高分子合成材料表面加硬工藝的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及真空薄膜領域(如觸摸屏Touch panel、光學鏡頭、家電面板、商標logo、車標裝飾件、眼鏡等)，具體涉及一種高分子合成材料(俗稱塑料或樹脂)的表面加硬工藝。
【背景技術】
[0002]高分子合成材料(俗稱塑料或樹脂)，具有良好的化學穩(wěn)定性、不會銹蝕、絕緣性好、導熱性低、容易成型、著色性好、容易加工。因此被廣泛應用生產(chǎn)生活中的各種產(chǎn)品，但由于其本身材質問題，其表面硬度較差容易產(chǎn)生劃痕，如通常的PC/PMMA表面硬度均<2H(500g)( 一種硬度的測試方法，使用日本三菱標號2H的鉛筆，垂直負重500g力，鉛筆傾斜45度在材料表面勻速劃動，觀察表面是否有劃痕。沒有劃痕判斷0K，如果有則不符合標準判斷NG)，因此應用領域受限制。
[0003]概括地說，現(xiàn)有工藝表面噴涂加硬(UV、PU噴涂)存在以下缺點:1、表面硬度提升效果有限，該工藝最高只能達到3H(500g)，應用領域受到限制；2、涂層防污能力較差，油污、指紋、水等容易沾染產(chǎn)品表面，不易清潔；3、涂層的摩擦系數(shù)高，表面不夠光滑，用于視窗類產(chǎn)品手感較差，不夠順滑，表面實測水立角〈40度；4、噴涂后產(chǎn)品透過度會有1% -3%的光損失，影響產(chǎn)品功能。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明提供一種高分子合成材料表面加硬工藝，其目的主要針對高分子合成材料表面硬度的提高而開發(fā)。
[0005]為達到上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是:一種高分子合成材料表面加硬工藝，包括以下步驟:
[0006]步驟一、合成材料表面預處理:
[0007]使用UV噴涂線，在材料的加硬面噴涂5?20um厚度的UV涂層，通過紫外線照射使涂層硬化，使材料硬度提升至2H?4H ;
[0008]步驟二、離子表面處理:
[0009]將離子材料固定在夾具上，放入真空清潔設備中，待真空達到1.4E-2PA時，沖入惰性氣體，使用離子設備產(chǎn)生放電離子，對UV涂層進行轟擊處理，時間持續(xù)3?5分鐘；清潔表面，在UV面形成輕微蝕刻，同時消除不同屬性材料間的應力，以提高后續(xù)涂層的附著力；
[0010]步驟三、光學介質薄膜加硬:
[0011]在7.0E-3PA的真空環(huán)境中，使用電子槍產(chǎn)生高能電子束對光學介質材料進行加熱，使材料融化蒸發(fā)附著在材料表面形成300?100nm厚度的薄膜；
[0012]步驟四、應力消除:
[0013]再次使用離子源設備對介質薄膜進行轟擊處理，時間為I分鐘，以消除加硬層應力；
[0014]步驟五、表面抗污保護層:
[0015]使用抵抗加熱阻蒸，在真空環(huán)境下，在材料表面蒸發(fā)一層防污材料，使產(chǎn)品表面具有疏水性能，降低材料的摩擦系數(shù)，使材料具有防污能力。
[0016]上述技術方案中的有關內容解釋如下:
[0017]1、上述方案中，所述抵抗加熱是一種加熱方式，即在一塊或一根金屬材質的蒸發(fā)皿兩端施加低電壓和高電流使金屬器皿發(fā)熱融化器皿內的材料，利用的是電的熱效應。
[0018]1、上述方案中，所述光學介質材料為Si02或A1203或Ti02。
[0019]2、上述方案中，所述防污材料包括氟化物。
[0020]3、上述方案中，還包括步驟六、表面性能測試:硬度測試(750g 6H)、透視的測試(400-780nm透視度損失〈I % )、接觸角測試(>90度)、附著力測試(百格>4B)。
[0021]本發(fā)明的工作原理及優(yōu)點如下:
[0022]本發(fā)明一種高分子合成材料表面加硬工藝，通過“表面噴涂”+ “光學介質涂層加硬”的方式，相比現(xiàn)有技術而言具有以下優(yōu)點:1、通過該工藝處理后，合成材料表面硬度有明顯提升，可以滿足視窗等各種相關產(chǎn)品的應用，產(chǎn)品表面硬度可以有效提升2倍，可以滿足6H(750g) ;2、具有防污功能，表面污染物可以方便的使用紙巾毛巾擦拭清潔；3、涂層表面摩擦系數(shù)低，手感光滑，處理后表面水立角測試>90度，最大值118度；4、光學介質材料，可以產(chǎn)生干涉效應，減少光線的反射吸收，提高透視度(0.5% -1.0% )。
【具體實施方式】
[0023]下面結合實施例對本發(fā)明作進一步描述:
[0024]實施例:一種高分子合成材料表面加硬工藝，包括以下步驟:
[0025]步驟一、合成材料表面預處理:
[0026]使用UV噴涂線，在材料的加硬面噴涂5?20um厚度的UV涂層，通過紫外線照射使涂層硬化，使材料硬度提升至2H?4H ;
[0027]步驟二、離子表面處理:
[0028]將離子材料固定在夾具上，放入真空清潔設備中，待真空達到1.4E-2PA時，沖入惰性氣體，使用離子設備產(chǎn)生放電離子，對UV涂層進行轟擊處理，時間持續(xù)3?5分鐘；清潔表面，在UV面形成輕微蝕刻，同時消除不同屬性材料間的應力，以提高后續(xù)涂層的附著力；
[0029]步驟三、光學介質薄膜加硬:
[0030]在7.0E-3PA的真空環(huán)境中，使用電子槍產(chǎn)生高能電子束對光學介質材料進行加熱，所述光學介質材料為Si02或A1203或Ti02。使材料融化蒸發(fā)附著在材料表面形成300?100nm厚度的薄膜；
[0031]步驟四、應力消除:
[0032]再次使用離子源設備對介質薄膜進行轟擊處理，時間為I分鐘，以消除加硬層應力；
[0033]步驟五、表面抗污保護層:
[0034]使用抵抗加熱阻蒸，在真空環(huán)境下，在材料表面蒸發(fā)一層防污材料，所述防污材料包括氟化物。使產(chǎn)品表面具有疏水性能，降低材料的摩擦系數(shù)，使材料具有防污能力。
[0035]步驟六、表面性能測試:
[0036]硬度測試(750g 6H)、透視的測試(400_780nm透視度損失〈1% )、接觸角測試(>90度)、附著力測試(百格>4Β) ο
[0037]本發(fā)明一種高分子合成材料表面加硬工藝，通過“表面噴涂”+ “光學介質涂層加硬”的方式，相比現(xiàn)有技術而言具有以下優(yōu)點:1、通過該工藝處理后，合成材料表面硬度有明顯提升，可以滿足視窗等各種相關產(chǎn)品的應用，產(chǎn)品表面硬度可以有效提升2倍，可以滿足6H(750g) ;2、具有防污功能，表面污染物可以方便的使用紙巾毛巾擦拭清潔；3、涂層表面摩擦系數(shù)低，手感光滑，處理后表面水立角測試>90度，最大值118度；4、光學介質材料，可以產(chǎn)生干涉效應，減少光線的反射吸收，提高透視度(0.5% -1.0% )。
[0038]上述實施例只為說明本發(fā)明的技術構思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術的人士能夠了解本發(fā)明的內容并據(jù)以實施，并不能以此限制本發(fā)明的保護范圍。凡根據(jù)本發(fā)明精神實質所作的等效變化或修飾，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種高分子合成材料表面加硬工藝，其特征在于:包括以下步驟: 步驟一、合成材料表面預處理: 使用UV噴涂線，在材料的加硬面噴涂5?20um厚度的UV涂層，通過紫外線照射使涂層硬化，使材料硬度提升至2H?4H ; 步驟二、離子表面處理: 將離子材料固定在夾具上，放入真空清潔設備中，待真空達到1.4E-2PA時，沖入惰性氣體，使用離子設備產(chǎn)生放電離子，對UV涂層進行轟擊處理，時間持續(xù)3?5分鐘；清潔表面，在UV面形成輕微蝕刻，同時消除不同屬性材料間的應力，以提高后續(xù)涂層的附著力； 步驟三、光學介質薄膜加硬: 在7.0E-3PA的真空環(huán)境中，使用電子槍產(chǎn)生高能電子束對光學介質材料進行加熱，使材料融化蒸發(fā)附著在材料表面形成300?100nm厚度的薄膜； 步驟四、應力消除: 再次使用離子源設備對介質薄膜進行轟擊處理，時間為I分鐘，以消除加硬層應力； 步驟五、表面抗污保護層: 使用抵抗加熱阻蒸，在真空環(huán)境下，在材料表面蒸發(fā)一層防污材料，使產(chǎn)品表面具有疏水性能，降低材料的摩擦系數(shù)，使材料具有防污能力。2.根據(jù)權利要求1所述的表面加硬工藝，其特征在于:所述光學介質材料為S12或Al2O3或 T1203.根據(jù)權利要求1所述的表面加硬工藝，其特征在于:所述防污材料包括氟化物。4.根據(jù)權利要求1所述的表面加硬工藝，其特征在于:還包括步驟六、表面性能測試:硬度測試、透視的測試、接觸角測試、附著力測試。
【專利摘要】一種高分子合成材料表面加硬工藝，其特征在于包括：一、合成材料表面預處理：使用UV噴涂線在材料的加硬面噴涂UV涂層，通過紫外線照射硬化；二、離子表面處理：將離子材料固定在夾具上，放入真空清潔設備中，使用離子設備產(chǎn)生放電離子，對UV涂層進行轟擊處理；清潔表面，消除不同屬性材料間的應力；三、光學介質薄膜加硬：真空環(huán)境中使用電子槍產(chǎn)生高能電子束對光學介質材料進行加熱，使材料融化蒸發(fā)附著在材料表面形成薄膜；四、應力消除：使用離子源設備對介質薄膜進行轟擊處理，時間為1分鐘；五、表面抗污保護層：使用抵抗加熱阻蒸，在真空下，在材料表面蒸發(fā)一層防污材料。本發(fā)明能夠大幅提高高分子合成材料的表面硬度。
【IPC分類】B29C71/04, B29C59/10, B29C71/02, B29C59/16
【公開號】CN105014945
【申請?zhí)枴緾N201510354460
【發(fā)明人】劉林興, 張義亮
【申請人】蘇州愛迪爾鍍膜科技有限公司
【公開日】2015年11月4日
【申請日】2015年6月25日