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1、精密涂布工艺应用新进展谢宜风(中国乐凯胶片集团公司,河北保定071054)摘要:精密涂布工艺在功能性薄膜生产中起着重要作用。当今材料工业的迅速发展,对涂层提出更薄、更均匀的要求。特别象平板显示器(FPD)中所用的功能性光学薄膜,如防反射膜、防眩光膜等,其涂层厚度往往小于1μm。另外,锂电池电极的涂层则要求采用间歇式涂布方法来生产。本文着重介绍了近年来微凹版涂布和条缝涂布工艺在平板显示器、有机发光二极管(OLED)、锂电池行业中应用的新进展。关键词:精密涂布工艺;薄层涂布;微凹版涂布;条缝涂布中图分类号:T
2、Q574.4文献标识码:A文章编号:1009-5624-(2010)01-0028-10工业虽已日趋衰微,但挤压涂布和落帘涂布技术仍1引言在轻工造纸,膜材料加工,包装材料等行业中得到了推广应用。涂布工艺是改变和完善材料表面特性的重要加近年来,平板显示产业以及一些新型光电子产工工艺,而随着科学技术的不断发展,涂布工艺更品,得到了迅猛发展。这些产品的涂层往往要求更成为许多重要功能性材料研究开发所不可或缺的重薄、更均匀,从而对精密涂布工艺技术又提出了新要工艺技术手段。特别是精密涂布工艺技术可满足的要求。例如液晶
3、显示器所用的防反射膜、防眩光某些涂层的特殊要求,从而增加材料的附加值并扩膜的涂层厚度只有几十至100nm左右;而用于新大其应用范围。一次多层坡流挤压涂布和落帘涂布型充电锂电池电极的涂层要求实现带状涂布或间歇曾是精密涂布工艺技术的典型代表。正是多层坡流块状涂布。多层挤压涂布和落帘涂布显然已不能完挤压涂布技术的开发和应用,使彩色感光材料的多全满足这方面的要求。有大量文献资料报导,条缝功能层结构在性能上得以极大完善并实现工业大生涂布和微凹版辊涂布工艺在这些领域得到了广泛的产。可以说,没有一次多层高速挤压涂布技术
4、,要应用。这类光学膜涂层传统上采用真空蒸镀、化学实现多达10余层而总厚度仅为20μm左右的彩色沉积、等离子聚合等方法,这些方法是在真空条件胶卷工业化生产是不可想象的。目前照相感光材料下将固态组分气化蒸发沉积在特定的基体上。由于收稿日期:2009-12-01必须采取真空密闭操作环境,难以实现低成本、高作者简介:谢宜风(1935-),男,上海人,教授级高级工程师(已退休)。效率的卷对卷式大规模生产。采用旋涂法虽也能得到均匀的薄层涂布效果,但受到涂布面积和涂布效28率的限制,特别是其涂布液的利用率只有5%左右,
5、造成巨大的浪费,难以实现低成本的工业化生产。因此,寻求新的精密涂布工艺技术,适应低成本、高质量、大规模生产,以适应市场竞争需要是必然的选择。如许多光电子产品中的透明电极导电层———铟錫氧化物(ITO)就一直采用溅射法制备。而日立麦克赛尔公司于2008年底宣布采用湿[1]法涂布工艺制成透明ITO导电膜。该公司利用其水热法制备氧化铁磁粉的经验,制备了纳米级的ITO微粒子,通过分散配制成ITO涂布液,再经微凹版辊涂布工艺将ITO涂布液涂布在PET基材上,经干燥后就得到透明ITO导电膜。而另一方面,采用有机导电高
6、分子聚合物,通过溶液涂布手段、形成透明导电膜取代ITO膜的工艺路线,已开始得到愈来愈多的应用。据此,本文将着重介绍微凹版辊涂布工艺和条(a)—与普通凹版涂布;(b)—工作原理图缝涂布工艺在平板显示、光电子产品、锂电池等领图1微凹版涂布域中的应用状况。Fig1Schematicdiagramofthemicro-gravure2微凹版辊涂布工艺coating(a);andgravurecoating(b)2.1微凹版辊涂布工艺概述微凹版辊涂布工艺技术是日本康井精机公司在普通逆向凹版辊涂布工艺基础上开发的专有
7、技[2]术。其基本原理相同,都是一种自计量方式的涂布工艺:藉助于凹版辊网纹图案、线数以及深度确定带液量,并通过一些工艺操作条件因素来决定转移涂布量的一种涂布方式。两者涂布原理如图1(a),(b)所示。微凹版辊与普通凹版辊涂布工艺的最大区别就图2微凹版与普通凹版涂布离去角及积液的比较Fig2Comparisonofcoatingbeadforboth在于“微”。普通凹版辊的直径约为125～250mm,micro-gravureandgravurecoating而微凹版涂布辊的直径,根据不同涂幅宽度分别为20
8、mm(涂布宽幅为300mm)和50mm(涂布宽幅在通常大直径凹版辊的情况下,易产生较大的为1600mm)。这样小直径的凹版辊在涂布时与被干扰液桥,造成涂层弊病。特别当凹版辊还有压紧涂基材的接触面积要小得多。涂布过程中凹版辊凹背辊工作时,情况尤为严重,而微凹版辊涂布工艺槽中的涂液一部分被转移到被涂基材上,一部分则由于凹版的直径小,而且又没有压紧背辊,所以进仍留在凹版辊的凹槽内。这样进入和离开涂布点的入和离开涂布区的液桥量很小,比
