TWI477617B - 塗層、具有該塗層的被覆件及該被覆件的製備方法 - Google Patents

Description

塗層、具有該塗層的被覆件及該被覆件的製備方法

本發明涉及一種塗層、具有該塗層的被覆件及該被覆件的製備方法，特別涉及一種具有抗指紋性能的塗層、具有該塗層的被覆件及該被覆件的製備方法。

隨著3C電子產品的使用越來越頻繁，消費者對產品的外觀亦有了越來越高的要求。除了要求其色彩美觀、手感舒適，還要求其表面具有較好的耐磨性、抗刮傷性、以及抗指紋性。

為了提高金屬表面的抗指紋性，美國專利US006736908公開了一種抗指紋化的金屬表面處理液。該表面處理液含有特殊有機樹脂，可溶性釩化物，以及可溶性金屬化合物，其含有Zn、Ti、Mo、W、Mn及Ce中至少一種金屬元素，經此處理液處理的金屬表面具有良好的抗指紋性。然，所述特殊的有機樹脂成分結構複雜，難以製備，且易對環境造成污染。因此，開發一種能實現抗指紋效果且易於製備、無環境污染的塗層實為必要。

有鑒於此，有必要提供一種能實現抗指紋效果且易於製備、無環境污染的塗層。

另外，還有必要提供一種應用上述塗層的被覆件。

另外，還有必要提供一種上述被覆件的製備方法。

一種塗層，該塗層包括一抗指紋層，該抗指紋層為一SnO₂ -Al₂ O₃ 層，其表面分佈有複數奈米量級的乳突。

一種被覆件，該被覆件包括一基體及形成於該基體上的一塗層，該塗層包括一抗指紋層，該抗指紋層為一SnO₂ -Al₂ O₃ 層，其表面分佈有複數奈米量級的乳突。

一種被覆件的製備方法，包括以下步驟：

提供一基體；

通過磁控濺射鍍膜方法在該基體上形成一抗指紋層，該抗指紋層為一SnO₂ -Al₂ O₃ 層，其表面分佈有複數奈米量級的乳突。

相較於習知技術，所述被覆件通過磁控濺射鍍膜方法於基體上形成一SnO₂ -Al₂ O₃ 的抗指紋層。由於該抗指紋層表面分佈有複數奈米級的乳突，使得所述抗指紋層的表面形成凹凸相間的介面結構。所述複數乳突之間的低凹表面可吸附氣體分子並使該氣體分子穩定存在，而在該抗指紋層的表面上形成一層穩定的氣體薄膜，使水/油無法與材料的表面直接接觸，從而使抗指紋層的表面呈現超常的疏水及疏油性，達到抗指紋效果。因此通過上述方法製備的被覆件具有良好的抗指紋性。所述被覆件製備方法不需要使用特殊的有機樹脂，亦不需經酸或鹼處理，對環境及人體健康無害；且該方法簡單易行。

請參閱圖1，本發明一較佳實施例的塗層10包括一抗指紋層13。

該抗指紋層13為一無色透明的氧化錫-氧化鋁（SnO₂ -Al₂ O₃ ）層，其通過磁控濺射法沉積形成，其厚度為0.1-1μm。

所述SnO₂ -Al₂ O₃ 層的表面分佈有複數奈米量級的乳突（圖未示），使得所述抗指紋層13的表面形成凹凸相間的介面結構，而所述複數乳突之間的低凹表面可吸附氣體分子並使該氣體分子穩定存在，而在該抗指紋層13的表面上形成一層穩定的氣體薄膜，使水/油無法與材料的表面直接接觸，從而使抗指紋層13的表面呈現超常的疏水及疏油性，達到抗指紋效果。

可以理解的，在沉積該抗指紋層13之前還可鍍覆一顏色層11，以增強該塗層10的美觀性。所述抗指紋層13形成於該顏色層11上。

請參閱圖2，本發明一較佳實施例的被覆件30包括一基體20、及形成於該基體20上的塗層10。所述基體20可由金屬材料或非金屬材料製成。該金屬材料可包括不銹鋼、鋁、鋁合金、銅、銅合金、鎂合金等。該非金屬材料可包括塑膠、陶瓷、玻璃、聚合物等。該被覆件30可為3C電子產品的殼體、傢俱、廚房用具或其他裝潢件。

請參見圖3，本發明一較佳實施例的製備所述被覆件30的方法主要包括如下步驟：

S1：提供一基體20。

所述基體20可由金屬材料或非金屬材料製成。該金屬材料可包括不銹鋼、鋁、鋁合金、銅、銅合金、鎂合金等。該非金屬材料可包括塑膠、陶瓷、玻璃、聚合物等。

S2：對該基體20進行前處理。

將基體20放入盛裝有乙醇及/或丙酮溶液的超聲波清洗器中進行震動清洗，以除去基體20表面的雜質和油污等。清洗完畢後烘乾備用。

對經上述處理後的基體20的表面進行電漿清洗，進一步去除基體20表面的油污，以改善基體20表面與後續塗層的結合力。該電漿清洗的具體操作及工藝參數為：將基體20放入一磁控濺射鍍膜機的鍍膜室內的工件架上（未圖示），抽真空該鍍膜室至真空度為8.0×10^-3 Pa，以300~500sccm的流量向鍍膜室通入純度為99.999%的氬氣，對基體20表面進行電漿清洗，清洗時間為5~10min。

S3：於該基體20上形成一抗指紋層13。

本實例中，該抗指紋層13為一無色透明的SnO₂ -Al₂ O₃ 層。在對基體20進行電漿清洗後，加熱該鍍膜室至50~180℃（即濺射溫度為50~180℃），設置該工件架的公轉速度為1~3rpm（revolution per minute，轉/分鐘）；以氬氣作為惰性氣體，調節其流量至300~500sccm，以氧氣作為反應氣體，設置其流量為75~300sccm，開啟一安裝於所述磁控濺射鍍膜機的鍍膜室內的錫鋁複合靶的電源，設置其功率為2.5~4.0kw，對所述基體20施加-50~-150V的偏壓，於基體20的表面沉積抗指紋層13。沉積該抗指紋層13的時間為10~60min。所述錫鋁複合靶中鋁（Al）的質量百分含量為50-95%。所述氧氣的純度為99.99%。

形成抗指紋層13後，關閉負偏壓及錫鋁合金靶的電源，停止通入氬氣及氧氣，待所述抗指紋層13冷卻後，向鍍膜室內通入空氣，打開鍍膜室門，取出鍍覆有抗指紋層13的基體20。

可以理解的，在沉積該抗指紋層13之前還可於基體20鍍覆一顏色層11，以增強該被覆件30的美觀性。

所述被覆件30的製備方法，採用錫鋁複合靶材，以氧氣作為反應性氣體，於基體上形成一SnO₂ -Al₂ O₃ 的抗指紋層13。由於該抗指紋層13表面呈現超常的雙疏性而使被覆件30具有良好的抗指紋性。所述被覆件30製備方法不需要使用特殊的有機樹脂，亦不需經酸或鹼處理，對環境及人體健康無害；且該方法簡單易行。

10．．．塗層

11．．．顏色層

13．．．抗指紋層

20．．．基體

30．．．被覆件

圖1為本發明較佳實施例的塗層的剖視圖；

圖2為本發明較佳實施例的被覆件的剖視圖；

圖3為本發明較佳實施例的被覆件的製備方法的流程圖。

10．．．塗層

11．．．顏色層

13．．．抗指紋層

20．．．基體

30．．．被覆件

Claims (10)

1. 一種塗層，包括一抗指紋層，其改良在於：該抗指紋層為一SnO₂ -Al₂ O₃ 層，其表面分佈有複數奈米量級的乳突。
2. 如申請專利範圍第1項所述之塗層，其中該抗指紋層的厚度為0.1-1μm。
3. 如申請專利範圍第1項所述之塗層，其中該塗層還包括一顏色層，該抗指紋層形成於該顏色層上。
4. 一種被覆件，該被覆件包括一基體及形成於該基體上的一塗層，該塗層包括一抗指紋層，其改良在於：該抗指紋層為一SnO₂ -Al₂ O₃ 層，其表面分佈有複數奈米量級的乳突。
5. 如申請專利範圍第4項所述之被覆件，其中該基體由金屬材料或非金屬材料製成。
6. 一種被覆件的製備方法，包括以下步驟：
   提供一基體；
   通過磁控濺射鍍膜方法在該基體上形成一抗指紋層，該抗指紋層為一SnO₂ -Al₂ O₃ 層，其表面分佈有複數奈米量級的乳突。
7. 如申請專利範圍第6項所述之被覆件的製備方法，其中磁控濺射所述抗指紋層以錫鋁複合靶為靶材，以氬氣作為惰性氣體，其流量為300~500sccm，以氧氣作為反應氣體，其流量為75~300sccm，對基體施加-50~-150V的偏壓，濺射溫度為50~180℃，濺射時間為10~60min。
8. 如申請專利範圍第7項所述之被覆件的製備方法，其中該錫鋁複合靶中鋁的質量百分含量為50-95%。
9. 如申請專利範圍第6項所述之被覆件的製備方法，其中所述製備方法還包括在沉積該抗指紋層之前於基體表面鍍覆一顏色層的步驟。
10. 如申請專利範圍第9項所述之被覆件的製備方法，其中所述製備方法還包括在形成顏色層前對該基體進行前處理的步驟，該前處理包括化學清洗及電漿清洗。