旋涂鍍膜法——非真空眼鏡鍍膜的機械理論支持
旋涂鍍膜法介紹:
旋涂鍍膜法在薄膜制備領域已經(jīng)有幾十年的應用時間了。但是一直都是在實驗室里供專業(yè)人士研發(fā)之用。而真正應用到工業(yè)領域,凱美勞斯非真空旋涂鍍膜機應該說是“*個吃螃蟹”的了。
大家從凱美特的發(fā)展歷程中可以看到,*次實驗室勻膠機(spin coater)是我們的開山之作,目前在國內(nèi)的市場上已經(jīng)占據(jù)了大壁江山,很多高校和實驗室都采用了我們的勻膠機,它以穩(wěn)定的轉(zhuǎn)速,小巧的體積而備受青睞。現(xiàn)在這項技術我們突破性的成功轉(zhuǎn)接到眼鏡鍍膜行業(yè),可以說是具有**性的成果。
下面就對旋涂法簡單介紹,供大家參考:
一般來說,它包括2個過程:低速滴膠(或者靜止滴膠)和高速勻膠。離心加速度會使膠很快的勻開,然后多余的膠被甩離基片,整個基片上就會形成一層均勻的薄膜。對薄膜厚度和其它特性的影響因素主要有兩個:膠體本身(濃度,表面張力,膠干的速度等)和*終的旋轉(zhuǎn)速度。
其中旋涂鍍膜*重要的影響因素之一就是旋轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性。哪怕是輕微的抖動,也會造成薄膜非常的不均勻。
旋涂鍍膜過程:
我們上面提到,典型的旋涂鍍膜包括2個過程:低速滴膠(或者靜止滴膠)和高速勻膠。
過程1:滴膠
靜止滴膠,顧名思義就是將少量的膠體滴到基片的中心位置或者上面就可以,可以人工滴膠,也可以使用專業(yè)的滴膠機。滴膠的多少要根據(jù)基片的尺寸和膠體的粘性。有時候更大一點的基片則需要大量的滴膠,保證在高速旋轉(zhuǎn)的時候膠體可以覆蓋住整個基片。低速滴膠就是在轉(zhuǎn)速很低的時候滴膠。
一般在滴膠過程中的轉(zhuǎn)速比較低,比如500rpm就可以了。目的是為了將膠體攤開,覆蓋住整個基片,也可以減少膠體的浪費,因為沒有必要滴滿整個基片。這種方法對本身濕潤性很差膠體或者基片很有幫助,可以減少廢液產(chǎn)生。
過程2:勻膠
滴膠之后,通常是在旋轉(zhuǎn)速度相對較高的狀態(tài)下勻膠,使其達到需要的厚度。一般這時的轉(zhuǎn)速在1500-6000 rpm,當然還可以根據(jù)需要作出實際的調(diào)整。這時高速的穩(wěn)定性能夠發(fā)到要求,就要看廠家的產(chǎn)品質(zhì)量了,我們凱美特的轉(zhuǎn)速可以達到8000 rpm還非常穩(wěn)定。
這個過程可能大約10秒鐘就可以了,也可以根據(jù)自己的需要做出調(diào)整。時間對膜層的厚度影響也非常大。一般來說,轉(zhuǎn)速越高,時間越長,膜層越薄。
過程3:固化(如果有必要)
高速勻膠之后,如果有必要,膜層需要固化,這對薄膜非常有利,在使用之前,可以讓膜層達性能達到穩(wěn)定。如果沒有固化,在使用過程中,膜層可能脫落。固化一般根據(jù)膠體的特性,可以采用UV光固化和熱固化。
薄膜厚度的影響因素
旋轉(zhuǎn)速度
旋轉(zhuǎn)速度式旋涂法的一種重要因素。旋轉(zhuǎn)速度會影響到基片的離心力,也會對基片上面的空氣流動等造成影響。特別在高速勻膠的過程中,轉(zhuǎn)速±50 rpm會造成*終薄膜厚度的±10%。薄膜的厚度可以說是轉(zhuǎn)速與膠體本身粘性和干化速度的平衡點。旋轉(zhuǎn)的時間長短可以彌補膠體隨著干化造成粘性變大的影響。
加速度
在達到*終穩(wěn)定的速度前,基片的加速度對薄膜的厚度也影響。膠體在開始旋轉(zhuǎn)的時候就會開始干化,因此有必要*的控制加速度。加速度會給膠體施加扭力,如果加速度不穩(wěn)定,會造成薄膜產(chǎn)生地形學上的特點:比如平緩的坡度。
空氣流動
膠體干化的速度基本上由膠體本身的特性決定的(粘性),但是基片周圍的空氣也會造成影響。就像一塊濕布一樣,在有風的狀態(tài)下就干的比較快。因此,鍍膜周圍的空氣流動和溫濕度都對薄膜有一定的影響。
凱美特的勻膠機有一個蓋子,可以保證空氣流動,鍍膜的實驗室*好也可以選在不受自然風影響,可以自己控制溫濕度的地方。
而當凱美勞斯把旋涂法應用到光學鏡片鍍膜得時候,也是充分的研究了這些影響因素,再加上自己在薄膜材料方面不斷的**研究和專業(yè)的機械電子方面的知識,在旋涂鍍膜方面已經(jīng)積累了很多寶貴的經(jīng)驗,可以做到因地制宜,因時制宜,已經(jīng)解除了這些在實際應用的問題。
凱美勞斯非真空眼鏡鍍膜機能夠采用非真空鍍膜,一個就是混合納米技術在微觀材料方面提供了支持,另外一個就是旋涂法在宏觀的機械方面提供了理論支持。