护结构S及其制作方法，其可通过“形成一改质层13”的设计，以提升塑料基材1在镀膜过程中的耐高温及抗腐蚀能力，更可增加由塑料基材1所制成的产品的合格率。再者，改质层13更可有效增强通过化学电镀制作过程镀覆于塑料基材1上的金属镀层的附着度，使金属镀层不发生起泡、脱落，进而可降低产品的不合格率。

以上所述仅为本发明的较佳可行实施例，非因此局限本发明的权利要求保护范围，故凡运用本发明说明书及附图内容所做的等效技术变化，均包含于本发明权利要求保护范围内。