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树脂镜片镀膜
2005-11-13
树脂镜片的镀膜技术
   大约1970年, 树脂材料开始尝试作为眼镜片的新材料,自此,视光技术迅速发展,CR39,PMMA,PC这些折射率在1.52-1.65的材料开始用于眼镜基片,眼镜已不仅仅作为视力较正的工具,更成为一种装饰品来表达个性。
1. 玻璃镜片
近年为,由于树脂镜片的引进,玻璃镜片的重要性及销售量大大地减少,但即使今日,玻璃镜片也有一些树脂无法比拟的优点,如 * 硬度 * 方便擦洗 * 热稳定性 * 可镀性 玻璃比树脂有好的可镀性,玻璃镜片可加热到300度(而树脂只能加热到80度)所以很容易在玻璃片上镀上硬且牢固的增透膜,而且膜料更容易选择。为了取得最好的增透效果,最外面的膜层(与空气接触的一层)的折射率越低越好,通常玻璃镜片的最外层选用折射率1.38的氟化镁,在大于250度的情况下,氟化镁膜层非常牢固,而且其是目前可选择的最低折射率膜料。而树脂眼镜只能加热到80度,所以必须选择更高折射率的膜料,现在市场上主要使用折射率1.46的二氧化硅膜料。这也是为什么玻璃镜片比树脂镜片有更好的透过率。目前在美国,日本树脂片市场占有率大于90%,欧州约50%,而在欠发达国家玻璃镜片仍然占有绝大部分市场。目前中国眼镜市场正由玻璃向树脂过渡。
2.树脂镜片
虽然树脂有差的可镀性,但其优点也非常突出 * 不易碎 * 轻 * 易加工 当然其缺陷也众所周知:镜片软,抗刮能力低。但由于视光技术的日益近步,目前通过适当的镀膜工艺可以弥补这些缺点。 尽管镀膜本身与树脂镜片有一些难以调和的矛盾,如热敏感性,热膨胀系数,这些性质使基片与膜层之前有非常大的内应力,膜层易碎。为了得到最好的膜层,目前树脂镀膜由四部分组成, l 交联层 l 加硬(如果用浸入式加硬,可以使交联与加硬一次完成) l 增透膜 l 防水膜
3.联结层
树脂镜片出厂后,他们将面对不同厂家的生产条件,如不可控的潮湿度,过长或不正确的包装等。没有镀膜的镜片有不同的表面结构,而且要经过多次清洗,腐蚀和污染。为了向客户提供高度一致性的基片,所以要在基片上镀一层联结层,通常用铬,三氧化二铬,二氧化硅,一氧化硅和其它特别材料。
联结层必须很薄(2-5nm),否则就会应力或影响光学性质。
4.硬膜
上述说到已镀膜的镜片有两部分,软的基片和硬的膜层,而这两层之间有很强的破坏性应力。为了解决这种应力,最早科学家在镀制二氧化硅的时候,在真空室内放入有机单体,通过控制蒸发速率和压力,取得一种非均匀性加硬膜层,以减少应力。硬膜也可通过加硬方法取得(浸入有机硅熔剂)。
5.增透膜
除了基体温度,树脂镜片的镀膜方法与玻璃并无明显差异,通常使用2-4种材料镀制4-7层膜。高折射率用TiO2,Ti2O3,Ti3O5,Ta2O5,ZrO2,HfO2或一些混和物,氧化铝用作中折射率材料,二氧化硅作低折射率材料。最终消费通常对反射率没有特别要求,所以目前市场上的镜片透过率通常大于99%。眼镜配戴者对反射颜色更感兴趣,以满足个性化需求,目前软绿色比较流性。绿色波长通常为500-530nm,通过控制波长反射来取得所需颜色,由于绿光波长短,控制精度通常在1nm以下。市场上最流行的膜系为:L/H/L/H/L或L/H/L/H/L/H/L或L/M/H/L。最常用高折射率膜料为ZrO2。
6.防水膜
由于膜层多孔和镜片的静力作用,树脂镜片非常容易涨,为了防污,防水,可将有机硅化物(防水药)在最外层蒸镀上2-5nm的膜层,蒸发温度通常为360-450度。也有人用浸入法(CVD)发生产防水膜,将基片放入100度的有机硅溶剂中一定时间形成所需要的膜层。由于防水药折射率为1.5,而且膜层较薄,不会对光透过率有大的影响。蒸发防水膜可用钼舟蒸发或电子枪蒸发。
7.树脂镜片的检测
在产品销售给最终用户前,必需对镜片的质量,耐用性等进行测试,检测的三大要素是:透过率,颜色和硬度,测试的方法主要有
l 麻擦试验(给膜层施加一定的机械压力后摩擦)
l 盐水试验(约80度5-10%的盐水中蒸2分钟,在放入中冷水中一分钟,重复8-10次)
l 超声波试验,其它化学试验(如丙酮)。
韩国的厂家通常是将镜片入入10%的盐水蒸沸10分钟,用清水清洗后用刀划成10mm的6-7方块,用胶带沾3-4次后镜片以评定好坏。
 

 

 

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