CN108588770A - 压延铜遮光圈片制备方法及压延铜遮光圈片 - Google Patents

压延铜遮光圈片制备方法及压延铜遮光圈片 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种压延铜遮光圈片制备方法，所述方法包括如下步骤：提供已成型的由压延铜材料制成的遮光圈片；对遮光圈片进行除油处理；对遮光圈片进行抛光处理；对遮光圈片进行电镀处理，使遮光圈片表面电镀一层铜瘤层增加遮光圈片表面的粗糙度；对遮光圈片进行活化处理；对遮光圈片进行黑化处理，以改变遮光圈片表面的色泽；对遮光圈片进行干燥处理，得到压延铜遮光圈片的成品。本发明还提供一种压延铜遮光圈片。本发明提供的压延铜遮光圈片制备方法步骤简单、可实施性强，制得的压延铜遮光圈片的哑黑结构稳定、不易脱落，而且本发明的压延铜遮光圈片制备方法及压延铜遮光圈片还具有容易黑化、工艺简单、黑化后反射率低的特点。

Description

压延铜遮光圈片制备方法及压延铜遮光圈片
【技术领域】
本发明涉及摄像技术领域，尤其涉及一种压延铜遮光圈片制备方法及压延铜遮光圈片。
【背景技术】
随着科学技术的快速发展，数码照相机和带数码照相机的手机迅速普及，这些光学仪器所使用的光学零件逐渐得到改进。遮光圈片是光学系统中用于调控光通量的光学元件，外界光线进入镜头时，经由在镜片之间设置的遮光圈片可阻挡不需要的光线进入，来防止在摄像图像中产生耀斑或重影。
相关技术中，遮光圈片采用日本SOMA遮光材料制成，该种材料为双哑黑的聚对苯二甲酸乙二醇酯(Polyethylene terephthalate，PET)，而该材料制成的遮光圈片存在不易导电、不耐高温等缺陷，而且遮光圈片表面的哑光结构容易老化脱落，影响遮光性能。
因此，有必要提供一种新的压延铜遮光圈片制备方法及压延铜遮光圈片。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种步骤简单、可实施性强的压延铜遮光圈片制备方法及一种性能稳定的压延铜遮光圈片。
为了达到上述目的，本发明提供一种压延铜遮光圈片制备方法，所述方法包括如下步骤：
提供已成型的遮光圈片，所述遮光圈片由压延铜材料制成；
对所述遮光圈片进行除油处理，以去除所述遮光圈片表面附着的轧制油膜；
使用抛光液对经过除油处理的所述遮光圈片进行抛光处理，以去除所述遮光圈表面的凹凸结构；
将经过抛光处理的所述遮光圈片置于电镀液中进行电镀处理，以在所述遮光圈片表面附着一层铜瘤层增加所述遮光圈片表面的粗糙度，其中，所述电镀处理的温度为20～40℃，时间为1～5分钟，电流密度为 0.1～1.0A/dm2，所述电镀液中各组分的含量为：五水硫酸铜30～60g/L，质量浓度为98％的硫酸100～150g/L，质量浓度为36％的盐酸0.1～1ml/L，聚乙二醇1～8g/L；
使用活化剂对经过电镀处理的所述遮光圈片进行活化处理，以增加所述遮光圈片表面的活性；
使用黑化液对活化后的所述遮光圈片进行黑化处理，以改变所述遮光圈片表面的色泽；
在小于200℃的真空条件下对经过黑化处理的所述遮光圈片进行干燥处理，得到所述压延铜遮光圈片的成品。
优选的，所述电镀处理中需要对所述电镀液进行空气搅拌。
优选的，所述黑化液由黑化剂与水按质量配比而成，黑化剂与水的质量比值范围为0.1～5，其中，所述黑化剂包括以重量百分比计的如下组分： 85～95％的氢氧化钠、5～8％的过硫酸钾和2～7％的碳酸氢铵，以所述黑化剂总重百分百计。
优选的，所述黑化处理的时间为5秒～20分钟，温度为50℃～100℃。
优选的，所述除油处理具体为：采用丙酮超声波清洗10～30分钟，乙醇超声波清洗20～60分钟。
优选的，所述抛光液为铜质抛光液。
优选的，所述活化剂由浓度为98％的浓硫酸与水按照1：3的质量比配置而成。
优选的，所述活化处理的时间为10秒～10分钟。
优选的，在相邻两步骤之间还包括水洗过程，所述水洗过程持续1～3 遍。
本发明还提供一种压延铜遮光圈片，所述压延铜遮光圈片采用所述压延铜遮光圈片制备方法制备而成。
与相关技术相比，本发明提供的压延铜遮光圈片制备方法，采用压延铜材料制成遮光圈片，并经过除油、抛光、电镀、活化、黑化、干燥等流程，得到压延铜遮光圈片的成品，所述压延铜遮光圈片规避了相关技术中 PET遮光圈片不易导电、不耐高温的缺点，具有易于黑化、反射率低的优点；同时压延铜遮光圈片表面通过附着铜瘤层增加了所述遮光圈片表面的粗糙度，使得哑黑结构稳定、不易脱落。
【附图说明】
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：
图1为本发明提供的压延铜遮光圈片制备方法的流程图；
图2a为本发明实施例一电镀处理后所得到的遮光圈片表面在电镜下放大1万倍的微观结构图；
图2b为本发明实施例一所得到的压延铜遮光圈片表面在电镜下放大5 万倍的微观结构图；
图3a本发明实施例二电镀处理后所得到的遮光圈片表面在电镜下放大1万倍的微观结构图；
图3b为本发明实施例二所得到的压延铜遮光圈片表面在电镜下放大5 万倍的微观结构图；
图4a为本发明实施例三电镀处理后所得到的遮光圈片表面在电镜下放大1万倍的微观结构图；
图4b为本发明实施例三所得到的压延铜遮光圈片表面在电镜下放大5 万倍的微观结构图。
【具体实施方式】
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明提供一种压延铜遮光圈片制备方法，其包括如下步骤：
S1：提供已成型的遮光圈片，所述遮光圈片由压延铜材料制成。
压延铜是用铜锭碾压，再经锻火、抗氧化、粗化处理等过程制作而成，压延铜厚度一般在5um～135um，分子之间连接紧密，具有柔性好，强度高，弯曲性、延展性、电镀性、导电性好，表面光泽优等特点；而且，压延铜箔具有低表面氧气特性，可以附着与各种不同基材，如金属，绝缘材料等，拥有较宽的温度使用范围。由压延铜材料制成的遮光圈片可以规避相关技术中PET材料遮光圈片不耐老化、易变形、不耐高温的缺点，同时具有尺寸稳定、容易黑化、工艺简单、黑化后反射率低的特点。
所述遮光圈片需要进行水洗以清除表面附着的灰尘、杂质或颗粒性物质，所述水洗过程持续1～3遍，然后进行后续工序。
S2：对所述遮光圈片进行除油处理，以去除所述遮光圈片表面附着的轧制油膜。
由于压延铜其本身在生产轧制过程的固有特性，决定了其双表面附有较大量的轧制油膜，其双表面的含油量可达5mg/m2以上，严重影响了其产品出厂要求和其后续所需的化学和电化学表面处理工序的进行。由压延铜材料制成的遮光圈片需要对其表面的轧制油膜进行除油处理，以方便后续工序的进行。
所述除油处理具体为：采用丙酮超声波清洗10～30分钟，乙醇超声波清洗20～60分钟。丙酮及乙醇均为环保型的有机溶剂，可以重复利用，而且除油效率高、效果好，辅以超声波可以加强清洗除油效果，不仅使除油清洗效率得以大幅提高，也使除油清洗时间大大缩短。
除油处理完成后，需要对所述遮光圈片进行水洗1～3遍，以去除所述遮光圈片表面附着的丙酮/乙醇溶液。
S3：使用抛光液对经过除油处理的所述遮光圈片进行抛光处理，以去除所述遮光圈片表面的凹凸结构。
抛光处理可以使所述遮光圈表面平整、光亮。优选的，所述抛光液为铜质抛光液，采用现有市售的铜质抛光液均可。
抛光处理完成后，需要对所述遮光圈片进行水洗1～3遍，以去除所述遮光圈片表面附着的抛光液。
S4：将经过抛光处理的所述遮光圈片置于电镀液中进行电镀处理，以在所述遮光圈片表面附着一层铜瘤层增加所述遮光圈片表面的粗糙度。
具体的，所述电镀处理的温度为20～40℃，时间为1～5分钟，电流密度为0.1～1.0A/dm2，所述电镀液中各组分的含量为：五水硫酸铜30～60g/L，质量浓度为98％的硫酸100～150g/L，质量浓度为36％的盐酸0.1～1ml/L，聚乙二醇1～8g/L。
电镀处理中，五水硫酸铜作为主盐，溶于水离解出铜离子(Cu2+)，铜离子在反应中被还原成金属铜(Cu2+(aq)+2e-→Cu(s))，附着于所述遮光圈片表面，形成铜瘤层，达到增加所述遮光圈片表面粗糙度的目的，便于后续工艺中哑光结构的附着。所述电镀处理过程中，需要对所述电镀液进行缓慢空气搅拌，增加电镀液的流动，促使反应的平稳进行，并可以同时加速产生气体的逸出，减少镀层的空隙率。
所述硫酸用于增加所述电镀液的导电率；所述聚乙二醇作为一种表面活性剂，能够使镀层表面光亮、平整，并且能够提高阴极极化作用，使镀层的结晶更加致密、均匀和细致，使所述铜瘤层结构稳定。在本发明中，所选用的聚乙二醇分子量为2000。
可以理解的是，根据实际需要，可调节所述电镀处理过程中各组分的比例及电流大小，以可以获得不同程度铜瘤层。电镀处理完成后，需要对所述遮光圈片进行水洗1～3遍，以去除所述遮光圈片表面附着的电镀液。
S5：使用活化剂在对经过电镀处理的所述遮光圈片进行活化处理，以增加所述遮光圈片表面的活性。
活化处理可以增加所述遮光圈片表面的活性，为后续工序做准备。所述活化剂由浓度为98％的浓硫酸与水按照1：3的质量比配置而成，所述活化处理的时间为10秒～10分钟。
活化处理完成后，需要对所述遮光圈片进行水洗1～3遍，以去除所述遮光圈片表面附着的活化剂。
S6：使用黑化液对活化后的所述遮光圈片进行黑化处理，以改变所述遮光圈片表面的色泽。
具体的，所述黑化处理的时间为5秒～20分钟，温度为50℃～100℃。所述黑化液由黑化剂与水按质量配比而成，黑化剂与水的质量比值范围为 0.1～5，其中，所述黑化剂包括以质量百分比计的如下组分：85～95％的氢氧化钠、5～8％的过硫酸钾和2～7％的碳酸氢铵，以所述黑化剂总重百分百计。
黑化处理的目的在于保证所述遮光圈片抗剥离、耐腐蚀、防氧化性能的基础上改变所述遮光圈片的色泽，达到遮蔽光线的目的。具体的，所述黑化处理的原理为：在碱性溶液中，过硫酸钾将铜氧化成氧化铜，氧化铜呈黑色，极难溶于水，反应生成的氧化铜形成一层致密的膜附着于所述遮光圈片表面，使所述遮光圈片的外观呈哑黑状。
黑化处理过程中，可以观察到所述遮光圈片的色泽变化由浅褐→深褐→蓝→黑。需要说明的是，在黑化处理过程中需要对所述遮光圈片进行晃动或移动，保证所述遮光圈片与黑化剂的充分接触，以使反应充分进行。优选的，在黑化处理过程中，还可以将所述遮光圈片取出观察，色泽达到要求即取出进行水洗1～3遍，以去除所述遮光圈片表面附着的黑化剂，避免反应的过度进行致使膜的厚度过大造成脱落或分离。再者，黑化液中氢氧化钠没有被消耗，仅需要补充过硫酸钾就可以保证反应的持续进行，节约资源。
S7：在小于200℃的真空条件下对经过黑化处理的所述遮光圈片进行干燥处理，得到所述压延铜遮光圈片的成品。
将经过黑化处理后的所述遮光圈片放入真空烘箱中进行干燥，流程结束，得到所述压延铜遮光圈片的成品。
实施例一
本发明提供一种压延铜遮光圈片制备方法，其包括如下步骤：
(1)提供已成型的遮光圈片，所述遮光圈片由压延铜材料制成。
(2)水洗后，对所述遮光圈片采用丙酮超声波清洗10分钟，乙醇超声波清洗20分钟，以去除所述遮光圈片表面附着的轧制油膜。
(3)水洗后，使用铜质抛光液对经过除油处理的所述遮光圈片进行抛光处理，以去除所述遮光圈片表面的凹凸结构，所述抛光处理的时间为5 分钟。
(4)水洗后，将经过抛光处理的所述遮光圈片置于电镀液中进行电镀处理，以在所述遮光圈片表面附着一层铜瘤层增加所述遮光圈片表面的粗糙度，所述电镀处理的温度为30℃，时间为3分钟，电流密度为0.7A/dm2，所述电镀液中各组分的含量为：五水硫酸铜40g/L、硫酸120g/L、盐酸 0.25ml/L、聚乙二醇2g/L。
(5)水洗后，使用活化剂对经过电镀处理的所述遮光圈片活化处理，以增加所述遮光圈片表面的活性，所述活化处理的时间为3分钟，所述活化剂由98％的浓硫酸与水按照1：3的质量比配置而成。
(6)水洗后，使用黑化液对活化后的所述遮光圈片进行黑化处理，以改变所述遮光圈片表面的色泽，所述黑化处理的时间为15分钟，温度为 80℃，所述黑化液由黑化剂与水按照1：1的质量比配置而成，所述黑化剂包括以质量百分比计的如下组分：90％的氢氧化钠、8％的过硫酸钾和2％的碳酸氢铵。
(7)水洗后，在150℃的真空烘箱中对经过黑化处理的所述遮光圈片进行干燥处理5分钟，得到所述压延铜遮光圈片的成品。
请参阅图2(a～b)，电镀处理后所述遮光圈片表面生成一层“多孔”状的结构，经过后续处理后得到的压延铜遮光圈片表面为“扫帚”状的哑光结构，通过实验测得所述压延铜遮光圈片的0°反射率为0.69％，散射特性比较均匀，相比于相关技术中双哑黑的PET材料制成的遮光圈片的0°反射率具有大幅降低；用超声波进行震动处理时，所述压延铜遮光圈片表面的哑光结构耐超声波时间更长，说明所述压延铜遮光圈片表面的哑光结构附着稳定，不易脱落。
实施例二
本发明提供一种压延铜遮光圈片制备方法，其包括如下步骤：
(1)提供已成型的遮光圈片，所述遮光圈片由压延铜材料制成。
(2)水洗后，对所述遮光圈片采用丙酮超声波清洗20分钟，乙醇超声波清洗50分钟，以去除所述遮光圈片表面附着的轧制油膜。
(3)水洗后，使用铜质抛光液对经过除油处理的所述遮光圈片进行抛光处理，以去除所述遮光圈片表面的凹凸结构，所述抛光处理的时间为1 分钟。
(4)水洗后，将经过抛光处理的所述遮光圈片置于电镀液中进行电镀处理，以在所述遮光圈片表面附着一层铜瘤层增加所述遮光圈片表面的粗糙度，所述电镀处理的温度为25℃，时间为1分钟，电流密度为0.6A/dm2，所述电镀液中各组分的含量为：五水硫酸铜60g/L、硫酸140g/L、盐酸 0.40ml/L、聚乙二醇5g/L。
(5)水洗后，使用活化剂对经过电镀处理的所述遮光圈片活化处理，以增加所述遮光圈片表面的活性，所述活化处理的时间为5分钟，所述活化剂由98％的浓硫酸与水按照1:3的质量比配置而成。
(6)水洗后，使用黑化液对活化后的所述遮光圈片进行黑化处理，以改变所述遮光圈片表面的色泽，所述黑化处理的时间为5分钟，温度为50℃，所述黑化液由黑化剂与水按照1：2的质量比配置而成，所述黑化剂包括以质量百分比计的如下组分：90％的氢氧化钠、8％的过硫酸钾和2％的碳酸氢铵。
(7)水洗后，在150℃的真空烘箱中对经过黑化处理的所述遮光圈片进行干燥处理5分钟，得到所述压延铜遮光圈片的成品。
请参阅图3(a～b)，电镀处理后所述遮光圈片表面生成一层“多孔”状的结构，经过后续处理后得到的压延铜遮光圈片表面为“针叶”状的哑光结构，通过实验测得所述压延铜遮光圈片的0°反射率为1.03％，散射特性比较均匀，相比于相关技术中双哑黑的PET材料制成的遮光圈片的0°反射率具有大幅降低；用超声波进行震动处理时，所述压延铜遮光圈片表面的哑光结构耐超声波时间更长，说明所述压延铜遮光圈片表面的哑光结构附着稳定，不易脱落。
实施例三
本发明提供一种压延铜遮光圈片制备方法，其包括如下步骤：
(1)提供已成型的遮光圈片，所述遮光圈片由压延铜材料制成。
(2)水洗后，对所述遮光圈片采用丙酮超声波清洗30分钟，乙醇超声波清洗60分钟，以去除所述遮光圈片表面附着的轧制油膜。
(3)水洗后，使用铜质抛光液对经过除油处理的所述遮光圈片进行抛光处理，以去除所述遮光圈片表面的凹凸结构，所述抛光处理的时间为5 秒。
(4)水洗后，将经过抛光处理的所述遮光圈片置于电镀液中进行电镀处理，以在所述遮光圈片表面附着一层铜瘤层增加所述遮光圈片表面的粗糙度，所述电镀处理的温度为45℃，时间为5分钟，电流密度为0.5A/dm2，所述电镀液中各组分的含量为：五水硫酸铜50g/L、硫酸100g/L、盐酸 0.50ml/L、聚乙二醇8g/L。
(5)水洗后，使用活化剂对经过电镀处理的所述遮光圈片活化处理，以增加所述遮光圈片表面的活性，所述活化处理的时间为10分钟，所述活化剂由98％的浓硫酸与水按照1:3的质量比配置而成。
(6)水洗后，使用黑化液对活化后的所述遮光圈片进行黑化处理，以改变所述遮光圈片表面的色泽，所述黑化处理的时间为30秒，温度为 100℃，所述黑化液由黑化剂与水按照2：1的质量比配置而成，所述黑化剂包括以质量百分比计的如下组分：90％的氢氧化钠、8％的过硫酸钾和2％的碳酸氢铵。
(7)水洗后，在150℃的真空烘箱中对经过黑化处理的所述遮光圈片进行干燥处理5分钟，得到所述压延铜遮光圈片的成品。
请参阅图4(a～b)，电镀处理后所述遮光圈片表面生成一层“多孔”状的结构，经过后续处理后得到的压延铜遮光圈片表面为“扫帚”状的哑光结构，通过实验测得所述压延铜遮光圈片的0°反射率为0.83％，散射特性比较均匀，相比于相关技术中双哑黑的PET材料制成的遮光圈片的0°反射率具有大幅降低；用超声波进行震动处理时，所述压延铜遮光圈片表面的哑光结构耐超声波时间更长，说明所述压延铜遮光圈片表面的哑光结构附着稳定，不易脱落。
综合分析实施例一至实施例三的实验数据，可以看出，本发明提供的压延铜遮光圈片制备方法流程简单，可实施性强，制得的所述压延铜遮光圈片表面为哑光结构，表面黑化均匀，且结构稳定、不易脱落，所述压延铜遮光圈片的0°反射率维持在较低水平，能够满足高精度光学器件的遮光需求。
本发明还提供一种压延铜遮光圈片，所述压延铜遮光圈片采用所述压延铜遮光圈片制备方法而成，所述压延铜遮光圈片所述压延铜遮光圈片表面为哑光结构，表面黑化均匀，且结构稳定、不易脱落，所述压延铜遮光圈片的0°反射率维持在较低水平，能够满足高精度光学器件的遮光需求。
与相关技术相比，本发明提供的压延铜遮光圈片制备方法，采用压延铜材料制成遮光圈片，并经过除油、抛光、电镀、活化、黑化、干燥等流程，得到压延铜遮光圈片的成品，所述压延铜遮光圈片规避了相关技术中 PET遮光圈片不易导电、不耐高温的缺点，具有易于黑化、反射率低的优点；同时压延铜遮光圈片表面通过附着铜瘤层增加了所述遮光圈片表面的粗糙度，使得哑黑结构稳定、不易脱落。
以上所述的仅是本发明的实施方式，在此应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出改进，但这些均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种压延铜遮光圈片制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
提供已成型的遮光圈片，所述遮光圈片由压延铜材料制成；
对所述遮光圈片进行除油处理，以去除所述遮光圈片表面附着的轧制油膜；
使用抛光液对经过除油处理的所述遮光圈片进行抛光处理，以去除所述遮光圈表面的凹凸结构；
将经过抛光处理的所述遮光圈片置于电镀液中进行电镀处理，以在所述遮光圈片表面附着一层铜瘤层增加所述遮光圈片表面的粗糙度，其中，所述电镀处理的温度为20～40℃，时间为1～5分钟，电流密度为0.1～1.0A/dm2，所述电镀液中各组分的含量为：五水硫酸铜30～60g/L，质量浓度为98％的硫酸100～150g/L，质量浓度为36％的盐酸0.1～1ml/L，聚乙二醇1～8g/L；
使用活化剂对经过电镀处理的所述遮光圈片进行活化处理，以增加所述遮光圈片表面的活性；
使用黑化液对活化后的所述遮光圈片进行黑化处理，以改变所述遮光圈片表面的色泽；
在小于200℃的真空条件下对经过黑化处理的所述遮光圈片进行干燥处理，得到所述压延铜遮光圈片的成品。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电镀处理中需要对所述电镀液进行空气搅拌。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述黑化液由黑化剂与水按质量配比而成，黑化剂与水的质量比值范围为0.1～5，其中，所述黑化剂包括以质量百分比计的如下组分：85～95％的氢氧化钠、5～8％的过硫酸钾和2～7％的碳酸氢铵，以所述黑化剂总重百分百计。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述黑化处理的时间为5秒～20分钟，温度为50℃～100℃。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述除油处理具体为：采用丙酮超声波清洗10～30分钟，乙醇超声波清洗20～60分钟。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述抛光液为铜质抛光液。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述活化剂由浓度为98％的浓硫酸与水按照1：3的质量比配置而成。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述活化处理的时间为10秒～10分钟。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在相邻两步骤之间还包括水洗过程，所述水洗过程持续1～3遍。
10.一种压延铜遮光圈片，其特征在于，所述压延铜遮光圈片采用权利要求1～9任一项所述的方法制备而成。
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