CN105601120A - 减反射增透玻璃及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种减反射增透玻璃及其制备方法，属于玻璃镀膜技术领域。该减反射增透玻璃通过以下方法制备得到：增透处理：取玻璃基材，以磁控溅射方法在所述玻璃基材的一面溅射形成增透薄膜；防眩处理：以喷雾的方式在所述玻璃基材的另一面喷涂防眩膜层材料，并使该防眩膜层材料固化，在玻璃基材的表面形成表面粗糙的防眩膜。采用上述制备方法得到的减反射增透玻璃，具有非常好的防眩增透效果，特别是用于智能交互平板中作为保护盖板，既可以防止强光导致的反射，也可以通过提高透过率而带来清晰度的提升。

Description

减反射增透玻璃及其制备方法
技术领域
本发明涉及玻璃镀膜技术领域，特别是涉及一种减反射增透玻璃及其制备方法。
背景技术
通常，在智能交互平板、会议机、广告机等产品领域中使用的玻璃，为了防眩，主要是通过玻璃外边面凹凸不平来实现的，但是这样仅仅只是单纯的防眩光，没有增透的效果。往往在玻璃表面出现反射或折射出现倒影，让使用者受到干扰，且该类玻璃的清晰度不高。
发明内容
基于此，有必要针对上述问题，提供一种减反射增透玻璃及其制备方法，采用该方法制备得到的玻璃，具有非常好的减反射增透效果。
一种减反射增透玻璃的制备方法，包括以下步骤：
增透处理：取玻璃基材，以磁控溅射方法在所述玻璃基材的一面溅射形成增透薄膜；
防眩处理：以喷雾的方式在所述玻璃基材的另一面喷涂防眩膜层材料，并使该防眩膜层材料固化，在玻璃基材的表面形成表面粗糙的防眩膜。
本发明人在实践中发现，常规技术中常用单纯的防眩光玻璃在终端(如智能平板等)使用，因为光的反射和折射原理会导致对显示屏的亮度和清晰度有影响。
而上述减反射增透玻璃的制备方法，在玻璃基材的一面进行增透处理，利用磁控溅射镀膜玻璃具有良好的光热分离性、单向透视性和光亮的镜面效应，极大增强了光的透过性能；并在另一面进行防眩处理，通过管控喷涂雾度值的方式进行玻璃表面粗糙度的管控，使玻璃表面成一个适度粗糙的表面，使玻璃达到漫反射的效果，从而降低光射到玻璃时的反射光，得到良好的视觉效果。
通过上述处理，当外部的自然光或者LED光源通过外部照射到玻璃经防眩处理的内表面，会通过粗糙的表面进行折射，从而减少直接反射成像，且该玻璃外部是增透处理面，具有增透效果，能够减少显示屏通过玻璃清晰度等效果方面的损耗，不仅达到防眩光效果，还起到在原有防眩基础上增透的效果。
在其中一个实施例中，所述防眩处理步骤中，先在喷涂所用仪器的辊带的传输面上包覆保护膜，再将所述玻璃基材具有增透薄膜的一面朝下放置在上述辊带上，以喷雾的方式喷涂防眩膜层材料。
通过上述操作，可以避免喷涂时将防眩膜层材料喷至辊带上，并在喷涂下一批玻璃基材之前换上干净的保护膜，从而可以避免在喷涂下批玻璃基材时防眩膜层材料使下批玻璃基材的增透薄膜划伤或粘附，避免良品率的下降。
在其中一个实施例中，所述防眩处理步骤中，先将喷涂有防眩膜层材料的玻璃基材在30℃-70℃下固化2min-10min，形成防眩膜，再将所述玻璃基材具有防眩膜一面朝下放置，在150℃-250℃下烘烤15min-30min，使防眩膜层材料固化完全。
先将喷涂有防眩膜层材料的玻璃基材在相对较低的温度下进行初步的预固化，形成防眩膜后再将此面朝下放置，于较高温度下彻底固化，避免增透薄膜长时间朝下放置可能导致的划伤。
在其中一个实施例中，所述增透处理步骤中，磁控溅射方法的工艺条件为：真空度为2×10-5torr-5×10-5torr，采用射频电源，该射频电源的频率为10MHZ-15MHZ，功率变化范围为2000W-3000W，溅射气压为0.3Pa-0.9Pa，靶基距为70mm-90mm，Ar气流量为160sccm-180sccm，基片温度为110℃-150℃，反应气体为：氮气、氧气、甲烷、乙炔、和一氧化碳中的至少一种，溅射靶材为：镍、银、钛、和金中的至少一种。上述Ar气为惰性气体氩气。采用上述条件制备得到的增透薄膜，具有表面粗糙度适中、电阻值适中、晶粒尺寸均匀性好、成份与组织均匀性佳、异物(氧化物)含量与尺寸小、导磁率好、密度超高与晶粒超细，且高速沉积的优点。
在其中一个实施例中，所述防眩处理步骤中，以喷雾的方式喷涂防眩膜层材料时，控制喷嘴的压强为2Mpa-6Mpa，流量为10g/m2-20g/m2。优选的，控制喷涂雾化时喷嘴的压强为3Mpa-5Mpa，流量为14g/m2-17g/m2。上述10g/m2-20g/m2的流量指每平方米的玻璃所用防眩膜层材料的质量为10g-20g。以上述工艺参数，能将膜层表面的粗糙度调整至最佳范围，使该镀膜玻璃具有最佳的透性和最小的反光程度。
在其中一个实施例中，所述防眩膜层材料由以下质量百分比的原料组成：
在其中一个实施例中，所述树脂为醇酸树脂；所述溶剂为：乙醇、甲醇、丙酮、甲烷、或乙烷。其中树脂优选邻苯二甲酸酐类醇酸树脂。以上述材料制得的防眩膜层具有较好的耐磨性和防眩效果。
在其中一个实施例中，所述增透处理步骤中，在所述玻璃基材的空气面溅射形成增透薄膜；所述防眩处理步骤中，在所述玻璃基材的锡面喷涂防眩膜层材料。上述锡面指在玻璃生产过程中玻璃沾锡的一面，而空气面指在玻璃生产过程中玻璃面朝空气的一面，即非锡面。由于玻璃基材的空气面不存在渗透锡的问题，因此在空气面制备增透薄薄膜会比较洁净透亮，而锡面由于有物质锡残留，在锡面制备防眩膜能够将锡面本身存在的小瑕疵通过防眩膜遮挡。
在其中一个实施例中，所述防眩处理步骤中，先对所述玻璃基材的锡面进行抛光，然后对该玻璃基材的锡面进行清洗，将其表面带有的离子去除，再喷涂防眩膜层材料。为后续的喷涂提供一个较佳的处理表面。
在其中一个实施例中，所述防眩处理步骤中，对所述玻璃基材的锡面进行抛光的具体方法为：将抛光粉加入水中，制成质量百分比浓度为5％-10％的抛光液，将上述抛光液均匀的涂在玻璃锡面上，然后以毛刷刷洗。优选的，可以采用清洗机器，让机器中的毛刷正转/反转分别3次进行刷洗后再冲水。上述方法具有较好的抛光效果。
对所述玻璃基材的锡面进行清洗，将其表面带有的离子去除的具体方法为：以去离子水冲洗玻璃锡面，和/或以离子吹风机清洁玻璃锡面。通过上述方式将玻璃锡面的静电消除，利于后续喷涂的膜层附着于该玻璃锡面上。
在其中一个实施例中，所述玻璃基材为浮法原片白玻璃。
本发明还公开了上述的减反射增透玻璃的制备方法制备得到的减反射增透玻璃。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明的一种减反射增透玻璃的制备方法，在玻璃基材的一面进行增透处理，并在另一面进行防眩处理，当外部的自然光或者LED光源通过外部照射到玻璃经防眩处理的内表面，会通过粗糙的表面进行折射，从而减少直接反射成像，且该玻璃外部是增透处理面，具有增透效果，能够减少显示屏通过玻璃清晰度等效果方面的损耗，不仅达到防眩光效果，还起到在原有防眩基础上增透的效果。
并且，本发明还考虑到同时在玻璃基材上制备增透薄膜和防眩膜，可能导致产品良率下降，采取了在辊带上包覆保鲜膜及对防眩膜层材料进行预固化的措施，以减少由于增透薄膜被损伤而导致良品率下降的问题。
采用上述制备方法得到的减反射增透玻璃，具有非常好的防眩增透效果，特别是用于智能交互平板中作为保护盖板，既可以防止强光导致的反射，也可以通过提高透过率而带来清晰度的提升。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照实施例对本发明进行更全面的描述。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
一种减反射增透玻璃的制备方法，包括以下步骤：
一、增透处理。
取玻璃基材，以磁控溅射方法在所述玻璃基材的一面溅射形成增透薄膜。
可以理解的，既可以在玻璃基材的空气面(即在玻璃生产过程中玻璃面朝空气的一面)制备增透薄膜，也可以在玻璃基材的锡面(即在玻璃生产过程中玻璃沾锡的一面)制备增透薄膜，但是，在空气面制备增透薄膜，在锡面制备防眩膜，能够使得到的增透薄膜洁净透亮，并以防眩膜遮挡锡面可能存在的小瑕疵。
并且，可以采用常规磁控溅射方法制备增透薄膜，但是采用下述工艺条件得到的增透薄膜具有较好的增透效果。优选磁控溅射方法的工艺条件为：真空度为2×10-5torr-5×10-5torr，采用射频电源，该射频电源的频率为10MHZ-15MHZ，功率变化范围为2000W-3000W，溅射气压为0.3Pa-0.9Pa，靶基距为70mm-90mm，Ar气(氩气)流量为160sccm-180sccm，基片温度为110℃-150℃，反应气体为：氮气、氧气、甲烷、乙炔、和一氧化碳中的至少一种，溅射靶材为：镍、银、钛、和金中的至少一种。
二、防眩处理。
以喷雾的方式在所述玻璃基材的另一面喷涂防眩膜层材料，并使该防眩膜层材料固化，在玻璃基材的表面形成表面粗糙的防眩膜。
可以理解的，可采用常规方法喷涂防眩膜层材料，但是采用下述工艺条件得到的防眩膜具有较好的粗糙度。优选喷涂条件为：喷嘴的压强为2Mpa-6Mpa，流量为10g/m2-20g/m2。更优选的喷涂条件为：喷嘴的压强为3Mpa-5Mpa，流量为14g/m2-17g/m2。
实施例1
一种减反射增透玻璃，通过以下方法制备得到：
一、增透处理。
取浮法原片白玻璃基材，以磁控溅射方法在所述玻璃基材的空气面溅射形成增透薄膜。
上述磁控溅射方法的工艺条件为：真空度为2×10-5torr-5×10-5torr，采用射频电源，该射频电源的频率为13.65MHZ，功率变化范围为2000W-3000W，溅射气压为0.3Pa-0.4Pa，靶基距为80mm，Ar气流量为170sccm，基片温度为130℃，反应气体为：氮气、氧气、甲烷、乙炔、和一氧化碳的混合气体，溅射靶材为：镍和银。
二、防眩处理。
1、抛光。
取上述玻璃基材，水洗然后进行烘干，得到洁净干燥的玻璃。用玻璃抛光粉兑水，制成质量百分比浓度为7.5％的抛光液，然后均匀的涂在玻璃基材的锡面上，再以清洗机器，让机器中的毛刷进行正转/反转分别3次刷洗后再冲水，对其锡面进行抛光。
2、离子清洗。
以去离子水冲洗玻璃基材的锡面，再以离子吹风机清洁玻璃基材的锡面，将其表面带有的离子去除。
3、喷涂膜层。
以自动喷涂仪器(市售)进行膜层喷涂，先在自动喷涂仪器的辊带的传输面上包覆保护膜，再将所述玻璃基材具有增透薄膜一面朝下放置在上述包覆了保护膜的辊带上，以喷雾的方式喷涂防眩膜层材料。
控制喷涂雾化时喷嘴的压强为4Mpa，流量为15g/m2，将防眩膜层材料喷涂于玻璃基材的锡面，形成表面粗糙的膜层。
上述防眩膜层材料由以下质量百分比的原料组成：
通过喷涂方式进行玻璃表面的粗糙度的变化，及雾度值的管控，使镀有膜层的玻璃表面成一个粗糙的膜层表面，使玻璃达到漫反射的效果，从而降低光射到玻璃时的反射光，得到良好的视觉效果。
4、固化。
先将喷涂有防眩膜层材料的玻璃基材在50℃下固化5min，形成防眩膜，再将所述玻璃基材具有防眩膜一面朝下放置，在220℃下烘烤20min使防眩膜层材料固化完全，形成凹凸不平的防眩膜，即得。
实施例2
一种减反射增透玻璃，通过以下方法制备得到：
一、增透处理。
取浮法原片白玻璃基材，以磁控溅射方法在所述玻璃基材的空气面溅射形成增透薄膜。
上述磁控溅射方法的工艺条件为：真空度为2×10-5torr-5×10-5torr，采用射频电源，该射频电源的频率为10MHZ，功率变化范围为2000W-3000W，溅射气压为0.5Pa-0.9Pa，靶基距为90mm，Ar气流量为160sccm，基片温度为110℃，反应气体为：氮气、氧气、甲烷、乙炔、和一氧化碳，溅射靶材为：镍和钛。
采用0.5Pa-0.9Pa的溅射气压，比实施例1中采用0.3Pa-0.4Pa的溅射气压层积较慢。
二、防眩处理。
1、抛光。
取上述玻璃基材，水洗然后进行烘干，得到洁净干燥的玻璃。用玻璃抛光粉兑水，制成质量百分比浓度为5％的抛光液，然后均匀的涂在玻璃基材的锡面上，再以清洗机器，让机器中的毛刷进行正转/反转分别3次刷洗后再冲水，对其锡面进行抛光。
2、离子清洗。
以去离子水冲洗玻璃基材的锡面，再以离子吹风机清洁玻璃基材的锡面，将其表面带有的离子去除。
3、喷涂膜层。
以自动喷涂仪器(市售)进行膜层喷涂，先在自动喷涂仪器的辊带的传输面上包覆保护膜，再将所述玻璃基材具有增透薄膜一面朝下放置在上述包覆了保护膜的辊带上，以喷雾的方式喷涂防眩膜层材料。
控制喷涂雾化时喷嘴的压强为2Mpa，流量为10g/m2，将防眩膜层材料喷涂于玻璃基材的锡面，形成表面粗糙的膜层。
上述防眩膜层材料由以下质量百分比的原料组成：
通过喷涂方式进行玻璃表面的粗糙度的变化，及雾度值的管控，使镀有膜层的玻璃表面成一个粗糙的膜层表面，使玻璃达到漫反射的效果，从而降低光射到玻璃时的反射光，得到良好的视觉效果。
4、固化。
先将喷涂有防眩膜层材料的玻璃基材在30℃下固化10min，形成防眩膜，再将所述玻璃基材具有防眩膜一面朝下放置，在150℃下烘烤30min使防眩膜层材料固化完全，形成凹凸不平的防眩膜，即得。
实施例3
一种减反射增透玻璃，通过以下方法制备得到：
一、增透处理。
取浮法原片白玻璃基材，以磁控溅射方法在所述玻璃基材的空气面溅射形成增透薄膜。
上述磁控溅射方法的工艺条件为：真空度为2×10-5torr-5×10-5torr，采用射频电源，该射频电源的频率为15MHZ，功率变化范围为2000W-3000W，溅射气压为0.3Pa-0.4Pa，靶基距为70mm，Ar气流量为180sccm，基片温度为150℃，反应气体为：氮气、氧气、甲烷、乙炔、和一氧化碳，溅射靶材为：镍和金。
二、防眩处理。
1、抛光。
取上述玻璃基材，水洗然后进行烘干，得到洁净干燥的玻璃。用玻璃抛光粉兑水，制成质量百分比浓度为10％的抛光液，然后均匀的涂在玻璃基材的锡面上，再以清洗机器，让机器中的毛刷进行正转/反转分别3次刷洗后再冲水，对其锡面进行抛光。
2、离子清洗。
以去离子水冲洗玻璃基材的锡面，再以离子吹风机清洁玻璃基材的锡面，将其表面带有的离子去除。
3、喷涂膜层。
以自动喷涂仪器(市售)进行膜层喷涂，先在自动喷涂仪器的辊带的传输面上包覆保护膜，再将所述玻璃基材具有增透薄膜一面朝下放置在上述包覆了保护膜的辊带上，以喷雾的方式喷涂防眩膜层材料。
控制喷涂雾化时喷嘴的压强为6Mpa，流量为20g/m2，将防眩膜层材料喷涂于玻璃基材的锡面，形成表面粗糙的膜层。
上述防眩膜层材料由以下质量百分比的原料组成：
通过喷涂方式进行玻璃表面的粗糙度的变化，及雾度值的管控，使镀有膜层的玻璃表面成一个粗糙的膜层表面，使玻璃达到漫反射的效果，从而降低光射到玻璃时的反射光，得到良好的视觉效果。
4、固化。
先将喷涂有防眩膜层材料的玻璃基材在70℃下固化2min，形成防眩膜，再将所述玻璃基材具有防眩膜一面朝下放置，在250℃下烘烤15min使防眩膜层材料固化完全，形成凹凸不平的防眩膜，即得。
实施例4
一种减反射增透玻璃，其制备方法与实施例1的减反射增透玻璃基本相同，不同之处在于：步骤二“防眩处理”的第3项“喷涂膜层”工艺中，不对自动喷涂仪器的辊带的传输面上包覆保护膜，直接进行喷涂。
实施例5
一种减反射增透玻璃，其制备方法与实施例1的减反射增透玻璃基本相同，不同之处在于：步骤二“防眩处理”的第4项“固化”工艺中，不在50℃下固化，直接将玻璃基材具有增透薄膜的一面朝下放置，在220℃固化。
实施例6
一种减反射增透玻璃，其制备方法与实施例1的减反射增透玻璃基本相同，不同之处在于：防眩膜层材料中所用的树脂为脂肪酸类醇酸树脂，即以脂肪酸类醇酸树脂替代邻苯二甲酸酐类醇酸树脂。
对比例1
一种防眩玻璃，采用与实施例1步骤二“防眩处理”相同的方法进行防眩处理，但是不进行增透处理。
对比例2
一种增透玻璃，采用与实施例1步骤一“增透处理”相同的方法进行增透处理，但是不进行防眩处理。
实验例
将上述实施例和对比例制备得到的不同玻璃进行性能考察，具体方法为：用DOI测试玻璃镜面反射清晰度，其中DOI为鲜映性指标，是一种反映反射图像清晰度的指标，该值越小，表示减反射效果越佳。并用光泽度仪测试光泽度仪测定光线在上述玻璃上的反射率。用透过率仪测定光线在上述玻璃上的透过率。
并同时考察上述实施例和对比例制备方法得到玻璃的良率。
实验结果如下表所示：
表1.清晰度考察实验结果
光泽度 透过率(％) DOI 产品良率
实施例1的玻璃 70—80 98 60—70 85％
实施例2的玻璃 72—83 96 62—72 84％
实施例3的玻璃 75—85 94 65—75 82％
实施例4的玻璃 70—80 98 60—70 70％
实施例5的玻璃 75—85 98 70—80 50％7 -->
实施例6的玻璃 70—80 98 65—75 84％
对比例1的玻璃 70—80 88 60—70 87％
对比例2的玻璃 90—100 98 90—100 88％
从上述结果可以看出，实施例1-6制备得到的玻璃，同时具备较好的透过率和减反射效果。而对比例1制备的防眩玻璃，由于仅进行了防眩处理，没有进行增透处理，其减反射效果较好但透过率较差；对比例2制备的增透玻璃，由于仅进行了增透处理，没有进行防眩处理，其透过率较高但减反射效果较差。
将实施例1-3相比，实施例1采用了最佳的制备工艺条件，具有最好的防眩和增透效果，而实施例6中采用了与实施例1不同的防眩膜材料，其防眩效果也不如实施例1；将实施例1和实施例4-5相比，实施例4中没有在辊带上包覆保护膜，导致部分防眩膜材料影响了下一批进行防眩处理玻璃基材的增透薄膜，使总体产品的良率下降；同样，实施例5中没有进行预固化后使具有防眩膜一面朝下放置，导致增透薄膜层产生划伤等缺陷，也使总体产品的良率下降。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种减反射增透玻璃的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
增透处理：取玻璃基材，以磁控溅射方法在所述玻璃基材的一面溅射形成增透薄膜；
防眩处理：以喷雾的方式在所述玻璃基材的另一面喷涂防眩膜层材料，并使该防眩膜层材料固化，在玻璃基材的表面形成表面粗糙的防眩膜。
2.根据权利要求1所述的减反射增透玻璃的制备方法，其特征在于，所述防眩处理步骤中，先在喷涂所用仪器的辊带的传输面上包覆保护膜，再将所述玻璃基材具有增透薄膜的一面朝下放置在上述辊带上，以喷雾的方式喷涂防眩膜层材料。
3.根据权利要求1所述的减反射增透玻璃的制备方法，其特征在于，所述防眩处理步骤中，先将喷涂有防眩膜层材料的玻璃基材在30℃-70℃下固化2min-10min，形成防眩膜，再将所述玻璃基材具有防眩膜一面朝下放置，在150℃-250℃下烘烤15min-30min，使防眩膜层材料固化完全。
4.根据权利要求1所述的减反射增透玻璃的制备方法，其特征在于，所述增透处理步骤中，磁控溅射方法的工艺条件为：真空度为2×10-5torr-5×10-5torr，采用射频电源，该射频电源的频率为10MHZ-15MHZ，功率变化范围为2000W-3000W，溅射气压为0.3Pa-0.9Pa，靶基距为70mm-90mm，Ar气流量为160sccm-180sccm，基片温度为110℃-150℃，反应气体为：氮气、氧气、甲烷、乙炔、和一氧化碳中的至少一种，溅射靶材为：镍、银、钛、和金中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的减反射增透玻璃的制备方法，其特征在于，所述防眩处理步骤中，以喷雾的方式喷涂防眩膜层材料时，控制喷嘴的压强为2Mpa-6Mpa，流量为10g/m2-20g/m2。
6.根据权利要求1所述的减反射增透玻璃的制备方法，其特征在于，所述防眩膜层材料由以下质量百分比的原料组成：
7.根据权利要求6所述的减反射增透玻璃的制备方法，其特征在于，所述树脂为醇酸树脂；所述溶剂为：乙醇、甲醇、丙酮、甲烷、或乙烷。
8.根据权利要求1所述的减反射增透玻璃的制备方法，其特征在于，所述增透处理步骤中，在所述玻璃基材的空气面溅射形成增透薄膜；所述防眩处理步骤中，在所述玻璃基材的锡面喷涂防眩膜层材料。
9.根据权利要求8所述的减反射增透玻璃的制备方法，其特征在于，所述防眩处理步骤中，先对所述玻璃基材的锡面进行抛光，然后对该玻璃基材的锡面进行清洗，将其表面带有的离子去除，再喷涂防眩膜层材料。
10.权利要求1-9任一项所述的减反射增透玻璃的制备方法制备得到的减反射增透玻璃。
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