具有耐久的多功能表面性能的经涂层的玻璃或玻璃陶瓷基底、其制造方法及其应用与流程

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具有耐久的多功能表面性能的经涂层的玻璃或玻璃陶瓷基底、其制造方法及其应用与流程

本发明涉及一种具有耐久的、即持久存在的多功能表面性能的经涂层的玻璃基底或玻璃陶瓷基底、其制造方法及其应用。



背景技术:

玻璃由于其特殊的性能,尤其突出的机械强度、光学性能和对于化学品的耐久性而成为全世界最多使用的材料之一,并且还能够相对成本有利的制造。在土木建筑中、电子领域中、交通运输中、日常需求品中、实验室应用中、科学装备及类似领域中几乎到处用到玻璃。对于如此多方面的应用领域来说相应采用的玻璃性能也非常不同。例如建筑玻璃应当具有高的机械强度。用在医药领域或者公共领域中的玻璃应当具有抗菌性能。窗玻璃或者显示装置中的玻璃应当显示高的透明度和高的抗反射性能。对于由玻璃构成的所谓的触摸屏、观察窗或展示面来说适宜的是,它们具有抗指纹或者说所谓易清理性能。在许多情况下并不需要发展新的玻璃来满足上述的每种要求。期望的功能通常只是玻璃表面的性能,因此随时间发展了许多表面处理和涂层方法来赋予已知玻璃产品新的功能。

例如对于抗菌的(am-)玻璃表面来说已知大量根据现有技术的公开文献:

文献us2007/0172661a1、jp2011-133800a和us2012/0034435a1描述了不同途径,例如通过银-碱金属离子交换技术赋予玻璃表面抗菌的性能。根据该现有技术在银离子和玻璃中的碱金属离子、通常为钠离子之间发生离子交换,从而银离子扩散进入玻璃表面并且以数百纳米直至数十微米的深度存在。银离子对微生物具有已知良好的细胞杀伤性,从抑制其生长直至细胞死亡。

也能够通过其他技术制造抗菌的玻璃表面。原则上可以将所有种类的已知抗菌介质,特别是金属、例如银或铜;金属化合物、例如银盐;或者复杂的有机化合物的纳米颗粒沉积到玻璃表面上作为抗菌的涂层。抗菌的玻璃表面也能够通过使用热学的回火方法而制造。

例如us2008/0145625a1描述了一种用于制造具有溶胶-凝胶层的玻璃基底的方法,对此能够使用含银的抗菌的溶胶-凝胶层。

us2014/0017462a1描述了一种在玻璃的表面上包含cu或cu2o纳米颗粒的透明且抗菌的盖板玻璃,以及用于制造这种玻璃件的方法。

us2009/0162695a1描述了一种用于制造具有抗菌性能的基底的方法,包括通过真空喷涂在基底上沉积一个混合层,其中该混合层至少具有抗菌的介质和粘合剂。

wo2007/108514a1描述了一种具有抗菌的膜的玻璃板。

us6921546b2描述了一种具有抗菌效果的玻璃或类似玻璃的基底。该抗菌的基底通过下述制造:提供金属离子前体,该金属离子前体包括至少一种抗菌的金属离子的来源,其溶解或以其他方式分散在载体材料中;该前体沉积在基底的至少一个面上;在大约20℃至约105℃的温度下干燥基底;从金属离子前体中去除挥发性组分并且将获得的基底加热2至5分钟到大约600℃至约650℃的温度,从而使来自前体的抗菌的金属离子与玻璃或类似玻璃的基底交换或者以其他方式进入基底。

wo2007/147842a2描述了一种用于制造具有抗菌性能的基底,其中施加有一个包括无机的抗菌介质的金属层并且该介质扩散进入基底的至少一个面中,这个面经过热学处理。替换性地可以首先对基底涂覆一个底层,其中随后在底层中进行扩散。

us2012/0219792a1描述了一种作为用于显示器的盖板玻璃的玻璃基底,其不仅具有突出的强度和抗菌的性能,而且还具有高的透明度和高的可见光透过率。该方法包括在至少含kno3的熔融盐中对玻璃基底施加化学预应力、清洁玻璃基底、在经清洁的玻璃基底的表面上形成银膜、使具有形成在其上的银膜的玻璃基底经历热处理从而允许银离子从玻璃基底表面扩散到内部中、以及洗涤和去除玻璃基底的残留在表面上和没有扩散的银。

为了使玻璃表面具有抗菌的(ar)性能,ar涂层是常规的选择。ar涂层是一种可选的涂层,该涂层施加到表面上从而降低反射性并且在此改善在特定波长范围中的光透过率。通常选择ir频率、可见光频率或uv频率。最简单的ar干扰涂层由透明材料构成的单个四分之一波长层组成,其折射率是基底折射率的平方根。这理论上在中间波长获得零反射并且对于中间附近宽带的波长来说降低了反射。以多层形式的ar涂层例如由具有相对立折射率的交替层的透明的薄的膜结构组成。层厚选择为用来生成由分界面反射的射束中的破坏性干涉,以及在相应传输的射束中的结构性干涉。ar涂层用在大量的应用中,这些应用中光通过光学表面行进并且期望低的损耗或低的反射。

根据ar涂层中的干涉机制原则上可以使用任意已知的涂层作为抗反射涂层,只要该涂层的折射率适合。涂层可以借助于液相涂层施加,例如通过打印技术、喷雾技术或者溶胶-凝胶法。抗反射涂层也能够借助于cvd涂层,例如pecvd沉积、picvd沉积、低压cvd沉积或者在大气压力下的化学气相沉积施加。抗反射的涂层也能够通过pvd涂层施加,例如可以为喷涂、热蒸发、激光射束蒸发、电子射束蒸发或弧光蒸发。

由现有技术已知大量用于抗反射涂层的建议:

us5847876描述了一种施加在玻璃基底上的抗反射层,其包括具有高折射率的优选由al2o3构成的第一层和具有低折射率的优选由mgf2构成的第二层。

ep2103965a1描述了一种施加在由玻璃或塑料构成的基底上的抗反射层。具有高折射率的第一层包含锡、镓或铈中至少一种元素的氧化物以及氧化铟;第二层由金属、例如银和钯构成;第三层对应于具有高折射率的第一层以及第四和最上层具有低的折射率并且由二氧化硅、氟化镁或氟化钾组成。上述层分别通过喷涂施加。

us2011/0052815a1描述了一种用于制造ar涂层的组合物,该组合物包含一种缩合物,其通过一般化学式为rnsix4-n的硅化合物的缩合而获得,其中x基团为相同或不同的并且表示能够水解的基团或者羟基,r基团为相同或不同的并且表示不可水解的基团,而且n为0、1、2或3,对此该组合物具有至少一种用于控制流变的聚合物介质以及至少一种具有至少150℃沸点的溶剂。该文献也描述了所述组合物的制造方法和应用。该组合物特别能够通过丝网印刷法施加到基底上。

cn102923969a描述了以抗反射和疏油涂层的玻璃形式的双重功能及其制造方法。该经涂层的玻璃的膜结构如下所述:玻璃基底、基础膜、缓冲膜和表面膜,其中基础膜含有硅化合物,缓冲膜具有硅氟化合物以及表面膜具有氟硅有机化合物。上述膜主要通过喷溅技术施加。

cn103013189a描述了一种抗反射的玻璃涂层液,其通过氧化硅溶胶制得并且通过滚压涂层法、浸渍涂布或喷溅法施加到玻璃的表面上,而且在不超过100℃的温度下进行硬化处理。

wo2008/099061a1描述了一种光学产品的涂层方法,包括一个ar涂层,其通过化学气相沉积(cvd)施加。

抗指纹(af)表面,有时也称为易清理(etc)或双疏的表面,其确保了由于手指按压导致的污染或弄脏尽可能不可见并且因此使用的表面即使不进行清洁也有干净的外观。af表面必须耐水、盐和油脂,这些物质例如来自于使用者手指按压的残留并且施加在表面上。af表面的润湿性能必须不仅疏水而且疏油。

大部分的已知af涂层基本上涉及具有高的水接触角的有机氟化合物。在一些情况中在玻璃表面上形成专门设计的结构从而进一步提高相对于油或水的接触角。

现有技术中对于玻璃件的af表面例如已知下述文献:

de19848591a1描述了使用液体系统形式的、化学式为rf-v的有机氟化合物来制造这种类型的保护层,该有机氟化合物包含在液体载体中,其中rf表示脂肪族的碳氢剩余部分,其部分或完全是氟化的并且为直链、支链或环形的。该碳氢剩余部分也可以通过一个或多个氧原子、氮原子或硫原子中断。v表示极性或偶极性的基团,选自-coor、-cor、-cof、-ch2or、-ocor、-conr2、-cn、-conh-nr2、-con=c(nh2)2、-ch=nor、-nrconr2、-nr2cor、-nrw、-so3r、-oso2r、-oh、-sh、≡b、-op(oh)2、-opo(oh)2、-op(onh4)2、-opo(onh4)2、-co-ch=ch2,其中在一个基团v中的r可以是相同或不同的并且代表氢、苯基、具有最多12个,优选最多8个碳原子的直链或支链的烷基或醚基,并且部分或完全是氟化或氯氟化的,而且w是2或3或者代表-rv-v-。在化学式-rv-v-中的v是上述极性或偶极性的基团并且rv代表具有最多12个、优选最多8个碳原子的直链或支链的亚烷基,其可能部分或完全是氟化的或氯氟化的。

ep0844265a1描述了一种用于涂覆例如由金属、玻璃和塑料材料构成的基底表面的含硅的有机氟聚合物,从而使表面具有充分且长久保持的防污性能、充分的耐气候性、滑动性、抗粘性、疏水性和耐油污以及手指按压性能。还公开了一种用于表面处理方法的处理溶液,其包括含硅的有机氟聚合物、含氟的有机溶剂以及硅烷化合物。

us2010/0279068a1描述了一种用于提供疏水和疏油的玻璃表面的方法。该方法由下述步骤组成:将玻璃品加热到玻璃软化点附近的温度以及将结构化的模具压入玻璃品中从而获得表面纹理。

us2010/0285272a1描述了一种具有至少一个经加工的表面的玻璃基底,该表面是疏水和疏油的、具有抗粘性、抗指纹、耐久性并且是透明的。该表面具有至少一种拓扑特征,该拓扑特征具有特殊的几何结构来防止接触角减小和粘附水滴和油滴。为了施加af涂层例如可以对玻璃表面喷砂并且在其上借助物理或化学的气相沉积来施加涂层。

us2009/0197048a1描述了一种在玻璃遮盖物上的af涂层或者易清理涂层,该涂层存在为具有氟端基、例如全氟碳基或含全氟碳的基团的外部涂层,由此使玻璃遮盖物变得疏水且疏油并且从而减少了玻璃表面被水和油的润湿。在af涂层下方可以设置ar涂层,其由二氧化硅、石英玻璃、掺杂氟的二氧化硅、掺杂氟的石英玻璃、mgf2、hfo2、tio2、zro2、y2o3或gd2o3构成。在af涂层之前也可以在玻璃表面上生成图案或者具有或施加结构,对此采用蚀刻法、平版印刷法或颗粒涂层法。玻璃遮盖物可以在离子交换之后以及af涂层之前进行蚀刻。

玻璃的硬化或施加预应力同样是已知的表面处理。在玻璃的热学和化学硬化或施加化学预应力过程中的原则是,在玻璃表面下方数10μm深度形成压应力层。该压应力层导致经硬化的玻璃具有提高的强度。这归因于,通过压应力而压缩表面缺陷。否则的话缺陷的扩张会导致裂纹。

施加化学预应力或硬化是长久已知的技术。典型地将玻璃在400℃的温度下浸入含有熔融硝酸钾的浴液中。这造成了,玻璃表面中的钠离子由浴液溶液中的钾离子所替换。钾离子比钠离子大,对此钠离子从玻璃迁移到硝酸钾熔融物中并且钾离子挤入较小钠离子所留下的空缺中。这种离子交换导致了,玻璃的表面构建应力并且玻璃的内部尝试补偿应力。施加有化学预应力的玻璃的表面压应力可能达到600mpa以上。

现有技术中具有大量描述化学硬化或施加预应力的文献:

us3778335公开了具有表面压应力涂层的钠铝硅酸盐玻璃组成的玻璃组合物,其在玻璃品中提高了强度,以及公开了对玻璃施加化学预应力。

us2013/0202715a1描述了一种用于触摸屏的铝硅玻璃以及对该玻璃施加化学预应力。

现有技术中示出了,对于每种性能,例如抗菌、抗反射、抗指纹性能以及提高的剥离强度,使用许多不同的溶液配方从而赋予玻璃表面这些性能。但是在有些情况下期望多种上述性能的结合。

触摸屏、智能电话或平板电脑的盖板玻璃是典型的例子,在该盖板玻璃中应当将多种功能集中在一起。上述设备非常薄并且必须具有高的机械强度,因此需要经硬化的玻璃。设有抗反射性能的玻璃同时导致能够节省能量,因为当在玻璃-空气分界面上的反射减少时该显示模块能够以较低的亮度运行。另外在这种显示屏上可能存在非常大量的细菌,因此抗菌的表面能够保护使用者的健康。最后每天都经常触摸这种显示屏,因此抗指纹的性能也非常有用。

观察窗玻璃或者在展览中、例如在博物馆的图片玻璃中或在商店中使用的窗玻璃是另一种典型的例子。高的机械强度是这些玻璃的明显前提条件。在该窗户中的抗反射表面能够导致最好的效果。常规的玻璃反射了大约8%的入射光。抗反射涂层减小了反射并且因此实现不失真的画面。当例如在博物馆中在玻璃后面展出例如特别美丽的物品时,这些板也经常被观赏者触摸,特别是被小孩触摸。因此抗菌的表面在公共健康方面也可能是有利的,并且设置抗指纹表面能够降低清理这些板的频率。

尽管对于这种性能的结合具有高的需求,但是目前还没有将所有这些性能集中在同一个玻璃表面的技术或物品。将期望的性能特征结合在一起提供可能比较困难,因为每一种所述的性能或功能都具有许多自身的实施方式和困难。另外赋予玻璃表面的所有功能必须足够持久地存在,从而满足常见的工业品质标准,并且该方法也应当适合于批量生产。

因此为了将所有需要的性能都真正包含在该玻璃表面中,只有两种可能方式:发展一种处理方法,其在一个步骤中赋予多种性能;或者发展一种多步骤方法,其在每一步中都添加一种功能,然而其中由前一步骤获得的功能在随后的处理之后应始终存在。但是这两种可能方式中没有一种能够以简单的方式实施。

由现有技术已知一些非常受限的功能结合:

wo2012/163946a1描述了一种用于涂覆易清理涂层的基底部件,其包括载体材料和施加在载体材料上的抗反射涂层,其中抗反射涂层的最上层是粘附力促进层,该粘附力促进层能够与易清理涂层相互作用。在该文献中还提到了,经抗反射涂层的玻璃基底能够在不显著影响涂层的情况下热硬化,从而结合玻璃的ar功能、af功能和热硬化。

de102007009785b4公开了一种溶胶-凝胶涂层的玻璃品,其在涂层之后施加化学预应力,从而提供ar涂层和施加有化学预应力的玻璃的结合。

cn102923966a表述了一种抗菌和抗反射的溶胶-凝胶涂层。具有抗菌效果的金属化合物掺杂到涂层中,对此金属选自这样的组,该组由下述元素构成:银、铜、镉、锌、铁、锡、钴、铈、锑、硒、铬、镁和镍。还提到了,涂层的热处理与玻璃基底的热回火能够在一个步骤中一起进行,由此能够赋予玻璃抗菌和抗反射的功能并且该玻璃进行热硬化。

us2012/0034435a1描述了一种具有抗菌性能的经化学硬化的玻璃以及一种用于制造该玻璃的方法。特别是公开了一种具有抗菌性能的经化学硬化的玻璃,其在玻璃上具有一个表面能较低的涂层,该涂层不影响玻璃的抗菌性能。因此提供了抗菌和抗指纹性能以及经化学硬化的玻璃的结合。

最后us2014/0017462a1描述了一种例如用于触摸屏设备的透明的盖板玻璃,其具有抗菌的性能。该抗菌的玻璃在玻璃的表面上含有cu或cu2o的纳米颗粒。该抗菌的玻璃另外能够在表面上具有一个氟硅烷涂层或者其他涂层,从而提供易清理表面。由此赋予该玻璃抗菌和抗指纹性能。

这些描述了多功能的玻璃表面的现有技术没有考虑到,这些层应当经受化学预应力。另外如果存在抗指纹(af)涂层,该涂层通常不够稳定,因此期望的性能改进总是短暂地存在。膜或施加到玻璃表面上的一个/多个层也可能阻止离子交换,如果该膜或层在施加化学预应力之前施加到玻璃表面上。在施加有化学预应力的玻璃情况下在随后玻璃的加热过程中可能出现构建的压应力的松弛,特别是当温度高于200℃时。许多涂层技术在涂层制造或后处理中需要加热,因此限制了受预应力基底的涂层。但是在特定的应用中施加化学预应力是一个重要特征,因为薄的玻璃是提高玻璃强度的唯一可能方式,该薄玻璃特别是用于娱乐电器和家用电器中的触摸屏的盖板玻璃。这例如在移动电话、智能电话、平板电脑、笔记本、电视机、atm机、自动售票机或者各个设备或汽车中的控制或操控屏中特别重要。

薄玻璃由于其低的厚度而不能够施加热学预应力。另外目前还没有尝试,与抗指纹(af)涂层的哪种结合是完全可能的以及af涂层与例如抗菌(am)功能的其他功能是否完全兼容并且它们之间不会负面影响或甚至阻碍彼此。另外一个重要的方面是,赋予玻璃表面的多种功能应当具有足够的稳定性,从而能够在实践中有意义地使用。



技术实现要素:

因此本发明的目的在于,克服现有技术中的缺陷并且提供一种玻璃基底或玻璃陶瓷基底,所述基底将多种所述的性能或功能集合到其中,对此这些性能应当持久存在。还应当能够提供额外的性能或功能。此外应当提供一种方法,该方法以简单的方式制造根据本发明的玻璃基底或玻璃陶瓷基底。

上述目的根据本发明通过一种经涂层的、具有持久多功能的表面性能的玻璃基底或玻璃陶瓷基底实现,该基底包括:

-抗菌性能、抗反射性能和抗指纹性能的结合,或者

-抗菌性能、抗反射性能和抗指纹性能的结合,其中该基底施加有化学预应力,或者

-抗菌性能和抗反射性能的结合,其中该基底施加有化学预应力。

根据本发明该经涂层的、具有耐久的多功能的表面性能的玻璃基底或玻璃陶瓷基底具有多方面的应用,例如作为任意形式的触摸屏的盖板玻璃,例如用在娱乐或家用电器中,特别是在移动电话、智能电话、平板电脑、笔记本电脑、电视机、atm机等中。其他的应用领域是在医院、博物馆、商店中,在建筑和运输业中,在售票机、设备或汽车的控制屏、广告牌等中到处存在,只要抗菌性能、低的光反射以及任选的易清洁性和高的机械强度在这些地方是适宜且要求的。

目前还没有这样的技术或经涂层的玻璃基底或玻璃陶瓷基底,其将所有所述的性能或功能结合在同一个玻璃表面中。这不容易实现,因为每种单独的功能都以完全不同的方式引入到玻璃表面中并且每种所述的功能以及因此每种采用的制造方法都具有完全独有的前提条件。

如何能够在一个玻璃表面或玻璃陶瓷表面中或上实现各种不同的功能,具有多种可能方式。根据本发明优选通过离子交换实现抗菌的功能,其中一种或多种抗菌的金属离子以抗菌有效的量存在,其优选选自银离子、铜离子、镉离子、锌离子、铁离子、锡离子、钴离子、铈离子、锑离子、硒离子、铬离子、镁离子和/或镍离子。在玻璃表面或玻璃陶瓷表面上或者在经抗反射涂层的玻璃表面或玻璃陶瓷表面上没有施加例如以抗菌效果的金属盐组成的单层形式的涂层。优选通过在玻璃基底或玻璃陶瓷基底上设置由一个或多个层组成的涂层来施加抗反射的涂层以及抗指纹功能。抗指纹功能或涂层通常是在玻璃基底或玻璃陶瓷基底上的最上层,从而满足其功能。如果期望施加化学预应力,则通过玻璃基底或玻璃陶瓷基底和位于其上的抗反射涂层的离子交换来进行。

此时令人惊讶地发现,根据本发明的性能结合没有相互受到负面影响。特别是没有预料到,根据本发明能够在不负面影响经涂层的玻璃表面或玻璃陶瓷表面的其他功能的情况下获得抗菌的性能。即使在经涂层的玻璃表面或玻璃陶瓷表面上施加抗指纹涂层时,该抗菌的功能也不会受到负面影响。当优选基于液相涂层施加af涂层时特别是这种情况。

本发明另外涉及一种用于制造经涂层的、具有耐久的多功能的表面性能的玻璃基底或玻璃陶瓷基底的方法,该方法包括下述步骤:

-在玻璃基底或玻璃陶瓷基底上施加抗反射的涂层;

-在盐浴中进行下述3种与抗反射涂层的玻璃基底或玻璃陶瓷基底的离子交换方法中的一种,

(1)其中该盐浴含有一种或多种具有抗菌效果的金属盐,优选选自由银盐、铜盐、镉盐、锌盐、铁盐、锡盐、钴盐、铈盐、锑盐、硒盐、铬盐、镁盐和/或镍盐组成的组中,从而赋予玻璃基底或玻璃陶瓷基底抗菌的性能;或者

(2)其中该盐浴含有钾盐、铷盐和/或铯盐与一种或多种有抗菌效果的金属盐的混合物,所述金属盐优选选自由银盐、铜盐、镉盐、锌盐、铁盐、锡盐、钴盐、铈盐、锑盐、硒盐、铬盐、镁盐和/或镍盐组成的组中,从而赋予玻璃基底或玻璃陶瓷基底抗菌的性能并且同时对该基底施加化学预应力;或者

(3)其中在第一步骤中第一盐浴含有钾盐、铷盐和/或铯盐并且在第二步骤中第二盐浴含有钾盐、铷盐和/或铯盐与一种或多种有抗菌效果的金属盐的混合物,所述金属盐优选选自由银盐、铜盐、镉盐、锌盐、铁盐、锡盐、钴盐、铈盐、锑盐、硒盐、铬盐、镁盐和/或镍盐组成的组中,从而赋予玻璃基底或玻璃陶瓷基底抗菌的性能并且对该基底施加化学预应力;以及

-任选地在所获得的经抗反射涂层的玻璃表面或玻璃陶瓷表面上施加抗指纹涂层。

在本说明书中,术语“抗反射”也称为“ar”,术语“抗菌”也称为“am”以及术语“抗指纹”也称为“af”。

因此根据本发明,首先提供抗反射(ar)涂层,该涂层优选基于溶胶-凝胶技术并且适合于离子交换并且因此适合于玻璃表面或玻璃陶瓷表面的施加化学预应力。

ar涂层、特别是溶胶-凝胶ar涂层的最上层优选是粘附力促进层,从而能够在其上施加持久的af涂层。设有ar涂层的玻璃表面或玻璃陶瓷表面随后根据本发明的方法能够配备具有抗菌离子、例如银离子的相应金属盐熔融物(离子交换法(1));或者能够在同一步骤中同时提供抗菌性能以及施加化学预应力(离子交换法(2));或者能够在两个步骤中相继进行施加化学预应力和赋予抗菌性能(离子交换法(3))。之后必要时能够施加抗指纹涂层,由此该玻璃表面或玻璃陶瓷表面能够具有抗菌(am)性能、抗反射(ar)性能和抗指纹(af)性能并且同时施加有化学预应力。

在提高的强度不太重要的应用中,例如在图片框、观察窗展柜或较厚的窗玻璃中,仅采用离子交换法来赋予玻璃抗菌的功能。在该情况中不需要通过掺杂较大的碱金属离子、特别是钾离子来提高强度。只有当抗指纹涂层对于相应的应用来说适宜时才施加抗指纹涂层,例如在触摸屏应用中。

由此根据本发明提供持久多功能的表面和不同的性能结合的玻璃基底或玻璃陶瓷基底。

接下来详细说明玻璃基底或玻璃陶瓷基底配备的各种性能或功能:

抗反射(ar)涂层

在根据本发明方法的第一方法步骤中制造的经ar涂层的基底包括由玻璃或玻璃陶瓷构成的载体材料和抗反射涂层。

根据一个实施方式该抗反射的涂层由一个或至少两个层组成。该单个层或者至少两层的最上层优选为粘附力促进层,其能够与其上待施加的抗指纹或易清洁涂层相互作用,由此得到抗指纹涂层的长久稳定性。粘附力促进层是这样一个层,其导致在其上方和其下方的层之间更好的粘附。粘附力促进层与已施加的抗指纹涂层这样进行相互作用,使得由于在根据本发明基底的粘附力促进层和其上施加的抗指纹涂层之间的化学结合、特别是共价键而提高了抗指纹涂层的长久稳定性。

通过实施的用于获得抗菌性能的离子交换法(例如钠离子与银离子的离子交换)以及通过实施的用于施加化学预应力的离子交换法(例如钠离子与钾离子的离子交换)以令人惊奇的方式不会负面影响抗反射层的功能。反过来同样发现,不管是用于施加化学预应力的离子交换还是用于提供抗菌性能的离子交换都既不会负面影响抗菌涂层也不会负面影响必要时存在的粘附力促进层的功能。

优选为抗反射涂层的最上层的粘附力促进层优选具有低的折射率。

当抗反射的涂层为单层时,其优选构造为粘附力促进层的形式,折射率优选在1.22至1.44的范围内,更优选在1.28至1.44的范围内。在由多个层构成并且在最上层优选为粘附力促进层的ar涂层情况下,最上层的折射率优选在1.22至1.70的范围内,更优选在1.28至1.60的范围内,特别优选在1.28至1.56的范围内。

抗反射的涂层优选构造为,其为不完全抗反射的涂层并且在施加af涂层之后才形成光学上完全抗反射的涂层。但是af涂层的光学作用通常较低,因为该涂层非常薄。因此在有些情况下该af涂层也可以无光学作用。

抗反射的涂层也能够这样构造,即,存在不完全抗反射的涂层并且通过形成粘附力促进层以及必要时的af涂层才生成完全抗反射的涂层。

根据另一个实施方式,该抗反射的涂层由具有交替的中间折射率、高折射率和低折射率的三个层或更多层组成。在该情况下最上层也优选为粘附力促进层并且优选具有低的折射率。

根据另一个实施方式,该抗反射的涂层由具有交替的低折射率和高折射率的两个层或更多层组成。在该情况下最上层也优选为粘附力促进层并且优选具有低的折射率。

抗反射涂层的至少一个层、特别优选最上层或者粘附力促进层能够划分成多个子层,其中可能存在一个或多个中间层。于是优选该一个或多个中间层在实践中具有和子层相同的折射率。

当粘附力促进层是混合氧化物时,该粘附力促进层是特别有利的并且以最大程度发挥其功能。因此根据本发明的一个优选的实施方式该粘附力促进层是混合氧化物层,更优选为硅混合氧化物层,特别是混合有元素铝、锡、镁、磷、铈、锆、钛、铯、钡、锶、铌、锌、硼、铪中至少一种的氧化物和/或氟化镁,优选混合有元素铝的至少一种氧化物的氧化硅层。

在本发明的范围中氧化硅也理解为在一氧化硅和二氧化硅之间的任意氧化硅。在本发明的范围中硅理解为金属和半金属。硅混合氧化物为由氧化硅与至少一种其它元素的氧化物组成的混合物,该混合物可以是均匀或不均匀的、化学计量或非化学计量的。

粘附力促进层优选具有大于1nm、更优选大于10nm、特别优选大于20nm的厚度。

原则上任意涂层能够用作抗反射的涂层,优选包含粘附力促进层。抗反射的涂层能够借助打印技术、喷射技术或气相沉积技术来施加,优选为液相涂层,更优选为溶胶-凝胶涂层。优选包含粘附力促进层或者由粘附力促进层构成的抗反射涂层能够通过cvd技术施加,例如借助pecvd、picvd、低压cvd或在大气压力下的气相沉积(avd,atomicvapourdeposition原子气相沉积;ald,atomiclayerdeposition原子层沉积)施加。抗反射的涂层也能够通过pvd技术,例如喷涂、热学蒸发、激光射束蒸发或电子射束蒸发或弧光蒸发来施加。粘附力促进层能够替换性地通过火焰裂解技术来沉积。粘附力促进层和抗反射涂层的其他各个层能够替换性地通过结合不同方法来制造。

接下来示例地说明用于制造抗反射涂层的溶胶-凝胶涂层法:

首先优选清洁待涂层的表面。通过液体清洁玻璃基底或玻璃陶瓷基底是全球广泛使用的方法。在此使用多种清洁液,例如去离子水或水性的系统,如经稀释的碱溶液(ph>9)和酸,去污剂溶液或者非水性的溶剂,例如醇或酮。

玻璃基底或玻璃陶瓷基底能够在涂层之前进行活化。活化方法例如包括氧化、电晕放点、火焰处理、紫外处理、等离子活化和/或机械的方法,例如粗糙化、喷砂,以及等离子处理或者其他的用于通过酸和/或碱活化的基底表面处理。

一种优选的溶胶-凝胶方法使用有机金属原材料在溶解状态下的反应来形成各个层。由于有机金属原材料的受控的水解和缩合反应而构成一种金属氧化物网络结构,即这样一种结构,其中金属原子通过氧原子彼此连接,同时消除了反应产物、例如醇和水。水解反应能够通过添加催化剂而加速。

生成溶胶-凝胶层的无机的溶胶-凝胶材料优选为缩合物,特别是包括一种或多种能够水解并且能够缩合或已缩合的硅烷和/或金属醇化物(metallalkoxide),金属醇化物优选为si、ti、zr、al、nb、hf、ge、b、sn和/或zn的金属醇化物。在溶胶-凝胶法中通过无机的水解和/或缩合而交联的基团优选可以是例如下述的功能基团:tir4、zrr4、sir4、alr3、tir3(or)、tir2(or)2、zrr2(or)2、zrr3(or)、sir3(or)、sir2(or)2、tir(or)3、zrr(or)3、alr2(or)、alr(or)2、ti(or)4、zr(or)4、al(or)3、si(or)4、sir(or)3和/或si2(or)6。基团or例如可以是:烷氧基,如优选甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、丁氧基、异丙氧乙氧基、甲氧丙氧基、苯氧基、乙酰氧基、丙酰氧基、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、甲基丙烯酰氧丙基、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、乙酰丙酮、乙酰乙酸乙酯、乙氧基乙酯、甲氧基乙酯、甲氧基乙氧基乙酯、和/或甲氧基乙氧基乙氧基乙酯。基团r例如可以是:cl、br、f、甲基、乙基、苯基、正丙基、丁基、烯丙基、乙烯基、缩水甘油基丙基、甲基丙烯酰氧基丙基、氨丙基和/或氟辛基。

所有溶胶-凝胶反应的共同特征是,分子分散的前体经历水解缩合和聚合反应从而形成颗粒分散的或者胶体的体系。根据所选择的条件,首先生成的“初级颗粒”能够继续生长;能够聚集在一起形成簇;或者能够形成线形的链。生成的单元导致微观结构,该微观结构由于去除了溶剂而产生。在理想的情况下,该材料能够以热学的方式完全浓缩,但是实际中通常保持有孔隙度,在有些情况下甚至具有相当大的残余孔隙度。在溶胶生成过程中的化学条件对于溶胶-凝胶涂层的性能具有关键影响,如在p.loebmann,“溶胶-凝胶涂层”(2003培训课程,“玻璃的表面改善”,德国玻璃工业的冶炼技术协会)中所述。

至今为止非常确切地研究了si原材料。对此参见c.brinker、g.scherer,“sol-gel-sciense-thephysicsandchemistryofsol-gelprocessing”(学术出版社,1990年波士顿),r.lller,thechemistryofsilica(wiley,纽约,1979)。最常使用的si原材料是具有化学式si(or)4的硅醇化物,其在加入水的情况下水解。在酸性的条件下优选形成线形聚集体。在碱性的条件下硅醇化物发生反应从而形成更高度交联的“球形”微粒。溶胶-凝胶涂层含有预缩合的微粒和簇。

根据本发明为了制造用于玻璃基底或玻璃陶瓷基底的氧化硅浸渍溶液,优选如下述地制造该浸渍溶液:

将一种或多种硅起始化合物溶解在有机溶剂中。使用的溶剂可以是所有溶解硅起始化合物并且能够溶解足够量水的有机溶剂,该足够量的水用于硅起始化合物的水解。适合的溶剂例如为甲苯、环己烷或丙酮,但特别是c1-6醇。对此例如为甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、戊醇、己醇或它们的同分异构体。有利的是使用低醇,特别是甲醇和乙醇,因为它们容易操作并且具有比较低的蒸气压力。

使用的硅起始化合物特别是硅酸的c1-4烷基酯,例如硅酸甲酯、硅酸乙酯、硅酸丙酯或硅酸丁酯。优选为硅酸甲酯。

硅起始化合物在有机溶剂中的浓度一般在0.05至1摩尔/升。为了硅起始化合物的水解,在所述示例情况下使溶液与0.05至12重量%的水、优选蒸馏水以及与0.01至7重量%的酸催化剂混合。为此优选加入有机酸,例如乙酸、甲氧基乙酸、聚醚羧酸(例如乙氧基乙氧基乙酸)、柠檬酸、对甲苯磺酸、乳酸、甲基丙烯酸或丙烯酸,或者无机酸,如hno3、hcl或h2so4。

溶液的ph值应当优选为约≤3。当溶液酸性不够时(ph>3),存在缩聚物或簇过大的风险。

在另一个实施方式中可以按照两个步骤制造溶液。第一步骤如上述地进行。该溶液随后可以放置(熟化)。熟化时间由此得出,即,经熟化的溶液通过另外的溶剂稀释和/或通过溶液的ph值偏移至强酸区域中而中止熟化。优选偏移至1.5至2.5的ph范围内。优选通过加入无机酸,更优选通过加入盐酸、硝酸、硫酸或磷酸或者任意的有机酸、例如草酸或类似物来实现ph值偏移至强酸区域中。强酸优选加入有机溶剂中,更优选加入已经溶解有硅起始化合物的溶剂中。这里同样可行的是,足够量的酸与溶剂一起添加,优选在醇溶液中,从而在一个步骤中进行初始溶液的稀释和熟化过程的中止。

溶胶-凝胶涂层包含预缩合的微粒和簇,其可具有不同的结构。这些结构能够通过使用散射光实验来确定。借助于方法参数,特别是温度、添加速率、搅拌速度,以及特别通过ph值,能够在溶胶中生成这些结构。已发现,使用直径≤20nm、优选≤4nm、更优选在1至2nm范围内的小的氧化硅缩聚物/簇能够生成比常规的氧化硅层更紧密组合的浸渍层。这例如导致层的耐化学性的改进。

耐化学性和作为粘附力促进层的功能的进一步改进由此实现,即,添加少量添加剂或多种添加剂的溶液,它们均匀地分散在溶液中并且也均匀分布于之后的层中并且形成混合氧化物。适合的添加剂例如为可水解的或可解离的无机盐,任选地含有结晶水,无机盐选自下述金属的盐:锡、铝、磷、硼、铈、锆、钛、铯、钡、锶、铌和/或镁。例如为sncl4、sncl2、alcl3、al(no3)3、mg(no3)2、mgcl2、mgso4、ticl4、zrcl4、cecl3、ce(no3)3和类似物。这些无机酸既能够以含水的形式使用也能够以含有结晶水的形式使用。

根据本发明的另一个实施方式所述一种多种使用的添加剂可以选自一种或多种下述金属的金属醇化物:锡、铝、磷、硼、铈、锆、钛、铯、钡、锶、铌和/或镁,优选钛、锆、铝或铌。同样适合的是磷酸酯,例如磷酸甲酯或磷酸乙酯;磷卤化物,例如氯化物和溴化物;硼酸酯,如乙酯、甲酯、丁酯或丙酯;硼酸酐;bbr3;bcl3;甲醇镁或乙醇镁以及类似物。

根据本发明的另一个实施方式,添加剂也可以选择为无机的氟化物,例如mgf2、caf2等,其优选以<200nm的纳米颗粒形式存在。

特别优选,当抗反射的涂层或抗反射涂层的一部分作为粘附力促进层形式的溶胶-凝胶涂层存在时,使用添加剂。

所述一种或多种添加剂例如以0.5至20重量%的浓度加入,该浓度作为氧化物(或氟化物)计算并且基于溶液的作为sio2计算的硅含量。所述一种或多种添加剂也能够结合使用。

如果浸渍溶液应当存储或以其他方式经过较长时间进行使用,那么可以有利的是,该溶液通过加入一种或多种络合剂进行稳定。该络合剂应当溶解在浸渍溶液中并且能够相当于浸渍溶液的溶剂。

能够使用的络合剂例如含有乙酰乙酸乙酯、2,3-戊二酮(乙酰丙酮)、3,5-庚二酮、4,6-壬二酮、3-甲基-2,4-戊二酮、2-甲基乙酰丙酮、三乙醇胺、二乙醇胺、乙醇胺、1,3-丙二醇、1,5-戊二醇、羧酸,例如乙酸、丙酸、乙氧基乙酸、甲氧基乙酸、聚醚羧酸(例如乙氧基乙氧基乙酸)、柠檬酸、乳酸、甲基丙烯酸和丙烯酸及类似物。

络合剂与半金属氧化物前体和/或金属氧化物前体的摩尔比例可以在0.1至5的范围内。

在一个优选的实施方式中玻璃材料或玻璃陶瓷材料在溶胶-凝胶涂层的过程中以大约50-1500mm/min、优选200-1000mm/min、更优选大致300-1000mm/min的目标速度从溶液中拉出,其中环境空气的湿气含量在大约4g/m3和大约12g/m3之间,更优选在大约8g/m3

经浸渍涂覆的层可以在施加之后进行干燥,从而获得更高的机械强度。例如可以在高温炉中在非常宽的温度范围内进行干燥。在100-200℃范围温度下的干燥时间通常在几分钟。

在一个高温步骤中进行施加的层的形成,在该步骤过程中优选将凝胶的有机组分燃烧光。为了最后形成混合氧化物层、优选硅混合氧化物层,该混合氧化物层能够例如作用为粘附力促进层,在玻璃材料或玻璃陶瓷材料的软化温度以下、优选在低于550℃的温度中、更优选在350-500℃之间、进一步优选在400和500℃之间加热该层。也可以使用高于550℃的温度,但是持续时间优选选择较短,由此不会产生玻璃基底的变形(与玻璃基底的厚度相关)。但是这种温度通常不会导致层的粘附强度的进一步改善。

通过离子交换施加抗菌(am)性能和化学预应力

通过使用离子交换法赋予经涂层的玻璃表面或玻璃陶瓷表面抗菌的性能。为此将一种或多种抗菌作用的盐,特别是一种或多种抗菌作用的金属盐以具有抗菌作用的量引入到基底中并且可能还施加在基底上的一个或多个层,对此该金属优选选自由下述组成的组:银、铜、镉、锌、铁、锡、钴、铈、锑、硒、铬、镁和/或镍。特别优选的是银盐,特别是硝酸银、氯化银、氟化银、溴化银、氧化银、硫酸银、碳酸银、氰化银、四氟硼酸银、硫化银、乙酸银、乳酸银、苯甲酸银、环乙烷丁酸银、二乙基二硫代氨基甲酸银、三氟甲磺酸银及其混合物。特别优选的是含agcl/agno3和/或zncl和/或znno3的混合物。根据本发明通过在盐浴或熔融浴中的离子交换赋予抗菌性能,对此通过与玻璃或玻璃陶瓷和其上抗菌的涂层进行离子交换。用于使玻璃基底或玻璃陶瓷基底配备有抗菌性能的离子交换如用于施加化学预应力的离子交换一样地进行。

分别根据期望的性能特征,本发明的玻璃基底或玻璃陶瓷基底也能够被施加化学预应力,从而比不施加化学预应力提供更高的机械强度和耐刮性。在本发明的范围内也通过如现有技术中已知的离子交换施加化学预应力,但是对此根据本发明通过在玻璃或玻璃陶瓷上方的抗反射涂层而进行离子交换。玻璃中较小的碱金属离子,例如钠离子和/或锂离子与较大的碱金属离子,例如钾离子、铷离子和/或铯离子的离子交换导致压应力层,该压应力层防止例如刮擦或磨损的机械损坏并且因此使得玻璃或玻璃陶瓷能够抵抗这些损坏。在本发明的范围中能够根据期望的应用领域和要求的性能组合而施加或省略化学预应力。

例如通过浸入含钾盐、优选含硝酸钾的盐熔融物中进行施加化学预应力。也可以使用硅酸钾水溶液、硅酸钾膏体或硅酸钾分散体,如在wo2011/120656中详细描述的。化学预应力可以通过进入深度(dol,depthofionexchangedlayer)和压应力(cs,compressivestrength)来表征。

如果玻璃表面或玻璃陶瓷表面应当具有抗菌的性能并同时施加有化学预应力,那么例如在两个相继的步骤中处理该玻璃基底或玻璃陶瓷基底,即,该玻璃或玻璃陶瓷能够在第一步骤中施加化学预应力并且在第二步骤中提供抗菌性能。

但是在本发明的范围中已发现特别有利的是,在一个步骤中同时进行这两种处理(方法变型(2))或者当实施两个步骤时,其中在第一步骤中首先施加化学预应力并且第二步骤中提供抗菌性能。优选在第二步骤中在盐浴中使用抗菌作用的化合物与适用于施加化学预应力的碱金属盐的混合物(方法变型(3))。于是例如在硝酸钾盐浴中进行第一步骤的离子交换并且例如通过由钾盐和银盐组成的混合物、例如由kno3和agno3组成的混合物进行第二步骤。

如果只进行一个步骤或者第一个离子交换步骤来施加化学预应力,那么优选在350和500℃的温度下在盐浴中以优选0.5至48小时的持续时间实施离子交换法。当使用铝硅酸盐玻璃和硼铝硅酸盐玻璃以及基于此的玻璃陶瓷作为基底时,温度优选在400至450℃并且持续时间在1和8小时之间。如果使用钠钙玻璃或者基于此的玻璃陶瓷,那么玻璃优选在390至480℃并且持续时间在2和24小时之间。硼硅酸盐玻璃或基于此的玻璃陶瓷例如在440和500℃之间的温度下以4和48小时之间的持续时间进行处理。

如果在一个唯一的离子交换步骤中施加化学预应力和提供抗菌性能(变型(2)),那么一种或多种抗菌作用的、例如以一种或多种银盐形式的金属盐在盐浴中的浓度优选为0.01至2重量%,更优选0.01至0.5重量%。当用于提供抗菌性能的离子交换步骤是在施加化学预应力之后实施的第二步骤(变型(3))时,该离子交换法在400和500℃之间的温度下以0.25和2小时之间的持续时间进行。该一种或多种抗菌作用的、例如以一种或多种银盐形式的金属盐在第二盐浴中的浓度同样优选为0.01至2重量%,更优选0.01至0.5重量%。

令人惊讶地发现,通过实施离子交换法,不管是通过一个或两个步骤,都能够同时获得期望的抗菌性能和施加化学预应力的玻璃基底或玻璃陶瓷基底的相应性能。例如对于铝硅酸盐玻璃和硼铝硅酸盐玻璃以及基于此的玻璃陶瓷发现,表面压应力cs(compressivestress)为≥600mpa并且压应力层的深度dol(depthofionexchangedlayer)为≥20μm。对于钠钙玻璃和基于此的玻璃陶瓷来说已发现,表面的压应力cs为≥100mpa,优选≥200mpa,更优选≥300mpa,并且压应力层的深度dol为≥5μm。这些值与仅通过离子交换施加化学预应力而没有同时设置抗菌的玻璃或玻璃陶瓷在相同的范围内。

另外发现,通过根据本发明的方法制造的玻璃基底或玻璃陶瓷基底优选具有相对于e.coli和s.aureus>90%的抗菌效果,优选大于99%,更优选>99.9%,特别优选>99.99%。用于测量抗菌效果的方法在此根据标准jisz2801或者iso22196实施。这些抗菌效果的值也与仅设置抗菌的玻璃或玻璃陶瓷处于相同的范围内。

根据本发明的玻璃基底和/或玻璃陶瓷基底另外具有相对于其他细菌的抗菌效果,如k.pneumoniae和p.aeruginosa。已知,例如银离子具有针对大约650种细菌和其他微生物的抗菌效果,包括病毒、细菌、真菌、藻类和类似物,从而根据本发明的抗菌基底能够完全地具备这些性能特征。

抗指纹(af)涂层

根据本发明的一个实施方式,经离子交换的抗反射涂层的玻璃基底和/或玻璃陶瓷基底能够设有af涂层,其也称为易清理涂层或者双疏的涂层。

af涂层具有疏水和疏油、即双疏的性能,从而使表面被水和油的润湿最小化。因此具有af涂层的表面的润湿特性必须为,该表面不仅疏水,即在表面和水之间的接触角优选大于90°,而且疏油,即在表面和油之间的接触角优选大于50°。

af涂层可以是这样一个表面层,其含有包括烷基和/或氟烷基基团的硅烷,例如3,3,3-三氟丙基三甲氧基硅烷或者戊基三乙氧基硅烷。

af涂层也可以是基于氟的表面层,其涉及包含烃基基团的化合物,其中c-h键部分地或优选基本上全部由c-f键替代。这种化合物优选为全氟烃,其例如具有(rf)nsix4-n的化学式,其中rf代表c1至c22烷基全氟烃或者c1至c22烷基全氟聚醚,优选c1至c10烷基全氟烃或者c1至c10烷基全氟聚醚,n是1至3的整数,x是能够水解的基团,如卤素或烷氧基基团-or,其中r例如表示具有1至6个碳原子的线性或支链的烃基。在该情况下,能够水解的基团x例如能够与玻璃基底涂层的末端侧的oh基团反应并由此通过形成共价键而连接到该涂层上。优选使用全氟烃,由此由于末端侧的氟表面连接的低的极性而降低表面的表面能。

af涂层例如也可以由具有氟端基的分子链的单层、氟聚合物涂层或者由氧化硅-炭黑颗粒得出,其事先设有氟端基或者通过氟端基进行处理。

af涂层例如在de19848591、ep0844265、us2012/0279068、us2010/0285272、us2009/0197048和wo2012/163947a1中描述,这些公开内容在此也通过引用而合并在本发明中。已知的af涂层例如为基于全氟聚醚的商品名为“pfpe”的产品,例如solvaysolexis公司的“s10”或者daikinindustriesltd公司的“optooltmdsx”或“optooltmaes4-e”、etcproductsgmbh公司的“ekg6000n”;或者商品名为“fsd”的氟硅烷,例如cytonixllc的“fsd2500”或“fsd4500”;或者易清理涂层“ecc”产品,例如3mdeutschlandgmbh公司的“ecc3000”或“ecc4000”。在此涉及液态施加的层。例如作为借助于物理的气相沉积施加的纳米层体系的af涂层例如由cotecgmbh公司以商品名“duralonultratec”提供。

该涂层能够通过浸渍、气相涂覆、喷射、借助辊轮或轧辊或者刮板施加、通过热学的真空沉积或喷涂,优选通过液相法、例如喷溅、浸渍涂层、打印、滚压、旋涂或其他适合的方法施加到表面上。浸渍或喷射是特别优选的。在施加了涂层之后,该涂层优选在适合的温度下以适当的时间段进行硬化。

af涂层的水接触角为优选>90°,更优选>100°,特别优选>110°。

在本发明的范围中发现,在玻璃基底或玻璃陶瓷基底施加的以af涂层形式的涂层对于从玻璃表面或玻璃陶瓷表面释放抗菌作用的离子没有负面影响并且因此也不会对获得的抗菌的玻璃表面和/或玻璃陶瓷表面的抗菌效果造成不利影响。

根据本发明还发现,在af涂层上施加af层通常使得整个涂层系统的耐磨损性的改善。

抗光泽性能

对于所述的性能额外或替换地,根据本发明的玻璃基底或玻璃陶瓷基底还能够具备抗光泽性能。

抗光泽表面描述了这样一种表面,其能够替代镜面反射而物理地将光束转换至漫反射。抗光泽表面在这样的情况中是有用的,其中穿过表面的高的透过率并不重要,而是要求低的反射性。抗光泽功能可以在本发明的范围内存在,例如与在玻璃表面或玻璃陶瓷表面中的am性能、ar性能、af性能以及如果适合的,化学预应力组合。

有很多可能方式使玻璃表面无光泽:例如在热成型或通过酸蚀刻玻璃表面的过程中压印结构。随后可以使表面涂覆有一个或多个ar层。也能够将小微粒引入ar涂层中,除了在ar涂层的最上层,或者能够将纹理或图案引入表面中或施加到表面上,从而增强表面光扩散。另外也可以在抗光泽玻璃基底、例如由schottag销售的xensationcoverag中,使所述的性能与多功能、例如am、ar、可选的af和必要时的化学预应力相互结合。

因此例如能够通过压印溶胶-凝胶层或者将纳米颗粒加入溶胶-凝胶溶液中来制造抗光泽涂层,从而粗糙度提高并且优选在5nm至5μm的范围内。

通过例如以无光泽和/或经蚀刻和/或结构化的表面形式获得的抗光泽表面将镜面反射转化成漫反射。经反射的光的所述散射使得经反射的图像变得模糊,由此各种形状和经反射的光源不偏离在玻璃或玻璃陶瓷后方的物体。光散射不会降低全反射或者在玻璃表面或玻璃陶瓷表面上或内部的入射光的吸收。而是,光线不仅得以定向,而且可以朝所有空间方向散射。总光量在此保持不变。

经蚀刻的表面具有下述优点:亮的经反射的光的漫散射实现了传输的图像和文本的更好识别。有时替代抗反射涂层也使用结构化的表面。直接反射的光源的光泽度由此降低。由于其结构,表面与大量材料和表面接触时而显示出减小的静摩擦系数。由此伴随的更好的触感使得该表面对于触摸屏应用来说特别具有吸引力。在这种结构化的表面和其他可触摸的表面之间减小的有效接触面导致以纯机械方式的“抗指纹”功能。这也经常推动在触摸屏领域的应用。当然相比于相应光滑的表面,已经发现的进入表面结构中的污物也更难去除。

在本发明的一个实施方式中,抗反射的层例如能够与抗光泽层结合使用。该抗反射层以及施加在其上的af层具有抗光泽层的粗糙性,而同时保持有af性能和抗反射性能。

玻璃基底或玻璃陶瓷基底

根据本发明能够使用能够进行期望的离子交换的任意的玻璃组成或玻璃陶瓷组成,其中所述离子交换为例如钠离子与钾离子交换从而施加化学预应力,和/或钠离子与银离子交换从而获得配备抗菌的玻璃或玻璃陶瓷。设有ar涂层的玻璃材料或玻璃陶瓷材料是任意一种能够离子交换的玻璃或者能够离子交换的玻璃陶瓷。优选玻璃选自:硅酸盐玻璃、磷酸盐玻璃、硼硅酸盐玻璃、铝硅酸盐玻璃、硼铝硅酸盐玻璃、锡磷酸盐玻璃、硼磷酸盐玻璃、钛酸盐玻璃、钡玻璃,优选含碱金属的硅酸盐玻璃以及更优选含钠的硅酸盐玻璃。

玻璃例如为具有下述组成的碱金属-铝硅酸盐玻璃:

玻璃材料例如为具有下述组成的硼硅酸盐玻璃:

玻璃材料例如为具有下述组成的钠钙玻璃:

玻璃材料例如为具有下述组成的低碱金属含量的铝硅酸盐玻璃:

玻璃材料优选为具有下述组成的铅玻璃:

玻璃材料优选为具有下述组成的玻璃:

其中sio2+p2o5+b2o3的含量为10-90重量%。

玻璃材料优选为具有下述组成的锂铝硅酸盐玻璃:

上述玻璃组成能够任选地含有着色氧化物的添加剂,例如nd2o3、fe2o3、coo、nio、v2o5、mno2、tio2、cuo、ceo2、cr2o3、含量为0-5重量%或者对于“黑色玻璃”来说含量为0-15重量%的稀土氧化物以及含量为0-2重量%的精炼剂,例如as2o3、sb2o3、sno2、so3、cl、f、ceo2。

玻璃组成的总组分相应为100重量%。

玻璃例如能够借助于拉伸法,例如上拉法或下拉法;溢流熔融法;通过浮法技术或者由浇注玻璃或辊压玻璃制造。特别是在浇注法或辊压法或者浮法制造的玻璃中可以通过抛光技术获得表面所需的光学品质,该光学品质例如对于显示器盖板屏是需要的。

在本发明的另一方面中,基底也可以是玻璃陶瓷,其在使用热学处理的情况下通过转换玻璃而获得。玻璃陶瓷是一种结晶的玻璃。该玻璃可以是完全或部分结晶的,例如只有表面的上部和/或表面的下部可以是结晶的。玻璃陶瓷材料具有不同于玻璃的性能和不同于陶瓷的性能。玻璃陶瓷具有非晶相以及一种或多种结晶相,该结晶相不同于在玻璃产品中不期望的自发结晶,而是通过“结晶控制”制得的。玻璃陶瓷通常具有30-90体积%的结晶相并且因此能够用于制造一系列具有期望的机械性能的材料。

根据本发明使用的玻璃陶瓷例如能够通过下述方法制造:在玻璃制造方法过程中首先在高于1000℃、1200℃、1300℃、1400℃、1500℃、1550℃、1600℃或1650℃的高温下熔融原材料,从而形成玻璃,对此在均匀化之后形成玻璃熔体并且随后在冷却之后在预设的温度下进行晶核形成和结晶,从而获得具有精细晶粒的均匀结构的玻璃陶瓷制品。获得的玻璃陶瓷通常没有孔隙。

通常可以使用适合用于进行结晶(晶核形成)的结晶剂,例如tio2、zro2、hfo2或其他已知的成分,其中结晶剂的总含量为最高5重量%,优选最高3重量%以及更优选最高2重量%,其相对于玻璃组成的总量而得出。

玻璃陶瓷可以例如为硅酸盐玻璃陶瓷、铝硅酸盐玻璃陶瓷、氟硅酸盐玻璃陶瓷。在玻璃陶瓷中的主晶相可以选自由下述组成的组:二硅酸锂、顽辉石、钙硅石、填充的β石英、β锂辉石、堇青石、莫来石、钾碱镁闪石(potassiumrichterite)、硅碱钙石、尖晶石固体溶液和石英。

根据本发明的玻璃陶瓷优选为透明的。如已经对于玻璃所描述地,该玻璃陶瓷能够具有多功能的表面,其根据本发明的一个实施方式包括持久的抗菌、抗反射、抗指纹性能以及可能还施加有化学预应力,或者根据另一个本发明的实施方式包括抗菌和抗反射性能,其中基底施加有化学预应力。

玻璃陶瓷优选具有至少30体积%的晶相。

玻璃陶瓷的厚度为优选小于20mm、更优选小于15mm、小于10mm、小于5mm、小于3mm、小于1mm、小于0.7mm、小于0.5mm或者小于0.1mm。

在一个实施方式中基底是由陶瓷化的铝硅酸盐玻璃或锂铝硅酸盐玻璃制成的玻璃陶瓷。

优选使用具有下述初始玻璃组成(按重量%给出)的玻璃陶瓷或能够陶瓷化的玻璃:

在另一个实施方式中优选使用具有下述初始玻璃组成(按重量%给出)的玻璃陶瓷或能够陶瓷化的玻璃:

在另一个实施方式中优选使用具有下述初始玻璃组成(按重量%给出)的玻璃陶瓷或能够陶瓷化的玻璃:

玻璃陶瓷优选含有高石英混晶或热液石英混晶作为主晶相。晶粒尺寸优选为小于70nm,特别优选小于等于50nm,非常特别优选小于等于10nm。

玻璃基底或玻璃陶瓷基底的表面根据要求的表面性能能够经过抛光、例如通过酸蚀/碱蚀而设有纹理或图案,从而满足期望的应用条件,例如良好的触觉性能。

根据本发明的玻璃基底或玻璃陶瓷基底广泛应用在这些地方,其中以抗反射性能、抗菌性能和可选的提高的强度和耐刮性以及必要时抗指纹性能的性能结合是适宜和需要的。

根据本发明的具有多功能性能的玻璃基底或玻璃陶瓷基底能够例如用于所有种类的显示器应用中,例如具有触摸屏功能的显示器应用作为单点触摸显示器、双点触摸显示器或多点触摸显示器、3d显示器或者柔性的显示器。根据本发明的用于避免干扰性或对比度减小的反射的基底例如也能够作为用于所有种类的交互输入元件的基底使用,其特别设置有触摸功能,优选通过电阻式、电容式、光学的技术、借助于红外技术或者具有表面声波作用的触摸技术。在该领域中设置抗菌的性能恰好是特别有利的,因为一个或多个使用者与该基底反复地直接接触。施加有化学预应力的基底具备更高的强度并且更高的耐刮性而且因此能够特别有利地使用在该领域中。

通过光耦合、例如红外或光学作用的触摸技术工作的系统,对于在触摸表面上存在脏污和沉积物具有灵敏的反应,因为通过沉积物可能造成额外的反射。因此适宜的是,在基底上的区域中设置额外的af涂层。

用于避免干扰性或对比度减小的反射并同时具有持久的抗菌性能和可能的抗指纹性能的其他应用例如为在内部区域和外部区域中的板,例如橱窗,图画镶嵌玻璃、陈列柜、柜台或冰箱单元,装饰性的玻璃元件,特别是在具有较高污染风险的受负荷区域中,例如在厨房、浴室或实验室中,或者用于太阳能模块的遮盖部。

应用领域还在于家庭中,特别是在厨房、浴室、冰箱上/中的部件、灶台中/上的部件中,特别是在炉灶面和类似物中。

必要时有利的可以是,除了ar和am性能同时存在长时间稳定的af性能。特别是在玻璃或玻璃陶瓷的背面上具有印刷部或者具有镜面涂层的装饰部件受益于af涂层。这些例如用作灶台附件板或者用于厨房设备中的元件使用时总是反复接触手指按压或者油脂性物质。该表面在这些情况下很快变得不美观且肮脏。af涂层改善了视觉外观并且更容易清洁。同时设置抗菌的性能保护使用者在触摸基底时免受病菌影响。

本发明的玻璃基底或玻璃陶瓷基底也能够有利地用在医学领域中,例如医院、医师办公室或药房,并且普遍用在制药领域中,这些领域中显著重要的是,抑制病菌出现在表面,例如架子、容器、面板和类似物上。

根据本发明的玻璃基底或玻璃陶瓷基底也应用于所有种类的玻璃件中,特别是在内部和外部区域中的板,例如橱窗;图画玻璃件、陈列柜、柜台、窗户,窗户如保护窗,特别是防火窗、汽车窗、火车窗、飞机窗;柜子的隔离玻璃门;显示板或广告板;画框;建筑玻璃,例如用于展览,通常用于保护任意的艺术品或展出的物品。

附图说明

接下来根据附图详细地描述本发明的优选实施方式,而本发明并不局限于此。具体示出了:

图1本发明涂层的玻璃方法的根据本发明的实施方式的示意图;

图2玻璃基底或玻璃陶瓷基底的根据本发明的实施方式的示意图,该玻璃基底或玻璃陶瓷基底具有3层形式的抗反射涂层;

图3玻璃基底或玻璃陶瓷基底的根据本发明的实施方式的示意图,该玻璃基底或玻璃陶瓷基底具有4层形式的抗反射涂层;

图4玻璃基底或玻璃陶瓷基底的根据本发明的实施方式的示意图,该玻璃基底或玻璃陶瓷基底具有单层形式的抗反射涂层,在所示情况中该单层为粘附力促进层;

图5未经处理的玻璃基底、在离子交换之前经抗反射涂层的玻璃基底以及根据本发明按照示例1制造的玻璃基底与波长(单位为nm)相关的不同透过率(单位为%)的比较图表;

图6用于比较未经处理的玻璃基底以及根据本发明按照示例2制造的玻璃基底与波长(单位为nm)相关的不同透过率(单位为%)的图表;

图7用于比较根据示例3制造的玻璃基底在离子交换之前和之后与波长(单位为nm)相关的反射率(单位为%)的图表;

图8用于比较根据示例4制造的玻璃基底在离子交换之前和之后与波长(单位为nm)相关的反射率(单位为%)的图表;

图9用于比较未经处理的玻璃基底以及根据本发明按照示例5制造的玻璃基底与波长(单位为nm)相关的不同透过率(单位为%)的图表;

图10用于比较未经处理的玻璃基底以及根据本发明按照示例6制造的玻璃基底与波长(单位为nm)相关的不同透过率(单位为%)的图表。

具体实施方式

图1中示出了本发明的方法的一个根据本发明的实施方式的示意图。在此首先提供玻璃基底或玻璃陶瓷基底2。在该基底的表面20上(该表面必要时先进行清洗)施加抗反射的涂层。根据不同的实施方式,该涂层也能够施加在玻璃基底或玻璃陶瓷基底2的两个表面上(未示出)。抗反射的涂层可以是具有抗反射性能的任意涂层。例如该抗反射的涂层能够由一个层、具有交替的高折射率和低折射率的至少2个层或者具有交替的中间折射率、高折射率和低折射率的至少3个层构成。在所示的实施例中该抗反射的涂层由单层5(图4)或者由具有高折射率和低折射率的至少2个层3和4(图2和3)构成,其中层组合的外部或最上面的层31、41、5具有低的折射率。层31、41、5根据一个优选的实施方式可以是粘附力促进层。该粘附力促进层优选为混合氧化物层,优选为硅混合氧化物层。

随后使该具有抗反射涂层的玻璃基底或玻璃陶瓷基底2经历离子交换。为此根据本发明的一个变型或者仅以抗菌的方式配备,或者以抗菌的方式配备且施加化学预应力。具有抗菌效果的金属盐例如为银盐、铜盐、镉盐、锌盐、铁盐、锡盐、钴盐、铈盐、锑盐、硒盐、铬盐、镁盐和/或镍盐。为了施加化学预应力可以使用适合于此的任意化合物。常规地使用钾盐、铷盐和/或铯盐。当玻璃基底或玻璃陶瓷基底2以抗菌方式配备且施加了化学预应力时,这应当可以在一个步骤或在两个步骤中进行。当应当在一个步骤中提供抗菌性能和施加化学预应力时,将适合于施加化学预应力的金属盐和具有抗菌效果的金属盐相互混合在盐浴中并且将玻璃基底或玻璃陶瓷基底2浸入盐浴中。当应当在两个步骤中提供抗菌性能和施加化学预应力时,优选在第一步骤中在第一盐浴中施加化学预应力并且在第二步骤中在第二盐浴中提供抗菌性能。特别有利的是,第二盐浴包含由钾盐、铷盐和/或铯盐与一种或多种具有抗菌效果的金属盐的混合物。穿过该抗反射涂层进行离子交换,从而整个基底连同在其上的一个或多个层都产生离子交换(这在图1中用括号示出)。

在该一个或多个离子交换过程之后,可以将抗指纹涂层6施加在该经涂层的、提供有抗菌性能的和必要时施加化学预应力的玻璃基底或玻璃陶瓷基底2上。图2示出了具有3层形式的抗反射涂层的玻璃基底或玻璃陶瓷基底2的一个根据本发明的实施方式的示意图。层33具有中间的折射率(m层),层32具有高的折射率(t层)以及层31具有低的折射率(s层)。层31可以是粘附力促进层。在施加抗反射涂层之前可以适宜地清理基底2的表面20。玻璃基底或玻璃陶瓷基底2在所示的示例情况下具有抗菌的性能并且施加有化学预应力。

接下来在示例中详细描述这种抗反射涂层的制造。

图3示出了具有4层(41、42、43、44)形式的抗反射涂层的玻璃基底或玻璃陶瓷基底2的另一个根据本发明的实施方式的示意图。这4个层交替地具有高的和低的折射率并且共同构成该抗反射的涂层。最上面的层41优选为粘附力促进层。具有该涂层4的玻璃基底或玻璃陶瓷基底2在所示的示例情况下具有抗菌的性能并且施加有化学预应力。

图4示出了具有以单层5形式的抗反射涂层的玻璃基底或玻璃陶瓷基底2的另一个根据本发明的实施方式的示意图。在此该单层优选涉及粘附力促进层。玻璃基底或玻璃陶瓷基底2通过单层5在所示的示例情况下具有抗菌的性能并且施加有化学预应力。通过示例描述这种基底的制造。

图5至10在各个示例中进行详细说明。

本发明的优势非常多:

本发明提供了多种性能的特殊结合,这些性能同时且持久地在一个玻璃基底或玻璃陶瓷基底中集成地呈现。本发明的具有持久多功能化的表面性能的该玻璃基底或玻璃陶瓷基底具有抗菌功能、抗反射功能和抗指纹功能的结合;或者具有抗菌功能、抗反射功能和抗指纹功能的结合,其中该基底施加有化学预应力;或者具有抗菌和抗反射的功能的结合,其中该基底施加有化学预应力。本发明还涉及用于制造这种基底的方法。

本发明提供了性能结合,该性能结合在此类现有技术中目前是未知的,对此每种单一的性能或功能不会受到另一种性能或功能的负面影响,而是这些性能或功能有利地补充并且充分地具备每种性能。

由此发现,在同时以抗菌方式配备和施加化学预应力的条件下获得用于表面压应力cs(compressivestress压应力)的值和压应力层的深度dol(depthofionexchangedlayer经离子交换的层的深度),该值和深度与例如仅通过离子交换施加化学预应力而并没有同时提供抗菌性能的玻璃或玻璃陶瓷处于相同的范围中。

af涂层的存在对于从玻璃表面或玻璃陶瓷表面释放抗菌效果的离子没有负面影响,从而能够不受阻碍地充分发挥抗菌的性能。在ar涂层上施加af涂层另外使得整个涂层系统的耐磨性能的改善。

根据本发明的玻璃基底或玻璃陶瓷基底存在于这样的应用中,在这些应用中高强度、抗反射性能和抗菌性能以及必要时抗指纹性能形式的性能结合是适宜和要求的。

在本发明中公开的玻璃基底或玻璃陶瓷基底用作任意形式的电子设备触摸屏以及住宅或工业领域中的许多装置,例如移动电话、智能电话、平板电脑、笔记本电脑、电视机、atm机、自动售票机的盖板玻璃,并且也能够是例如用于汽车、医院、博物馆、商店、住宅建筑和交通运输等应用中的任意形式和尺寸的控制-、信息-和/或操作-板或窗。

根据本发明的基底有利地用于将许多功能集成到一起的应用中,例如智能电话或平板电脑的触摸屏。为此根据本发明的基底施加有化学预应力,具有ar涂层和af涂层并且具备抗菌的性能。根据本发明的玻璃基底在这种情况下优选施加有化学预应力,从而该用于触摸屏中的非常薄的玻璃基底具备足够高的机械强度。ar涂层除了能够避免干扰性或对比度降低的反射之外还能够节省能量,因为由于降低了在玻璃-空气分界面上的反射而能够使显示模块以较低的亮度运转。玻璃表面的抗菌性能保护持续直接接触玻璃表面的使用者隔离表面上的细菌。最后玻璃表面的抗指纹性能非常有用,因为改善了玻璃的外观并且能够更容易清洁屏幕。特别是能够以更长的耐久性提供所述的各种功能。

根据本发明提供的玻璃基底或玻璃陶瓷基底因此以持久的方式赋予表面全部的功能,使得满足通常的工业品质标准。根据本发明的方法也适合于大规模生产。

接下来根据示例详细说明本发明,而本发明并不局限于此。

示例

示例1

玻璃基底:钠钙-浮法玻璃

经仔细清洁的、尺寸为100*200mm的钠钙-浮法玻璃涂覆有抗反射的涂层,该涂层由三层结构构成,如根据图2所示。该抗反射的涂层由三个层组成并且具有下述结构:玻璃基底(2)+m层(33)+t层(32)+s层(31)。s层(31)同时为粘附力促进层。这三个层通过浸渍涂布施加到玻璃上。

如下制造用于三个层的溶液:

s层:

预溶液

将60mlteos和125ml乙醇的混合物搅拌15分钟。随后加入30ml蒸馏水和12ml1n的硝酸。搅拌10分钟之后用675ml乙醇稀释该溶液。(该预溶液用于m层)

混合氧化物溶液:

为了获得粘附力促进层性能,在24小时之后将10.9gal(no3)3·9h2o溶解在95ml乙醇中,并且将5ml乙酰丙酮添加到预溶液中。

t层:

将68ml钛酸四丁酯、918ml乙醇(无水)、5ml乙酰丙酮和9ml乙基醋酸丁酯共同混合并且搅拌2小时。

m层:

通过混合s预溶液和t溶液制备用于制造具有中间折射率的m层的涂层溶液。m层溶液以75:25的氧化物重量%比例含有s溶液和t溶液的混合物。

示例1的各个层通过分开的浸渍步骤施加。玻璃材料浸入到浸渍溶液中。随后以6mm/秒的速率拉出该玻璃材料,对此环境氛围的湿气含量在5g/m3和12g/m3之间,优选8g/m3。随后在90至100℃蒸发溶剂。之后使经涂层的层在450℃的温度下硬化20分钟。

以溶胶-凝胶法设有ar涂层的试样随后浸入含有0.01重量%agno3的kno3盐浴中并且在430℃处理1小时。

随后通过液体打印技术在经离子交换的ar涂层的试样的一侧上涂覆af涂层。af涂层溶液是基于多氟聚醚、以商品名“pfpe”已知的产品,例如solvaysolexis的“s10”或者daikinindustriesltd的“optooldsxtm”或“optooltmaes4-e”。

由此根据示例1制造的玻璃基底具有ar涂层,施加有化学预应力,具备抗菌性能并且具有af涂层。

为了比较的目的,在图5中示出了测得的未经涂层的钠钙基底、在离子交换前经ar涂层的基底以及根据示例1制造的玻璃基底的透过率。

图5示出了根据本发明的玻璃基底的透过率显著提高,尽管玻璃表面具有各种不同的功能仍获得透过率的提高。

根据示例1获得的玻璃基底的压应力(cs)为332mpa并且dol(经离子交换的层的深度)为5.3μm。

示例1的玻璃基底在其af涂层的表面上的抗菌效果为>99.9%,不仅针对e.coli而且针对s.aureus。

示例1的玻璃基底的af涂层的表面的水接触角为112℃。在中性盐雾试验中检测玻璃基底的稳定性。当玻璃基底在35℃暴露于水和氯化钠中10周之后,测得的水接触角仍为105℃。这证明了,施加在玻璃基底上的涂层的耐久性非常高。

示例2

玻璃基底:铝硅酸盐玻璃

经仔细清洁的、尺寸为100*60*0.5mm的铝硅酸盐玻璃作为玻璃材料设有抗反射的涂层,该涂层具有如图4中所示的单层结构。该单层的ar层同时为粘附力促进层。

如下制造用于该单层的溶液:

将100mlteos与200ml乙醇和15ml0.1n的hcl混合。该混合物在40℃搅拌3小时。随后用300ml乙醇稀释该溶液并且必要时加入16gal(no3)3·9h2o以及继续搅拌半小时。在室温下溶液熟化24小时之后,该溶液用作浸渍涂层。

该基底玻璃在两侧上通过浸渍涂布法涂覆上述溶液。基底从液体的拉出速率为9mm/min。新鲜的涂层在200℃预加热2分钟并且随后将该经涂层的玻璃基底在450℃硬化1小时。

随后将该经涂层的玻璃基底浸入用于离子交换法的盐浴中,这在430℃的温度下进行4小时。在盐浴中的熔融的盐为混有0.02重量%agno3的kno3。

离子交换之后该玻璃进行清洁并且借助于传统的喷雾沉积法施加af涂层。

由此根据示例2制造的玻璃基底具有ar涂层,施加有化学预应力,具备抗菌性能并且具有af涂层。

在图6中示出了未经处理的玻璃基底与示例2的玻璃基底比较的透过率。

图6示出了根据示例2制造的玻璃基底相对于未经处理的玻璃基底高的透过率。

由示例2获得的玻璃基底的压应力(cs)为840mpa并且dol为35μm。

示例2在其af涂层的表面上的抗菌效果针对e.coli为>99.9%而且针对s.aureus为99.5%。

在示例2的af涂层的表面上的水接触角为115℃。

示例3

玻璃基底:具有下述组成的玻璃:

经仔细清洁的、具有上述组成的玻璃以100*200*3mm的尺寸用作玻璃材料,该玻璃涂覆有抗反射的涂层,该涂层由根据图2的三个层组成。该抗反射的涂层由三个层组成并且具有下述结构:玻璃基底(2)+m层(33)+t层(32)+s层(31)。s层同时为粘附力促进层。这三个层通过浸渍涂布技术施加到玻璃上。

如下制造用于三个层的溶液:

s层:

预溶液

将60mlteos和125ml乙醇的混合物搅拌15分钟。随后加入30ml蒸馏水和12ml1n的硝酸。搅拌10分钟之后用750ml乙醇稀释该溶液。(该预溶液用于m层)

混合氧化物溶液:

为了获得粘附力促进层性能,在24小时之后将10.9gal(no3)3·9h2o溶解在95ml乙醇中,并且将5ml乙酰丙酮添加到预溶液中。

t层:

将109g非晶的tio2粉末加入由802g乙醇和89g1,5-戊二醇组成的混合溶剂中。如下地进行tio2粉末的合成:1mol钛酸四乙酯与1mol乙酰丙酮反应并且随后与5mol水水解。除去溶剂之后将粉末在125℃干燥5小时。该非晶的粉末具有大约58重量%的tio2含量。

m层:

通过混合s预溶液和t溶液制得用于制造具有中间折射率的m层的涂层溶液。m层溶液可具有65:35的氧化物重量比例的s溶液和t溶液的混合物。

随后将玻璃基底在420℃的温度下浸入到用于实施离子交换方法的盐浴中6小时。在盐浴中的熔融的盐是混有0.02重量%agno3的kno3。

在实施离子交换之后试样进行清洁并且通过传统的热学真空沉积技术施加af涂层。

由此根据示例3制造的玻璃基底具有ar涂层,施加有化学预应力,具备抗菌性能并且具有af涂层。

示例3的玻璃基底的压应力(cs)为712mpa并且dol为30μm。

示例3的玻璃基底在其af涂层的表面上的抗菌效果为>99.9%,不仅针对e.coli而且针对s.aureus。

在示例3的af涂层的表面上的水接触角为115℃。

示例3的玻璃基底在离子交换之前和之后的反射性在图7中示出。图7示出了,示例3的玻璃基底的反射性通过离子交换实际没有受到负面影响。

示例4:

玻璃基底:具有下述组成的钠钙玻璃:

经仔细清洁的、上述组成的、具有100*200mm尺寸的钠钙玻璃基底设有抗反射的涂层,该涂层由根据图2的三个层组成。该抗反射的层具有下述结构:玻璃基底(2)+m层(33)+t层(32)+s层(31)。s层(31)同时为粘附力促进层。这三个层通过浸渍涂布施加到玻璃上。

如下制造用于三个层的溶液:

s层:

将45mlteos和125ml乙醇的混合物搅拌15分钟。随后加入38ml蒸馏水和1.7g37%的hcl。搅拌10分钟之后用675ml乙醇稀释该溶液。随后将溶于95ml乙醇中的10gsncl4·6h2o和5ml乙酰丙酮加入溶液。

t层:

将70ml钛酸四丁酯、920ml乙醇(无水)、5ml乙酰丙酮和10ml乙基醋酸丁酯共同混合并且搅拌2小时。

m层:

如示例3中所述地制造m层。

玻璃基底在420℃的温度下浸入用于施加化学预应力的纯kno3盐浴中8小时。随后该玻璃基底在另一个含银的盐浴中在430℃的温度下进行0.5小时的离子交换。在两个盐浴中的熔融的盐是混有0.1重量%agno3的kno3。

在离子交换之后对试样进行清洁并且通过液体打印技术施加af涂层。

由此根据示例4制造的玻璃基底具有ar涂层,施加有化学预应力,具备抗菌性能并且具有af涂层。

示例4的玻璃基底的压应力(cs)为339mpa并且dol为14μm。

示例4的玻璃基底在其af涂层的表面上的抗菌效果为>99.9%,不仅针对e.coli而且针对s.aureus。

在示例4的玻璃基底的af涂层的表面上的水接触角为113℃。

在图8中示出了根据示例4制造的玻璃基底在以2个步骤进行的离子交换之前和之后的反射性。图8示出了,根据示例4的玻璃基底在离子交换之前和之后的反射性实际没有差别,因此通过预应力和抗菌装备对抗反射的涂层没有负面影响。

示例5:

玻璃基底:不含锑的硼硅酸盐玻璃

经仔细清洁的、上述组成的、具有135*70*0.7mm尺寸的玻璃基底设有抗反射的涂层,该涂层由如图2所示的三层结构构成。该抗反射的层由三个层组成并且具有下述结构:玻璃基底(2)+s层(33)+t层(32)+s层(31)。s层(31)同时为粘附力促进层。这三个层通过浸渍涂布技术施加到玻璃上。

如下制造用于三个层的溶液:

s层:

将60mlteos与120ml乙醇和10ml0.1nhcl混合并且在40℃下搅拌3小时。随后加入9.5gal(no3)3、270ml乙醇和50ml乙基丙酮并且继续搅拌30分钟。

t层:

将30ml氧化钛异丙醇与36ml醋酸混合并且搅拌1小时。随后加入400ml乙醇并且搅拌1小时。最后往溶液中加入100ml乙酰丙酮并且搅拌1小时。

将玻璃基底在410℃的温度下浸入用于离子交换法的盐浴3小时。盐浴中的熔融的盐为混有0.5重量%agno3的kno3。

离子交换完成之后试样进行清洁并且通过传统的喷雾沉积技术施加af涂层。

由此根据示例5制造的玻璃基底具有ar涂层,施加有化学预应力,具备抗菌性能并且具有af涂层。

根据示例5制造的玻璃基底的压应力(cs)为407mpa并且dol为14μm。

根据示例5的玻璃基底在其af涂层的表面上的抗菌效果为>99.9%,不仅针对e.coli而且针对s.aureus。

在示例5的玻璃基底的af涂层的表面上的水接触角为114℃。

在图9中相对于根据示例5制造的玻璃基底示出了相同的但是未经处理的玻璃基底的透过率。

图9示出了,根据示例5的玻璃基底的透过率明显更高并且相对于未经处理的玻璃基底在450和500nm之间范围内的波长下具有最大值。

示例6:

玻璃基底:具有下述组成的硼硅酸盐玻璃

经仔细清洁的、上述组成的、具有100*200mm尺寸的硼硅酸盐玻璃设有抗反射的涂层,该涂层具有根据图4的单层。该单层的ar层是粘附力促进层。

如下制造用于该单层的溶液:

56g30%的sio2水溶液与120ml乙醇和10ml0.1n的hcl混合并且在40℃搅拌3小时,sio2水溶液通过nh4oh稳定,其中sio2具有8nm的平均颗粒尺寸。随后加入9.5gal(no3)3、270ml乙醇和50ml乙基丙酮并且继续搅拌30分钟。

该硼硅酸盐玻璃基底在两侧上以浸渍涂布法涂覆上述溶液。新鲜的涂层首先在200℃预加热2分钟,随后将该经涂层的玻璃基底在450℃硬化1小时。

随后将该经涂层的玻璃基底在430℃的温度下浸入用于实施离子交换法的盐浴中4小时。在盐浴中的熔融的盐为混有0.5重量%agno3的kno3。

离子交换完成之后试样进行清洁并且通过液体打印法施加af涂层。

由此根据示例6制造的玻璃基底具有ar涂层,施加有化学预应力,具备抗菌性能并且具有af涂层。

根据示例6制造的玻璃基底的压应力(cs)为213mpa并且dol为12μm。

示例6的玻璃基底在其af涂层的表面上的抗菌效果针对e.coli和s.aureus均为>99.9%。

在示例6的玻璃基底的af涂层的表面上的水接触角为112℃。

在图10中示出了未经处理的玻璃基底相对于根据示例6制造的玻璃基底的透过率。图10示出了,根据示例6制造的玻璃基底的透过率相比于未经处理的相同的玻璃基底的透过率明显更高。

附图标记列表

2玻璃基底或玻璃陶瓷基底

20玻璃基底或玻璃陶瓷基底的表面

3抗反射涂层的具有低折射率的层

4抗反射涂层的具有高折射率的层

5单层形式的抗反射涂层

31抗反射涂层的具有低折射率的层

32抗反射涂层的具有高折射率的层

33抗反射涂层的具有中间折射率的层

41、42、

43、44抗反射涂层的具有交替的高和低折射率的各个层

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