CN103257378A - 一种镀膜cr39树脂镜片的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种镀膜CR39树脂镜片的制造方法,包括如下步骤:A.将CR39树脂镜片依次在NaOH清洗液和纯净水中超声波清洗,热风干燥脱水;B.将核壳结构氧化钛纳米颗粒溶于甲醇中,纳米颗粒与甲醇质量的比为5-15∶100,室温下搅拌30~90分钟,得到含氧化钛纳米颗粒溶液;C.制备加硬镀膜溶液:氧化钛纳米颗粒溶液加入到CR39树脂加硬液中,两者质量比为1~8∶100;D.镀膜:将CR39树脂镜片浸入含二氧化钛纳米颗粒的加硬液中,随后在60℃~90℃烘箱中烘烤2-5小时。以及应用上述方法制备的镀膜CR39树脂镜片。该镀膜方法成本低、工艺简单,制备的树脂镜片镀膜附着力强、镜片透光率高、膜层稳定性好、抗反射、抗紫外线性能优良。
Description
技术领域
本发明涉及树脂镜片镀膜技术,具体涉及浸泡法二氧化钛纳米镀膜技术。
背景技术
自树脂镜片诞生以来,生产厂家一直在追求如何让轻、透的树脂镜片的使用性能进一步得到提升,然而优质镜片的品质不仅仅由镜片材料决定,其表面镀膜也起到至关重要的作用,镜片表面的膜层也在不断地更新换代,现在国内市场上主要使用折射率1.46的二氧化硅膜料,配置有机硅加硬液,镜片经过加硬处理后再进行真空离子镀膜,主要镀氧化锆、氧化硅、氟化铝等,以法国依视路公司的钻晶(crizal)复合膜为例,在镜片的片基上首先镀上具有有机硅的耐磨损膜:然后采用IPC的技术,用离子轰击进行镀减反射膜前的预清洗;清洗后采用高硬度的二氧化锆(ZrO2)等材料进行多层减反射膜层的真空镀制;最后再镀上具有110的接触角度的顶膜。上海豪雅公司的VG膜也采用利用离子束轰击技术进行镀减反射膜前的预清洗。法国依视路公司的另一种镀膜工艺,即在帝镀斯(TITUS)加硬液中既含有机基质,又含有包括硅元素的无机超细微粒,采用浸泡镀膜工艺。
发明内容
本发明的目的在于:提供一种镀膜CR39树脂镜片的制造方法,采用加硬、镀膜一步法镀膜新工艺,提高树脂镜片抗磨损、防反光、抗紫外线性能,从而有效降低镀膜成本、提高镀膜质量,提升镜片品质、增加佩戴舒适度。
为实现上述目的,本发明包括如下技术方案:
一种镀膜CR39树脂镜片的制造方法,该方法包括如下步骤:
A.基片清洗:将CR39树脂镜片依次在浓度为15-20mol/L NaOH清洗液和纯净水中进行超声波清洗,热风干燥脱水;
B.制备含核壳结构氧化钛纳米颗粒溶液:将核壳结构氧化钛纳米颗粒溶于甲醇中,纳米颗粒与甲醇质量的比为5-15∶100,室温下搅拌30~90分钟,得到含氧化钛纳米颗粒溶液;该核壳结构氧化钛纳米颗粒内核为氧化钛粒子,粒径为20-80nm;外壳为表面修饰剂或称表面改性剂,厚度为10-20nm;
C.制备加硬镀膜溶液:将步骤B制备的含氧化钛纳米颗粒溶液加入到CR39树脂加硬液中,含有氧化钛纳米颗粒溶液与加硬液的质量比为1~8∶100,搅拌10-30分钟;
D.镀膜:将CR39树脂镜片浸入步骤C制备的加硬镀膜溶液中,加硬液温度-5℃~10℃,浸泡时间3-10分钟,将镜片提起,静置3-8分钟后,放入烘箱中,烘箱温度60℃~90℃,烘烤15-45分钟,即获得具有高度分散的纳米TiO2复合薄膜树脂镜片,该步骤可以重复3-7次,膜层厚度在3-4微米。
如上所述的方法,其中,该步骤A的基片清洗过程可包括以下操作:在清洗槽中加入浓度为15-20mol/L的NaOH清洗液,放入CR39树脂镜片,于45-65℃超声波清洗60-180秒,该过程重复1-3次;随后于45~55℃在纯净水中超声波清洗60-180秒,该过程重复1-3次;最后于65~85℃热风干燥脱水,干燥脱水时间为5-8分钟。
如上所述的方法,其中,该二氧化钛纳米颗粒可以是通过如下方法制备的:向浓度为0.1~1mol/L的钛盐溶液中,滴加H2SO4水溶液至溶液呈透明状,然后滴加碱性水溶液使沉淀沉出,水溶液pH在7-12间,在50℃下,加酸使沉淀溶解,得到氧化钛水溶胶,pH在1-7间,加入作为表面修饰剂的浓度为0.1~5mol/L的C2-C5羧酸盐或十二烷基苯磺酸纳,和/或作为相转移剂的氨水或乙酸钠,过渡金属盐、表面修饰剂和相转移剂三者间的摩尔比为1∶(0.1-10)∶(0-1);搅拌10-60分钟,有纳米TiO2颗粒生成,将溶液经离心脱水、烘干得松散的TiO2纳米复合颗粒。
如上所述的方法,其中,该CR39树脂加硬液可以是常熟度恩光学有限公司生产的型号为VH-10或VH-1.6的加硬液。
本发明的有益效果在于:本发明的CR39树脂镜片的镀膜中参杂了核壳结构二氧化钛纳米复合材料,其内核为氧化钛粒子,尺寸20-85nm,外壳为C2-C5羧酸盐或十二烷基苯磺酸纳,厚度2-15nm,核壳质量比为(90-40)∶(10-60)。该纳米复合材料除了有良好的光学性能外,由于外壳具有表面修饰剂,因此在有机材料中具有极佳的界面相溶性,提高产品的分散性、稳定性和机械性能。因此,使用本发明的方法制造的镀膜CR39树脂镜片镀膜附着力强、镜片透光率高、膜层稳定性好、抗反射、抗紫外线性能优良。其光学透过率大于90%,镀层厚约3~5μm,光反射比pv<0.4%,平均反射比pm<0.5%;膜层均匀性:p中心与p边缘差值<0.2%;膜层耐磨性:Hs<0.7%;盐水试验:镀层表面无任何瑕疵;高低温试验:镀层表面无龟裂、脱落;附着度试验:膜层无任何脱落。此外,该镀膜方法成本低、工艺简单,即可以在有色基片上镀膜,又可以在无色基片上镀膜。
具体实施方式
实施例1制造纳米氧化钛镀膜树脂镜片
纳米氧化钛镀膜树脂镜片的制造步骤如下:
1、基片清洗:在超声清洗槽中加入浓度为15mol/L NaOH清洗液,放入CR39树脂镜片,55℃超声清洗,依次经过三个NaOH清洗槽,每个清洗槽中超声清洗90秒。随后在50℃蒸馏水中超声清洗,依次经过三个清水槽,每个清洗槽中超声清洗90秒。最后进入65℃干燥热风槽内,干燥脱水6分钟,完成基片清洗全过程。
2、制备含氧化钛纳米颗粒溶液:向8000mL浓度为1mol/L的硫酸钛水溶液中,滴加H2SO4水溶液至溶液呈透明状,然后滴加NaOH水溶液使沉淀沉出,水溶液pH在8-9间,在50℃下,加酸使沉淀溶解,得到氧化钛水溶胶,pH为3-4。加入浓度为2mol/L的正丁酸钠水溶液100mL,搅拌40分钟后,有纳米TiO2颗粒生成,经分离脱水,在50℃下烘干至恒重,即得核壳结构的TiO2纳米颗粒,粒径为20-100nm。将制备的核壳型金属氧化物纳米复合材料溶于甲醇中,质量比为8∶100,室温下搅拌约60分钟,得到含氧化钛纳米颗粒溶液。
3、制备加硬镀膜溶液:将步骤2制备的氧化钛纳米颗粒溶液加入到CR39树脂加硬液中(加硬液生产厂家:常熟度恩光学有限公司,型号:VH-10),含有氧化钛纳米颗粒溶液与加硬液质量比为6∶100,搅拌10分钟。
4、镀膜:将CR39树脂镜片浸入步骤3制备的含二氧化钛纳米颗粒的加硬液中,加硬液温度0℃,浸泡时间5分钟,将镜片提起,静置5分钟后,放入烘箱中,烘箱内温度设置80℃,烘烤45分钟,即获得具有高度分散的纳米TiO2复合薄膜树脂镜片。
该树脂镜片的光学透过率为92%,镀层厚约4μm,光反射比pv为0.3%,平均反射比pm为0.35%。膜层均匀性:p中心与p边缘=0.18%(镜片表面有效孔径内边缘与中心的反射比差值);膜层耐磨性:Hs=0.6%。
盐水试验:室温下将45g氯化钠溶于1L纯净水中,将镜片浸入盐水中,室温下保持24小时,取出后镀层无任何瑕疵。
高低温试验:将镀膜镜片放置在冰箱中,箱内温度设置-18℃,持续2小时,取出后待常温观察(25℃),镀层表面与放置前无任何变化。将镀膜镜片放置于烘箱中,箱内温度设置55℃,保持40分钟,取出后待常温观察,发现镜片镀层无任何变化。
附着度试验:将镜片放置于盛水器皿中,水量需淹没整个镜片,放入到60℃烘箱中,恒温放置24小时,取出后待其降为常温,用刀片及软尺在镜片内表面和外表面分别割水平及垂直各10条,每条间隔1mm左右,割时刀片要割透镀膜,但不要深入膜层下的镜片底材,以防表面鼓起,再用3M隐形胶带,粘在方格上,以平稳的速度将胶带往后方向撕开,撕开后发现胶带没有粘住任何膜层,镜片表面也未发现有任何方格脱膜。
实施例2制造纳米氧化钛镀膜树脂镜片
纳米氧化钛镀膜树脂镜片的制造步骤如下:
1、基片清洗:在超声清洗槽中加入浓度为15mol/L NaOH清洗液,放入CR39树脂镜片,55℃超声清洗,依次经过三个NaOH清洗槽,每个清洗槽中超声清洗90秒。随后在50℃纯净水中超声清洗,依次经过三个清水槽,每个清洗槽中超声清洗90秒。最后进入65℃干燥热风槽内,干燥脱水6分钟,完成基片清洗全过程。
2、制备含氧化钛纳米颗粒溶液:向8000mL浓度为0.8mol/L的硫酸钛水溶液中,滴加H2SO4水溶液至溶液呈透明状,然后滴加NaOH水溶液使沉淀沉出,水溶液pH在7-12间,在50℃下,加酸使沉淀溶解,得到氧化钛水溶胶,pH为3-4。加入浓度为4mol/L的正丙酸钠400mL(表面修饰剂),搅拌60分钟,将生成有纳米粒子的溶液经离心脱水、烘干得松散的TiO2纳米复合颗粒,将制备的核壳型金属氧化物纳米复合材料溶于甲醇中,室温下搅拌90分钟,纳米粒子与甲醇溶剂质量比为13∶100,得到含氧化钛纳米颗粒溶液。
3、制备加硬镀膜溶液:将步骤2制备的氧化钛纳米颗粒溶液加入到CR39树脂加硬液中(加硬液生产厂家:常熟度恩光学有限公司,型号:VH-10),含有氧化钛纳米颗粒溶液与加硬液质量比为6∶100,搅拌10分钟即可。
4、镀膜:将CR39树脂镜片浸入步骤3制备的含二氧化钛纳米颗粒的加硬液中,加硬液温度0℃,浸泡时间5分钟,将镜片提起,静置5分钟后,放入烘箱中,烘箱内温度设置80℃,烘烤45分钟,即获得具有高度分散的纳米TiO2复合薄膜树脂镜片。
该树脂镜片的光学透过率为91%,镀层厚约4μm,光反射比pv为0.36%,平均反射比pm为0.42%。膜层均匀性:p中心与p边缘=0.22%(镜片表面有效孔径内边缘与中心的反射比差值);膜层耐磨性:Hs=0.6%。盐水试验:镀层表面无任何瑕疵;高低温试验:镀层表面无龟裂、脱落;附着度试验:膜层无任何脱落。该盐水试验、高低温试验和附着度试验步骤与实施例1相同。
实施例3制造纳米氧化钛镀膜树脂镜片
纳米氧化钛镀膜树脂镜片的制造步骤如下:
1、基片清洗:在超声清洗槽中加入浓度为15mol/L NaOH清洗液,放入CR39树脂镜片,55℃超声清洗,依次经过三个NaOH清洗槽,每个清洗槽中超声清洗90秒。随后在50℃纯净水中超声清洗,依次经过三个清水槽,每个清洗槽中超声清洗90秒。最后进入80℃干燥热风槽内,干燥脱水8分钟,完成基片清洗全过程。
2、制备含氧化钛纳米颗粒溶液:向8000mL浓度为0.8mol/L的钛盐溶液中,滴加H2SO4水溶液至溶液呈透明状,然后滴加NaOH水溶液使沉淀沉出,水溶液pH在8-9间,在50℃下,加酸使沉淀溶解,得到氧化钛水溶胶,pH为3-4。加入浓度为4mol/L的正丙酸钠500mL(表面修饰剂),搅拌60分钟,有纳米TiO2颗粒生成。经离心脱水、烘干得松散的TiO2纳米复合颗粒,将制备的核壳型金属氧化物纳米复合材料溶于甲醇中,室温下搅拌90分钟,纳米粒子与甲醇溶剂质量比为10∶100,得到含氧化钛纳米颗粒溶液。
3、制备加硬镀膜溶液:将步骤2制备的氧化钛纳米颗粒溶液加入到有CR39树脂加硬液中,其中,含有氧化钛纳米颗粒溶液与加硬液质量比为4∶100,搅拌10分钟。
4、镀膜:将CR39树脂镜片浸入步骤3制备的含二氧化钛纳米颗粒的加硬液中,加硬液温度0℃,浸泡时间5分钟,将镜片提起,静置3分钟后,放入烘箱中,烘箱内温度设置80℃,烘烤45分钟,即获得具有高度分散的纳米TiO2复合薄膜树脂镜片。
该树脂镜片的光学透过率为92%,镀层厚约4μm,光反射比pv为0.25%,平均反射比pm为0.35%。膜层均匀性:p中心与p边缘=0.25%(镜片表面有效孔径内边缘与中心的反射比差值);膜层耐磨性:Hs=0.45%,盐水试验:镀层表面无任何瑕疵;高低温试验:镀层表面无龟裂、脱落;附着度试验:膜层无任何脱落。该盐水试验、高低温试验和附着度试验步骤与实施例1相同。
Claims (4)
1.一种镀膜CR39树脂镜片的制造方法,其特征在于,该方法包括如下步骤:
A.基片清洗:将CR39树脂镜片依次在浓度为15-20mol/L NaOH清洗液纯净水中进行超声波清洗,热风干燥脱水;
B.制备含核壳结构氧化钛纳米颗粒溶液:将核壳结构氧化钛纳米颗粒溶于甲醇中,纳米颗粒与甲醇质量的比为5-15∶100,室温下搅拌30~90分钟,得到含氧化钛纳米颗粒溶液;该核壳结构氧化钛纳米颗粒内核为氧化钛粒子,粒径为20-80nm;外壳为表面修饰剂或称表面改性剂,厚度为10-20nm;
C.制备加硬镀膜溶液:将步骤B制备的含氧化钛纳米颗粒溶液加入到CR39树脂加硬液中,含有氧化钛纳米颗粒溶液与加硬液的质量比为1~8∶100,搅拌10-30分钟;
D.镀膜:将CR39树脂镜片浸入步骤C制备的加硬镀膜溶液中,加硬液温度-5℃~10℃,浸泡时间3-10分钟,将镜片提起,静置3-8分钟后,放入烘箱中,烘箱温度60℃~90℃,烘烤15-45分钟,即获得具有高度分散的纳米TiO2复合薄膜树脂镜片,该步骤可以重复3-7次,膜层厚度在3-4微米。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤A的基片清洗过程包括以下操作:在清洗槽中加入浓度为15-20mol/L的NaOH清洗液,放入CR39树脂镜片,于45-65℃超声波清洗60-180秒,该过程重复1-3次;随后于45~55℃在纯净水中超声波清洗60-180秒,该过程重复1-3次;最后于65~85℃热风干燥脱水,干燥脱水时间为5-8分钟。
3.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述二氧化钛纳米颗粒是通过如下方法制备的:向浓度为0.1~1mol/L的钛盐溶液中,滴加H2SO4水溶液至溶液呈透明状,然后滴加碱性水溶液使沉淀沉出,水溶液pH在7-12间,在50℃下,加酸使沉淀溶解,得到氧化钛水溶胶,pH在1-7间,加入作为表面修饰剂的浓度为0.1~5mol/L的C2-C5羧酸盐或十二烷基苯磺酸纳,和/或作为相转移剂的氨水或乙酸钠,过渡金属盐、表面修饰剂和相转移剂三者间的摩尔比为1∶(0.1-10)∶(0-1);搅拌10-60分钟,有纳米TiO2颗粒生成,将溶液经离心脱水、烘干得松散的TiO2纳米复合颗粒。
4.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述CR39树脂加硬液为常熟度恩光学有限公司生产的型号为VH-10或VH-1.6的加硬液。
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