CN106893482A - 具有防指纹涂层的电子装置 - Google Patents

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CN106893482A CN201611177564.8A CN201611177564A CN106893482A CN 106893482 A CN106893482 A CN 106893482A CN 201611177564 A CN201611177564 A CN 201611177564A CN 106893482 A CN106893482 A CN 106893482A
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Abstract

本公开的实施方案涉及具有超薄防指纹涂层的装置。根据本发明的一方面，装置包括由经发纹处理的金属衬底形成的壳体和设置在所述壳体的表面上的防指纹涂层。所述防指纹涂层包含聚倍半硅氧烷。

Description

具有防指纹涂层的电子装置
技术领域
本公开的实施方案涉及具有超薄防指纹涂层的电子装置。
背景技术
近来，不锈钢已被用作冰箱前门的材料以获得豪华和清洁的外观。然而，由不锈钢制成的冰箱表面会随时间被用户的指纹沾污。特别地，用户的指纹在经发纹处理的不锈钢表面上会非常突出，从而使冰箱的豪华和清洁的外观恶化。
已有多种涂覆方法被应用于冰箱表面以防止豪华和清洁的外观的恶化。例如，可以通过喷涂法和沉积法将防指纹(AF)涂层应用到所述表面。然而，尽管防指纹材料涂覆的表面可易于清洁和光滑，但不锈钢的豪华和清洁的外观会因涂层的厚度而恶化并变得模糊。
发明内容
为解决以上讨论的缺陷，主要目的是提供具有超薄防指纹涂层的电子装置，所述超薄防指纹涂层在由经发纹处理的金属衬底形成的壳体的表面上。
本公开的其他方面将在以下的描述中部分地阐述，并且部分地，将由该描述而变得显而易见，或者可通过本公开的实践而得知。
根据本发明的一方面，电子装置包括由经发纹处理的金属衬底形成的壳体和设置在所述壳体的表面上的包含聚倍半硅氧烷的防指纹涂层。
所述聚倍半硅氧烷可具有由以下式1表示的结构单元：
式1
RSiO3/2
其中R包括选自环氧基、烷基和乙烯基中的至少一种。
所述烷基可以为C1-20烷基，优选为C1-10烷基，更优选为C1-6烷基，例如甲基、乙基或丙基。
所述防指纹涂层可具有0.01μm至1.0μm的厚度。
所述防指纹涂层可通过涂覆包含所述聚倍半硅氧烷的涂料组合物来形成。
基于所述涂料组合物的总重量，所述涂料组合物包含0.1重量份至60重量份的所述聚倍半硅氧烷。
所述壳体的表面的全部或部分可经发纹处理，并且所述壳体的表面的经发纹处理的部分具有150nm至300nm的表面粗糙度。
所述壳体可由不锈钢材料形成。
所述电子装置可进一步包括设置在所述壳体和所述防指纹涂层之间的金属涂层。
所述金属涂层可包含选自钼(Mo)、锆(Zr)、钛(Ti)、锰(Mn)和硅(Si)中的至少一种金属元素。
所述电子装置可包括选自冰箱、清洁机器人、显示设备、空调和移动装置中的至少一种。
根据本发明的另一方面，保护装置的方法包括接收由经发纹处理的金属衬底形成的壳体，并将包含聚倍半硅氧烷的防指纹涂层设置在所述壳体的表面上。
所述聚倍半硅氧烷可具有由以下式1表示的结构单元：
式1
RSiO3/2
其中R包括选自环氧基、烷基和乙烯基中的至少一种。
所述烷基可以为C1-20烷基，优选为C1-10烷基，更优选为C1-6烷基，例如甲基、乙基或丙基。
所述防指纹涂层可具有0.01μm至1.0μm的厚度。
所述防指纹涂层可通过涂覆包含所述聚倍半硅氧烷的涂料组合物来形成。
基于所述涂料组合物的总重量，所述涂料组合物包含0.1重量份至60重量份的所述聚倍半硅氧烷。
所述壳体的表面的全部或部分可经发纹处理，并且所述壳体的表面的经发纹处理的部分具有150nm至300nm的表面粗糙度。
所述壳体可由不锈钢材料形成。
所述方法可进一步包括将金属涂层设置于所述壳体和所述防指纹涂层之间。
所述金属涂层可包含选自钼(Mo)、锆(Zr)、钛(Ti)、锰(Mn)和硅(Si)中的至少一种金属元素。
所述电子装置可包括选自冰箱、清洁机器人、显示设备、空调和移动装置中的至少一种。
在进行以下详细描述之前，阐明在整个本专利文件中使用的某些词语和短语的定义可能是有利的：术语“包括”和“包含”及其衍生词意指包括而没有限制；术语“或”是包容性的，意指和/或；短语“与……相关联”和“与其相关联”及其衍生词可以意指包括、被包括在……内、与……互连、包含、被包含在……内、连接到或与……连接、联接到或与……联接、与……可连通、与……协作、交错、并列、邻近、结合到或与……结合、具有、具有……的特性等；以及术语“控制器”意指控制至少一个操作的任何装置、***或其一部分，这种装置可以硬件、固件或软件、或者硬件、固件和软件中的至少两种的一些组合实现。应注意，不论是本地或远程，与任何特定控制器相关联的功能可以是集中式的或分布式的。将某些词语和短语的定义提供于整个本专利文件中，本领域技术人员应理解，在许多(如果不是大多数)情况下，这样的定义适用于之前或之后对这些词语和短语的使用。
附图说明
为了更完整地理解本公开及其优点，现结合附图参考以下描述，其中相同的参考数字表示相同的部件：
图1示出了作为电子装置实例的冰箱的透视图。
图2示出了图1的储藏室门沿AA’线的横截面视图。
图3示出了图2用圆圈标记的部分的放大视图。
图4示出了防指纹材料涂覆的衬底的横截面，所述防指纹材料涂覆的衬底具有包含在所述涂料组合物中的不同量的聚倍半硅氧烷。
图5示出了根据另一实施方案的防指纹材料涂覆的衬底结构的横截面视图。
具体实施方式
以下讨论的图1至图5以及用于在本专利文件中描述本公开的原理的各种实施方案仅为示例性的，而不应以任何方式解释为限制本公开的范围。本领域技术人员将理解，本公开的原理可以在任何恰当布置的装置中实施。
现在将详细参考本公开的实施方案，在附图中例示其实例，其中自始至终相同的参考数字是指相同的元件。
在下文中，将参考附图描述根据实施方案的装置，其可为电子装置。
根据实施方案的电子装置具有由经发纹处理的金属衬底形成的外表面，所述金属衬底具有在其上形成超薄防指纹涂层的表面。即，所述电子装置的壳体可由防指纹材料涂覆的衬底形成。所述防指纹材料涂覆的衬底是具有豪华和清洁的金属外观并涂覆有防指纹材料的功能性衬底。所述防指纹材料涂覆的衬底可被应用于各种电子装置的外表面。例如，所述防指纹材料涂覆的衬底可应用于包括冰箱、清洁机器人、显示设备、空调和移动装置的电子装置的外表面。在下文中，为便于描述，将示例性地描述冰箱作为根据实施方案的电子装置。
图1是作为电子装置实例的冰箱的透视图。图2是图1的储藏室门沿AA’线的横截面视图。图3是图2用圆圈标记部分的放大视图。
参考图1至图3，冰箱100可包括主体110和可旋转地连接至主体110的前表面的储藏室门130、140和200。防指纹材料涂覆的衬底300可应用于主体110或储藏室门130、140和200。在下文中，为便于描述，所述实施方案将基于下述情形描述：其中将以下参考图3描述的防指纹材料涂覆的衬底300应用于储藏室门130、140和200。
参考图2和图3，储藏室门130、140和200可包括由经发纹处理的金属衬底S形成的壳体H，以及形成于壳体H的表面上并包含聚倍半硅氧烷的防指纹涂层A。
壳体H是围绕所有机械装置的箱形部分，例如容纳部件的箱子或装载设备的框架，并且可包括壳体H的附件。在下文中，壳体H的附件可理解为构成外观的壳体H的一部分，例如储藏室门130、140和200的手柄。
壳体H可由金属衬底S形成，所述金属衬底S由例如不锈钢材料制成。从广义上说，可以理解，壳体H也可由包括不锈钢材料的合金制成，以及仅由不锈钢材料制成。即，壳体H可由不锈钢与以下中的至少一种的合金来形成：铝(Al)、锌(Zn)、镁(Mg)、不锈钢(SUS)和钢。
壳体H的表面可经发纹处理。发纹处理(其通过机械方法在预定方向上在表面上形成划痕)通常在装饰性电镀中进行。例如，经发纹处理的表面可具有凸起和凹槽以及150nm至300nm的表面粗糙度，采用SJ-400测量装置(三丰公司制造)测量得到。然而，经发纹处理的表面的凸起和凹槽的形成并不限于此，并且可根据产品的类型和目的而变化。
防指纹涂层A可形成于壳体H的表面上。防指纹涂层A可形成于壳体H的整个表面上或其一部分上。例如，防指纹涂层A可应用于经发纹处理的壳体H的表面，以及也可应用于所述经发纹处理的部分的邻近部分。
防指纹涂层A可由有机-无机杂化材料如聚倍半硅氧烷形成。
具有Si-O-Si键的硅氧烷通常可分类为如表1中所示的四类(M、D、T和Q)。
表1
参考表1，由式[RSiO3/2]n表示的聚硅氧烷被称为这四类结构名称中的T类结构单元，而其科学名称为聚倍半硅氧烷。
通常，聚倍半硅氧烷是通过水解-聚合来合成的。目前，众所周知的是采用三烷氧基硅烷(RSi(OR)3)或三氯甲硅烷(RSiCl3)的水解-聚合。合成的聚倍半硅氧烷可具有笼形结构，如六聚体、八聚体、十聚体和十二聚体，或低分子量的随机分支结构。通过取代聚倍半硅氧烷的官能团，聚倍半硅氧烷可具有热稳定性和光学透明度。
例如，应用于本公开的实施方案的聚倍半硅氧烷可为采用由式1的[RSiO3/2]表示的重复单元聚合的化合物。
更具体地，所述聚倍半硅氧烷可具有由以下结构式1表示的结构。
结构式1
在结构式1中，R包括选自环氧基、烷基和乙烯基中的至少一种。
所述烷基可以为C1-20烷基，优选为C1-10烷基，更优选为C1-6烷基，例如甲基、乙基或丙基。
由于由有机-无机杂化材料形成的防指纹涂层A具有高透明度，因而可保持所述衬底的金属光泽。另外，由于有机-无机杂化材料的高硬度，因而所述涂层可具有高的表面硬度，从而改善产品的耐久性。
如图3中所示，防指纹涂层A可作为超薄膜应用于产品的表面。参考图3，在金属衬底S表面的凹槽中的防指纹涂层A的厚度大于在其凸起中的防指纹涂层A的厚度。形成防指纹涂层A时，涂料组合物可沿着凸起和凹槽的表面向下流。因此，在凸起和凹槽之间防指纹涂层A的厚度存在差异。
超薄防指纹涂层A可具有0.01μm至1.0μm的厚度。如果防指纹涂层A太薄，所述衬底的表面可能不具有防指纹特性。如果防指纹涂层A太厚，防指纹涂层A可能不会透明，并且可能不会保持所述衬底表面的发纹触觉印象。
相对于防指纹涂层A的厚度，对防指纹涂层A的透明度、发纹触觉印象、耐指纹性和耐化学性进行测试的结果在以下表2中示出。耐化学性是通过评估涂覆于STS 201 BAt0.5mm Art上的样品的耐碱性来测试的。
表2
参考表2，如果防指纹涂层A的厚度小于0.01μm，所述涂层可能不具有耐指纹性和耐化学性。
反之，如果防指纹涂层A的厚度大于1.0μm，防指纹涂层A的透明度可能不会得到保持，并且所述衬底的表面的发纹触觉印象也可能不会得到保持。
同时，如果作为超薄层的防指纹涂层A的厚度在0.01μm至1.0μm的范围内，则甚至在涂覆工艺之后，防指纹涂层A可以不仅具有透明度而且还展示所述衬底的金属感以及所述衬底表面的发纹触觉印象。另外，通过形成防指纹涂层A，所述衬底的表面可以具有耐指纹性和耐化学性。
因此，已确认作为具有控制在合适范围内的厚度的超薄层而形成的防指纹涂层A具有优异的特性。
同时，通过调节用于形成防指纹涂层A的防指纹涂料组合物中聚倍半硅氧烷的量，可以控制壳体H的表面的发纹触觉印象。例如，基于涂料组合物的总重量，涂料组合物可包含0.1重量份至60重量份的聚倍半硅氧烷。将描述相对于聚倍半硅氧烷的量在金属衬底S的表面上形成防指纹涂层A的实例。
图4示出了防指纹材料涂覆的衬底300的横截面，防指纹材料涂覆的衬底300具有包含在涂料组合物中的不同量的聚倍半硅氧烷。
参考图4，可确认随着聚倍半硅氧烷的量降低，防指纹涂层A1的厚度降低，并且防指纹材料涂覆的衬底300的表面粗糙度增加。
反之，可确认随着聚倍半硅氧烷的量增加，防指纹涂层A2的厚度增加，并且防指纹材料涂覆的衬底300的表面粗糙度降低。
即，根据所需的表面特性，可通过调节聚倍半硅氧烷的量控制防指纹材料涂覆的衬底300的表面粗糙度。
以上已描述了一种情况，在该情况中根据实施方案的防指纹材料涂覆的衬底300应用于电子装置的壳体H。以上提供的参考图1至图3关于防指纹材料涂覆的衬底300的描述将不再重复。
接下来，将描述防指纹材料涂覆的衬底300的修改实例。防指纹材料涂覆的衬底300的修改实例也可应用于电子装置的外表面。
图5为示出根据另一实施方案的防指纹材料涂覆的衬底300a结构的横截面视图。参考图5，防指纹材料涂覆的衬底300a可包括经发纹处理的金属衬底S、设置在金属衬底S表面上的金属涂层M，以及设置在金属涂层M表面上并包含聚倍半硅氧烷的防指纹涂层A。即，图5中所示的防指纹材料涂覆的衬底300a与图3中所示的防指纹材料涂覆的衬底300的区别在于：金属涂层M设置在金属衬底S和防指纹涂层A之间。将基于与图3那些实施方案的不同来描述该实施方案。
金属涂层M可用于增加金属衬底S和防指纹涂层A之间的粘合度。然而，金属涂层M并非必需的。在各种实施方案中也可无需金属涂层M。
当使用金属涂层M时，金属涂层M可具有几个纳米(nm)的厚度。如以上所述，根据本实施方案的防指纹材料涂覆的衬底300可通过将超薄防指纹涂层A应用于金属衬底S的表面来保持金属衬底S的经发纹处理的表面。因此，金属涂层M也可形成为具有在能够保持该经发纹处理的表面的范围内的厚度。
金属涂层M可包含选自钼(Mo)、锆(Zr)、钛(Ti)、锰(Mn)和硅(Si)中的至少一种金属元素，并且也可由金属元素的合金组合物形成。然而，适用于金属涂层M的金属元素的实例并不限于此，并且金属涂层M也可包含增加金属衬底S和防指纹涂层A之间的粘合度的任何元素。
已经描述了其中应用防指纹材料涂覆的衬底300和300a的电子装置的各种实例。
接下来，为有助于理解实施方案，将描述相对于涂料组合物的类型防指纹材料涂覆的衬底的特性的测试结果。
首先，将描述制备用于测试的防指纹涂料组合物的工艺和用所述涂料组合物涂覆不锈钢衬底的方法。
制备用于测试的防指纹涂料组合物的工艺如下。
通过在氮气气氛下将聚倍半硅氧烷和SK全球化学有限公司(SK global chemicalCo.Ltd.)生产的Kocosol-100溶剂混合于加压的容器内，制备防指纹涂料组合物。然后，将所述涂料组合物搅拌至均匀状态，并采用CSM的微孔过滤器(0.6μm)去除其中的液体颗粒后使用。
然后，按照如下所述将所述涂料组合物涂覆在不锈钢衬底上。
将不锈钢线圈放置在涂料器的进料单元内，并将所述防指纹涂料组合物添加至墨盘中。然后，将所述线圈送入涂料器头内，所述涂料器头包括蘸料辊、接触辊和层压辊。当所述线圈通过这些辊时，所述涂料组合物被涂覆在所述线圈的表面上。
完成该涂覆工艺后，进行干燥工艺。更具体地，将所述线圈引入被分为多个部分的干燥炉中，然后干燥所述涂料组合物。例如，干燥炉可分为四个部分，并可将各部分的温度控制在约180℃至约220℃的范围内。
将参考以下实施例和比较例进一步详细描述根据前述工艺制备的防指纹材料涂覆的衬底300。
实施例1
通过用涂料组合物涂覆不锈钢来制备防指纹材料涂覆的衬底，所述涂料组合物是通过将15重量份的具有甲基(-CH3)作为官能团的固体聚倍半硅氧烷和85重量份的SK全球化学有限公司生产的Kocosol-100溶剂混合来制备的。
实施例2
通过用涂料组合物涂覆不锈钢来制备防指纹材料涂覆的衬底，所述涂料组合物是通过将15重量份的具有乙烯基(-CH＝CH2)作为官能团的固体聚倍半硅氧烷和85重量份的SK全球化学有限公司生产的Kocosol-100溶剂混合来制备的。
实施例3
通过用涂料组合物涂覆不锈钢来制备防指纹材料涂覆的衬底，所述涂料组合物是通过将15重量份的具有环氧基作为官能团的固体聚倍半硅氧烷和85重量份的SK全球化学有限公司生产的Kocosol-100溶剂混合来制备的。
比较例1
通过用涂料组合物涂覆不锈钢来制备防指纹材料涂覆的衬底，所述涂料组合物是通过将15重量份的固体聚氨酯丙烯酸酯树脂和85重量份的SK全球化学有限公司生产的Kocosol-100溶剂混合来制备的。
比较例2
通过用涂料组合物涂覆不锈钢来制备防指纹材料涂覆的衬底，所述涂料组合物是通过将15重量份的固体有机硅氧烷(PDMS)树脂和85重量份的SK全球化学有限公司生产的Kocosol-100溶剂混合来制备的。
根据实施例1至3和比较例1和2制备的防指纹材料涂覆的衬底300的特性示于以下表3中。
表3
参考表3，可以确认，根据实施例1至3和比较例1和2制备的所有防指纹材料涂覆的衬底显示了良好的耐指纹性。
还可以确认，根据实施例1至3和比较例2制备的防指纹材料涂覆的衬底显示了良好的透明度，而根据比较例1的防指纹材料涂覆的衬底具有差的透明度。
还可以确认，根据实施例1至3的所有防指纹材料涂覆的衬底显示了良好的耐擦伤性，而根据比较例2的防指纹材料涂覆的衬底显示了差的耐擦伤性。
还可以确认，根据实施例1至3和比较例1和2的所有防指纹材料涂覆的衬底显示了良好的柔韧性。
还可以确认，根据实施例2和3以及比较例1和2的防指纹材料涂覆的衬底显示了良好的储存稳定性，而根据实施例1的防指纹材料涂覆的衬底显示了差的储存稳定性。
基于所述测试结果，已确认，根据实施例3的防指纹材料涂覆的衬底显示了良好的耐指纹性、优异的耐擦伤性、良好的柔韧性和良好的储存稳定性。即，已确认，当防指纹涂料组合物包含具有环氧基作为官能团的聚倍半硅氧烷作为主要组分时，所述涂层具有优异的性能。
从以上描述显而易见的是，根据所述防指纹材料涂覆的衬底和包括其的电子装置，可获得以下效果。
首先，因为由所述有机-无机杂化材料形成的所述防指纹涂层具有高透明度，所以所述衬底的金属光泽可得到保持。
另外，由于所述有机-无机杂化材料的高硬度，因而所述涂层可具有高的表面硬度，从而改善产品的耐久性。
此外，根据实施方案的所述防指纹涂层作为超薄膜应用，所述衬底的金属触觉印象可得到保持。更特别地，用户通过手不仅可具有所述衬底的金属触觉印象，还具有所述衬底表面的发纹触觉印象。
另外，因为所述衬底具有带有凸起和凹槽的不规则表面，所以入射到所述衬底上的光被漫反射，因此不会使用户目眩。
尽管已经显示并描述了根据本公开的实施方案的防指纹材料涂覆的衬底，以及应用所述防指纹材料涂覆的衬底的电子装置，但本领域技术人员应理解，在不背离本公开的原理和精神的情况下，可以改变这些实施方案，本公开的范围由权利要求及其等效物限定。

Claims (10)

1.装置，其包括：
由经发纹处理的金属衬底形成的壳体；以及
设置在所述壳体的表面上的包含聚倍半硅氧烷的防指纹涂层。
2.根据权利要求1所述的装置，其中所述聚倍半硅氧烷具有由以下式1表示的结构单元：
式1
RSiO3/2
其中R包括选自环氧基、烷基和乙烯基中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的装置，其中所述防指纹涂层具有0.01μm至1.0μm的厚度。
4.根据权利要求1所述的装置，其中所述防指纹涂层是通过用包含所述聚倍半硅氧烷的涂料组合物涂覆所述壳体的表面来形成的。
5.根据权利要求4所述的装置，其中基于所述涂料组合物的总重量，所述涂料组合物包含0.1重量份至60重量份的所述聚倍半硅氧烷。
6.根据权利要求1所述的装置，其中：
所述壳体的表面的全部或部分经发纹处理，并且
所述壳体的表面的经发纹处理的部分具有150nm至300nm的表面粗糙度。
7.根据权利要求1所述的装置，其中所述壳体是由不锈钢材料形成的。
8.根据权利要求1所述的装置，其还包括设置在所述壳体和所述防指纹涂层之间的金属涂层。
9.根据权利要求8所述的装置，其中所述金属涂层包含选自钼、锆、钛、锰和硅中的至少一种金属元素。
10.根据权利要求1所述的装置，其中所述装置包括选自冰箱、清洁机器人、显示设备、空调和移动装置中的至少一种。
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