用于阳极氧化层中降低的染料吸收的染料溶液替代物制造技术

本发明专利技术题为“用于阳极氧化层中降低的染料吸收的染料溶液替代物。”本申请涉及用于便携式电子设备的外壳。外壳包括铝合金基底和由铝合金基底形成并覆盖该铝合金基底的阳极氧化层。所述阳极氧化层包括孔，其中所述孔包括(i)赋予阳极氧化层颜色的染料颗粒，和(ii)二价金属阳离子。

Dye solution substitutes for reduced dye absorption in anodized layers

【技术实现步骤摘要】
用于阳极氧化层中降低的染料吸收的染料溶液替代物
所描述的实施方案整体涉及在染色阳极氧化部分时减缓或减少染料吸收的技术更具体地，所描述的实施方案涉及在染色阳极氧化部分时使用二价金属阳离子的系统和方法，以便延迟染料吸收到阳极氧化部分中并增加染色阳极氧化部分的耐腐蚀性。
技术介绍
用于便携式电子设备的外壳可包括阳极氧化层，该阳极氧化层可以不同颜色染色，以使这些外壳具有美学上令人愉悦的外观。特别是，由于用于赋予浅色调的染料颗粒的溶解度极限，将这些外壳的阳极氧化层均匀地染成浅色调是具有挑战性的。实际上，较轻浓度的染料颗粒导致不均匀的染料吸收和这些外壳的不均匀颜色均匀性，而较高浓度的染料颗粒导致多个外壳上的颜色过度饱和。此外，染色过程不应打开这些阳极氧化层，以使得更容易腐蚀。因此，需要延迟染料颗粒吸收到多个外壳的阳极氧化层，以便提供必要的控制以提供浅色调以及增加耐腐蚀性。
技术实现思路
本文描述了涉及用于染色阳极氧化部分的技术的各种实施方案。特别地，各种实施方案涉及在染色阳极氧化部分时使用二价金属阳离子的系统和方法，以减缓或减少染料吸收到阳极氧化部分中并增加染色阳极氧化部分的耐腐蚀性。根据一些实施方案，描述了用于便携式电子设备的外壳。外壳包括铝合金基底和由铝合金基底覆盖并形成的阳极氧化层。阳极氧化层包括孔，其中孔包括(i)赋予阳极氧化层颜色的染料颗粒，和(ii)二价金属阳离子。根据一些实施方案，描述了一种用于具有染色颜色的便携式电子设备的外壳。外壳包括金属基底和覆盖金属基底的金属氧化物层，金属氧化物层包括孔。金属氧化物层包括(i)染料颗粒和结合到孔的孔壁的结合位点的阴离子，和(ii)分散在孔内的二价金属阳离子，其中阴离子占据孔壁的多个结合位点，从而使用50到100之间的CIEL*a*b*颜色空间赋予金属氧化物层具有L*值的染色颜色。根据一些实施方案，本专利技术描述了一种用于对便携式电子设备的外壳进行染色的方法，该外壳包括金属基底和覆盖金属基底的金属氧化物层。该方法包括通过将金属氧化物层暴露于染料溶液形成染色的金属氧化物层，所述染料溶液包括(i)染料颗粒，和(ii)二价金属阳离子-阴离子分子，从而使二价金属阳离子分散在金属氧化物层的孔内，其中染色的金属氧化物层具有比金属氧化物层低的离子导电性。根据结合以举例的方式示出所述实施方案的原理的附图而进行的以下详细描述，本专利技术的其他方面和优点将变得显而易见。提供本
技术实现思路
仅用于概述一些实施例实施方案的目的，以便提供对本文所述主题的一些方面的基本理解。于是，应当了解，上述特征仅为示例，并且不应解释为以任何方式缩窄本文所描述的主题的范围或实质。本文所描述的主题的其它特征、方面和优点将通过以下具体实施方式、附图和权利要求书而变得显而易见。附图说明本公开通过下面结合附图的具体描述将更易于理解，其中类似的附图标记表示类似的结构元件。图1示出了根据一些实施方案的具有金属表面的各种便携式电子设备的透视图，所述金属表面可使用本文所述的染料溶液染色。图2A-2D示出了根据一些实施方案的经历用于控制染料吸收的各种过程的金属部件的横截面视图。图3示出了根据一些实施方案的染色过程中阳极氧化部分的横截面示意图。图4示出了根据一些实施方案的用于控制金属部件的染料吸收以增加耐腐蚀性的方法。图5示出了根据一些实施例的表示％阻抗作为硫酸根离子源浓度的函数变化的关系的曲线图。图6示出了根据一些实施例的表示染色阳极氧化部分的L*值作为硫酸根离子浓度的函数关系的图。具体实施方式在该部分描述了根据本申请的方法与装置的代表性应用。提供这些实施例仅为了添加上下文并有助于理解所描述的实施方案。因此，对于本领域的技术人员而言将显而易见的是，可在没有这些具体细节中的一些或全部的情况下实践所述实施方案。在其他情况下，为了避免不必要地模糊所述实施方案，未详细描述熟知的处理步骤。其他应用是可能的，使得以下实施例不应被当作是限制性的。在以下详细描述中，参考了形成说明书的一部分的附图，并且在附图中以例示的方式示出了根据所述实施方案的具体实施方案。虽然这些实施方案被描述得足够详细，以使本领域的技术人员能够实践所述实施方案，但是应当理解，这些示例不是限制性的；使得可以使用其他实施方案，并且可以在不脱离所述实施方案的实质和范围的情况下作出修改。本文所述的实施方案提出了用于延迟阳极氧化部分对染料颗粒的吸收的技术，以便在多个染色的阳极氧化部分上赋予染料均匀性，特别是在染色时间必须短以限制染料吸收的浅色调中。例如，在颜色染色过程中，使用颜色染料浴染色阳极氧化部件的多个导杆(例如，数千或数万个部件等)。为了获得浅色，而不是更深、更饱和的颜色，阳极氧化部件在染料溶液中的浸入时间必然很短-例如，约60秒。另外，当在单个染浴中染色大量阳极氧化部件时，在染浴底部的那些阳极氧化部件与染浴顶部的阳极氧化部件之间的浸泡时间差异可达20秒。因此，浸泡时间的这20秒差异可导致这些染色阳极氧化部件之间的颜色变化>10％。此外，当使用浅色染料(例如，柠檬黄、喹诺酮黄等)时，这种差异变得更加明显，因为较浅色调的颜色更容易在这些染色的阳极氧化部件上产生斑状和不均匀的染料吸收。固定颜色变化的一种尝试包括通过掺入非常低浓度的染料颗粒(即<0.1g/L)来限制或减缓染料吸收到这些阳极氧化部件的孔结构中。然而，这种方法是不期望的，因为它倾向于产生低均匀性并导致斑点染料吸收到阳极氧化层的孔结构中。纺织品染色采用的减缓染料吸收的一种广泛采用的方式是在染料溶液中加入硫酸钠。硫酸根离子与染料竞争吸收到金属氧化物表面，染料吸收率可降低2-3倍。然而，即使硫酸钠浓度等于～1g/L的染料浓度，浅色调仍然需要染料浸泡时间不超过约1分钟。此外，使用硫酸钠来抑制或减缓染料吸收通常不适用于消费级便携式电子设备。实际上，硫酸钠的存在可能是不希望的，因为钠被掺入这些外壳的阳极氧化层中。实际上，在染色过程中，钠离子可能扩散到阳极氧化层中。由于这些外壳长期浸泡在一系列流体(例如氯化水、海水等)中，因此高pH和低pH水、氯化物、盐以及热和湿度循环的组合可分解阳极氧化层的金属氧化物材料。尽管阳极氧化层的孔可被水热密封，但阳极氧化层内钠离子的存在实际上可以增加离子导电性，从而允许氯离子穿过阳极氧化层并穿透下面的金属基底。此外，钠离子的存在实际上降低了水热密封在长期使用中的性能。实际上，向染料溶液中加入硫酸钠可增加阳极氧化层的离子导电性，从而使水热密封性能降低多达50％(通过当样品在盐溶液中经受24小时时阻抗的降低来测量)。因此，本文所述的技术涉及引入二价金属阳离子，诸如硫酸锌作为硫酸根离子源，其中锌是二价的(与单价的钠相反)。因此，在仅使用一半相应阳离子(例如锌)的染料溶液中可达到等效浓度的活性阴离子物质(硫酸根离子)。这继而导致密封的金属氧化物层中较低水平的阳离子保留并降低整个金属氧化物层的离子导电性。此外，硫酸锌比硫酸钠也一样有效或更有效地减缓染料吸收到孔隙中，因为硫本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于便携式电子设备的外壳，所述外壳包括：/n铝合金基底；以及/n阳极氧化层，所述阳极氧化层由所述铝合金基底形成并覆盖所述铝合金基底，所述阳极氧化层具有包括以下项的孔：/n(i)染料颗粒，所述染料颗粒赋予所述阳极氧化层颜色，以及/n(ii)二价金属阳离子。/n

【技术特征摘要】
20180817 US 16/104,4771.一种用于便携式电子设备的外壳，所述外壳包括：
铝合金基底；以及
阳极氧化层，所述阳极氧化层由所述铝合金基底形成并覆盖所述铝合金基底，所述阳极氧化层具有包括以下项的孔：
(i)染料颗粒，所述染料颗粒赋予所述阳极氧化层颜色，以及
(ii)二价金属阳离子。


2.根据权利要求1所述的用于便携式电子设备的外壳，其中使用CIEL*a*b*颜色空间测量的所述阳极氧化层的所述颜色具有50至100之间的L*值。


3.根据权利要求1所述的用于便携式电子设备的外壳，其中所述二价金属阳离子包括钡、钙、钴、铜、锗、铁、镧、镁、锰、镍、锶、锡、铀、钒、钇或锌中的至少一种。


4.根据权利要求1所述的用于便携式电子设备的外壳，其中所述阳极氧化层包含约1重量％至约10重量％之间的所述二价金属阳离子。


5.根据权利要求1所述的用于便携式电子设备的外壳，其中所述染料颗粒与所述孔的孔壁处的结合位点结合。


6.根据权利要求5所述的用于便携式电子设备的外壳，其中所述阳极氧化层还包括占据多个所述结合位点的阴离子，以限制可用于与所述染料颗粒结合的所述结合位点的数量。


7.根据权利要求6所述的用于便携式电子设备的外壳，其中所述阴离子包括硫酸盐、磷酸盐或硅酸盐中的至少一种。


8.根据权利要求1所述的用于便携式电子设备的外壳，其中所述阳极氧化层包括约5％或更少的所述二价金属阳离子的峰值浓度。


9.一种具有染色颜色的用于便携式电子设备的外壳，所述外壳包括：
金属基底；以及
覆盖所述金属基底的金属氧化物层，所述金属氧化物层包括孔，其中所述金属氧化物层包括：
(i)染料颗粒和阴离子，所述染料颗粒和阴离子结合到所述孔的孔壁的结合位点，以及
(ii)二价金属阳离子，所述二价金属阳离子分散在所述孔隙内，其中所述阴离子占据了所述孔壁的多个所述结合位点，从而使用CIEL*a*b*颜色空间赋予所述金属...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·A·库兰，J·A·迪恩，T·S·明茨，
申请(专利权)人：苹果公司，
类型：发明
国别省市：美国;US