一、硬化膜的作用與厚度范圍 樹脂鏡片硬度相對較低,表面容易產(chǎn)生劃痕。為了提高鏡片的抗磨損能力,需要在鏡片表面施加硬膜。目前主流的鍍硬膜工藝是采用浸泡法——鏡片經(jīng)過多道清洗后,浸入加硬液中,以一定速度提起,然后在烘箱中聚合固化。
常見的樹脂鏡片加硬膜厚度約為3~5微米,有些產(chǎn)品可控制在1.7~2.0微米范圍內(nèi)。硬化膜的厚度直接影響鏡片的耐磨性能和使用壽命,同時也是鍍膜工藝質(zhì)量控制的關(guān)鍵參數(shù)之一,因此在生產(chǎn)過程和成品檢驗環(huán)節(jié)中都需要對其進行準確測量。

二、相關(guān)標準
國內(nèi)已出臺專門針對硬化膜厚度測量的標準。GB/T 33051-2016《光學功能薄膜 表面硬化薄膜 硬化層厚度測定方法》于2016年10月發(fā)布,2017年5月起實施,由中國石油和化學工業(yè)聯(lián)合會主管,對光學功能薄膜表面硬化層的厚度測定方法作出了規(guī)定。此外,HG/T 5505-2018《偏光眼鏡片用三醋酸纖維素酯(TAC)硬化薄膜》則側(cè)重于偏光眼鏡片用TAC硬化膜的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和試驗方法。
在光學薄膜厚度檢測方面,還有GB/T 26332-2010《光學薄膜 厚度測量方法》以及GB/T 42674-2023《光學功能薄膜 微結(jié)構(gòu)厚度測試方法》等相關(guān)標準可供參考。
三、主要測試方法
1、光譜反射法(適用于眼鏡片硬化膜)
光譜反射法是目前用于眼鏡片硬化膜厚度測試的常用方法之一。以Acuitik NS-Touch彎曲表面膜厚儀為例,該設(shè)備采用反射光譜技術(shù),能夠在數(shù)秒內(nèi)快速分析薄膜的反射光譜數(shù)據(jù),并分析單層或多層薄膜的厚度。其手持式探頭專門設(shè)計用于測量眼鏡、車燈等彎曲表面,可直接測量弧面鏡片上的硬化膜厚度,且能同時測量硬涂層和底漆層的厚度。
該系列提供不同波長范圍的三款型號:NS-TouchUV覆蓋190~1100 nm,適用于0.02~40微米厚度的薄膜;NS-Touch覆蓋380~1050 nm,適用于0.05~80微米厚度;NS-Touch NIR覆蓋950~1700 nm,適用于0.1~250微米厚度。厚度測量準確度可達0.01微米或0.2%,單次測量速度小于1秒。
光譜反射法的基本原理是:當入射光穿過不同物質(zhì)的界面時,部分光會被反射。由于光的波動性,從多個界面的反射光彼此干涉,使反射光的多波長光譜產(chǎn)生震蕩現(xiàn)象。從光譜的震蕩頻率可以判斷不同界面的距離,進而計算薄膜厚度。
2、橢圓偏振法
橢圓偏振法是高精度薄膜厚度測量方法之一,能夠測量薄膜厚度及均勻性,精度可達納米級。該方法通過檢測偏振光在薄膜表面反射后偏振態(tài)的變化,結(jié)合光學模型反推出薄膜的厚度和折射率,尤其適用于超薄透明薄膜的測量。
3、干涉法
干涉法基于光的干涉原理:當兩束或多束光相互疊加時會產(chǎn)生干涉條紋,通過測量干涉條紋的間距和數(shù)量等信息,結(jié)合相關(guān)公式可以計算出薄膜的厚度。干涉法具有非接觸、測量速度快等優(yōu)點,可用于硬化膜厚度檢測。
4、掃描電子顯微鏡(SEM)法
GB/T 42674-2023規(guī)定了通過掃描電子顯微鏡檢測光學功能薄膜橫截面微結(jié)構(gòu)厚度的方法,適用于厚度不小于50納米的光學功能薄膜的單層或多層結(jié)構(gòu)厚度測試。SEM法通過觀察薄膜橫截面直接測量厚度,結(jié)果準確直觀,但屬于破壞性檢測,通常用于抽檢或工藝驗證。
5、四探針法
四探針法主要用于導電薄膜的厚度測量。其原理是通過外側(cè)探針施加恒定電流,內(nèi)側(cè)探針測量電壓差計算出薄膜的方阻,再結(jié)合已知材料的電阻率反推厚度。四探針法能夠消除接觸電阻和引線電阻的影響,獲得較為準確的測量結(jié)果。此方法適用于導電類型的硬化膜,對于普通光學硬化膜的應用相對有限。
四、測試中的注意事項
1、彎曲表面適配:眼鏡片表面為曲面,平面測量設(shè)備難以直接適用,需要配備專用探頭或測量工裝。
2、多層膜干擾:眼鏡片上通常存在多層膜結(jié)構(gòu)(如硬化膜、減反射膜、疏水層等),測量硬化膜厚度時需盡量避免其他膜層反射信號的干擾。
3、非破壞性優(yōu)先:生產(chǎn)過程中的質(zhì)量控制傾向于采用非接觸、非破壞性的光學測量方法,如光譜反射法或干涉法,以保持產(chǎn)品完整性。
4、校準與基準:膜厚測試設(shè)備需定期校準,確保測量結(jié)果的可靠性。部分儀器內(nèi)置自動校準算法,可簡化日常校準操作,延長校準間隔。
眼鏡片硬化膜厚度測試是確保鍍膜質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。目前可供選擇的測試方法多樣,其中以光譜反射法為代表的光學測量手段因其非破壞性和快速性,在生產(chǎn)現(xiàn)場得到了較廣泛的應用。同時,上述標準和規(guī)范的持續(xù)wan善,也為硬化膜厚度的準確測定提供了依據(jù)參考。在實際應用中,應根據(jù)膜層材質(zhì)、厚度范圍和測量精度要求合理選用測試方法,并嚴格執(zhí)行校準和操作規(guī)范,以保證檢測結(jié)果的準確性和一致性。
立即詢價
您提交后,專屬客服將第一時間為您服務