[發(fā)明專利]基于帶狀模具的薄膜雙面微結(jié)構(gòu)卷對卷UV固化成型裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310681917.8
• 申請日: 2013-12-12
• 公開（公告）號(hào): CN103660103A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳昊;易培云;彭林法;來新民;鄧宇君
• 申請（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號(hào): B29C35/10
• 分類號(hào): B29C35/10
• 代理公司: 上海科盛知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 林君如

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及聚合物加工技術(shù)領(lǐng)域的裝置，具體是一種基于帶狀模具的薄膜雙面微結(jié)構(gòu)卷對卷UV固化成型裝置。

背景技術(shù)

智能手機(jī)、液晶電視、平板電腦等電子設(shè)備產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展對電子顯示屏提出了更輕、更薄、更廉價(jià)的要求。作為電子顯示屏的重要組成元件，具有表面微細(xì)結(jié)構(gòu)的光學(xué)膜勢必朝著多功能和集成化的方向發(fā)展，即將傳統(tǒng)的單一功能光學(xué)膜如反光膜、勻光膜、增亮膜等的功能集成到一起。如何高效、高精度地加工出具有雙面微細(xì)結(jié)構(gòu)的光學(xué)膜成了光電行業(yè)發(fā)展關(guān)鍵技術(shù)之一。

UV固化壓印成型具有加工溫度低、成形壓力小、加工精度高和模具壽命長等優(yōu)點(diǎn)，輔以卷對卷的運(yùn)動(dòng)方式，有望實(shí)現(xiàn)光學(xué)薄膜的高效、高精度加工。該方法首先將涂料通過各種涂覆方法均勻涂覆在聚合物基材上，然后施加很小的壓力使液態(tài)UV固化涂料充型到模具表面微細(xì)型腔之中，最后通過UV光照使其固化。中國專利公開號(hào)為CN101843859A，名稱為一種卷對卷紫外納米壓印裝置及方法，該裝置實(shí)現(xiàn)了聚合物材料微細(xì)結(jié)構(gòu)的連續(xù)加工，通過傳輸裝置、涂布裝置、壓印裝置、預(yù)固化裝置和強(qiáng)固化裝置，將液態(tài)材料經(jīng)由預(yù)固化和強(qiáng)固化兩步工藝硬化成型。但是，該方法只能實(shí)現(xiàn)單面特征的成型。中國專利公開號(hào)CN100575243C，名稱為柔性基宏電子制造中微結(jié)構(gòu)的大面積逆輥壓印方法，該方法將紫外固化工藝與逆向輥壓印技術(shù)結(jié)合，成功在柔性塑料薄膜上制作出大面積具有三維功能的微結(jié)構(gòu)，但是該方法主要應(yīng)用于單面微細(xì)結(jié)構(gòu)的成型。另外，中國專利公開號(hào)CN102681082A，名稱為導(dǎo)光膜卷對卷制造方法及其構(gòu)造，該方法通過重復(fù)放卷收卷的方式在同一聚合物基材上下表面加工出微細(xì)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了單膜雙面微細(xì)結(jié)構(gòu)的加工成型，但是由于兩面加工不是同時(shí)進(jìn)行的，該方法加工時(shí)間較長，加工效率不高。美國專利號(hào)US2009/0183643A1，名稱為Structure?of?Roller?Imprinting?Apparatus，該發(fā)明采用帶狀模具進(jìn)行UV固化，能夠延長保型時(shí)間，提高微細(xì)結(jié)構(gòu)成型效果。但是該發(fā)明只涉及了單面UV固化的應(yīng)用，未考慮雙面微細(xì)特征的成型固化。美國Nezuka，O.等人【Nezuka，O.，et?a1.(2008).″Replication?of?Microstructures?by?Roll-to-Roll?UV-Curing?Embossing.″Polymer-Plastics?Technology?and?Engineering47(9)：865-873】使用白搭的卷對卷UV固化設(shè)備進(jìn)行了棱鏡微結(jié)構(gòu)的成型研究，并對比了不同脫模方法的優(yōu)劣。但是該設(shè)備只能研究模具輥的加工工藝，不能對比研究模具帶工藝，同時(shí)，該設(shè)備只具有研究單面UV固化的能力。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種基于帶狀模具的薄膜雙面微結(jié)構(gòu)卷對卷UV固化成型裝置，該裝置一次放卷收卷過程實(shí)現(xiàn)雙面UV光學(xué)結(jié)構(gòu)固化成型，可以高效率大批量連續(xù)生產(chǎn)大面積高精度薄膜光學(xué)器件。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

基于帶狀模具的薄膜雙面微結(jié)構(gòu)卷對卷UV固化成型裝置，包括架設(shè)在機(jī)架上依次連接的放卷模塊、UV固化模塊、貼保護(hù)膜模塊、收卷模塊，

所述的放卷模塊與UV固化模塊經(jīng)調(diào)節(jié)組件連接，

所述的UV固化模塊包括正向UV固化模塊及逆向UV固化模塊，上述固化模塊均包括涂料模塊及UV固化模塊，待加工薄膜基材經(jīng)正向UV固化模塊及逆向UV固化模塊分別在兩面進(jìn)行UV固化，

所述的貼保護(hù)膜模塊在UV固化后的薄膜基材的表面貼合保護(hù)膜，最后經(jīng)收卷模塊收卷。

所述的正向UV固化模塊中，涂料模塊采用滴膠方式或者狹縫式涂膠方式涂膠，然后利用刮刀或者軟輥將涂料涂覆均勻并達(dá)到目標(biāo)厚度，UV固化模塊為線功率在200-300W/cm的UV光源。

所述的正向UV固化模塊采用主動(dòng)輥及從動(dòng)輥帶動(dòng)模具帶運(yùn)動(dòng)，在固化之前有較長的充型時(shí)間，充型效果更好；固化之后保型時(shí)間也較長，保證固化效果。待加工薄膜基材在模具帶上運(yùn)動(dòng)并經(jīng)涂料模塊涂料、UV固化模塊照射紫外線。

所述的模具帶套在主動(dòng)輥及從動(dòng)輥上，通過調(diào)節(jié)主動(dòng)輥及從動(dòng)輥間的距離調(diào)節(jié)張緊力，模具帶為完整加工成型，實(shí)現(xiàn)微細(xì)結(jié)構(gòu)的連續(xù)無縫加工。

所述的逆向UV固化模塊中，

涂料模塊采用微凹涂膠方式或者狹縫式涂膠方式涂膠，然后利用刮刀或者軟輥去除模具輥型腔外的涂料，

UV固化模塊為線功率在200-300W/cm的UV光源。