Procesamiento de recubrimiento de lentes de PC

El proceso de recubrimiento para lentes de PC (lentes de policarbonato) tiene como objetivo mejorar su rendimiento óptico, durabilidad y funcionalidad, que abarca principalmente los siguientes pasos y tecnologías clave:

1. Pretratamiento (limpieza y activación)

Limpieza ultrasónica: elimina los contaminantes como la grasa y el polvo de la superficie de la lente.

Tratamiento de plasma: mejora la adhesión de recubrimiento al bombardear la superficie con plasma.

Tratamiento químico: limpia aún más la superficie usando solventes o soluciones ácidas o alcalinas.

2. Proceso de recubrimiento base

Recubrimiento de imprimación

Propósito: Llena irregularidades menores en la superficie de la PC y mejora la adhesión de recubrimientos posteriores.

Método: recubrimiento por giro, recubrimiento de inmersión o recubrimiento por pulverización. Los materiales de uso común son cebadores de silano o poliuretano.

Curado: curado UV o curado térmico (60–80 ° C).

Recubrimiento duro

Propósito: Mejora la resistencia a los rasguños (la PC es inherentemente suave).

Materiales: dióxido de silicio (SIO₂), resina de silicona o acrilato.

Proceso: recubrimiento o recubrimiento de pulverización seguido de curado UV (irradiación de luz ultravioleta de alta intensidad).

3. Proceso de recubrimiento funcional

Recubrimiento antirreflectante (recubrimiento AR)

Propósito: reduce la reflexión y aumenta la transmitancia de la luz (por ejemplo, múltiples capas de óxidos metálicos como MGF₂ y SIO₂).

Proceso: evaporación al vacío (deposición física de vapor (PVD)) o pulverización de magnetrón, que requiere múltiples capas (cada espesor de la capa es 1/4 de la longitud de onda de la luz).

Recubrimiento anti-pelusa y repelente al agua (recubrimiento hidrofóbico/oleofóbico)

Propósito: anti-huella, fácil de limpiar.

Material: fluorosilanos (por ejemplo, perfluoropolyether).

Proceso: recubrimiento por pulverización o deposición de vacío, a menudo combinada con el recubrimiento AR.

Recubrimiento ligero anti-azul

Propósito: absorbe o refleja la luz azul dañina (longitud de onda 400–450 nm).

Material: óxidos metálicos o tintes orgánicos.

Proceso: recubierto simultáneamente con recubrimiento AR o aplicado por separado.

Revestimiento antiestático

Propósito: previene la absorción de polvo.

Materiales: polímero conductor o recubrimiento dopado con metal.

4. Tecnología de curado

Curado UV: adecuado para recubrimientos orgánicos (como recubrimientos duros), rápido y eficiente (curado en segundos).

Curado térmico: utilizado para algunos recubrimientos estables a alta temperatura (como ciertos imprimadores).

Curado del haz de electrones: utilizado en algunas aplicaciones de alta precisión.

5. Postprocesamiento y pruebas

Recocido: elimina el estrés interno y mejora la estabilidad del recubrimiento.

Prueba de calidad:

Prueba de adhesión (método de Bicester).

Prueba de resistencia a la abrasión (abrasador Taber).

Prueba de rendimiento óptico (espectrofotómetro para transmitancia y reflectancia).

Desafíos clave y direcciones de innovación

Problemas de adhesión: la superficie de la PC es hidrófoba, que requiere tratamiento con plasma o optimización de cebadores.

Resistencia a alta temperatura: la PC tiene un punto de fusión bajo (aproximadamente 145 ° C), lo que requiere un proceso de curado a baja temperatura.

Procesos respetuosos con el medio ambiente: los recubrimientos a base de agua reemplazan los recubrimientos a base de solventes para reducir las emisiones de VOC.

Nanotecnología: por ejemplo, el método Sol-gel se puede usar para producir recubrimientos duros a nanoescala.

Aplicaciones típicas

Lentes de anteojos: AR + recubrimiento duro + recubrimiento compuesto hidrofóbico.

Cubiertas de faro automotriz: recubrimiento duro resistente a la intemperie.

Protectores de pantalla electrónica: anti-Glare + recubrimiento antiestático.

El siguiente es un análisis detallado del proceso de endurecimiento de la lente de PC:

1. El principio central del proceso de endurecimiento

Tratamiento base: limpie la superficie del lente a través de métodos químicos o físicos para eliminar la grasa y las impurezas y mejorar la adhesión de la capa de endurecimiento.

Recubrimiento duro: cubra la superficie de la lente con un material de alta duración (como la resina de silicona) y forme una capa resistente al desgaste a través del curado.

Tecnología de curado: el curado UV o el curado térmico se usan comúnmente para hacer que el recubrimiento se uniera bien al sustrato de PC.

2. Métodos de endurecimiento principal

(1) Cubro de inmersión

Proceso: Sumerja la lente en el líquido de endurecimiento → Tire a una velocidad constante para controlar el grosor → UV/curado térmico.

Ventajas: recubrimiento uniforme, adecuado para la producción en masa.

Puntos clave: fórmula líquida de endurecimiento (incluida la nano-silida y otros ingredientes) y las condiciones de curado (intensidad UV, temperatura).

(2) recubrimiento giratorio

Proceso: arregle la lente en una tabla giratoria, agregue el líquido de endurecimiento → rotación de alta velocidad y gire uniformemente → curado.

Ventajas: espesor controlable, adecuado para requisitos de alta precisión.

Desventajas: gran cantidad de desechos materiales.

(3) Método de recubrimiento de vacío

Tecnología: SIO₂ y otras películas duras inorgánicas se depositan en la superficie a través de PVD (deposición física de vapor).

Características: Dureza extremadamente alta (cerca del vidrio), pero alto costo y requiere equipos especiales.

(4) tratamiento con plasma

Función: limpia la superficie y activa las moléculas a través del plasma para mejorar la adhesión de recubrimiento.

Aplicación: a menudo se usa como pretratamiento o en combinación con el método de inmersión.

3. Materiales para recubrimiento duro

Resina de silicona: la elección principal, formando una red reticulada a través del curado UV.

Materiales nanocompuestos: como Nano-Sio₂ y Al₂o₃ dispersos en la resina, mejorando significativamente la dureza.

Acrilato de poliuretano: buena flexibilidad y fuerte resistencia al impacto.

4. Parámetros del proceso clave

Condiciones de curado: longitud de onda UV (generalmente 365 nm), energía (500-1000MJ/cm²), temperatura (60-80 ℃).

Gros de recubrimiento: generalmente 2-5 μm. Los recubrimientos más gruesos son propensos al agrietamiento, mientras que los recubrimientos más delgados pueden provocar una resistencia al desgaste insuficiente.

Control ambiental: habitación libre de polvo (ISO Clase 7 o superior), humedad 40-60%.

5. Normas de inspección de calidad

Resistencia a la abrasión: prueba de abrasión de taber (rueda de molienda CS-10, carga de 500 g, cambio de neblina ≤5% después de 1000 ciclos).

Adhesión: prueba de cuchillo de cuadrícula (ASTM D3359, 4B o superior).

Dureza: prueba de dureza del lápiz (≥3h es aceptable).

Resistencia a la intemperie: prueba de envejecimiento UV (sin grietas ni amarillamiento después de 500 horas).

6. Problemas y soluciones comunes

Delaminación de recubrimiento: optimizar el tratamiento de la superficie (como la activación del plasma) o ajustar los parámetros de curado.

Pelera de naranja superficial: causada por la viscosidad excesiva de la solución de endurecimiento o la velocidad de recubrimiento de giro desigual; ajustar la formulación o proceso.

Burbujas de aire: desgasificación de vacío o reduzca la velocidad de extracción/giro.