一种具有多层装饰膜层的装饰薄膜的制作方法

本实用新型涉及真空镀膜产品加工技术领域,尤其涉及一种具有多层装饰膜层的装饰薄膜。

背景技术：

光学薄膜是指在光学零件上沉积单层或者多层表面光滑、厚度均匀的电介质膜或金属膜电介质与金属膜组合成的薄膜堆。如图1-4所示波长频谱图与光谱图，光在通过分层媒介时,来自不同界面的反射光、透射光在光的入射及反射方向产生光的干涉现象,通过分层介质膜层时的反射、透(折)射和偏振等特性,以达到我们想要的在某一或是多个波段范围内的光的全部透过或光的全部反射或是光的偏振分离等各特殊形态的光,正是利用这种现象，通过改变膜层材料以及膜层厚度等特性人为控制光的干涉,根据需要来实现光的重新分配。

近年来,随着生活水平的提高,人们对于新型的装饰材料的要求越来越需具备制备以下条件:(1)制备过程环保化,即生产工艺对环境无污染;(2)材料的高档化，即材料装饰不仅具备高档的效果,其表面还需要具备耐磨、耐腐蚀、耐久、耐老化的性能;(3)材料的绿色化及材料对于室内外的环境不会在成污染。

制备美观、舒适、安全及各项性能优良的绿色环保装饰材料,将大大增加材料的制造成本，而获得高性能且低价格的绿色装饰材料就成为新装饰材料发展的主要方向。现阶段这方面的研究有很多,其中利用物理气相沉积(PVD )技术制备具有不同装饰效果的薄膜材料是其中的热点,如在不锈钢制品、建筑玻璃、建筑瓷砖、镜面以及卫生洁具等表面沉积一层金黄色的TiN 薄膜,不仅使得材料具有炫目的色泽,也将大大提高材料表面的硬度、抗腐蚀性、抗磨损性及抗氧化性。除了TiN 薄膜外,能应用于装饰方面的薄膜还有很多种,主是金属薄膜、氮化物、棚化物和氧化物薄膜。金属薄膜主要有白色的Al 、黄色的Cu 、Ti和Zr等,这些薄膜也能用作为装饰薄膜.

现有中,呈现紫色效果和呈现黑色效果的装饰薄膜为比较常见的两种装饰薄膜，但对于上述两种常见的装饰薄膜,主要问题在:能呈现紫色效果的薄膜材料较少,这使紫色装饰薄膜在装饰材料行业的应用得到限制,而黑色装饰薄膜存在热稳定性较低、化学稳定性较低、成本较高、对环境有一定污染等缺点。对于此,中国专利 一种带有紫色装饰薄膜的装饰板材及其制备方法(申请号：201310052073.0)和中国专利 一种黑色装饰薄膜材料及其制备方法（申请号：201310451156.7）披露了解决上述存在问题的技术方案。但上述两专利所披露的技术方案存在的不足在于上述装饰薄膜的装饰膜层颜色种类及膜层数单一,受镀膜材料和镀膜工艺所限制,膜层颜色种类单一,已经很难满足市场需求,如何开发出更多种类的膜层，增强和丰富装饰性膜层种类的多样性,是目前装饰性膜层所面临的主要问题。

因此，设计具有多种类的膜层的装饰薄膜及相应的镀膜工艺是各装饰薄膜生产厂家所亟需解决的问题。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是针对现有设计技术中存在的缺陷,提供一种具有多层装饰膜层的装饰薄膜,该装饰薄膜具有多层不同氧化膜的装饰膜层，各装置膜层结合力强，抗磨损及抗腐蚀效果强。

为解决上述技术问题,本实用新型采取的技术方案如下:一种具有多层装饰膜层的装饰薄膜,包括基底层,所述基底层上通过磁控溅射方法交替制备若干层第一装饰膜层和第二装饰膜层;其中,所述基底层为不锈钢薄片、金属铜薄片和铝合金薄片其中一种,所述第一装饰膜层为氧化钛膜层,所述第二装饰膜层为氧化硅膜层,且所述基底层上制备的第一装饰膜层比第二装饰膜层多一层。

作为对上述技术方案的进一步阐述：

在上述技术方案中,所述基底层上制备有四层氧化钛膜层，且每一层所述氧化钛膜层的厚度为40～45纳米。

进一步,每一层所述氧化钛膜层的厚度为45纳米。

在上述技术方案中,所述基底层上制备有三层氧化硅膜层,且每一层所述氧化硅膜层的厚度为20～25纳米。

进一步,每一层所述氧化硅膜层的厚度为25纳米。

本实用新型的装饰薄膜的有益效果在于:本实用新型的装饰薄膜具有多层装饰膜层,填补了现有装饰薄膜装饰膜层颜色种类及膜层数单一的空白,且该装饰薄膜具有多层不同氧化膜的装饰膜层,各装置膜层结合力强,抗磨损及抗腐蚀效果强。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解,构成本申请的一部分,本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是部分光谱对应的光的波长图；

图2是实测蓝色光谱图；

图3是实测红色光谱图；

图4是实测青色光谱图；

图5是根据本实用新型实施例的装饰薄膜的结构示意图；

图6是根据本镀膜工艺镀膜制备的装饰膜片的一种膜层电子显微镜截面图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。

通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本申请,而不能理解为对本申请的限制。在本申请的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“若干个”、“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。在本申请中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接，或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。在本申请中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触,也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例1,

本实用新型提供一种具有多层装饰膜层的装饰薄膜,图5是根据本实用新型实施例的装饰薄膜的结构示意图,如图5所示,它包括基底层001,所述基底层001上通过磁控溅射方法交替制备若干层第一装饰膜层002和第二装饰膜层003;需要说明的是，所述基底层001和与之靠近的装饰膜层之间也会经离子生长而形成相应的过渡层,该过渡层的主要成分为与基底层001靠近的装饰膜层所对应的氧化膜层相匹配;其中,在本实施例中,所述基底层001为不锈钢薄片、金属铜薄片和铝合金薄片其中一种,所述第一装饰膜层002为氧化钛膜层,所述第二装饰膜层为氧化硅膜层003,需要说明的是,在所述氧化钛膜层中的氧化钛不单指一种钛的氧化物,实际中,氧化钛的化学通式为Ti_xO_y,且常包括TiO、TiO₂、Ti₃O₅;同样,所述氧化硅的情况也与之相同,即所述氧化硅的化学通式为Si_xO_y,且常包括SiO和SiO₂;而所述过渡装饰膜层004则为氧化钛与氧化硅的混合膜层,且所述基底层001上制备的第一装饰膜层001比第二装饰膜层002多一层,同时,靠近所述基底层001的装饰膜层为第一装饰膜层002,也即氧化钛膜层,位于装饰薄膜最外端的装饰膜层为第一装饰膜层002.也即氧化钛膜层。

本实施例的装饰薄膜通过在基底层上采用磁控溅射方式交替制备多层两种不同种类的装饰膜层,通过改变膜层材料及膜层厚度并利用光的干涉,从而形成呈现不同颜色效果的装饰膜片,填补了现有装饰薄膜装饰膜层颜色种类及膜层数单一的空白;且本实例的装饰薄膜具有多层不同氧化膜的装饰膜层,各装置膜层结合力强,抗磨损及抗腐蚀效果强。

优选的,作为本实施例一个可选的实施例,一种呈现紫色效果的装饰薄膜（参考附图6）是通过在所述基底层001上交替制备四层氧化钛膜层002和三层氧化硅膜层003,且每一层所述氧化钛膜层002的厚度为40～45纳米,优选45纳米,每一层所述氧化硅膜层003的厚度为20～25纳米,优选20纳米;同时,靠近所述基底层001的装饰膜层为氧化钛膜层002,位于装饰薄膜最外端的装饰膜层也为氧化钛膜层002。需要说明的是，呈现紫色效果的装饰薄膜是实际中可选而制备的装饰薄膜，实际中，随着膜层种类及膜层数目的变化，装饰薄膜成型的效果也随着变化。

为制备上述实施例1中的装饰薄膜，其采用如下工艺步骤进行生产：

步骤A ,基底层薄片预处理；

对于基底层薄片预处理,是对基底层的基底层薄片预处理,且实际是对基底层薄片的表面进行除污处理,而其除污的主要流程为:除油→喷淋→电解除油→喷淋→高锰酸钾→喷淋→草酸→喷淋→除蜡→喷淋→中和→喷淋→四级漂洗→慢拉脱水→烘干,而具体的流程为：

a、对基底层薄片进行超声波清洗除油和电解除油;在超声波清洗除油中,采用通过将基底层薄片置入超声波清洗机（超声波的工作频率为30KHz）的清洗槽中,清洗槽中注入有除油液，利用超声波配合除油液对金属钛薄皮进行冲洗除油;而在电解除油中,则采用在匹配的除油槽中注入有A123电解除油粉配置的电解除油液，并将基底层薄片浸入匹配的清洗槽中浸泡并电解除油；

b、对除油后的基底层薄片依次喷淋高锰酸钾清洗液和草酸清洗液对基底层薄片进行酸洗；在喷淋高锰酸钾清洗液和草酸清洗液时，是在不同的清洗装置中进行的，且两工序顺次进行；

c.对酸洗后的基底层薄片喷淋除蜡水进行除蜡;在除蜡过程中,采用B490除蜡水配合超声波清洗机进行除蜡；

d.对除蜡后的基底层薄片喷淋酸性溶液/碱性溶液进行酸碱度中和,并对进行中和后的基底层薄片进行多级超纯水漂洗;在本实施例中,所述对进行中和后的基底层薄片进行多级超纯水漂洗中,设定的超纯水漂洗的级数为四级,且每一级的超纯水漂洗均采用超声波清洗机配合超纯水对基底层薄片进行漂洗;

e.将进行多级超纯水漂洗后的基底层薄片脱水后置于烘箱内烘干;在本实施例,所述将进行多级超纯水漂洗后的基底层薄片脱水包括:为完成超纯水漂洗后的若干基底层薄片提供小于水表面张力的牵引力并以该牵引力为动力将基底层薄片从超声波清洗机的清洗槽中匀速慢拉提起,使的每一基底层薄片表面不形成水珠而被竖向慢拉移出清洗槽并匹配脱水;为完成脱水操作,本申请的创造者在实际生产过程中,在对基底层薄片进行清洗的最末端(四级超纯水清洗的第四级)的清洗槽旁侧设置一慢拉装置(类似于提升机\升降机),通过该慢拉装置提供给挂有基底层薄片的挂架/治具匹配的牵引力,该牵引力小于水表面张力,从而使基底层薄片被提出清洗槽时,其表面无水珠形成匹配完成脱水工作；而对基底层薄片进行烘干采用的是恒温干燥烘箱；

步骤B 基底层预溅射清洗,也就是对基底层薄片表面及进行磁控溅射镀膜的真空室进行离子轰击,清洗真空室内及基底层薄片上的其他游离的离子，避免离子污染而影响镀膜质量;具体为:将预处理后的金属钛薄送入磁控溅射镀膜机的真空室,设定溅射温度为180℃,采用金属钛靶为阴极溅射靶材,并在金属钛靶上加载26A～30A的靶电流及在基底层薄片上加载80V～100V且占空比为20%～25%的偏压,抽真空至0.15Pa后以300sccm流速通入氩气并进行离子轰击基底层及真空室100秒～120秒,清洗真空室内及基底层薄片上的离子；

步骤C 多层装饰膜层镀膜,其包括：

步骤（a） 第一装饰膜层镀膜,采用金属钛靶为阴极溅射靶材,并在金属钛靶上加载22A～26A的靶电流及在基底层薄片上加载20V～30V且占空比为20%～25%的偏压,维持真空室真空度为0.3Pa～0.35Pa,设定真空室溅射温度为30℃～180℃,真空室内同时通入氩气和氧气,且氩气和氧气的气流比为:40sccm～50sccm:210sccm～260sccm,对基底层磁控溅射55min～57min制备氧化钛膜层；

步骤（b） 第二装饰膜层镀膜,采用硅靶为阴极溅射靶材,并在硅靶上加载18A～20A的靶电流及在基底层薄片上加载20V～30V且占空比为20%～25%的偏压,维持真空室真空度为0.3Pa～0.35Pa,设定真空室溅射温度为40℃～165℃,真空室内以200sccm～220sccm流速通入氧气,对基底层磁控溅射31min～35min制备氧化硅膜层；

步骤(c）交替重复执行步骤(a)、步骤（b）完成多层装饰膜层镀膜后取出制备了多层装饰膜层的基底层。

以上所述,仅是本实用新型较佳实施例而已,并非对本实用新型作任何形式上的限制,虽然本实用新型以较佳实施例揭露如上,然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员,在不脱离本实用新型技术方案范围内,当利用上述揭示的技术内容作出些许变更或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型技术是指对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本实用新型技术方案的范围内。