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Princípio, processo de revestimento e avaliação de desempenho do revestimento anti-impressão digital (AF) em painéis de cobertura de vidro
2026-06-03
1. Definição, princípio e características do revestimento AF
① O revestimento AF, também conhecido como revestimento anti-impressão digital, é a abreviatura de Filme Anti-Impressão Digital.
O revestimento AF é um tratamento de superfície projetado para resistir a impressões digitais. O nome completo é Filme Anti-Impressão Digital. Impressões digitais são resíduos deixados na superfície de um objeto após serem tocados pelos dedos. Esses resíduos consistem principalmente de óleos, suor, poeira e outros contaminantes. Quando os dedos se separam da superfície do objeto, esses resíduos de impressões digitais geralmente permanecem para trás.
O princípio do revestimento anti-impressão digital AF é semelhante ao “efeito folha de lótus”, onde a superfície do objeto é tratada para alterar sua molhabilidade, dificultando a adesão de contaminantes. Isso ajuda a evitar que impressões digitais e outros poluentes grudem na superfície. Após o tratamento AF, a cobertura de vidro apresenta excelentes propriedades hidrofóbicas. O ângulo de contato da água na superfície do vidro tratado normalmente deve ser ≥110°, proporcionando uma sensação tátil suave e reduzindo significativamente o acúmulo de sujeira e manchas, melhorando assim a experiência do usuário.
② Princípio do revestimento anti-impressão digital AF:
Através de processos de fabricação específicos, uma fina camada anti-impressão digital em escala nanométrica é formada na superfície do painel de cobertura de vidro. Esta camada reduz ao mínimo a tensão superficial do vidro, dotando-o de forte hidrofóbico, oleofóbico e resistência a contaminantes orgânicos. Como resultado, a superfície do vidro mantém uma aparência lisa e limpa durante um longo período.
Atualmente, o material principal usado em revestimentos anti-impressão digital AF são compostos contendo flúor. Essas moléculas contêm dois grupos funcionais principais: grupos reativos de silano e grupos orgânicos de flúor.
● Grupos silano reativos: Podem reagir quimicamente com a água (grupos hidroxila - OH) presente na superfície do vidro (SiO₂), formando fortes ligações covalentes (ligações siloxano), que ancoram firmemente o revestimento ao substrato de vidro.
● Grupos orgânicos de flúor: São responsáveis por fornecer tensão superficial extremamente baixa e são a chave para alcançar hidrofobicidade, repelência a óleo e desempenho anti-impressão digital.
O mecanismo de reação específico do revestimento AF é o seguinte: o siloxano sofre uma reação de hidrólise com a água da atmosfera para formar grupos silanol; os grupos silanol fluorados reagem quimicamente com os grupos silanol na superfície do vidro, permitindo que o revestimento AF adira à superfície do vidro.
③ Características do revestimento AF:
Existem vários métodos e técnicas para tratamento anti-contaminação superficial, como aplicação de revestimentos anti-incrustantes, realização de processos de microgravação na superfície ou utilização de AG (Anti-Glare Glass). No entanto, esses processos tendem a afetar até certo ponto a transmitância óptica, a rugosidade da superfície e a suavidade da cobertura de vidro. Portanto, para módulos de exibição com laminação completa, o tratamento anti-impressão digital na superfície da tampa de vidro é atualmente obtido por depósito (por meio de evaporação a vácuo) ou pulverização de um revestimento AF transparente anti-impressão digital na superfície.
Recursos exclusivos do processo de revestimento AF:
● Não altera a textura original da superfície da tampa de vidro.
● Oferece excelente desempenho óptico sem impacto adverso na transmitância de luz da tampa de vidro.
● Tensão superficial extremamente baixa, proporcionando propriedades eficazes de repelência à água, resistência ao óleo e anti-impressão digital.
● Boa resistência às intempéries e aos produtos químicos, excelente resistência à abrasão, baixo coeficiente de atrito dinâmico e toque agradável.
2. Processos convencionais de revestimento AF
Existem duas técnicas comuns de deposição de filmes finos: PVD (Physical Vapor Deposition) e CVD (Chemical Vapor Deposition). O PVD pode ainda ser categorizado em revestimento por evaporação a vácuo, revestimento por pulverização catódica a vácuo e revestimento iônico a vácuo.
Atualmente, os dois principais processos usados no revestimento AF são o revestimento por evaporação a vácuo (processo de evaporação) e o revestimento por pulverização (processo úmido).
① Processo de evaporação a vácuo AF: Sob condições de vácuo, um feixe de elétrons de alta velocidade gerado por um canhão de elétrons é usado para bombardear e aquecer o material de revestimento AF, fazendo com que ele evapore e se deposite na superfície da tampa de vidro, formando uma densa camada de revestimento AF.
No processo de evaporação a vácuo AF, a tampa de vidro deve primeiro ser completamente limpa. Em seguida, as tampas de vidro são devidamente dispostas e suspensas no interior da câmara de revestimento, completando o preparo do pré-revestimento.
Durante o processo de evaporação AF, uma camada de SiO₂ é primeiro depositada na superfície da cobertura de vidro (SiO₂ serve como camada de adesão intermediária), seguida pela deposição da camada de revestimento AF. Após o revestimento, as tampas de vidro são removidas do evaporador e colocadas em um ambiente de sala limpa para permanecerem intactas por pelo menos 2 horas. Por fim, são realizadas inspeção visual, aplicação de película protetora, embalagem e envio.
Após a conclusão do revestimento AF por evaporação, embora a camada de filme AF tenha se formado, seu estado ainda não é estável. Deixar as coberturas de vidro permanecerem intactas por um determinado período antes de aplicar a película protetora permite que quaisquer grupos funcionais ativos restantes continuem reagindo completamente, permitindo que a camada de revestimento AF atinja as propriedades de desempenho pretendidas, como força de adesão e resistência à abrasão.
② Processo de revestimento por spray AF:
O processo de revestimento AF por spray é um método de revestimento AF de baixo custo e alto rendimento desenvolvido com base na deposição a vácuo, projetado para reduzir custos de equipamento. Neste processo, a solução AF é pulverizada uniformemente na superfície da cobertura de vidro usando alta pressão para formar uma camada de revestimento AF. A cobertura de vidro é então cozida sob condições de temperatura controlada (160–180°C) por um período específico (10–15 minutos) para melhorar a adesão da camada de revestimento AF à superfície do vidro.
O fluxo do processo de revestimento por pulverização AF é mais simples em comparação com o processo de evaporação a vácuo AF, consistindo principalmente nas seguintes etapas: limpeza de plasma, pulverização AF, cozimento, inspeção visual e aplicação e embalagem de filme.
Diferença fundamental entre o revestimento por spray AF e os processos de evaporação a vácuo:
No processo de evaporação a vácuo AF, uma camada de transição de SiO2 é depositada sob condições de vácuo simultaneamente com o revestimento AF em uma única etapa de deposição, enquanto o processo de revestimento por pulverização não inclui tal camada de transição. No processo de evaporação a vácuo, a camada de transição SiO₂ forma uma ligação forte tanto com o substrato de vidro quanto com a camada AF. Como resultado, o revestimento AF produzido através da evaporação a vácuo supera a camada AF revestida por spray em vários testes de limite de desempenho. Os testes comparativos mais diretos incluem testes de resistência à abrasão e resistência química.
Resumo final sobre a seleção do produto:
Para produtos de gama média a baixa, o processo de revestimento por pulverização pode geralmente satisfazer os requisitos em todos os aspectos, ao mesmo tempo que oferece custos mais baixos e maior eficiência de produção – tornando-o a escolha preferida. Para produtos de alta qualidade – especialmente aqueles que exigem alta confiabilidade, durabilidade, excelente resistência à abrasão ou revestimentos AR (antirreflexos) adicionais – o processo de evaporação a vácuo é a solução ideal.
3. Existem três métodos para testar o desempenho dos revestimentos AF: teste de resistência à abrasão, teste de ângulo de contato com água e teste de coeficiente de atrito dinâmico.
① Teste de ângulo de contato com água:
O ângulo de contato com a água, também conhecido simplesmente como ângulo de contato, refere-se ao ângulo formado entre uma gota de líquido e a superfície de um sólido quando a gota pousa sobre ela. Devido à tensão superficial do líquido, este ângulo é criado na interface entre o plano líquido e o sólido e é conhecido como ângulo de contato com a água.
● Objetivo do Teste de Ângulo de Contato com Água:
Avaliar principalmente o desempenho anti-impressão digital da camada de revestimento AF na superfície da tampa de vidro.
● Condições de teste do ângulo de contato com a água:
Coloque a tampa de vidro na plataforma de teste com o lado impresso voltado para baixo e meça o ângulo de contato da água na superfície revestida com AF. Geralmente é recomendado medir o ângulo de contato em cinco locais diferentes para avaliar a uniformidade do revestimento AF.
● Critérios de aceitação do ângulo de contato com a água:
O ângulo de contato da água na superfície revestida com AF da tampa de vidro deve ser ≥110°; para requisitos mais rigorosos, recomenda-se atingir ≥115°.
② Teste de resistência à abrasão:
Normalmente são utilizados diferentes materiais de teste, principalmente lã de aço e borracha. Independentemente de ser usada lã de aço ou borracha, o procedimento de teste e os critérios de avaliação são geralmente semelhantes.
● Objetivo do Teste de Resistência à Abrasão:
Avaliar principalmente o desempenho e a resistência à abrasão da camada de revestimento AF na superfície da cobertura de vidro.
● Procedimento de teste de resistência à abrasão:
--- Antes do teste, meça o ângulo de contato da água na superfície revestida com AF da tampa de vidro em cinco locais distribuídos uniformemente. O ângulo inicial de contato com a água geralmente deve ser ≥110°; para requisitos mais rigorosos, recomenda-se ≥115°.
--- Utilizar ponta abrasiva de 20×20 mm (10×10 mm para requisitos mais rigorosos) com lã de aço #0000 ou borracha, aplicando uma carga de 1000 g. Execute 2.000 ciclos alternativos (2.500 para requisitos mais rigorosos) em um curso de 40 mm a uma velocidade de 40 ciclos/min (60 ciclos/min para requisitos mais rigorosos). Cada movimento completo de vaivém conta como um ciclo.
--- Depois de concluir o teste de abrasão com lã de aço ou borracha, selecione três pontos dentro da área desgastada na superfície revestida com AF da tampa de vidro e meça o ângulo de contato com a água para determinar seu valor após a abrasão.
● Critérios de aceitação do teste de resistência à abrasão:
Após o teste, não deve haver descascamento ou delaminação do revestimento AF na superfície da tampa de vidro e o ângulo de contato com a água deve permanecer >100°.
③ Teste de coeficiente de atrito dinâmico:
● Objetivo do teste de coeficiente de atrito dinâmico:
O coeficiente de atrito dinâmico afeta diretamente a sensação de toque na superfície da tampa de vidro. Se a superfície da cobertura de vidro não for tratada com um revestimento AF, o coeficiente de atrito dinâmico é normalmente muito elevado.
● Condições de teste para coeficiente de atrito dinâmico:
Coloque o papel de pesagem de precisão Asahiwell sob um bloco pesado com uma carga de 200±20 g. Em seguida, coloque o papel de pesagem combinado e o bloco de peso na superfície revestida com AF da tampa de vidro. Puxe o bloco pela superfície a uma velocidade de 100 mm/min ao longo de uma distância de teste de 50 mm.
● Critérios de aceitação do coeficiente de atrito dinâmico:
O requisito padrão para o coeficiente de atrito dinâmico é ≤0,05; para requisitos mais rigorosos, deve ser ≤0,03.