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Principio, processo di rivestimento e valutazione delle prestazioni del rivestimento anti-impronta (AF) sui pannelli di copertura in vetro
2026-06-03
1. Definizione, principio e caratteristiche del rivestimento AF
① Il rivestimento AF, noto anche come rivestimento anti-impronta digitale, è l'abbreviazione di pellicola anti-impronta digitale.
Il rivestimento AF è un trattamento superficiale progettato per resistere alle impronte digitali. Il nome completo è Pellicola anti-impronta digitale. Le impronte digitali sono residui lasciati sulla superficie di un oggetto dopo essere stato toccato dalle dita. Questi residui sono costituiti principalmente da oli, sudore, polvere e altri contaminanti. Quando le dita si separano dalla superficie dell'oggetto, spesso rimangono i residui delle impronte digitali.
Il principio del rivestimento anti-impronta AF è simile all'effetto foglia di loto, in cui la superficie dell'oggetto viene trattata per alterarne la bagnabilità, rendendo difficile l'adesione dei contaminanti. Ciò aiuta a evitare che impronte digitali e altri inquinanti si attacchino alla superficie. Dopo il trattamento AF, il vetro di copertura presenta eccellenti proprietà idrofobiche. L'angolo di contatto con l'acqua sulla superficie del vetro trattato deve generalmente essere ≥ 110°, fornendo una sensazione tattile liscia e riducendo significativamente l'accumulo di sporco e macchie, migliorando così l'esperienza dell'utente.
② Principio del rivestimento anti-impronte AF:
Attraverso specifici processi produttivi, sulla superficie del pannello di copertura in vetro si forma un sottile strato anti-impronte su scala nanometrica. Questo strato riduce al minimo la tensione superficiale del vetro, dotandolo di forte idrofobia, oleofobia e resistenza ai contaminanti organici. Di conseguenza, la superficie del vetro mantiene un aspetto liscio e pulito per un periodo prolungato.
Attualmente, il materiale principale utilizzato nei rivestimenti anti-impronta AF sono composti contenenti fluoro. Queste molecole contengono due gruppi funzionali chiave: gruppi silanici reattivi e gruppi fluoro organici.
● Gruppi silanici reattivi: possono reagire chimicamente con l'acqua (gruppi idrossilici - OH) presente sulla superficie del vetro (SiO₂), formando forti legami covalenti (legami silossanici), che ancorano saldamente il rivestimento al substrato di vetro.
● Gruppi di fluoro organico: sono responsabili di fornire una tensione superficiale estremamente bassa e sono la chiave per ottenere idrofobicità, repellenza all'olio e prestazioni anti-impronte.
Il meccanismo di reazione specifico del rivestimento AF è il seguente: il silossano subisce una reazione di idrolisi con l'acqua nell'atmosfera per formare gruppi silanolo; i gruppi silanolo fluorurati reagiscono quindi chimicamente con i gruppi silanolo sulla superficie del vetro, consentendo al rivestimento AF di aderire alla superficie del vetro.
③ Caratteristiche del rivestimento AF:
Esistono vari metodi e tecniche per il trattamento anticontaminazione delle superfici, come l'applicazione di rivestimenti antivegetativi, l'esecuzione di processi di microincisione sulla superficie o l'utilizzo di AG (Anti-Glare Glass). Tuttavia, questi processi tendono a influenzare in una certa misura la trasmittanza ottica, la ruvidità e la levigatezza della superficie della copertura in vetro. Pertanto, per i moduli display a laminazione completa, il trattamento anti-impronta sulla superficie della copertura in vetro viene attualmente ottenuto depositando (tramite evaporazione sotto vuoto) o spruzzando sulla superficie un rivestimento AF anti-impronta trasparente.
Caratteristiche uniche del processo di rivestimento AF:
● Non altera la struttura originale della superficie della copertura in vetro.
● Offre prestazioni ottiche eccellenti senza alcun impatto negativo sulla trasmissione della luce della copertura in vetro.
● Tensione superficiale estremamente bassa, che fornisce efficaci proprietà idrorepellenti, resistenti all'olio e antimpronta.
● Buona resistenza agli agenti atmosferici e agli agenti chimici, eccellente resistenza all'abrasione, basso coefficiente di attrito dinamico e piacevole sensazione al tatto.
2. Processi di rivestimento AF tradizionali
Esistono due tecniche comuni di deposizione di film sottile: PVD (Physical Vapor Deposition) e CVD (Chemical Vapor Deposition). Il PVD può essere ulteriormente classificato in rivestimento per evaporazione sotto vuoto, rivestimento sputtering sotto vuoto e placcatura ionica sotto vuoto.
Attualmente, i due processi principali utilizzati nel rivestimento AF sono il rivestimento per evaporazione sotto vuoto (processo di evaporazione) e il rivestimento a spruzzo (processo a umido).
① Processo di evaporazione sotto vuoto AF: in condizioni di vuoto, un fascio di elettroni ad alta velocità generato da un cannone elettronico viene utilizzato per bombardare e riscaldare il materiale di rivestimento AF, facendolo evaporare e depositarsi sulla superficie della copertura in vetro, formando uno strato denso di rivestimento AF.
Nel processo di evaporazione sotto vuoto AF, la copertura in vetro deve essere prima pulita accuratamente. Successivamente, le coperture in vetro vengono opportunamente disposte e sospese all'interno della camera di rivestimento, completando la preparazione del pre-rivestimento.
Durante il processo di evaporazione AF, sulla superficie della copertura in vetro viene prima depositato uno strato di SiO₂ (SiO₂ funge da strato di adesione intermedio), seguito dalla deposizione dello strato di rivestimento AF. Dopo il rivestimento, le coperture in vetro vengono rimosse dall'evaporatore e poste in una camera bianca dove rimangono indisturbate per almeno 2 ore. Infine si effettua l'ispezione visiva, l'applicazione della pellicola protettiva, l'imballaggio e la spedizione.
Dopo che il rivestimento AF è stato completato tramite evaporazione, sebbene lo strato di pellicola AF si sia formato, il suo stato non è ancora stabile. Lasciare indisturbate le coperture in vetro per un certo periodo prima di applicare la pellicola protettiva consente a tutti i gruppi funzionali attivi rimanenti di continuare a reagire completamente, consentendo allo strato di rivestimento AF di raggiungere le proprietà prestazionali previste, come forza di adesione e resistenza all'abrasione.
② Processo di rivestimento a spruzzo AF:
Il processo di rivestimento a spruzzo AF è un metodo di rivestimento AF a basso costo e ad alto rendimento sviluppato sulla base della deposizione sotto vuoto, progettato per ridurre i costi delle apparecchiature. In questo processo, la soluzione AF viene spruzzata uniformemente sulla superficie della copertura in vetro utilizzando l'alta pressione per formare uno strato di rivestimento AF. La copertura in vetro viene quindi cotta in condizioni di temperatura controllata (160–180°C) per una durata specifica (10–15 minuti) per migliorare l'adesione dello strato di rivestimento AF alla superficie del vetro.
Il flusso del processo del metodo di rivestimento a spruzzo AF è più semplice rispetto al processo di evaporazione sotto vuoto AF e consiste principalmente delle seguenti fasi: pulizia al plasma, spruzzatura AF, cottura, ispezione visiva e applicazione e confezionamento della pellicola.
Differenza fondamentale tra il rivestimento a spruzzo AF e i processi di evaporazione sotto vuoto:
Nel processo di evaporazione sotto vuoto AF, uno strato di transizione di SiO2 viene depositato in condizioni di vuoto contemporaneamente al rivestimento AF in un'unica fase di deposizione, mentre il processo di rivestimento a spruzzo non include tale strato di transizione. Nel processo di evaporazione sotto vuoto, lo strato di transizione SiO₂ forma un forte legame sia con il substrato di vetro che con lo strato AF. Di conseguenza, il rivestimento AF prodotto tramite evaporazione sotto vuoto supera le prestazioni dello strato AF rivestito a spruzzo in vari test sui limiti di prestazione. I test comparativi più diretti includono test di resistenza all'abrasione e resistenza chimica.
Riepilogo finale sulla selezione del prodotto:
Per i prodotti di fascia medio-bassa, il processo di rivestimento a spruzzo può generalmente soddisfare i requisiti sotto tutti gli aspetti, offrendo allo stesso tempo costi inferiori e maggiore efficienza produttiva, rendendolo la scelta preferita. Per i prodotti di fascia alta, in particolare quelli che richiedono elevata affidabilità, durata, eccellente resistenza all'abrasione o rivestimenti AR (antiriflesso) aggiuntivi, il processo di evaporazione sotto vuoto è la soluzione ideale.
3. Esistono tre metodi per testare le prestazioni dei rivestimenti AF: test di resistenza all'abrasione, test dell'angolo di contatto con l'acqua e test del coefficiente di attrito dinamico.
① Test dell'angolo di contatto con l'acqua:
L'angolo di contatto dell'acqua, noto anche semplicemente come angolo di contatto, si riferisce all'angolo formato tra una goccia di liquido e la superficie di un solido quando la goccia vi si posa sopra. A causa della tensione superficiale del liquido, questo angolo viene creato all'interfaccia tra il liquido e il piano solido ed è noto come angolo di contatto con l'acqua.
● Scopo del test dell'angolo di contatto con l'acqua:
Valutare principalmente le prestazioni anti-impronta dello strato di rivestimento AF sulla superficie della copertura in vetro.
● Condizioni di test dell'angolo di contatto con l'acqua:
Posizionare la copertura in vetro sulla piattaforma di prova con il lato stampato con inchiostro rivolto verso il basso e misurare l'angolo di contatto con l'acqua sulla superficie rivestita in AF. In genere si consiglia di misurare l'angolo di contatto in cinque punti diversi per valutare l'uniformità del rivestimento AF.
● Criteri di accettazione dell'angolo di contatto con l'acqua:
L'angolo di contatto con l'acqua sulla superficie rivestita in AF della copertura in vetro deve essere ≥ 110°; per requisiti più severi si consiglia di raggiungere ≥115°.
② Test di resistenza all'abrasione:
Solitamente vengono utilizzati diversi materiali di prova, principalmente lana d'acciaio e gomma. Indipendentemente dal fatto che venga utilizzata la lana d'acciaio o la gomma, la procedura di prova e i criteri di valutazione sono generalmente simili.
● Scopo del test di resistenza all'abrasione:
Valutare principalmente le prestazioni e la resistenza all'abrasione dello strato di rivestimento AF sulla superficie della copertura in vetro.
● Procedura del test di resistenza all'abrasione:
--- Prima del test, misurare l'angolo di contatto con l'acqua sulla superficie rivestita in AF della copertura in vetro in cinque punti distribuiti uniformemente. L'angolo iniziale di contatto con l'acqua dovrebbe generalmente essere ≥ 110°; per requisiti più severi si consiglia ≥115°.
--- Utilizzare una punta abrasiva da 20×20 mm (10×10 mm per requisiti più severi) con lana d'acciaio n. 0000 o una gomma, applicando un carico di 1000 g. Eseguire 2000 cicli alternativi (2500 per requisiti più severi) su una corsa di 40 mm ad una velocità di 40 cicli/min (60 cicli/min per requisiti più severi). Ogni movimento completo avanti e indietro conta come un ciclo.
--- Dopo aver completato il test di abrasione con lana d'acciaio o gomma, selezionare tre punti all'interno dell'area abrasa sulla superficie rivestita in AF della copertura in vetro e misurare l'angolo di contatto con l'acqua per determinarne il valore dopo l'abrasione.
● Criteri di accettazione del test di resistenza all'abrasione:
Dopo il test, non dovrebbero esserci peeling o delaminazioni del rivestimento AF sulla superficie della copertura in vetro e l'angolo di contatto con l'acqua deve rimanere >100°.
③ Coefficiente del test di attrito dinamico:
● Scopo del test del coefficiente di attrito dinamico:
Il coefficiente di attrito dinamico influisce direttamente sulla sensazione tattile sulla superficie della copertura in vetro. Se la superficie della copertura in vetro non è trattata con un rivestimento AF, il coefficiente di attrito dinamico è generalmente molto elevato.
● Condizioni di prova per il coefficiente di attrito dinamico:
Posizionare la carta per pesata di precisione Asahiwell sotto un blocco pesato con un carico di 200±20 g. Quindi posizionare la carta di pesatura combinata e il blocco pesato sulla superficie rivestita in AF della copertura in vetro. Tirare il blocco sulla superficie ad una velocità di 100 mm/min su una distanza di prova di 50 mm.
● Criteri di accettazione del coefficiente di attrito dinamico:
Il requisito standard per il coefficiente di attrito dinamico è ≤0,05; per requisiti più severi, dovrebbe essere ≤0,03.