透紅外材料在家用電器中的應(yīng)用研究

江敬強(qiáng) 劉剛

廣東美的制冷設(shè)備有限公司 廣東佛山 528311

1 引言

目前家用電器的外觀件主要使用HIPS或者ABS，能在保證外觀美觀的前提下，同時(shí)保證家用電器的機(jī)械強(qiáng)度。為保證一定的機(jī)械強(qiáng)度和制件穩(wěn)定性，要求外觀件壁厚一般為3mm左右。黑色的外觀件對(duì)紅外吸收嚴(yán)重，遙控功能更容易失效，普通黑色的HIPS或者黑色ABS，不能滿足遙控接收的要求。目前市場(chǎng)越來(lái)越流行黑色的外觀，因此為了保證機(jī)械強(qiáng)度和外觀的同時(shí)，還要滿足遙控接收的需求，那么如何能使黑色外觀實(shí)現(xiàn)遙控接收功能，已成為亟待解決的問(wèn)題。我們經(jīng)過(guò)研究，成功開(kāi)發(fā)出了一種能夠透紅外的黑色材料。

圖1 材料1-8的典型紅外特征圖譜

2 材料驗(yàn)證

根據(jù)家用電器外觀件的使用要求，采用透紅外材料制作外觀件，材料1至材料8為不同廠家的透紅外材料。首先對(duì)材料的拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率、彎曲強(qiáng)度、彎曲模量、常溫缺口沖擊強(qiáng)度等力學(xué)性能進(jìn)行摸底測(cè)試，按照相關(guān)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果如表1-5。

從表中可以看出，透紅外材料的拉伸強(qiáng)度范圍在39～50MPa，斷裂伸長(zhǎng)率范圍在11.6%～38.5%，彎曲強(qiáng)度范圍在54.10～72.24MPa，彎曲模量范圍在1738～2204MPa，常溫缺口沖擊強(qiáng)度范圍在8.67～15.44kJ/m2。

對(duì)材料1至材料8分別進(jìn)行了紅外光譜、DSC、TG測(cè)試，材料的典型特征圖譜如圖1～3。

圖1是紅外透光材料的典型紅外特征圖譜。遙控紅外波長(zhǎng)在940cm-1處，從圖中看出材料對(duì)紅外波段的940cm-1為弱吸收，因此此材料對(duì)此波段的透過(guò)性良好，從而材料具有良好的紅外透光特性。圖2和圖3是紅外透光材料的DSC-TG曲線。其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度約為105.4℃，在380℃前后全部燒蝕。

3 方案設(shè)計(jì)

將各種材料制作的外觀件安裝在待測(cè)試樣機(jī)上，進(jìn)行遙控接收距離測(cè)試實(shí)驗(yàn)，測(cè)試方案如下：

表1 拉伸強(qiáng)度測(cè)試結(jié)果

圖2 材料1-8的典型DSC特征圖譜

圖3 材料1-8的典型TG特征圖譜

圖4 安裝及測(cè)試角度

表2 斷裂伸長(zhǎng)率測(cè)試結(jié)果

表3 彎曲強(qiáng)度測(cè)試結(jié)果

表4 彎曲模量測(cè)試結(jié)果

表5 常溫缺口沖擊強(qiáng)度測(cè)試結(jié)果

表6 整機(jī)遙控功能測(cè)試結(jié)果

圖5 測(cè)試角度說(shuō)明

3.1 測(cè)試條件

3.1.1 試驗(yàn)環(huán)境條件

環(huán)境溫度-5℃～40℃，相對(duì)濕度RH40%～95%，海拔高度、大氣壓不作特別規(guī)定，試驗(yàn)空間：長(zhǎng)寬高（15m*6m*2.5m）以上，且遙控器和被測(cè)機(jī)間無(wú)障礙物，周圍無(wú)強(qiáng)干擾源、熱源，無(wú)強(qiáng)反射面。

3.1.2 試驗(yàn)電壓

被測(cè)機(jī)工作電壓為額定電壓的±20%，且無(wú)重大干擾源；遙控器的工作電壓為DC3.0±0.1V。

3.2 試驗(yàn)方法

（1）測(cè)試樣品數(shù)量通常為2臺(tái)成品測(cè)試樣機(jī)，如遇特殊情況可測(cè)試1臺(tái)成品測(cè)試樣機(jī)（具體按測(cè)試方案）。檢查樣機(jī)的外觀，確保遙控器接收頭部件無(wú)損壞或碎裂，上電后能正常工作。找出與樣機(jī)相匹配的遙控器，裝上新電池，確保遙控器能正常使用。

（2）移動(dòng)空調(diào)和抽濕機(jī)要求按使用時(shí)的狀態(tài)豎放在地面，接收頭中心垂直位置正對(duì)測(cè)試場(chǎng)地的原點(diǎn)位置。

（3）遙控器離地面1.0米的高度，遙控器發(fā)射頭朝向樣機(jī)的接收頭，在樣機(jī)的前方，分別在與原點(diǎn)夾角為0°、左側(cè)30°、左側(cè)45°、左側(cè)60°、右側(cè)30°、右側(cè)45°和右側(cè)60°的位置進(jìn)行遙控器接收距離測(cè)試。

3.3 判定要求

（1）水平位置最大接收距離必須大于8m；

（2）左側(cè)30°、右側(cè)30°位置最大接收距離必須大于5m；左側(cè)45°、右側(cè)45°位置最大接收距離必須大于4m。左側(cè)60°、右側(cè)60°位置最大接收距離必須大于3m。

4 整機(jī)驗(yàn)證

整機(jī)測(cè)試采用ABS材料和透紅外材料進(jìn)行驗(yàn)證。材料的厚度為3mm，顏色為S1025黑色。

裝入整機(jī)后（以移動(dòng)式空調(diào)器為例），進(jìn)行遙控功能測(cè)試，測(cè)試結(jié)果如表6所示。

表6的數(shù)據(jù)表明，S1022白色ABS材料面板（3mm厚度）符合遙控接收距離功能要求，即在水平、30°、45°和60°測(cè)試條件下，遙控接收距離分別達(dá)到10.0m、5.0m、4.0m和3.5m。當(dāng)面板使用ABS、S3025黑色的材料時(shí)，遙控接收距離僅為3.0m、2.0m、1.5m和1.0m，不符合遙控接收距離的要求，主要原因是在此紅外波段范圍內(nèi)，ABS材料，S3025黑色材料強(qiáng)烈吸收紅外波長(zhǎng)，導(dǎo)致紅外線透過(guò)外觀件后，強(qiáng)度損失嚴(yán)重。

透紅外材料在S3025黑色外觀條件下，遙控接收距離分別達(dá)到10.0m、5.0m、4.0m、3.5m要求，表明這種透紅外材料能夠滿足遙控接收距離的要求，用于家用電器黑色外觀的面板。

5 結(jié)論

透紅外材料具有優(yōu)異的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、外觀美觀，同時(shí)能夠滿足家用電器的遙控功能要求，成功解決了家電行業(yè)常用的HIPS和ABS材料做黑色外觀的遙控接收問(wèn)題，在家用電器外觀件具有廣泛的應(yīng)用前景。

[1] GB 4343.2-2009 電磁兼容 家用電器、電動(dòng)工具和類似器具的要求 第2部分：抗擾度-產(chǎn)品類標(biāo)準(zhǔn).

[2] QB/T 2263-1996 房間空氣調(diào)節(jié)器電子控制器.

[3] SJ/T 10523-1994 電視廣播接收機(jī)用紅外遙控接收放大器技術(shù)要求和實(shí)驗(yàn)方法.