专利名称：：一种镀膜材料及其制备方法
技术领域：
：本发明涉及一种镀膜材料，还涉及该镀膜材料的制备方法。
背景技术：
：视窗玻璃是电子产品如手机、MP3、MP4、数码相机、摄像机和DVD的主要配件之一。目前已经广泛使用镀膜的方式对电子产品的视窗进行装饰，可以使电子产品获得美观的外观装饰和更好的质感，从而提高产品的价值。通常的镀膜方法是采用物理气相沉积进行镀膜，其中磁控溅射离子镀的方法尤其是一种很好的镀膜方法，可以在基板上制备得到金属质感强、结合力好、耐磨性和耐腐蚀性能优良的镀膜，而且膜层的厚度很薄、不影响高端产品或复杂形状产品的功能，是公认的绿色环保工艺。通过采用磁控溅射离子镀的方法还可以制备得到颜色丰富、色彩艳丽的镀膜材料。在现有技术中，通常采用物理气相沉积技术反复叠加镀覆5-10层氧化物膜层，然后在氧化物膜层上丝印油墨的方法来获得具有色彩的镀膜材料，所述物理气相沉积技术一般采用真空蒸发镀膜机进行蒸发镀。但该方法工艺较为复杂，需要交替叠加多层镀膜，同时由该方法得到的镀膜材料结构复杂并且结合力差。
发明内容本发明的目的在于克服上述现有技术的镀膜材料结构复杂的缺陷，提供一种结构简单的镀膜材料，还提供一种工艺较为简单的该镀膜材料的制备方法。本发明提供了一种镀膜材料，该材料包括透明基板和镀覆在所述透明基板上的膜层，其中，所述膜层由氧化物膜层和金属膜层组成，所述氧化物膜层位于所述透明基板和金属膜层之间，所述氧化物膜层和金属膜层均为单层。本发明还提供了一种镀膜材料的制备方法，该方法包括依次在形成氧化物膜层的磁控溅射条件下和形成金属膜层的磁控溅射条件下，在磁控靶上施加电源使磁控耙上的靶材物质溅射并沉积在所述透明基板上，以形成依次镀覆在所述透明基板上的氧化物膜层和金属膜层。根据本发明提供的镀膜材料，膜层简单，只由单层氧化物膜层和单层金属膜层组成，并且可以通过不同氧化物膜层与金属膜层的搭配，是镀膜材料得到多种颜色效果，并且色彩绚丽、金属质感很强，同时结合力也很好。根据本发明提供的镀膜材料的制备方法，工艺简单，从而生产效率高。具体实施例方式本发明提供的镀膜材料包括透明基板和镀覆在所述透明基板上的膜层，其中，所述膜层由氧化物膜层和金属膜层组成，所述氧化物膜层位于所述透明基板和金属膜层之间，所述氧化物膜层和金属膜层均为单层。根据本发明提供的镀膜材料，在优选情况下，所述氧化物膜层的厚度为30-320纳米、优选为40-300纳米，所述金属膜层的厚度为50-150纳米、优选为60-120纳米。所述透明基板的厚度为通常的视窗所使用的厚度，例如为0.5-1.5毫米、优选为0.8-1.2毫米。根据本发明提供的镀膜材料，在优选情况下，所述氧化物膜层的氧化物可以为各种可以得到彩色的光学干涉颜色的氧化物，例如二氧化钛、三氧化二铝、二氧化硅、二氧化铬、二氧化锆或五氧化二钽；所述金属可以为可作为磁控耙进行溅射的的金属，例如为钛、铝、铬、锆、钽或不锈钢。所述透明基板可以为各种可作为视窗的基板，例如为玻璃板、石英板、A1203板或塑料板。本发明提供的镀膜材料的制备方法包括依次在形成氧化物膜层的磁控溅射条件下和形成金属膜层的磁控溅射条件下，在磁控靶上施加电源使磁控靶上的靶材物质溅射并沉积在所述透明基板上，以形成依次镀覆在所述透明基板上的氧化物膜层和金属膜层。形成上述膜层采用磁控溅射离子镀设备进行，优选采用中频磁控溅射离子镀设备。所述中频磁控溅射离子镀设备包括真空室、加热装置、工件架、磁控靶、挡板、通气装置、水冷系统，待镀膜的透明基板固定放置在工件架上。根据本发明提供的制备方法，进行磁控溅射所采用的电源可以为现有的各种用于磁控溅射离子镀的电源，优选为中频电源，中频电源的频率一般为10-150千赫，优选为10-100千赫。根据本发明提供的制备方法，在优选情况下，所述形成氧化物膜层的磁控溅射条件使所述氧化物膜层的厚度为30-320纳米、优选为40-300纳米。根据本发明提供的制备方法，形成所述氧化物膜层的磁控溅射条件为本领域技术人员公知的磁控溅射的条件，例如该条件包括，电源的功率为1-50千瓦范围内的恒功率、优选为5-30千瓦、更优选为10-20千瓦，磁控溅射的真空度为0.1-2、优选为0.3-1帕，溅射时间为10-100分钟、优选为20-70分钟，工作气体为惰性气体与氧气的混合物，所述惰性气体与氧气的体积比为1:1.5-4、优选为l:1.5-3.5，工作气体的总流量为120-750标准毫升/分钟，偏压电源的偏压为50-500伏、优选为100-300伏，占空比为15-90%、优选为30-80%。所述惰性气体优选为氦气或氩气，氦气或氩气的纯度优选为99.9%以上，更优选为99.99%以上。所述靶材为钛、铝、铬、锆或钽。工作气体中的惰性气体和氧气可以按体积比混合后再输送入真空室，也可以将惰性气体分别通入，惰性气体的流量为20-150标准毫升/分钟，氧气的流量为100-600标准毫升/分钟。根据本发明提供的制备方法，在优选情况下，所述形成金属膜层的磁控溅射条件使所述金属膜层的厚度为50-150纳米、优选为60-120纳米。根据本发明提供的制备方法，形成所述金属膜层的磁控溅射条件为本领域技术人员公知的磁控溅射的条件，例如该条件包括，电源的功率为1-50千瓦范围内的恒功率、优选为5-30千瓦、更优选为10-20千瓦，磁控溅射的真空度为0.1-2帕、优选为0.3-1帕，溅射时间为2-15分钟、优选为5-10分钟，工作气体为惰性气体，工作气体的流量为20-150标准毫升/分钟，偏压电源的偏压为50-500伏、优选为100-300伏，占空比为15-90%、优选为30-80%，所述靶材为钛、铝、铬、锆、钽或不锈钢。根据本发明提供的制备方法，在优选情况下，为了提高膜层与透明基板的结合力，所述镀膜材料的制备方法还可以包括对透明基板进行磁控溅射离子镀之前对进行清洁活化，所述述清洗活化的方法包括，在清洗活化的条件下，用惰性气体的离子轰击所述透明基板。根据本发明提供的制备方法，在优选情况下，所述清洗活化的条件包括，清洗活化的气氛为惰性气体气氛，真空度为0.1-5帕、优选为0.5-3帕，偏压电源的偏压为200-1000伏、优选为400-800伏，占空比为20-70%、优选为35-55%、更优选为40-50%，时间为5-20分钟、优选为8-15分钟。本发明优选惰性气体为氦气或氩气，通过惰性气体辉光放电产生离子，并用惰性气体的离子来轰击透明基板对该透明基板进行清洗活化，从而可以提高镀膜与透明基板的结合力。在本发明中，所述真空度是指绝对压力与大气压力的差值。根据本发明提供的制备方法，在上述清洗活化过程、形成氧化物膜层的磁控溅射过程和形成金属膜层的磁控溅射过程中，优选同时对透明基板施加偏压电源，这样可以在溅射的过程中对形成的膜层进行清洗，从而可以提高氧化物膜层与透明基板之间以及氧化物膜层与金属膜层之间的结合力。通常，在实施本发明方法的过程中，为了使视窗具有一定的透明度，例如透明度最小不低于50%，可以在镀膜前将透明基板的中央部分遮挡，以清晰地看见视窗内的图像和/或字符。或者在镀覆了氧化物膜层后，将透明基板的中央部分遮挡，这时即可获得透明度为50%-90%的光学干涉色彩，而且在此透明度下还可以清晰地看出所显示的图像和/或字符。本发明的制备方法可以通过将不同的氧化物膜层和金属膜层的搭配，从而得到各种颜色的镀膜材料，而且镀膜材料的色彩绚丽、金属质感强、结合力好。以二氧化钛膜层和钛膜层的组合为例，可以得到如表l的一系列彩色的颜色表l站^厚度颜色TiCVnm1TiCVnmTi/nmTi02/nmTi/nm黄色2080粉红13880粉红3275紫红15675紫红3870紫色16670紫色4465蓝色17465蓝色5460蓝绿18860黄色11555绿色19555橙色13050黄绿20450下面采用具体实施例对本发明进行进一步详细说明。实施例1透明基板采用7mmX5mmX0.8mm的视窗玻璃(GE，PMMAZK5BR-CLEA)，耙材为纯度99.99%的钛耙。1、清洗活化将清洗干净并吹干的透明基板放入中频磁控溅射离子镀设备(深圳振恒昌实业有限公司)中的真空室中，开启真空泵将真空室抽真空至5.0xl(^帕，通入流量为800标准毫升/分钟的氩气使真空室中的真空度为2.0帕，施加偏压为700伏的偏压电源，并调整占空比为50%，此时对透明基板进行氩离子轰击清洗活化，时间为8分钟。2、镀覆二氧化钛膜层向真空室中通入流量为250标准毫升/分钟的氧气，并调节氩气的流量为100标准毫升/分钟，使氩气和氧气的体积比为1:2.5，并使真空室中的真空度为5.0x10"帕，开启钛靶电源，电源功率为12kW，施加偏压为200V的偏压电源，调整占空比为60%，进行溅射30分钟。3、镀覆钛膜层停止通入氧气，调整钛耙电源功率为10kW，施加偏压为150V的偏压电源，调整占空比为40%，继续溅射10分钟。关闭钛耙电源和偏压电源，停止通入氩气，冷却10分钟后，将镀膜后的透明基板从真空室中取出，得到镀膜材料产品，产品颜色为粉红色。采用美国Tencor公司生产的Alpha台阶仪测量镀膜材料上各镀膜的厚度，二氧化钛膜层和钛膜层的厚度分别为32.5纳米和75.0纳米。实施例2透明基板采用7mmX5mmX0.8mm的石英片视窗，并将该透明基板中央的5mmX3mm的部分用高温胶纸遮挡，所使用的靶材为纯度分别为99.99%的铝耙和钛耙。1、清洗活化将清洗干净并吹干的透明基板放入中频磁控溅射离子镀设备(深圳振恒昌实业有限公司)中的真空室中，开启真空泵将真空室抽真空至4.0xl(^帕，通入流量为720标准毫升/分钟的氩气使真空室中的真空度为1.8帕，施加偏压为600伏的偏压电源，并调整占空比为50%，此时对透明基板进行氩离子轰击清洗活化，时间为8分钟。2、镀覆三氧化二铝膜层向真空室中通入流量为240标准毫升/分钟的氧气，并调节氩气的流量为120标准毫升/分钟，使氩气和氧气的体积比为1:2，并使真空室中的真空度为5.0x10"帕，开启铝靶电源，电源功率为20kW,施加偏压为200V的偏压电源，调整占空比为50%，进行溅射70分钟。3、镀覆钛膜层关闭铝耙，停止通入氧气，开启钛靶电源，调整钛靶电源功率为10kW，施加偏压为150V的偏压电源，调整占空比为40%，继续溅射9分钟。关闭钛靶电源和偏压电源，停止通入氩气，冷却10分钟后，将镀膜后的透明基板从真空室中取出，得到镀膜材料产品，产品颜色为草绿色。采用美国Tencor公司生产的Alpha台阶仪测量镀膜材料上各镀膜的厚度，三氧化二铝膜层和钛膜层的厚度分别为281.2纳米和67.5纳米。实施例3透明基板采用7mmX5mmX0.8mm的视窗玻璃，所使用的靶材为纯度分别为99.99%的硅耙和钛靶。1、清洗活化将清洗干净并吹干的透明基板放入中频磁控溅射离子镀设备(深圳振恒昌实业有限公司)中的真空室中，开启真空泵将真空室抽真空至3.0><10'2帕，10通入流量为600标准毫升/分钟的氩气使真空室中的真空度为1.5帕，施加偏压为600伏的偏压电源，并调整占空比为50%，此时对透明基板进行氩离子轰击清洗活化，时间为8分钟。2、镀覆二氧化硅膜层向真空室中通入流量为180标准毫升/分钟的氧气，并调节氩气的流量为120标准毫升/分钟，使氩气和氧气的体积比为1:1.5，并使真空室中的真空度为5.0x10"帕，开启硅靶电源，电源功率为18kW，施加偏压为200V的偏压电源，调整占空比为40%，进行溅射60分钟。3、镀覆钛膜层将上述镀膜后的透明基板取出，将该透明基板中央的5mmX3mm的部分用高温胶纸遮挡，然后再放入真空室中。此时，关闭硅靶，停止通入反应气体氧气，开启钛靶电源，调整钛靶电源功率为10kW，施加偏压为150V的偏压电源，调整占空比为40%，继续溅射8分钟。关闭钛靶电源和偏压电源，停止通入氩气，冷却10分钟后，将镀膜后的透明基板从真空室中取出，得到镀膜材料产品，产品颜色为浅黄色。采用美国Tencor公司生产的Alpha台阶仪测量镀膜材料上各镀膜的厚度，二氧化硅膜层和钛膜层的厚度分别为180.3纳米和60.2纳米。实施例4按照实施例1中描述的方法制备镀膜材料，不同的是，将镀覆二氧化钛膜层的时间改为45分钟，得到镀膜材料产品，所得到产品的颜色为紫色。采用美国Tencor公司生产的Alpha台阶仪测量镀膜材料上各镀膜的厚度，二氧化钛膜层和钛膜层的厚度分别为45.6纳米和75.5纳米。按照实施例1中描述的方法制备镀膜材料，不同的是，将镀覆二氧化钛膜层的时间改为70分钟，并将进行金属膜层镀覆时的靶材改为不锈钢靶，得到镀膜材料产品，所得到产品的颜色为黄绿色。采用美国Tencor公司生产的Alpha台阶仪测量镀膜材料上各镀膜的厚度，二氧化钛膜层和不锈钢膜层的厚度分别为72.8纳米和83.1纳米。实施例6按照实施例5中描述的方法制备镀膜材料，不同的是，将镀覆二氧化钛膜层的功率改为18kW，并将进行金属膜层镀覆时的靶材改为铬耙，得到镀膜材料产品，所得到产品的颜色为蓝色。采用美国Tencor公司生产的Alpha台阶仪测量镀膜材料上各镀膜的厚度，二氧化钛膜层和铬膜层的厚度分别为152.6纳米和92.4纳米。实施例7按照实施例1中描述的方法制备镀膜材料，不同的是，将镀覆氧化物膜层时的靶材改为铬，并将进行金属膜层镀覆时的靶材改为铬，得到镀膜材料产品，所得到产品的颜色为罗兰紫。采用美国Tencor公司生产的Alpha台阶仪测量镀膜材料上各镀膜的厚度，三氧化二铬膜层和铝膜层的厚度分别为175.2纳米和73.1纳米。实施例8按照实施例1中描述的方法制备镀膜材料，不同的是，将镀覆氧化物膜层时的靶材改为锆，得到镀膜材料产品，所得到产品的颜色为橙色。采用美国Tencor公司生产的Alpha台阶仪测量镀膜材料上各镀膜的厚度，二氧化锆膜层和锆膜层的厚度分别为132.5纳米和82.2纳米。实施例9按照实施例1中描述的方法制备镀膜材料，不同的是，将镀覆氧化物膜层时的靶材改为钜，并将进行金属膜层镀覆时的靶材改为钜，得到镀膜材料产品，所得到产品的颜色为紫红色。采用美国Tencor公司生产的Alpha台阶仪测量镀膜材料上各镀膜的厚度，五氧化二钽膜层和钽膜层的厚度分别为165.3纳米和78.3纳米。对比例1采用目前一般的视窗装饰膜制备方法进行镀膜。透明基板采用7mmX5mmX0.8mm的石英片视窗，所使用的靶材为纯度分别为99.99%的二氧化钛和二氧化硅。将经过清洗处理的透明基板放入真空炉，在两个坩埚内分别放置二氧化钛和二氧化硅，调节光学监控波长为720nm。关炉门，抽真空至8.0X10—3帕。通过调整坩埚位置，先蒸发沉积Ti02层，后蒸发沉积Si02层，交替沉积5层，每层厚度控制在光学厚度为中心波长的1/4。其中，蒸发沉积Ti02层的电子束流为240mA，蒸发沉积Si02层的电子束流为120mA。在所形成的氧化物层上丝印一层黑色油墨，得到镀膜材料产品，所得到产品的颜色为粉红色。采用美国Tencor公司生产的Alpha台阶仪测量镀膜材料上膜层的总厚度为492.3纳米。从上述实施例l-8和对比例1中可以看出，本发明的实施例所得到镀膜材料的结构很简单，只有两层，且比现有技术的镀膜材料薄很多，而且制备方法也比现有技术简单很多。性能测试1、色度值测定采用SP60系列积分球式分光光度仪测试产品的色度，得到L、a、b数据。2、结合力测定用划格器在镀膜材料表面的镀膜上划100个1毫米x1毫米的正方形格,用美国3M公司生产的型号为600的透明胶带平整粘结在这些方格上，不留一丝空隙，然后以快速将该胶带垂直揭起，观察划痕边缘处的膜层是否有脱落。测试标准为，脱膜量在0-5%之间为5B，在5-10X之间为4B，在10-20Q^之间为3B，在20-30%之间为2B，在30-50%之间为1B，在50%以上为0B。将实施例1-9以及对比例1所得到的镀膜材料按照上述方法进行测试，所得结果列于表2中。14表2<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>从表2的测试结果可以看出，根据本发明的制备方法所得到的镀膜材料可以获得各种颜色，并且色彩鲜艳，同时结合力很好，而且通过不同氧化物和不同金属的组合，可以得到更多的颜色。权利要求1、一种镀膜材料，该材料包括透明基板和镀覆在所述透明基板上的膜层，其特征在于，所述膜层由氧化物膜层和金属膜层组成，所述氧化物膜层位于所述透明基板和金属膜层之间，所述氧化物膜层和金属膜层均为单层。2、根据权利要求1所述的镀膜材料，其中，所述氧化物膜层的厚度为30-320纳米，所述金属膜层的厚度为50-150纳米。3、根据权利要求1或2所述的镀膜材料，其中，所述氧化物为二氧化钛、三氧化二铝、二氧化硅、二氧化铬、二氧化锆或五氧化二钽；所述金属为钛、铝、铬、锆、钽或不锈钢。4、根据权利要求1所述的镀膜材料，其中，所述透明基板的厚度为0.5-1.5毫米，所述透明基板为玻璃板、石英板、Al2Cb板或塑料板。5、一种权利要求1所述的镀膜材料的制备方法，其特征在于，该方法包括依次在形成氧化物膜层的磁控溅射条件下和形成金属膜层的磁控溅射条件下，在磁控耙上施加电源使磁控耙上的靶材物质溅射并沉积在所述透明基板上，以形成依次镀覆在所述透明基板上的氧化物膜层和金属膜层。6、根据权利要求5所述的方法，其中，所述形成氧化物膜层的磁控溅射条件使所述氧化物膜层的厚度为30-320纳米，所述形成金属膜层的磁控溅射条件使所述金属膜层的厚度为50-150纳米。7、根据权利要求5或6所述的方法，其中，所述形成氧化物膜层的磁控溅射条件包括，电源的功率为l-50千瓦，磁控溅射的真空度为0.1-2帕，溅射时间为10-100分钟，工作气体为惰性气体与氧气的混合物，所述惰性气体与氧气的体积比为1:1.5-4，工作气体的总流量为120-750标准毫升/分钟，偏压电源的偏压为50-500伏，占空比为15-90%，所述靶材为钛、铝、硅、铬、锆或钽。8、根据权利要求5或6所述的方法，其中，所述形成金属膜层的磁控溅射条件包括，电源的功率为l-50千瓦，磁控溅射的真空度为0.1-2帕，溅射时间为2-15分钟，工作气体为惰性气体，工作气体的流量为20-150标准毫升/分钟，偏压电源的偏压为50-500伏，占空比为15-90%，所述靶材为钛、铝、铬、锆、钽或不锈钢。9、根据权利要求5所述的方法，其中，该方法还包括，在所述透明基板上形成膜层之前，对透明基板进行清洗活化，所述清洗活化的方法包括，在清洗活化的条件下，用惰性气体的离子轰击所述透明基板。10、根据权利要求9所述的方法，其中，所述清洗活化的条件包括，清洗活化的气氛为惰性气体气氛，真空度为0.1-5帕，偏压为200-1000伏，占空比为20-70%，时间为5-20分钟。11、根据权利要求5或10所述的方法，其中，所述透明基板的厚度为0.5-1.5毫米，所述透明基板为玻璃板、石英板、八1203板或塑料板。全文摘要本发明提供了一种镀膜材料，该材料包括透明基板和镀覆在所述透明基板上的膜层，其中，所述膜层由氧化物膜层和金属膜层组成，所述氧化物膜层位于所述透明基板和金属膜层之间，所述氧化物膜层和金属膜层均为单层。本发明还提供了该镀膜材料的制备方法。根据本发明提供的镀膜材料，膜层简单，只由氧化物膜层和金属膜层组成，并且可以通过不同氧化物膜层与金属膜层的搭配，得到多种颜色效果，色彩绚丽、金属质感很强，同时结合力也很好。并且本发明提供的镀膜材料的制备方法工艺简单，从而生产效率高。文档编号B32B7/02GK101628492SQ200810132450公开日2010年1月20日申请日期2008年7月15日优先权日2008年7月15日发明者清宫,郑程林,郭丽芬申请人:比亚迪股份有限公司