CN104838343A - 耐久性提高的防水性表面的制造方法及形成防水性表面的基板 - Google Patents

耐久性提高的防水性表面的制造方法及形成防水性表面的基板 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种耐久性提高的防水性表面的制造方法及形成有防水性表面的基板。更为详细地讲,本发明的特征在于,在基板上涂防水层后蚀刻所述防水层而形成纳米凸起,从而不按照基板表面的纳米凸起的形状来涂防水层,也可以使表面同时具有防止反射特性及防水特性。根据本发明,直到形成纳米凸起的防水层完全磨损时也可以维持防水性,从而可以极大地提高防水性表面的耐久性。

Description

耐久性提高的防水性表面的制造方法及形成防水性表面的基板
技术领域
本发明涉及一种耐久性提高的防水性(water repellent)表面的制造方法及形成防水性表面的基板。更为详细地讲,本发明的特征在于,通过在基板上涂防水层后蚀刻所述防水层来形成纳米凸起,从而不按照基板表面的纳米凸起的形状来涂防水层,也可以使表面同时具有防止反射特性及防水特性。根据本发明,直到形成纳米凸起的防水层完全磨损时也可以维持防水性,从而可以极大地提高防水性表面的耐久性。
背景技术
为了使触控面板等中使用的透明材料基板表面同时具有防止反射功能和耐指纹特性或者防污染特性,如图1所示,通常在基板表面形成类似于纳米凸起的纳米构造物后涂上防水层。
此时,所述防水层如果加厚到覆盖形成在基板表面的纳米构成物的厚度,则作为纳米凸起的效果的防止反射的功能就会降低,因此,所述防水层的涂层厚度必须薄如不能埋没纳米凸起的程度。因此,使用了一般使用的分子自组装膜(SAMs,self assembled monolayers)物质的防水层涂层的厚度一般在10~30nm之间。
但是,形成所述涂层的基板使用于触控面板等时,因接触频繁而容易发生防水层的磨损,因此耐指纹性或者防污染性效果也容易消失。为解决所述问题,必须通过真空蒸镀等工艺提高所述防水层本身的耐久性,但是这不仅使工艺变得复杂而且也是使整体工艺费用增加的原因。
另一方面,使用在触控面板等的透明材料基板不容易蚀刻,因此,具有难以形成用于防止反射的纳米凸起的问题。
因此,需要开发一种不仅可以通过简单的工艺使基板表面同时具有防止反射功能和耐指纹特性或防污染性特性,而且即使不使用真空蒸镀等也可以提高防水层本身的耐久性的技术。
发明内容
因此,为了解决所述问题,本发明的目的在于提供一种耐久性提高的防水性表面的制造方法及形成有防水性表面的基板,所述方法即使不使用真空蒸镀等,通过简单的工艺也可以提高防水层本身的耐久性。
此外,本发明提供了一种耐久性提高的防水性表面的制造方法及形成有防水性表面的基板,其即使不直接地在基板上形成纳米凸起,通过简单的工艺也可以使基板表面同时具有防止反射功能和耐指纹特性或防污染性特性。
为了达到所述目的,本发明提供一种防水性表面的制造方法,所述制造方法包括:a)在基板10上涂防水层20的步骤,及b)蚀刻所述防水层20形成纳米凸起21的步骤。此外,还提供一种形成有防水性表面的基板10,其特征在于,在表面涂上的防水层20形成纳米凸起21。
本发明的特征在于,不同于现有技术在基板表面形成纳米凸起后涂防水层,而是首先在基板表面涂防水层后,通过在所述防水层上形成纳米凸起从而提高初防水表面的耐久性。
形成所述初防水表面的基板10可以由玻璃、陶瓷(ceramics)、金属或塑料等各种材料形成,所述纳米凸起21的形成步骤和所述基板10的材料无关,可以通过单一的装备及工艺实现。
所述防水层20可以由具有防水性的各种物质形成,作为一个实施例,优选地,所述防水层由具有防水性并且可以实现高硬度的低温硬化陶瓷涂层剂形成。所述低温硬化陶瓷涂层剂为由金属及有机物成分形成的溶液,通过溶胶-凝胶法(sol-gel process)实现硬化,并且是在硬化后成为陶瓷化的基础原料。
此时,由所述低温硬化陶瓷涂层剂形成的涂层因为其防水性,和所述基板的密着力有可能下降,为了解决所述问题,在所述基板10上涂防水层20的a)步骤之前,为了提高所述基板10和防水层20的低温硬化陶瓷涂层剂的密着力,还包括对基板10表面用大气压等离子体(plasma)进行洗净,从而激活-OH基的步骤。
此外,为了提高所述涂层的密着力及硬度,优选地,所述低温硬化陶瓷涂层剂通过浸透法、喷涂(spray coating)、旋涂(spin coating)或者气刀涂胶法(Air knife coating)方式实现。优选地,所述低温硬化陶瓷涂层剂的粘度控制在1~10cP(20℃)范围。并且,优选地,所述防水层20的厚度为100~3,000nm,所述纳米凸起21的大小在50~500nm范围。
另一方面,为了使所述纳米凸起21的因接触而产生的倒塌最小化,优选地,可以和所述纳米凸起21一起形成微凸起22。此时,优选地,所述微凸起的大小在1~50μm范围。此外,所述微凸起22和纳米凸起21混合存在于基板上,优选地,微凸起之间的距离在20μm~1mm范围。
根据本发明的形成有防水性表面的基板不使用真空蒸镀等,通过简单的工艺可以提高防水层本身的耐久性,即使不直接在基板上形成纳米凸起,通过简单的工艺也可以使基板表面同时具有防止反射功能和耐指纹特性或防污染性特性,从而达到简化制造工艺以及降低制造费用的效果。
附图说明
图1是表示根据现有的表面处理技术在形成纳米凸起的基板上涂防水层的过程的工艺流程图。
图2是表示根据本发明在基板上涂防水层后,在所述涂上的防水层上形成纳米凸起的过程的工艺流程图。
图3是表示根据本发明在基板上涂防水层后,在所述涂上的防水层上形成纳米凸起及微凸起的过程的工艺流程图。
标号说明
10:基板
20:防水层
11,21:纳米凸起
22:微凸起
具体实施例
以下,参照附图对本发明的耐久性提高的防水性表面的制造方法及形成防水性表面的基板进行详细说明。
如图2所示,本发明的防水性表面的制造方法包括:a)在基板10上涂防水层20的步骤,及b)蚀刻所述防水层20形成纳米凸起21的步骤。此外,根据所述方法制造的本发明的基板,其特征在于,不是在基板10本身,而是在涂于基板表面的防水层20上形成纳米凸起21。
现有技术中,为了使基板表面同时具有防止反射功能和耐指纹特性或防污染特性,如图1所示,通常会在基板10的表面形成类似于纳米凸起11的纳米构造物后涂防水层。
但是,在形成所述纳米构造物后涂防水层的情况下,防水层的涂层厚度必须薄如不可埋没纳米凸起的程度,因此在触控面板等需要频繁的接触的基板上,具有容易磨损防水层的问题。因此,为了提高厚度较薄的防水层的耐久性,必须要经过真空蒸镀等高费用的工艺。
此外,用难以蚀刻的材料形成基板的情况下,不仅在基板上难以形成纳米凸起,并且随着基板的材料不同,必须开发与之相适合的蚀刻工艺,因此花费了大量的时间与金钱。
为了解决所述的问题,本发明,其特征在于,不同于现有技术在基板表面形成纳米凸起后涂防水层,而是首先在基板10表面涂防水层20后,通过在所述防水层上形成纳米凸起21,从而提高初防水表面的耐久性。
本发明的纳米凸起21并不是直接形成在基板10上,而是形成于涂在基板的防水层20上,因此并不需要考虑蚀刻条件,所述基板10可以由玻璃、陶瓷、金属或塑料等各种材料形成,所述纳米凸起21的形成和基板10的材料无关,可以通过单一的装备及工艺实现。
另一方面,所述防水层20可以由具有防水性的各种物质形成,作为一个实施例,可以使用具有防水性并且可以实现高硬度的防水层的低温硬化陶瓷涂层剂。
此时,所述涂层由于材料本身具有的防水特性,和基板的密着力有可能下降,因此,为了提高所述基板10和防水层20的低温硬化陶瓷涂层剂的密着力,优选在所述基板10上涂防水层20之前,通过对基板10表面用大气压等离子体(plasma)进行洗净,从而激活基板表面的-OH基。
此外,所述防水层的涂层不需要经过真空蒸镀等工艺,但是,为了提高涂层的密着力及硬度,优选地,通过浸透法,喷涂(spray coating),旋涂(spin coating)或者气刀涂胶法(Air knife coating)方式实现,所述低温硬化陶瓷涂层剂的粘度控制在1~10cP(20℃)。
此外,为了使基板表面具有防止反射功能的同时提高防水层的耐久性,优选地,将所述防水层20的厚度控制在100~3,000nm范围,将所述纳米凸起21的大小控制在50~500nm的范围。
另一方面,如果在表面形成纳米凸起21,则因和外部的接触而纳米凸起有可能倒塌,因此,为了使接触引起的所述纳米凸起21的倒塌最小化,优选地,和所述纳米凸起21一起形成微凸起22。此时,如图3所示,所述微凸起22和纳米凸起21混合存在于基板上,优选地,微凸起之间的距离在20μm~1mm之间。
如上所述地微凸起和纳米凸起混合存在的形态的基板,在通过外部接触的负荷施加的情况下,微凸起支撑表面负荷起到防止纳米规模(scale)的凸起倒塌的作用,此时,为了有效地防止所述纳米凸起的倒塌,优选地,所述微凸起的大小在1~50μm之间。
本发明并不限定于所述的特定实施例及说明,在不脱离权利要求中要求的本发明的要点的前提下,在本发明所属的技术领域中具备一般知识者都可以对本发明实施多种变更,所述变更在本发明的保护的范围内。

Claims (20)

1.一种耐久性提高的防水性表面的制造方法,其包括:
a)在基板(10)上涂防水层(20)的步骤;以及
b)蚀刻所述防水层(20)而形成纳米凸起(21)的步骤。
2.根据权利要求1所述的耐久性提高的防水性表面的制造方法,其特征在于,所述基板(10)由玻璃、陶瓷、金属或塑料中的某一种以上的材料形成,
所述纳米凸起(21)的形成步骤和所述基板(10)的材料无关,通过单一的装备及工艺实现。
3.根据权利要求1所述的耐久性提高的防水性表面的制造方法,其特征在于,所述防水层(20)由低温硬化陶瓷涂层剂形成。
4.根据权利要求3所述的耐久性提高的防水性表面的制造方法,其特征在于,在基板(10)上涂防水层(20)的a)步骤之前,为了提高所述基板(10)和防水层(20)的低温硬化陶瓷涂层剂的密着力,还包括对基板(10)表面用大气压等离子体进行洗净,从而激活-OH基的步骤。
5.根据权利要求3所述的耐久性提高的防水性表面的制造方法,其特征在于,所述低温硬化陶瓷涂层剂的涂层通过浸透法、喷涂、旋涂或者气刀涂胶法方式完成。
6.根据权利要求3所述的耐久性提高的防水性表面的制造方法,其特征在于,所述低温硬化陶瓷涂层剂的粘度控制在1~10cP(20℃)。
7.根据权利要求1所述的耐久性提高的防水性表面的制造方法,其特征在于,所述防水层(20)的厚度为100~3,000nm。
8.根据权利要求1所述的耐久性提高的防水性表面的制造方法,其特征在于,所述纳米凸起(21)的大小为50~500nm。
9.根据权利要求1所述的耐久性提高的防水性表面的制造方法,其特征在于,为了防止所述纳米凸起(21)的倒塌,和所述纳米凸起(21)一起形成微凸起(22)。
10.根据权利要求9所述的耐久性提高的防水性表面的制造方法,其特征在于,所述微凸起(22)的大小为1~50μm。
11.根据权利要求9所述的耐久性提高的防水性表面的制造方法,其特征在于,所述微凸起(22)和纳米凸起(21)以混合的方式存在于基板上,微凸起之间的间距为20μm~1mm。
12.一种形成有防水性表面的基板,其特征在于,在表面涂防水层(20)的基板(10),纳米凸起(21)形成在所述防水层(20)上。
13.根据权利要求12所述的形成有防水性表面的基板,其特征在于,所述基板(10)由玻璃、陶瓷、金属或塑料中的某一种以上的材料形成,所述纳米凸起(21)和所述基板(10)的材料无关,通过单一的装备及工艺形成。
14.根据权利要求12所述的形成有防水性表面的基板,其特征在于,所述防水层(20)由低温硬化陶瓷涂层剂形成。
15.根据权利要求14所述的形成有防水性表面的基板,其特征在于,所述低温硬化陶瓷涂层剂的粘度控制在1~10cP(20℃)。
16.根据权利要求12所述的形成有防水性表面的基板,其特征在于,所述防水层(20)的厚度为100~3,000nm。
17.根据权利要求12所述的形成有防水性表面的基板,其特征在于,所述纳米凸起(21)的大小为50~500nm。
18.根据权利要求12所述的形成有防水性表面的基板,其特征在于,为了防止所述纳米凸起(21)的倒塌,和所述纳米凸起(21)一起形成微凸起。
19.根据权利要求18所述的形成有防水性表面的基板,其特征在于,所述微凸起(22)的大小为1~50μm。
20.根据权利要求18所述的形成有防水性表面的基板,其特征在于,所述微凸起(22)和纳米凸起(21)以混合的方式存在于基板上,微凸起之间的间距为20μm~1mm。
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