抗指紋薄膜及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種抗指紋薄膜及其制備方法，抗指紋薄膜包括基材，基材表面依次沉積有厚度為15-35nm的氧化硅層、氟化物層。首先選取待加工產(chǎn)品作為基材，對(duì)基材表面進(jìn)行清洗、除塵；然后利用磁控濺射鍍膜機(jī)依次進(jìn)行離子清洗、鍍制氧化硅層、除塵；之后利用真空蒸發(fā)鍍膜機(jī)沉積氟化物層。可使產(chǎn)品外觀保持潔凈、使指紋等臟污極易擦拭干凈、增強(qiáng)產(chǎn)品表面硬度。
【專利說(shuō)明】抗指紋薄膜及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種抗污薄膜，尤其涉及一種抗指紋薄膜及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前電子產(chǎn)品廣泛應(yīng)用，特別是相機(jī)鏡頭、精密光學(xué)元件、平板電腦、液晶電視、手機(jī)、觸屏等等產(chǎn)品，這些產(chǎn)品跟人類皮膚頻繁接觸過(guò)程中很容易粘上指紋、汗液、油垢等臟污，并且這種臟污很難擦拭，從而影響了產(chǎn)品的性能和外觀效果。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，中國(guó)專利(申請(qǐng)?zhí)枮?01010205501.5) 一種抗指紋薄膜及其制備方
法，在塑膠基材表面沉積50 — 30nm厚的全氟聚醚或有機(jī)娃聚合物薄膜。雖然有一定的抗指紋作用，但效果依然不理想，且產(chǎn)品表面硬度較低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種可使產(chǎn)品外觀保持潔凈、使指紋等臟污極易擦拭干凈、增強(qiáng)產(chǎn)品表面硬度的抗指紋薄膜及其制備方法。
[0005]本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0006]本發(fā)明的抗指紋薄膜，包括基材，所述基材表面依次沉積氧化硅層、氟化物層，所述氧化娃層與氟化物層的總厚度為15-35nm。
[0007]本發(fā)明的上述的抗指紋薄膜的制備方法，包括如下步驟:
[0008]首先，選取待加工產(chǎn)品作為基材，對(duì)基材表面進(jìn)行清洗、除塵；
[0009]然后，利用磁控濺射鍍膜機(jī)依次進(jìn)行離子清洗、鍍制氧化硅層、除塵；
[0010]之后，利用真空蒸發(fā)鍍膜機(jī)沉積氟化物層。
[0011]由上述本發(fā)明提供的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明實(shí)施例提供的抗指紋薄膜及其制備方法，由于通過(guò)磁控濺射鍍膜機(jī)和真空蒸發(fā)鍍膜機(jī)在基材表面依次沉積厚度為15-35nm氧化硅層、氟化物層，可使產(chǎn)品外觀保持潔凈、使指紋等臟污極易擦拭干凈、增強(qiáng)產(chǎn)品表面硬度。
【具體實(shí)施方式】
[0012]下面將對(duì)本發(fā)明實(shí)施例作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
[0013]本發(fā)明的抗指紋薄膜，其較佳的【具體實(shí)施方式】是:
[0014]包括基材，所述基材表面依次沉積有氧化硅層、氟化物層，所述氧化硅層與氟化物層的總厚度為15-35nm。
[0015]所述的氧化硅的通式為SixOy,所述氟化物為多種氟基聚合物的混合物；
[0016]所述基材為以下任一種:PC塑膠板、PMMA塑膠板、PET塑膠板、PS塑膠板、PA塑膠板、ABS塑膠板、不銹鋼板、金屬板。
[0017]所述基材表面可以是噴、鍍或印刷表面，所述噴、鍍或印刷表面上依次沉積氧化硅層、氟化物層。[0018]本發(fā)明的上述的抗指紋薄膜的制備方法，其較佳的【具體實(shí)施方式】是:
[0019]包括如下步驟:
[0020]首先，選取待加工產(chǎn)品作為基材，對(duì)基材表面進(jìn)行清洗、除塵；
[0021]然后，利用磁控濺射鍍膜機(jī)依次進(jìn)行離子清洗、鍍制氧化硅層、除塵；
[0022]之后，利用真空蒸發(fā)鍍膜機(jī)沉積氟化物層。
[0023]所述清洗包括:
[0024]用酒精、無(wú)塵布對(duì)基材表面進(jìn)行清洗。
[0025]所述除塵包括:
[0026]用靜電除塵槍進(jìn)行除塵，所述靜電除塵槍所用的靜電發(fā)生器的電壓為7KV。
[0027]所述離子清洗、鍍制氧化硅層包括:
[0028]在磁控濺射鍍膜機(jī)內(nèi)，真空度抽至7X10_3Pa以上，打開(kāi)偏壓電源，充入氬氣形成等離子體，對(duì)基材進(jìn)行離子清洗，偏壓電源電壓設(shè)定500V-700V，偏壓電源占空比設(shè)定60%-70%, IS氣流量設(shè)定為450Sccm-550Sccm,清洗時(shí)間設(shè)定為5min-10min,真空度降至7 X IO 1Pa ；
[0029]離子清洗完畢后關(guān)閉偏壓電源，停止充入氬氣，將真空度抽到6.5X10_3Pa以上，充入氬氣和氧氣，打開(kāi)硅靶的中頻電源，進(jìn)行氧化硅薄膜鍍制，中頻電源電流設(shè)定10A-12A，氬氣流量設(shè)定為150Sc cm-180Sccm，氧氣流量設(shè)定為10Sccm-12Sccm，鍍膜時(shí)間設(shè)定為2min_3min,真空度降至 2.3 X ICT1Pa ；
[0030]所述離子清洗、鍍制氧化硅層過(guò)程中，產(chǎn)品轉(zhuǎn)架的轉(zhuǎn)速設(shè)定為3.lrpm。
[0031 ] 所述沉積氟化物層包括:
[0032]在真空蒸發(fā)鍍膜機(jī)內(nèi)，真空度抽至3.5X10_3Pa以上，開(kāi)始在基材表面沉積氟化物，控制蒸發(fā)源溫度300°C,蒸發(fā)電壓設(shè)定1.5V,蒸發(fā)時(shí)間設(shè)定300S,產(chǎn)品轉(zhuǎn)架的轉(zhuǎn)速設(shè)定50rpmo
[0033]所述鍍制氧化硅層過(guò)程中的硅靶采用孿生多晶硅靶，所述沉積氟化物層過(guò)程中的蒸發(fā)源采用的鎢絲筐狀源。
[0034]所述真空蒸發(fā)鍍膜機(jī)和磁控濺射鍍膜機(jī)的抽高真空設(shè)備均采用油擴(kuò)散真空泵和低溫捕集泵。
[0035]本發(fā)明的抗指紋薄膜及其制備方法，可使產(chǎn)品外觀保持潔凈、使指紋等臟污極易擦拭干凈、增強(qiáng)產(chǎn)品表面硬度。
[0036]具體實(shí)施例:
[0037]在基材表面先沉積一層氧化娃，再沉積一層氟化物，薄膜厚度為15_35nm。
[0038]其中，所述的氧化硅為SixOy,氟化物為三種氟基聚合物的混合物。基材可以為PC、PMMA、PET、PS、PA、ABS等各種塑膠板，也可以為各種不銹鋼板、金屬板等，基材可以是噴、鍍、印刷等加工好的產(chǎn)品。
[0039]抗指紋薄膜的制備方法，包括如下步驟:
[0040]a)、選取待加工產(chǎn)品作為基材，用酒精、無(wú)塵布對(duì)基材表面進(jìn)行清洗。
[0041]b)、將產(chǎn)品組在專用工裝夾具上，然后掛在工裝桿上。
[0042]C)、將掛滿基材的工裝桿放在移工車上，拉到除塵柜里，用專用的靜電除塵槍進(jìn)行除塵。[0043]d)、將除塵完畢的工裝桿掛磁控濺射鍍膜機(jī)的臺(tái)車上，先插下孔，再掛上孔。
[0044]e)、轉(zhuǎn)動(dòng)臺(tái)車，確認(rèn)工裝桿不會(huì)掉落或刮蹭靶面，關(guān)上鍍膜機(jī)大門，并鎖死。
[0045]f)、按照磁控濺射鍍膜機(jī)操作規(guī)程依次開(kāi)啟各種真空泵，進(jìn)行抽真空。
[0046]g)、在真空抽至7X10_3Pa以上時(shí)關(guān)閉光柵閥，打開(kāi)臺(tái)車轉(zhuǎn)架開(kāi)關(guān)，打開(kāi)偏壓電源，充入氬氣形成等離子體，對(duì)基材進(jìn)行離子清洗，轉(zhuǎn)速設(shè)定3.lrpm，偏壓電源電壓設(shè)定700V，偏壓電源占空比設(shè)定70%，氬氣流量設(shè)定為450Sccm，清洗時(shí)間設(shè)定為lOmin，真空度降至7 X IO 1Pa0
[0047]h)、離子清洗完畢后關(guān)閉偏壓電源，停止充入氬氣，打開(kāi)光柵閥，待真空度抽到
6.5 X 10?以上時(shí)，關(guān)閉光柵閥，打開(kāi)臺(tái)車轉(zhuǎn)架開(kāi)關(guān)，充入氬氣和氧氣，打開(kāi)硅靶的中頻電源，對(duì)基材進(jìn)行鍍制氧化硅薄膜，轉(zhuǎn)速設(shè)定3.1rpm,中頻電源電流設(shè)定12A，氬氣流量設(shè)定為150Sccm，氧氣流量設(shè)定為12Sccm，鍍膜時(shí)間設(shè)定為3min，真空度降至2.SXK Pa。
[0048]i)、鍍膜完畢后按照磁控濺射鍍膜機(jī)操作規(guī)程依次關(guān)閉各種泵閥，放氣開(kāi)門取出
女口
廣叩ο
[0049]j)、將鍍完氧化硅的基材掛到真空蒸發(fā)鍍膜機(jī)臺(tái)車上，用專用的靜電除塵槍進(jìn)行除塵。
[0050]k)、轉(zhuǎn)動(dòng)臺(tái)車，確認(rèn)工裝桿不會(huì)掉落，關(guān)上鍍膜機(jī)大門，啟動(dòng)半自動(dòng)程序，鍍膜機(jī)開(kāi)始自動(dòng)抽真空。
[0051]I)、在真空抽至3.5 X IO-3Pa以上時(shí)，點(diǎn)開(kāi)半自動(dòng)鍍膜按鈕，開(kāi)始鍍膜，設(shè)定蒸發(fā)條件，控制蒸發(fā)源溫度300°C，在基材表面沉積氟化物，其中蒸發(fā)電壓設(shè)定1.5V，蒸發(fā)時(shí)間設(shè)定300S，轉(zhuǎn)速設(shè)定50。
[0052]m)、鍍膜完畢后鍍膜機(jī)自動(dòng)依次關(guān)閉各種泵閥，放氣開(kāi)門。
[0053]其中，步驟h)中的硅靶采用孿生多晶硅靶。
[0054]其中，步驟I)中蒸發(fā)源采用的是鎢絲筐狀源。
[0055]其中，步驟c)和步驟j)中靜電除塵槍所用的靜電發(fā)生器電壓為7KV。
[0056]其中，真空蒸發(fā)鍍膜機(jī)和磁控濺射鍍膜機(jī)抽高真空設(shè)備均采用油擴(kuò)散真空泵和低溫捕集泵。
[0057]其中，每層薄膜的厚度都是調(diào)節(jié)鍍膜時(shí)間來(lái)控制。
[0058]本發(fā)明生產(chǎn)的薄膜的優(yōu)良特征在于:
[0059]①、膜層厚度在幾十個(gè)納米左右，顏色完全透明，具有良好的光學(xué)性能，在可見(jiàn)光、紅外區(qū)透明，完全不影響光線的通透；②、在玻璃、金屬、塑膠、鍍層、涂層表面有良好的牢固度和耐磨性，可以耐刮擦，能耐各種洗滌齊?、有機(jī)溶齊?、強(qiáng)堿、弱酸、汗液的腐蝕，防止膜層表面因污染而變色、膜層具有低摩擦系數(shù)，與水的接觸角大于110度，使表面具有極強(qiáng)的疏水、憎水、防水效果，具有顯著的荷葉效應(yīng)。雜物不易粘在附表面，增加防水、防霧、防塵、防指紋、防油、防污染等功能、完全不影響電容屏的工作，不會(huì)產(chǎn)生干擾作用、鍍層不含有重金屬銀、鉛、鎘、汞、砷成分，不向外界釋放有毒物質(zhì)，完全無(wú)毒。
[0060]本發(fā)明生產(chǎn)方法的優(yōu)良特征在于: [0061]對(duì)于氟化物膜的鍍制，大多數(shù)廠家都采用電子槍加坩堝的蒸發(fā)設(shè)備，該設(shè)備具有產(chǎn)量小、膜層不均勻的缺點(diǎn)，我公司采用電阻加熱式蒸發(fā)鍍膜機(jī)鍍制氟化物膜恰恰彌補(bǔ)了電子槍設(shè)備的缺點(diǎn)，該設(shè)備產(chǎn)量大，速度快，蒸發(fā)源多，可以上下互補(bǔ)，均勻性好，工藝簡(jiǎn)單，操作方便，整爐產(chǎn)品膜層厚度鍍制非常均勻，適合大批量生產(chǎn)。
[0062]產(chǎn)品外觀及性能:
[0063]產(chǎn)品顏色鍍膜前后無(wú)變化。
[0064]用百格刀測(cè)試產(chǎn)品的附著力為O級(jí)。
[0065]用紙帶摩擦測(cè)試儀測(cè)試產(chǎn)品的耐磨性，摩擦3000次產(chǎn)品膜層未掉膜，未變色。
[0066]產(chǎn)品做橡皮摩擦和酒精摩擦測(cè)試均OK。
[0067]產(chǎn)品做高溫、高濕試均OK。
[0068]產(chǎn)品耐冷熱沖擊試驗(yàn)0K。
[0069]產(chǎn)品耐汗液試驗(yàn)OK。
[0070]產(chǎn)品耐油試驗(yàn)OK。
[0071]產(chǎn)品做硬度測(cè)試OK。
[0072]其中，橡皮摩擦試驗(yàn)為:用9.SN的力將橡皮壓在產(chǎn)品表面，行程30mm，以每分鐘30次的速度摩擦2000回，產(chǎn)品不掉膜為0K。
[0073]其中，酒精摩擦試驗(yàn)為:用4.8N的力將無(wú)水酒精濕潤(rùn)的布?jí)涸诋a(chǎn)品表面，摩擦100次，產(chǎn)品不掉膜為0K。
[0074]其中，高溫試驗(yàn)為:將產(chǎn)品放在溫度80°C、濕度10%的環(huán)境下48小時(shí)，產(chǎn)品外觀無(wú)變化為OK。
[0075]其中，高濕試驗(yàn)為:將產(chǎn)品放在溫度60°C、濕度90%的環(huán)境下48小時(shí)，產(chǎn)品外觀無(wú)變化為OK。
[0076]其中，耐冷熱沖擊試驗(yàn)為:將產(chǎn)品放在溫度_40°C的環(huán)境下0.5小時(shí)，再將產(chǎn)品放在溫度70°C的環(huán)境下0.5小時(shí)，共做10個(gè)循環(huán)，產(chǎn)品外觀無(wú)變化為0K。
[0077]其中，耐汗液試驗(yàn)為:將涂上人工汗液的產(chǎn)品放在溫度50°C、濕度90%的環(huán)境下
0.5小時(shí)，再將產(chǎn)品放在溫度35°C、濕度90%的環(huán)境下0.5小時(shí)，共做100個(gè)循環(huán)，產(chǎn)品外觀無(wú)變化為OK。
[0078]其中，耐油試驗(yàn)為:將涂上食用油的產(chǎn)品放在溫度70°C、濕度90%的環(huán)境下12小時(shí)，然后做百格測(cè)試，不掉膜為0K。
[0079]其中，的硬度測(cè)試方法為:將三菱的2H鉛筆以9.SN的力與產(chǎn)品表面呈45度角劃Icm長(zhǎng)度，劃5次，2次無(wú)劃痕為OK。
[0080]本發(fā)明的制備方法是通過(guò)新型PVD技術(shù)和蒸鍍技術(shù)在產(chǎn)品表面實(shí)現(xiàn)低溫高速沉積，得到抗指紋薄膜。與別的技術(shù)相比，此技術(shù)應(yīng)用廣泛，適用性強(qiáng)，基材可以是塑膠，也可以是玻璃、不銹鋼、陶瓷、其它金屬或非金屬板材。此技術(shù)無(wú)需加熱，常溫下即可進(jìn)行，是真正的低溫高速。薄膜的均勻性和同質(zhì)性優(yōu)異，完全透明，不影響產(chǎn)品底色，而且該技術(shù)工藝過(guò)程簡(jiǎn)單，容易操作，成本低廉，無(wú)公害，純綠色環(huán)保。
[0081]以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種抗指紋薄膜，包括基材，其特征在于，所述基材表面依次沉積有氧化硅層、氟化物層，所述氧化硅層與氟化物層的總厚度為15-35nm。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗指紋薄膜，其特征在于，所述的氧化硅的通式為SixOy,所述氟化物為多種氟基聚合物的混合物； 所述基材為以下任一種:PC塑膠板、PMMA塑膠板、PET塑膠板、PS塑膠板、PA塑膠板、ABS塑膠板、不銹鋼板、金屬板。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的抗指紋薄膜，其特征在于，所述基材表面設(shè)有噴、鍍或印刷表面，所述噴、鍍或印刷表面上依次沉積氧化硅層、氟化物層。
4.一種權(quán)利要求1、2或3所述的抗指紋薄膜的制備方法，其特征在于，包括如下步驟: 首先，選取待加工產(chǎn)品作為基材，對(duì)基材表面進(jìn)行清洗、除塵； 然后，利用磁控濺射鍍膜機(jī)依次進(jìn)行離子清洗、鍍制氧化硅層、除塵； 之后，利用真空蒸發(fā)鍍膜機(jī)沉積氟化物層。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的抗指紋薄膜的制備方法，其特征在于，所述清洗包括: 用酒精、無(wú)塵布對(duì)基材表面進(jìn)行清洗。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的抗指紋薄膜的制備方法，其特征在于，所述除塵包括: 用靜電除塵槍進(jìn)行除塵，所述靜電除塵槍所用的靜電發(fā)生器的電壓為7KV。.
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的抗指紋薄膜的制備方法，其特征在于，所述離子清洗、鍍制氧化娃層包括: 在磁控濺射鍍膜機(jī)內(nèi)，真空度抽至7X10_3Pa以上，打開(kāi)偏壓電源，充入氬氣形成等離子體，對(duì)基材進(jìn)行離子清洗，偏壓電源電壓設(shè)定500V-700V，偏壓電源占空比設(shè)定60%-70%，氬氣流量設(shè)定為450Sccm-550Sccm，清洗時(shí)間設(shè)定為5min_10min，真空度降至7 X KT1Pa ； 離子清洗完畢后關(guān)閉偏壓電源，停止充入氬氣，將真空度抽到6.5X 10?以上，充入氬氣和氧氣，打開(kāi)硅靶的中頻電源，進(jìn)行氧化硅薄膜鍍制，中頻電源電流設(shè)定10A-12A，氬氣流量設(shè)定為150Sccm-180Sccm，氧氣流量設(shè)定為10Sccm-12Sccm，鍍膜時(shí)間設(shè)定為2min_3min,真空度降至 2.3 X ICT1Pa ； 所述離子清洗、鍍制氧化硅層過(guò)程中，產(chǎn)品轉(zhuǎn)架的轉(zhuǎn)速設(shè)定為3.lrpm。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的抗指紋薄膜的制備方法，其特征在于，所述沉積氟化物層包括: 在真空蒸發(fā)鍍膜機(jī)內(nèi)，真空度抽至3.5 X 10?以上，開(kāi)始在基材表面沉積氟化物，控制蒸發(fā)源溫度300°C,蒸發(fā)電壓設(shè)定1.5V,蒸發(fā)時(shí)間設(shè)定300S,產(chǎn)品轉(zhuǎn)架的轉(zhuǎn)速設(shè)定50rpm。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的抗指紋薄膜的制備方法，其特征在于，所述鍍制氧化硅層過(guò)程中的硅靶采用孿生多晶硅靶，所述沉積氟化物層過(guò)程中的蒸發(fā)源采用的鎢絲筐狀源。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的抗指紋薄膜的制備方法，其特征在于，所述真空蒸發(fā)鍍膜機(jī)和磁控濺射鍍膜機(jī)的抽高真空設(shè)備均采用油擴(kuò)散真空泵和低溫捕集泵。
【文檔編號(hào)】C23C14/35GK103434203SQ201310300953
【公開(kāi)日】2013年12月11日 申請(qǐng)日期:2013年7月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月17日
【發(fā)明者】王煒, 劉茂立, 王宏烈, 李艷茹, 孟淑文, 陳世杰 申請(qǐng)人:北京東明興業(yè)科技有限公司