一種蝕刻低輻射薄膜的可印刷的蝕刻膏、蝕刻方法及製品的製作方法

2023-04-25 09:31:41 2

專利名稱：一種蝕刻低輻射薄膜的可印刷的蝕刻膏、蝕刻方法及製品的製作方法
一種蝕刻低輻射薄膜的可印刷的蝕刻膏、蝕刻方法及製品
技術領域：
本發明涉及鍍膜玻璃加工領域，尤其涉及蝕刻鍍膜玻璃領域。背景技術：
低輻射玻璃又稱Low-e玻璃，是在玻璃表面鍍上多層金屬或其他化合物組成的膜系產品，由於具有對可見光高透過及對中遠紅外線高反射的特性，因而低輻射玻璃是一種節能環保的產品，被廣泛地應用。根據Low-e鍍膜玻璃的製造工藝，可分為在線L0W_e鍍膜玻璃和離線Low-e鍍膜玻璃兩種，本發明屬於離線Low-e鍍膜玻璃領域。離線Low-e鍍膜玻璃是採用磁控濺射鍍膜技術生產的，其主要功能層為銀層，由於銀層特別容易氧化，所以普通的離線Low-e鍍膜玻璃不能進行加熱，只能用於中空玻璃。雖然近幾年出現的可鋼化Low-e鍍膜玻璃可以進行加熱，但可鋼化Low-e鍍膜玻璃也不同於用於汽車前擋夾層玻璃的可烘彎Low-e鍍膜玻璃，用於夾層玻璃的可烘彎低輻射鍍膜玻璃對膜系配置的要求比可鋼化低輻射鍍膜玻璃對膜系配置的要求要高得多，一般包括玻璃基板、電介質層、犧牲層、保護層、Ag膜層，如中國專利申請號CN200910054331. 2所述，該專利提供了一種可烘彎的離線低輻射玻璃，其中一個實施例的膜層結構自玻璃基板向外依次為玻璃基板、過渡層SiOxNy、第一電介質層 SiSnOx/TiOy、低輻射層Ag、第二電介質層TiOx/ZnSnOy、保護層SixNy。然而在實際應用中，Lowe玻璃的表面並不需要或者並不能全部覆蓋/塗覆L0W_e 膜層。一方面，Low-e膜層中的紅外反射層可能屏蔽電磁波信號的透過，如ETC、GPS、RF等； 另一方面，Low-e膜層鍍在玻璃板的外周邊的最邊緣區域容易造成膜層腐蝕，因此也需要把膜層邊緣部分除掉。同時，隨著人們生活水平的提高，對Low-e玻璃的美觀性也提出了很高要求，要在Low-e鍍膜玻璃上製備出各種各樣的圖案，如菱形等。根據現有技術狀況，蝕刻鍍膜玻璃的方法主要有雷射支持的蝕刻法或在掩模後通過的化學溼刻蝕法(如專利CN02127845. 8)，或通過如等離子體蝕刻的幹刻蝕法(如專利 CNOl 120689. 6)選擇性地蝕刻任何所需圖案。所述蝕刻方法的缺點在於耗時、浪費和成本昂貴，這些步驟在一些情況下在技術和安全方面複雜，並且頻繁間斷進行。為了避免或減少上述問題，研究人員在可印刷的蝕刻膏方面做了大量的工作。中國專利申請號CN200780040494. 4提供一種用於蝕刻透明和導電氧化物層的可印刷介質。該蝕刻介質用磷酸作為蝕刻成分，使用該蝕刻膏可以高度選擇性地蝕刻最細的線和結構而不破壞或影響相鄰表面。中國專利申請號CN200910037067. 1提供了一種金屬及金屬氧化物蝕刻油墨及其製備方法與應用，該油墨由非揮發性酸、水溶性高分子聚合物、油墨助劑及去離子水製備得到。可通過絲網印刷、膠印及平版印刷技術應用於金屬鎳、鎂、不鏽鋼及氧化銦錫化合物等金屬或金屬氧化物的蝕刻。W02004/032218A1公開了一種簡化方法，其中通過選擇性印刷上的鹼性蝕刻糊的作用在晶片表面中產生極細線或圖案。所使用的糊劑是不含顆粒的組合物，如KOH或NaOH 充當蝕刻成分。但上述蝕刻膏/蝕刻糊多是應用於太陽能電池、半導體、電子行業，沒有發現涉及 Lowe鍍膜玻璃的蝕刻技術及相關文獻。而且這些已有的蝕刻膏/蝕刻糊也不能直接拿來蝕刻汽車前擋夾層玻璃的可烘彎Low-e鍍膜玻璃而達到令人滿意的蝕刻效果，一是由於要蝕刻的成分不一致，二是由於用於汽車前擋夾層玻璃的可烘彎Low-e鍍膜玻璃的膜層更緻密，具有更好的耐久性和抗腐蝕性。

發明內容本發明所要解決的技術問題是針對現有蝕刻膏應用到低輻射薄膜上，在同樣條件下蝕刻時間長、側面蝕刻效果不好並且蝕刻的1.0mm線寬電阻達不到兆歐級別等的不足， 提供一種蝕刻低輻射薄膜的可印刷的蝕刻膏，還提供一種利用該蝕刻膏去蝕刻低輻射玻璃的方法，以及進一步得到的蝕刻產品。為實現上述目的，根據本發明的一個方面，提供了一種蝕刻低輻射薄膜的可印刷的蝕刻膏，包括酸性蝕刻劑和無機顆粒，其特徵在於所述酸性蝕刻劑質量百分比為30 70% ；所述無機顆粒質量百分比為10 60% ；還包括碘的醇溶液，其質量百分比為5 20%。根據本發明的另一方面，提供了一種應用上述蝕刻膏的蝕刻方法，其特徵在於將所述蝕刻膏印製在低輻射玻璃上，將該玻璃在150°C -300°C下進行烘烤處理時間不超過 30min,烘烤處理完畢後採用水或弱鹼水，清洗掉所剩蝕刻膏，再將玻璃進行烘乾處理。根據本發明的第三方面，提供了一種應用上述蝕刻膏得到的低輻射鍍膜玻璃，其特徵在於該低輻射鍍膜玻璃被所述蝕刻膏蝕刻後形成玻璃表面部分無鍍膜的圖案化低輻射鍍膜玻璃，其滿足條件刻蝕出的1. Omm線寬兩側電阻大於20ΜΩ。本發明的優點是採用較少的成分配製出一種可完全蝕刻低輻射膜層特別是汽車前擋低輻射膜層的蝕刻膏，原料簡單，成本較低，並起到很好的蝕刻效果，藉助該蝕刻膏可以在Low-e膜上選擇性蝕刻精細結構而不會或較少損害或侵蝕相鄰區域，而且所用時間短、速度快、溫度低，使其蝕刻出的1.0mm線寬的兩側的電阻達到ΜΩ級別，能大於20ΜΩ。

圖1為本發明所涉及的蝕刻膏蝕刻Low-e玻璃工藝流程圖；圖2為蝕刻後的鍍膜玻璃的剖面圖；圖3為蝕刻後的鍍膜玻璃的平面圖。
具體實施方式根據本發明的一個方面，提供了一種蝕刻低輻射薄膜的可印刷的蝕刻膏，包括酸性蝕刻劑和無機顆粒，其特徵在於所述酸性蝕刻劑質量百分比為30 70% ；所述無機顆粒質量百分比為10 60% ；
還包括碘的醇溶液，其質量百分比為5 20%。本發明所述的酸性蝕刻劑指磷酸和硫酸中的至少一種，所選用的磷酸的質量百分比濃度不小於20%，所選用的硫酸的質量百分比濃度為20 60%，所述酸性蝕刻劑(包含酸裡面的水)的含量佔整個蝕刻膏的總質量的30-70%。所述無機顆粒來自石墨、炭黑、矽粉、二氧化矽粉、磷酸鈣、磷酸鋇、硫酸鈣、硫酸鋇中的一種或多種，其質量百分比為10 60% ；如果磷酸和硫酸兩者都使用，那麼無機顆粒為石墨、炭黑、矽粉、二氧化矽粉。如果單獨使用磷酸，那麼無機顆粒還可為磷酸鈣、磷酸鋇。 如果單獨使用硫酸，那麼無機顆粒還可為硫酸鈣、硫酸鋇。所述無機顆粒的等效粒徑小於 IOum0所述碘的醇溶液質量百分比為5 20%，醇溶液來自乙醇、丙醇、乙二醇、丙三醇中的一種或多種。本發明所述的碘的醇溶液是碘單質溶解在醇類中，醇可為乙醇、丙醇、乙二醇、丙三醇的一種，也可為這四種醇的混合物或這四種醇分別與水的混合物或這四種醇混合後再與水混合形成的混合物。碘單質含量佔所述碘的醇溶液含量的質量百分比為1 8 %。碘是先溶解在醇溶液中，然後再和酸性蝕刻膏混合，而非直接把碘加入到酸中。本發明還可以包括還可以包括添加劑，來自水、增稠劑、流動控制劑、消泡劑、脫氣劑和粘合促進劑中的一種或多種。其中，作為溶劑的水為任何形式液態水，如去離子水、超純水，其含量可根據酸性蝕刻劑的使用量進行適當調整，使蝕刻膏適合印刷。根據本發明的另一方面，提供了一種應用上述蝕刻膏的蝕刻方法，其特徵在於將所述蝕刻膏印製在低輻射玻璃上，將該玻璃在150°C -300°C下進行烘烤處理時間不超過 30min,烘烤處理完畢後採用水或弱鹼水，清洗掉所剩蝕刻膏，再將玻璃進行烘乾處理。本發明所述的蝕刻方法是通過印刷方法將所述蝕刻膏印刷在低輻射膜上。可用絲網印刷、模板印刷、壓印、印花印刷、噴墨印刷或手工印刷的方法或通過分布技術將蝕刻膏適用於待蝕刻的膜面上。可以用觀0目不鏽鋼網板印刷製備好的蝕刻膏。原則上也可以使用聚酯或類似的絲網材料。至關緊要的因素是所選的絲網材料對蝕刻組合物種存在的蝕刻成分呈惰性。加熱方式可採用紅外加、可見光或微波，本發明的酸性蝕刻膏主要作用於 300°C以下。本發明的加熱實驗使用的是上海精宏實驗設備有限公司生產的電熱恆溫鼓風乾燥箱，蝕刻時間包括是指從室溫開始的加熱時間和保溫時間。圖1是酸性蝕刻膏蝕刻Low-e膜的工藝流程圖。其中膜層沉積包括沉積多種膜層， 如膏膜，Ag，等，其中膏膜層可包括單層膜，也可為多層膜複合而成的複合膜。可採用多種沉積方法，優選磁控濺射沉積方法。印刷蝕刻膏可通過絲網印刷、模板印刷、壓印、印花印刷、 噴墨印刷或手工印刷的方法或通過分布技術將蝕刻膏適用於待蝕刻的膜面上。烘烤處理是在一定的溫度下，對蝕刻膏進行保溫處理，如200°C，保溫20min。清洗脫膜是指用水或弱鹼水衝洗蝕刻膜面，使酸性蝕刻膏的膜層以及印刷酸性蝕刻膏的膜面脫膜，使用超聲或噴淋等外力協助方式清洗脫膜，效果更佳。乾燥處理是使清洗過的膜面乾燥，以方便儲存或下道工序等，可採用風刀吹乾、烘乾等多種方式進行乾燥處理。根據本發明的第三方面，提供了一種應用上述蝕刻膏得到的低輻射鍍膜玻璃，其特徵在於該低輻射鍍膜玻璃被所述蝕刻膏蝕刻後形成玻璃表面部分無鍍膜的圖案化低輻射鍍膜玻璃，其滿足條件刻蝕出的1. Omm線寬兩側電阻大於20ΜΩ。具體是將低輻射鍍膜玻璃1的低輻射膜面2刻蝕出寬度為1. Omm的線寬3，蝕刻後的鍍膜玻璃結構示意圖如圖2所示，採用的是市售萬用表，把萬用表的兩個表頭分別緊放在靠近線寬3兩側的邊緣且處於線寬的兩邊未被刻蝕的膜面2上，如圖3所示的A、B位置。萬用表顯示數值即為線寬3的電阻。而經本發明的蝕刻膏蝕刻出的1.0mm線寬3的電阻大於20ΜΩ。為了更好地理解和說明本發明，下面給出本發明保護範圍內的實施例。以下所述並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所做的任何修改、等同替換和改進等， 均應包含在本發明的保護範圍之內。實施例1蝕刻膏成分20ml 磷酸(85%)3ml碘酒(醫用)12g SiO2 i]r3ml去離子水在攪拌的情況下將磷酸、去離子水、碘酒相繼加入到燒杯中，攪拌均勻，然後再加入S^2粉，攪拌池，直至形成均勻的蝕刻介質。利用具有1.0mm線寬的300目網板，採用絲網印刷的方法，在中國專利申請號 CN200910054331. 2所描述了可烘彎的實施例1的Low-e玻璃上印刷蝕刻膏。印刷完畢後， 把Low-e玻璃放到烘箱中，在250°C下，對印刷有蝕刻膏的膜層進行烘烤處理25分鐘。烘烤處理完畢後採用水或弱鹼水，就能把膜層上的蝕刻膏清洗掉；利用超聲、噴淋等方式，清洗效果更佳。最後把蝕刻完的Low-e玻璃進行烘烤，以去除膜面水跡等。用萬用表測試線寬兩側的電阻大於20ΜΩ。實施例2蝕刻膏成分7ml 硫酸(30%)3ml碘酒(醫用)6g SiO2 i]r5ml去離子水在攪拌的情況下將硫酸、碘酒、去離子水相繼加入到燒杯中，攪拌均勻，然後再加入S^2粉，攪拌池，直至形成均勻的蝕刻介質。利用具有1.0mm線寬的300目網板，採用絲網印刷的方法，在福耀集團市售的可鋼 Lowe玻璃上印刷蝕刻膏。印刷完畢後，把Low-e玻璃放到烘箱中，在200°C下，對印刷有蝕刻膏的膜層進行烘烤處理20分鐘。烘烤處理完畢後採用水或弱鹼水，就能把膜層上的蝕刻膏清洗掉；利用超聲、噴淋等方式，清洗效果更佳。最後把蝕刻完的Low-e玻璃進行烘烤，以去除膜面水跡等。用萬用表測試線寬的電阻大於20ΜΩ。實施例3 (對比例1)以市售的水性環保蝕刻膏為例(以酸作為主要蝕刻成分)利用具有1.0mm線寬的300目網板，採用絲網印刷的方法，在中國專利申請號 CN200910054331. 2所描述了可烘彎的實施例1的Low-e玻璃上印刷蝕刻膏。印刷完畢後，
6把Low-e玻璃放到烘箱中，對其進行烘烤處理。烘烤處理完畢後採用水或弱鹼水，就能把膜層上的蝕刻膏清洗掉；利用超聲、噴淋等方式，清洗效果更佳。最後把蝕刻完的Low-e玻璃進行烘烤，以去除膜面水跡等。其電阻測試效果見表1。表1市售水性環保蝕刻膏蝕刻效果表
權利要求
1.一種蝕刻低輻射薄膜的可印刷的蝕刻膏，包括酸性蝕刻劑和無機顆粒，其特徵在於所述酸性蝕刻劑質量百分比為30 70% ； 所述無機顆粒質量百分比為10 60% ； 還包括碘的醇溶液，其質量百分比為5 20%。
2.根據權利要求1所述的蝕刻膏，其特徵在於所述碘的醇溶液中的醇溶液來自乙醇、 丙醇、乙二醇、丙三醇中的一種或多種。
3.根據權利要求2所述的蝕刻膏，其特徵在於所述碘的醇溶液中的碘單質佔所述碘的醇溶液的質量百分比為1 8%。
4.根據權利要求1所述的蝕刻膏，其特徵在於所述酸性蝕刻劑來自磷酸和硫酸中的至少一種。
5.根據權利要求4所述的蝕刻膏，其特徵在於所述酸性蝕刻劑所選用的磷酸的質量百分比濃度不小於20%，所選用的硫酸的質量百分比濃度為20 60%。
6.根據權利要求1所述的蝕刻膏，其特徵在於所述無機顆粒來自石墨、炭黑、矽粉、二氧化矽粉、磷酸鈣、磷酸鋇、硫酸鈣、硫酸鋇中的一種或多種。
7.根據權利要求6所述的蝕刻膏，其特徵在於所述無機顆粒的等效粒徑小於lOum。
8.根據權利要求1所述的蝕刻膏，其特徵在於所述蝕刻膏還可以包括添加劑，來自水、增稠劑、流動控制劑、消泡劑、脫氣劑和粘合促進劑中的一種或多種。
9.一種應用權利要求書1所述蝕刻膏的蝕刻方法，其特徵在於將所述蝕刻膏印製在低輻射玻璃上，將該玻璃在150°C -300°C下進行烘烤處理時間不超過30min，烘烤處理完畢後採用水或弱鹼水，清洗掉所剩蝕刻膏，再將玻璃進行烘乾處理。
10.一種應用權利要求1所述蝕刻膏得到的低輻射鍍膜玻璃，其特徵在於該低輻射鍍膜玻璃被所述蝕刻膏蝕刻後形成玻璃表面部分無鍍膜的圖案化低輻射鍍膜玻璃，其滿足條件刻蝕出的1. Omm線寬兩側電阻大於20ΜΩ。
全文摘要
本發明提供了一種蝕刻低輻射薄膜的可印刷的蝕刻膏、蝕刻方法及製品，涉及鍍膜玻璃加工領域，該蝕刻膏包括酸性蝕刻劑、無機顆粒、碘的醇溶液以及非必要的添加劑，可通過絲網印刷、模板印刷、噴墨印刷等印製技術印製在低輻射薄膜玻璃上，形成圖案化的低輻射鍍膜玻璃。優點是採用較少的成分配製出一種可完全蝕刻低輻射膜層特別是汽車前擋低輻射膜層的蝕刻膏，原料簡單，成本較低，並起到很好的蝕刻效果，藉助該蝕刻膏可以在Low-e膜上選擇性蝕刻精細結構而不會或較少損害或侵蝕相鄰區域，而且所用時間短、速度快、溫度低，使其蝕刻出的1.0mm線寬的兩側的電阻達到MΩ級別，能大於20MΩ。
文檔編號C03C15/00GK102424529SQ20111022085
公開日2012年4月25日 申請日期2011年8月3日 優先權日2011年8月3日
發明者何立山, 福原康太, 袁軍林 申請人:福耀玻璃工業集團股份有限公司