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Principio, proceso de recubrimiento y evaluación del rendimiento del recubrimiento antihuellas (AF) en paneles de cubierta de vidrio
2026-06-03
1. Definición, principio y características del recubrimiento AF
① El recubrimiento AF, también conocido como recubrimiento antihuellas, es la abreviatura de Película antihuellas.
El recubrimiento AF es un tratamiento superficial diseñado para resistir las huellas dactilares. El nombre completo es Película antihuellas. Las huellas dactilares son residuos que quedan en la superficie de un objeto después de haber sido tocado con los dedos. Estos residuos consisten principalmente en aceites, sudor, polvo y otros contaminantes. Cuando los dedos se separan de la superficie del objeto, estos residuos de huellas dactilares a menudo quedan atrás.
El principio del recubrimiento antihuellas AF es similar al "efecto hoja de loto", donde la superficie del objeto se trata para alterar su humectabilidad, dificultando la adhesión de los contaminantes. Esto ayuda a evitar que las huellas dactilares y otros contaminantes se adhieran a la superficie. Después del tratamiento AF, el cubreobjetos exhibe excelentes propiedades hidrofóbicas. Por lo general, se requiere que el ángulo de contacto del agua en la superficie del vidrio tratado sea ≥110°, lo que proporciona una sensación táctil suave y reduce significativamente la acumulación de suciedad y manchas, mejorando así la experiencia del usuario.
② Principio del revestimiento antihuellas AF:
Mediante procesos de fabricación específicos, se forma una fina capa antihuellas a escala nanométrica en la superficie del panel de cubierta de vidrio. Esta capa reduce al mínimo la tensión superficial del vidrio, dotándolo de una fuerte resistencia hidrófoba, oleofóbica y a los contaminantes orgánicos. Como resultado, la superficie del vidrio mantiene una apariencia suave y limpia durante un período prolongado.
Actualmente, el material central principal utilizado en los recubrimientos antihuellas dactilares AF son compuestos que contienen flúor. Estas moléculas contienen dos grupos funcionales clave: grupos silano reactivos y grupos flúor orgánicos.
● Grupos silano reactivos: pueden reaccionar químicamente con el agua (grupos hidroxilo-OH) presentes en la superficie del vidrio (SiO₂), formando fuertes enlaces covalentes (enlaces siloxano), que anclan firmemente el recubrimiento al sustrato de vidrio.
● Grupos de flúor orgánico: son responsables de proporcionar una tensión superficial extremadamente baja y son la clave para lograr hidrofobicidad, repelencia al aceite y rendimiento antihuellas.
El mecanismo de reacción específico del recubrimiento AF es el siguiente: el siloxano sufre una reacción de hidrólisis con agua en la atmósfera para formar grupos silanol; Los grupos silanol fluorados luego reaccionan químicamente con los grupos silanol en la superficie del vidrio, permitiendo que el recubrimiento AF se adhiera a la superficie del vidrio.
③ Características del recubrimiento AF:
Existen diversos métodos y técnicas para el tratamiento anticontaminación de superficies, como la aplicación de recubrimientos antiincrustantes, la realización de procesos de micrograbado en la superficie o el uso de AG (Anti-Glare Glass). Sin embargo, estos procesos tienden a afectar hasta cierto punto la transmitancia óptica, la rugosidad de la superficie y la suavidad de la cubierta de vidrio. Por lo tanto, para los módulos de visualización de laminación completa, el tratamiento antihuellas en la superficie de la cubierta de vidrio se logra depositando (mediante evaporación al vacío) o rociando un recubrimiento AF transparente antihuellas sobre la superficie.
Características únicas del proceso de recubrimiento AF:
● No altera la textura original de la superficie de la cubierta de vidrio.
● Ofrece un rendimiento óptico excelente sin impacto adverso en la transmisión de luz de la cubierta de vidrio.
● Tensión superficial extremadamente baja, que proporciona propiedades efectivas repelentes al agua, resistentes al aceite y antihuellas.
● Buena resistencia a la intemperie y resistencia química, excelente resistencia a la abrasión, bajo coeficiente de fricción dinámica y una sensación táctil agradable.
2. Procesos convencionales de recubrimiento AF
Existen dos técnicas comunes de deposición de películas delgadas: PVD (deposición física de vapor) y CVD (deposición química de vapor). El PVD se puede clasificar además en recubrimiento por evaporación al vacío, recubrimiento por pulverización catódica al vacío y revestimiento iónico al vacío.
Actualmente, los dos procesos principales utilizados en el recubrimiento AF son el recubrimiento por evaporación al vacío (proceso de evaporación) y el recubrimiento por pulverización (proceso húmedo).
① Proceso de evaporación al vacío de AF: en condiciones de vacío, se utiliza un haz de electrones de alta velocidad generado por un cañón de electrones para bombardear y calentar el material de recubrimiento de AF, lo que hace que se evapore y se deposite sobre la superficie de la cubierta de vidrio, formando una capa densa de recubrimiento de AF.
En el proceso de evaporación al vacío AF, primero se debe limpiar a fondo la cubierta de vidrio. Luego, las cubiertas de vidrio se colocan y suspenden adecuadamente dentro de la cámara de recubrimiento, completando la preparación previa al recubrimiento.
Durante el proceso de evaporación de AF, primero se deposita una capa de SiO₂ sobre la superficie de la cubierta de vidrio (SiO₂ sirve como capa de adhesión intermedia), seguido de la deposición de la capa de recubrimiento de AF. Después del recubrimiento, las cubiertas de vidrio se retiran del evaporador y se colocan en un ambiente de sala limpia para que permanezcan en reposo durante al menos 2 horas. Finalmente se realiza inspección visual, aplicación de película protectora, embalaje y envío.
Una vez completado el recubrimiento AF mediante evaporación, aunque se ha formado la capa de película AF, su estado aún no es estable. Dejar que las cubiertas de vidrio permanezcan sin tocar durante un cierto período antes de aplicar la película protectora permite que los grupos funcionales activos restantes continúen reaccionando completamente, lo que permite que la capa de recubrimiento AF alcance sus propiedades de rendimiento previstas, como la fuerza de adhesión y la resistencia a la abrasión.
② Proceso de recubrimiento por pulverización AF:
El proceso de recubrimiento por pulverización AF es un método de recubrimiento AF de alto rendimiento y bajo costo desarrollado en base a la deposición al vacío, diseñado para reducir los costos de los equipos. En este proceso, la solución AF se rocía uniformemente sobre la superficie de la cubierta de vidrio usando alta presión para formar una capa de recubrimiento AF. Luego, la cubierta de vidrio se hornea en condiciones de temperatura controlada (160–180 °C) durante un período específico (10–15 minutos) para mejorar la adhesión de la capa de recubrimiento AF a la superficie del vidrio.
El flujo del proceso del método de recubrimiento por pulverización AF es más simple en comparación con el proceso de evaporación al vacío AF y consta principalmente de los siguientes pasos: limpieza con plasma, pulverización AF, horneado, inspección visual y aplicación y envasado de película.
Diferencia fundamental entre el recubrimiento por pulverización AF y los procesos de evaporación al vacío:
En el proceso de evaporación al vacío de AF, se deposita una capa de transición de SiO₂ en condiciones de vacío simultáneamente con el recubrimiento de AF en un único paso de deposición, mientras que el proceso de recubrimiento por pulverización no incluye dicha capa de transición. En el proceso de evaporación al vacío, la capa de transición de SiO₂ forma una fuerte unión tanto con el sustrato de vidrio como con la capa AF. Como resultado, el recubrimiento AF producido mediante evaporación al vacío supera a la capa AF recubierta por pulverización en varias pruebas de límite de rendimiento. Las pruebas comparativas más directas incluyen pruebas de resistencia a la abrasión y resistencia química.
Resumen final sobre la selección de productos:
Para productos de gama media a baja, el proceso de recubrimiento por aspersión generalmente puede cumplir con los requisitos en todos los aspectos, al mismo tiempo que ofrece menores costos y mayor eficiencia de producción, lo que lo convierte en la opción preferida. Para productos de alta gama, especialmente aquellos que requieren alta confiabilidad, durabilidad, excelente resistencia a la abrasión o recubrimientos AR (antirreflectantes) adicionales, el proceso de evaporación al vacío es la solución ideal.
3. Existen tres métodos para probar el rendimiento de los recubrimientos AF: prueba de resistencia a la abrasión, prueba del ángulo de contacto con el agua y prueba del coeficiente de fricción dinámica.
① Prueba del ángulo de contacto con el agua:
El ángulo de contacto del agua, también conocido simplemente como ángulo de contacto, se refiere al ángulo que se forma entre una gota de líquido y la superficie de un sólido cuando la gota cae sobre él. Debido a la tensión superficial del líquido, este ángulo se crea en la interfaz entre el líquido y el plano sólido y se conoce como ángulo de contacto con el agua.
● Propósito de la prueba del ángulo de contacto con el agua:
Evaluar principalmente el rendimiento antihuellas de la capa de recubrimiento AF en la superficie de la cubierta de vidrio.
● Condiciones de prueba del ángulo de contacto con el agua:
Coloque la cubierta de vidrio en la plataforma de prueba con el lado impreso con tinta hacia abajo y mida el ángulo de contacto con el agua en la superficie recubierta de AF. Generalmente se recomienda medir el ángulo de contacto en cinco lugares diferentes para evaluar la uniformidad del recubrimiento AF.
● Criterios de aceptación del ángulo de contacto con el agua:
El ángulo de contacto con el agua en la superficie recubierta de AF de la cubierta de vidrio debe ser ≥110°; para requisitos más estrictos, se recomienda alcanzar ≥115°.
② Prueba de resistencia a la abrasión:
Normalmente se utilizan diferentes materiales de prueba, principalmente lana de acero y borrador. Independientemente de si se utiliza lana de acero o una goma de borrar, el procedimiento de prueba y los criterios de evaluación son generalmente similares.
● Propósito de la prueba de resistencia a la abrasión:
Evaluar principalmente el rendimiento y la resistencia a la abrasión de la capa de revestimiento AF en la superficie de la cubierta de vidrio.
● Procedimiento de prueba de resistencia a la abrasión:
--- Antes de realizar la prueba, mida el ángulo de contacto con el agua en la superficie recubierta de AF de la cubierta de vidrio en cinco lugares distribuidos uniformemente. El ángulo de contacto inicial con el agua generalmente debe ser ≥110°; para requisitos más estrictos, se recomienda ≥115°.
--- Utilice una punta abrasiva de 20×20 mm (10×10 mm para requisitos más estrictos) con lana de acero #0000 o una goma de borrar, aplicando una carga de 1000 g. Realice 2000 ciclos alternativos (2500 para requisitos más estrictos) en una carrera de 40 mm a una velocidad de 40 ciclos/min (60 ciclos/min para requisitos más estrictos). Cada movimiento completo de ida y vuelta cuenta como un ciclo.
--- Después de completar la prueba de abrasión con lana de acero o borrador, seleccione tres puntos dentro del área desgastada en la superficie recubierta de AF de la cubierta de vidrio y mida el ángulo de contacto con el agua para determinar su valor después de la abrasión.
● Criterios de aceptación de la prueba de resistencia a la abrasión:
Después de la prueba, no debe haber desprendimiento ni delaminación del recubrimiento AF en la superficie de la cubierta de vidrio y el ángulo de contacto con el agua debe permanecer >100°.
③ Prueba de coeficiente de fricción dinámica:
● Propósito de la prueba del coeficiente de fricción dinámica:
El coeficiente de fricción dinámica afecta directamente la sensación táctil en la superficie de la cubierta de vidrio. Si la superficie de la cubierta de vidrio no se trata con un recubrimiento AF, el coeficiente de fricción dinámica suele ser muy alto.
● Condiciones de prueba para el coeficiente de fricción dinámica:
Coloque el papel de pesaje de precisión Asahiwell debajo de un bloque pesado con una carga de 200 ± 20 g. Luego coloque el papel de pesaje combinado y el bloque pesado sobre la superficie recubierta de AF de la cubierta de vidrio. Tire del bloque a través de la superficie a una velocidad de 100 mm/min en una distancia de prueba de 50 mm.
● Criterios de aceptación del coeficiente de fricción dinámica:
El requisito estándar para el coeficiente de fricción dinámica es ≤0,05; para requisitos más estrictos, debe ser ≤0,03.