本發(fā)明有關(guān)于一種鍍膜方法，特別是有關(guān)于類鉆石材料的鍍膜方法。
背景技術(shù)：
隨著科技的發(fā)展，觸控面板(Touch Panel)已廣泛應(yīng)用于各種消費電子裝置，例如：智能手機、平板電腦、相機、電子書、MP3播放機等攜帶式電子產(chǎn)品，或是應(yīng)用于操作控制設(shè)備的顯示屏幕。
然而，由于使用者在使用上述電子裝置過程中需要以手指或者觸控筆在觸控面板的基板表面按壓或者滑動來達到人機互動。因此，在使用者長時間的使用后，人體手指容易沾污在觸控面板上，而導(dǎo)致觸控面板上產(chǎn)生許多細菌如金黃色葡萄球菌、沙門氏桿菌或大腸桿菌等感染性細菌，或是造成觸控面板臟污、水氣凝結(jié)等情況。另外，觸控面板的基板表面在外力的長時間及多次的作用下容易出現(xiàn)刮痕或者孔洞，進而嚴重影響觸控面板基板表面的平整性及透光性。而且以白光LED作為觸控面板的背光，會產(chǎn)生藍光和UV光，容易沖擊人體的視網(wǎng)膜、刺激視神經(jīng)，且藍光易使眼睛起黃斑病變、紫外線則會造成白內(nèi)障，容易造成視力減退。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
為了解決上述有關(guān)的問題，本發(fā)明的主要目的在于提供一種類鉆石膜的鍍膜方法，此類鉆石膜具有抑菌、抗刮、抗紫外光/藍光及抗電磁波的特性。
依據(jù)上述的目的，本發(fā)明提供一種類鉆石材料的鍍膜方法，其包含下列步驟。提供一基材；接著，再提供一類水鉆石材料的混合溶液，此類水鉆石材料的混合溶液含有粒徑≦10nm的二氧化鈦納米粒子、三氧化二鋁納米粒子及二氧化硅納米粒子；接著，噴涂類水鉆石材料的混合溶液在基材的至少一面，以在基材的表面形成一類水鉆石材料層；之后，判斷基材的一耐受溫 度值，若耐受溫度值低于150℃，并提供一紫外線照射類水鉆石材料層，若耐受溫度值高于150℃，則提供一高溫烘烤類水鉆石材料層；降溫并清洗基材，以使類水鉆石材料層在基材表面固化形成一類鉆石膜。
本發(fā)明所揭露的類鉆石材料的鍍膜方法，其類鉆石材料系應(yīng)用于基材表面上，可在低溫、常壓之下進行反應(yīng)，以利類鉆石材料可有效迅速的吸附于基材表面，不會改變基材的物理和化學(xué)特性。如此，在基材表面形成類鉆石材料的無機薄膜，可達到基材表面具有光亮、溶液清潔、自行清潔、抗菌、抗UV、抗藍光、抗刮、抗污、抗電磁波等功效。
附圖說明
圖1顯示本發(fā)明的制作流程示意圖。
具體實施方式
以下各實施例的說明是參考附加的圖式，用以例示本發(fā)明可用以實施的特定實施例。本發(fā)明所提到的方向用語，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「內(nèi)」、「外」、「側(cè)面」等，僅是參考附加圖式的方向。因此，使用的方向用語是用以說明及理解本發(fā)明，而非用以限制本發(fā)明。在圖中，結(jié)構(gòu)相似的單元是以相同標號表示。
本發(fā)明實施例所揭露的類鉆石材料的鍍膜制程，系應(yīng)用于一基材表面的加工程序上，此類鉆石材料可藉由高溫燒結(jié)后得到與鉆石相同的結(jié)晶結(jié)構(gòu)，其硬度也和鉆石相同，可永久附著在基材表面。在此所稱的基材可為塑膠、金屬、玻璃、木材、瓷釉、橡膠或布料等材質(zhì)所組成之物，然并非以此為限。
請參閱「圖1」所示的示意圖，系為本發(fā)明的制作流程示意圖。本發(fā)明類鉆石材料的鍍膜制程系包括以下步驟：
步驟100：提供一基材；
步驟110：提供一類水鉆石材料的混合溶液，此類水鉆石材料的混合溶液含有粒徑≦10nm的二氧化鈦納米粒子、三氧化二鋁納米粒子及二氧化硅納米粒子；
步驟120：噴涂類水鉆石材料的混合溶液在基材的至少一面，以在基材的表面形成一類水鉆石材料層；
步驟130：判斷基材的一耐受溫度值，若耐受溫度值低于150℃，進入步驟140，若該耐受溫度值高于150℃，則進入步驟150；
步驟140：提供一紫外線照射基材表面的類水鉆石材料層；
步驟150：提供一高溫烘烤基材表面的類水鉆石材料層；以及
步驟160：降溫并清洗基材，以使類水鉆石材料層在基材的表面固化形成一類鉆石膜。
在上述步驟100之中，系將基材表面進行拋光及清洗，在本實施例中系以基材為一玻璃基材作為舉例說明，但并不以此為限。此玻璃基材系事先經(jīng)過清洗及干燥等前處理，以去除原先附著于玻璃基材表面的雜質(zhì)，如棉絮及其他離子等。
在上述步驟110之中，制備類水鉆石材料的混合溶液，在制備上系提供一二氧化鈦，然后添加三氧化二鋁納米粒子、二氧化硅及界面活性劑加熱攪拌混合，而形成類水鉆石材料的混合溶液，并且所獲得的類水鉆石材料的混合溶液中含有粒徑≦10nm的二氧化鈦納米粒子、三氧化二鋁納米粒子與二氧化硅納米粒子。在加熱攪拌處理過程中，系將類水鉆石材料的混合溶液以每分鐘轉(zhuǎn)速200RPM至400RPM之間進行攪拌處理，攪拌的加熱溫度介于30℃至50℃之間，攪拌時間介于20分鐘至40分鐘之間。之后，再進行一脫氧攪拌處理，以每分鐘轉(zhuǎn)速150RPM至350RPM之間進行脫氧攪拌，攪拌時間介于40分鐘至80分鐘之間，脫氧真空度為0.5torr/380mmHg。如此，可得到類水鉆石材料的混合溶液。然而，上述步驟僅為一實施例的說明，不以此為限，其可依類水鉆石材料的成分、比例或特性，而改變對應(yīng)參數(shù)步驟。
接著，在上述步驟120之中，先檢查基材的表面是否有瑕疵，若無瑕疵，則將基材送入一噴涂機(未繪示)之中進行噴涂作業(yè)，以此將類水鉆石材料的混合溶液均勻的噴涂在基材的至少一面，進而在基材上形成類水鉆石材料層。之后，再對基材的類水鉆石材料層檢查其表面是否有異物、氣泡、噴涂不均等外觀異常情況。
在上述步驟130之中，依據(jù)基材的材質(zhì)來判斷其耐受溫度值，若基材選用塑膠、布料、木材、瓷釉、橡膠或其他可耐受溫度值低于150℃的材質(zhì)，可在類鉆石材料的混合溶液進一步添加有一水溶性聚丙烯酸類(polyacrylate)溶液和一聚酸甲酯(Polymethylmethacrylate)溶液，類鉆石材料的混合溶液與水溶性聚丙烯酸類溶液及聚酸甲酯溶液的混合比例為2：4：4，但不以此為限，可依基材的不同而些微調(diào)整上述混合比例。并且混合完成后再加入一紫外線光啟始劑。若基材選用玻璃、金屬、陶瓷或其他可耐受溫度值高于150℃的材質(zhì)，則在類鉆石材料的混合溶液添加一熱固化用催化劑。
在上述步驟130之中，當基材的耐受溫度值低于150℃時，可提供一波長約300nm至400nm的紫外線照射在基材的類水鉆石材料層上，由于類水鉆石材料層混合添加有紫外線光啟始劑，所以紫外線可與類水鉆石材料層內(nèi)的紫外線光啟始劑進行一光化學(xué)反應(yīng)。需注意的是，可依基材選擇的不同而調(diào)整紫外線的照射能量及反應(yīng)時間。其中，紫外線的照射能量介于300mj/cm2～1500mj/cm2之間，反應(yīng)時間介于10秒至15秒之間，但不以上述條件為限。如此，可使得耐受溫度值低于150℃的基材上的類水鉆石材料層固化形成一類鉆石膜。
在上述步驟130之中，當基材的耐受溫度值高于150℃時，可提供一高溫烘烤基材的類水鉆石材料層。舉例來說，先將基材送入一紅外線烘烤機(未繪示)之中，以遠紅外線對基材上的類水鉆石材料層進行紅外線烘烤處理。其中，遠紅外線烘烤溫度介于20℃至80℃之間，輸送速度介于1公尺/分鐘至3公尺/分鐘，但不以上述條件為限。另外，依據(jù)類水鉆石材料層在基材上的厚度微調(diào)其遠紅外線的照射的時間及輸送速度，以此先半固化類水鉆石材料層。
接著，再將基材送入一高溫機(未繪示)之中，以高溫對基材上的類水鉆石材料層進行高溫硬烤處理。其中，高溫硬烤溫度介于200℃至400℃之間，高溫硬烤時間介于50分鐘至70分鐘之間，但不以上述條件為限。由于類水鉆石材料層混合添加有熱固化用催化劑，可加速固化類水鉆石材料層，而使得類水鉆石材料層固化形成一類鉆石膜。之后，再將基材移出高溫機后降溫至室溫。另外，可依據(jù)類水鉆石材料層在基材上的厚度微調(diào)其高溫硬烤的溫 度及時間。
在上述步驟160之中，系先檢查基材的類鉆石膜是否有無異物殘留或刮傷等外觀異常情況。接著，對基材進行高壓水洗作業(yè)并干燥，如此一來，進而在基材表面形成類鉆石膜。
請參閱附件1及表1所示，在上述鍍膜程序完成之后，進一步的檢視類鉆石膜在基材表面上的固著情形，并且以耐磨試驗所規(guī)范的方法，對此表面具有類鉆石膜的基材進行0000#鋼絲絨耐磨試驗(Steel Wool hardness test)。其系先將一多功能機械磨擦試驗機進行試驗，試驗方法系指定4號鋼絲絨施以試驗荷重500克的條件下于基材表面的類鉆石膜上往復(fù)刮行，并請配合參照下列表1，顯示四種不同試驗次數(shù)的數(shù)據(jù)表。
在此硬度試驗中，類鉆石膜可承受2,000次的鋼絲絨磨擦試驗。因此，本發(fā)明所揭露的基材表面上的類鉆石膜的硬度至少可達到JIS鉛筆硬度9H的標準，使其類鉆石膜的結(jié)晶結(jié)構(gòu)與硬度也和鉆石相同，并且可永久附著在基材上。
請參閱附件2及表2所示，進一步的檢視類鉆石膜在基材表面吸收UV光及藍光的情形，并且以ASTM E903-12所規(guī)范的方法，對此表面具有類鉆石膜的基材進行光照試驗。試驗方法系以波長范圍280nm至470nm之間的光線照射基材并穿透類鉆石膜，并請配合參照下列表2，顯示二種不同波長范圍的數(shù)據(jù)表。
在此抗UV光及藍光的試驗中，類鉆石膜在波長范圍280nm至380nm之間可達到56.5％的阻隔率。因此，本發(fā)明所揭露的基材表面上的類鉆石膜能有效能制藍光及UV光的釋出，將具類鉆石膜的基材應(yīng)用在觸控面板，可讓使用者在操作觸控面板時眼睛也不易受到傷害。
請參閱附件3及表3所示，進一步的檢視類鉆石膜在基材表面的抑菌效果，試驗方法系在類鉆石膜上接種大腸桿菌(E.coli BCRC 11634)，于24小時后測其菌數(shù)，并請配合參照下列表3，顯示對大腸桿菌的抗菌情形的數(shù)據(jù)表。
在此抗菌試驗中，類鉆石膜可達到99％的抑菌效果。因此，本發(fā)明所揭露的基材表面上的類鉆石膜經(jīng)紫外線光照射后被激發(fā)形成的電子電洞對，將附近分子(H2O、O2)游離形成正、負離子或自由基(OH-、OH+)，可有效破壞細菌胞膜，亦可固化病毒蛋白，具有抑制病毒活動能力，并且可將細菌分解成CO2、H2O，其殺菌能力達99.99％。
請參閱附件4及表4所示，進一步的檢視類鉆石膜在基材表面的除臭效果，試驗方法系將具有類鉆石膜的樣品置入1m3的環(huán)境測試箱，并放入標準品氣體甲醛，依指定時間點進行采樣，并請配合參照下列表4，顯示甲醛去除率(％)的數(shù)據(jù)表。
在此除臭試驗中，類鉆石膜可達到64.8％的除臭效果。因此，本發(fā)明所揭露的基材表面上的類鉆石膜經(jīng)紫外線光照射后，所產(chǎn)生的“氫氧自由離子基(OH-)”，能分解氫化物、硫化物跟油污，亦可分解空氣中難聞的異味，可徹底分解空氣中的有機化合物、各種有害物質(zhì)、有凈化空氣的效果。
請參閱附件5所示，進一步的檢視類鉆石膜在基材表面的字浮測試效果，試驗方法系以簽字筆在類鉆石膜表面進行涂寫，并在涂寫部位滴上5cc的蒸餾水，等待45秒后擦拭涂寫部位，可得到如附件5所示的試驗照片，由于類鉆石膜表面的水滴接觸角低于15度，能使蒸餾水全面覆蓋，容易將臟污帶走，如同清潔劑功能。
請參閱附件6所示，進一步的檢視類鉆石膜在基材表面的除霧測試效果，試驗方法系在類鉆石膜表面覆蓋霧氣60秒，并依序檢視各秒數(shù)的霧氣覆蓋程度，可得到如附件6所示的試驗照片，由于類鉆石膜表面為超親水性，所以類鉆石膜表面吸附的H2O所產(chǎn)生的OH-、H+可破壞并分散水滴的形成，使表面不結(jié)水滴、不結(jié)霧。
綜上所述，類鉆石膜所產(chǎn)生的“氫氧自由離子基(OH-)”可化解污染物質(zhì)如氫化物、硫化物跟油污，而形成中間產(chǎn)物或是無害的水及二氧化碳，因此可以達到除污及滅菌的目標，進而可達到容易清潔且還有自潔功能。又，由于類鉆石膜具有親水性，其表面吸附的H2O產(chǎn)生的OH-和H+可破壞并分散水滴的形成，使類鉆石膜表面不會結(jié)水滴及不結(jié)霧。
雖然本發(fā)明以前述的較佳實施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明， 任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當可作些許的更動與潤飾，因此本發(fā)明的專利保護范圍須視本說明書所附的權(quán)利要求書所界定者為準。