多色膜玻璃及其生产方法与设备与流程

本发明涉及基材镀膜技术领域，具体涉及一种多色膜玻璃及其生产方法与设备。

背景技术：

目前，电子产品的外观设计成为了一款产品能否取得成功的重要因素，这其中也包括了产品的外观颜色设计。以手机外壳背板的颜色设计为例，目前绝大部分手机外壳背板上只能同时存在有一种颜色，而且颜色均匀性分布。此类设计方便手机背板大规模连续式生产，从而满足市场对数量的需求。

但是，上述设计也存在局限性，因为手机背板上的颜色相对单调，而且市售该类产品同质化严重，缺乏新鲜度(见图1)。此局限是由目前规模化生产的镀膜设备及工艺设计所造成。具体地，传统大面积连续镀膜线示意图如图2所示，在传统的大面积连续镀膜线上，各公司一直在致力于追求更极致的膜层均匀性及连续生产能力。在此理念上，所制造的大面积连续镀膜线很难实现规模化高品质的生产。

基于此，为了解决现有产品颜色单一的缺陷，提供一种新型的能够使产品同时拥有丰富多彩的外观颜色的生产工艺和设备具有重要意义。

技术实现要素：

针对现有技术中的缺陷，本发明旨在提供一种多色膜玻璃及其生产方法与设备。本发明提供的生产方法，能够有效解决现有产品颜色单一的缺陷，使得产品外观颜色同时拥有丰富的多种组合。同时，当以不同的角度观察本发明多色膜玻璃时，其可呈现不同的靓丽颜色，并且该设备可以进一步设计成可大规模连续生产的镀膜设备，具有广泛的应用价值。

为此，本发明提供如下技术方案：

第一方面，本发明提供一种用于生产多色膜玻璃的设备，设备包括数个传送辊道和与各传送辊道相匹配的控制系统，能够有效用于连续生产非均匀膜层；其中，传送辊道用于放置镀膜基材，且各传送辊道独立设置；当设备用于镀膜时，通过控制系统调整各传送辊道上镀膜基材的速度，使得镀制的膜层厚度出现可控变化，得到多色膜玻璃。

优选地，控制系统包括驱动电机，且驱动电机的运行控制模式包括变速控制和/或匀速控制。

优选地，设备还包括磁控溅射系统，采用磁控溅射法在镀膜基材上镀膜；且待镀膜层对应的阴极下与各传送辊道相匹配。

第二方面，本发明提供一种用于生产多色膜玻璃的生产方法，采用本发明提供的设备，包括以下步骤：采用磁控溅射法在基材上镀膜，每层膜对应阴极下的传送辊道为独立模式，且镀膜时，各传送辊道根据预设的速度曲线，自动调整镀膜基材经过每个阴极时的速度，使得镀制的膜层厚度出现可控的变化，最终得到多色膜玻璃。

具体地，每层膜对应阴极下的传送辊道都可独立调整，同时控制系统会对镀膜基材的位置精准控制。当基材需要镀膜时，根据设定好的每个电机的速度曲线，设备自动调整基材精彩经过每个阴极时的速度，使得镀制的膜层厚度出现可控的变化，从而使得在同一片基材上的不同位置可实现不同的颜色。

优选地，磁控溅射的具体条件为：本体真空度<8×10^-6mbar；且镀膜材料的种类大于或等于两种时，相邻两个不同工艺气氛的隔离系数>20。

优选地，基材选用玻璃基材，且在玻璃基材上镀制氮化硅层、氧化硅层和氧化钛层中的一种或多种。需要说明的是，适用于磁控溅射法镀膜的其他材料也是可以；实际生产过程中，本领域技术人员可以根据实际情况调整镀膜材料的种类和比例。

优选地，镀制氮化硅层时进行变速控制，且优选为匀减速直线模式；镀制除氮化硅之外的其他层时，采用恒速控制。

优选地，镀制氮化硅层时，溅射阴极工作气氛为4～5×10^-3mbar，工艺配气比例为450sccm氩气/650sccm氮气；镀制氧化钛层时，溅射阴极工作气氛为3～4.5×10^-3mbar，工艺配气比例为800ccm氩气/70sccm氧气；镀制氧化硅层时，溅射阴极工作气氛为2.5～3.5×10^-3mbar，工艺配气比例为500ccm氩气/360sccm氧气。

优选地，在玻璃基材上依次镀制第一氮化硅层、氧化硅层、第二氮化硅层和氧化钛层，且玻璃基材、第一氮化硅层、氧化硅层、第二氮化硅层和氧化钛层的厚度之比依次为6mm：(110～230)nm：(30～50)nm：(110～160)nm：(15～25)nm。

第三方面，采用本发明方法制备得到的多层膜玻璃。

本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

(1)申请人经过大量实验发现：本发明提供的生产方法，能够有效解决现有产品颜色单一的缺陷，使得产品外观颜色同时拥有丰富的多种组合。同时，当以不同的角度观察本发明多色膜玻璃时，其可呈现不同的靓丽颜色，并且生产设备可以设计成可大规模连续生产的镀膜设备，具有广泛的应用价值。

(2)采用本发明提供的镀膜设备，可实现连续大面积生产非均匀膜层产品，生产效率与传统设备相比会有革命性的提高；与此同时，本发明镀膜设备可对产品在镀膜工艺腔内行进的位置精准控制，使产品批次间的一致性提供更有利的保证。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1为本发明背景技术中手机背板的颜色示意图；

图2为本发明背景技术中传统大面积连续镀膜线的示意图；

图3为本发明实施例中镀膜设备的结构示意图；

图4为本发明实施例中多层膜玻璃各膜层厚度配比示意图；

图5为本发明实施例中镀制第一氮化硅层的速度曲线图；

图6为本发明实施例中镀制第二氮化硅层的速度曲线图；

图7为本发明实施例中镀制其他膜层的速度曲线图；

图8为本发明实施例中多层膜玻璃成品从正面观察的颜色图；

图9为本发明实施例中多层膜玻璃成品从45°角观察的颜色图；

图10为本发明实施例中多层膜玻璃生产得到的手机背板的颜色示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚的说明本发明的技术方案，因此只作为实例，而不能以此来限制本发明的保护范围。

下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的试验材料，如无特殊说明，均为自常规试剂商店购买得到的。以下实施例中的定量试验，均设置三次重复实验，数据为三次重复实验的平均值或平均值±标准差。

本发明提供一种用于生产多色膜玻璃的设备，如图3所示，设备包括数个传送辊道和与各传送辊道相匹配的控制系统驱动电机；其中，传送辊道用于放置镀膜基材，且各传送辊道独立设置；当设备用于镀膜时，通过驱动电机调整各传送辊道上镀膜基材的速度，使得镀制的膜层厚度出现可控变化，得到多色膜玻璃。

在本发明的进一步实施方式中，设备还包括磁控溅射系统，采用磁控溅射法在镀膜基材上镀膜；且待镀膜层对应的阴极下与各传送辊道相匹配。

另外，本发明提供一种用于生产多色膜玻璃的生产方法，采用上述设备，包括以下步骤：

采用磁控溅射法在玻璃基材上镀膜，每层膜对应阴极下的传送辊道为独立模式，且镀膜时，各传送辊道根据预设的速度曲线，自动调整玻璃基材经过每个阴极时的速度，使得镀制的膜层厚度出现可控的变化，最终得到多色膜玻璃。其中，磁控溅射的具体条件为：本体真空度<8×10^-6mbar；且镀膜材料的种类大于或等于两种时，相邻两个不同工艺气氛的隔离系数>20。

下面结合具体实施方式进行说明。

本实施例提供一种多色膜玻璃的生产方法，包括以下步骤：

采用磁控溅射法在镀膜基材上镀膜；待镀膜层对应阴极下的传送辊道设置为独立模式，且各传送辊道均配置有驱动电机；控制磁控溅射的本体真空度<8×10^-6mbar，镀膜时，各传送辊道根据预设的速度曲线，自动调整玻璃基材经过每个阴极时的速度。具体地，在玻璃基材上依次镀制第一氮化硅层、氧化硅层、第二氮化硅层和氧化钛层，且相邻两个不同工艺气氛的隔离系数>20；

生产过程中，

溅射阴极工作气氛：氮化硅：4～5×10^-3mbar，氧化钛：3～4.5×10^-3mbar，氧化硅：2.5～3.5×10^-3mbar。

工艺配气比例：氮化硅：450sccm氩气/650sccm氮气，氧化钛：800ccm氩气/70sccm氧气，氧化硅：500ccm氩气/360sccm氧气。

膜层厚度配比：玻璃基材、第一氮化硅层、氧化硅层、第二氮化硅层和氧化钛层的厚度之比依次为6mm：(110～230)nm：(30～50)nm：(110～160)nm：(15～25)nm，各膜层厚度配比示意图如图4所示。

其中，镀制氮化硅层时采用匀减速直线模式，图5和图6分别为镀制第一氮化硅层和第二氮化硅层的速度曲线图；镀制除氮化硅之外的其他层时，采用恒速控制，速度曲线如图7所示。

实验结果：在本实施例条件下，可在同一玻璃基片上使膜层厚度出现渐变，从而使得基片的外观出现渐变的颜色，图8为本发明实施例中多层膜玻璃成品从正面观察的颜色图；图9为本发明实施例中多层膜玻璃成品从45°角观察的颜色图见样品。

进一步地，本发明提供的生产设备和方法可用于电子产品外壳背板的制备过程中，如图10所示，其为采用本发明方法和设备生产得到的手机壳体背板的颜色示意图。

当然，除了上述实施例列举的情况，选用其他的镀膜材料、工艺配气比例、各传送辊道上镀膜基材的速度等其他参数和条件也是可以的。

本发明提供的生产方法，能够有效解决现有产品颜色单一的缺陷，使得产品外观颜色同时拥有丰富的多种组合。同时，当以不同的角度观察本发明多色膜玻璃时，其可呈现不同的靓丽颜色，并且该设备可以进一步设计成可大规模连续生产的镀膜设备，具有广泛的应用价值。此外，采用本发明提供的镀膜设备，可实现连续大面积生产非均匀膜层产品，生产效率与传统设备相比会有革命性的提高；且本发明镀膜设备可对产品在镀膜工艺腔内行进的位置精准控制，使产品批次间的一致性提供更有利的保证。

在本发明的描述中，需要理解的是，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。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。