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一文了解真空鍍膜工藝之蒸鍍、濺鍍

來(lái)源:涂布之家 發(fā)布時(shí)間:2020-02-24點(diǎn)擊:1480


真空鍍膜產(chǎn)品其膜面不僅亮度高,質(zhì)感細(xì)膩逼真,同時(shí)制作成本較低,有利于環(huán)境保護(hù),較少受到基材材質(zhì)限制的優(yōu)點(diǎn),被越來(lái)越多的應(yīng)用在化妝品外殼的表面處理,本文淺述真空鍍膜的相關(guān)知識(shí),內(nèi)容供優(yōu)品包材系統(tǒng)的采供朋友們參考:


一、概述


真空鍍膜是真空應(yīng)用領(lǐng)域的一個(gè)重要方面,它是以真空技術(shù)為基礎(chǔ),利用物理或化學(xué)方法,并吸收電子束、分子束、離子束、等離子束、射頻和磁控等一系列新技術(shù),為科學(xué)研究和實(shí)際生產(chǎn)提供薄膜制備的一種新工藝。簡(jiǎn)單地說(shuō),在真空中把金屬、合金或化合物進(jìn)行蒸發(fā)或?yàn)R射,使其在被涂覆的物體(稱基板、基片或基體)上凝固并沉積的方法,稱為真空鍍膜。


二、方法分類



三、真空鍍膜的優(yōu)缺點(diǎn)


1、優(yōu)點(diǎn)

表面有較好的金屬質(zhì)感且細(xì)膩。

顏色較水電鍍可解決七彩色的問(wèn)題如魔幻藍(lán)、閃銀燈;水電鍍顏色較單調(diào),一般只有亮銀、亞銀等少數(shù)幾種。

基材材質(zhì)選用范圍廣,如PC、ABS、PMMA,(水鍍只能選擇ABS、ABS+PC)。

通過(guò)鍍銦錫可做成半透的效果,燈光可以從產(chǎn)品中發(fā)出來(lái)。

不污染環(huán)境。


2、缺點(diǎn)

蒸鍍靶材受熔點(diǎn)限制,太高熔點(diǎn)的不易采用。

真空蒸鍍不過(guò)UV油,其附著力較差,要保證真空蒸鍍的附著力,均需后續(xù)進(jìn)行特殊的噴涂處理。



四、真空蒸發(fā)鍍膜法(簡(jiǎn)稱真空蒸鍍)


1、簡(jiǎn)介

真空蒸鍍是將待成膜的物質(zhì)置于真空中進(jìn)行蒸發(fā)或升華,使之在工件或基材表面析出的過(guò)程。(真空蒸鍍中的金屬鍍層通常為鋁膜,但其他金屬如鉻也可通過(guò)蒸發(fā)沉淀;厚度在30um左右。)


2、原理

是在真空室中加熱蒸發(fā)容器中待形成薄膜的原材料使其原子或分子從表面氣化逸出,形成蒸氣流入射到固體(稱為襯底或基片)表面凝結(jié)形成固態(tài)薄膜。



3、蒸發(fā)源類型

關(guān)于蒸發(fā)源的形狀可根據(jù)蒸發(fā)材料的性質(zhì),結(jié)合考慮與蒸發(fā)材料的濕潤(rùn)性,制作成不同的形式和選用不同的蒸發(fā)源物質(zhì)。



4、主要工藝流程




真空蒸鍍有三層:底漆層(6~12um)+鍍膜層(1~2um)+面漆層(10um)


裝配前處理



將基材表面雜質(zhì)、灰塵等用布擦拭干凈,提高噴射良率。

裝配



將基材裝配在專用掛具上,用以固定于流水線上,并按設(shè)計(jì)要求實(shí)現(xiàn)外觀和功能的遮鍍。


噴底漆

由于基材是塑膠件,在注塑時(shí)候會(huì)殘留空氣泡,有機(jī)氣體,塑膠表面不夠平整,直接蒸鍍吸附差且不光滑平整,涂一層底漆會(huì)提高鍍層的附著性且表面光滑平整效果好。


UV照射



UV照射固化。


真空蒸鍍



將掛件裝配于真空容器內(nèi),加熱,實(shí)現(xiàn)蒸鍍



五、真空濺鍍


1、簡(jiǎn)介

通常指的是磁控濺鍍,屬于高速低溫濺鍍法。在真空狀充入惰性氣體(Ar),并在塑膠基材(陽(yáng)極)和金屬靶材(陰極)之間加入高壓直流電,由于輝光放電(glow discharge)產(chǎn)生的電子激發(fā)惰性氣體產(chǎn)生氬氣正離子,正離子向陰極靶材高速運(yùn)動(dòng),將靶材原子轟出,沉積在塑膠基材上形成薄膜。


2、原理

用高能粒子(通常是由電場(chǎng)加速的正離子)轟擊固體表面,固體表面的原子、分子與入射的高能粒子交換動(dòng)能后從固體表面飛濺出來(lái)的現(xiàn)象稱為濺射。濺射出的原子(或原子團(tuán))具有一定的能量,它們可以重新沉積凝聚在固體基片表面形成薄膜。



3、真空濺鍍氣壓要求

真空濺鍍要求在真空狀態(tài)中充入惰性氣體實(shí)現(xiàn)輝光放電,該工藝要求真空度在1.3×10-3Pa的分子流狀態(tài)。


4、工藝流程



真空濺鍍也可根據(jù)基材和靶材的特性直接濺射不用涂底漆,真空濺鍍的鍍層可通過(guò)調(diào)節(jié)電流大小和時(shí)間來(lái)壘加,但不能太厚,太厚了表面原子壘加會(huì)出現(xiàn)小小的空洞間隙。厚度范圍0.2~2um。


六、真空鍍膜和水電鍍的對(duì)比


七、常見(jiàn)問(wèn)題解答


1、真空蒸鍍和真空濺鍍的鍍膜的吸附性差異的原因?

蒸鍍是附著,濺射是正負(fù)電極的強(qiáng)烈吸附,所以濺射的吸附更均勻密度也更大硬度也大,價(jià)格濺射比蒸鍍要貴10%——20%。


2、為什么真空鍍膜可以做成不同的顏色,還有七彩色?

因?yàn)樵谡婵照翦兺曛筮€要噴一層UV光油面漆,這層面漆上可以做不同的顏色。蒸鍍通過(guò)鍍一些硅化物可以做成七彩色,但比較薄,近看可以,遠(yuǎn)看不明顯,;濺射通過(guò)CSi、CO、Si等物質(zhì)進(jìn)行反應(yīng)鍍可鍍出七彩色,或者通過(guò)低溫多層不同顏色的鍍膜來(lái)呈現(xiàn)多彩。

而水電鍍的一般為金屬本色,要呈現(xiàn)其他顏色的需要涂UV面漆然后UV照射。


3、為什么真空鍍膜可以做成半透效果而且不導(dǎo)電?

并非完全不導(dǎo)電,利用了分子在薄膜狀態(tài)下的不連續(xù)性

金屬或金屬化合物都具有導(dǎo)電性,只是導(dǎo)電率不同。但是,當(dāng)金屬或金屬化合物呈一種薄膜的狀態(tài)時(shí),其相應(yīng)的物理特性會(huì)有所不同。常規(guī)的鍍膜材料中,如:銀是銀白效果和導(dǎo)電性能最好的金屬,但它厚度在5納米以下時(shí),它是不導(dǎo)電的;鋁的銀白效果和導(dǎo)電性比銀稍微差一些,但它厚度在0.9納米時(shí),就已經(jīng)具備導(dǎo)電性。為什么會(huì)這樣呢?那是因?yàn)殂y分子的連續(xù)性沒(méi)有鋁的好,所以在相對(duì)膜厚下,它的導(dǎo)電性反而較差。我們真空鍍金屬不導(dǎo)電膜其實(shí)就是利用了某些金屬的分子連續(xù)性差的原理,把它厚度控制在某個(gè)范圍,使其具備銀白色外觀并且電阻超大。由此可見(jiàn),金屬不導(dǎo)電膜的效果跟它的膜厚是直接相關(guān)的。只有在相對(duì)應(yīng)的膜厚下,才能得到相應(yīng)穩(wěn)定的銀白色不導(dǎo)電膜。


上面已經(jīng)講到,銀白效果和導(dǎo)電性能最好的銀在5納米以下的厚度時(shí),它是不導(dǎo)電的,那么,是不是可以用銀來(lái)做我們需要的金屬不導(dǎo)電膜呢?


答案是否定的。因?yàn)?納米以下厚度的銀基本上是透明無(wú)色的,盡管它不導(dǎo)電,但它不能同時(shí)具備銀白色反光膜的效果。同樣,鋁也不行。所以,我們需要一種能夠鍍出銀白色金屬光澤并具有較大的電阻金屬材料。我們采用的是純度在99.99%以上左右的錫或銦及銦錫合金。厚度在30納米以下的錫,連續(xù)性相當(dāng)?shù)牟?,但能取得銀白色金屬光澤并具有較大的電阻。


銦也是一樣,但銦的銀白色反光率更勝于錫的外觀,因?yàn)閮r(jià)格較高,我們采用銦錫合金,這樣既能得到不導(dǎo)電膜又能得到更白更亮的反光金屬效果!鍍銦錫不導(dǎo)電膜都是半透明的,所以我們要求被鍍基材為透明或黑色為佳。因?yàn)殄冦熷a都是在250度就開(kāi)始溶化,所以蒸發(fā)的溫度也相對(duì)較低,這樣加熱熔化及蒸發(fā)的電流和時(shí)間相對(duì)也較低。


4、為什么真空鍍膜的鍍鋁不導(dǎo)電?

因?yàn)殄兡た偣灿腥龑?,最外層的UV光油經(jīng)UV照射后起到固化耐磨絕緣的作用,但是一旦這層膜被破壞就導(dǎo)電了。


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