一、不同光學(xué)膜產(chǎn)品不同涂布方式的選擇
1、具有微結(jié)構(gòu)光學(xué)膜產(chǎn)品的涂布方式
（1）棱鏡膜又稱增亮膜（BEF），涂布特點(diǎn)是棱鏡膜涂布厚度為：基材：PET薄膜 38～250μm，涂布方式為輥涂，最好選用三輥涂布。
（2）擴(kuò)散膜（包括上擴(kuò)散和下擴(kuò)散膜），擴(kuò)散膜涂布厚度通常在10~20um ，技術(shù)規(guī)范給出的厚度誤差為±5%，減去基材厚度誤差的1%后，還剩下4%，厚度誤差小（<2um），一般采用刮刀輥涂布，涂布厚度調(diào)節(jié)范圍大，適應(yīng)涂布厚度10~30um，涂料粘度20~100s的各類膠水的涂布。計(jì)量輥涂布有線輥和網(wǎng)紋輥涂布，適應(yīng)涂布厚度在10um左右，粘度低于20s的各類膠水的涂布。最好選用計(jì)量輥涂布和狹縫涂布方式。
2、做平面涂布的光學(xué)膜產(chǎn)品的涂布方式
（1）硬化膜類：LCD抗反射膜AR，LR（抗炫AG），IMD手機(jī)外殼表面抗刮和耐磨層。涂布特點(diǎn)：涂布量小，均勻。硬涂層的厚度在0.5-50μm之間的厚度是正常的，在1-20μm和2-10μm之間是比較合適的，但最好是在3到7μm之間。涂布可選用：微凹版、狹縫涂布、逗號(hào)刮刀等，最好的涂布方式是為了對(duì)膠水的適應(yīng)性廣，同時(shí)配備兩種涂布頭，選用微凹版和狹縫涂布。
二、松德公司硬化膜（抗刮膜）高精密涂布機(jī)技術(shù)介紹
應(yīng)用于IMD抗刮膜的特點(diǎn)：具備較好耐刮性，硬度要求高，若以鉛筆硬度表示，一般光學(xué)膜為3H，強(qiáng)化型光學(xué)膜要求達(dá)到4H~5H硬度。
涂布機(jī)設(shè)計(jì)工藝流程按照：
（一）雙工位PET光學(xué)膜基材放卷→自動(dòng)換卷裁切→表面電暈處理→糾偏→牽引及張力分隔→微凹版涂布頭（涂膠量小，粘度低時(shí)使用）→狹縫涂布頭（涂膠量大及粘度高時(shí)使用）→真空吸附輥牽引→21M熱風(fēng)干燥→UV固化→糾偏→與保護(hù)膜復(fù)合→噴碼→收卷?????????????? ???????????????????????保護(hù)膜放卷→糾偏→
（二）在硬化層涂布完成后再在背面涂布硅膠→與離型膜復(fù)合
技術(shù)參數(shù)
涂布形式：微凹版涂布（MICRO GRAVURE）+ 狹縫涂布（SLOT DIE）?
涂布基材：PET：50u-188u?
涂布速度：10~50m/min（視工藝條件而定）
機(jī)械速度：80 m/min
基材最大寬度：1100mm
放卷最大直徑：Φ800 mm
收卷最大直徑：Φ800 mm
張力范圍：5~50Kg/全幅寬
烘箱最高溫度： 180℃?? 3m x 7段，長(zhǎng)21m
基材卷芯內(nèi)徑：放卷收卷均為3″， 6″
智能控制十二軸矢量變頻驅(qū)動(dòng)
整機(jī)功率： 約110kw
烘干熱源：電加熱，加熱能耗63萬(wàn)大卡
機(jī)器重量：約 50 T
1、微凹版涂布技術(shù) Micro Roller System
微凹版涂布技術(shù)適用于溶劑型中低粘度涂布液。
粘度范圍： 10 ~800 cps
涂布量： 5 ~80 g/m2
涂布厚度1~40um 濕涂厚度, 偶爾也可以涂到0.5~80um
涂布基材：PET 1.6~350 um.
線速度： 5 ~ 40 mpm
微凹版涂布可以為使用者提供多種調(diào)整方式。兩支導(dǎo)輥的位置決定了微凹版與基材之間的接觸角度，包角的大小和線接觸可調(diào)。
微凹版涂布法和傳統(tǒng)凹版涂布比較：
|
?
|
微凹版
|
傳統(tǒng)凹版
|
|
網(wǎng)紋輥直徑
|
20~50mm 與基材非常小的線接觸
寬度300mm 時(shí)直徑20mm，寬度1600mm時(shí)直徑50mm
|
?125~250mm
|
|
轉(zhuǎn)移方式
|
沒(méi)有壓輥，屬于吻涂方式
|
有壓輥
|
|
旋轉(zhuǎn)方向
|
逆向涂布
|
正向涂布，網(wǎng)穴中的涂布液一部分轉(zhuǎn)移到基材上，一部分留在網(wǎng)穴內(nèi)。
|
|
刮刀
|
刮刀軟，壓力輕，
|
傳統(tǒng)刮刀
|
|
涂布量
|
1~40um 濕涂厚度
|
濕厚度1~50um
|
|
粘度
|
?
|
1~1500mps
|
|
涂布精度
|
2%
|
2%
|
微凹版涂布方式是為了滿足均勻平整的小涂布量要求而發(fā)展起來(lái)的新技術(shù)，它簡(jiǎn)單可靠，并且可重復(fù)。
凹版輥表面雕刻有圖案或槽穴，凹版輥兩端安裝高精密軸承，輥面部分浸在供料槽里，一端通過(guò)彈性聯(lián)軸節(jié)與伺服電機(jī)聯(lián)結(jié)，電機(jī)帶動(dòng)凹版輥旋轉(zhuǎn)從液槽中帶起涂料，經(jīng)過(guò)一個(gè)柔性鋼刮刀定量后，凹版輥圖案臺(tái)階上的物料被刮拭干凈，凹槽中保留一定體積的涂布液，當(dāng)帶有定量涂布液的輥面與反向運(yùn)動(dòng)基材接觸后，涂布液在接觸處形成潤(rùn)濕線，涂布液在表面張力作用下潤(rùn)濕基材，凹槽中的涂布液由于粘性拉拽力被取出、進(jìn)而轉(zhuǎn)移到基材表面后潤(rùn)濕、鋪展，實(shí)現(xiàn)均勻薄層涂布。
標(biāo)準(zhǔn)凹版（網(wǎng)紋輥）涂布可分為正涂和逆涂，但都必須使用直徑約與網(wǎng)紋輥大致相同的橡膠壓輥。涂布基材從網(wǎng)紋輥和壓輥之間通過(guò)。經(jīng)常遇到起皺和斷開的問(wèn)題，另外壓輥接觸面還會(huì)帶來(lái)一些機(jī)械的、液壓的和壓力方面問(wèn)題，影響涂布質(zhì)量。
小直徑使微凹版與基材之間的接觸區(qū)域也變得很小。不同的直徑明顯會(huì)形成不同的包角。通常情況，比較大的接觸面所帶來(lái)的涂布問(wèn)題遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于接觸面小的。
傳統(tǒng)的凹版涂布，在基材進(jìn)涂布點(diǎn)和出涂布點(diǎn)上存在涂布液堆積，這些滴液會(huì)造成涂布循環(huán)紊亂。傳統(tǒng)網(wǎng)紋輥直徑越大干擾滴液也越大，對(duì)涂布造成的不良影響越大。加上壓輥，壓輥可能出現(xiàn)傾斜，或者其他機(jī)械問(wèn)題，涂布質(zhì)量就更難以保證。
微凹版由于沒(méi)有壓輥就基本消除了因壓輥造成的不良影響，干擾滴液的問(wèn)題也因?yàn)檩伒闹睆叫《鞠?，入點(diǎn)和出點(diǎn)上的滴液量很少很穩(wěn)定。
彈性流體動(dòng)力接觸系統(tǒng)
當(dāng)物理系統(tǒng)同時(shí)牽涉到流體流動(dòng)造成的流體摩擦力與可變形固體所產(chǎn)生的彈性應(yīng)力。并且此變形固體成為流體流動(dòng)的邊界，這種相互作用的系統(tǒng)稱之為彈性流體動(dòng)力接觸系統(tǒng) (elastohydrodynamic systems, EHD)。
微凹版涂布方式中基材相當(dāng)于可變形固體，涂布液則是其中的流體。微凹版涂布方式能夠?qū)崿F(xiàn)高度均勻性的薄層涂布就是由于微凹版涂布方式應(yīng)用了彈性流體動(dòng)力接觸系統(tǒng)，其涂布間隙不再受背輥加工精度影響，涂布間隙主要由基材張力決定，間隙可以隨基材表面的改變而變化，實(shí)現(xiàn)輪廓型涂布。
常用概念包括：
（1）潤(rùn)濕線、（2）包角、（3）上游分界線（upstream）和下游分界線（downstream）、（4）速度比s、（5）轉(zhuǎn)移率。
微凹版涂布彎月面
厚度公式
N. Kapur等在凹版涂布工藝研究中發(fā)現(xiàn)在其他條件不變的情況下：
???? H=1.34R（μv/σ）2/3
其中：H—涂層濕厚；R—涂珠彎月面半徑；μ—粘度；v—流體速度；（σ）表面張力。Blok 與van Rossum(1953)將薄膜以180°包覆一滾輪且使用油作潤(rùn)滑劑，膜與滾輪之間的間隙為H=0.43R（6μv/N）2/3。
其中：R—滾輪半徑；N—薄膜張力；μ—粘度；v—滾輪轉(zhuǎn)速（線速度）。這個(gè)公式雖然沒(méi)有直接提供液膜厚度，但是H作為薄膜與滾輪之間的間隙是涂層厚度的重要影響要素，我們通過(guò)這一試驗(yàn)驗(yàn)證涂布張力是涂膜厚度的重要影響因素。綜合以上2個(gè)公式來(lái)看我們不難得出以下結(jié)論：h∝R（μv/σN）2/3?????
其中：h—涂層濕厚度；R—凹版輥半徑；N—薄膜張力；μ—粘度；v—滾輪轉(zhuǎn)速（線速度）；σ—涂布液表面張力。這個(gè)公式全面概括了微凹版涂布厚度的影響因素，以及各因素對(duì)厚度的影響關(guān)系，對(duì)試驗(yàn)、生產(chǎn)具有指導(dǎo)意義。
微凹版涂布工藝
微凹版涂布技術(shù)在國(guó)外已經(jīng)是比較成熟的涂布技術(shù)，其操作控制基本采用自動(dòng)化電氣控制，一般的控制過(guò)程包括：刮刀進(jìn)、退，刮刀壓下、抬起，懸臂壓下、抬起，kiss輥壓下、抬起，涂布輥速（或速度比s）調(diào)解。涂布頭上的手動(dòng)機(jī)械調(diào)節(jié)部分包括：刮刀角度、壓力，包角大小調(diào)整，這些機(jī)械調(diào)整一旦確定后一般不會(huì)改變，只有在涂層出現(xiàn)表觀弊病時(shí)才會(huì)做微量調(diào)整。另外，拖動(dòng)控制部分與其他方式的控制基本相同，只是提出的控制精度會(huì)更高些，這與產(chǎn)品的性能要求相關(guān)，一般微凹版涂布的產(chǎn)品均勻性要求都很高。
涂層厚度控制
微凹版涂布不屬于精確預(yù)定量涂布，有別于坡流、落簾和條縫，其涂布量要根據(jù)物料和涂布工藝條件來(lái)確定。
首先，微凹版涂布的涂布量主要由凹版輥的網(wǎng)孔容積決定。凹版輥?zhàn)陨韺?duì)涂布液轉(zhuǎn)移率的影響要素有：網(wǎng)紋輥線數(shù)、開口與網(wǎng)墻比、網(wǎng)穴形狀、網(wǎng)穴深度、網(wǎng)穴表面光潔度、網(wǎng)線角度，這些都直接跟凹版輥制作有關(guān)。
物料從孔穴里取出率與車速與凹版輥線、速度的比率S的關(guān)系。
涂布液從網(wǎng)孔里取出百分?jǐn)?shù)與比率S關(guān)系
可以看出在S比例一定的情況下（1～1.5之間），適當(dāng)增加包角也可以增加涂層厚度，但這種調(diào)整都是微量的，并且包角過(guò)大易產(chǎn)生渦流，從而捕獲空氣或粒子造成拉絲弊病。
涂層厚度與比率S關(guān)系
h∝R（μv/σN）2/3這個(gè)公式全面概括了微凹版涂布厚度的影響因素，以及各因素對(duì)厚度的影響關(guān)系，其他條件一定，涂層厚度與粘度成正比，與表面張力成反比。式中的μv/σ恰好是毛細(xì)準(zhǔn)數(shù)的度量，因此隨毛細(xì)準(zhǔn)數(shù)增長(zhǎng)與涂層厚度增加。式中的涂布張力N的增加則會(huì)減小涂布間隙，最終減薄涂層，因此在實(shí)際生產(chǎn)與試驗(yàn)過(guò)程中要不斷摸索每根涂布輥針對(duì)不同特性物料與涂布工藝參數(shù)的涂層厚度，積累經(jīng)驗(yàn)，以便在較短的時(shí)間內(nèi)選擇滿足厚度要求的凹版輥。
微凹涂布法中的涂布條件，整個(gè)凹版輥表面的網(wǎng)線數(shù)在50到800線每英寸都是可以的，在100到300線每英寸就很合適。網(wǎng)線的雕刻深度在1到600μm都是可以的，在5到200μm之間更合適。微凹版輥的旋轉(zhuǎn)速度在3到800轉(zhuǎn)每分之間都是可以的，在5到200轉(zhuǎn)每分之間最好?；牡膫鬏斔俣仍?.5到100米每分鐘之間都是可以的，在1到50米每分鐘之間最好。
微凹版要求的加工精度:行為公差
|
圓度
|
0.02mm
|
|
圓柱度
|
0.02mm
|
|
直線度
|
0.03mm
|
|
跳動(dòng)
|
0.03mm
|
微凹版線數(shù)與上膠量的關(guān)系：
|
線數(shù)
|
濕涂厚度μ *
|
線數(shù)
|
濕涂厚度μ *
|
|
25
|
50 - 80
|
85
|
13 - 22
|
|
30
|
30 - 45
|
90
|
8 - 16
|
|
36
|
28 - 43
|
95
|
7 - 15
|
|
38
|
25 - 40
|
100
|
6 - 14
|
|
45
|
28 - 43
|
110
|
6 - 13
|
|
50
|
25 - 35
|
120
|
5 - 11
|
|
55
|
20 - 30
|
150
|
4 - 9
|
|
60
|
21 - 31
|
180
|
3 - 8
|
|
65
|
13 - 22
|
200
|
2 - 5
|
|
70
|
16 - 30
|
230
|
1.5 - 3.5
|
|
75
|
20 - 30
|
250
|
0.8 -2
|
|
80
|
12-20
|
?
|
?
|
注明： *涂布量是由微凹版轉(zhuǎn)速÷線速度的速差決定的。
微凹版涂布方式的缺陷
微凹版涂布方式在高精度薄層涂布領(lǐng)域的應(yīng)用是多數(shù)涂布方式無(wú)法比擬的，也是目前在薄層涂布領(lǐng)域應(yīng)用最廣的，其地位是不容動(dòng)搖的。但是微凹版涂布方式也有其自身的不足：
（1）所謂的預(yù)訂量涂布是相對(duì)的，并非精確的預(yù)訂量涂布，涂層厚度影響因素很多，要想實(shí)現(xiàn)某一種產(chǎn)品的精確預(yù)訂量涂布，需使用固定廠家制造的凹版輥，保證物料特性的穩(wěn)定、涂布參數(shù)經(jīng)過(guò)反復(fù)試驗(yàn)確定；
（2）不同的涂布厚度要更換凹版輥，而且凹版輥本身也有使用壽命；
（3）涂布車速一般不超過(guò)40m/min，生產(chǎn)效率不高。
?? 松德公司已經(jīng)安裝的微凹版涂布頭及凈化房
2、狹縫涂布技術(shù) Slot Die System
狹縫涂布相對(duì)于輥涂和其它傳統(tǒng)的涂布方式而言是一種更高效和更好控制的涂布方式。
狹縫涂布技術(shù)具備下列特點(diǎn)：
1) 能涂布1~100μ的厚度；10 ~100gsm（濕涂量）；線速度：大約300mpm；用于光學(xué)膜涂布，擠出涂布的涂布速度在30m/min左右是比較合適的。
2) 能涂布不連續(xù)模式。
3) 能從事大面積一次涂部 , 不會(huì)產(chǎn)生邊緣厚度不同造成的污漬現(xiàn)象。
4) 清洗拆卸容易。
5) 適用寬廣的黏度：500~5,000 cps。
狹縫模頭，模頭定位裝置，真空箱，真空供給系統(tǒng)，流料遞送系統(tǒng)。定位裝置高度是固定的，模頭與背輥的角度是可調(diào)的，與背輥成９０°或平行方向１０°范圍內(nèi)可調(diào)。在三個(gè)位置提供線性滑動(dòng)導(dǎo)軌和氣壓裝置以保證模頭運(yùn)動(dòng)的精確性和準(zhǔn)確度。
在定位裝置的末端裝有指示器用于保證定位裝置測(cè)量的準(zhǔn)確性和可重復(fù)性。指示器可測(cè)量２.５個(gè)微米的厚度差，以便精密決定目前涂布位置。
我們對(duì)SLOT-DIE水平與垂直涂布進(jìn)行比較分析發(fā)現(xiàn)，由于產(chǎn)生涂布缺陷有所?同，涂布機(jī)理有所?同，因此，在低粘度操作時(shí)垂直涂布比較有?，而高粘度時(shí)水平涂布比較有?，二者之分界點(diǎn)為粘?在75 mPa?s 附近。
狹縫模頭的模唇與背輥上料膜的傳輸方向所形成的角度在30°左右或者在90°左右是很好的。
真空抽氣的影響
真空抽氣方式如何對(duì)水平或垂直涂布產(chǎn)生影響，我們發(fā)現(xiàn)其可有效?低涂布厚?，特別是對(duì)水平涂布的影響最大。
不銹鋼流料遞送系統(tǒng)安放在一個(gè)定制的可活動(dòng)的車上面,包括：螺桿泵、防爆式電機(jī)、控制器、過(guò)濾系統(tǒng)、壓力顯示表、閥門和鏈接軟管、壓力穩(wěn)定的流體輸送系統(tǒng)才能保證獲得均勻一致的涂層。
3、干燥技術(shù)
硬化膜涂布烘箱特點(diǎn)：
1、由于硬化膜涂布基本上為單面涂膠方式，采用有溶劑涂布液，干燥通常使用熱風(fēng)干燥烘箱，普通輥式對(duì)流烘箱即可，不需要?dú)飧∈胶嫦浣Y(jié)構(gòu)?？梢怨?jié)省成本。
2、烘箱長(zhǎng)度：18~24m,每段3米。
3、滿足潔凈要求的制作方法：烘箱整體不銹鋼制作；連接部分采用滿焊，鈍化處理；沒(méi)有直角，全部為圓角，便于清理。
在第一干燥區(qū)內(nèi)用干燥的氣流對(duì)涂布后的溶液進(jìn)行干燥，涂布膜表面最大的風(fēng)速在1m/s左右是可以的，在2m/s左右和30m/s左右是比較合適的，在3m/s左右或20m/s左右最好。
當(dāng)風(fēng)速小于1m/s時(shí)，基材寬度方向上干燥速率的不同就會(huì)變得很明顯，這樣會(huì)產(chǎn)生干燥不均勻性，也會(huì)延長(zhǎng)干燥時(shí)間，最終降低生產(chǎn)效率。當(dāng)風(fēng)速過(guò)大時(shí)，產(chǎn)生的風(fēng)壓會(huì)吹走已涂布的溶液。
干燥氣流的方向并沒(méi)有什么特別的限制。風(fēng)速的最小值在0.1m/s是比較合適的。
干燥氣流的溫度在室溫- 200℃之間都是可以的，在室溫-150℃之間是比較合適的，在室溫- 100℃之間最好。
第二干燥階段是在第二干燥區(qū)內(nèi)進(jìn)行的，它的溫度要比第一干燥區(qū)的溫度高大約50℃。若這種溫差在60℃左右是比較合適的，在70℃左右最好。
干燥的溫度最好是等于或低于涂布溶劑開始蒸發(fā)的溫度。例如，商用的光學(xué)引發(fā)劑可以和UV固化樹脂一同使用，當(dāng)在120℃的熱氣流干燥下，它們的含量只需幾分鐘就會(huì)蒸發(fā)掉幾十個(gè)百分點(diǎn)；含有單官能團(tuán)或雙官能團(tuán)的丙烯酸鹽單體在100℃的熱氣流干燥下，它的含量也會(huì)急劇下降。在以上所提到的情形中，溫度最好要控制在等于或低于各涂層成分開始蒸發(fā)的溫度。
4、固化技術(shù)
采用UV無(wú)極燈固化。在經(jīng)過(guò)干燥區(qū)后，涂布膜將會(huì)進(jìn)入固化區(qū)，它是通過(guò)離子輻射或加熱來(lái)固化涂布膜。離子輻射并不受什么限制，只要化合物能夠被紫外線、電子束和r射線激活而發(fā)生交聯(lián)和固化即可。從操作簡(jiǎn)易性和獲得高能量的角度來(lái)說(shuō)，紫外線是最合適的。
5、涂布張力控制方式
微凹版和狹縫涂布獨(dú)特的張力控制方式：以真空吸附輥?zhàn)鳛轵?qū)動(dòng)牽引輥位，取代了牽引輥/壓輥，位置位于涂布之后和干燥之前。
真空輥具有合適的輥表層來(lái)適合各種基材。例如：完全無(wú)網(wǎng)的面、不銹鋼（鉻鋼）網(wǎng)；不同表面材料的橡膠表層，它的上面也相應(yīng)地鉆有吸附孔；等離子體陶瓷表層。做光學(xué)膜涂布應(yīng)選擇表面為不銹鋼網(wǎng)的真空吸附輥，以避免因?yàn)槲鼩饪自斐苫淖冃螌?dǎo)致濕涂層形成印跡，破壞涂層均勻性。
