[其他]光學塑料鏡片鍍硬質膜工藝及用途

無效

• 申請號: 85104662
• 申請日: 1985-06-14
• 公開（公告）號: CN85104662A
• 公開（公告）日: 1987-02-04
• 發明（設計）人: 黃祥成
• 申請（專利權）人: 兵器工業部第二○五研究所
• 主分類號: C23C14/08
• 分類號: C23C14/08;C23C14/30;G02B1/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

光學塑料鏡片鍍硬質薄膜工藝及用途

本發明屬于光學塑料鏡片鍍膜工藝，采用本工藝能給光學塑料鏡片鍍保護膜、增透膜、反光膜等。

光學塑料是一種新興的光學材料，與光學玻璃相比，它具有成本低、易成型、重量輕、不易撞碎等優點，因而在光學領域里有著廣闊的應用前景，但由于光學塑料表面強度較低，致使其應用范圍受到局限。國外專利（U.S.P.1.161.547.JuL17.1979）采用金屬鉻做膜料，真空鍍鉻并使其氧化的工藝。因為鉻對光有較強的吸收，采用國外的工藝，雖然能提高鏡片的表面強度，但透明度損失太大。國內在1982年第6期《光學技術》發表的“CR-39塑料鏡片鍍硬膜”的論文，是為了解決光學塑料表面強度和透明度的問題，論文中公布的工藝是用Cr₂O₃和SiO₂做膜料，鏡片加溫100℃進行真空鍍膜。采用這種工藝后，其結果比原來表面強度提高2～3倍，同時還有（5～6）%的增透效果，但正如論文中指出的這種工藝還有不足之處。鍍膜時鏡片加熱到100℃已臨近受熱變質狀態。容易發生變質（呈淡黃色）;用Cr₂O₃和SiO₂做膜料，在短波段有吸收和散射;改用Ta₂O₅和SiO₂做膜料時，增透效果和牢固度都有所提高，但經鹽水檢驗后有脫膜現象。

本發明的目的是在安全溫度范圍內對光學塑料鏡片鍍硬膜，除能達到“CR-39塑料鏡片鍍硬膜”論文中公布的技術指標外，鏡片鍍膜后在短波段的吸收可以小到忽略不計，經鹽水檢驗后不再發生脫膜現象。

防止塑料鏡片受熱變質的安全溫度一般地在70℃以下，本發明的特征是在鍍膜前將塑料鏡片放在（5～15）%的溶液中清潔處理，處理后鏡片的光譜特性不發生變化，而在鍍膜時膜料分子能與鏡片表層密切地親合，在較低的溫度下形成堅硬的膜層。

鍍膜時高折射率膜料用TiO₂、ZrO₂混合物（在市場上可購到）或Cr₂O₃，低折射率膜料用SiO₂。

本發明設計的塑料鏡片鍍硬質增透膜的膜系如圖1所示。緊貼鏡片的內層膜為TiO₂、ZrO₂混合物或Cr₂O₃，外層膜為SiO₂、層厚為非λ/4膜系結構，內層膜的層厚小于λ/4。內層膜以TiO₂、ZrO₂混合物為佳，因為TiO₂、ZrO₂混合物蒸發溫度稍低，蒸發時的熱輻射不會引起塑料鏡片升溫太高，SiO₂膜鍍在TiO₂、ZrO₂混合物上時，在SiO₂成膜期間，SiO₂的分子能夠侵入TiO₂、ZrO₂混合物膜的表層，在TiO₂、ZrO₂混合物膜與SiO₂膜之間形成固溶體結構，因此牢固性十分好。另外，TiO₂分子較活躍，利用充氧技術易于氧化，可形成無吸收的膜層。

本發明工藝所用的真空鍍膜機須具有電子束加熱蒸發設備、針閥充氧和光電極值法膜厚控制儀。膜料均用電子束加熱蒸發。TiO₂、ZrO₂混合物和Cr₂O₃在真空室里被電子束加熱期間有部分的還原現象發生，若不采取措施及時地再氧化，得到的膜層內將含有部分的低價氧化物，低價氧化物在可見光的短波段吸收較大。為了將還原的氧化物再氧化，在鍍膜期間必須不斷地往真空室內充入氧氣，保持真空室的真空度在1×10^-4乇左右，這一點在國內已有的技術中沒有提及，本發明工藝中采用了充氧技術，鍍制出的膜層在可見光短波段的吸收可以小到忽略不計。

膜層厚度的控制若用透射光電極值法控制厚度時，內層膜的厚度控制到透光率降低（4～6）%時停鍍。外層膜的厚度控制到透光率升為極大值時為止。

控制層的波長λ，取5000～5100。

按照本工藝鍍制出的膜層浸泡在5%濃度的食鹽溶液中8小時未見膜層脫落。

應用真空鍍膜的工藝技術給光學塑料鏡片表面鍍硬膜，能提高鏡片的表面牢固度，因而擴大了光學塑料的應用范圍。