本實用新型專利涉及屬于手持設備的顯示屏外視窗防護玻璃之上的保護層,具體是通過蝕刻減薄和帶有永久抗菌成分的鋼化方法制作出具有超輕薄、可彎曲和永久抗菌功能的透明鋼化玻璃保護貼。
背景技術:
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鋼化玻璃保護貼是使用在手持設備的顯示屏外視窗防護玻璃之上的保護層,用于對視窗防護玻璃、觸摸屏的觸控模組、顯示屏和對非觸摸屏的視窗防護層、顯示屏進行再次加強保護的透明玻璃鏡片,是專為保護顯示觸控屏幕而設計的高科技保護玻璃,是目前對保護屏幕最具強化保護作用的高端新產(chǎn)品,能將原有的屏幕面完全覆蓋,防止受到外力的損害外,更增加了沖擊吸收性,相對于老式的PET屏幕保護膜,具有更好通透性、更高強度、更耐摩擦、接觸體驗度更高等性能優(yōu)勢,比PET膜的標準高5倍以上,不會影響屏幕的視頻效果,可做到主屏防碎裂、抗劃痕和刮傷,其堅韌程度也足以保護手機顯示屏免受重壓。當手機掉地上,承受的沖擊力很大,張力過大屏就容易碎裂,而鋼化玻璃的保護貼在目前通常是0.6mm至1.1mm的厚度,剛性強度是該厚度玻璃基板的主要技術指標,而其韌性是比較低的,造成其可彎曲的程度比較小,因此該種厚度的手機保護貼是無法完全包裹目前帶有邊緣2.5D曲面的手機屏幕的,造成現(xiàn)有手機保護貼無法有效的保護邊緣曲面的手機屏幕。
另外隨著曲面智能觸控手機時代的到來,相關電子行業(yè)針對鋼化玻璃保護貼的抗菌性提出了更高的要求,由于鋼化玻璃保護片長期與人手、面 部皮膚進行接觸,在使用過程中會產(chǎn)生一些熱量,這些熱量為細菌成長提供了一個很好溫床,另外人體皮膚會產(chǎn)生汗液,這也為細菌成長提供了一個潮濕的環(huán)境,所以細菌很容易在手機上滋生,相關實驗檢測表面,智能移動設備表面的細菌甚至比馬桶還要多。細菌、霉菌作為病原菌對人類和動植物有很大的危害,影響人們的健康,甚至危及生命。微生物還會引起各種工業(yè)材料、食品、化妝品、醫(yī)藥品等分解、變質(zhì)、劣化、腐敗,帶來重大的經(jīng)濟損失,因此,具有殺菌和抗菌效應的商品越來越受到人們的關注和重視。綜上所述,一種集成超輕薄、可彎曲及殺菌抗菌性等眾多優(yōu)異功能的鋼化玻璃保護貼能夠極大滿足當前市場的急切需求,發(fā)展前景廣闊,經(jīng)濟效應優(yōu)越。
技術實現(xiàn)要素:
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針對現(xiàn)有技術存在的缺陷,本實用新型的目的是提供一種超輕薄、可彎曲、永久抗菌的保護貼,包括超薄鋼化玻璃,其特征在于:該超薄鋼化玻璃的其中一面依次粘接有防爆膜層、雙面粘接層、離形膜層,所述超薄鋼化玻璃的厚度為0.05mm~0.1mm。
所述的超薄鋼化玻璃包括超薄基板玻璃及在超薄基板玻璃兩面由強化處理形成的抗菌強化層、純強化應力層,所述的抗菌強化層含有化學反應生成的致密納米Zn+離子,其厚度為100nm~1000nm;所述純強化應力層內(nèi)含有K+離子,其厚度為15μm~25μm。
本實用新型的超輕薄、可彎曲、永久抗菌的保護貼采用厚度為0.05mm~0.1mm的玻璃基板經(jīng)過鋼化處理獲得,突出了玻璃基板的韌性性能,使得基板的柔韌度表征明顯于剛度表征,可彎曲貼附在2.5D的顯示屏幕上,同時采用納米氧化鋅參與離子交換反應,在基板玻璃表面形成致密密集的Zn+離 子,同時大量K+離子置換到玻璃的表層,形成抗菌層與純強化應力層,提升玻璃整體強度,同時不降低玻璃基板的強度,使得保護貼具有優(yōu)良的韌性、強度以及優(yōu)良的抗菌、疏水性能。
附圖說明:
圖1為本實用新型鋼化后的基板結構示意圖。
圖2為本實用新型保護貼成品的結構示意圖。
圖3為本實用新型的保護貼成品立體結構示意圖。
圖4為本實用新型的保護貼使用狀態(tài)參考圖。
具體實施方式:
如圖1至圖4所示,
本實用新型的超輕薄、可彎曲、永久抗菌的保護貼,包括超薄鋼化玻璃4,該超薄鋼化玻璃的其中一面依次粘接有防爆膜層5、雙面粘接層6、離形膜層7,所述超薄鋼化玻璃的厚度為0.05mm~0.1mm。
所述的超薄鋼化玻璃包括超薄基板玻璃1及在超薄基板玻璃1兩面由強化處理形成的抗菌強化層3、純強化應力層2,所述的抗菌強化層含有化學反應生成的致密納米Zn+離子,其厚度為100nm~1000nm;所述純強化應力層內(nèi)含有K+離子,其厚度為15μm~25μm。
抗菌強化層的ZN+離子具有抗菌功能、純強化應力層可提高超薄基板玻璃的強度,使本鋼化玻璃與現(xiàn)有技術中正常厚度的保護貼具有近似的強度。
所述基板玻璃在減薄步驟之前可根據(jù)所需外形進行外形的蝕刻切割,切割出所需的形狀及孔洞,之后在減薄液中進行減薄反應。其中基板玻璃可選取鈉鈣玻璃、鋁硅酸鹽玻璃、堿金屬鋁硼硅酸鹽玻璃以及其他可進行化學鋼化的玻璃材質(zhì)中的一種。
本感化反應中KNO3為主要鋼化原料,搭配少量K2O作為反應催化劑,能在高溫熔融狀況下分離出大量流離的K+離子,K+離子會與玻璃材料中的鈉離子發(fā)生離子置換反應,將大量K+離子置換入玻璃的表層,形成壓縮應力層,提升玻璃整體強度。
納米硝酸鋅、納米氧化鋅均屬于多功能性的新型無機材料,無色晶體形態(tài),其顆粒大小約在1~100nm。優(yōu)選的為10~20nm,由于晶粒的細微化,其表面電子結構和晶體結構發(fā)生變化,產(chǎn)生了宏觀物體所不具有的表面效應、體積效應、量子尺寸效應和宏觀隧道效應以及高透明度、高分散性等特點,100℃以上溫度即可處于熔融狀況,無色透明。納米級硝酸鋅、氧化鋅的突出特點在于產(chǎn)品粒子為納米級,同時具有納米材料和傳統(tǒng)硝酸鋅、氧化鋅的雙重特性。與傳統(tǒng)產(chǎn)品相比,其比表面積大、化學活性高,產(chǎn)品細度、化學純度和粒子形狀可以根據(jù)需要進行調(diào)整,并且具有光化學效應和較好的遮蔽紫外線性能,其紫外線遮蔽率高達98%;同時,納米硝酸鋅、納米氧化鋅均具有優(yōu)異的抗菌抑菌、祛味防酶等一系列獨特性能。在熔融鹽池內(nèi)添加一定量納米硝酸鋅、納米氧化鋅后,經(jīng)過高溫大量的離子置換反應,玻璃保護貼的表層會富含一層密集的Zn+離子,細菌體與其接觸后,鋅離子會和細菌體內(nèi)的活性蛋白酶相結合使其失去活性,從而將細菌殺死。經(jīng)相關研究所檢測鑒定,將經(jīng)過上述鋼化完成后的玻璃白片放置入富含細菌的培養(yǎng)基中,玻璃表層可有效抑制大腸桿菌、金黃色葡萄球菌的生長,抑菌率達90%以上。該產(chǎn)品經(jīng)中國科學院微生物研究所檢測鑒定,結果表明,在豐富細菌培養(yǎng)基中,加入0.5%~3%的納米氧化鋅,可有效抑制大腸桿菌、金黃色葡萄球菌的生長,抑菌率達99.9%以上。同時通過大量實驗發(fā)現(xiàn),HF的加入對納米氧化鋅的形核和離子形態(tài)改變起到一定作用,隨著HF濃度的增加,納米氧化鋅致密表層的 水接觸角會越來越大,達到3%比例后,表面上的水接觸角會>150°,表現(xiàn)出很強的疏水特性,使得玻璃保護貼表層擁有低表面能,在使用過程中極易清潔擦拭,具有防污易清潔性能。
本實用新型的蝕刻減薄工藝可使用專利號201210213286.2的減薄設備,采用多管進液與可控進出液的結構,可將玻璃保護貼厚度薄化至0.05mm至0.1mm范圍內(nèi),使其超輕薄、通透性更佳,韌性提高至可在2.5D屏幕邊緣彎曲,另外減薄后的玻璃保護貼因厚度極薄,可在直徑為50mm的圓柱體上可彎曲角度達到90°而不碎裂,堅韌性優(yōu)越。
鋼化工藝完成后,玻璃保護貼表面壓縮應力值CS≥500Mpa,表面的壓縮應力層深度DOL≥15um,邊緣四點彎曲強度值4PB≥800Mpa,邊緣強度進一步增強,彎曲角度達到180°而不破。鋼化完成后玻璃保護貼表面抗菌率達90%以上。在400-700nm的可見光范圍內(nèi),玻璃保護貼的透過率達到90%以上。
本實用新型專利所述的超輕薄、可彎曲、永久抗菌等眾多高性能的保護貼可用作顯示觸摸屏的表面防護保護玻璃,所述的顯示觸控屏包括移動電話、智能電話、平板電腦、筆記本電腦、PDA、PSP游戲機、ATM機、工業(yè)或醫(yī)用設備的顯示觸控屏等。該鋼化玻璃保護貼還可用于智能終端家電如冰箱、冰柜或廚具等表層保護玻璃或醫(yī)院和公共設施中任何頻繁被人接觸的,需要超輕薄、可彎曲、高強度、透明且具有永久抗菌性能的設備、器具乃至建筑的表面保護玻璃。
下圖為本實用新型的超薄鋼化玻璃抗菌測試結果:
測試結果:
抗真菌效果實驗
測試方法:參考ASTM G 21-13
試驗菌種:黑曲霉ATCC 9642、嗜松青霉ATCC 11797、出芽短梗霉ATCC 15233、球毛殼ATCC 6205、綠色膠霉ATCC 9645
備注:
1.根據(jù)ASTMG21-13合成高分子材料抗真菌性的測定,樣品表面觀察到的真菌生長情況評價如下:
0-不生長
1-痕跡生長(小于10%)
2-輕微生長(10-30%)
3-中度生長(30-60%)
4-嚴重生長(60%-全面覆蓋)
2.*該結果由放大倍數(shù)為(50X)的顯微鏡進行觀察確認。