本發(fā)明屬于光學玻璃制造及應(yīng)用領(lǐng)域,尤其涉及一種防眩光(ag)鍍膜玻璃的制備方法,適用于各種顯示器、電腦及電子顯示觸摸屏、相框及電子數(shù)碼相框、汽車儀表、醫(yī)療顯示器及字畫的蓋板玻璃等領(lǐng)域,生產(chǎn)具有可調(diào)節(jié)透射率和霧度的非導電防眩光鍍膜玻璃。
背景技術(shù):
當一束光照射到玻璃基板上,玻璃對光的透過取決于玻璃的反射r、透過t、漫反射d、散射s和吸收a五個部分,即遵從下面的方程:
r+t+d+s+a=100%
通常不著色的平面普通、光學或電子玻璃,它的吸收,漫反射和散射很小,可忽略不計。對于防眩光玻璃來說,其目的是盡可能地增加d或s,同時盡可能地減小(r+a)而適當?shù)卣{(diào)整t。一般而言,玻璃的反射率為8%左右。普通玻璃的透過率為90%左右,它隨著玻璃厚度的增加而相應(yīng)減少,超白的電子玻璃透光率為可達92%左右。由于玻璃的這種“低”透光,“高”反射的性能,大大降低了其顯示屏的清晰度。同時,玻璃還有眩光效果。眩光就是通常所說的“晃眼”,當光源的亮度或是背景與視野中心的亮度差較大時,就會產(chǎn)生眩光。眩光會使人感到刺眼,引起眼睛酸痛和視力下降,甚至可因明暗不能適應(yīng)而喪失明視能力。眩光現(xiàn)象不僅影響觀看,而且對視力健康都有影響。眩光有兩種:直接眩光和反射眩光。由高亮度光源的光線直接進入人眼內(nèi)所引起的眩光稱為直接眩光。光源通過光澤表面,如玻璃表面反射進入人眼的眩光稱為反射眩光。因而有必要制作防眩光玻璃或給玻璃鍍防眩光的低反射薄膜,即使玻璃表面形成亞光漫反射表面,以增加柔和度和清晰度。
目前,防眩光玻璃的生產(chǎn),主要通過化學蝕刻也即減法的方法,即用氫氟酸或氟氫酸銨溶液蝕刻玻璃表面,造成玻璃表面凹凸不平,增加玻璃的漫反射或散射。其優(yōu)點是防眩光層即是玻璃本身,具有很高的耐磨性,缺點是后續(xù)需做拋光處理,而且氫氟酸和氟氫酸銨都是具有強腐蝕性的有毒化學物質(zhì),對人體和環(huán)境都有很大的破壞作用。另一種制作方法是用噴涂也即加法的方法,把防眩光膜層用噴槍或霧化器噴涂到玻璃表面,固化后,形成防眩光鍍膜玻璃。其優(yōu)點是生產(chǎn)效率高,缺點是設(shè)備昂貴,且噴涂藥液多為有機物,制成的防眩光玻璃不能進行鋼化。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于提供一種用濕法即溶液化學法制備非導電防眩光鍍膜玻璃的方法,采用浸漬提拉法鍍膜工藝和熱固化過程。該方法可根據(jù)需要調(diào)整防眩光鍍膜的霧度,反射率和透光率,制成的鍍膜不易被腐蝕或損壞,而且可進行鋼化處理。
本發(fā)明的技術(shù)方案是:
一種采用溶液化學法制備防眩光鍍膜玻璃的方法,非導電防眩光鍍膜玻璃具有玻璃基板及沉積于玻璃基板上的低折光和含防眩光添加物的鍍膜層,防眩光薄膜通過溶液化學浸漬提拉法沉積于玻璃基板的表面,通過加熱固化后,形成非導電具有可調(diào)節(jié)透射率和霧度性能的鍍膜玻璃。
所述的采用溶液化學法制備防眩光鍍膜玻璃的方法,玻璃基板是單塊的玻璃片,厚度為0.2~20毫米;優(yōu)選的,玻璃基板厚度為0.5~12毫米。
所述的采用溶液化學法制備防眩光鍍膜玻璃的方法,鍍膜層數(shù)為一層,非導電的具有低折射率nl,其折射率在1.36~1.60之間的物質(zhì)包含防眩光的氧化物顆粒,加熱固化后,形成具有一定透射率和霧度的防眩光鍍膜玻璃;在550納米處透射率在75~98%,霧度在0.5~20%。
所述的采用溶液化學法制備防眩光鍍膜玻璃的方法,可生成低折射率nl的前驅(qū)化合物,采用si(or1)(or2)(or3)(or4)、r1si(or2)(or3)(or4)、r1r2si(or3)(or4)或r1r2r3si(or4),r1、r2、r3、r4為烷基、苯基或取代苯基,烷基為甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基或異丁基,r1、r2、r3、r4相同或不同或它們的混合物以及氧化物顆粒,粒度在4~300納米之間,氧化物顆粒包括,但不局限于,氧化鋁、氧化鋅、稀土氧化物、二氧化硅、mo2(m=ti,zr,hf);前驅(qū)物溶于或分散于醇類,在酸或堿的催化作用下和水反應(yīng),生成溶膠-凝膠含氧化物顆粒的膠體鍍膜液;醇類為甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、丁醇或乙二醇,酸為醋酸、硝酸、鹽酸或類似物,堿為氫氧化銨、氫氧化鈉或類似物。
所述的采用溶液化學法制備防眩光鍍膜玻璃的方法,加熱固化溫度在50~720℃之間,固化時間隨固化溫度和玻璃厚度而改變,固化時間在60秒到20小時之間。
所述的采用溶液化學法制備防眩光鍍膜玻璃的方法,具有非導電防眩光鍍膜玻璃的鍍膜層為一層,鍍膜層的厚度≥10nm;優(yōu)選的,鍍膜層的厚度20~400nm;具有非導電防眩光鍍膜玻璃的鍍膜層為雙面或單面,即玻璃基板的兩面或一面。
所述的采用溶液化學法制備防眩光鍍膜玻璃的方法,采用溶液化學浸漬提拉的方法通過調(diào)整鍍膜液的濃度和粘度,適用于輥涂、淋涂、刮涂或噴涂。
所述的采用溶液化學法制備防眩光鍍膜玻璃的方法,化學浸漬提拉速度為每秒0.05毫米到每秒100毫米。
所述的采用溶液化學法制備防眩光鍍膜玻璃的方法,通過調(diào)整鍍膜液中氧化物顆粒的濃度來調(diào)節(jié)防眩光鍍膜玻璃的反射率,透光率和霧度。
所述的采用溶液化學法制備防眩光鍍膜玻璃的方法,化學浸漬提拉速度也即鍍膜厚度來調(diào)節(jié)防眩光鍍膜玻璃的反射率、透光率和霧度。
本發(fā)明的設(shè)計思想是:
本發(fā)明方法是通過鍍一層折射率在1.36~1.60之間的非導電物質(zhì)包含氧化物顆粒,簡稱為低折射率物質(zhì)nl的方式實現(xiàn)的。低折射率物質(zhì)固化后即為防眩光鍍膜產(chǎn)品。圖1顯示這種鍍膜結(jié)構(gòu)的例子,d代表膜層的厚度。鍍膜的最終霧度,反射率和透光率取決于膜層的厚度及氧化物顆粒的濃度,而膜層的厚度與溶液的濃度,提拉的速度以及固化溫度有關(guān)。如果采用刮涂、輥涂、淋涂或噴涂,相應(yīng)的影響鍍膜厚度的工藝參數(shù),都會影響膜層的最終厚度。低折射率物質(zhì)多由二氧化硅及帶有孔隙的二氧化硅等組成。氧化物顆粒,粒度在4~300納米之間,包括,但不局限于,氧化鋁、氧化鋅、稀土氧化物、二氧化硅、mo2(m=ti,zr,hf)等。氧化物顆粒的作用是增加光在玻璃表面的漫反射或散射,從而減少反射。
本發(fā)明的優(yōu)點及有益效果是:
1、采用本發(fā)明生產(chǎn)的非導電防眩光玻璃鍍膜,具有玻璃基板及沉積于玻璃基板上含氧化物顆粒的低折射膜層,所述非導電防眩光鍍膜通過化學浸漬提拉法沉積于玻璃基板表面,經(jīng)加熱固化生成防眩光的非導電鍍膜玻璃。這樣制備的鍍膜玻璃具有優(yōu)異的耐超聲波清洗和耐物理鋼化的性能,具有優(yōu)異的機械性能。
2、本發(fā)明可兩面同時浸鍍,強化鍍膜效果。采用背靠背或貼膜的方式,也可單面鍍膜。
3、由于上述鍍膜采用溶液化學法,在分子或離子的級別上混合,得到均勻的鍍膜液,化學鍵結(jié)合,膜層附著強,牢固性好,因此可任意選擇玻璃基板的顏色、透過率及厚度,形成的鍍膜具有優(yōu)異的均勻性、抗超聲波、耐氣候和環(huán)境變化及抗劃傷等機械性能。
4、本發(fā)明設(shè)備簡單,造價低,不需要昂貴的真空系統(tǒng),投資少。
附圖說明
圖1是本發(fā)明實施例的防眩光膜結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本發(fā)明實施例的一些反射光譜。圖中,橫坐標wavelength為波長(nm);縱坐標r為反射率(%)。
圖3是本發(fā)明實施例的一些透射光譜。圖中,橫坐標wavelength為波長(nm);縱坐標t為透射率(%)。
圖2和圖3中,f3.0mmglass是指3.0毫米厚的玻璃基板。
具體實施方式
為了使本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白,以下對本發(fā)明進行進一步詳細說明??梢岳斫?,此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明,并不用于限定本發(fā)明的應(yīng)用范圍。
在具體實施過程中,本發(fā)明可生成低折射率二氧化硅的前驅(qū)化合物,如:si(or1)(or2)(or3)(or4)、r1si(or2)(or3)(or4)、r1r2si(or3)(or4)、r1r2r3si(or4)(r1,r2,r3,r4為烷基或苯基,如:甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、苯基、取代苯基或相似化合物,可以相同或不同)和氧化物顆粒,粒度在4~300納米之間,包括氧化鋁、氧化鋅、稀土氧化物、二氧化硅、mo2(m=ti,zr,hf)等,溶于或分散于醇類(如:甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、丁醇、乙二醇或類似物等),在酸(如:醋酸、硝酸或鹽酸等)或堿(如:氫氧化銨或氫氧化鈉等)的催化作用下和水反應(yīng),生成穩(wěn)定的膠體溶膠-凝膠鍍膜液。
采用提拉機將清洗干凈的玻璃基板浸入到相應(yīng)的鍍膜液中,室溫下,將基板用一定速度提拉出鍍膜液。一般而言,提拉速度越快,膜層越厚,提拉速度越慢,膜層越薄。將鍍膜的基板放入烘烤爐中,加熱固化,烘干完成后,即得到所要的防眩光鍍膜。
圖2給出一些防眩光膜的反射光譜。圖3給出圖2相應(yīng)的透射光譜。一般而言,樣品的霧度,反射率及透光率和膜層的厚度及氧化物的濃度有關(guān)。因此,選用不同的鍍膜材料、膜層厚度(取決于鍍膜液的固含量濃度和提拉速度)、氧化物顆粒、膜層材料的折射率、固化溫度(影響材料的折射率)和固化時間等,可以制備出具有不同霧度,反射率和透光率的防眩光材料。
本發(fā)明用提拉法制備和用蝕刻法制備相比,沒有環(huán)境污染的擔憂,另外霧度和透光率可調(diào)節(jié)。和噴涂法相比,除其它性能可比外,顯示出獨特優(yōu)異的耐超聲波清洗和耐物理鋼化性能。這種溶液化學的方法可以通過調(diào)整鍍膜液的濃度等手段,有可能適用于輥涂、淋涂、刮涂等技術(shù)。
下面,通過實施例對本發(fā)明進一步詳細闡述。
實施例1:具有低折射率鍍膜液的制備
將15克ch3si(och3)3和10克(ch3)2si(och3)2溶于370克無水乙醇中,加入1.5克粒度為100納米的氧化鋁粉末,攪拌均勻,然后加入1.0克濃度為70wt%的硝酸和10克去離子水的混合液,攪拌5小時,得到溶液a。
實施例2:提拉法制備防眩光膜
將溶液a置于500毫升燒杯中并放入提拉機,將清洗干燥好的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,然后在烘箱中加熱至350℃保持30分鐘,即得到防眩光鍍膜,膜層厚度約為150納米。
參照以上方法,可以制備用不同前驅(qū)化合物的鍍膜液,用提拉方法制備具有不同膜層厚度的非導電防眩光鍍膜。這樣制備的鍍膜玻璃具有優(yōu)異的耐超聲波清洗和耐物理鋼化的性能。經(jīng)過7槽超聲波清洗,鍍膜保持原樣,沒有脫落現(xiàn)象。表1列出某些鍍膜玻璃的基本性能。
表1.某些防眩光鍍膜玻璃的基本性能