CN1006825B - 光学塑料镜片镀硬质薄膜工艺 - Google Patents
光学塑料镜片镀硬质薄膜工艺Info
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Abstract
光学塑料镜片镀硬膜工艺属于光学薄膜技术领域，能给光学塑料镜片镀保护膜、增透膜、反射膜。本工艺的特征是在镀膜前对镜片进行碱溶液清洁处理；给CR-39光学塑料镜片镀双层非四分之一波长增透膜系；高折射率膜料用TiO2+ZrO2混合物或Cr2O3，低折射率用SiO2膜料；膜料用磁偏转电子枪蒸发，应用充氧技术，镀膜期间镜片温度低于70℃。
Description
本发明属于光学薄膜技术领域。采用本工艺能给光学塑料镜片镀保护膜、增透膜、反光膜等。
光学塑料是一种新兴的光学材料，与光学玻璃相比，它具有成本低、易成型、重量轻、不易撞碎等优点，因而在光学领域里有着广阔的应用前景，但由于光学塑料镜片的表面强度太低，致使其应用范围受到局限。专利USP.4，161，547，Jul.17，1979的技术是第一层镀ZrO2和Al2O3混合物，第二层镀硼硅酸玻璃（肖特公司牌号），其膜层强度只能达到用胶带粘贴撕不破的程度。专利中提及的耐磨膜的镀制，其第一层是金属铬，第二层是SiO2，这种膜层强度很好，但专利中没有给出透明度的试验结果，因为铬膜对光具有强吸收作用。国内1982年第6期《光学技术》发表的“CR-39塑料镜片镀硬膜”的论文，论述了解决光学塑料镜片表面强度和透明度的问题。论文中公布的工艺是用Cr2O3和SiO2做膜料，镜片加温100℃进行真空镀膜。采用这种工艺时，镜片加热到100℃已临近受热变质状态，容易发生变质（呈淡黄色）;改用Ta2O5和SiO2做膜料时，经盐水检验后有脱膜现象。
本发明的目的是在安全温度范围内对光学塑料镜片镀硬膜，除能达到“CR-39塑料镜片镀硬膜”论文中公布的技术指标外，镜片镀膜后在短波段的吸收可以小到忽略不计;经盐水检验后，不再发生脱膜现象。
本发明是在镀膜前对镜片施行（5-15）%碱溶液清洁处理，镀膜时镜片加热温度低于70℃，用TiO2+ZrO2混合物或Cr2O3和SiO2做膜料，
紧贴镜片内层膜是TiO2+ZrO2混合物或Cr2O3，其TiO2与ZrO2的重量比为8∶2到7∶3，外层膜为SiO2，层厚为非λ/4膜系结构。
防止塑料受热变质的安全温度一般地在70℃以下。本发明的特征是在镀膜前将塑料镜片放在（5-15）%的碱溶液中清洁处理，处理后镜片的光谱特性不发生变化，而在镀膜时，温度在70℃以下膜料分子也能与镜片表层密切地亲合，在较低的温度下形成坚硬的膜层。
镀膜时高折射率膜料用TiO2+ZrO2混合物（在市场上可购到）或Cr2O3，低折射率膜料用SiO2。其TiO2与ZrO2的重量比为8∶2-7∶3，在镀膜时，根据不同的用途来选择混合物的重量比。如激光防护眼镜与日常用眼镜用途不同，镀膜时需选用不同的混合物的重量比来镀制。
本发明设计的塑料镜片镀硬质增透膜的膜系如图1所示、紧贴镜片的内层膜为TiO2+ZrO2混合物或Cr2O3，外层膜为SiO2，层厚为非λ/4膜系结构，内层膜的层厚小于λ/4。内层膜以TiO2+ZrO2混合物为佳，因为TiO2+ZrO2混合物蒸发温度稍低，蒸发时的热辐射不会引起塑料镜片升温太高。SiO2膜镀在TiO2+Zr2O2混合物上时，在SiO2成膜期间，SiO2的分子能够侵入TiO2+ZrO2混合物膜的表层，在TiO2+ZrO2混合物膜层与SiO2膜层之间形成固溶体结构，因此牢固性十分好。另外，TiO2分子较活跃，利用充氧技术易于氧化，可形成无吸收的膜层。
本发明在镀TiO2+ZrO2混合物或Cr2O3期间要往真空室里充氧气。
本发明工艺所用的真空镀膜机须具有电子束加热蒸发设备、针阀充氧和光电极值法膜厚控制仪。膜料均用电子束加热蒸发。TiO2+ZrO2混合物和Cr2O3在真空室里被电子束加热期间有部分的还原现象发生，
若不采取措施及时地再氧化，得到的膜层内将含有部分的低价氧化物，在可见光的短波段吸收较大。为了将还原的氧化物再氧化，在镀膜期间必须不断地往真空室内充入氧气，保持真空室的真空度在1×10-4托左右，这一点在已有技术中没有提及。本发明工艺中采用了充氧技术，镀制出的膜层在可见光短波段的吸收可以小到忽略不计。
膜层厚度的控制若用透射光电极值法控制厚度时，内层膜的厚度控制到透光率降低（4-6）%时停镀，外层膜的厚度控制到透光率升为极大值时为止。
控制层的波长λ0取5000-5100A。
按照本工艺镀制出的膜层浸泡在5%浓度的食盐溶液中，8小时未见膜层脱落。
应用真空镀膜的工艺技术给光学塑料镜片表面镀硬膜，能提高镜片的表面牢固度，因而扩大了光学塑料的应用范围。
用光学塑料制作的近视眼镜和老花镜比用玻璃制作的眼镜轻的多，一付200度、口径45-60mm的眼镜，重量是30克左右，相同度数和口径的塑料眼镜还不到10克重，人们佩戴塑料眼镜感到十分轻松。不镀硬膜的塑料眼镜在清洁擦拭时容易将表面擦毛，影响透明度，因为塑料表面的强度在200克的压力下，转600圈就出现划痕。而用本工艺镀硬膜后，表面强度在200克的压力下，转1500圈仍无划痕。镀有硬膜的塑料眼镜其耐磨性可与玻璃眼镜媲美。
光学塑料制作的照相机取景器透镜，用本工艺镀硬膜后可延长其寿命，提高强度。
应用本工艺可给光学仪器的塑料镜片镀保护膜、增透膜、反光膜等。
本发明有如下附图：
图1是设计的为光学塑料镜片镀硬膜膜系结构，其中1-内层膜，TiO2+ZrO2混合物或Cr2O3;2-外层膜SiO2;3-塑料镜片。
图2是光学塑料镜片镀硬膜的光谱透光率特性曲线，纵座标为透过率，横座标为光谱波长。从“CR-39塑料镜片镀硬膜”论文中公布的光谱特性曲线可以看出，短波段的吸收在0.4-0.45μ区间是明显的。再从图2可以看出，按照本发明工艺镀制的膜层在短波段0.4-0.41μ区间只有微量的吸收。
本发明工艺除以上特点外，其余部分均是用真空法给光学零件镀膜的一种常规工艺。
Claims (2)
1、一种用真空法给光学零件镀膜的工艺，本发明特征是在镀膜前对镜片施行(5-15)%碱溶液清洁处理，镀膜时镜片加热温度低于70℃，用TiO2+ZrO2混合物和SiO2，或Cr2O3和SiO2做膜料，紧贴镜片内层膜是TiO2+ZrO2混合物或Cr2O3，其TiO2与ZrO2的重量比为8∶2到7∶3，外层膜为SiO2，层厚为非λ/4膜系结构。
2、按权利要求1所述的光学塑料镜片镀硬膜工艺，本发明特征是在镀TiO2+ZrO2混合物或Cr2O3期间要往真空室里充氧气。
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| CN85104662A CN1006825B (zh) | 1985-06-14 | 1985-06-14 | 光学塑料镜片镀硬质薄膜工艺 |
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| CN85104662A CN1006825B (zh) | 1985-06-14 | 1985-06-14 | 光学塑料镜片镀硬质薄膜工艺 |
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| CN85104662A CN85104662A (zh) | 1987-02-04 |
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