擴(kuò)散膜涂布工藝

集中膜涂布工藝：〔M928-T898-M248-WU2669-I2896-DQ586-M1988〕在LCD背光源的材料組成中，集中膜幾乎是必不行少的材料之一。集中膜按制作方法分類，有涂布式及非涂布式兩種。其中涂布式集中膜具有透光率較高，霧度調(diào)整范圍大，外觀質(zhì)量好，為高端背光源產(chǎn)品的集中膜首選品種。集中膜按形態(tài)分，有卷料和片料兩種。本文只介紹涂布式卷料集中膜〔簡(jiǎn)稱集中膜〕的生產(chǎn)技術(shù)。據(jù)調(diào)查，業(yè)內(nèi)人士對(duì)集中膜的了解分為三個(gè)層次：使用者為第一層次，裁切者為其次層次，涂布者為第三層次。鑒于業(yè)內(nèi)大多數(shù)人士對(duì)前兩個(gè)層次了解較多，本文將不作介紹。集中膜涂布，具有技術(shù)含量較高，資金投入較大，生產(chǎn)效率極高，經(jīng)濟(jì)效益格外可觀的特點(diǎn)。因而國(guó)內(nèi)有一局部人總想涉足而又不敢輕易涉足。本文將特別介紹這第三層次，期望對(duì)想涉足的這一部人有確定參考價(jià)值。第三層次也可以叫做母卷制作。目前世界上主要集中膜生產(chǎn)廠家有：日本的惠和〔KEIWA〕、智積電〔TSUJIDEN〕及KIMOTO；韓國(guó)的SKC、和(shinwha(Seahan)；我國(guó)臺(tái)灣省的長(zhǎng)興化工、宣茂科技、華宏技及岱棱等；國(guó)內(nèi)目前尚處于起步階段，暫無較大批量供貨廠家。近兩年來，筆者作為國(guó)內(nèi)行業(yè)的先行者，經(jīng)受了從集中膜初探到量產(chǎn)的全過程。如今，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)全面到達(dá)日本同類集中膜產(chǎn)品水平。實(shí)現(xiàn)了初期確定的質(zhì)優(yōu)價(jià)廉目標(biāo)。集中膜生產(chǎn)技術(shù)涉及膜片設(shè)計(jì)、設(shè)備選型、材料與配方、涂覆工藝、質(zhì)量管控等工作。學(xué)問范疇包括：應(yīng)用光學(xué)、有機(jī)化學(xué)、周密機(jī)械、凈化工程及背光源技術(shù)、涂布工藝學(xué)等。接下來將分六個(gè)局部進(jìn)展介紹，這五個(gè)局部是：集中膜的設(shè)計(jì)與打樣；集中膜卷料的主要生產(chǎn)設(shè)備；集中膜的涂料配方與配制工藝；集中膜的涂布工藝與缺陷治理；集中膜的品質(zhì)要求與檢驗(yàn)方法；一、集中膜的設(shè)計(jì)與打樣集中膜的研制和生產(chǎn)，首先是從打樣開頭的。這個(gè)過程包含了選擇目標(biāo)產(chǎn)品和產(chǎn)品生產(chǎn)的初步可行性論證在內(nèi)。這個(gè)過程既是整個(gè)工程的龍頭，也是格外關(guān)鍵的階段之一。它能打算這個(gè)工程是一路向前還是就此終止。集中膜的設(shè)計(jì)包括集中膜類別選擇和構(gòu)造設(shè)計(jì)兩大局部。市面上的集中膜按用途可以分為底部光背光源用集中膜；小尺寸背光源用薄型擴(kuò)散膜〔有上擴(kuò)、下擴(kuò)之分〕；中大尺寸背光源用集中膜〔有上擴(kuò)、下擴(kuò)之分〕；常規(guī)側(cè)部光背光源用高霧度集中膜。以上各類集中膜中，用量最大〔90%以上〕的是中大尺寸背光源用集中膜。集中層市面上的集中膜構(gòu)造大同小異，從上至下分別是：集中層——基材——隔離層。特別一點(diǎn)的有，底部光背光源用集中膜在基材上下各有一層集中層，在下集中層的下面一般還具有粘接層?；耐ǔ楦咄噶炼萈ET薄膜，厚度有25、38、50、75、100、125、150、188um幾個(gè)規(guī)格。集中層是由涂料枯燥后在基材上的附著物，是集中膜最關(guān)鍵的局部。隔離層的形成有兩種方法，即涂布法和熱壓法。隔離的機(jī)理是在基材下面附有較大間隔的凸點(diǎn)，使集中膜與背光源導(dǎo)光板的接觸性質(zhì)，從面接觸變?yōu)辄c(diǎn)接觸，從而避開背光源在亮檢時(shí)產(chǎn)生水印狀缺陷。以以下圖為典型擴(kuò)散膜構(gòu)造示意圖和集中層顯微影像圖：在集中膜工程實(shí)施之初，首先要確定主打產(chǎn)品。主打產(chǎn)品可以在上述集中膜品種中確定一種優(yōu)先開發(fā)，也可以依據(jù)某用戶需求定向開發(fā)。選定產(chǎn)品后，接下來的就是打樣。打樣所涉及的設(shè)備和工具主要有：名稱 攪拌器用途 攪拌涂料

枯燥箱

天平

粘度杯

涂布器打樣所涉及的主要材料有：名稱 膜片用途 基材

膠水

微粉

稀釋劑

在打樣完成之后，需要對(duì)打樣的效果進(jìn)展評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)的內(nèi)容有：涂料中各成分的比例是否適宜？膠水、微粉、稀釋劑是否有協(xié)作不抱負(fù)的狀況？涂布的成膜性能如何？樣品的測(cè)試結(jié)果與同類集中膜有多大差距？經(jīng)過打樣之后你必需清楚的內(nèi)容是：涂料的固含量和粘度各是多少；涂料的枯燥條件和時(shí)間〔包括外表枯燥和完全枯燥〕；涂料在基材上的涂覆厚度是多少〔包括干膜厚度和濕膜厚度〕；基材的材質(zhì)、厚度和外表張力數(shù)據(jù)。二、集中膜卷料的主要生產(chǎn)設(shè)備集中膜卷料的主要生產(chǎn)設(shè)備是涂布機(jī)。涂布機(jī)的設(shè)計(jì)與制造質(zhì)量，直接關(guān)系到集中膜生產(chǎn)的成敗。如何保證涂布機(jī)的質(zhì)量呢？我的體會(huì)是要把握三個(gè)環(huán)節(jié)：即確定涂布機(jī)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)環(huán)節(jié)；考察選擇供給商環(huán)節(jié)和適應(yīng)性調(diào)整環(huán)節(jié)。下面分別加以說明。確定涂布機(jī)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)環(huán)節(jié)：在集中膜設(shè)計(jì)與打樣過程完成后，你就可以依據(jù)試驗(yàn)的資料和數(shù)據(jù)，再加上原材料的供貨狀況和你期望的生產(chǎn)效率，你就可以初步確定你對(duì)涂布機(jī)的主要要求。具體內(nèi)容有：卷料的內(nèi)徑、外徑、寬度和重量；要求涂布的工作速度；烘箱的溫度〔熱風(fēng)枯燥〕或者輻射強(qiáng)度〔UV〕；涂層的厚度和厚度誤差等?？疾爝x擇供給商環(huán)節(jié)：涂布機(jī)是一種變數(shù)很大的機(jī)械設(shè)備，它會(huì)因人因產(chǎn)品而異，在所用和所做的涂布機(jī)中，完全一樣的涂布機(jī)幾乎找不到。國(guó)外有成熟的集中膜涂布機(jī)，但價(jià)錢高而且不愿定適應(yīng)你的涂料體系；國(guó)內(nèi)做涂布機(jī)的廠家倒是不少，但沒有一家做過真正的集中膜涂布機(jī)。要在國(guó)內(nèi)做集中膜涂布機(jī)，首先要選擇設(shè)計(jì)力氣強(qiáng)、制作工藝精湛的公司，在進(jìn)展反復(fù)有效地溝通之后，也可以把集中膜涂布機(jī)做到比較抱負(fù)的程度。適應(yīng)性調(diào)整環(huán)節(jié)：集中膜涂布機(jī)在設(shè)備廠家完工后，即便是當(dāng)時(shí)試車沒有覺察任何問題，以后在使用中，也會(huì)消滅一些不盡人意的地方，這就需要對(duì)設(shè)備的適應(yīng)性進(jìn)展適時(shí)調(diào)整。調(diào)整主要是指后續(xù)對(duì)設(shè)備的自我改進(jìn)和某些裝置的添加。調(diào)整的緣由有開頭考慮不周的，有生產(chǎn)原材料發(fā)生變化的，也有開頭就打算等設(shè)備回來后再另外解決的。集中膜涂布機(jī)是一種相對(duì)構(gòu)造簡(jiǎn)潔，體積浩大，投資巨大的機(jī)械設(shè)備。下面請(qǐng)看不同公司生產(chǎn)的集中膜涂布機(jī)的局部影像：對(duì)集中膜涂布機(jī)的總體要求是：合理的構(gòu)造和尺寸：涂布機(jī)的涂布方式很多，目前在集中膜涂布機(jī)上使用的主要有3種，即刮刀輥涂布、計(jì)量輥涂布和噴膠涂布。設(shè)計(jì)是具體使用哪一種涂布方式，這要看所用膠水的性質(zhì)、粘度和固含量。涂布機(jī)的幅寬通常在1米左右，確定幅寬需要考慮基材寬度、生產(chǎn)率及設(shè)備制造力氣等因素。涂布機(jī)的烘道有熱固化和光固化兩大類別，烘道的長(zhǎng)度主要與涂料枯燥性能和要求的涂布速度有關(guān)。集中膜涂布機(jī)的涂布速度一般為10~40米之間，速度太低產(chǎn)能不高，速度太高不利于觀看涂布中的缺陷。較高的精度和外表質(zhì)量要求：我們所講的集中膜涂布機(jī)，是屬于周密涂布機(jī)范疇的。由于集中膜是一種透亮度很高的光學(xué)膜片，在涂布時(shí)，局部略微有點(diǎn)厚度不均，馬上就可用眼睛看出膜片上有明暗不一的缺陷。一般集中膜技規(guī)給出的厚度誤差為±5%，減去基材厚度誤差的1%后，還剩下4%，涂布厚度通常在10~20um。這就不難看出集中膜涂布，對(duì)涂布機(jī)的精度要求是很高的。外表質(zhì)量要求包括細(xì)小的外表粗糙度、很高的外表硬度和很高的外表抗腐蝕性能。符合在凈化車間使用的要求：集中膜涂布機(jī)所生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量要求，打算集中膜涂布機(jī)必需在凈化車間生產(chǎn)。這就要求制造涂布機(jī)的所有材料都不會(huì)污染環(huán)境和工件，如：油漆是否會(huì)脫落；密封件是否會(huì)泄露；有沒有不便清理的死角等。操作簡(jiǎn)潔、質(zhì)量穩(wěn)定：集中膜涂布機(jī)的總長(zhǎng)度20~40m，操作者3~5人，電動(dòng)機(jī)多而分散，速度、間隙、壓力、溫度、張力、對(duì)邊等可調(diào)量一大堆，假設(shè)沒有簡(jiǎn)潔牢靠的操作把握系統(tǒng)來負(fù)擔(dān)大局部工作，是不行能順當(dāng)生產(chǎn)的。目前流行的把握系統(tǒng)是PLC(可編程把握器)把握系統(tǒng)，生怕這是最起碼的把握要求了。質(zhì)量穩(wěn)定指的是涂布機(jī)的工作參數(shù)一經(jīng)調(diào)定，機(jī)器中途不會(huì)自己轉(zhuǎn)變。集中膜涂布機(jī)的組成部件很多，主要的有涂布頭、主傳動(dòng)、烘道、放卷、收卷及電氣把握等。以下將從集中膜涂布的角度，分別加以表達(dá)：涂布頭：涂布頭是集中膜涂布機(jī)最重要的部件。涂布頭有很多種形式，適合集中膜涂布的有刮刀輥涂布、計(jì)量輥涂布和噴膠涂布3種。刮刀輥涂布具有涂布厚度調(diào)整范圍大，適應(yīng)涂布厚度10~30nm，涂料粘度20~100s計(jì)量輥涂布有線輥和網(wǎng)紋輥涂布，適應(yīng)涂布厚度在10nm左右，粘度低于20s的各類膠水的涂布。噴膠涂布不適合油性膠的涂布，特別適合低UV集中膜涂布，對(duì)涂布頭的要求主要是涂布厚度誤差小〔<3um〕、不易產(chǎn)生氣原性涂布缺陷、調(diào)整便利、穩(wěn)定性好和對(duì)膠水的適應(yīng)性廣。為了對(duì)膠水的適應(yīng)性廣，有的涂布機(jī)同時(shí)配備兩種涂布頭也是常見的事。主傳動(dòng)：集中膜涂布機(jī)的主傳動(dòng)通常是用鋼輥和膠輥組成的對(duì)輥。鋼輥主動(dòng)，打算膜片的運(yùn)動(dòng)速度，膠輥通過氣缸起壓緊作用。涂布工藝對(duì)主傳動(dòng)的要求是：具有穩(wěn)定的線速度和適宜的速度調(diào)整范圍；傳動(dòng)過程中不損傷、不污染膜片。烘道：集中膜涂布機(jī)的烘道局部的作用是，把涂在基材上的濕膠馬上變成干膠，為后續(xù)的收卷制造必要的條件。烘道的枯燥方式有熱風(fēng)式和光固式兩種。集中膜涂布機(jī)一般只承受其中一種烘道，有的則兩者都有。這樣做的目的是使涂布機(jī)對(duì)涂料種類的適應(yīng)性廣泛。由于，烘道的種類完全是由集中膜涂料的種類打算的。另外，熱風(fēng)式烘道按所使用的能源不同又有油鍋爐的、電熱煲的、自然氣的和其他能源的。不管使用什么能源，集中膜涂布對(duì)溫度的要求是一樣的。這些要求是：最高溫度120℃、溫度把握精度≤5℃、初始升溫時(shí)間≤30分鐘。烘道的溫度一定要可以分段設(shè)置和調(diào)整。烘道內(nèi)的風(fēng)壓要均勻，進(jìn)入烘道的風(fēng)要經(jīng)過凈化處理。烘道內(nèi)部的構(gòu)造有氣浮式〔無接觸〕和輥道式兩種。有條件的最好設(shè)計(jì)成氣浮式烘箱。對(duì)于輥道式烘箱的托輥，設(shè)計(jì)時(shí)要充分采用避開擦傷膜片的技術(shù)。放卷：集中膜涂布機(jī)的放卷機(jī)構(gòu)主要有如下作用：A、用芯軸把待涂覆的基材懸空固定在放卷架上；B、通過磁粉制動(dòng)器給放卷中的基材施加確定的阻力；C、附屬機(jī)構(gòu)把握基材的張力和偏移。放卷機(jī)構(gòu)包括放卷架、氣漲軸、對(duì)邊〔糾偏〕機(jī)、張力把握器等。放卷架有單軸和雙軸之分，雙軸放卷架可在更換基材時(shí)削減停機(jī)時(shí)間。氣漲軸常用的規(guī)格有3”和6”兩種。對(duì)邊機(jī)和張力把握器是必不行少的附屬機(jī)構(gòu)。必要時(shí)還要加上靜電消退、粘塵、儲(chǔ)料、接頭等功能部件。收卷：集中膜涂布機(jī)的收卷機(jī)構(gòu)與放卷機(jī)構(gòu)主體局部很相像，它們之間的最大不同點(diǎn)是收卷是主動(dòng)的，而放卷是被動(dòng)的。我們知道膜片的運(yùn)動(dòng)速度是由主傳動(dòng)打算的，收卷機(jī)構(gòu)的主動(dòng)是要保證膜片出主傳動(dòng)后，始終在確定張力條件下收料成卷。收卷張力的形成通常有兩種方法：一種是承受力矩電機(jī)為動(dòng)力收卷；另一種是通過磁粉離合器把旋轉(zhuǎn)力矩傳遞到收卷芯軸上收卷。電器把握：集中膜涂布機(jī)的電氣把握的執(zhí)行部件有：電動(dòng)機(jī)、汽缸、加