随着镀 膜技术的发展和光学镜片要求的不断提高,对玻璃 镜片的清洗工作显得尤为重要。清洗污 垢主要包括镜片抛光后残余抛光液、黏结剂、保护性 材料以及磨边后的油、玻璃粉的清洗,有些光 学镜片在经过很多次的严格清洗后,在经过 后续工序如加工、运输等,又会受到手印、灰尘、唾液等 不同程度的污染,直接影 响到下一步镀膜的品质。一般来说,利用超 声波进行光学玻璃去污清洗比较容易完成,但要达 到高精度的镀膜要求,熟悉并 掌握整套的超声波清洗工艺包括洗后的脱水、干燥显得更为关键。

超声波 清洗玻璃光学镜片的优势

传统的 清洗方法是利用纱布、无尘纸 等擦拭材料配合汽油、乙醇、丙酮、乙醚等化学试剂,采取浸泡、擦拭的 手段进行手工清洗。这种方 法完全靠人工完成,费时费力,而且清洁度一致性差,显然不 适合规模化的光学冷加工行业。于是超 声波清洗技术逐步取代人工清洗,并进一 步推动了光学冷加工业的发展。超声波 清洗的主要原理是高频超声波(通常25KHZ到40KHZ)在液体介质中振动,产生无 数真空的空化泡,并在其合并、消亡的 过程中产生巨大的作用力,配合清 洗介质彻底清除物件表面的污垢。超声波 清洗具有一致性好,清洗无死角,清洗效率高等优点,无需人手接触清洗液,安全可靠,同时杜 绝了手工清洗对工件产生的伤害。此外超 声波清洗使用灵活,可根据 需要选择适合物件清洗的温度,功率,频率,清洗时间,清洗剂等等,有效保 证镜片的清洗质量。

超声波 清洗玻璃镜片的主要工序

1)IPA工艺是一种利用IPA蒸汽进 行脱水干燥的清洗工艺,主要由洗涤、漂洗、脱水、干燥四个流程组成。

因为洗 涤过程分溶剂清洗和水基清洗,有的先进行溶剂清洗、溶剂蒸 汽干燥再进行水基清洗;也有的 先进行溶剂清洗,然后用 乳化剂溶解溶剂,再进行水基清洗。显然,后者在流程上更流畅、紧凑,对设备要求也简单。经过洗 涤后的光学镜片表面不会有结合牢固的污垢,仅可能 有一些清洗剂和松散污垢的混合物。利用流 水将洗涤后镜片表面的洗剂和污物溶解、排除的过程称为漂洗。影响漂 洗的因素主要包括洗剂的漂清性能,漂洗水的纯度、温度、流动性,以及超 声波的频率等等。经过漂 洗后的光学镜片洁净度应该与漂洗水洁净度一致,进入IPA后,在超声波的作用下,IPA可以和 纯水进行快速彻底的混溶,使得镜 片表面的状态和混溶后的IPA相同,这一过程称之为脱水,影响脱 水的因素主要包括脱水时间、IPA的纯度(一般高于97%)、超声波频率。最后进入IPA蒸汽干燥槽,IPA在高温 油的加热下沸腾,并在冷 凝区形成浓度和温度相对稳定的蒸汽区,蒸汽在 低温的玻璃镜片表面冷凝液化,如同淋 浴般冲刷镜片表面,直到镜 片表面温度与蒸汽温度相同,镜片在 托架带动下上升回到冷凝区,在此过 程中镜片得到干燥。干燥的影响因素包括IPA的纯度,冷凝行程的长短,链条的提升,干燥时间等等。

2)纯水工 艺是一种利用热纯水满拉或冷纯水甩干的方式进行干燥的清洗工艺。主要由洗涤、漂洗、干燥三个流程组成。

洗涤和漂洗与IPA工艺相同。主要区别在于干燥。干燥又 分为热纯水慢提拉和冷纯水甩干两种。电阻率大于15MΩ·M纯水表 面张力在高温下达到最大,漂洗后 的镜片浸入其中后表面不被润湿。在倾斜慢提拉离开时,由于极大的表面张力,纯水会 迅速在表面收缩成球形而离开镜片,脱水后 的镜片在过滤的热风下而达到干燥。因此,热纯水 慢提拉干燥方式的影响因素包括水的纯度、温度、慢提拉速度、工件的倾斜度、热风的洁净度。另一种 冷纯水甩干的工艺相对简单,纯水漂 洗后的镜片直接放入离心甩干机中,利用离 心分离的原理将玻璃镜片表面的纯水分离而达到干燥效果,此种方 式可以节约场地以及IPA的使用,适合对 镜片要求不高的情况。

清洗光 学玻璃镜片中注意的问题

1)纯水机的选择

清洗玻 璃镜片对纯水水质要求很高,一般来说电阻率应该15兆以上为宜,低于这 个电阻率有可能出现水印和白点的现象,但对于 清洗亚克力等塑料镜片电阻率只需要10以上即可。国内市 场比较多的纯水机技术一般是采用RO膜过滤 和阴阳树脂混床电离方式,对于手机镜片,光学玻 璃厂建议使用双混床罐的纯水机,可以轮 换交替使用而不会耽误生产,此外更 加先进的是采用RO膜+EDI过滤系统,这种纯 水机不需要阴阳树脂电离过滤和再生,纯水水 质持续保持稳定状态,免去很 多麻烦和节约再生成本,但售价 比树脂型纯水机高出很多,从长远来看,还是EDI式的还是比较划算的。对于玻 璃镜片厂纯水机产水的大小一般选择半吨、一吨或者更大为宜。以一台 常规的十一槽超声波光学玻璃镜片清洗机为例,搭配一 台半吨纯水机比较合适。位置摆放不要太远,以免影响水质,放在超 声波清洗机旁边即可。

2)清洗工艺的选择

光学玻 璃的清洗是依据玻璃表面污垢形成的不同原因而采取不同工艺,切忌一刀切。比如清 洗白玻和丝印后玻璃,需要分开清洗,并且调整清洗时间、清洗温度、洗剂的 浓度及更换频率,特别是 对于平磨后白片玻璃简单清洗后,要及时 采用超声波清洗,中间停 留时间不宜过长,最好用 纯水浸泡一段时间。有些脱墨返工的玻璃,表面的灰尘、油污及水迹已经干涸,在清洗 前增加特殊的药水处理,才能彻底清洗干净。而对于 丝印后的玻璃需要在清洗时给予特别注意,丝印的油墨及LOGO不能变色、翘边、脱落或者有缺陷,根据情 况及时调整工艺比如调整清洗剂的PH值,适当降 低超声波功率以及清洗水温,以达到 光学玻璃镜片最佳的清洗效果。