徐永，周潤(rùn)根

（1.湖北工業(yè)大學(xué)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院，湖北 武漢 432200；2.東莞康佳模具塑膠有限公司，廣東 東莞 523685）

手機(jī)外殼涂裝質(zhì)量控制

徐永*，周潤(rùn)根

（1.湖北工業(yè)大學(xué)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院，湖北 武漢 432200；2.東莞康佳模具塑膠有限公司，廣東 東莞 523685）

介紹了手機(jī)外殼二噴二烤涂裝工藝，分析了生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)的涂裝質(zhì)量問(wèn)題，如漆膜發(fā)白、局部出現(xiàn)應(yīng)力紋、橘皮、UV漆膜發(fā)黏等，提出了相應(yīng)的解決措施。該工藝實(shí)現(xiàn)了手機(jī)外殼涂裝的大批量流水線作業(yè)，日產(chǎn)量達(dá)到60 000 件，綜合良品率達(dá)到96%。

手機(jī)外殼；塑料；涂裝；缺陷；質(zhì)量控制

1 前言

噴油是手機(jī)外殼制造中的關(guān)鍵技術(shù)，它與手機(jī)的結(jié)構(gòu)、造型、外觀質(zhì)量和可靠性密切相關(guān)。漆膜的外觀質(zhì)量直接關(guān)系到手機(jī)膠件噴油生產(chǎn)的良品率以及整機(jī)的造型質(zhì)量和市場(chǎng)熱點(diǎn)。

手機(jī)外殼噴油是利用空氣噴涂原理，將手機(jī)外殼固定在噴油夾具膠件上，然后將噴油夾具以集中方式固定在自轉(zhuǎn)制具上，通過(guò)固定噴槍以空氣噴涂方式將漆液定量、均勻、連續(xù)地輸送到手機(jī)塑膠件表面，溶劑揮發(fā)、漆膜固化后在膠件表面形成均勻、連續(xù)的漆膜。

2 手機(jī)外殼涂裝工藝

2. 1 手機(jī)外殼二噴二烤工藝流程

裝配噴涂夾具─手動(dòng)擦油清洗─手動(dòng)靜電除塵─上件─自動(dòng)靜電除塵─除濕烘干─自動(dòng)靜電除塵─底漆噴涂─流平預(yù)熱─烘烤─冷卻─自動(dòng)靜電除塵─UV噴涂─流平均化─紫外線固化─降溫(40 ～ 60 °C)─冷卻─下件。

其中，線速度以5 m/min計(jì)算,流平段溫度為常溫，底漆預(yù)熱段溫度40 ～ 65 °C；底漆烘烤段溫度60 ～ 75 °C，面漆均化段溫度40 ～ 60 °C， UV爐溫度通過(guò)UV爐排風(fēng)量調(diào)節(jié)至40 ～ 60 °C，噴油膠件下線時(shí)產(chǎn)品表面溫度控制在40 °C以下。

2. 2 涂裝工藝說(shuō)明

從涂裝工藝流程可以看出，手機(jī)膠件噴涂工序主要分為兩大部分，一是前處理工序，包括裝配噴涂夾具、擦油清洗和靜電除塵；二是噴涂工序，包括底漆、UV漆噴涂。

(1) 裝配噴涂夾具。將產(chǎn)品裝配到夾具上，然后將裝有產(chǎn)品的夾具固定在方筒上，再將方筒固定在流水線自轉(zhuǎn)制具上。圖1為已經(jīng)裝配好的手機(jī)外殼。

圖1 裝配線上的手機(jī)外殼Figure 1 Mobile telephone crust on assembly line

(2) 手動(dòng)擦油清洗。采用無(wú)塵布蘸工業(yè)酒精或抹機(jī)水清洗塑膠件表面。注塑件素材通常用抹機(jī)水清洗，已噴底漆絲印的產(chǎn)品在噴 UV前需用工業(yè)酒精清洗膠件表面。通過(guò)手動(dòng)擦油清洗，可清除塑膠件表面的水分、油污、可見(jiàn)的灰塵顆粒、膠絲以及噴油夾具帶來(lái)的漆皮等。

(3) 手動(dòng)靜電除塵。通過(guò)對(duì)塑膠件的每個(gè)區(qū)域進(jìn)行手動(dòng)靜電除塵，可以消除膠件表面在周轉(zhuǎn)、擦油操作過(guò)程中產(chǎn)生的靜電，進(jìn)一步清除殘留在膠件拐角區(qū)域的膠絲和噴油夾具帶來(lái)的漆皮等。最后將膠件從非凈化區(qū)域傳送到100 K凈化區(qū)域。

(4) 自動(dòng)靜電除塵：通過(guò)對(duì)塑膠件的每個(gè)區(qū)域進(jìn)行自動(dòng)靜電除塵操作，進(jìn)一步清除殘留在膠件表面的不可見(jiàn)灰塵顆料(5 μm以上)，將膠件從100 K凈化區(qū)域傳送到10 K凈化區(qū)域。

(5) 手機(jī)膠件噴涂工序工藝要求

以C315香檳金前殼噴油工藝為例，底漆、面漆噴涂工藝規(guī)范見(jiàn)表1和表2。

表1 底漆噴涂工藝規(guī)范Table 1 Spraying process criterion of primer

表2 面漆噴涂工藝規(guī)范Table 2 Spraying process criterion of topcoat

2. 3 漆膜性能指標(biāo)

膠件在噴油后的強(qiáng)度以及在破壞過(guò)程中的韌性與素材相比不下降，結(jié)構(gòu)與樣板相符。膠件對(duì)角扭曲30° ～ 45°，無(wú)開(kāi)裂、脆斷、變形和油漆脫落等現(xiàn)象。其漆膜常規(guī)檢測(cè)項(xiàng)目、技術(shù)指標(biāo)和檢驗(yàn)方法見(jiàn)表3。

對(duì)于手機(jī)新機(jī)型產(chǎn)品，在試產(chǎn)階段需進(jìn)行例行試驗(yàn)驗(yàn)證，批量生產(chǎn)時(shí)每月進(jìn)行抽查驗(yàn)證。例行試驗(yàn)包括：

(1) 鹽霧試驗(yàn)。按照GB/T 1771–2007《色漆和清漆 耐中性鹽霧性能的測(cè)定》測(cè)試，試驗(yàn)后漆膜表面無(wú)變色、起皮、起泡、脫落和褪色等現(xiàn)象。

(2) 溫濕度交變沖擊試驗(yàn)。噴漆膠件置于溫濕度交變?cè)囼?yàn)箱內(nèi)，經(jīng)25 °C/65%/1 h、60 °C/90%/4 h、45 °C/95%/10 h、?20 °C/1 h等10個(gè)循環(huán)試驗(yàn)后，在常溫下恢復(fù)2 ～ 4 h后檢查外觀、結(jié)構(gòu)及各項(xiàng)功能。放置24 h后進(jìn)行二次密著性試驗(yàn)，并檢查外觀質(zhì)量。試驗(yàn)后漆膜表面應(yīng)無(wú)變色、起皮、起泡、脫落、褪色等現(xiàn)象，靜置24 h后再做密著性檢查，發(fā)現(xiàn)附著力不下降，外表及附著性無(wú)異常。

表3 漆膜性能指標(biāo)及檢驗(yàn)方法Table 3 Coating performance indexes and test methods

3 涂裝常見(jiàn)問(wèn)題及解決措施

3. 1 漆膜發(fā)白的原因及控制措施

在高溫高濕條件下，噴涂過(guò)程中的壓縮空氣使漆液霧化。受氣流的影響，被霧化了的漆液中的溶劑大量揮發(fā)，并帶走大量的熱量，使漆液溫度下降。當(dāng)該漆液噴涂到塑件上時(shí)，由于涂層中的溶劑繼續(xù)揮發(fā)，使塑件表面溫度進(jìn)一步下降。當(dāng)塑件表面溫度下降到空氣濕度的露點(diǎn)溫度以下時(shí)，與該表面接觸的空氣中的水蒸氣受冷而發(fā)生冷凝，水分進(jìn)入涂層，導(dǎo)致涂層內(nèi)混合溶劑的溶解度參數(shù)遠(yuǎn)離樹(shù)脂的溶解度參數(shù)(水的溶解度參數(shù)為23.4)，從而使涂層內(nèi)的樹(shù)脂析出。因此，為了防止漆膜發(fā)白，應(yīng)防止塑膠件在噴涂過(guò)程中其表面溫度降低到露點(diǎn)溫度以下，從而阻止水分進(jìn)入涂層。具體措施為：在高溫潮濕天氣，調(diào)漆時(shí)可根據(jù)濕度情況在溶劑中添加5% ～ 10%的防潮劑，有條件的可開(kāi)啟噴房的恒溫恒濕系統(tǒng)，并讓噴漆件盡快進(jìn)入到預(yù)熱段[1]。

3. 2 漆膜局部區(qū)域出現(xiàn)應(yīng)力紋的原因及控制措施

塑膠件在成型過(guò)程中，因產(chǎn)品結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜、模具設(shè)計(jì)不合理或者受注塑工藝參數(shù)的影響，其內(nèi)部存有殘余應(yīng)力，從而造成各部位密度不均，如兩股或多股料流之間形成的夾水紋，進(jìn)膠口表面的氣紋，排氣不良處形成的塑料松散等。

噴涂后在濕膜狀態(tài)下，油漆中的溶劑對(duì)膠件表面會(huì)發(fā)生溶解和溶脹作用，這種溶解和溶脹作用是漆膜與塑膠表面之間附著力的來(lái)源。但是，溶劑的溶解力過(guò)強(qiáng)或漆膜呈濕膜狀態(tài)的時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，都會(huì)導(dǎo)致膠件被侵蝕，膠件表面分子狀態(tài)越松散的地方(如夾水紋、氣紋、塑料松散處等)越容易被侵蝕，從而出現(xiàn)分子重排，導(dǎo)致漆膜附著差的現(xiàn)象。

此時(shí)，可通過(guò)改善模具排氣、提高模溫生產(chǎn)，同時(shí)噴油可采用溶解力較弱的稀釋劑，增加漆膜厚度，適當(dāng)降低烘烤溫度等措施加以控制。

3. 3 漆膜表面出現(xiàn)橘皮的原因及控制措施

漆膜表面出現(xiàn)橘皮的主要原因是漆膜在表干前沒(méi)有充分流平，或在沒(méi)有流平之前溶劑已揮發(fā)掉，導(dǎo)致漆膜形成過(guò)程中連續(xù)相被破壞。

此時(shí)可采取降低油漆黏度、增加濕膜厚度、使用慢干稀釋劑、提升霧化壓力、縮短噴漆距離等措施。

3. 4 UV漆膜發(fā)黏的原因及控制措施

出現(xiàn)UV漆膜發(fā)黏的主要原因是UV漆膜在固化過(guò)程中紫外光能量不夠。此時(shí)應(yīng)檢測(cè)UV能量、UV爐和UV燈管等情況。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)調(diào)研，根據(jù)手機(jī)外殼涂裝工藝原理，探討了手機(jī)外殼涂裝質(zhì)量控制要點(diǎn)，解決了手機(jī)外殼在涂裝過(guò)程中常見(jiàn)的漆膜問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了手機(jī)外殼涂裝大批量流水線作業(yè)，單日產(chǎn)量達(dá)到60 000件，綜合良品率達(dá)到96%，取得了良好的應(yīng)用效果。

[1] 葉揚(yáng)祥, 潘肇基. 涂裝技術(shù)實(shí)用手冊(cè)[M]. 2版. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社, 2005.

Coating quality control of mobile phone crust //

XU Yong*, ZHOU Run-gen

A two-spraying/two-baking process for coating mobile phone crusts was introduced. The coating quality problems existing in production were analyzed, including film blushing, local stress-induced wrinkling, orange peel, UV film sticking, etc. The countermeasures were presented. The process achieves a batch flow-line operation for coating mobile phone crusts with a daily yield up to 60 000 pieces and a comprehensive percentage of good-quality products up to 96%.

mobile phone crust; plastic; coating; defect; quality control

College of Chemistry and Environmental Engineering, Hubei University of Technology, Wuhan 432200, China

TQ639

A

1004 – 227X (2012) 07 – 0070 – 03

2012–02–26

2012–03–19

徐永（1975–），男，河南開(kāi)封人，工程師，研究方向?yàn)榧译娂笆謾C(jī)塑膠料、油漆的研發(fā)和應(yīng)用。

作者聯(lián)系方式：(E-mail) xuyong@konka.com。

[ 編輯：韋鳳仙 ]