CN110983250A - 幻彩膜真空镀膜方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种幻彩膜真空镀膜方法，包括基片预处理，蒸镀室清洁，放置基片及蒸发源，预抽真空，离子清洗，精抽真空，蒸镀作业，蒸镀完成；其中蒸镀作业，先对第一蒸镀材料和第二蒸镀材料进行预熔，预熔后进行轮流交替蒸镀作业，蒸镀作业总时长为1000‑1200秒；成品膜具有四层，由内至外依次为第一镀层、第二镀层、第三镀层、第四镀层，其中第一镀层与第三镀层材料相同，第二镀层与第四镀层材料相同。本发明通过采用两种蒸镀材料交替蒸镀，使其成品膜具有四层镀层，且相邻两层的镀层材料不同，具有不同的折射率，光在每一个界面上发生反射和折射，使成品膜成为高反膜，从而使镀膜制品获得幻彩效果，颜色丰富华丽。

Description

幻彩膜真空镀膜方法

技术领域

本发明属于真空镀膜技术领域，具体涉及一种幻彩膜真空镀膜方法。

背景技术

塑料制品大多存在表面硬度不高、外观不够华丽、耐磨性低等缺陷，通过镀膜可提高塑料制品的品质，使其具备金属光泽和更高的硬度，且颜色更为华丽，其中蒸镀是真空镀膜常用的一种工艺，通过加热蒸发金属或金属化合物，使其沉积在基材表面，从而使塑料制品具有金属光泽，通过蒸镀不同的蒸镀材料，可使塑料餐具获得不同颜色的镀膜，但现有的镀膜颜色单调，不够丰富华丽，已无法满足客户的个性化需求。

发明内容

本发明针对现有技术中镀膜制品颜色单调，不够丰富华丽，无法满足客户个性化需求的问题，提供一种幻彩膜真空镀膜方法，能够使镀膜制品获得幻彩效果，颜色丰富华丽。

本发明的发明目的是通过以下技术方案实现的：

一种幻彩膜真空镀膜方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：基片预处理，用丙酮擦洗基片，再用无水乙醇脱水，擦干后备用；基片预处理的目的是清洁基片，并去除基片表面的水分，从而增强膜基结合力。

步骤二：蒸镀室清洁，首先对蒸镀室去尘，然后用丙酮及酒精擦洗蒸镀室内壁；蒸镀前对蒸镀室进行清洁，可提高膜层纯度和膜基结合力。

步骤三：放置基片及蒸发源，将基片摆放于基片架，并将第一蒸镀材料放置于第一蒸发源，第二蒸镀材料放置于第二蒸发源，第一蒸发源与第二蒸发源之间设置有遮板，关闭蒸镀室，形成封闭的蒸镀空间。

步骤四: 预抽真空，开启抽气泵对封闭的蒸镀室进行抽气，使蒸镀室的真空度达到0.2-0.4Pa；

步骤五：离子清洗，向蒸镀室内充入氩气，在5000V的高压下对基片进行离子轰击，轰击时间为5-10min,离子轰击过程中，基片架转动；本发明在镀膜前对基片进行离子清洗，可以保持基片的化学纯净性，保证镀膜效果，且不会在表面产生损伤层，表面质量得到保证，由于是在真空中进行，不污染环境，保证基片不被二次污染。

步骤六：精抽真空，利用抽气泵对封闭的蒸镀室进行再一次抽气，使蒸镀室内的真空度达到0.001-0.003Pa；合适的真空度可使蒸镀材料的蒸发温度大幅下降，提高蒸镀效率。

步骤七：蒸镀作业，对第一蒸镀材料和第二蒸镀材料进行预熔，预熔时间为50-60秒，预熔温度为1000-1200度，预熔后进行轮流交替蒸镀作业，蒸镀作业总时长为1000-1200秒。

步骤八:蒸镀完成，蒸镀作业结束后，基片在蒸镀室内放置8-12min ,然后关闭各系统，对蒸镀室充气，平衡蒸镀室内外气压，取出基片，成品膜具有四层，由内至外依次为第一镀层、第二镀层、第三镀层、第四镀层，其中第一镀层与第三镀层材料相同，第二镀层与第四镀层材料相同。光线能够在多层镀层上发生反射和折射，反射光相互叠加，从而使幻彩膜整体呈现高反射率，从而达到幻彩效果，且采用两种蒸镀材料交替蒸镀即可得到四层镀层，降低生产成本的同时，降低了操作难度，且镀层纯度易保证，幻彩效果好。

作为优选，所述第一蒸镀材料为氟化镁，第二蒸镀材料为硫化锌。氟化镁和硫化锌具有不同的折射率，当两种材料交替分层排布时，光将在每一个界面上发生反射和折射，达到幻彩效果。

作为优选，所述第一镀层为氟化镁，第二镀层为硫化锌，第三镀层为氟化镁，第四镀层为硫化锌。硫化锌结构较为致密，密度和熔点较高，故蒸镀产生的蒸气压低于氟化镁，且硫化锌的气体吸附量较少，因此其作为第二层镀膜和第四层镀膜，以保证镀膜整体质量。

作为优选，轮流交替蒸镀作业的过程为，基片架转动，其转速为15转每分钟，接通第一蒸发源电源，蒸镀氟化镁，蒸镀时间为300秒；断开第一蒸发源电源，接通第二蒸发源电源，蒸镀硫化锌，蒸镀时间为300秒；断开第二蒸发源电源，接通第一蒸发源电源，蒸镀氟化镁，蒸镀时间为300秒；断开第一蒸发源电源，接通第二蒸发源电源，蒸镀硫化锌，蒸镀时间为300秒；以上过程中遮板在驱动件的作用下依次遮挡于电源断开的蒸发源前方。

作为优选，所述第一镀层、第二镀层、第三镀层、第四镀层的厚度均为0.02um。通过对膜厚的控制可以使所有界面的反射叠加，从而使幻彩膜形成高反射率膜。

作为优选，所述精抽真空后，蒸镀室内的真空度达到0.003Pa。

作为优选，所述蒸镀作业结束后，继续保持蒸镀室内的真空度为0.003Pa。

作为优选，所述预抽真空步骤采用机械泵。

作为优选，所述精抽真空步骤采用扩散泵，并配合使用机械泵。扩散泵在机械泵的配合下能够使蒸镀室达到高真空度，从而保证蒸镀质量。

作为优选，在精抽真空前，开启真空系统的冷却水及压缩气，然后开启扩散泵，并加热至230℃。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明提供的幻彩膜真空镀膜方法，其成品膜具有四层镀层，且相邻两层的镀层材料不同，具有不同的折射率，光在每一个界面上发生反射和折射，使成品膜成为高反膜，从而使镀膜制品获得幻彩效果，颜色丰富华丽；本发明中采用氟化镁与硫化锌作为蒸镀材料，并交替蒸镀，工艺简单，成品膜结构致密，附着力高，幻彩效果好；本发明工艺简单，能够为蒸镀提供良好的蒸镀环境，保证蒸镀质量。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步描述：

本实施例公开一种幻彩膜真空镀膜方法，采用高真空镀膜机进行蒸镀，所述高真空镀膜机包括蒸镀室、真空系统、光学检测系统，蒸镀室内设置有基片架、第一蒸发源及第二蒸发源。

具体蒸镀过程如下：

开启真空系统的冷却水及压缩气，然后开启扩散泵，并加热至230℃，使真空系统处于最佳状态，为后续抽真空做准备，保证抽真空效果。

清洗基片，清洗过程中，工作人员不能直接用手接触基片，需戴手套进行操作，以免污染基片，用柔软的纱布蘸取丙酮擦洗基片，对基片的表面进行去脱脂处理，然后再用无水乙醇对基片进行脱水，并用白绸布擦干，盖在器皿中备用，清洗基片的目的是清洁基片，并去除基片表面的水分，从而增强膜基结合力。

蒸镀室的清理与准备，用吸尘器对蒸镀室内部进行除尘，再依次用丙酮和无水乙醇擦拭蒸镀室内壁及基片架，以上操作均是为给蒸镀镀膜提供一个洁净的环境，以避免蒸镀室内壁及基片架上的油污、锈迹、残余镀料等在真空中易蒸发，影响膜层的纯度和结合力；用镊子将清洗后的基片放在基片架上，基片面向两个蒸发源，两个蒸发源并排设置，然后将第一蒸镀材料放置于第一蒸发源，将第二蒸镀材料放置于第二蒸发源，第一蒸发源与第二蒸发源之间设置有遮板，关闭蒸镀室，形成封闭的蒸镀空间，关闭蒸镀室前用无水乙醇擦洗大门胶圈。

本实施例中第一蒸镀材料为氟化镁，第二蒸镀材料为硫化锌，氟化镁和硫化锌具有不同的折射率，当两种材料交替分层排布时，光将在每一个界面上发生反射和折射，达到幻彩效果，氟化镁和硫化锌的用量均为3克。

预抽真空，开启机械泵对封闭的蒸镀室及扩散泵进行抽气，使蒸镀室的真空度达到0.3Pa。

离子清洗，在0.3Pa的真空环境下，向蒸镀室内充入氩气，在5000V的高压下对基片进行离子轰击，轰击时间为10min,离子轰击过程中，基片架转动，转速为15转每分钟，在镀膜前对基片进行离子清洗，可以保持基片的化学纯净性，保证镀膜效果，且不会在表面产生损伤层，表面质量得到保证，由于是在真空中进行，不污染环境，保证基片不被二次污染；

精抽真空，使用扩散泵并配合机械泵对封闭的蒸镀室进行再一次抽气，使蒸镀室内的真空度达到0.003Pa，提高蒸镀室的真空度能够有效提高膜层纯度和膜基结合力，且合适的真空度可使蒸镀材料的蒸发温度大幅下降，提高蒸镀效率。

蒸镀作业，对氟化镁和硫化锌进行预熔，先对蒸发源通以较低功率的电，对氟化镁和硫化锌进行预熔，预熔时间为60秒，预熔温度为1200℃，然后输入较大功率的电，将蒸镀材料迅速加热到蒸发温度后进行交替蒸镀作业，本实施例中采用的加热方式为电子束加热，蒸镀作业总时长为1200秒；轮流交替蒸镀作业的过程为，基片架转动，其转速为15转每分钟，接通第一蒸发源电源，蒸镀氟化镁，蒸镀时间为300秒；断开第一蒸发源电源，接通第二蒸发源电源，蒸镀硫化锌，蒸镀时间为300秒；断开第二蒸发源电源，接通第一蒸发源电源，蒸镀氟化镁，蒸镀时间为300秒；断开第一蒸发源电源，接通第二蒸发源电源，蒸镀硫化锌，蒸镀时间为300秒；以上过程中遮板在转角气缸的驱动下依次遮挡于电源断开的蒸发源前方，挡住不需要工作的蒸镀材料防止污染，保证各膜层的纯度。

蒸镀完成，蒸镀作业结束后，继续保持蒸镀室内的真空度为0.003Pa,基片在蒸镀室内放置10min ,以使膜层在高真空度环境下稳定，然后关闭各系统，对蒸镀室充气，平衡蒸镀室内外气压，取出基片。

蒸镀完成后的镀膜具有四层，依次为第一镀层、第二镀层、第三镀层、第四镀层，所述第一镀层为氟化镁，第二镀层为硫化锌，第三镀层为氟化镁，第四镀层为硫化锌，氟化镁和硫化锌具有不同的折射率，当两种镀层交替分层排布时，光将在每一个镀层上发生反射和折射，从而达到幻彩效果，四层镀层的厚度均为0.02um，本实施例中采用光学检测系统对膜层厚度进行在线监控，测定参考光源的反射信号，借以监控膜厚和控制蒸镀材料的转换，通过对膜厚的控制可以使所有界面的反射叠加，从而使幻彩膜形成高反射率膜。

通过以上方法完成的镀膜，为高反幻彩膜，色泽丰富华丽；镀膜总厚度为0.8um，检测依据为SEM；膜层附着力为3B,检测依据为GB/T6739-2006; 耐盐雾试验≥2h，无异常，检测依据为GB/T10125-2012。

文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (9)

1.一种幻彩膜真空镀膜方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：基片预处理，用丙酮擦洗基片，再用无水乙醇脱水，擦干后备用；

步骤二：蒸镀室清洁，首先对蒸镀室去尘，然后用丙酮及酒精擦洗蒸镀室内壁；

步骤三：放置基片及蒸发源，将基片摆放于基片架，并将第一蒸镀材料放置于第一蒸发源，第二蒸镀材料放置于第二蒸发源，第一蒸发源与第二蒸发源之间设置有遮板，关闭蒸镀室，形成封闭的蒸镀空间；

步骤四: 预抽真空，开启抽气泵对封闭的蒸镀室进行抽气，使蒸镀室的真空度达到0.2-0.4Pa；

步骤五：离子清洗，向蒸镀室内充入氩气，在5000V的高压下对基片进行离子轰击，轰击时间为5-10min,离子轰击过程中，基片架转动；

步骤六：精抽真空，利用抽气泵对封闭的蒸镀室进行再一次抽气，使蒸镀室内的真空度达到0.001-0.003Pa；

步骤七：蒸镀作业，对第一蒸镀材料和第二蒸镀材料进行预熔，预熔时间为50-60秒，预熔温度为1000-1200度，预熔后进行轮流交替蒸镀作业，蒸镀作业总时长为1000-1200秒；

步骤八:蒸镀完成，蒸镀作业结束后，基片在蒸镀室内放置8-12min ,然后关闭各系统，对蒸镀室充气，平衡蒸镀室内外气压，取出基片，成品膜具有四层，由内至外依次为第一镀层、第二镀层、第三镀层、第四镀层，其中第一镀层与第三镀层材料相同，第二镀层与第四镀层材料相同。

2.根据权利要求1所述的幻彩膜真空镀膜方法，其特征在于，所述第一蒸镀材料为氟化镁，第二蒸镀材料为硫化锌。

3.根据权利要求2所述的幻彩膜真空镀膜方法，其特征在于，所述第一镀层为氟化镁，第二镀层为硫化锌，第三镀层为氟化镁，第四镀层为硫化锌。

4.根据权利要求2所述的幻彩膜真空镀膜方法，其特征在于，轮流交替蒸镀作业的过程为，基片架转动，其转速为15转每分钟，接通第一蒸发源电源，蒸镀氟化镁，蒸镀时间为300秒；断开第一蒸发源电源，接通第二蒸发源电源，蒸镀硫化锌，蒸镀时间为300秒；断开第二蒸发源电源，接通第一蒸发源电源，蒸镀氟化镁，蒸镀时间为300秒；断开第一蒸发源电源，接通第二蒸发源电源，蒸镀硫化锌，蒸镀时间为300秒；以上过程中遮板在驱动件的作用下依次遮挡于电源断开的蒸发源前方。

5.根据权利要求1-4任一项权利要求所述的幻彩膜真空镀膜方法，其特征在于，所述第一镀层、第二镀层、第三镀层、第四镀层的厚度均为0.02um。

6.根据权利要求5所述的幻彩膜真空镀膜方法，其特征在于，所述精抽真空后，蒸镀室内的真空度达到0.003Pa。

7.根据权利要求6所述的一种幻彩膜真空镀膜方法，其特征在于，所述蒸镀作业结束后，继续保持蒸镀室内的真空度为0.003Pa。

8.根据权利要求6所述的幻彩膜真空镀膜方法，其特征在于，所述精抽真空步骤采用扩散泵，并配合使用机械泵。

9.根据权利要求8所述的幻彩膜真空镀膜方法，其特征在于，在精抽真空前，开启真空系统的冷却水及压缩气，然后开启扩散泵，并加热至230℃。