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    超薄涂布技術簡介

    發布時間:2016-03-12  閱讀:22612次
    超薄涂布技術 硅油涂布廠家 離型膜涂布廠家 pet薄膜 硅油涂布工藝
     光電產業的蓬勃發展,各種光學薄膜陸續被開發出來。就涂布而言,這些光學薄膜產品的特點包括:
    • 均勻度要求很高;

    • 涂料黏度很低:涂料黏度可能<10cps;

    • 厚度超。阂钥狗瓷淠槔,對單層涂布,當nd=λ/4 時,可得破壞性干涉,也就是反射率為0 ,其中n為涂層折射率,一般都在1~2 之間, d 為涂層厚度,λ為入射波波長, 介于400~700nm ,以此計算,涂層干膜厚度都小于0.2μm,可預期濕膜厚度可能低至1μm 。


    因而要生產此類產品,就必須開發超薄涂布技術。圖一是各種可能的超薄涂布技術。在成卷基材超薄涂布的各種可能方法中,將依續介紹微凹版印刷式涂布、張力基材擠壓式涂布、毛細管式涂布、水相表面展開式涂布等幾種方法;在非連續基材超薄涂布的各種可能方法中,旋轉涂布法(Spin Coating)為大家所熟知,擠壓式涂布法(Extrusion Coating)應用在LCD 光阻涂布,在此不多做說明,此一部分僅介紹液面彎曲式涂布。以下即針對這些涂布方法加以說明。

     


    圖一:各種可能的超薄涂布技術

    微凹版印刷式涂布(Micro-Gravure Coating)

    微凹版印刷式涂布是日本Yasui Seiki公司的專利技術,其結構如圖二(a),與傳統凹版印刷式涂布(圖二(b))相較,異同如下。


    圖二:(a)微凹版印刷式涂布裝置示意圖
    (b)傳統凹版印刷式涂布裝置示意圖

    1. 相同點

    傳統凹版印刷式涂布和微凹版印刷式涂布都是將雕刻輪(Engrave Roll)表面凹槽(Cell)內部份涂液轉移至基材表面,常用凹槽形狀有金字塔形(Pyramidal)、四面體形(Quadrangular)、三角形(Tri-Helical)等三種(如圖三)。使用時,依涂膜厚度需求選擇適當的凹槽體積(Cell Volume)及網目(Mesh)數。


    圖三:三種雕刻輪表面凹槽形狀

    2. 相異點

     

    (1)背膠輪之有無

    傳統凹版印刷式涂布有一輪徑與雕刻輪相同之橡膠輪作為背膠輪,基材從雕刻輪及背膠輪之間通過,基材在此接觸(Nip)點易因機械或水力(Hydraulic)之應力問題造成基材皺折(如圖四)而影響涂布品質,且基材愈薄,此一現象愈明顯。微凹版印刷式涂布無背膠輪,自然也無接觸點,當然就不會發生上述之應力問題。


    圖四:傳統凹版印刷式涂布基材在接觸點容易因應力問題產生皺折

    (2)雕刻輪直徑大小

    傳統凹版印刷式涂布之雕刻輪直徑約125~250mm ,微凹版印刷式涂布之雕刻輪直徑則在20~50mm 之間。傳統凹版印刷式涂布由于輪徑大,基材與雕刻輪的接觸面積也較大(如圖五),涂布時也就比較容易出現問題;呐c雕刻輪接觸面積大小還存在另一問題,就是涂液會在接觸點前、后形成亂流旋渦液珠(Turbulent re-Circulation
    Bead) (如圖六),容易造成涂布不穩定,且輪徑愈大,接觸面積愈大,此一情形愈嚴重。微凹版印刷式涂布無背膠輪,自然較不會發生此一問題。


    圖五:基材與凹版印刷雕刻輪及微凹版印刷雕刻輪接觸面積比較


    圖六:傳統凹版印刷式涂布涂液易在接觸點前、后形成亂流旋渦液珠,容易造成涂布不穩定

    (3)刮刀不同

    傳統凹版印刷式涂布及微凹版印刷式涂布在涂布時,雕刻輪都會部分浸入涂液槽(Pan)中,雕刻輪轉動將涂液帶上,為了計量,會用刮刀將表面涂液刮下,但二者刮刀使用方式卻是不同。傳統凹版印刷式涂布的刮刀幾乎對準雕刻輪圓心,但微凹版印刷式涂布則是使用薄而有彈性的刮刀,與雕刻輪表面成切線狀態,這會使刮刀所受壓力變得很輕,在此情形下,傳統凹版印刷式涂布的刮刀及雕刻輪的磨耗,也就較微凹版印刷式涂布大得多。

    (4)膜厚調整性

    一般在進行凹版印刷式涂布時,會依據濕膜厚度選擇適當的凹槽形狀及網目數,但傳統凹版印刷式涂布之雕刻輪與基材的速度一樣,濕膜厚度主要與凹槽體積有關,涂布時,約凹槽體積一定比率的涂液會轉移到基材上,一旦厚度非產品要求,只能調整涂液的黏度、固含量或更換不同網目數的雕刻輪,但雕刻輪因輪徑大又很重,所以不管是調整涂液性質或更換雕刻輪,對傳統凹版印刷式涂布都是一件麻煩的事。

    對微凹版印刷式涂布而言,雕刻輪的線速度卻不一定要與基材的速度相同。涂膜厚度除了受凹槽體積影響外,也與雕刻輪及基材的速比有關(如圖七),速比在0.6 以下,由于涂液供給量不足,并不能進行涂布,速比超過0.6 即可進行涂布,速比在1 至1.5 之間,可得到平滑穩定的涂膜,涂膜厚度與速比存在線性關系,速比在1.5 至2 之間,涂膜厚度隨速度增加而增加,當速比超過2 ,涂膜厚度將減少且變得不穩定。雖然凹槽體積仍是影響膜厚的主要因子,但速比在1 至1.5之間,涂膜厚度與速比存在線性關系,因而在此區間內,可不更換不同凹槽體積及網目數的雕刻輪或改變涂液黏度及固含量,而靠調整速比來增減10% 的涂膜厚度。這樣的特點大大的提高了微凹版印刷式涂布的操作彈性。綜合上述,將二者之比較整理如表一。

    圖七:微凹版印刷式涂布涂布厚度與速比關系

    表一:微凹版印刷式涂布與凹版印刷式涂布之比較

    微凹版印刷式涂布具輪徑小、涂膜厚度可用速比微調的特性,使其操作變得簡便而有彈性,黏度適用范圍1~5000cps ,涂布速度<90m/min ,涂膜厚度1~80m ,頗為適合進行超薄涂布。


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