树脂镜片是一种用有机材料制作的镜片,通常有热塑性树脂材料(如PMMA、PS、PC)和热固性树脂材料(如CR-39)镜片。由于无镀层的树脂镜片容易沾染污渍、表面硬度差和不耐磨,在放置或擦拭时容易产生划痕,因而镀有加硬膜的镀膜镜片应运而生。之后迅速出现了各种功能性镀膜镜片,比如商家宣称的防辐射膜、防静电膜、减反射膜和防污膜等。按照在基片上的镀膜顺序,常见的树脂镜片膜层顺序为加硬膜、多层减反射膜和抗污膜(顶膜)。

薄膜的附着性能与薄膜和基底结合界面的形态有着紧密的联系，通过等离子清洗树脂镜片，可以为之后的镀膜工艺提供良好的镀膜条件。

等离子清洗技术

等离子清洗是利用等离子体中的电子、离子等高能粒子在基底表面产生氧化和刻蚀,增加基底表面的极性和粗糙度,其改性只是在材料表面几到几百纳米的范围,并不会使材料热解或烧蚀。等离子体清洗能够使材料表面分子激发、电离或断键,进而增强基底与薄膜之间的化学键合和物理嵌合性。相比于其他方法,可更方便地在基底表层导入一定的官能团或一些大分子链,同时改性的过程也可以通过工艺技术条件进行限制。概念上说,通过等离子清洗技术可以对任何形状、任何特点的高分子材料进行表面改性,并且只对材料的表层性质进行改性,而不会对其本身性质产生影响。

树脂镜片镀膜前等离子清洗作用

清洁表面污染物

在众多影响薄膜附着力的因素中,基底表面的清洁程度可能是最主要因素。如在潮湿或有油污的情况下,基底表面会吸附水或油的分子层,如果在沉积薄膜前不能将其清除掉,蒸发的膜料分子则会直接附着在水或油的分子层上,这会导致薄膜的附着强度大大减弱。为了获得良好的附着力,基底表面清洗是镀膜前必须进行的过程，对成膜质量有重要影响。

在等离子清洗过程中，通过施加电场或射频能量，使气体分子电离产生等离子体。等离子体中的活性粒子与污染物发生物理和化学反应，从而将镀膜基底表面残留的一些细微污染物以及分子原子基团等去除。

引入极性基团提高表面亲水性能

当基底结构致密,表面光滑且活性较低时,膜料分子沉积到基底表面不能形成扩散和化学键合,则会形成清晰的突变界面。此时膜—基系统的结合力主要依靠单分子层之间的简单附着,结合力大小依赖于材料的界面能与表面能。当同种或互溶性好的材料且表面能高时,相互之间结合力牢固,反之,当异种或互溶性差的材料且表面能低时,相互之间结合力较差。

基底经过等离子清洗后,基底表面C元素含量下降,O元素含量增加,引入了含氧基团,表面极性增大，表面亲水性能提升,在薄膜材料与基底结合时有助于形成化学键合,从而大大提高薄膜附着力。

树脂镜片等离子清洗前后亲水性能对比

提高表面粗糙度

当迁移率足够大的沉积原子结合到粗糙的基底表面时,膜料原子会进入到基底的孔隙中,在界面处形成机械嵌合。因此膜—基系统的结合力与基底表面的粗糙度有重要关系。

等离子清洗会明显改变基底表面形貌,通过等离子体气氛中的高能粒子对基底表面的溅射刻蚀作用,使基底表面形貌变得复杂,比表面积增加,同样可以提高薄膜与基底之间的附着力。

在树脂镜片镀膜前对基底表面采用等离子清洗能够去除基底表面的污染层,活化基底表面分子并造成原子量级的凹凸不平,从而增加薄膜的附着力，改善成膜质量。。