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清洗与干燥

  清洗是指清除吸附在玻璃表面的各种有害杂质或油污的工艺。清洗方法是利用各种化学试剂和有机溶剂与吸附在玻璃表面上的杂质及油污发生化学反应和溶解作用,或伴以超声、加热、抽真空等物理措施,使杂质从玻璃表面脱落(或称解吸),然后用大量的高纯度热、冷去离子水冲洗,从而获得洁净的玻璃表面。
1、 清洗与干燥工艺原理  
  光学零件在其制作、包装、运输过程中很容易被灰、油脂等杂质污染,未经洁净处理的元件无法保证工艺质量要求。这些杂质是依靠静电吸附在玻璃表面,比较容易去除。清洗的方法有多种形式,有用有机溶剂清洗,有用碱液加超声波清洗,还有用用中性清洗剂清洗,它们各有优缺点。
  有机溶剂去污原理 
玻璃表面沾污的油脂是不溶于水的,但它可以溶于甲苯、丙酮、乙醇等有机溶剂。其中甲苯的去油污能力最强,所以先用甲苯清洗,但甲苯不能残留在玻璃表面。因甲苯可溶于丙酮,可用丙酮清洗,不仅可以把残余油脂清洗掉,同时甲苯也被溶解。同样丙酮也不能残留在玻璃表面,因为丙酮易溶于乙醇,所以可以继续用乙醇清洗。乙醇与水可以以任何比例互溶,最后用大量的去离子水把乙醇溶除。因此按照:甲苯→丙酮→乙醇→去离子水的顺序进行清洗,就可以收到良好的效果。
  洗洁精的去污原理  洗洁精是一种表面活性剂,它能使互不相溶的液体成为稳定的乳浊液。例如把油和水混在一起振荡,不能得到稳定的乳浊液,静置后便分层。如果把油、水和适量洗洁精混合在一起振荡,则油便以细小液滴分散在水中而成为稳定的乳浊液,长期静置也难以分层。洗洁精就是通过这种乳化作用,将油脂包围在水中而形成乳浊液来达到去污作用。玻璃经洗洁精去油污后,再依次用大量的自来水、去离子水冲洗,就可以达到洁净玻璃表面的目的。
  干燥工艺原理  经过清洗后的玻璃,表面沾有水或有机溶剂等清洗液,这将会对后续工序造成不良影响,因此,清洗后的玻璃必须经过干燥处理。目前常采用的方法有烘干法、甩干法、有机溶剂脱水法和风刀吹干法等。
  烘干法:  经过清洗的玻璃表面主要残留物是水。水的沸点为100℃,因此要将表面水分除去,只要将玻璃放入净化烘箱中,在110~120℃温度下烘烤一定的时间,使表面的水分汽化变为水蒸气而除去,这样就可以达到干燥玻璃表面的目的。这种方法既省时又省力。但是如果水的纯度不高,空气净化度不够,玻璃表面残留的水分虽经汽化变为蒸汽,但在表面还会留下水渍,这种水渍将直接影响后工序的产品质量。另外,也可以通过红外烘干法达到干燥玻璃表面的目的。
  有机溶剂脱水法  玻璃表面的水分可以用有机溶剂梯度洗脱法除去,以达到干燥玻璃表面的目的。利用结构相似的物质互溶(相似相溶)原理,水与乙醇、异丙醇等醇类完全互溶,异丙醇等醇类又与氟利昂等有机溶剂互溶,因此按照水→异丙醇→氟利昂的顺序进行脱水,就可以干燥玻璃表面。此法相对于烘干法和甩干法来说,虽然比较费时、费力,成本也高,但是这种方法的干燥效果甚优,因此已被广泛使用。现在出于环境保护的原因,氟利昂正被其他溶剂替代。
  风刀吹干法  在一些玻璃清洗与干燥自动生产线上,一种高效省时的干燥玻璃表面的方法是风刀(或称风枪)吹干法。用高纯水淋洗过的玻璃随生产线传送到风刀位置,由数个高压喷嘴把经过净化处理的空气以适当的倾斜角成刀片状地吹向玻璃表面,迅即吹干玻璃。
  2 高纯水  
  在生产过程中,玻璃表面的清洁对镀膜、光刻等工序有着很大的影响,如果玻璃表面处理不好,存在残留金属离子或其它杂质污染时,它会直接影响产品的成品率和产品电光性能等指标。因此,玻璃的清洗是非常关键的环节,而清洗中大量使用的清洗材料是高纯水。