การประมวลผลการเคลือบเลนส์พีซี

กระบวนการเคลือบสำหรับเลนส์พีซี (เลนส์โพลีคาร์บอเนต) มีจุดมุ่งหมายเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการใช้แสงความทนทานและการใช้งานของพวกเขาซึ่งครอบคลุมขั้นตอนและเทคโนโลยีที่สำคัญต่อไปนี้เป็นหลัก:

1. การปรับสภาพ (การทำความสะอาดและการเปิดใช้งาน)

การทำความสะอาดอัลตราโซนิก: กำจัดสารปนเปื้อนเช่นจาระบีและฝุ่นออกจากพื้นผิวเลนส์

การรักษาด้วยพลาสมา: ช่วยเพิ่มการยึดเกาะด้วยการทิ้งระเบิดพื้นผิวด้วยพลาสมา

การรักษาด้วยเคมี: ทำความสะอาดเพิ่มเติมและเปิดใช้งานพื้นผิวโดยใช้ตัวทำละลายหรือสารละลายที่เป็นกรดหรือเป็นด่าง

2. กระบวนการเคลือบฐาน

การเคลือบสีรองพื้น

วัตถุประสงค์: เติมเต็มความผิดปกติเล็กน้อยบนพื้นผิวพีซีและปรับปรุงการยึดเกาะของการเคลือบที่ตามมา

วิธีการ: การเคลือบสปิน, การเคลือบแบบจุ่มหรือการเคลือบสเปรย์ วัสดุที่ใช้กันทั่วไปคือไพรเมอร์ไซเลนหรือโพลียูรีเทน

การบ่ม: การบ่ม UV หรือการบ่มความร้อน (60–80 ° C)

การเคลือบแข็ง

วัตถุประสงค์: ปรับปรุงความต้านทานรอยขีดข่วน (พีซีอ่อนโดยเนื้อแท้)

วัสดุ: ซิลิกอนไดออกไซด์ (SIO₂), ซิลิโคนเรซินหรืออะคริเลต

กระบวนการ: การเคลือบแบบจุ่มหรือการเคลือบสเปรย์ตามด้วยการบ่ม UV (การฉายรังสีอัลตราไวโอเลตความเข้มสูง)

3. กระบวนการเคลือบฟังก์ชั่น

การเคลือบป้องกันการสะท้อนแสง (การเคลือบ AR)

วัตถุประสงค์: ลดการสะท้อนและเพิ่มการส่งผ่านแสง (เช่นหลายชั้นของออกไซด์โลหะเช่นMGF₂และSIO₂)

กระบวนการ: การระเหยสูญญากาศ (การสะสมไอทางกายภาพ (PVD)) หรือการสปัตเตอร์แม็กเทอร์ต้องใช้หลายชั้น (แต่ละชั้นความหนาแต่ละชั้นคือ 1/4 ความยาวคลื่นของแสง)

การเคลือบต่อต้านการปนเปื้อนและน้ำ (สารเคลือบผิวที่ไม่ชอบน้ำ/โอเลโซฟีบิก)

วัตถุประสงค์: Anti-Fingerprint ทำความสะอาดง่าย

วัสดุ: fluorosilanes (เช่น perfluoropolyether)

กระบวนการ: การเคลือบสเปรย์หรือการสะสมสูญญากาศมักจะรวมกับการเคลือบ AR

การเคลือบด้วยแสงสีน้ำเงิน

วัตถุประสงค์: ดูดซับหรือสะท้อนแสงสีน้ำเงินที่เป็นอันตราย (ความยาวคลื่น 400–450Nm)

วัสดุ: ออกไซด์โลหะหรือสีย้อมอินทรีย์

กระบวนการ: เคลือบพร้อมกันด้วยการเคลือบ AR หรือใช้แยกต่างหาก

สารเคลือบป้องกันสถิต

วัตถุประสงค์: ป้องกันการดูดซึมฝุ่น

วัสดุ: โพลีเมอร์นำไฟฟ้าหรือสารเคลือบผิว

4. เทคโนโลยีการบ่ม

การบ่ม UV: เหมาะสำหรับการเคลือบอินทรีย์ (เช่นการเคลือบแข็ง) เร็วและมีประสิทธิภาพ (การบ่มในไม่กี่วินาที)

การบ่มความร้อน: ใช้สำหรับการเคลือบที่มีอุณหภูมิสูง (เช่นไพรเมอร์บางชนิด)

การบ่มลำแสงอิเล็กตรอน: ใช้ในแอพพลิเคชั่นที่มีความแม่นยำสูง

5. หลังการประมวลผลและการทดสอบ

การหลอม: กำจัดความเครียดภายในและปรับปรุงความมั่นคงในการเคลือบ

การทดสอบคุณภาพ:

การทดสอบการยึดเกาะ (วิธี Bicester)

การทดสอบความต้านทานต่อรอยขีดข่วน (Taber Abraser)

การทดสอบประสิทธิภาพทางแสง (สเปกโตรโฟโตมิเตอร์สำหรับการส่งผ่านและการสะท้อนแสง)

ความท้าทายที่สำคัญและทิศทางนวัตกรรม

ปัญหาการยึดเกาะ: พื้นผิวพีซีเป็นไม่ชอบน้ำต้องใช้การรักษาด้วยพลาสมาหรือการเพิ่มประสิทธิภาพไพรเมอร์

ความต้านทานอุณหภูมิสูง: พีซีมีจุดหลอมเหลวต่ำ (ประมาณ 145 ° C) ซึ่งต้องใช้กระบวนการบ่มอุณหภูมิต่ำ

กระบวนการที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม: การเคลือบด้วยน้ำแทนที่การเคลือบด้วยตัวทำละลายเพื่อลดการปล่อย VOC

นาโนเทคโนโลยี: ตัวอย่างเช่นวิธี Sol-Gel สามารถใช้ในการผลิตสารเคลือบแข็งระดับนาโน

แอปพลิเคชันทั่วไป

เลนส์แว่นตา: AR + การเคลือบแข็ง + การเคลือบคอมโพสิตไฮโดรโฟบิก

ครอบคลุมไฟหน้ายานยนต์: การเคลือบแข็งที่ทนต่อสภาพอากาศ

ตัวป้องกันหน้าจออิเล็กทรอนิกส์: ต่อต้านแสงแวววาว + การเคลือบป้องกันการต้าน

ต่อไปนี้เป็นการวิเคราะห์โดยละเอียดของกระบวนการชุบแข็งเลนส์พีซี:

1. หลักการหลักของกระบวนการชุบแข็ง

การรักษาฐาน: ทำความสะอาดพื้นผิวเลนส์ผ่านวิธีการทางเคมีหรือทางกายภาพเพื่อกำจัดไขมันและสิ่งสกปรกและเพิ่มการยึดเกาะของชั้นแข็ง

การเคลือบแข็ง: เคลือบผิวเลนส์ด้วยวัสดุที่มีความทนทานสูง (เช่นซิลิโคนเรซิน) และสร้างชั้นทนต่อการสึกหรอผ่านการบ่ม

เทคโนโลยีการบ่ม: การบ่ม UV หรือการบ่มความร้อนมักใช้เพื่อให้การเคลือบติดกันอย่างแน่นหนากับสารตั้งต้นพีซี

2. วิธีการชุบแข็งหลัก

(1) การเคลือบแบบจุ่ม

กระบวนการ: แช่เลนส์ในของเหลวแข็ง→ดึงด้วยความเร็วคงที่เพื่อควบคุมความหนา→ UV/การบ่มความร้อน

ข้อดี: การเคลือบแบบสม่ำเสมอเหมาะสำหรับการผลิตจำนวนมาก

ประเด็นสำคัญ: สูตรของเหลวแข็งตัว (รวมถึงนาโน-ซิลิก้าและส่วนผสมอื่น ๆ ) และเงื่อนไขการบ่ม (ความเข้มของรังสี UV, อุณหภูมิ)

(2) การเคลือบสปิน

กระบวนการ: แก้ไขเลนส์บนโต๊ะหมุนเพิ่มของเหลวแข็ง→การหมุนความเร็วสูงและการหมุนอย่างสม่ำเสมอ→การบ่ม

ข้อดี: ความหนาที่ควบคุมได้เหมาะสำหรับข้อกำหนดที่มีความแม่นยำสูง

ข้อเสีย: ขยะจำนวนมาก

(3) วิธีการเคลือบสูญญากาศ

เทคโนโลยี: SiO₂และฟิล์มแข็งอนินทรีย์อื่น ๆ จะถูกฝากบนพื้นผิวผ่าน PVD (การสะสมไอทางกายภาพ)

คุณสมบัติ: ความแข็งสูงมาก (ใกล้กับกระจก) แต่ราคาสูงและต้องใช้อุปกรณ์พิเศษ

(4) การรักษาด้วยพลาสมา

ฟังก์ชั่น: ทำความสะอาดพื้นผิวและเปิดใช้งานโมเลกุลผ่านพลาสมาเพื่อปรับปรุงการยึดเกาะของการเคลือบ

แอปพลิเคชัน: มักใช้เป็นการปรับสภาพหรือใช้ร่วมกับวิธีการจุ่ม

3. วัสดุสำหรับการเคลือบแข็ง

ซิลิโคนเรซิน: ตัวเลือกกระแสหลักสร้างเครือข่ายข้ามที่เชื่อมโยงผ่านการบ่ม UV

วัสดุนาโนคอมโพสิต: เช่น Nano-Sio₂และAl₂o₃กระจายตัวในเรซินเพื่อปรับปรุงความแข็งอย่างมีนัยสำคัญ

โพลียูรีเทนอะคริเลต: ความยืดหยุ่นที่ดีและความต้านทานต่อแรงกระแทกที่ดี

4. พารามิเตอร์กระบวนการสำคัญ

เงื่อนไขการบ่ม: ความยาวคลื่น UV (ปกติ 365nm), พลังงาน (500-1000MJ/cm²), อุณหภูมิ (60-80 ℃)

ความหนาของการเคลือบ: โดยทั่วไป2-5μm การเคลือบที่หนาขึ้นมีแนวโน้มที่จะแคร็กในขณะที่การเคลือบทินเนอร์อาจส่งผลให้ความต้านทานการสึกหรอไม่เพียงพอ

การควบคุมสิ่งแวดล้อม: ห้องปราศจากฝุ่น (ISO Class 7 หรือสูงกว่า), ความชื้น 40-60%

5. มาตรฐานการตรวจสอบคุณภาพ

ความต้านทานต่อการเสียดสี: การทดสอบการเสียดสีของ Taber (ล้อบด CS-10, โหลด 500 กรัม, การเปลี่ยนหมอกควัน≤5% หลังจาก 1,000 รอบ)

การยึดเกาะ: การทดสอบมีดกริด (ASTM D3359, 4B หรือสูงกว่า)

ความแข็ง: การทดสอบความแข็งของดินสอ (≥3Hเป็นที่ยอมรับได้)

ความต้านทานต่อสภาพอากาศ: การทดสอบความชราของ UV (ไม่มีการแตกร้าวหรือสีเหลืองหลังจาก 500 ชั่วโมง)

6. ปัญหาและการแก้ปัญหาทั่วไป

การปนเปื้อนการเคลือบ: การรักษาพื้นผิวให้เหมาะสม (เช่นการเปิดใช้งานพลาสมา) หรือปรับพารามิเตอร์การบ่ม

เปลือกส้มพื้นผิว: เกิดจากความหนืดมากเกินไปของสารละลายชุบแข็งหรือความเร็วการเคลือบสปินที่ไม่สม่ำเสมอ ปรับสูตรหรือกระบวนการ

ฟองอากาศ: สูญญากาศ degassing หรือลดความเร็วการดึง/สปิน