CN106521417A - 清洁膜的真空镀膜方法及镀膜器件 - Google Patents

清洁膜的真空镀膜方法及镀膜器件 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种清洁膜的真空镀膜方法及镀膜器件，所述镀膜方法包括：(1)对待镀件进行镀前预处理；(2)将所述待镀件安装到真空镀膜机上，抽真空，向所述待镀件提供保护气体，采用气体离子源装置产生气体等离子体，所述等离子体对所述待镀件进行蚀刻；(3)向旋转硅靶提供所述保护气体和反应气体，启动离子轰击电源，以便在所述待镀件上镀二氧化硅膜；(4)抽真空，向所述待镀件提供全氟聚合物，以便在所述待镀件上镀疏水疏油复合膜。本发明提供一种清洁膜的真空镀膜方法，镀膜工艺更加节能环保，清洁膜使得卫浴产品易于清洁，硬度高且耐磨耐腐蚀，使用寿命长，而且高透明性还能够增加卫浴产品的光泽度。

Description

清洁膜的真空镀膜方法及镀膜器件
技术领域
本发明涉及卫浴产品镀膜技术领域，更具体地，涉及一种清洁膜的真空镀膜方法及镀膜器件。
背景技术
卫浴产品使用后需要及时清理，否则污渍会滞留在产品表面。以盥洗盆为例，表面具有增加表面光亮度的金属铬膜，或PVD(物理气相沉积)装饰膜，表面高光泽度及多彩的颜色会吸引用户，但是，使用过程中，很容易残留污迹和水渍，大大破坏和降低美观度。
如果使用海绵刷进行清洁，摩擦容易造成对金属铬膜或PVD装饰膜的剐蹭。通常为保持卫浴产品的清洁性，会在金属铬膜或PVD装饰膜上方喷涂清洁膜，方便清洁，还可以为卫浴产品表面上的金属铬膜或PVD装饰膜提供保护作用，同时不影响其表面光泽和颜色。
传统的清洁膜通常通过喷涂的方式实施到卫浴产品上，喷涂工艺会产生喷涂污水，如处理不当会污染环境。而且，因卫浴产品具有特定的形状，涂层厚度很难控制。涂层太厚，容易导致在金属铬膜或PVD装饰膜上形成干涉纹或者发彩，影响产品的美观性；涂层太薄，会严重影响清洁膜的耐磨性及使用寿命。
因此，需要一种清洁膜的真空镀膜方法及镀膜器件，来解决上述问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提出一种清洁膜的真空镀膜方法及镀膜器件，镀膜工艺更加节能环保，清洁膜使得卫浴产品易于清洁，硬度高且耐磨耐腐蚀，使用寿命长，而且高透明性还能够增加卫浴产品的光泽度。
基于上述目的本发明提供的一种清洁膜的真空镀膜方法，包括：
(1)对待镀件进行镀前预处理；
(2)将所述待镀件安装到真空镀膜机上，抽真空，向所述待镀件提供保护气体，采用气体离子源装置产生气体等离子体，所述等离子体对所述待镀件进行蚀刻；
(3)向旋转硅靶提供所述保护气体和反应气体，启动离子轰击电源，以便在所述待镀件上镀二氧化硅膜；
(4)抽真空，向所述待镀件提供全氟聚合物，以便在所述待镀件上镀疏水疏油复合膜。
优选地，所述步骤(1)还包括：清扫所述待镀件进行除尘处理；将所述待镀件加热进行除蜡处理；对所述待镀件放入除油液中进行除油处理，然后清洗。
优选地，所述步骤(2)还包括：所述真空镀膜机提供的真空度为1.5×10-5～5.0×10-5Torr。
优选地，所述步骤(2)还包括：所述气体离子源装置的电压为750～800V，供气时间为8～12mim。
优选地，所述步骤(2)还包括：所述保护气体为氩气，所述氩气的流量为500～1000sccm。
优选地，所述步骤(3)还包括：所述离子轰击电源为中频磁控溅射装置，采用所述中频磁控溅射装置对所述待镀件以中频磁控溅射方式镀所述二氧化硅膜。
优选地，所述步骤(3)还包括：所述中频磁控溅射装置的电源功率为4～6kW，提供的负偏压为100～150V，所述保护气体为氩气，所述反应气体为氧气，所述氩气的流量为200～300sccm，所述氧气的流量为200～300sccm，镀膜时间为3～5min。
优选地，所述步骤(3)还包括：所述旋转硅靶的纯度为大于99.99％。
优选地，所述步骤(3)还包括：所述二氧化硅膜的厚度为10～16nm。
优选地，所述步骤(4)还包括：所述真空镀膜机提供的真空度为1.5×10-5～5.0×10-5Torr。
优选地，所述步骤(4)还包括：所述真空镀膜机提供的蒸发电压为1.8～3.2V，蒸发电流为640～950A，蒸发时间为4～5min。
优选地，所述步骤(4)还包括：所述疏水疏油复合膜的厚度为13～26nm。
另外，优选地，所述步骤(4)还包括：所述疏水疏油复合膜由改性的全氟聚醚制作而成。
本发明还提供一种镀膜器件，所述镀膜器件包括通过上述的清洁膜的真空镀膜方法制作的所述清洁膜。
从上面所述可以看出，本发明提供的清洁膜的真空镀膜方法及镀膜器件，与现有技术相比，具有以下优点：其一，等离子体对待镀件进行蚀刻降低镀膜难度，二氧化硅膜提供透明性、耐磨耐腐蚀性，疏水疏油复合膜提供易清洁性，通过上述方法获得的清洁膜降低清洁难度，表面水接触角高于标准值，污渍不容易滞留；清洁膜具有高透明性，不会影响产品的外观，还可以提高产品的光泽度；清洁膜的硬度高，耐腐蚀性优越，耐磨性突出，反复摩擦腐蚀后，表面水接触角仍可以高于标准值延长了清洁膜的使用寿命。其二，真空镀膜机能够提供等离子体蚀刻、溅射镀膜和蒸发镀膜，通过真空物理气相沉积的方式获得的清洁膜相对于电镀方法获得的清洁膜，不但性能更加优越，让卫浴产品表面长久光亮不易脏，更加方便清洁表面污渍，而且更加节能环保，不会造成环境污染。
附图说明
通过下面结合附图对其实施例进行描述，本发明的上述特征和技术优点将会变得更加清楚和容易理解。
图1为本发明具体实施例中采用的清洁膜的真空镀膜方法的流程示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向。使用的词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。待镀件是指已经镀金属铬膜或PVD装饰膜的卫浴产品，卫浴产品的表面可以是塑料材质或金属材质。
图1为本发明具体实施例中采用的清洁膜的真空镀膜方法的流程示意图。如图1所示，清洁膜的真空镀膜方法包括：
第一步是对待镀件进行镀前预处理；
第二步是将待镀件安装到真空镀膜机上，抽真空，向待镀件提供保护气体，采用气体离子源装置产生气体等离子体，等离子体对待镀件进行蚀刻；
第三步是向旋转硅靶提供保护气体和反应气体，启动离子轰击电源，以便在待镀件上镀二氧化硅膜；
第四步是抽真空，向待镀件提供全氟聚合物，以便在待镀件上镀疏水疏油复合膜。
二氧化硅膜提供透明性和耐磨性，疏水疏油复合膜提供易清洁性，通过上述方法获得的清洁膜降低清洁难度，表面水接触角高于标准值，污渍不容易滞留；清洁膜具有高透明性，不会影响产品的外观，还可以提高产品的光泽度；清洁膜的硬度高，耐腐蚀性优越，耐磨性突出，反复摩擦腐蚀后，表面水接触角仍可高于标准值延长了清洁膜的使用寿命。
通过上述方法获得的清洁膜的实验数据如下：清洁膜的厚度约为25nm，清洁膜的表面水接触角初始值为115°，经连续240h耐酸性烟雾腐蚀、或猪鬃毛刷摩擦2500次、或在150°F下连续100h自来水进行水浸泡，表面水接触角仍大于100°；在室内连续240h通过氙灯照射测试色牢度后，基本不改变原有表面的颜色。
对待镀件的表面进行清洗，以便镀膜与待镀件能够更好的结合。优选地，步骤(1)还包括：清扫待镀件进行除尘处理；将待镀件加热进行除蜡处理；对待镀件放入除油液中进行除油处理，然后清洗。通过对待镀件进行除尘除蜡除油处理，增大待镀件与镀膜之间的结合力。
另外，还可以采用化学湿法或其他方法对待镀件进行除尘除蜡除油处理。
在真空条件下对待镀件进行镀膜，可以减少气体中的活性分子和镀膜材料发生化学反应(如氧化等)，以及减少气体等杂质在镀膜过程中进入镀膜，从而提高镀膜的致密度、纯度、沉积速率和与待镀件的附着力。真空度越高，镀膜的效果越好，但是成本会越高。优选地，步骤(2)还包括：真空镀膜机提供的真空度为1.5×10-5～5.0×10-5Torr(Torr为压强单位，1Torr＝1/760atm)。
气体离子源装置用于使气体的中性原子或分子电离形成带电粒子，以便在待镀件表面进行等离子体蚀刻。优选地，步骤(2)还包括：气体离子源装置的电压为750～800V，供气时间为8～12mim。蚀刻使待镀件的表面粗糙，以便使待镀件容易镀膜的表面，从而降低与镀膜材料的结合难度，使得镀膜材料与待镀件具有更高的结合速度和结合力。
氩气为无色无臭的惰性气体，性能稳定。优选地，步骤(2)还包括：保护气体为氩气，氩气的流量为500～1000sccm(sccm为体积流量单位，1sccm＝0.06m3/h)。氩气作为保护气体，可以增加待镀件和镀膜材料之间的附着力，以便快速成膜；同时，保护气体作用到待镀件上，还可以除油除蜡，进一步提高预处理效果。
另外，还可以采用氮气或氮气与氩气的复合气体作为保护气体。
在真空镀膜机中，荷能粒子(如离子)轰击待镀件表面，使其获得足够的能量而溅出进入气相，然后在待镀件表面形成沉积。二氧化硅具有硬度高、耐磨性好、绝热性好、光透过率高和耐腐蚀能力强等优点。优选地，步骤(3)还包括：离子轰击电源为中频磁控溅射装置，采用中频磁控溅射装置对待镀件以中频磁控溅射方式镀二氧化硅膜。待镀件表面形成的二氧化硅膜薄厚均匀，两者结合力高。
优选地，步骤(3)还包括：中频磁控溅射装置的电源功率为4～6kW，提供的负偏压为100～150V，保护气体为氩气，反应气体为氧气，氩气的流量为200～300sccm，氧气的流量为200～300sccm，镀膜时间为3～5min。中频磁控溅射装置能够在较低能耗下，使二氧化硅快速沉积，以便形成薄厚均匀的二氧化硅膜。
旋转硅耙的纯度越高，二氧化硅膜内杂质越少，清洁膜的质量越好。优选地，步骤(3)还包括：旋转硅靶的纯度为大于99.99％。
二氧化硅膜的厚度越大，清洁膜的效果越好，但是成本会越高。优选地，步骤(3)还包括：二氧化硅膜的厚度为10～16nm。
真空度越高，镀膜的效果越好，但是成本会越高。优选地，步骤(4)还包括：真空镀膜机提供的真空度为1.5×10-5～5.0×10-5Torr。
在真空镀膜机中，通过蒸发源加热使镀膜材料蒸发逸出，可直接到达待镀件表面，以便凝结成膜。优选地，步骤(4)还包括：真空镀膜机提供的蒸发电压为1.8～3.2V，蒸发电流为640～950A，蒸发时间为4～5min，使待镀件表面快速形成薄厚均匀地疏水疏油复合膜。
全氟聚合物膜的厚度越大，清洁膜的效果越好，但是成本会越高。优选地，步骤(4)还包括：疏水疏油复合膜的厚度为13～26nm。
另外，优选地，步骤(4)还包括：疏水疏油复合膜由改性的全氟聚醚制作而成，使得污渍不易滞留在清洁膜上。
本发明还提供一种镀膜器件，镀膜器件包括通过上述的清洁膜的真空镀膜方法制作的清洁膜。表1是具有清洁膜的镀膜器件的相关参数与性能标准的比较表，清洁膜是通过上述清洁膜的真空镀膜方法制作。
表1具有清洁膜的镀膜器件的相关参数与性能标准的比较表
如表1所示：待镀件清洁膜的水接触角初始值为115°，是性能标准值的1.15倍；经2500次猪鬃毛刷摩擦待镀件的清洁膜、或经连续240h耐酸性烟雾腐蚀测试、或经多次不同参数的水浸泡、或经腐蚀膏腐蚀，清洁膜水接触角仍大于100°，仍高于性能标准值；经连续240h通过氙灯照射测试色牢度时，色牢度稳定，无明显色差；经化学防沾污性等各测试项目，清洁膜均能够满足性能标准的要求。
从上面的描述和实践可知，本发明提供的清洁膜的真空镀膜方法及镀膜器件，与现有技术相比，具有以下优点：其一，等离子体对待镀件进行蚀刻降低镀膜难度，二氧化硅膜提供透明性、耐磨耐腐蚀性，疏水疏油复合膜提供易清洁性，通过上述方法获得的清洁膜降低清洁难度，表面水接触角高于标准值，污渍不容易滞留；清洁膜具有高透明性，不会影响产品的外观，还可以提高产品的光泽度；清洁膜的硬度高，耐腐蚀性优越，耐磨性突出，反复摩擦腐蚀后，表面水接触角仍可以高于标准值延长了清洁膜的使用寿命。其二，真空镀膜机能够提供等离子体蚀刻、溅射镀膜和蒸发镀膜，通过真空物理气相沉积的方式获得的清洁膜相对于电镀方法获得的清洁膜，不但性能更加优越，让卫浴产品表面长久光亮不易脏，更加方便清洁表面污渍，而且更加节能环保，不会造成环境污染。
所属领域的普通技术人员应当理解：以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的主旨之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种清洁膜的真空镀膜方法，其特征在于，包括：
(1)对待镀件进行镀前预处理；
(2)将所述待镀件安装到真空镀膜机上，抽真空，向所述待镀件提供保护气体，采用气体离子源装置产生气体等离子体，所述等离子体对所述待镀件进行蚀刻；
(3)向旋转硅靶提供所述保护气体和反应气体，启动离子轰击电源，以便在所述待镀件上镀二氧化硅膜；
(4)抽真空，向所述待镀件提供全氟聚合物，以便在所述待镀件上镀疏水疏油复合膜。
2.根据权利要求1所述的清洁膜的真空镀膜方法，其特征在于，所述步骤(1)还包括：清扫所述待镀件进行除尘处理；将所述待镀件加热进行除蜡处理；对所述待镀件放入除油液中进行除油处理，然后清洗。
3.根据权利要求1或2所述的清洁膜的真空镀膜方法，其特征在于，所述步骤(2)还包括：所述真空镀膜机提供的真空度为1.5×10-5～5.0×10-5Torr。
4.根据权利要求1或2所述的清洁膜的真空镀膜方法，其特征在于，所述步骤(2)还包括：所述气体离子源装置的电压为750～800V，供气时间为8～12mim。
5.根据权利要求4所述的清洁膜的真空镀膜方法，其特征在于，所述步骤(2)还包括：所述保护气体为氩气，所述氩气的流量为500～1000sccm。
6.根据权利要求1或2所述的清洁膜的真空镀膜方法，其特征在于，所述步骤(3)还包括：所述离子轰击电源为中频磁控溅射装置，采用所述中频磁控溅射装置对所述待镀件以中频磁控溅射方式镀所述二氧化硅膜。
7.根据权利要求6所述的清洁膜的真空镀膜方法，其特征在于，所述步骤(3)还包括：所述中频磁控溅射装置的电源功率为4～6kW，提供的负偏压为100～150V，所述保护气体为氩气，所述反应气体为氧气，所述氩气的流量为200～300sccm，所述氧气的流量为200～300sccm，镀膜时间为3～5min。
8.根据权利要求7所述的清洁膜的真空镀膜方法，其特征在于，所述步骤(3)还包括：所述旋转硅靶的纯度为大于99.99％。
9.根据权利要求1或2所述的清洁膜的真空镀膜方法，其特征在于，所述步骤(3)还包括：所述二氧化硅膜的厚度为10～16nm。
10.根据权利要求1或2所述的清洁膜的真空镀膜方法，其特征在于，所述步骤(4)还包括：所述真空镀膜机提供的真空度为1.5×10-5～5.0×10-5Torr。
11.根据权利要求1或2所述的清洁膜的真空镀膜方法，其特征在于，所述步骤(4)还包括：所述真空镀膜机提供的蒸发电压为1.8～3.2V，蒸发电流为640～950A，蒸发时间为4～5min。
12.根据权利要求1或2所述的清洁膜的真空镀膜方法，其特征在于，所述步骤(4)还包括：所述疏水疏油复合膜的厚度为13～26nm。
13.根据权利要求1或2所述的清洁膜的真空镀膜方法，其特征在于，所述步骤(4)还包括：所述疏水疏油复合膜由改性的全氟聚醚制作而成。
14.一种镀膜器件，其特征在于，所述镀膜器件包括通过如权利要求1～13任一项所述的清洁膜的真空镀膜方法制作的所述清洁膜。
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