CN109760378A - 一种渐变色玻璃的制备方法及渐变色玻璃 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种渐变色玻璃制作方法及渐变色玻璃，提供一种包括PET膜层的膜片，在PET膜层表面制备UV转印纹理层，然后在UV转印纹理层表面沉积光学薄膜层，化学腐蚀形成厚度均匀变化的光学薄膜层，在经过腐蚀的光学薄膜层表面形成油墨层，将制备得到的膜片贴合于玻璃表面，从而得到具有渐变色效果的玻璃，该渐变色玻璃制备方法稳定、成本低，对真空镀膜设备要求不高，同时又能够良好的控制产品外观的均匀性。

Description

一种渐变色玻璃的制备方法及渐变色玻璃

技术领域

本发明涉及玻璃制造领域，具体涉及一种渐变色玻璃的制备方法及渐变色玻璃。

背景技术

现今电子产品呈现了快速发展的趋势，手机后盖已经有了多样化的选择，从塑料材质到金属材质，再到现在的玻璃后盖，市场已经逐步扩大对玻璃后盖的需求。而传统后盖颜色已经是百花齐放，针对部分消费人群，市场已经开始了对渐变色玻璃后盖的试探。

现有的渐变色的制作方式主要是利用喷涂不同厚度的颜色油墨，或者是通过镀膜机治具的调节来实现，前者喷涂的均匀性不易控制，并且喷涂物质的颗粒感比较强，影响外观；后者需要制作复杂的治具，需要对真空镀膜设备进行改造，调试颜色需要大量的时间和财力，效率不高。

发明内容

本发明主要针对上述现有技术中存在的不足，提供一种稳定、可控、成本低廉的渐变色玻璃制备方法及渐变色玻璃，该方法既不会对真空镀膜设备有所改动，又能良好的控制产品外观的均匀性，并且成本低廉。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明一方面提供一种渐变色玻璃制备方法，具体包括如下步骤：

S1：提供一种包括PET膜层的膜片；

S2：在PET膜层表面制备UV转印纹理层；

S3：在UV转印纹理层表面沉积光学薄膜层；

S4：化学腐蚀形成厚度均匀变化的光学薄膜层；

S5：在经过腐蚀的光学薄膜层表面形成油墨层；

S6：将步骤S5制备的膜片贴合于玻璃表面。

本发明另一方面提供一种渐变色玻璃，所述渐变色玻璃由上述渐变色玻璃制备方法制得。

本发明提供的渐变色玻璃制备方法，主要采用镀膜加上化学腐蚀的方式制作出厚度均匀变化的光学薄膜层，然后在光学薄膜层上形成油墨层，从而将渐变效果呈现出来，这样的方式可以做到对不同渐变方向的控制，也可以做出不同颜色的渐变，该渐变色玻璃制备方法简单，成本低，易于大规模量产。

附图说明

图1是本发明制备渐变色玻璃的工艺流程图。

图2是本发明中一实施例采用的膜片结构示意图。

图3是本发明步骤S2形成的含有UV转印纹理层的膜片结构示意图。

图4是本发明步骤S3形成的UV转印纹理表面沉积光学薄膜层的膜片结构示意图。

图5是本发明步骤S4形成的经过化学腐蚀的厚度均匀的光学薄膜层的膜片结构示意图。

图6是本发明步骤S5形成油墨层的膜片结构示意图。

图7是本发明制备的渐变色玻璃结构示意图。

图8是本发明所述步骤S4形成的膜片以特定方向侵入腐蚀液的示意图。

图中：1-离型膜层，2-OCA胶层，3-PET膜层，4-保护膜层，5-UV转印纹理层，6-光学薄膜层，60-经过腐蚀的光学薄膜层，7-油墨层，8-玻璃层，9-腐蚀液，10-浸入方向，11-基准线，12-沉积有光学薄膜的膜片。

具体实施方式

以下对本发明的实施方式作详细说明，应强调的是，下述说明仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。

本发明提供一种渐变色玻璃制备方法，如图1所示，具体包括如下步骤：

S1：提供一种包括PET膜层的膜片。

本发明所提供的膜片没有特别的限制，可以为本领域常规的PET膜片。

本发明中，如图2所示，所述膜片依次包括：离型膜层1、OCA胶层2、PET膜层3和保护膜层4。所述膜片的总厚度为150-250 mm，透过率大于90%；所述离型膜层1的厚度为50-100微米；所述OCA胶层2的厚度为20-30微米；所述PET膜层3的厚度为50-80微米；所述保护膜层4的厚度为30-50微米。

S2：在PET膜层表面制备UV转印纹理层。

本发明中，所述步骤S2，撕掉保护膜层，使用UV转印机在PET膜层上均匀涂覆一层固化胶，固化胶成分主要是聚氨酯丙烯酸酯，在固定能量的汞灯和卤素灯的作用下使其聚合固化，形成所需要形貌的UV转印纹理，转印纹理层的厚度为9-12微米，大小与要贴合的玻璃一一对应，从而实现完美贴合，所述UV转印纹理层的厚度为UV转印纹理层与PET膜层贴合的界面到UV转印纹理层距PET膜层的最大距离。

所述步骤S2制备得到的膜片结构如图3所示，包括：离型膜层1、OCA胶层2、PET膜层3和UV转印纹理层5，所述UV转印纹理层5的纹理结构可以根据需要来设计，不限于图3所示的形状。

S3：在UV转印纹理层表面沉积光学薄膜层。

本发明中，所述步骤S3采用真空蒸发镀膜或者溅射镀膜的方式在UV转印纹理层沉积光学薄膜层，步骤S3制备得到的膜片结构如图4所示，包括：离型膜层1、OCA胶层2、PET膜层3、UV转印纹理层5和光学薄膜层6。

所述步骤S3中形成的光学薄膜层为一层或者多层，所述光学薄膜贴合UV转印纹理层的薄膜为光学薄膜的最内层薄膜，由于光学薄膜层的最外层薄膜的厚度对颜色比较敏感，厚度的变化会引起颜色的明显变化，而且最外层的材料要能够被HF腐蚀，因此最外层材料选为TiO₂或SiO₂。

所述光学薄膜层为一层时，所选材料为TiO₂或SiO₂，厚度为150-500 nm。

所述光学薄膜层为多层时，最外层材料为TiO₂或SiO₂，最外层光学薄膜的厚度为150-500 nm，内层材料为Nb₂O₅、MgF₂、Al₂O₃、TiO₂和SiO₂中的一种或多种，光学薄膜的总厚度为200-800 nm。

进一步地，为了确保光学薄膜层与UV转印纹理层之间的结合力，镀膜过程中会开启5-10分钟离子清洗，保证膜层附着力。

S4：化学腐蚀形成厚度均匀变化的光学薄膜层。

本发明中，所述步骤S4中的化学腐蚀所用的腐蚀液为包含HF/NH₄F的缓冲溶液，所述腐蚀液能够与光学薄膜的最外层薄膜发生反应，控制腐蚀液中参与反应的物质的浓度，这样能够保证化学反应的速率快慢可控，且更易于控制需要的光学薄膜的厚度，减少系统误差，所述腐蚀液的质量浓度优选为1-5%。另外，要保证化学反应的速率的均一性可控，腐蚀反应速率优选为8-15 nm/min。

本发明中，如图8所示，所述步骤S4采用腐蚀液对光学薄膜进行腐蚀的过程如下：将制备沉积有光学薄膜的膜片12用夹具固定住，确保沉积有光学薄膜的一面是能完全暴露于腐蚀液9中，再将沉积有光学薄膜的膜片12以匀速的方式，并以特定的方向侵入腐蚀液9，直到浸入完全后取出。

所述沉积有光学薄膜的膜片12浸入腐蚀液的时间可以根据需要来调节变化，腐蚀液9对浸入的光学薄膜的最外层进行腐蚀，腐蚀厚度(X)是随着侵入反应溶液时间（T）呈正比例变化的，即：腐蚀厚度X=KT。上述过程中，沉积有光学薄膜的膜片12侵入腐蚀液9的时间决定了光学薄膜腐蚀的厚度，而沉积有光学薄膜的膜片12侵入腐蚀液9的速度决定了沉积有光学薄膜的膜片12侵入腐蚀液9的时间，不能把最外层的光学薄膜完全腐蚀掉，因此，需要控制反应总时间不能超过30 min，反应时间优选为5-30 min。

所述沉积有光学薄膜的膜片12浸入腐蚀液9的方向也可以根据需要来调节，如图8所示，与基准线11垂直的侵入方向10会有一个不同厚度梯度的薄膜腐蚀效果，当然也可以根据需要选择特定的浸入方向，从而做到不同方向的膜片的渐变色效果。

本发明中，所述步骤S4完成后，将经过腐蚀的膜片用去离子水清洗5 min，去除残留的腐蚀液，用氮气枪吹干并加热100°C烘烤5 min，排除薄膜的水汽，干燥后得到的膜片结构如图5所示，包括离型膜层1、OCA胶层2、PET膜层3、UV转印纹理层5和经过腐蚀的光学薄膜层60。

S5：在经过腐蚀的光学薄膜层表面形成油墨层。

本发明中，所述步骤S5通过丝网印刷的方式在经过化学腐蚀的光学薄膜表面印刷油墨层，油墨层厚度为16-20微米，所述步骤S5形成的膜片结构如图6所示，包括：离型膜层1、OCA胶层2、PET膜层3、UV转印纹理层5、经过腐蚀的光学薄膜层60和油墨层7。

进一步地，将上述印刷有油墨层的膜片放入烤箱进行烘烤，干燥后，不同梯度厚度的薄膜将会呈现出渐变色的效果，所述油墨可选为各种颜色，油墨层所起的作用主要为衬色，可以根据需要调节进行调节，从而做出不同渐变颜色的玻璃。

S6：将步骤S5制备的膜片贴合于玻璃表面。

本发明中，将步骤S5制备膜片的离型膜撕掉，并将其贴合于玻璃表面，即得到渐变色玻璃。

本发明的发明人发现，现有的渐变色的制作方式主要是利用喷涂不同厚度的颜色油墨，或者是通过镀膜机治具的调节来实现，前者喷涂的均匀性不易控制，并且喷涂物质的颗粒感比较强，影响外观；后者需要制作复杂的治具，需要对真空镀膜设备进行改造，调试颜色需要大量的时间和财力，效率不高。本发明提供的渐变色玻璃制备方法是：在膜片的UV转印纹理层表面沉积均匀的光学薄膜层，然后将带有光学薄膜层的膜片匀速侵入腐蚀液，光学薄膜的最外层能够被腐蚀液腐蚀掉，利用化学腐蚀的反应时间差，从而形成了不同腐蚀厚度的光学薄膜层。化学反应是各向同性的，随时间变化，浸入腐蚀液的光学薄膜表面会产生均匀的刻蚀，均匀刻蚀的光学薄膜的光谱曲线会朝一个方向规律变化，再加上油墨层的作用，从而达到了渐变色的效果，该方法稳定，能够良好的控制产品外观的均匀性，并且成本低廉。

本发明另一方面提供一种渐变色玻璃，其结构如图7所示，渐变色玻璃包括：玻璃层8、OCA胶层2、PET膜层3、UV转印纹理层5、经过腐蚀的光学薄膜层60和油墨层7。

所述渐变色玻璃的光学薄膜层的厚度是均匀变化的，厚度均匀变化的薄膜的光谱曲线会朝着一个方向呈规律性变化，从而呈现出颜色渐变的效果，而且该技术方案能够实现不同方向渐变，也能实现不同颜色的渐变。

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。

实施例1

选取膜片，该膜片包括离型膜、OCA胶、PET膜和保护膜，在可见光范围内膜片的透过率为98%，总厚度为160 mm，离型膜厚度为60微米，OCA胶层厚度为20微米，PET膜层厚度为50微米，保护膜层厚度为30微米。

撕掉膜片的保护膜层，使用UV转印机在PET膜层面均匀涂覆一层固化胶，固化胶主要成分为聚氨酯丙烯酸酯，在固定能量的汞灯和卤素灯作用下即紫外光照射条件下使其聚合固化，形成一定形貌的UV转印纹理层，大小要与玻璃大小相对应，转印纹理层厚度为9 微米。

使用真空镀膜机，采用真空蒸发镀膜的方式在膜片的UV转印纹理层沉积单层光学薄膜，该层光学薄膜的成分为SiO₂，纯度为99.99%，沉积SiO₂膜层厚度为500 nm，沉积速率为0.6 nm/s，镀膜过程中会开启5 min离子清洗来保证膜层附着力。

配置主要成分为HF/NH₄F的腐蚀液，该腐蚀液能够与SiO₂薄膜发生反应，其浓度含量为1%，反应速率为8 nm/min。

将镀有光学薄膜的膜片用夹具固定，确保膜片镀有光学薄膜一面是能完全暴露于腐蚀液，将膜片以匀速的方式，以特定方向为基准线侵入腐蚀液，直到浸入完全后取出，侵入时间为30 min，腐蚀液会对SiO₂薄膜层有腐蚀作用，与基准线垂直的侵入方向会有一个不同厚度梯度的薄膜腐蚀效果。

将腐蚀完成的膜片用去离子水清洗5 min，去除残留的腐蚀液，用氮气枪吹干并加热100°C烘烤5 min，排除薄膜的水汽。

在经过腐蚀的光学薄膜层，用丝印机印刷油墨层，油墨层厚度为16微米，将油墨用烤箱烘烤60 min，不同梯度厚度的薄膜将会呈现出渐变色的效果。

将有渐变色效果的膜片贴合于玻璃表面，完成渐变色玻璃的制作。

实施例2

选取膜片，该膜片包括离型膜、OCA胶、PET膜和保护膜，在可见光范围内膜片的透过率为95%，总厚度为210 mm，离型膜厚度为80微米，OCA胶层厚度为25微米，PET膜层厚度为65微米，保护膜层厚度为40微米。

撕掉膜片的保护膜层，使用UV转印机在PET膜面均匀涂覆一层固化胶，固化胶主要成分为聚氨酯丙烯酸酯，在固定能量的汞灯和卤素灯作用下即紫外光照射条件下使其聚合固化，形成一定形貌的UV转印纹理层，大小要与玻璃大小相对应，转印纹理层厚度为10 微米。

使用真空镀膜机，采用溅射镀膜的方式在膜片的UV转印纹理层沉积三层薄膜，膜层的成分依次是MgF₂、Al₂O₃、TiO₂，TiO₂为最外层沉积薄膜，沉积MgF₂、Al₂O₃、TiO₂膜层厚度依次为30、30、150 nm，MgF₂、Al₂O₃、TiO₂的沉积速率依次为0.2、0.1、0.15 nm/s，其中每层薄膜的材料纯度均为99.99%，镀膜过程中会开启5 min离子清洗来保证膜层附着力。

配置主要成分为HF/NH₄F的腐蚀液，该腐蚀液能够与TiO₂薄膜发生反应，其浓度含量为3%，反应速率为10 nm/min。

将镀有光学薄膜的膜片用夹具固定，确保膜片镀有光学薄膜一面是能完全暴露于腐蚀液，将膜片以匀速的方式，以特定方向为基准线侵入腐蚀液，直到浸入完全后取出，侵入时间为8 min，腐蚀液会对TiO₂薄膜层有腐蚀作用，与基准线垂直的侵入方向会有一个不同厚度梯度的薄膜腐蚀效果。

将腐蚀完成的膜片用去离子水清洗5 min，去除残留的腐蚀液，用氮气枪吹干并加热100°C烘烤5 min，排除薄膜的水汽。

在经过腐蚀的光学薄膜层，用丝印机印刷油墨层，油墨层厚度为18微米，将油墨用烤箱烘烤60 min，不同梯度厚度的薄膜将会呈现出渐变色的效果。

将有渐变色效果的膜片贴合于玻璃表面，完成渐变色玻璃的制作。

实施例3

选取膜片，该膜片包括离型膜、OCA胶、PET膜和保护膜，在可见光范围内膜片的透过率为93%，总厚度为235 mm，离型膜厚度为90微米，OCA胶层厚度为25微米，PET膜层厚度为70微米，保护膜层厚度为50微米。

撕掉膜片的保护膜层，使用UV转印机在PET膜面均匀涂覆一层固化胶，固化胶主要成分为聚氨酯丙烯酸酯，在固定能量的汞灯和卤素灯作用下即紫外光照射条件下使其聚合固化，形成一定形貌的UV转印纹理层，大小要与玻璃大小相对应，转印纹理层厚度为12微米。

使用真空镀膜机，采用真空蒸发镀膜的方式在膜片的UV转印纹理层沉积三层薄膜，膜层的成分依次是Nb₂O₅、Al₂O₃、SiO₂，SiO₂为最外层沉积薄膜，沉积Nb₂O₅、Al₂O₃、SiO₂膜层厚度依次为100、150、250 nm，Nb₂O₅、Al₂O₃、SiO₂的沉积速率依次为0.1、0.2、0.4 nm/s，其中每层薄膜的材料纯度均为99.99%，镀膜过程中会开启5 min离子清洗来保证膜层附着力。

配置主要成分为HF/NH₄F的腐蚀液，该腐蚀液能够与SiO₂薄膜发生反应而不与内层的膜片基材发生反应，其浓度含量为4%，反应速率为13 nm/min。

将镀有光学薄膜的膜片用夹具固定，确保膜片镀有光学薄膜一面是能完全暴露于腐蚀液，将膜片以匀速的方式，以特定方向为基准线侵入腐蚀液，直到浸入完全后取出，侵入时间为12 min，腐蚀液会对SiO₂薄膜层有腐蚀作用，与基准线垂直的侵入方向会有一个不同厚度梯度的薄膜腐蚀效果。

将腐蚀完成的膜片用去离子水清洗5 min，去除残留的腐蚀液，用氮气枪吹干并加热100°C烘烤5 min，排除薄膜的水汽。

在经过腐蚀的光学薄膜层，用丝印机印刷油墨层，油墨层厚度为20微米，将油墨用烤箱烘烤60 min，不同梯度厚度的薄膜将会呈现出渐变色的效果。

将有渐变色效果的膜片贴合于玻璃表面，完成渐变色玻璃的制作。

实施例4

选取膜片，该膜片包括离型膜、OCA胶、PET膜和保护膜，在可见光范围内膜片的透过率为90%，总厚度为250 mm，离型膜厚度为100微米，OCA胶层厚度为30微米，PET膜层厚度为80微米，保护膜层厚度为40微米。

撕掉膜片的保护膜层，使用UV转印机在PET膜面均匀涂覆一层固化胶，固化胶主要成分为聚氨酯丙烯酸酯，在固定能量的汞灯和卤素灯作用下即紫外光照射条件下使其聚合固化，形成一定形貌的UV转印纹理层，大小要与玻璃大小相对应，转印纹理层厚度为12微米。

使用真空镀膜机，采用真空蒸发镀膜的方式在膜片的UV转印纹理层沉积四层薄膜，膜层的成分依次是Nb₂O₅、Al₂O₃、SiO₂、TiO₂，TiO₂为最外层沉积薄膜，沉积Nb₂O₅、Al₂O₃、SiO₂、TiO₂膜层厚度依次为50、150、100、500 nm，Nb₂O₅、Al₂O₃、SiO₂、TiO₂的沉积速率依次为0.1、0.2、0.4、0.15 nm/s，其中每层薄膜的材料纯度均为99.99%，镀膜过程中会开启5 min离子清洗来保证膜层附着力。

配置主要成分为HF/NH₄F的腐蚀液，该腐蚀液能够与 TiO₂薄膜发生反应而不与内层的膜片基材发生反应，其浓度含量为5%，反应速率为15 nm/min。

将镀有光学薄膜的膜片用夹具固定，确保膜片镀有光学薄膜一面是能完全暴露于腐蚀液，将膜片以匀速的方式，以特定方向为基准线侵入腐蚀液，直到浸入完全后取出，侵入时间为5 min，腐蚀液会对TiO₂薄膜层有腐蚀作用，与基准线垂直的侵入方向会有一个不同厚度梯度的薄膜腐蚀效果。

将腐蚀完成的膜片用去离子水清洗5 min，去除残留的腐蚀液，用氮气枪吹干并加热100°C烘烤5 min，排除薄膜的水汽。

在经过腐蚀的光学薄膜层，用丝印机印刷油墨层，油墨层厚度为18微米，将油墨用烤箱烘烤60 min，不同梯度厚度的薄膜将会呈现出渐变色的效果。

将有渐变色效果的膜片贴合于玻璃表面，完成渐变色玻璃的制作。

本发明制备渐变色玻璃的方法是，在PET膜层上制备UV转印纹理层，然后在UV转印纹理层上沉积光学薄膜层，利用腐蚀液对光学薄膜进行腐蚀，通过控制腐蚀液的浓度、沉积有光学薄膜的膜片浸入腐蚀液的速率和方向以及浸入腐蚀液的时间等条件来实现最外层光学薄膜的均匀刻蚀，均匀刻蚀的光学薄膜的光谱曲线会朝一个方向规律变化，从而达到渐变的效果。本发明的渐变色玻璃制备方法可以做到对不同渐变方向的控制，也可以做出不同颜色的渐变，既不会对真空镀膜设备有所改动，又能良好的控制产品外观的均匀性，该渐变色玻璃制备方法简单，成本低，易于大规模量产。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非限制本发明的范围，对于本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (12)

1.一种渐变色玻璃制备方法，其特征在于包括以下步骤：

S1：提供一种包括PET膜层的膜片；

S2：在PET膜层表面制备UV转印纹理层；

S3：在UV转印纹理层表面沉积光学薄膜层；

S4：化学腐蚀形成厚度均匀变化的光学薄膜层；

S5：在经过腐蚀的光学薄膜层表面形成油墨层；

S6：将步骤S5制备的膜片贴合于玻璃表面。

2.根据权利要求1所述的渐变色玻璃制备方法，其特征在于：所述步骤S1中，所述膜片还包括OCA胶层。

3.根据权利要求1所述的渐变色玻璃制备方法，其特征在于：所述步骤S2中，所述UV转印纹理层厚度为9-12微米。

4.根据权利要求1所述的渐变色玻璃制备方法，其特征在于：所述步骤S3中，采用真空蒸发镀膜或者溅射镀膜的方式在所述UV转印纹理层表面沉积光学薄膜层。

5.根据权利要求1所述的渐变色玻璃制备方法，其特征在于：所述步骤S3中，所述光学薄膜层为一层，材料为TiO₂或SiO₂，厚度为150-500 nm。

6.根据权利要求1所述的渐变色玻璃制备方法，其特征在于：所述步骤S3中，所述光学薄膜层为多层，最外层材料为TiO₂或SiO₂，最外层光学薄膜的厚度为150-500 nm，内层材料为Nb₂O₅、MgF₂、Al₂O₃、TiO₂、SiO₂中的一种或多种，光学薄膜层总厚度为200-800 nm。

7.根据权利要求1所述的渐变色玻璃制备方法，其特征在于：所述步骤S4中，所述化学腐蚀所用的腐蚀液为包含HF/NH₄F的缓冲溶液。

8.根据权利要求7所述的渐变色玻璃制备方法，其特征在于：所述腐蚀液的质量浓度为1-5%，所述化学腐蚀的反应的速率为8-15 nm/min，反应时间不超过30 min。

9.根据权利要求7所述的渐变色玻璃制备方法，其特征在于：所述化学腐蚀是将步骤S3制备的膜片匀速的浸入所述腐蚀液，形成厚度均匀变化的光学薄膜层。

10.根据权利要求1所述的渐变色玻璃制备方法，其特征在于：所述步骤S5中，所述油墨层厚度为16-20微米。

11.一种渐变色玻璃，其特征在于：所述渐变色玻璃由权利要求1-10中任一项所述的制备方法制备得到。

12.根据权利要求11所述的渐变色玻璃，其特征在于：所述渐变色玻璃依次包括玻璃层、OCA胶层、PET膜层、UV转印纹理层、光学薄膜层和油墨层。