CN110337208A - 边框及其制作方法和电子器件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种边框及其制作方法和含有该边框的电子器件。该边框包括支撑层、装饰层和滤光条，所述支撑层为掺杂有纤维增强材料的塑料复合材质，所述装饰层为塑料复合材质，所述滤光条为供红外光透过的透明塑料材质，所述装饰层设于所述支撑层的外侧，所述滤光条设于所述支撑层的内侧，且所述支撑层、所述装饰层以及所述滤光条为共挤出成型的一体式结构。该边框整体上采用塑料材质，质轻，且不会对通信信号造成影响；支撑层为掺杂有纤维增强材料的塑料复合材质，结构强度高，机械性能稳定；支撑层的外侧设有装饰层，外层也为塑料复合材质，可以将支撑层表面的浮纤覆盖遮住，因而整个边框表面不会观察到有浮纤出现，给用户的感官体验好。

Description

边框及其制作方法和电子器件
技术领域
本发明涉及电子产品壳体领域，尤其是涉及一种边框及其制作方法和含有该边框的电子器件。
背景技术
目前，市场流行的红外一体机边框材质大多采用金属类边框，如铝合金、镁合金或不锈钢等。金属边框具有结构强度高和表面装饰性好等优势，但同时也存在一些比较明显的缺点，如对电磁的屏蔽效应。红外一体机需要与外接设备有无线信号的传输，尤其是5G技术时代对无线信息的传递要求，金属边框材质会对信号产生非常大的影响；其次在较大的显示设备上采用金属边框会进一步增加设备重量，不利于运输；此外，金属材质成本及加工成本相对较高。这些问题都是值得进一步改善的部分。
用普通工程塑料类边框取代金属边框可以在一定程度上克服以上难题，但普通工程塑料边框也存在一些急需解决的问题，如结构强度低，在承载尺寸较大的显示设备时容易变形，还有普通工程塑料收缩率较高，在冷热环境变化时，尺寸变化较大。而通过纤维增强，如加入玻纤、碳纤维等制备的塑胶类复合材料可以在一定程度上有效提高产品的机械强度，但产品的表面浮纤很难克服，会严重影响产品的使用体验。
此外，在红外一体机中，红外触摸屏框架的一侧内往往需要安装有滤光条，该滤光条只能透过红外光，可以过滤掉其他环境光，以减少环境光的干扰。传统技术中滤光条需要单独生产，然后在装配时再通过卡扣或铆合的方式固定在边框内部，产生了相关的运输、包装、人工装配等成本，也不利于生产效率的提高。
发明内容
基于此，有必要提供一种易于制作、质轻、有利于降低对通信信号传输影响且无浮纤的边框及其制作方法和含有该边框的电子器件。
一种边框，包括支撑层、装饰层和滤光条，所述支撑层为掺杂有纤维增强材料的塑料复合材质，所述装饰层为塑料复合材质，所述滤光条为供红外光透过的透明塑料材质，所述装饰层设于所述支撑层的外侧，所述滤光条设于所述支撑层的内侧，且所述支撑层、所述装饰层以及所述滤光条为共挤出成型的一体式结构。
在其中一个实施例中，所述支撑层的塑料复合材质是以丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物为基体材料；和/或
所述纤维增强材料选自玻璃纤维、碳纤维和芳纶纤维中的至少一种；和/或
所述纤维增强材料在所述支撑层中的质量百分含量为10％～25％。
在其中一个实施例中，所述装饰层的塑料复合材质的基体材料选自丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物、聚碳酸酯和聚甲基丙烯酸甲酯中的至少一种；和/或
所述装饰层的塑料复合材质中加入有润滑剂、抗氧化剂和增塑剂中的至少一种；和/或
所述装饰层中掺杂有金属粉和/或珠光粉。
在其中一个实施例中，所述装饰层的各原料组分如下：
在其中一个实施例中，所述金属粉选自铝粉、金粉、银粉、锌粉、铜粉、锡粉、镍粉和铁粉中的至少一种；和/或
所述珠光粉选自玻璃珠光粉和云母珠光粉中的至少一种。
在其中一个实施例中，所述滤光条为红外滤光条；和/或
所述滤光条的材质选自聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、端硅烷基聚醚预聚体树脂和聚苯乙烯中的至少一种。
一种上述任一实施例所述的边框的制作方法，包括如下步骤：
提供或制备支撑层的粒料、装饰层的粒料和滤光条的粒料，所述支撑层的粒料为掺杂有纤维增强材料的塑料复合材质，所述装饰层的粒料为塑料复合材质，所述滤光条的粒料为供红外光透过的透明塑料材质；
将干燥的上述三种粒料分别加入对应的料筒中，从各自的模具中挤出熔体，并在机头处复合成型，经过冷却定型后得到粗产品；
对粗产品进行切割和拼接处理，得到所述边框。
在其中一个实施例中，所述支撑层、所述装饰层及所述滤光条的熔体挤出条件相同；和/或
所述从各自的模具中挤出熔体的工艺条件如下：
干燥时间：2h～5h；
干燥温度：80℃～120℃；
模具温度：60℃～100℃；
挤出温度：200℃～230℃；
螺杆转速：40rpm～80rpm。
一种电子器件，所述电子器件的边框为上述任一实施例所述的边框或者为上述任一实施例所述的边框的制作方法所制作的边框。
在其中一个实施例中，所述电子器件为红外触控输入设备，所述边框上安装有红外发射管，所述红外发射管位于所述滤光条的外侧。
上述边框整体上采用塑料材质，质轻，且不会对通信信号造成影响；支撑层为掺杂有纤维增强材料的塑料复合材质，结构强度高，机械性能稳定；支撑层的外侧设有装饰层，外层也为塑料复合材质，可以将支撑层表面的浮纤覆盖遮住，因而整个边框表面不会观察到有浮纤出现，给用户的感官体验好。
附图说明
图1为本发明提供的一种边框的部分结构示意图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
如图1所示，本发明提供了一种边框100，其包括支撑层110、装饰层120和滤光条130。支撑层110为掺杂有纤维增强材料的塑料复合材质，装饰层120为塑料复合材质，滤光条130为供红外光透过的透明塑料材质。装饰层120设于支撑层110的外侧，滤光条130设于支撑层110的内侧，且支撑层110、装饰层120以及滤光条130为共挤出成型的一体式结构。
支撑层110为整个边框100的结构强度支持层，是主要的受力材料层。在一个具体示例中，支撑层110的塑料复合材质是以丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物(ABS)为基体材料。支撑层110的厚度可以是但不限于0.5mm～20mm，例如可以是0.5mm、1mm、3mm、5mm、8mm、10mm、12mm、15mm、18mm或20mm等。
纤维增强材料用于增强整个支撑层110的结构强度和机械性能，防止支撑层110随环境冷热变化而收缩或膨胀，保证支撑层110的外形稳定，并且通过纤维增强可以提高材料比强度和比模量，增强材料抗腐蚀性和耐久性能。在一个具体示例中，纤维增强材料选自玻璃纤维(GF)、碳纤维(CF)和芳纶纤维中的至少一种。优选地，纤维增强材料在支撑层110中的质量百分含量为10％～25％，例如可以是10％、12％、15％、18％、20％、23％或25％等。
装饰层120覆盖在支撑层110的外侧，可用于覆盖住支撑层110表面的浮纤，增强产品的使用体验。在一个具体示例中，装饰层120的塑料复合材质的基体材料选自丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物(ABS)、聚碳酸酯(PC)和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)中的至少一种。装饰层120的厚度可以是但不限于0.5mm～20mm，例如可以是0.5mm、1mm、3mm、5mm、8mm、10mm、12mm、15mm、18mm或20mm等。
优选地，装饰层120中掺杂有金属粉和/或珠光粉。金属粉和/或珠光粉可以赋予材料金属质感，使材料本身就具有金属外观，因而无需再在表面喷涂油漆等装饰层材料。进一步，优选地，装饰层120的塑料复合材质中加入有润滑剂、抗氧化剂和增塑剂中的至少一种。润滑剂可以有效改善金属粉和/或珠光粉在基体材料中的分散性，提高材料的加工性能和外观质量。抗氧化剂可以提高材料的抗氧化性，进而有利于提高材料的耐久性能。增塑剂可以提高材料的柔韧性等机械性能，使产品易于加工成型，并且易于安装。
在一个具体示例中，金属粉选自铝粉、金粉、银粉、锌粉、铜粉、锡粉、镍粉和铁粉中的至少一种。珠光粉选自玻璃珠光粉和云母珠光粉中的至少一种。
更具体地，在一个示例中，装饰层120的各原料组分及重量份数如下：
在一个优选的示例中，装饰层120的各原料组分及重量份数如下：
滤光条130用于滤除杂光，例如在本发明，滤光条130为红外滤光条，优选只允许红外光通过。在一个具体示例中，滤光条130的材质选自聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、端硅烷基聚醚预聚体(MS)树脂和聚苯乙烯(PS)中的至少一种。滤光条130用于设在红外发射光之前，以滤除杂光，增强有效的感应信号。
该边框100采用三种材料共挤出成型工艺，可以一步制备滤光条130、支撑层110和装饰层120，无需再进行滤光条130的装配操作，可降低运输和装配成本。
进一步，该装饰层120优选是一种免喷涂外层，这样就无需在边框100的表面再喷涂其他装饰层材料，从而可以缩减加工工序，降低工艺成本，提高生产效率。
本发明还提供了一种边框的制作方法，其包括如下步骤：
步骤一：提供或制备支撑层的粒料、装饰层的粒料和滤光条的粒料，支撑层的粒料为掺杂有纤维增强材料的塑料复合材质，装饰层的粒料为塑料复合材质，滤光条的粒料为供红外光透过的透明塑料材质；
步骤二：将干燥的上述三种粒料分别加入对应的料筒中，从各自的模具中挤出熔体，并在机头处复合成型，经过冷却定型后得到粗产品；
步骤三：对粗产品进行切割和拼接处理，得到边框。
在一个具体示例中，在步骤一中，各种粒料可以采用双螺杆挤出机挤出造粒的方式制作，例如对于含有基体材料、金属粉、珠光粉、润滑剂、抗氧化剂和增塑剂的装饰层的塑料复合材质，在挤出造粒之前，可将各原料安装一定的配比加入至高速混合机中先混合均匀，例如在100r/min的转速下搅拌混合5min，然后将混合料置于双螺杆挤出机中进行混炼挤出，基础温度可以是但不限于240℃，冷却后切粒，即可得到装饰层的粒料。其他粒料可同理制作。
进一步，在一个具体示例中，步骤二中支撑层、装饰层及滤光条的熔体挤出条件相同。进一步，步骤二中从各自的模具中挤出熔体的工艺条件可以按照但不限于如下：
干燥时间：2h～5h；
干燥温度：80℃～120℃；
模具温度：60℃～100℃；
挤出温度：200℃～230℃；
螺杆转速：40rpm～80rpm。
所述切割是在冷却定型后可以根据预设的边框的尺寸进行切段处理，然后可以对切段的条状粗产品的两端进行加工处理，拼接后即可得到一体式边框。
此外，本发明还提供了一种电子器件，其边框为上述任一示例所述的边框100。
如图1所示，在一个具体示例中，电子器件为红外触控输入设备，边框100上安装有红外发射管200，红外发射管300位于滤光条130的外侧。红外发射管200发射的红外光经由滤光条130滤光后射入电子器件的触摸应感区域。
上述边框100整体上采用塑料材质，质轻，且不会对通信信号造成影响；支撑层110为掺杂有纤维增强材料的塑料复合材质，结构强度高，机械性能稳定；支撑层110的外侧设有装饰层120，外层也为塑料复合材质，可以将支撑层110表面的浮纤覆盖遮住，因而整个边框100表面不会观察到有浮纤出现，给用户的感官体验好。
以下结合具体实施例和对比例对本发明的边框及其制作方法做进一步详细的说明。各实施例和对比例主要研究了不同的材料组成和不同的挤出条件对支撑层的性能影响。
可理解，各实施例中的参数只是具体的操作示例，并不用于限制本发明。
如下表1所示，实施例1-6级对比例1-3分别研究了不同组成的支撑层的材料特性。
表1
注：模具温度：65℃；挤出温度：220℃，螺杆转速60rpm。
得到的各支撑层的机械性能指标测试结果如下表2所示。
表2
性能 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 对比例1 测试方法ASTM
拉伸强度 42Mpa 45Mpa 47Mpa 44Mpa 21Mpa D638
拉伸率 35％ 36％ 34％ 36％ 42％ D638
弯曲强度 73Mpa 75Mpa 74Mpa 76Mpa 36Mpa D790
弯曲模量 2000Mpa 2003Mpa 2001Mpa 2002Mpa 867Mpa D790
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种边框，其特征在于，包括支撑层、装饰层和滤光条，所述支撑层为掺杂有纤维增强材料的塑料复合材质，所述装饰层为塑料复合材质，所述滤光条为供红外光透过的透明塑料材质，所述装饰层设于所述支撑层的外侧，所述滤光条设于所述支撑层的内侧，且所述支撑层、所述装饰层以及所述滤光条为共挤出成型的一体式结构。
2.如权利要求1所述的边框，其特征在于，所述支撑层的塑料复合材质是以丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物为基体材料；和/或
所述纤维增强材料选自玻璃纤维、碳纤维和芳纶纤维中的至少一种；和/或
所述纤维增强材料在所述支撑层中的质量百分含量为10％～25％。
3.如权利要求1所述的边框，其特征在于，所述装饰层的塑料复合材质的基体材料选自丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物、聚碳酸酯和聚甲基丙烯酸甲酯中的至少一种；和/或
所述装饰层的塑料复合材质中加入有润滑剂、抗氧化剂和增塑剂中的至少一种；和/或
所述装饰层中掺杂有金属粉和/或珠光粉。
4.如权利要求3所述的边框，其特征在于，所述装饰层的各原料组分如下：
5.如权利要求3或4所述的边框，其特征在于，所述金属粉选自铝粉、金粉、银粉、锌粉、铜粉、锡粉、镍粉和铁粉中的至少一种；和/或
所述珠光粉选自玻璃珠光粉和云母珠光粉中的至少一种。
6.如权利要求1～4中任一项所述的边框，其特征在于，所述滤光条为红外滤光条；和/或
所述滤光条的材质选自聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、端硅烷基聚醚预聚体树脂和聚苯乙烯中的至少一种。
7.一种如权利要求1～6中任一项所述的边框的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：
提供或制备支撑层的粒料、装饰层的粒料和滤光条的粒料，所述支撑层的粒料为掺杂有纤维增强材料的塑料复合材质，所述装饰层的粒料为塑料复合材质，所述滤光条的粒料为供红外光透过的透明塑料材质；
将干燥的上述三种粒料分别加入对应的料筒中，从各自的模具中挤出熔体，并在机头处复合成型，经过冷却定型后得到粗产品；
对粗产品进行切割和拼接处理，得到所述边框。
8.如权利要求7所述的边框的制作方法，其特征在于，所述支撑层、所述装饰层及所述滤光条的熔体挤出条件相同；和/或
所述从各自的模具中挤出熔体的工艺条件如下：
干燥时间：2h～5h；
干燥温度：80℃～120℃；
模具温度：60℃～100℃；
挤出温度：200℃～230℃；
螺杆转速：40rpm～80rpm。
9.一种电子器件，其特征在于，所述电子器件的边框为如权利要求1～6中任一项所述的边框或者为如权利要求7或8所述的边框的制作方法所制作的边框。
10.如权利要求9所述的电子器件，其特征在于，所述电子器件为红外触控输入设备，所述边框上安装有红外发射管，所述红外发射管位于所述滤光条的外侧。
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