TW201217827A - Anti-fingerprint coating, product having anti-fingerprint coating and manufacture method thereof - Google Patents

Description

201217827 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明涉及一種塗料及其應用，特別是涉及一種抗指紋塗 料、具有抗指紋塗層的產品及該產品的製備方法。 【先前技術】 按’消費者對於手機、個人及工業電腦、pda、相機、ATM 等電子產品要求越來越高，除具有更多更強的功能之外，也要 求其更具便利性’觸控技術隨之廣泛應用。因此，不僅對電子 產品的外殼，而且電子產品的螢幕也提出了防指紋化 (anti-fingerprint)的要求。 人體手指上皮質所分泌的物質主要包括：約40°/。三酸甘油 酉曰（triglycerides)、約 25 % wax monoesters、約 15% free fatty acids、約12% squalene及約7%其他物質，以上物質皆為油酯 性’再加上手指表面也容易殘留水潰，不論是油酯或是水潰皆 非常容易附著於所接觸過的產品表面。 藉此，要使產品表面達到抗指紋的目的，必須使產品表面 具備疏水及疏油特性，產品表面的疏水及疏油特性的差別通常 取決於產〇〇表面與手指表面的表面能（surface energy )大小差 異。設定產品表面的表面能為㈧，液體的表面能為γ，當㈧^時 附著於手指表面的液體很容易附著於產品表面，而當時附 著於手指表面的液體不易附著於產品表面。水的表面能G)為 72mN/m，大部分油酯的表面能(γ)約為2〇4〇mN/m，大部分常 見的電子產品用材料’例如破璃、金屬、聚酯纖維（p〇lyest叶）、 聚乙烯（polyethylene)等的表面能皆大於2〇mN/m，因此水與 油醋容易附著於由這些材料製成的電子產品表面，從而間接殘 留指紋印。因此設計於玻璃、金屬、陶究、高分子基材表面塗 201217827 佈一表面能低於20mN/m的薄膜’以達到疏水、疏油抗指紋印 殘留的目的。而含氟的化合物普遍具備較低的表面能，聚四氟 乙烯（polytetrafluoroethylene )的表面能約為 20mN/m，氣氟 苯脲（cloflucarban，簡寫為-CF3 )分子的表面能約低於 10mN/m ’因此由含氟的化合物所形成的塗層能達到有效抗指 紋目的。 中華民國專利公開第200617419號，提出於電子產品表面 形成一’’表面抗指紋化塗層” ’即於電子產品表面形成一疏水性 奈米材料塗層、疏油性奈米材料塗層或超雙疏奈米材料塗層。 φ 其實質是於疏水性奈米材料塗層中含有各種聚合物奈米纖 維、各類有機矽烷化合物或含氟有機矽烷化合物等，或者於超 雙疏（疏油且疏水）奈米材料塗層中含有超雙疏陣列奈米碳管 膜’以使塗層具備疏水及疏油特性。 惟，上述的”表面抗指紋化塗層”的產品表面雖具有疏水性 或疏油性’但要達到疏水性及疏油性兩種特性皆有的超雙疏特 性塗層’則須形成上述的陣列奈米碳管膜。而陣列奈来碳管膜 的形成，一般須透過模板輔助生長碳管或須特殊的加工工藝來 φ 達到此一目的，不易大量生產，且其塗料配方主要適用的領域 為電子產品外殼的防指紋化。 有鑑於此，提供一種適用於電子產品外殼及螢幕表面處理 防指紋化’且製備簡單的塗層技術實為必要。 【發明内容】 本發明之目的係針對上述習知技術之不足提供一種抗指 紋塗料、具有抗指紋塗層的產品及該產品的製備方法，由該抗 指紋塗料製成具有抗指紋塗層的產品方法簡單，適合大量生 產0 5 201217827 一種抗指紋塗料，由以下步驟製成： (1) 將含氟高分子與溶劑混合得到含有氟高分子的塗料； (2) 將粒徑為5〜20nm的奈米粒子與溶劑混合，再加入含 氟偶合劑，並攪拌均勻，得到表面修飾有氟分子的奈米粒子溶 液； (3) 將步驟（1)得到的含有氟高分子的塗料與步驟（2) 得到的表面修飾有氟分子的奈米粒子溶液混合，並攪拌12〜24 小時後，即得到抗指紋塗料。 其中所述抗指紋塗料表面修飾氟分子的奈米粒子可以是 金屬氧化物、金屬或者高分子，再或者是碳球。 上述步驟（1)和步驟（2)中所述的溶劑為碳氟溶劑。 一種具有抗指紋塗層的產品，包括基材和覆蓋於基材表面 的抗指紋塗層，該抗指紋塗層係由如上所述之抗指紋塗料塗佈 於基材表面而製成。 一種具有抗指紋塗層的產品的製備方法，包括如下步驟： (1) 將抗指紋塗料塗佈於基材上，得到具有抗指紋塗層 的產品， (2) 將步驟（1)製備得到的具有抗指紋塗層的產品於溫 度80〜120°C下加熱0.5〜2小時，或者於室溫下自然乾燥24〜48 小時，從而於產品表面形成一厚度為10〜l〇〇nm的抗指紋塗層。 綜上所述，本發明係利用抗指紋塗層中含氟高分子及含氟 偶合劑的氟原子及奈米粒子表面所修飾的氟分子的低表面能 以及高度規則排列的奈米粒子所形成的立體屏障，有效使得手 指上的微小的油滴及水滴在接觸時不易吸附於產品表面，從而 使表面不會殘留指紋。且本發明具有抗指紋塗層的產品的製備 方法簡單，不需昂貴及特殊的反應設備，容易大量生產及降低 塗料生產成本，且電子產品的外殼及螢幕都適用。 201217827 【實施方式】 本發明之技術内容、構造特徵及其所達成之目的與功效， 以下詳予說明。 本發明抗指紋塗料由以下步驟製成： (1)將含氟高分子與碳氟溶劑混合得到含有氟高分子的 塗料。具體地，將0.1%〜0.5%的含氟高分子及99.5%〜99.9%的 含碳氟溶劑（methoxynonafluorobutane )混和得到含有氟高分 子的塗料；

(2) 將l〇g粒徑為5〜20nm的二氧化矽奈米粒子與l〇〇mi 碳敗溶劑混合’再加入〇·〇5〜0.2g的含氟偶合劑，並於室溫下 攪拌24小時，此時二氧化矽奈米粒子表面會修飾一層含氟分 子，即得到表面修飾有氟分子的二氧化矽奈米粒子溶液； (3) 將900ml步驟（1)得到的含有氟高分子的塗料與 100ml步驟（2)得到的表面修飾有氟分子的奈米粒子溶液混 合，並於室溫下攪拌12〜24小時後，即可得到抗指紋塗料。 其中奈米粒子可以是金屬氧化物，例如：二氧化鈦(Ti〇2)、 二氧化石夕(Si02)、1氧化二銘(A12〇3)、二氧化錯(Zr〇2)等；或 是金屬’例如：金、銀、銅等；或是高分子例如：ps、PM· 等；或是碳球。 本發明具有抗指紋塗層的產品的製備方法，包括如 驟： 得到具有抗指 (1)將上述之抗指紋塗料塗佈於基材上 紋塗層的產品； 本步驟中’塗佈時利用浸塗的方法，將抗指紋塗料塗佈於 產品表面，產品表面所形成的塗層中所包含 氣偶合劑可根據塗佈產品的材料種類不同優選適當官能基，以 201217827 確保會與基材形成化學鍵結。其中所包含的粒徑5-20 nm的奈 米粒子會自己形成一連續性且高規則排列的立體結構。 (2)將步驟（1)製備得到的具有抗指紋塗層的產品於溫 度80〜120°C下加熱0.5〜2小時，或者於室溫下自然乾燥24〜48 小時，此時，抗指紋塗料中奈米粒子表面的含氟高分子及含敗 偶合劑的上官能基會與產品表面的基材進行鍵接反應，從而於 產品表面形成一厚度為10~100nm的抗指紋塗層。 請參閱第一圖，為本發明具有抗指紋塗層的產品的抗指紋 塗層的示意圖。本發明具有抗指紋塗層的產品，藉由上述具有 抗指紋塗層的產品的製備方法製備而得，其包括基材3和覆蓋 於基材3表面的抗指紋塗層。該抗指紋塗層係由抗指紋塗料塗 佈於基材表面而製成，該抗指紋塗層中含有奈米粒子1、奈米 粒子1表面所修飾的含氟高分子4及含氣化合物2。 本發明具有抗指紋塗層的產品的抗指紋塗層中，奈米粒子 (本實施例中採用二氧化矽奈米粒子）自己形成高規則排列的 立體結構。由此，塗佈後產品的外殼及螢幕表面所形成的塗 層，利用奈米粒子本身規則排列的立體結構，有效達到雙重的 抗指紋效果；再加上抗指紋塗層中含氟高分子及含氟偶合劑的 氟原子及奈米粒子表面所修飾的氟分子的低表面能，使其具備 良好的疏水疏油特性，藉此使產品達到抗指紋效果。 其中產品可以是電子產品外殼及螢幕，例如手機螢幕、電 腦螢幕、PDA螢幕、工業電腦螢幕、相機螢幕、ATM螢幕等 需要使用觸控操作的物件。 塗佈產品的基材可以是玻璃、金屬、陶瓷、高分子中的一 種。 綜上所述，本發明係利用抗指紋塗層中含氟高分子及含氟 偶合劑的氟原子及奈米粒子表面所修飾的氟分子的低表面能 201217827 以及高度規則排列的奈米粒子所形成的立體屏障，有效使得手 指上的微小的油滴及水滴在接觸時不易吸附於產品表面，從而 使產品表面不會殘留指紋。且本發明具有抗指紋塗層的產品的 製備方法簡單，不需昂貴及特殊的反應設備，容易大量生產及 降低塗料生產成本，且電子產品的外殼及螢幕都適用。藉此， 本發明之「具有抗指紋塗層的產品及其塗佈方法」由上述揭露 之方法，可以達到所述之功效，且本發明之申請合乎專利之要 件，故依法提出申請。 【圖式簡單說明】 • 第一圖係本發明具有抗指紋塗層的產品的抗指紋塗層的 示意圖。 【主要元件符號說明】 奈米粒子 1 氟化合物 2 產品表面 3 氟分子 4

Claims (1)

1. 201217827 七、申請專利範圍： 1.一種抗指紋塗料，由以下步驟製成： (1) 將含氟高分子與溶劑混合得到含有氟高分子的塗料； (2) 將粒徑為5〜20nm的奈米粒子與溶劑混合，再加入含 氟偶合劑，並攪拌均勻，得到表面修飾有氟分子的奈米粒子溶 液； (3)將步驟（1)得到的含有氟高分子的塗料與步驟（2) 得到的表面修飾有氟分子的奈米粒子溶液混合，並攪拌12〜24 小時後，即得到抗指紋塗料。 2. 如申請專利範圍第1項所述之抗指紋塗料，其中所述的 奈米粒子是金屬氧化物。 3. 如申請專利範圍第1項所述之抗指紋塗料，其中所述的 奈米粒子是金屬。 4. 如申請專利範圍第1項所述之抗指紋塗料，其中所述的 奈米粒子是高分子。 5. 如申請專利範圍第1項所述之抗指紋塗料，其中所述的 奈米粒子是碳球。 6如申請專利範圍第1項所述之抗指紋塗料，其中步驟（1) 和步驟（2)中所述的溶劑為碳氟溶劑。 7. —種具有抗指紋塗層的產品，包括基材和覆蓋於基材表 面的抗指紋塗層，該抗指紋塗層係由如申請專利範圍第1 — 6 項中任意一項所述之抗指紋塗料塗佈於基材表面而製成。 8. 如申請專利範圍第7項所述之具有抗指紋塗層的產品， 其中所述基材可以是玻璃、金屬、陶瓷、高分子中的一種。 9. 一種具有抗指紋塗層的產品的製備方法，包括如下步驟： (1)將申請專利範圍第1 — 6項中任意一項所述之抗指紋 201217827 塗料塗佈於基材上，得到具有抗指紋塗層的產品； (2)將步驟（1)製備得到的具有抗指紋塗層的產品於溫 度80〜120°C下加熱0.5〜2小時，或者於室溫下自然乾燥24〜48 小時，從而於產品表面形成一厚度為10〜l〇〇nm的抗指紋塗層。 10.如申請專利範圍第9項所述之具有抗指紋塗層的產品 的製備方法，其中所述基材可以是玻璃、金屬、陶瓷、高分子 中的一種。

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