[发明专利]一种用于改善狭缝式涂布模具表面润湿性能的镀膜方法

说明书

技术领域

本发明属于产品涂布技术领域,尤其涉及一种用于改善狭缝式涂布模具表面润湿性能的镀膜方法。

背景技术

狭缝式涂布是一种高精密的涂布方式,不仅用于传统产业:如胶带、电影底片、功能隔膜、封装膜、墙壁纸的制造,亦用在高增值的电子产业:如印刷电路板、电容膜、光学膜、表面硬化涂布、显视基板光阻涂布等制程。而最近更应用在发展迅速的再生能源产业:如铜铟镓硒薄膜太阳能电池、高份子太阳能电池、锂电池等的制备工序中。

狭缝式涂布的工作原理是运用能准确控制流量和压力的泵浦,把涂料溶液注入一个涂布模具中,而模具内部的独特设计能将溶液均匀展开并从模具狭缝出口压出,从而喷涂在基材上形成湿膜,最后湿膜经过烘烤吹干便成为膜层。其中,涂布湿膜的厚度由泵浦流量、涂布宽度及速度来决定，其关系为[厚度＝流量/宽度/速度]。因为狭缝式涂布对膜厚的控制与涂料特性无关,所得到的膜厚能薄至0.2um和厚至100um,所以狭缝式涂布能广泛应用在不同的领域上。

目前狭缝式涂布的技术研究主要集中于涂布模具设计上,因为它是决定涂布质量好坏的重要因素之一。涂布模具的结构如图1，主要由“主部件(1)/垫片(2)/副部件(3)”叠合构成。主部件内部设有涂布液腔体(4)，可以是单腔或多腔。主部件的腔口顶缘与副部件之间放置垫片,以令两个部件的下方形成涂布狭缝,而通过不同垫片可以调节狭缝和涂布宽度。模具狭缝出口部分则称为模唇(5)。涂料溶液体是从后端进液口(6)打入至内部的腔体中,而主部件腔体的几何尺寸需根据涂料和模具材料特性来设计,以使涂料能均匀地从腔体下方的狭缝压出并涂布在基材上。一般来说，模具内部腔体和流道设计极为重要,因模具出 液的均匀性会直接影响最后膜层横向厚度的均匀性。另模唇形状则影响与基材之间形成的涂布液珠稳定性，也就影响涂布的操作。一支好的模具，除了能提供均匀的涂膜，也要能避免涂布缺陷产生，因此直至今日仍有许多公司针对狭缝式模具提出各式各样的专利设计。

在涂布模具设计上,其中一个考虑参数为模具材料表面润湿性。一般来说,模具材料表面润湿性是愈强愈好,这使溶液更容易展开至狭缝横向的边缘。其中影响材料表面润湿性能的因素主要是表面粗糙度和表面能。现有的材料表面改性方法均是源自对上述两个因素的控制。目前,在狭缝式涂布模具制造过程中,常用的方法是通过精绞、冷拉、拉刀加工、超精磨、镜面磨削和电解抛光等来降低表面粗糙度,从而达到增加表面润湿性的目的。但这种降低粗糙度的方法对增加润湿性的效果并不显著,间接限制制造模具的材料选择。而且表面加工过程烦琐和精细,以使好的模具成本很高。

发明内容

本发明为改善现有狭缝式涂布模具设计和制造技术,提供一种成本低廉、制作简单、容易控制，并适合于工业生产的一种用于改善涂布模具表面润湿性能的镀膜方法。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所釆用的技术方案是：通过物理、化学气相沉积、电化学等表面镀膜等方法改变涂布模具材料的表面能，其以达到增加其润湿性能的目的。改善狭缝式涂布模具表面润湿性能的镀膜方法，其制备工艺流程包括以下几个步骤：

(1)狭缝式涂布模具的清洗

涂布模具材料可以为玻璃、金属材料或聚合物

先把模具用纯水清洗,再采用常规的洗涤剂放在超声波清洗机里浸泡,然后用丙酮和异丙醇清洗再烘干。

(2)改变材料表面能薄膜的制备

薄膜材料可以氧族化金属或金属、可以是但不限于硅。

采用常规的高真空气相法工艺，如热蒸发、磁控溅射和分子束外延等在模具材料表面上制备薄膜，厚度为0.1-2um。

(3)高温退火处理

根据需要,薄膜可作高温退火处理；将沉积有薄膜的模具放置于可分段程序控温的高温炉中，真空密封，然后快速、均匀的升温，使得模具所在区域温度控制在200-1000℃，依据预制薄膜的厚度，进行5-60min的处理。

本发明的有益效果体现在：

(1)采用了物理、化学气相沉积、电化学等表面镀膜工艺,制备过程简单，质量控制简易，成本低廉。

(2)采用了物理、化学气相沉积、电化学等镀膜工艺改变涂布模具材料的表面能,相对现有传统的打磨抛光工艺,更能提高狭缝式涂布模具表面的润湿性能。

附图说明

图1是本发明提供的涂布模具的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明：