[實用新型]一種制造水溶性PVA薄膜模具的裝置

有效

• 申請號: 201320128797.4
• 申請日: 2013-03-20
• 公開（公告）號: CN203157148U
• 公開（公告）日: 2013-08-28
• 發明（設計）人: 蘭紅波
• 申請（專利權）人: 青島博納光電裝備有限公司
• 主分類號: B29C69/00
• 分類號: B29C69/00;C08J5/18;B29K29/00;B29L7/00
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 張勇

技術領域

本實用新型屬于微納制造技術領域，尤其涉及一種用于制造水溶性PVA薄膜模具的裝置。

背景技術

薄膜型模具有著非常廣泛的用途，它既可作為納米壓印的軟模具，也可以直接作為掩模實現微納結構的制造，還可以用作各種功能性薄膜（如抗反射膜、防眩光膜、增量膜等）。尤其是水溶性聚乙烯醇（polyvinyl?alcohol，PVA）薄膜模具用于紫外納米壓印，解決了大面積脫模的難題（PVA薄膜模具為一次性模具，在脫模過程中如果部分殘留在固化的UV壓印膠中，采用40-80℃熱水即可以去除），這為大面積納米圖形化、復雜三維微納米結構制造以及非平整（甚至曲面襯底）和易碎襯底的圖形化提供了一種理想的解決方案。因此，結合水溶性PVA薄膜模具和紫外納米壓印的圖形化方法為LED圖形化、平板顯示、太陽能電池板、光學器件、三維微型電池、MEMS器件、抗反射層結構、自清潔表面等的規模化生產提供了一種具有工業化應用前景的使能技術。但是，采用現有的各種微納制造技術難以實現寬幅水溶性PVA薄膜模具的高效、低成本、批量化生產，嚴重制約了該技術的廣泛應用。因此，迫切需要開發新的裝置和方法，實現水溶性PVA薄膜型模具高效、低成本規模化生產，為大面積微納結構的低成本、規模化制造提供關鍵技術支持。

實用新型內容

本實用新型的目的就是為了解決上述問題，提供一種用于高效、低成本規模化生產寬幅水溶性PVA薄膜模具的裝置及其方法，該方法充分利用熱滾型納米壓印、干燥固化成膜和溶液流延成型的優點。首先將配置好含水量80-85%的PVA水溶膠均勻一致性的涂布在PET薄膜襯底上；隨后，經過預干燥固化，使含PVA水溶膠涂層的水量降低到50-55%；然后，通過熱滾壓印裝置將壓印輥上的微納米特征結構復制到PVA水溶膠，干燥固化成型后得到PVA薄膜模具，PVA膠膜的含水量控制在20-25%；最后，通過后干燥固化，得到含水量15-20%的PVA薄膜模具，并將制造的PVA薄膜模具收取成卷。通過該方法，實現水溶性PVA薄膜模具高效、低成本、批量化生產。

為了實現上述目的，本實用新型采用如下技術方案：

它包括：放卷裝置、PET薄膜襯底、電暈處理裝置、涂布裝置、膜厚測控裝置、預干燥固化裝置、熱滾壓印成型裝置、后干燥固化裝置、收卷裝置、導向裝置，PET薄膜襯底從放卷裝置送出經導向裝置送入收卷裝置；在放卷裝置與收卷裝置間沿導向裝置運行方向依次設置電暈處理裝置、涂布裝置、膜厚測控裝置、預干燥固化裝置、熱滾壓印成型裝置、后干燥固化裝置、水溶性PVA薄膜模具，含水量80-85%的PVA水溶膠由涂布裝置均勻一致的涂布在PET薄膜襯底上；預干燥固化裝置將PVA水溶膠涂層的水量降低到50-55%；熱滾壓印成型裝置得到水溶性PVA薄膜模具，并將水溶性PVA薄膜模具的含水量控制在20-25%；后干燥固化裝置對水溶性PVA薄膜模具進一步干燥固化得到含水量15-20%的水溶性PVA薄膜模具。

所述涂布裝置包括：網紋涂布輥、多頭滴膠機、刮刀、支撐輥；網紋涂布輥和支撐輥上下布置，PET薄膜襯底從兩者間通過；含水量80-85%的PVA水溶膠置于多頭滴膠機內；在網紋涂布輥一側設有刮刀，通過調整網紋涂布輥的網線數和網孔容積確定涂布的厚度。

所述熱滾壓印成型裝置包括：壓印輥、脫模輥、干燥固化裝置、支撐輥；所述壓印輥位于PET薄膜襯底上方，脫模輥、干燥固化裝置、支撐輥位于PET薄膜襯底下方；所述壓印輥表面具有凸凹的微納米特征結構的圖案，壓印輥內部設有加熱裝置，所述支撐輥為柔性輥；所述預干燥固化裝置、后干燥固化裝置均為紅外/熱風式，干燥固化裝置采用熱風式。

所述水溶性PVA薄膜模具包括圖形層和PET薄膜襯底，其中圖形層為PVA水溶膠薄膜，圖形層包含凸、凹微納結構特征，PET薄膜襯底位于圖形層之上；圖形層的厚度10-100微米，支撐層厚度是100-500微米。

所述壓印輥施加的壓力是0.1MPa-30MPa，所述壓印輥加熱的溫度是40℃-90℃；所述預干燥固化裝置、后干燥固化裝置、干燥固化裝置的溫度50℃-70℃，熱風風速1m/s-2m/s。

一種采用制造水溶性PVA薄膜模具的裝置的制作方法，包括如下步驟：

步驟（1）：預處理；

步驟（2）：電暈處理；

步驟（3）：PVA水溶膠的涂布；

步驟（4）：膜厚測量和控制；

步驟（5）：預干燥固化；

步驟（6）：壓印成型；

步驟（7）：后干燥固化；

步驟（8）：收卷。

所述步驟（3）的工作過程為：