防指紋コーティング工程：製造手順を段階ごとに解説

物理気相成長法（PVD）は、防指紋（AF）コーティングの形成方法として高く評価されている手法のひとつです。つまり、PVDとは、材料を固体の状態から気体の状態に変え、再び基材表面に薄い中間膜として堆積させる工程を指します。防指紋コーティングで一般的に使用される材料には、高い耐久性と撥油性を備えた窒化チタン、二酸化ケイ素、フッ素ポリマーなどがあります。

優れたPVD規格の発展に伴い、内部環境に生じる無駄を最小限に抑えながら、コーティング層の均一性や密着条件を改善する取り組みが進んできました。同様に、製品の曲面上で厚さを全面的に制御するには、成膜速度、温度、真空度のバランスを髪の毛ほどの細やかさで調整することが極めて重要になります。さまざまな報告によれば、業界では、より強力な真空技術やマグネトロンスパッタリングの活用に関心が向けられています。また、PVDコーティングを施した反射防止表面の耐汚染性を高め、長期にわたり輝きを維持するための徹底した取り組みは、新たな先端電子機器市場において中心的かつ不可欠な要件となっています。

ゾルゲルコーティングは、改質の自由度、費用対効果、効率の高さが評価され、防指紋（AF）コーティングを施す方法として好まれています。基本的な手順では、多くの場合、金属アルコキシドや前駆体を含む溶液を調製し、加水分解反応と縮合反応によってゲルを形成します。その後、生成したゾルまたはゲルを、浸漬、スプレー、スピンコーティングなどの工程によって基材表面に塗布し、均一なコーティング層を形成します。

コーティング塗布後には、ゲル層をしっかりと固化させ、基材への接着性を高めるための硬化工程が必要です。硬化中に界面が強固に保持されることで、所定の仕様に合った、薄く高耐久で、配位構造の整った中間膜層も形成されます。ゾルゲル工程では、撥水剤と撥油剤が、油、指紋跡、厄介な汚染物質をはじくうえで重要な役割を果たします。見た目に汚れがなく、なめらかな質感と光学的透明性を維持できます。

ゾルゲル工程には、目的に合わせてコーティングの厚さや表面特性を調整できる可能性など、多くの利点があります。ガラスからプラスチックまで、さまざまな基材に容易にコーティングできることも、全体的な汎用性を高めています。非常に薄く透明でありながら耐久性のある中間膜を形成できるため、外観と機能の維持が重要な民生用電子機器、自動車、建築用ガラスの各分野において、ゾルゲル工程は実用面で魅力的な選択肢となっています。

酸エッチングは、防指紋コーティングを形成する効果的な方法として一般に認められています。この工程では、マクロおよびナノレベルで表面特性を調整できます。通常は、管理された酸性溶液を基材表面に塗布して微細な凹凸を形成し、表面エネルギーを変化させます。この微細な凹凸によって指紋の残留物が大幅に目立ちにくくなり、清掃も格段に容易になるため、防指紋用途により適した表面となります。最良の結果を得るために、酸エッチングには撥水・撥油の表面処理を組み合わせ、油や水分をはじかせることがよくあります。

この技術は、ガラスや金属を含むほぼあらゆる種類の基材に適用できるため、民生用電子機器や自動車産業との関わりが非常に深い技術です。低コストで、表面特性を付与する際の自由度が高い方法です。そのため、意図した用途に適した機能を持たせ、必要な透明性と質感を実現できます。エッチングを先進的なコーティング技術に取り入れることで、販売担当者は、さまざまな用途ごとに正当性が問われる、細かく頻繁に生じる盗難防止上の課題に数多く取り組むことになります。

防指紋コーティングガラスとは何ですか、また強化ガラスとどう違いますか？

防指紋ガラスや防汚ガラスとも呼ばれる防指紋コーティングガラスは、防指紋コーティングやナノコーティングを施すことで、指紋や汚れを目立ちにくくしたガラスです。一方、強化ガラスは、耐衝撃性と安全性を高めるために熱処理を施したガラスを指し、その後、防指紋コーティングを施した強化カバーガラスとして使用することもできます。産業用機器や電子機器では、メーカーが強度を確保するための強化ガラスと防指紋コーティング表面を組み合わせ、耐久性が高く、清掃やメンテナンスも容易なガラスパネルを製造することがよくあります。

韓国のナノコーティングなどのナノ処理は、どのような仕組みでディスプレイ用ガラスに汚れを付きにくくするのですか？

これらの表面処理では、ガラス表面に超薄の撥油層を形成する必要があり、この層が撥油性を高め、油分の付着を防ぎ、タッチパネル上の指紋跡や拭き取り跡を目立ちにくくします。これらのコーティング層はハスの葉とよく似た仕組みで油脂の付着を抑え、汚れのない透明な外観と手入れのしやすさをもたらします。これらの工程は、電子機器、医療機器、通信システムの制御パネル、民生用タッチパネル向けのカバーガラスの二次加工工程に組み込むことができます。

粘着性の中間膜や反射防止コーティングでグレアを抑え、視認性を向上させることはできますか？

はい、AFガラスと反射防止コーティングの組み合わせもこれに含まれます。反射が増加し、光線透過率が不明瞭な状況で、両者はうまく併用できます。実際、防眩コーティングは鏡面反射によるグレアを確実に低減し、防指紋ナノ粒子はガラス表面全体の指紋や汚れを抑えるために使用されます。この組み合わせは、屋外や明るい場所向けにディスプレイ用ガラスを設計する際、指紋を監視するためによく用いられます。

タッチパネルのナノコーティングやその他の表面処理は、どのくらい持続しますか？

ナノコーティングや表面処理の耐久性は、使用状況、清掃方法、環境要因によって変わります。防指紋コーティングは比較的耐久性が高い場合もありますが、激しい摩耗や強力な洗浄処理によって急速に摩耗します。適切な規制指針に従い、保護作用のある洗浄剤を使用し、研磨洗浄や表面を傷つけるパッドを避けることで、防指紋層の寿命を延ばせます。大型のガラスパネルや使用頻度の高いタッチパネルについては、ガラスメーカーから、想定される持続期間や、処理を何回つなげられるかについての目安を得られます。

工場では防指紋ガラスをどのように製造しますか？

指紋の付着を防ぐタッチパネル用ガラスの製造には、基材となるガラスの種類の選定（安全性を高めるために強化ガラスがよく使われます）、切断、シルクスクリーン印刷、エッチング装飾からなる二次加工、キューティクル付着防止コーティングやナノコーティングの形成といった各種工程があります。これらのコーティングは、生産ライン内でも後工程でも施すことができ、心躍るような品質検査の取り組みにより、安定した光線透過率、最小限の反射、極めて高い防汚性が確保され、その結果、最終的なガラスカバーに、清掃しやすく長持ちするガラス板が得られます。

AFコーティングは、タッチパネルや電子機器のタッチ感度を妨げると思いますか？

AFコーティングを施した高品質のガラスは最も薄く、タッチパネルのタッチ感度を確保できるよう安全に設計されています。そのため、電子的な適合性のあるガラスにAFコーティングを適切に施せば、防眩層や防指紋層が静電容量式の力検知を妨げることはありません。通常、供給業者やメーカーは、特定の種類のガラスや、電子システム内で動作する他ブランドの部品と組み合わせて各コーティングを試験し、制御パネルやカバーガラス部品に空気力学的により適合する結果を検証します。