Xử lý lớp phủ của ống kính PC

Quá trình phủ cho ống kính PC (ống kính polycarbonate) nhằm mục đích tăng cường hiệu suất quang học, độ bền và chức năng của chúng, chủ yếu bao gồm các bước và công nghệ chính sau:

1. Tiền xử lý (làm sạch và kích hoạt)

Làm sạch siêu âm: Loại bỏ các chất gây ô nhiễm như dầu mỡ và bụi khỏi bề mặt ống kính.

Xử lý huyết tương: Tăng cường độ bám dính của lớp phủ bằng cách bắn phá bề mặt bằng huyết tương.

Xử lý hóa học: Làm sạch thêm và kích hoạt bề mặt bằng dung môi hoặc dung dịch axit hoặc kiềm.

2. Quá trình phủ cơ sở

Lớp phủ mồi

Mục đích: lấp đầy sự bất thường nhỏ trên bề mặt PC và cải thiện độ bám dính của các lớp phủ tiếp theo.

Phương pháp: Lớp phủ Spin, Lớp phủ nhúng hoặc Lớp phủ phun. Các vật liệu thường được sử dụng là mồi silane hoặc polyurethane.

Curing: Curing UV hoặc bảo dưỡng nhiệt (60 nhiệt80 ° C).

Lớp phủ cứng

Mục đích: Cải thiện khả năng chống trầy xước (PC vốn dĩ mềm).

Vật liệu: silicon dioxide (SiO₂), nhựa silicon hoặc acrylate.

Quá trình: lớp phủ nhúng hoặc phun xịt theo sau là chữa UV (chiếu xạ ánh sáng cực tím cường độ cao).

3. Quá trình phủ chức năng

Lớp phủ chống phản chiếu (Lớp phủ AR)

Mục đích: Giảm sự phản xạ và tăng độ truyền ánh sáng (ví dụ: nhiều lớp các oxit kim loại như MGF₂ và SIO₂).

Quá trình: bay hơi chân không (lắng đọng hơi vật lý (PVD)) hoặc cường độ từ tính, yêu cầu nhiều lớp (mỗi lớp dày là 1/4 bước sóng của ánh sáng).

Lớp phủ chống bốc cháy và chống thấm nước (lớp phủ kỵ nước/ocolophobic)

Mục đích: Chống dấu ngón tay, dễ dàng để làm sạch.

Vật liệu: Fluorosilanes (ví dụ: perfluoropolyether).

Quá trình: Lớp phủ phun hoặc lắng đọng chân không, thường được kết hợp với lớp phủ AR.

Lớp phủ ánh sáng màu đen

Mục đích: Hấp thụ hoặc phản ánh ánh sáng xanh có hại (bước sóng 400 Ném450nm).

Vật liệu: oxit kim loại hoặc thuốc nhuộm hữu cơ.

Quá trình: Được phủ đồng thời với lớp phủ AR hoặc được áp dụng riêng.

Lớp phủ chống tĩnh

Mục đích: Ngăn chặn sự hấp thụ bụi.

Vật liệu: Lớp phủ polymer hoặc pha tạp kim loại.

4. Công nghệ bảo dưỡng

Curing UV: Thích hợp cho lớp phủ hữu cơ (như lớp phủ cứng), nhanh và hiệu quả (chữa trong giây).

Chữa chữa nhiệt: Được sử dụng cho một số lớp phủ ổn định nhiệt độ cao (chẳng hạn như một số mồi nhất định).

Chữa Curing chùm tia điện tử: Được sử dụng trong một vài ứng dụng chính xác cao.

5. Xử lý và kiểm tra sau

Ủ: loại bỏ căng thẳng nội bộ và cải thiện sự ổn định của lớp phủ.

Kiểm tra chất lượng:

Kiểm tra độ bám dính (Phương pháp bicester).

Kiểm tra kháng mài mòn (Taber Abraser).

Kiểm tra hiệu suất quang học (máy quang phổ kế cho độ truyền và độ phản xạ).

Những thách thức chính và hướng đổi mới

Vấn đề bám dính: Bề mặt PC là kỵ nước, cần điều trị huyết tương hoặc tối ưu hóa mồi.

Điện trở nhiệt độ cao: PC có điểm nóng chảy thấp (khoảng 145 ° C), đòi hỏi quá trình bảo dưỡng nhiệt độ thấp.

Các quy trình thân thiện với môi trường: Lớp phủ dựa trên nước thay thế lớp phủ dựa trên dung môi để giảm lượng khí thải VOC.

Công nghệ nano: Ví dụ, phương pháp sol-gel có thể được sử dụng để tạo ra lớp phủ cứng nano.

Các ứng dụng điển hình

Ống kính kính mắt: Lớp phủ cứng AR + + Lớp phủ hỗn hợp kỵ nước.

Bìa đèn pha ô tô: Lớp phủ cứng chống thời tiết.

Bộ bảo vệ màn hình điện tử: Lớp phủ chống ánh sáng + chống tĩnh điện.

Sau đây là phân tích chi tiết về quy trình làm cứng ống kính PC:

1. Nguyên tắc cốt lõi của quá trình làm cứng

Điều trị cơ bản: Làm sạch bề mặt ống kính thông qua các phương pháp hóa học hoặc vật lý để loại bỏ dầu mỡ và tạp chất và tăng cường độ bám dính của lớp cứng.

Lớp phủ cứng: Phủ bề mặt ống kính bằng vật liệu cứng cao (như nhựa silicon) và tạo thành một lớp chống hao mòn thông qua bảo dưỡng.

Công nghệ bảo dưỡng: Chữa UV hoặc bảo dưỡng nhiệt thường được sử dụng để làm cho lớp phủ liên kết chặt chẽ với đế PC.

2. Phương pháp làm cứng chính

(1) lớp phủ nhúng

Quá trình: Nhúng ống kính trong chất lỏng cứng → kéo ở tốc độ không đổi để kiểm soát độ dày → UV/bảo dưỡng nhiệt.

Ưu điểm: Lớp phủ đồng đều, phù hợp cho sản xuất hàng loạt.

Điểm chính: Công thức chất lỏng cứng (bao gồm nano-silica và các thành phần khác) và điều kiện bảo dưỡng (cường độ UV, nhiệt độ).

(2) Lớp phủ spin

Quá trình: Khắc phục ống kính trên bàn xoay, thêm chất lỏng cứng → xoay tốc độ cao và spin đều → bảo dưỡng.

Ưu điểm: Độ dày có thể kiểm soát, phù hợp cho các yêu cầu chính xác cao.

Nhược điểm: Lượng chất thải vật liệu lớn.

(3) Phương pháp lớp phủ chân không

Công nghệ: SiO₂ và các màng cứng vô cơ khác được lắng đọng trên bề mặt thông qua PVD (lắng đọng hơi vật lý).

Các tính năng: Độ cứng cực kỳ cao (gần bằng kính), nhưng chi phí cao và đòi hỏi thiết bị đặc biệt.

(4) Điều trị huyết tương

Chức năng: Làm sạch bề mặt và kích hoạt các phân tử thông qua plasma để cải thiện độ bám dính của lớp phủ.

Ứng dụng: Thường được sử dụng làm tiền xử lý hoặc kết hợp với phương pháp nhúng.

3. Vật liệu cho lớp phủ cứng

Nhựa silicon: Sự lựa chọn chính, tạo thành một mạng liên kết chéo thông qua việc chữa UV.

Vật liệu nanocompozit: chẳng hạn như nano-SIO₂ và al₂o₃ phân tán trong nhựa, cải thiện đáng kể độ cứng.

Polyurethane acrylate: Tính linh hoạt tốt và khả năng chống va đập mạnh mẽ.

4. Các tham số quy trình chính

Điều kiện bảo dưỡng: Bước sóng UV (thường là 365nm), năng lượng (500-1000MJ/cm²), nhiệt độ (60-80).

Độ dày lớp phủ: Nói chung là 2-5μm. Lớp phủ dày hơn dễ bị nứt, trong khi lớp phủ mỏng hơn có thể dẫn đến không đủ khả năng chống mài mòn.

Kiểm soát môi trường: Phòng không có bụi (ISO Class 7 trở lên), độ ẩm 40-60%.

5. Tiêu chuẩn kiểm tra chất lượng

Khả năng chống mài mòn: Thử nghiệm mài mòn Taber (bánh mài CS-10, tải trọng 500g, Haze thay đổi ≤5% sau 1000 chu kỳ).

Độ bám dính: Kiểm tra dao lưới (ASTM D3359, 4B trở lên).

Độ cứng: Kiểm tra độ cứng của bút chì (≥3h là chấp nhận được).

Kháng thời tiết: Thử nghiệm lão hóa UV (không có vết nứt hoặc vàng sau 500 giờ).

6. Các vấn đề và giải pháp phổ biến

Lớp phủ Delamination: Tối ưu hóa xử lý bề mặt (như kích hoạt plasma) hoặc điều chỉnh các thông số bảo dưỡng.

Biến bề mặt vỏ: gây ra bởi độ nhớt quá mức của dung dịch cứng hoặc tốc độ lớp phủ spin không đồng đều; điều chỉnh công thức hoặc quy trình.

Bong bóng không khí: khử khí chân không hoặc giảm tốc độ kéo/spin.