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樹脂鏡片是一種用有機材料制作的鏡片,通常有熱塑性樹脂材料(如PMMA、PS、PC)和熱固性樹脂材料(如CR-39)鏡片。由于無鍍層的樹脂鏡片容易沾染污漬、表面硬度差和不耐磨,在放置或擦拭時容易產(chǎn)生劃痕,因而鍍有加硬膜的鍍膜鏡片應(yīng)運而生。之后迅速出現(xiàn)了各種功能性鍍膜鏡片,比如商家宣稱的防輻射膜、防靜電膜、減反射膜和防污膜等。按照在基片上的鍍膜順序,常見的樹脂鏡片膜層順序為加硬膜、多層減反射膜和抗污膜(頂膜)。

薄膜的附著性能與薄膜和基底結(jié)合界面的形態(tài)有著緊密的聯(lián)系，通過等離子清洗樹脂鏡片，可以為之后的鍍膜工藝提供良好的鍍膜條件。

等離子清洗技術(shù)

等離子清洗是利用等離子體中的電子、離子等高能粒子在基底表面產(chǎn)生氧化和刻蝕,增加基底表面的極性和粗糙度,其改性只是在材料表面幾到幾百納米的范圍,并不會使材料熱解或燒蝕。等離子體清洗能夠使材料表面分子激發(fā)、電離或斷鍵,進而增強基底與薄膜之間的化學(xué)鍵合和物理嵌合性。相比于其他方法,可更方便地在基底表層導(dǎo)入一定的官能團或一些大分子鏈,同時改性的過程也可以通過工藝技術(shù)條件進行限制。概念上說,通過等離子清洗技術(shù)可以對任何形狀、任何特點的高分子材料進行表面改性,并且只對材料的表層性質(zhì)進行改性,而不會對其本身性質(zhì)產(chǎn)生影響。

樹脂鏡片鍍膜前等離子清洗作用

清潔表面污染物

在眾多影響薄膜附著力的因素中,基底表面的清潔程度可能是最主要因素。如在潮濕或有油污的情況下,基底表面會吸附水或油的分子層,如果在沉積薄膜前不能將其清除掉,蒸發(fā)的膜料分子則會直接附著在水或油的分子層上,這會導(dǎo)致薄膜的附著強度大大減弱。為了獲得良好的附著力,基底表面清洗是鍍膜前必須進行的過程，對成膜質(zhì)量有重要影響。

在等離子清洗過程中，通過施加電場或射頻能量，使氣體分子電離產(chǎn)生等離子體。等離子體中的活性粒子與污染物發(fā)生物理和化學(xué)反應(yīng)，從而將鍍膜基底表面殘留的一些細微污染物以及分子原子基團等去除。

引入極性基團提高表面親水性能

當(dāng)基底結(jié)構(gòu)致密,表面光滑且活性較低時,膜料分子沉積到基底表面不能形成擴散和化學(xué)鍵合,則會形成清晰的突變界面。此時膜—基系統(tǒng)的結(jié)合力主要依靠單分子層之間的簡單附著,結(jié)合力大小依賴于材料的界面能與表面能。當(dāng)同種或互溶性好的材料且表面能高時,相互之間結(jié)合力牢固,反之,當(dāng)異種或互溶性差的材料且表面能低時,相互之間結(jié)合力較差。

基底經(jīng)過等離子清洗后,基底表面C元素含量下降,O元素含量增加,引入了含氧基團,表面極性增大，表面親水性能提升,在薄膜材料與基底結(jié)合時有助于形成化學(xué)鍵合,從而大大提高薄膜附著力。

樹脂鏡片等離子清洗前后親水性能對比

提高表面粗糙度

當(dāng)遷移率足夠大的沉積原子結(jié)合到粗糙的基底表面時,膜料原子會進入到基底的孔隙中,在界面處形成機械嵌合。因此膜—基系統(tǒng)的結(jié)合力與基底表面的粗糙度有重要關(guān)系。

等離子清洗會明顯改變基底表面形貌,通過等離子體氣氛中的高能粒子對基底表面的濺射刻蝕作用,使基底表面形貌變得復(fù)雜,比表面積增加,同樣可以提高薄膜與基底之間的附著力。

在樹脂鏡片鍍膜前對基底表面采用等離子清洗能夠去除基底表面的污染層,活化基底表面分子并造成原子量級的凹凸不平,從而增加薄膜的附著力，改善成膜質(zhì)量。。