CN107140840A

CN107140840A - 一种采用溶液化学法制备防眩光镀膜玻璃的方法

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Publication number: CN107140840A
Application number: CN201710061449.2A
Authority: CN
Inventors: 段治邦
Original assignee: Liaoning Xun Technology Co Ltd
Current assignee: Liaoning Xun Technology Co Ltd
Priority date: 2017-01-26
Filing date: 2017-01-26
Publication date: 2017-09-08

Abstract

本发明属于光学玻璃制造及应用领域，尤其涉及一种防眩光(AG)镀膜玻璃的制备方法，适用于各种显示器、电脑及电子显示触摸屏、相框及电子数码相框、汽车仪表、医疗显示器及字画的盖板玻璃等领域，生产具有可调节透射率和雾度的非导电防眩光镀膜玻璃。非导电防眩光镀膜玻璃具有玻璃基板及沉积于玻璃基板上的低折光含防眩光添加物的膜层，防眩光薄膜通过溶液化学浸渍提拉法沉积于玻璃基板的表面，通过加热固化后，形成非导电具有可调节透射率和雾度的镀膜玻璃。采用本发明制备的防眩光镀膜玻璃具有在550纳米处透射率在75～98％，雾度在0.5～20％及优异的耐物理钢化的性能。

Description

一种采用溶液化学法制备防眩光镀膜玻璃的方法

技术领域

本发明属于光学玻璃制造及应用领域，尤其涉及一种防眩光(AG)镀膜玻璃的制备方法，适用于各种显示器、电脑及电子显示触摸屏、相框及电子数码相框、汽车仪表、医疗显示器及字画的盖板玻璃等领域，生产具有可调节透射率和雾度的非导电防眩光镀膜玻璃。

背景技术

当一束光照射到玻璃基板上，玻璃对光的透过取决于玻璃的反射R、透过T、漫反射D、散射S和吸收A五个部分，即遵从下面的方程：

R+T+D+S+A＝100％

通常不着色的平面普通、光学或电子玻璃，它的吸收，漫反射和散射很小，可忽略不计。对于防眩光玻璃来说，其目的是尽可能地增加D或S，同时尽可能地减小(R+A)而适当地调整T。一般而言，玻璃的反射率为8％左右。普通玻璃的透过率为90％左右，它随着玻璃厚度的增加而相应减少，超白的电子玻璃透光率为可达92％左右。由于玻璃的这种“低”透光，“高”反射的性能，大大降低了其显示屏的清晰度。同时，玻璃还有眩光效果。眩光就是通常所说的“晃眼”，当光源的亮度或是背景与视野中心的亮度差较大时，就会产生眩光。眩光会使人感到刺眼，引起眼睛酸痛和视力下降，甚至可因明暗不能适应而丧失明视能力。眩光现象不仅影响观看，而且对视力健康都有影响。眩光有两种：直接眩光和反射眩光。由高亮度光源的光线直接进入人眼内所引起的眩光称为直接眩光。光源通过光泽表面，如玻璃表面反射进入人眼的眩光称为反射眩光。因而有必要制作防眩光玻璃或给玻璃镀防眩光的低反射薄膜，即使玻璃表面形成亚光漫反射表面，以增加柔和度和清晰度。

目前，防眩光玻璃的生产，主要通过化学蚀刻也即减法的方法，即用氢氟酸或氟氢酸铵溶液蚀刻玻璃表面，造成玻璃表面凹凸不平，增加玻璃的漫反射或散射。其优点是防眩光层即是玻璃本身，具有很高的耐磨性，缺点是后续需做抛光处理，而且氢氟酸和氟氢酸铵都是具有强腐蚀性的有毒化学物质，对人体和环境都有很大的破坏作用。另一种制作方法是用喷涂也即加法的方法，把防眩光膜层用喷枪或雾化器喷涂到玻璃表面，固化后，形成防眩光镀膜玻璃。其优点是生产效率高，缺点是设备昂贵，且喷涂药液多为有机物，制成的防眩光玻璃不能进行钢化。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用湿法即溶液化学法制备非导电防眩光镀膜玻璃的方法，采用浸渍提拉法镀膜工艺和热固化过程。该方法可根据需要调整防眩光镀膜的雾度，反射率和透光率，制成的镀膜不易被腐蚀或损坏，而且可进行钢化处理。

本发明的技术方案是：

一种采用溶液化学法制备防眩光镀膜玻璃的方法，非导电防眩光镀膜玻璃具有玻璃基板及沉积于玻璃基板上的低折光和含防眩光添加物的镀膜层，防眩光薄膜通过溶液化学浸渍提拉法沉积于玻璃基板的表面，通过加热固化后，形成非导电具有可调节透射率和雾度性能的镀膜玻璃。

所述的采用溶液化学法制备防眩光镀膜玻璃的方法，玻璃基板是单块的玻璃片，厚度为0.2～20毫米；优选的，玻璃基板厚度为0.5～12毫米。

所述的采用溶液化学法制备防眩光镀膜玻璃的方法，镀膜层数为一层，非导电的具有低折射率n_L，其折射率在1.36～1.60之间的物质包含防眩光的氧化物颗粒，加热固化后，形成具有一定透射率和雾度的防眩光镀膜玻璃；在550纳米处透射率在75～98％，雾度在0.5～20％。

所述的采用溶液化学法制备防眩光镀膜玻璃的方法，可生成低折射率n_L的前驱化合物，采用Si(OR₁)(OR₂)(OR₃)(OR₄)、R₁Si(OR₂)(OR₃)(OR₄)、R₁R₂Si(OR₃)(OR₄)或R₁R₂R₃Si(OR₄)，R₁、R₂、R₃、R₄为烷基、苯基或取代苯基，烷基为甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基或异丁基，R₁、R₂、R₃、R₄相同或不同或它们的混合物以及氧化物颗粒，粒度在4～300纳米之间，氧化物颗粒包括，但不局限于，氧化铝、氧化锌、稀土氧化物、二氧化硅、MO₂(M＝Ti,Zr,Hf)；前驱物溶于或分散于醇类，在酸或碱的催化作用下和水反应，生成溶胶-凝胶含氧化物颗粒的胶体镀膜液；醇类为甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇或乙二醇，酸为醋酸、硝酸、盐酸或类似物，碱为氢氧化铵、氢氧化钠或类似物。

所述的采用溶液化学法制备防眩光镀膜玻璃的方法，加热固化温度在50～720℃之间，固化时间随固化温度和玻璃厚度而改变，固化时间在60秒到20小时之间。

所述的采用溶液化学法制备防眩光镀膜玻璃的方法，具有非导电防眩光镀膜玻璃的镀膜层为一层，镀膜层的厚度≥10nm；优选的，镀膜层的厚度20～400nm；具有非导电防眩光镀膜玻璃的镀膜层为双面或单面，即玻璃基板的两面或一面。

所述的采用溶液化学法制备防眩光镀膜玻璃的方法，采用溶液化学浸渍提拉的方法通过调整镀膜液的浓度和粘度，适用于辊涂、淋涂、刮涂或喷涂。

所述的采用溶液化学法制备防眩光镀膜玻璃的方法，化学浸渍提拉速度为每秒0.05毫米到每秒100毫米。

所述的采用溶液化学法制备防眩光镀膜玻璃的方法，通过调整镀膜液中氧化物颗粒的浓度来调节防眩光镀膜玻璃的反射率，透光率和雾度。

所述的采用溶液化学法制备防眩光镀膜玻璃的方法，化学浸渍提拉速度也即镀膜厚度来调节防眩光镀膜玻璃的反射率、透光率和雾度。

本发明的设计思想是：

本发明方法是通过镀一层折射率在1.36～1.60之间的非导电物质包含氧化物颗粒，简称为低折射率物质n_L的方式实现的。低折射率物质固化后即为防眩光镀膜产品。图1显示这种镀膜结构的例子，D代表膜层的厚度。镀膜的最终雾度，反射率和透光率取决于膜层的厚度及氧化物颗粒的浓度，而膜层的厚度与溶液的浓度，提拉的速度以及固化温度有关。如果采用刮涂、辊涂、淋涂或喷涂，相应的影响镀膜厚度的工艺参数，都会影响膜层的最终厚度。低折射率物质多由二氧化硅及带有孔隙的二氧化硅等组成。氧化物颗粒，粒度在4～300纳米之间，包括，但不局限于，氧化铝、氧化锌、稀土氧化物、二氧化硅、MO₂(M＝Ti,Zr,Hf)等。氧化物颗粒的作用是增加光在玻璃表面的漫反射或散射，从而减少反射。

本发明的优点及有益效果是：

1、采用本发明生产的非导电防眩光玻璃镀膜，具有玻璃基板及沉积于玻璃基板上含氧化物颗粒的低折射膜层，所述非导电防眩光镀膜通过化学浸渍提拉法沉积于玻璃基板表面，经加热固化生成防眩光的非导电镀膜玻璃。这样制备的镀膜玻璃具有优异的耐超声波清洗和耐物理钢化的性能，具有优异的机械性能。

2、本发明可两面同时浸镀，强化镀膜效果。采用背靠背或贴膜的方式，也可单面镀膜。

3、由于上述镀膜采用溶液化学法，在分子或离子的级别上混合，得到均匀的镀膜液，化学键结合，膜层附着强，牢固性好，因此可任意选择玻璃基板的颜色、透过率及厚度，形成的镀膜具有优异的均匀性、抗超声波、耐气候和环境变化及抗划伤等机械性能。

4、本发明设备简单，造价低，不需要昂贵的真空系统，投资少。

附图说明

图1是本发明实施例的防眩光膜结构示意图。

图2是本发明实施例的一些反射光谱。图中，横坐标wavelength为波长(nm)；纵坐标R为反射率(％)。

图3是本发明实施例的一些透射光谱。图中，横坐标wavelength为波长(nm)；纵坐标T为透射率(％)。

图2和图3中，f3.0mm glass是指3.0毫米厚的玻璃基板。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下对本发明进行进一步详细说明。可以理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明的应用范围。

在具体实施过程中，本发明可生成低折射率二氧化硅的前驱化合物，如：Si(OR₁)(OR₂)(OR₃)(OR₄)、R₁Si(OR₂)(OR₃)(OR₄)、R₁R₂Si(OR₃)(OR₄)、R₁R₂R₃Si(OR₄)(R₁，R₂，R₃，R₄为烷基或苯基，如：甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、苯基、取代苯基或相似化合物，可以相同或不同)和氧化物颗粒，粒度在4～300纳米之间，包括氧化铝、氧化锌、稀土氧化物、二氧化硅、MO₂(M＝Ti,Zr,Hf)等，溶于或分散于醇类(如：甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、乙二醇或类似物等)，在酸(如：醋酸、硝酸或盐酸等)或碱(如：氢氧化铵或氢氧化钠等)的催化作用下和水反应，生成稳定的胶体溶胶-凝胶镀膜液。

采用提拉机将清洗干净的玻璃基板浸入到相应的镀膜液中，室温下，将基板用一定速度提拉出镀膜液。一般而言，提拉速度越快，膜层越厚，提拉速度越慢，膜层越薄。将镀膜的基板放入烘烤炉中，加热固化，烘干完成后，即得到所要的防眩光镀膜。

图2给出一些防眩光膜的反射光谱。图3给出图2相应的透射光谱。一般而言，样品的雾度，反射率及透光率和膜层的厚度及氧化物的浓度有关。因此，选用不同的镀膜材料、膜层厚度(取决于镀膜液的固含量浓度和提拉速度)、氧化物颗粒、膜层材料的折射率、固化温度(影响材料的折射率)和固化时间等，可以制备出具有不同雾度，反射率和透光率的防眩光材料。

本发明用提拉法制备和用蚀刻法制备相比，没有环境污染的担忧，另外雾度和透光率可调节。和喷涂法相比，除其它性能可比外，显示出独特优异的耐超声波清洗和耐物理钢化性能。这种溶液化学的方法可以通过调整镀膜液的浓度等手段，有可能适用于辊涂、淋涂、刮涂等技术。

下面，通过实施例对本发明进一步详细阐述。

实施例1:具有低折射率镀膜液的制备

将15克CH₃Si(OCH₃)₃和10克(CH₃)₂Si(OCH₃)₂溶于370克无水乙醇中，加入1.5克粒度为100纳米的氧化铝粉末，搅拌均匀，然后加入1.0克浓度为70wt％的硝酸和10克去离子水的混合液，搅拌5小时，得到溶液a。

实施例2:提拉法制备防眩光膜

将溶液a置于500毫升烧杯中并放入提拉机，将清洗干燥好的1.8×70×150毫米玻璃基板浸入溶液a中，用每秒2.5毫米的速度提拉，然后在烘箱中加热至350℃保持30分钟，即得到防眩光镀膜，膜层厚度约为150纳米。

参照以上方法，可以制备用不同前驱化合物的镀膜液，用提拉方法制备具有不同膜层厚度的非导电防眩光镀膜。这样制备的镀膜玻璃具有优异的耐超声波清洗和耐物理钢化的性能。经过7槽超声波清洗，镀膜保持原样，没有脱落现象。表1列出某些镀膜玻璃的基本性能。

表1.某些防眩光镀膜玻璃的基本性能

Claims

1.一种采用溶液化学法制备防眩光镀膜玻璃的方法，其特征在于，非导电防眩光镀膜玻璃具有玻璃基板及沉积于玻璃基板上的低折光和含防眩光添加物的镀膜层，防眩光薄膜通过溶液化学浸渍提拉法沉积于玻璃基板的表面，通过加热固化后，形成非导电具有可调节透射率和雾度性能的镀膜玻璃。

2.如权利要求1所述的采用溶液化学法制备防眩光镀膜玻璃的方法，其特征在于，玻璃基板是单块的玻璃片，厚度为0.2～20毫米；优选的，玻璃基板厚度为0.5～12毫米。

3.如权利要求1所述的采用溶液化学法制备防眩光镀膜玻璃的方法，其特征在于，所述镀膜层数为一层，非导电的具有低折射率n_L，其折射率在1.36～1.60之间的物质包含防眩光的氧化物颗粒，加热固化后，形成具有一定透射率和雾度的防眩光镀膜玻璃；在550纳米处透射率在75～98％，雾度在0.5～20％。

4.如权利要求3所述的采用溶液化学法制备防眩光镀膜玻璃的方法，其特征在于，可生成低折射率n_L的前驱化合物，采用Si(OR₁)(OR₂)(OR₃)(OR₄)、R₁Si(OR₂)(OR₃)(OR₄)、R₁R₂Si(OR₃)(OR₄)或R₁R₂R₃Si(OR₄)，R₁、R₂、R₃、R₄为烷基、苯基或取代苯基，烷基为甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基或异丁基，R₁、R₂、R₃、R₄相同或不同或它们的混合物以及氧化物颗粒，粒度在4～300纳米之间，氧化物颗粒包括，但不局限于，氧化铝、氧化锌、稀土氧化物、二氧化硅、MO₂(M＝Ti,Zr,Hf)；前驱物溶于或分散于醇类，在酸或碱的催化作用下和水反应，生成溶胶-凝胶含氧化物颗粒的胶体镀膜液；醇类为甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇或乙二醇，酸为醋酸、硝酸、盐酸或类似物，碱为氢氧化铵、氢氧化钠或类似物。

5.如权利要求1或3所述的采用溶液化学法制备防眩光镀膜玻璃的方法，其特征在于，加热固化温度在50～720℃之间，固化时间随固化温度和玻璃厚度而改变，固化时间在60秒到20小时之间。

6.如权利要求1所述的采用溶液化学法制备防眩光镀膜玻璃的方法，其特征在于，具有非导电防眩光镀膜玻璃的镀膜层为一层，镀膜层的厚度≥10nm；优选的，镀膜层的厚度20～400nm；具有非导电防眩光镀膜玻璃的镀膜层为双面或单面，即玻璃基板的两面或一面。

7.如权利要求1所述的采用溶液化学法制备防眩光镀膜玻璃的方法，其特征在于，采用溶液化学浸渍提拉的方法通过调整镀膜液的浓度和粘度，适用于辊涂、淋涂、刮涂或喷涂。

8.如权利要求1所述的采用溶液化学法制备防眩光镀膜玻璃的方法，其特征在于，化学浸渍提拉速度为每秒0.05毫米到每秒100毫米。

9.如权利要求1或4所述的采用溶液化学法制备防眩光镀膜玻璃的方法，其特征在于，通过调整镀膜液中氧化物颗粒的浓度来调节防眩光镀膜玻璃的反射率，透光率和雾度。

10.如权利要求1所述的采用溶液化学法制备防眩光镀膜玻璃的方法，其特征在于，化学浸渍提拉速度也即镀膜厚度来调节防眩光镀膜玻璃的反射率、透光率和雾度。