东莞市蒂森新材料有限公司(Dongguan DENSON Functional Materials Co., Ltd.)结合色浆配方研发与外观件配套经验,对手机、智能手表、TWS耳机、VR/AR头显等便携与可穿戴产品的外观着色进行工艺梳理。本案例聚焦上述随身佩戴与手持细分品类,覆盖珠光/变色龙/哑光肤感后盖、半透明冰透TWS外壳、亲肤液态硅胶表带与头显外壳面罩等典型CMF方案,其他桌面与供电类外观件不在本文案例范围内。文中工艺参数为打样确认口径,具体膜厚、固化条件与色浆用量须按基材、涂料体系与成品要求打样确定,不作固定配比推定。
便携与可穿戴产品外观件长期与手部皮肤、汗液、皮脂及化妆品接触,使用环境温差与摩擦频次高,着色方案需在颜色效果、触感与可靠性之间平衡。下表按品类归纳外观件、流行效果、典型工艺与关键性能关注点,作为方案选型的初步对照。
| 品类 | 主要外观件 | 流行CMF效果 | 典型着色/涂层工艺 | 关键性能关注点 |
|---|---|---|---|---|
| 手机 | 中框、后盖、保护壳件 | 珠光、干涉变色龙、金属感、哑光肤感、低饱和通透色 | 本体着色;UV底漆+面漆;真空电镀/PVD叠加有色面漆;水性涂料 | 耐汗液/化妆品、RCA耐磨、铅笔硬度、百格附着、耐黄变 |
| 智能手表/手环 | 表带、表壳、后盖 | 亲肤液态硅胶单色/双色、哑光柔触、低饱和运动配色 | LSR混炼/色母着色;表面肤感喷涂;TPU色浆着色 | 耐汗液/皮脂/化妆品、亲肤低刺激、抗菌、耐迁移、柔性附着 |
| TWS耳机 | 耳机本体、充电仓外壳 | 半透明/冰透外壳、雾面磨砂、浅色通透、内部元件可见设计 | 透明/半透明基材着色;UV涂层保护;浅色浆低遮盖配方 | 透光一致性、耐黄变、耐磨抗刮、耐汗液与指纹残留 |
| VR/AR头显 | 主机外壳、面罩、头带 | 大面积哑光、细砂肤感、低反光深色、局部金属点缀 | 塑料本体着色;哑光/肤感涂层;PVD局部金属件 | 面罩亲肤耐汗液、外壳耐磨耐擦拭、低气味低VOC、色面一致性 |
手机后盖与中框是珠光、干涉变色龙与哑光肤感效果的主要承载面。珠光与变色龙方案依靠片状效应颜料在涂层中的平行取向呈现随角异色;哑光肤感方案依靠消光结构与柔触树脂降低镜面反射、提升触感。图1为两款带幻彩珠光纹理的手机外壳件,粉紫与青绿色面上可见随角度变化的干涉光泽,可作为珠光/变色龙外观的落地参照。
图1:珠光/幻彩手机外壳件——片状效应颜料平行取向形成随角异色的干涉光泽(来源:Amazon UK 零售产品图,2022)
该类方案在打样与量产中常见问题及对策如下表。工艺参数均以打样确认口径给出:喷涂膜厚、闪干与固化条件按涂料体系与基材变形量确定,UV能量按固化度与附着力验证结果调整,色浆添加量按着色力与外观目标梯度打样。
| 问题现象 | 机理归因 | 对策方向(打样确认口径) | 验证关注点 |
|---|---|---|---|
| 珠光发花、片层取向不均,正面明暗不一 | 片状颜料取向受喷涂粘度、流平与干燥速率影响,排列杂乱 | 调整施工粘度与喷幅流平条件,控制闪干段;评估底漆润湿性与片层分散状态 | 多角度外观一致性、片层排列截面观察 |
| 变色龙角度变色模糊、层次发闷 | 面漆雾度偏高、遮盖过度或干涉层厚度不均 | 选用低雾度透明面漆,控制面漆膜厚与固化度;核对干涉颜料包覆层一致性 | 正侧视色差、反射峰随角度变化清晰度 |
| 百格附着脱落、边缘掉漆 | 底漆润湿不足、层间污染或涂层与基材应力不匹配 | 完善前处理清洁,评估底漆附着促进与层间配套;控制涂层交联密度与柔性 | 百格附着力、冷热循环后附着保持 |
| 汗液/化妆品接触后变色、失光或膜层软化 | 涂层耐化学品性不足,助剂或成膜物受皮脂、彩妆成分侵蚀迁移 | 提高面漆交联密度与耐化学品配套;评估色浆耐迁移性与体系相容性 | 耐汗液、耐化妆品擦拭后色差、光泽与膜面状态 |
| 表面易刮伤、指甲划痕明显 | 面漆硬度与耐磨不足,消光颗粒结合牢度偏弱 | 匹配耐磨面漆与硬度助剂;控制消光颗粒在成膜树脂中的分散结合 | RCA耐磨、铅笔硬度、耐钢丝棉擦拭口径 |
TWS耳机的半透明/冰透外壳强调内部元件隐约可见的通透层次,着色以低遮盖、高透明的浅色浆或透明基材着色为主,涂层仅提供保护与抗刮,不遮盖内部结构。图2为透明充电仓与白色耳机本体的产品外观,仓体透明壁可见内部充电触点与指示灯区域,是冰透外壳设计的典型形态。
图2:半透明冰透TWS充电仓——透明/半透明壳体兼顾内部元件可见度与外观完整性(来源:Techzelo 产品资料,2024)
冰透方案的核心矛盾是透光一致性与耐黄变:浅色或透明体系对树脂耐候性、助剂析出与微量杂质更敏感,长期使用后轻微黄变或局部雾度差异即容易被观察到。打样时应控制色浆遮盖力与分散细度,避免团聚颗粒形成局部散射点;透明保护涂层需兼顾抗刮与不发雾。耳塞与仓体接触部位还需评估耐磨与汗液浸润后的表面状态。
手表与手环表带长期贴附皮肤,材质以液态硅胶(LSR)、TPU为主,要求触感柔软、耐汗液皮脂、低刺激并具备一定抗菌能力。液态硅胶多通过混炼着色或色母/色浆在硫化前均匀分散,色料需耐硅胶硫化温度、不迁移析出,并与硅胶基体结合稳定。图3为佩戴于手腕的深灰色液态硅胶表带,表带与皮肤直接接触,表面呈哑光柔触感。
图3:亲肤液态硅胶表带——LSR着色均匀、表面柔触,需满足耐汗液与皮肤接触安全要求(来源:Ourino 医疗级液态硅胶表带产品资料,2025)
硅胶/TPU表带着色的主要问题集中在:色料迁移导致皮肤或接触面染色;汗液、皮脂与防晒霜长期接触后表面发黏、变色;深色表带在浅色衣物上的色转移;以及表耳、扣位等弯折部位涂层开裂。对策上应优先选择耐迁移、耐硫化的色料,控制体系中低分子析出物;表面肤感处理需与硅胶柔性匹配,避免涂层延伸不足在弯折处开裂。皮肤接触安全性与抗菌性能按相应接触材料要求与抗菌测试口径评估。
VR/AR头显外壳面积大、反光控制要求高,多采用深色哑光或细砂肤感表面,减少环境光反射对沉浸感的干扰;面罩与面部接触区域则需亲肤、耐汗液、可清洁。图4为黑色哑光VR头显产品外观,主机外壳呈低反光深色质感,头带与面罩部位承担佩戴接触功能。
图4:哑光深色VR头显外壳——大面积低反光表面配合亲肤接触面罩(来源:Echo3D 3D数字资产库产品渲染图)
头显外壳哑光效果依靠消光粉体与树脂体系协同实现,需在光泽度、触感与耐磨之间平衡;面罩材料需反复接触面部皮肤与汗液,清洁擦拭频繁,对面料/涂层的耐汗液、耐化妆品与耐消毒剂擦拭能力要求较高。整机外观件还需满足低气味、低VOC及无卤、RoHS/REACH等合规口径,具体限值按目标市场法规与客户标准执行。
随身佩戴产品的表面抗菌需求通常以抗菌材料/涂层为载体,通过在表层或基体中引入抗菌组分(如纳米银离子类无机抗菌剂)抑制细菌在表面滋生。图5为含纳米银离子抗菌层的薄膜结构示意:抗菌组分分布于表层膜内,在接触表面发挥抑菌作用,内层提供承载与结构功能。抗菌性能评价可参照 ISO 22196 等塑料表面抗菌活性测试口径,具体抗菌率与适用菌种按产品标准与客户要求确认。
图5:表层含纳米银离子的抗菌膜结构——抗菌组分分布于接触表面,抑制表面细菌滋生(来源:Organic Plast 抗菌塑料薄膜技术资料)
下表汇总便携与可穿戴外观件常见可靠性项目、测试口径方向与判据关注点;标准编号与指标限值以目标市场法规、客户规范及成品实测为准,本文不作数值推定。
| 可靠性项目 | 测试口径方向 | 主要关注点 | 典型失效表现 |
|---|---|---|---|
| 耐酒精/耐汗液/耐化妆品 | 指定试剂擦拭或浸泡后观察外观与附着 | 色差、失光、膜层软化、起泡、脱落 | 变色、发黏、局部掉漆 |
| RCA耐磨 / 铅笔硬度 | 往复摩擦或划笔硬度测试涂层耐刮性 | 露底程度、划痕可见度、硬度等级 | 明显划痕、露底、表面破损 |
| 百格附着力 | 划格后胶带剥离,评价涂层附着等级 | 涂层脱落面积、层间附着保持 | 方格脱落、边缘起皮 |
| 耐黄变 | 光照/热老化后测色差与黄变指数 | 浅色与透明体系色差变化、透明件发雾 | 泛黄、雾度上升、亮度下降 |
| 低气味 / 低VOC | 按产品气味与挥发物评价口径检测 | 佩戴环境气味释放、残留挥发物 | 刺激性气味、挥发物超标 |
| 无卤 / RoHS / REACH | 按对应法规限用物质清单检测 | 卤素、重金属、高度关注物质合规 | 限用物质超标、出口受限 |
| UL94阻燃 | 塑料基体阻燃等级评定(如需) | 壳体材料阻燃等级与离火自熄性 | 阻燃等级不达标 |
| 抗菌性能 | 参照 ISO 22196 等塑料抗菌测试口径 | 抗菌率、适用菌种、表面耐久性 | 抑菌率不足、洗涤后性能衰减 |
| 共性问题 | 涉及品类 | 对策方向 |
|---|---|---|
| 汗液/皮脂/化妆品长期接触后变色失光 | 手机、手表、TWS、头显面罩 | 提升面漆交联密度与耐化学品配套,评估色料耐迁移,按接触介质逐项擦拭验证 |
| 浅色/透明体系耐黄变不足 | TWS冰透件、浅色后盖、透明仓体 | 选择耐候树脂与低析出助剂,控制色浆遮盖与分散细度,老化后测色差与雾度 |
| 表面抗刮与附着力不足 | 手机后盖、头显外壳、仓体 | 匹配耐磨面漆与硬度助剂,完善前处理与层间配套,RCA/铅笔硬度/百格同步验证 |
| 亲肤部位刺激、染色与迁移 | 手表表带、头显面罩、耳塞接触区 | 选用耐迁移色料与低析出体系,按皮肤接触材料要求评估,控制色转移与表面发黏 |
| 大面积色面一致性与低反光控制 | 头显外壳、手机后盖 | 控制消光分散与膜厚均匀性,统一喷涂流平与固化窗口,多角度比对色差与光泽 |
Q1:TWS半透明仓体为什么容易出现局部发雾或发黄?
A:透明与浅色体系对树脂耐候性、微量杂质、助剂析出和颜料团聚更敏感。团聚颗粒形成局部散射微区即表现为发雾;树脂或助剂长期受热、受光后降解则表现为黄变。应从分散细度、耐候树脂选择、助剂析出控制与老化验证几方面排查。
Q2:液态硅胶表带上色后出现染色迁移,应从哪些环节解决?
A:先确认色料是否耐硅胶硫化温度、是否为耐迁移品种,再检查体系中低分子助剂与色浆载体的析出倾向。硫化工艺、色料分散均匀度与表面处理层的柔性匹配都需纳入打样验证;必要时更换耐迁移色料体系并做接触面色转移测试。
Q3:可穿戴外观件的抗菌效果如何确认?
A:抗菌性能应在成品表面按 ISO 22196 等塑料抗菌测试口径评价,记录抗菌率与适用菌种,并考察常规清洁擦拭后的性能保持。抗菌组分在表层的分布与耐久性需与涂层耐磨、附着要求一并验证,不能仅以配方添加量作为抗菌效果判据。
如需了解DENSON色浆在手机、手表、TWS及VR/AR外观件中的体系选型与打样配合,可参阅本站产品应用专栏或公司官网技术文献。