颜色匹配的聚合物材料及其形成方法技术

本发明专利技术公开了与非聚合物材料颜色匹配的聚合物材料。方法涉及将用于对非聚合物材料进行着色的相同类型的染料掺入聚合物材料内。在一些实施方案中，使用涉及利用溶剂或溶剂的组合来溶解聚合物材料和染料的溶剂浇铸工艺，从而形成染料‑聚合物混合物。在一些实施方案中，该染料‑聚合物混合物被分配到载体上，并且溶剂被去除，从而形成可作为颜色饰面被施加到部件上的染色的聚合物层。在一些实施方案中，该染料‑聚合物混合物被分配到模具中，并且溶剂被去除，从而形成可用作较大结构的一部分或独立结构的染色的聚合物结构。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开整体涉及一种用于对聚合物材料进行着色的方法，并且更具体地涉及匹配非聚合物材料的颜色。该方法可用于形成电子设备的彩色外壳或外壳的彩色部分。
技术介绍
很多计算设备具有包括给予设备美观且耐用的外观和感觉的金属表面的外壳和覆盖件。该金属表面通常具有提高金属的耐腐蚀性和耐磨损性的薄钝化层。该薄钝化层通常使用被称为阳极化的电解工艺来形成，其中金属部件充当阳极。在阳极化期间，暴露金属的一部分被转变成有时被称为阳极膜或阳极层的金属氧化物层。该阳极层可被染色，以给予金属表面多种不同颜色中的任意颜色。计算设备的外壳常常具有非金属部分。例如，触摸板覆盖件和射频天线窗口需要由非金属材料制成，以便分别允许下方的触摸板和射频天线正确工作。这些非金属部分可由非电容性材料和/或射频透明材料诸如塑料或玻璃形成。与在金属外壳内包括非金属部分相关联的一个设计挑战是保持有光泽且连贯一致的具有总体金属外观的外壳。该非金属部分可被染色，以匹配相邻染色的阳极化金属表面的颜色。然而，可能很难在非金属部分与金属部分之间实现正确的颜色匹配。这是因为非金属部分和金属部分的阳极层通常接受不同类型的染料。结果是染色的非金属部分具有与染色的阳极化金属表面略微不同的颜色，这可能有损外壳的一致颜色和连续外观。
技术实现思路
本文描述了与颜色匹配的聚合物材料及其形成方法有关的多种实施方案。根据一个实施方案，描述了一种将水溶性染料掺入到水不溶性聚合物材料内的方法。该方法包括通过将聚合物材料和水溶性染料溶解在至少一种溶剂内来形成流体染料-聚合物混合物。该方法还包括将流体染料-聚合物混合物分配到载体的表面上。该方法还包括通过从流体染料-聚合物混合物去除溶剂来形成染色的聚合物层。根据另一个实施方案，描述了一种形成具有染色的阳极化金属外观的复合层的方法。该方法包括通过在载体结构上固化染料-聚合物混合物来形成染色的聚合物层。该染色的聚合物层是半透明的并且在其中浸有水溶性染料。该水溶性染料向染色的聚合物层赋予与在其中浸有该水溶性染料的阳极层的颜色匹配的颜色。该染色的聚合物层具有第一反射/透射曲线，并且阳极层具有第二反射/透射曲线。该第一反射/透射曲线与第二反射/透射曲线基本上相同。该方法还包括通过在染色的聚合物层的第一表面上施加光学反射涂层来形成复合层。该光学反射层具有多个可见光反射表面，使得光学反射层表现为位于染色的聚合物层下方的金属基底。根据另一个实施方案，描述了一种染色的聚合物层。该染色的聚合物包括水不溶性固体聚合物材料。该固体聚合物材料可以是不透明的、部分不透明的或者半透明的/透明的。该染色的聚合物还包括掺在固体聚合物材料内的水溶性染料，使得染色的聚合物结构具有与水溶性染料的颜色对应的颜色。根据另一个实施方案，描述了一种形成颜色与染色的阳极层基本上相同的染色的聚合物层。该方法包括通过将至少一种聚合物和至少一种染料溶解在至少一种溶剂中来形成流体染料-聚合物混合物。该染料与染色的阳极层内的阳极染料是相同类型的染料。该方法还包括将流体染料-聚合物混合物分配到载体结构的表面上。该方法还包括通过从流体染料-聚合物混合物去除溶剂来形成染色的聚合物层。当溶剂被去除时，该流体染料-聚合物混合物固化成染色的聚合物结构。根据另一个实施方案，描述了一种电子设备的外壳。该外壳包括具有阳极化表面的金属部分。该阳极化表面具有在其中浸有阳极染料的染色的阳极膜。染色的阳极膜的特征在于当由第一光源照明时具有第一光谱反射/透射曲线。该外壳还包括在其中浸有阳极染料的染色的聚合物部分。该染色的聚合物部分的特征在于当由第一光源照明时具有第二光谱反射/透射曲线。第一光谱反射/透射曲线与第二光谱反射/透射曲线基本上相同。根据另一个实施方案，描述了一种层合叠层。该层合叠层包括由第一材料制成的第一保护覆盖件。该第一保护覆盖件具有至其附着有光学反射层的第一表面。该层合叠层还包括由基本上透明的第二材料制成的第二保护覆盖件。该第二保护覆盖件具有与层合叠层的查看表面对应的第二表面。该层合叠层还包括被设置在第一保护覆盖件和第二保护覆盖件之间的染色的聚合物层。该染色的聚合物层为基本上半透明的并且在其中浸有阳极染料。当从查看表面查看时，穿过染色的聚合物层和第二保护覆盖件能够查看该光学反射层，以给予层合叠层该染色的阳极化金属的外观。下方将详细描述这些实施方案以及其他实施方案。附图说明通过结合附图的以下详细描述将易于理解本公开，其中相同的附图标号指示相同的结构元件，并且其中：图1示出了包括可使用本文所述的方法着色以匹配染色的阳极化金属部分的非金属部分的膝上型计算机的透视图。图2示出了包括可使用本文所述的方法着色以匹配染色的阳极化金属部分的非金属部分的移动电话的透视顶视图和透视底视图。图3示出了具有阳极化金属部分和聚合物部分的部件的横截面视图。图4A和图4B示出了在标准日光照射条件下照明的对象的光谱反射/透射光谱和用于模拟响应于该对象的光谱刺激的人类视觉的x、y、z观测器的表示。图4C示出了荧光光源的光谱功率分布曲线。图4D示出了D65光源的光谱功率分布曲线。图5A至图5C示出了根据一些实施方案的可在溶剂浇铸工艺中使用的染料-聚合物混合物的形成。图5D对应于图5A至图5C示出了用于指示染料-聚合物混合物的形成的流程图。图6A至图6D示出了使用根据一些实施方案的工艺形成的染色的聚合物层的横截面视图。图6E对应于图6A至图6D示出了用于指示染色的聚合物层的形成的流程图。图7A至图7D示出了使用根据一些实施方案的工艺形成的阳极化金属外观复合层的横截面视图。图7E对应于图7A至图7D示出了用于指示阳极化金属外观复合层的形成的流程图。图8A至图8D示出了使用根据一些实施方案的工艺形成的染色的聚合物结构的横截面视图。图8E对应于图8A至图8D示出了用于指示染色的聚合物结构的形成的流程图。图9示出了用于指示根据一些实施方案形成染色的聚合物层和结构的通常性方案的流程图。图10A至图10D示出了各自包括夹在保护覆盖件之间的染色的聚合物层的层合叠层结构的横截面视图。图11示出了用于指示形成诸如图10A至图10D中的每一者中所示那样的层合叠层的工艺的流程图。具体实施方式现在将详细参考附图所示的代表性实施方案。应当理解，以下描述并非旨在将实施方案限制于一个优选实施方案。相反，其旨在涵盖可被包括在由所附权利要求限定的所述实施方案的实质和范围内的替代形式、修改形式和等同形式。以下公开内容涉及对聚合物材料着色，使其与非聚合物材料的颜色匹配。在一个具体实施方案中，聚合物材料被着色成与染色的阳极化金属表面的颜色匹配。在一些应用中，颜色匹配的聚合物材料在部件上邻近染色的阳极化金属被定位，以给予该部件着色一致的外观。颜色匹配的聚合物材料可形成外壳诸如消费电子产品的外壳的外部部分。例如，颜色匹配的聚合物材料可被制造成计算机、便携式电子设备以及电子计算机附件(诸如总部位于Cupertino,California的Apple Inc.所制造的那些)的外壳。在一些实施方案中，颜色匹配的聚合物材料被成型为可用于覆盖部件的可见部分的薄层。在一个具体实施方案中，薄聚合物层模拟染色的阳极氧化物层的颜色。该薄聚合物层可以是不透明的或者部分不透明的。可利用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种将水溶性染料掺入水不溶性聚合物材料内的方法，所述方法包括：通过将所述聚合物材料和所述水溶性染料溶解在至少一种溶剂内来形成流体染料‑聚合物混合物；将所述流体染料‑聚合物混合物分配到载体的表面上；以及通过从所述流体染料‑聚合物混合物去除所述溶剂来形成染色的聚合物层。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.02.13 US 61/939,518;2014.02.25 US 14/190,018;1.一种将水溶性染料掺入水不溶性聚合物材料内的方法，所述方法包括：通过将所述聚合物材料和所述水溶性染料溶解在至少一种溶剂内来形成流体染料-聚合物混合物；将所述流体染料-聚合物混合物分配到载体的表面上；以及通过从所述流体染料-聚合物混合物去除所述溶剂来形成染色的聚合物层。2.根据权利要求1所述的方法，其中形成所述染色的聚合物层包括从所述混合物去除基本上所有所述溶剂。3.根据权利要求1所述的方法，其中还包括：在所述染色的聚合物层的第一表面上施加不透明层，穿过所述染色的聚合物层能够查看所述不透明层。4.根据权利要求3所述的方法，其中形成所述染色的聚合物层包括形成具有约10微米至约24微米范围内的厚度的染色的聚合物层。5.根据权利要求3所述的方法，其中形成所述染色的聚合物层包括形成具有约26微米至约100微米范围内的厚度的染色的聚合物层。6.根据权利要求4所述的方法，还包括：通过将所述染色的聚合物层施加到部件的表面上来向所述部件赋予颜色。7.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，还包括：在所述染色的聚合物层的第一表面上施加光学反射层，当穿过所述染色的聚合物层查看时，所述光学反射层模拟金属基底的外观。8.一种形成具有染色的阳极化金属外观的复合层的方法，所述方法包括：通过在载体结构上固化染料－聚合物混合物来形成染色的聚合物层，所述染色的聚合物层是半透明的，所述染色的聚合物层在其中浸有水溶性染料，所述水溶性染料向所述染色的聚合物层赋予与在其中浸有所述水溶性染料的阳极层的颜色匹配的颜色，所述染色的聚合物层具有第一光谱反射/透射曲线并且所述阳极层具有第二光谱反射/透射曲线，其中所述第一光谱反射/透射曲线与所述第二光谱反射/透射曲线基本上相同；以及通过在所述染色的聚合物层的第一表面上施加光学反射层来形成复合层，所述光学反射层具有多个可见光反射表面，使得所述光学反射层表现为所述染色的聚合物层下方的金属基底。9.根据权利要求8所述的方法，其中所述第一反射/透射曲线与所述染色的聚合物层对应并且所述第二反射/透射曲线与由第一光源照明的所述阳极层对应。10.根据权利要求9所述的方法，其中所述染色聚合物层具有第三反射/透射曲线并且所述阳极层具有与所述染色聚合物层和由第二光源照明的阳极层对应的第四反射/透射曲线，其中所述第三反射/透射曲线与所述第四反射/透射曲线基本上相同。11.根据权利要求8-10中任一项所述的方法，其中所述复合层为基本上非电容性的。12.一种染色的聚合物层，包含：水不溶性固体聚合物材料；和掺入所述固体聚合物材料内的水溶性染料，使得染色的聚合物层具有与所述水溶性染料的颜色对应的颜色。13.根据权利要求12所述的染色的聚合物层，其中所述水溶性染料与掺入染色的阳极层内的染料是相同类型的，其中在相同类型的照明源下，所述染色的聚合物层具有与所述染色的阳极层基本上相同的光谱反射/透射曲线。14.根据权利要求12所述的染色的聚合物层，其中所述水溶性染料与掺入染色的阳极层内的染料是相同类型的，其中在至少两种不同的照明源下，所述染色的聚合物层具有与所述染色的阳极层基本上相同的光谱反射/透射曲线。15.根据权利要求12所述的染色的聚合物层，其中所述固体聚合物材料为基本上透明的。16.根据权利要求12所述的染色的聚合物层，还包括：被设置在所述染色的聚合物层的第一表面上的光学反射层，其中穿过所述染色的聚合物层能够查看所述光学反射层。17.根据权利要求12所述的染色的聚合物层，还包括：被设置在所述染色的聚合物层的第二表面上的保护覆盖件，其中所述保护覆盖件为基本上透明的。18.根据权利要求12所述的染色的聚合物层，其中所述染色的聚合物层具有约10微米至约24微米范围内的厚度。19.根据权利要求12所述的染色的聚合物层，其中所述染色的聚合物层具有约26微米至约100微米范围内的厚度。20.根据权利要求12所述的染色的聚合物层，其中所述染色的聚合物层被定位在与染色的阳极层相邻的部件上，其中所述染色的阳极层包含与所述水溶性染料相同类型的染料。21.根据权利要求12-20中任一项所述的染色的聚合物层，其中所述固体聚合物材料包含以下各项中的至少一者：聚碳酸酯、聚乙烯丁缩醛、聚乙烯醇、聚醋酸乙烯酯、聚脲、聚氨酯、多环烯烃共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸酯共聚物、聚偏氟乙烯、聚酰亚胺、或它们的共聚物或混合物。22.一种形成具有与染色的阳极层基本上相同的颜色的染色的聚合物层的方法，所述方法包括：通过将至少一种聚合物和至少一种染料溶解在至少一种溶剂中来形成流体染料－聚合物混合物，其中所述至少一种染料包括与所述染色的阳极层内的阳极染料相同类型的染料；将所述流体染料-聚合物混合物分配到载体层的表面上；以及通过从所述流体染料－聚合物混合物去除所述溶剂来形成染色的聚合物层，其中当所述溶剂被去除时，所述流体染料－聚合物混合物固化成染色的聚合物层。23.根据权利要求22所述的方法，其中所述染色的聚合物层在至少两种不同的照明源下具有与所述染色的阳极层基本上相同的光谱反射/透射曲线。24.根据权利要求22和23中任一项所述的方法，还包括：在所述染色的聚合物层的第一表面上施加光学反射层，其中穿过所述染色的聚合物层能够查看所述光学反射层，使得所述光学反射层模拟金属基底的外观。25.一种用于电子设备的外壳，所述外壳包括：具有阳极化表面的金属部分，所述阳极化表面具有在其中浸有阳极染料的染色的阳极膜，所述染色的阳极膜的特征在于当由第一光源照明时具有第一反射/透射曲线；和在其中浸有所述阳极染料的染色的聚合物部分，所述染色的聚合物部分的特征在于当由所述第一光源照明时具有第二反射/透射曲线，其中所述第一反射/透射曲线与所述第二反射/透射曲线基本上相同。26.根据权利要求25所述的外壳，其中所述染色的聚合物部分的表面具有被设置在其上的光学反射层，所述光学反射层具有多个可见光反射表面，使得所述光学反射层表现为位于所述染色的聚合物部分下方的金属基底。27.一种层合叠层，包括：包含第一材料的第一保护覆盖件，所述第一保护覆盖件具有至其附着有光学反射层的第一表面；包含基本上透...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·P·德默斯，P·K·奥根伯格斯，B·S·法默，G·D·波，J·L·凯，
申请(专利权)人：苹果公司，
类型：发明
国别省市：美国;US