Новости отрасли
Принцип, процесс нанесения покрытия и оценка характеристик покрытия от отпечатков пальцев (AF) на стеклянных панелях
2026-06-03
1. Определение, принцип и характеристики АФ-покрытия.
① Покрытие AF, также известное как покрытие против отпечатков пальцев, является сокращением от «Пленка против отпечатков пальцев».
Покрытие AF представляет собой обработку поверхности, предназначенную для защиты от отпечатков пальцев. Полное название — Пленка против отпечатков пальцев. Отпечатки пальцев — это остатки, остающиеся на поверхности предмета после прикосновения к нему пальцами. Эти остатки в основном состоят из масел, пота, пыли и других загрязнений. Когда пальцы отделяются от поверхности предмета, остатки отпечатков пальцев часто остаются на нем.
Принцип покрытия AF против отпечатков пальцев аналогичен «эффекту листа лотоса», когда поверхность объекта обрабатывается для изменения ее смачиваемости, что затрудняет прилипание загрязнений. Это помогает предотвратить прилипание отпечатков пальцев и других загрязняющих веществ к поверхности. После обработки AF покровное стекло демонстрирует превосходные гидрофобные свойства. Угол контакта воды с поверхностью обработанного стекла обычно должен составлять ≥110°, что обеспечивает ощущение гладкости на ощупь и значительно снижает накопление грязи и пятен, тем самым повышая удобство использования.
② Принцип покрытия AF от отпечатков пальцев:
Благодаря специальным производственным процессам на поверхности стеклянной панели образуется тонкий наноразмерный слой, защищающий от отпечатков пальцев. Этот слой снижает поверхностное натяжение стекла до минимума, придавая ему сильную гидрофобность, олеофобность и устойчивость к органическим загрязнениям. В результате стеклянная поверхность сохраняет гладкий и чистый вид в течение длительного периода времени.
В настоящее время основным материалом сердцевины, используемым в покрытиях AF против отпечатков пальцев, являются фторсодержащие соединения. Эти молекулы содержат две ключевые функциональные группы: реакционноспособные силановые группы и органические фторсодержащие группы.
● Реакционноспособные силановые группы: они могут химически реагировать с водой (гидроксильные группы-OH), присутствующей на поверхности стекла (SiO₂), образуя прочные ковалентные связи (силоксановые связи), которые прочно закрепляют покрытие на стеклянной подложке.
● Органические фторсодержащие группы: они обеспечивают чрезвычайно низкое поверхностное натяжение и являются ключом к достижению гидрофобности, маслоотталкивающих свойств и защиты от отпечатков пальцев.
Конкретный механизм реакции покрытия АФ следующий: силоксан подвергается реакции гидролиза с водой в атмосфере с образованием силанольных групп; затем фторированные силанольные группы вступают в химическую реакцию с силанольными группами на поверхности стекла, позволяя покрытию AF прилипать к поверхности стекла.
③ Характеристики покрытия AF:
Существуют различные методы и приемы обработки поверхности от загрязнений, такие как нанесение противообрастающих покрытий, выполнение процессов микрогравировки на поверхности или использование AG (антибликового стекла). Однако эти процессы имеют тенденцию в некоторой степени влиять на оптический коэффициент пропускания стеклянного покрытия, шероховатость и гладкость поверхности. Таким образом, для модулей дисплея с полной ламинацией обработка поверхности стеклянного покрытия от отпечатков пальцев в настоящее время достигается путем нанесения (посредством вакуумного испарения) или распыления на поверхность прозрачного AF-покрытия, препятствующего появлению отпечатков пальцев.
Уникальные особенности процесса нанесения покрытия AF:
● Не изменяет первоначальную текстуру поверхности стеклянного покрытия.
● Обеспечивает превосходные оптические характеристики без негативного влияния на светопропускание стеклянной крышки.
● Чрезвычайно низкое поверхностное натяжение, обеспечивающее эффективные водоотталкивающие, маслостойкие свойства и защиту от отпечатков пальцев.
● Хорошая стойкость к атмосферным воздействиям и химическим веществам, отличная стойкость к истиранию, низкий коэффициент динамического трения и приятное ощущение на ощупь.
2. Основные процессы нанесения покрытия AF
Существует два распространенных метода осаждения тонких пленок: PVD (физическое осаждение из паровой фазы) и CVD (химическое осаждение из паровой фазы). PVD можно разделить на покрытие, наносимое вакуумным испарением, покрытие вакуумным напылением и вакуумно-ионное покрытие.
В настоящее время при нанесении покрытия AF используются два основных процесса: нанесение покрытия методом вакуумного испарения (процесс испарения) и нанесение покрытия распылением (мокрый процесс).
① Процесс вакуумного испарения AF: в условиях вакуума высокоскоростной электронный луч, генерируемый электронной пушкой, используется для бомбардировки и нагрева материала покрытия AF, в результате чего он испаряется и осаждается на поверхности стеклянного покрытия, образуя плотный слой покрытия AF.
В процессе вакуумного испарения AF стеклянную крышку необходимо сначала тщательно очистить. Затем стеклянные крышки правильно расставляют и подвешивают внутри камеры для нанесения покрытия, завершая подготовку к нанесению покрытия.
В процессе испарения АФ на поверхность стеклянного покрытия сначала наносится слой SiO₂ (SiO₂ служит промежуточным адгезионным слоем), а затем наносится слой покрытия АФ. После нанесения покрытия стеклянные крышки снимают с испарителя и помещают в чистое помещение, чтобы они стояли в покое не менее 2 часов. Наконец, осуществляется визуальный осмотр, нанесение защитной пленки, упаковка и отгрузка.
После того, как покрытие АФ было завершено путем испарения, хотя слой пленки АФ и сформировался, его состояние еще не стабильно. Если стеклянные покрытия постоять в течение определенного периода времени перед нанесением защитной пленки, это позволит любым оставшимся активным функциональным группам продолжить полноценную реакцию, позволяя слою покрытия AF достичь запланированных эксплуатационных свойств, таких как прочность сцепления и стойкость к истиранию.
② Процесс нанесения покрытия распылением AF:
Процесс нанесения покрытия распылением AF — это недорогой и высокопроизводительный метод нанесения покрытия AF, разработанный на основе вакуумного осаждения и предназначенный для снижения затрат на оборудование. В этом процессе раствор AF равномерно распыляется на поверхность стеклянного покрытия под высоким давлением, образуя слой покрытия AF. Затем стеклянное покрытие подвергается сушке в контролируемых температурных условиях (160–180°C) в течение определенной продолжительности (10–15 минут) для улучшения адгезии слоя покрытия AF к поверхности стекла.
Технологическая схема метода нанесения покрытия распылением AF проще по сравнению с процессом вакуумного испарения AF и в основном состоит из следующих этапов: плазменная очистка, напыление AF, обжиг, визуальный осмотр, нанесение и упаковка пленки.
Принципиальная разница между нанесением распылением AF и процессами вакуумного испарения:
В процессе вакуумного испарения AF переходный слой SiO₂ наносится в условиях вакуума одновременно с покрытием AF за один этап осаждения, тогда как процесс нанесения покрытия распылением не включает такой переходный слой. В процессе вакуумного испарения переходный слой SiO₂ образует прочную связь как со стеклянной подложкой, так и со слоем AF. В результате покрытие AF, полученное методом вакуумного испарения, превосходит слой AF, нанесенный распылением, в различных тестах на предельную производительность. Наиболее прямые сравнительные испытания включают испытания на стойкость к истиранию и химическую стойкость.
Итоговое заключение по выбору продукта:
Для продуктов среднего и низкого ценового сегмента процесс нанесения покрытия распылением, как правило, может удовлетворить требования во всех аспектах, предлагая при этом более низкую стоимость и более высокую эффективность производства, что делает его предпочтительным выбором. Для высококачественных продуктов, особенно тех, которые требуют высокой надежности, долговечности, превосходной стойкости к истиранию или дополнительных антибликовых (AR) покрытий, процесс вакуумного испарения является идеальным решением.
3. Существует три метода проверки характеристик покрытий AF: испытание на стойкость к истиранию, испытание на угол контакта с водой и испытание на коэффициент динамического трения.
① Испытание угла контакта с водой:
Угол контакта с водой, также известный как угол контакта, относится к углу, образующемуся между каплей жидкости и поверхностью твердого тела, когда капля приземляется на нее. Из-за поверхностного натяжения жидкости этот угол создается на границе раздела жидкости и твердой плоскости и известен как угол контакта воды.
● Цель испытания угла контакта с водой:
В первую очередь оценить эффективность слоя покрытия AF на поверхности стеклянного покрытия, защищающего от отпечатков пальцев.
● Условия испытания угла контакта с водой:
Поместите стеклянную крышку на испытательную платформу стороной с чернилами вниз и измерьте угол контакта воды с поверхностью с AF-покрытием. Обычно рекомендуется измерять угол контакта в пяти разных местах, чтобы оценить однородность покрытия AF.
● Критерии приемлемости угла контакта с водой:
Угол контакта воды с поверхностью стеклянного колпака с покрытием AF должен составлять ≥110°; для более строгих требований рекомендуется достигать ≥115°.
② Испытание на стойкость к истиранию:
Обычно используются разные материалы для испытаний, в первую очередь стальная вата и ластик. Независимо от того, используется ли стальная вата или ластик, процедура тестирования и критерии оценки в целом аналогичны.
● Цель испытания на стойкость к истиранию:
В первую очередь оценить эксплуатационные характеристики и стойкость к истиранию слоя покрытия AF на поверхности стеклянного покрытия.
● Процедура испытания на стойкость к истиранию:
--- Перед тестированием измерьте угол контакта с водой на поверхности стеклянной крышки с AF-покрытием в пяти равномерно распределенных местах. Начальный угол контакта с водой обычно должен составлять ≥110°; для более строгих требований рекомендуется ≥115°.
--- Используйте шлифовальный наконечник 20×20 мм (10×10 мм для более строгих требований) со стальной ватой #0000 или ластик, прикладывая нагрузку 1000 г. Выполните 2000 циклов возвратно-поступательного движения (2500 для более строгих требований) на протяжении хода 40 мм со скоростью 40 циклов/мин (60 циклов/мин для более строгих требований). Каждое полное движение вперед-назад считается за один цикл.
--- После завершения испытания на истирание стальной ватой или ластиком выберите три точки в зоне истирания на покрытой AF поверхности стеклянного покрытия и измерьте угол контакта с водой, чтобы определить его значение после истирания.
● Критерии приемлемости испытания на стойкость к истиранию:
После испытаний на поверхности стеклянного покрытия не должно быть отслаивания или отслаивания АФ-покрытия, а угол контакта с водой должен оставаться >100°.
③ Коэффициент испытания на динамическое трение:
● Цель испытания коэффициента динамического трения:
Коэффициент динамического трения напрямую влияет на ощущение прикосновения к поверхности стеклянного покрытия. Если поверхность стеклянного покрытия не обработана AF-покрытием, коэффициент динамического трения обычно очень высок.
● Условия испытания динамического коэффициента трения:
Поместите бумагу для прецизионных весов Asahiwell под утяжеленный блок с грузом 200±20 г. Затем поместите объединенную бумагу для взвешивания и утяжеленный блок на поверхность стеклянной крышки с покрытием AF. Протяните блок по поверхности со скоростью 100 мм/мин на расстояние испытания 50 мм.
● Критерии приемлемости коэффициента динамического трения:
Стандартное требование к коэффициенту динамического трения – ≤0,05; для более строгих требований оно должно быть ≤0,03.