[發明專利]在具有保形涂層的低熱擴散率模具上的光學膜復制

無效

• 申請號: 201080023491.1
• 申請日: 2010-03-17
• 公開（公告）號: CN102448703A
• 公開（公告）日: 2012-05-09
• 發明（設計）人: 蘭迪·S·貝;格雷厄姆·M·克萊克;托馬斯·R·J·科里根;雷蒙德·P·約翰斯通;布賴恩·W·呂克;羅伯特·B·塞科爾
• 申請（專利權）人: 3M創新有限公司
• 主分類號: B29C59/04
• 分類號: B29C59/04;B29D11/00;B41M5/03
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 梁曉廣;關兆輝

背景技術

擠出復制為一種常用方法，其中樹脂在擠出機中熔融，在模頭中成型為熔化膜，然后在兩個輥之間澆鑄或壓制以形成膜。雖然一個輥通常具有光滑表面，但第二個輥常常具有圖案化表面。在兩個輥之間的高輥隙負載驅使熔融樹脂進入具有圖案化表面的輥上的凹陷區域。所得膜具有圖案輥表面上的圖像負像。膜上的微復制圖案具有不同的精確水平，所述精確水平取決于在擠出過程中所用的多種因素。這種關鍵變量包括熔融樹脂和兩個輥的溫度、輥之間的輥隙力、以及兩個輥和熔融樹脂的材料特性(包括樹脂的粘度)。

高保真微復制中的一個特定挑戰是獲得在復制輥的圖案化表面中的凹陷區域的高填充水平。存在對提高微復制圖案保真性的另外的擠出復制方法的需求。

發明內容

符合本發明的一種方法可在擠出膜上產生微復制表面。擠出復制方法包括加熱樹脂材料以形成可流動熔融材料，以及將可流動熔融材料排放至壓力輥與復制元件之間的接觸區域中。復制元件包括具有微復制圖案化外表面的低熱擴散率材料和設置于有機材料的圖案化外表面上的無機保形涂層。該方法最后包括由該熔融材料形成膜，所述膜具有和復制元件的微復制圖案化外表面對應的復制圖案。

在另一方面，本發明包括一種用于擠出復制的第一系統。該第一系統包括壓力輥和復制元件。復制元件與壓力輥相鄰設置，并能夠在壓力輥和復制元件之間擠出和復制材料。復制元件包括具有微復制圖案化外表面的低熱擴散率材料和設置于有機材料的圖案化外表面上的無機保形涂層。

在第三方面，本發明包括一種在擠出復制系統中使用的復制元件。復制元件包括筒形輥芯、設置于筒形輥芯上的具有微復制圖案化外表面的低熱擴散率材料層。保角無機材料層設置于有機材料的圖案化外表面上。

在又一方面，本發明包括一種用于擠出復制的第二系統。第二系統包括壓力輥和復制元件。復制元件與壓力輥相鄰設置，并能夠在壓力輥和復制元件之間擠出和復制材料。復制元件包括具有微復制圖案化外表面的有機材料和設置于低熱擴散率材料的圖案化外表面上的無機保形涂層。

附圖說明

結合附圖對本發明的各種實施例所做的以下詳細說明可以更全面地理解本發明，其中：

圖1顯示了用于擠出復制的示例性系統的示意圖。

圖2顯示了示例性復制元件的截面。

圖3顯示了在復制元件的外表面上的示例性透鏡圖案的截面。

圖4顯示了在復制元件的外表面上的示例性棱柱圖案的透視圖。

圖5顯示了膜的圖像的俯視圖，所述膜具有在其表面上微復制的示例性的側面彎曲(curve-sided)錐體圖案。

附圖未必按比例繪制。

具體實施方式

圖1顯示了用于擠出復制的系統10。在使用系統10的擠出復制方法中，將樹脂材料14加熱至可流動熔體。然后可通過擠出機16將熔融樹脂材料14通過模頭15以制備連續樹脂片材或膜17。可使連續膜17在復制元件12和壓力輥13之間經受輥隙負載，該連續膜夾在復制元件12和壓力輥13之間。當從復制元件脫離時，所得圖案化膜18含有復制元件的表面圖案的負像圖像。

可將樹脂材料14加熱至可流動熔體。如下為樹脂材料14的例子：熱塑性聚合物，如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚酰胺、聚酯、聚碳酸酯、聚甲醛、聚對苯二甲酸丁二酯，以及共聚物，如苯乙烯丙烯腈共聚物、苯乙烯(甲基)丙烯酸酯共聚物、苯乙烯馬來酸酐共聚物、成核半結晶聚酯、聚萘二甲酸乙二醇酯的共聚物、聚酰亞胺共聚物、聚醚酰亞胺、聚環氧乙烷和丙烯腈、丁二烯、及苯乙烯的共聚物，和這些材料彼此的共混物以及其他樹脂。樹脂可含有添加劑，所述添加劑例如但不限于光擴散劑、UV吸收劑、熱穩定劑、填料、或抗靜電劑。在擠出過程中，樹脂熔體可為大約250℃或約200℃至約300℃的溫度。最終圖案化膜18可具有任何適當的厚度，例如，125微米或約25微米至約500微米。最終圖案化膜18可具有任何適當的寬度。例如，其可具有約10厘米至約2米的寬度。

擠出機16可為單螺桿或雙螺桿擠出機。單一類型的樹脂14可通過模頭15被擠出，或者，兩種或更多種類型的樹脂14可被共擠出為單個層合物結構。用于制備共擠出的聚合物材料的模頭和方法詳細描述于美國專利No.6,767,492中，該專利以引用方式并入本文，如同進行了充分闡述。然后可將擠出的膜17通過壓力輥13和復制元件12之間。