[发明专利]一种低反射聚碳酸酯薄膜及其制备装置和制备方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种表面具有蛾眼状结构的低反射聚碳酸酯薄膜及其制备装置和制备方法。

背景技术：

聚碳酸酯(PC)是一种无定型、无臭、无毒、高度透明的无色热塑性工程塑料，具有优良的物理机械性能，其冲击强度、拉伸强度、弯曲强度、压缩强度高；耐蠕变性小；具有良好的耐热性和耐低温性，可在-60～120℃下长期使用；电性能和阻燃性良好；吸水率小；收缩率小；薄膜透气性小；透光率可达90％，因此PC很适宜作为光学元件材料。

长期以来，光学元件材料的抗反射处理一直被广泛进行研究，在光学领域中通常采用镀膜的方法来降低薄膜的反射率。抗反射膜(anti-reflection coating，AR coating)分有单层膜与多层膜两种，薄膜的层数越多越能将反射率降低，但也越难设计及制造，成本也相对较高。为了在可见光波长范围内得到很低的反射率，可以采用镀多层膜的结构。AR镀膜一般采用真空蒸镀的方式，于基体上蒸镀多层高低折射率不同的物质，高折射率的材料以TiO₂为主，低折射率材料以SiO₂、MgF₂为代表，经设计镀上二层、四层或更多层的交替多层薄膜，即可将反射率降低至1％。

此类单层或多层抗反射膜虽然能降低反射率，但对于大角度入射的光仍无法有效的降低反射率或减少全反射的发生，除此之外，单或多层抗反射膜还受限于材料折射率的选择性，以及厚度对应入射波长等限制。

1962年，蛾眼(moth-eye)效应由G.G.Bernhard与W.H.Miller等人所发现，虫、蛾等鳞翅类生物高具有很高的夜视能力，其眼角膜上都具有规则排列的突起结构。蛾眼状薄膜是指薄膜表面带有纳米级的有规则排列的突起物的结构膜片。这种带有突起构造的膜片，因沿着厚度方向的折射率是连续性变化的，使照射在膜片上的入射光基本不会产生反射。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种表面具有蛾眼状结构的低反射聚碳酸酯薄膜及其制备装置和制备方法，通过本发明制备出的薄膜不管是大角度入射光还是较宽波长范围的入射光入射，其薄膜表面反射率仅为0.1％左右。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种低反射聚碳酸酯薄膜，具有第一表面和第二表面，所述第一表面或第二表面表面均匀分布有蛾眼状突起。

一种低反射聚碳酸酯薄膜的制备装置，依次相邻设置有镀铬金属或具有反蛾眼结构的主辊轮、具有反蛾眼结构的中间辊轮和镀铬金属的从动辊轮，所述主辊轮与中间辊轮、中间辊轮和从动辊轮之间的间距分别为0.05mm～2.5mm，所述与中间辊轮之间设有成型模头。

所述中间辊轮由基辊和镀于基辊上厚度为200-250nm的硅或硅化物层组成，所述硅或硅化物层的外表面形状为反蛾眼结构。

上述中间辊轮由如下步骤制作而成：

A、在普通辊轮上镀硅或镀硅化物制成辊筒，所述硅或硅化物层的厚度为200-250nm；

B、将辊筒至于深反应离子刻蚀仪，通入氧气O₂，刻蚀除去硅或硅化物层表面有机物；

C、将步骤B中的辊筒再次至于深反应离子刻蚀仪中，通入刻蚀气体，使辊筒表面硅或硅化物层形成反类蛾眼状凹坑；

D、最后用1％的HF漂洗辊筒表面，去除异物。

一种低反射聚碳酸酯薄膜的制备方法，采用如下步骤：

a、原料聚碳酸酯粒料进行预干燥，以消除粒子含有的水分；

b、将干燥好的粒子进入挤出成型装置，然后通过挤出成型装置挤出聚碳酸酯薄膜并送至低反射聚碳酸酯薄膜的制备装置中，最后冷却、切割。

由于蛾眼状结构的存在，可以显著改善PC薄膜的表面硬度，可以使PC薄膜的表面硬度由3B提高至H。制备装置结构简单，便于操作，通过该装置和方法制造出来的低反射聚碳酸酯薄膜的表面反射率大幅度降低，并且显著提高光透过率。

附图说明：

图1为本发明低反射聚碳酸酯薄膜的制备装置的结构图。

图2为中间辊轮的结构剖面图。

图3为本发明的低反射聚碳酸酯薄膜的结果图。

图4为图3的主视图。

图5、图6为本发明的低反射聚碳酸酯薄膜与未处理PC薄膜、传统AR镀膜单面处理PC薄膜在可见光波长范围内的反射率和透过率比较图。

图中：1、第一表面；2、或第二表面；3、蛾眼状突起；11、主辊轮；12、中间辊轮；13、从动辊轮；21、硅或硅化物层；22、基辊。

具体实施方式：

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。