一种卷对卷紫外纳米压印装置及利用其制备超疏液表面微结构的方法与流程

文档序号:12269665阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种卷对卷紫外纳米压印装置,其特征在于:所述卷对卷紫外纳米压印装置包括:

传输装置,包括放卷辊和收卷辊,用于按设定的传输路线传输衬底薄膜;

涂布装置,用于将紫外固化胶涂布在所述衬底薄膜上;

第一辊压装置,包括第一压印辊和第一压印支撑辊,所述第一压印辊表面具有纳米结构的图案,所述第一压印支撑辊配合所述第一压印辊将该纳米结构的图案压印到涂布在所述衬底薄膜上的紫外固化胶上;以及

第一紫外固化装置,用于固化所述第一辊压装置压印的紫外固化胶。

2.根据权利要求1所述的卷对卷紫外纳米压印装置,其特征在于:所述第一紫外固化装置设于所述第一压印辊内部。

3.根据权利要求1所述的卷对卷紫外纳米压印装置,其特征在于:所述涂布装置包括上胶辊、下胶辊,所述下胶辊浸在胶槽中,所述胶槽中的紫外固化胶经所述下胶辊带至所述上胶辊,由该上胶辊涂布在所述衬底薄膜上。

4.根据权利要求3所述的卷对卷紫外纳米压印装置,其特征在于:所述涂布装置还包括刮刀,所述刮刀设于所述上胶辊之后,用于去除多余的紫外固化胶。

5.根据权利要求1所述的卷对卷紫外纳米压印装置,其特征在于:所述卷对卷紫外纳米压印装置还包括张力控制系统,所述张力控制系统包括张力控制器、张力传感器和磁粉控制器,所述张力传感器检测所述衬底薄膜的实际张力并将检测值作为反馈信号反馈至所述张力控制器,该张力控制器反馈实际张力值与给定张力值之间的偏差并输出控制信号至所述磁粉控制器,经稳流电源驱动该磁粉控制器以作用到所述放卷辊。

6.根据权利要求1所述的卷对卷紫外纳米压印装置,其特征在于:所述传输装置还包括分布在所述传输路线上的辅助支撑辊,所述辅助支撑辊包括用于传输衬底薄膜的中间支撑部和用于固定该辅助支撑辊的固定部,所述固定部位于中间支撑部两端,所述中间支撑部的两端上设有呈环形的挡边,挡边垂直于中间支撑部向外延伸且其边缘设有防止衬底薄膜在垂直方向上产生偏移的翻边。

7.根据权利要求1所述的卷对卷紫外纳米压印装置,其特征在于:所述第一压印辊的两端分别固定有T型螺钉,T型螺钉可调节第一压印辊和第一压印支撑辊之间的距离;

所述卷对卷紫外纳米压印装置还设有压力传感器和压力控制仪器,压力传感器包括一具有自由端的弹性元件,弹性元件的自由端可在所述压力控制仪器的控制下产生位移;所述压力传感器用于检测所述第一压印辊和第一压印支撑辊之间的压力并将其反馈给所述压力控制仪器,该压力控制仪器对反馈压力与设定压力进行比较并根据比较结果控制所述弹性元件自由端是否产生位移来推动所述第一压印辊或第一压印支撑辊在垂直方向上产生移动,从而控制所述第一压印辊和第一压印支撑辊之间的压力。

8.根据权利要求1所述的卷对卷紫外纳米压印装置,其特征在于:所述第一压印辊的直径不小于60mm。

9.根据权利要求1所述的卷对卷紫外纳米压印装置,其特征在于:所述第一压印辊和第一压印支撑辊采用伺服电机同步驱动。

10.根据权利要求1中任一项所述的卷对卷紫外纳米压印装置,其特征在于:所述卷对卷紫外纳米压印装置还包括薄膜表面处理装置,用于增强压印有纳米结构的紫外固化胶的疏液性。

11.根据权利要求10所述的卷对卷紫外纳米压印装置,其特征在于:所述薄膜表面处理装置为加热熏蒸室,用于对压印后的衬底薄膜进行氟化处理。

12.根据权利要求1~11中任一项所述的卷对卷紫外纳米压印装置,其特征在于:所述卷对卷紫外纳米压印装置还包括:

第二辊压装置,设于所述第一辊压装置之后,包括第二压印辊和第二压印支撑辊,所述第二压印辊表面平滑,所述第二压印支撑辊配合所述第二压印辊对压印有纳米结构的紫外固化胶进行挤压以使纳米结构发生预设形变;

第二紫外固化装置,设于所述第二压印辊内部或外侧,用于进一步固化所述紫外固化胶。

13.根据权利要求12所述的卷对卷紫外纳米压印装置,其特征在于:所述第二紫外固化装置设于所述第二压印辊内部。

14.根据权利要求12所述的卷对卷紫外纳米压印装置,其特征在于:所述第二压印辊的两端设有T型螺钉,T型螺钉旁配置有用于显示其位移的标尺。

15.根据权利要求12所述的卷对卷紫外纳米压印装置,其特征在于:所述第二压印辊和第二压印支撑辊采用伺服电机同步驱动。

16.一种卷对卷紫外压印批量化制备超疏液表面微结构的方法,其特征在于:包括以下步骤:

1)提供根据权利要求1~11中任一项所述的卷对卷紫外纳米压印装置;

2)将衬底薄膜从所述放卷辊中连续抽出并沿规定路线传输;

3)采用所述涂布装置将紫外固化胶涂布在所述衬底薄膜上;

4)采用所述第一辊压装置对涂布有紫外固化胶的衬底薄膜进行压印,使所述第一压印辊上的纳米结构的图案压印至所述紫外固化胶上;

采用所述第一紫外固化装置对压印有纳米结构的图案的紫外固化胶进行固化至其完全固化,随后完全固化后的紫外固化胶从所述第一压印辊上脱离;

5)将压印后的衬底薄膜通过所述收卷辊收卷。

17.根据权利要求16所述的方法,其特征在于:所述紫外固化胶包含以下质量百分含量的组分:脂肪族聚氨酯丙烯酸酯:20%~90%、双酚A环氧丙烯酸酯:0~20%、活性稀释剂:10%~50%、光引发剂:1%~15%、流平消泡剂:0~5%。

18.根据权利要求16所述的方法,其特征在于,所述紫外固化胶包含以下质量百分含量的组分:脂肪族聚氨酯丙烯酸酯:78%~85%、乙氧基化双酚A(10EO)二甲基丙烯酸酯:10%~15%、三丙二醇二丙烯酸酯:4%~6%、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮:2%~5%,其中,乙氧基化双酚A(10EO)二甲基丙烯酸酯和三丙二醇二丙烯酸酯为活性稀释剂,2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮为光引发剂。

19.根据权利要求17或18所述的方法,其特征在于,所述脂肪族聚氨酯丙烯酸酯为双官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸酯低聚物和4官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸酯低聚物中的至少一种。

20.根据权利要求16所述的方法,其特征在于,所述第一紫外固化装置的紫外光功率为300-2000mJ/cm2;所述第一压印辊的直径为60-200mm;所述紫外固化胶在所述衬底薄膜上的涂布厚度为100~1500μm;所述衬底薄膜传输速率为5~100mm/s。

21.根据权利要求16所述的方法,其特征在于:所述方法还包括:步骤6)对压印后的衬底薄膜进行增强其疏液性的表面处理。

22.根据权利要求21所述的方法,其特征在于:所述表面处理是指对压印后的衬底薄膜进行氟化处理。

23.一种卷对卷紫外压印批量化制备超疏液表面微结构的方法,其特征在于:包括以下步骤:

1')提供根据权利要求12~15中任一项所述的卷对卷紫外纳米压印装置;

2')将衬底薄膜从所述放卷辊中连续抽出并沿规定路线传输;

3')采用所述涂布装置将紫外固化胶涂布在所述衬底薄膜上;

4')采用所述第一辊压装置对涂布有紫外固化胶的衬底薄膜进行压印,使所述第一压印辊上的纳米结构的图案压印至所述紫外固化胶上;

采用所述第一紫外固化装置对压印有纳米结构的图案的紫外固化胶进行一次固化,随后呈半固化状态的紫外固化胶从所述第一压印辊上脱离;

5')采用所述第二辊压装置对压印有纳米结构的紫外固化胶进行挤压以使纳米结构发生预设形变;

采用所述第二紫外固化装置对形变后的紫外固化胶进行二次固化,随后完全固化后的紫外固化胶从所述第二压印辊上脱离;

6')将压印后的衬底薄膜通过收卷辊收卷。

24.根据权利要求23所述的方法,其特征在于:所述紫外固化胶包含以下质量百分含量的组分:脂肪族聚氨酯丙烯酸酯:20%~90%、双酚A环氧丙烯酸酯:0~20%、活性稀释剂:10%~50%、光引发剂:1%~15%、流平消泡剂:0~5%。

25.根据权利要求23所述的方法,其特征在于,所述紫外固化胶包含以下质量百分含量的组分:脂肪族聚氨酯丙烯酸酯:78%~85%、乙氧基化双酚A(10EO)二甲基丙烯酸酯:10%~15%、三丙二醇二丙烯酸酯:4%~6%、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮:2%~5%,其中,乙氧基化双酚A(10EO)二甲基丙烯酸酯和三丙二醇二丙烯酸酯为活性稀释剂,2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮为光引发剂。

26.根据权利要求24或25所述的方法,其特征在于,所述脂肪族聚氨酯丙烯酸酯为双官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸酯低聚物和4官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸酯低聚物中的至少一种。

27.根据权利要求23所述的方法,其特征在于:所述第一紫外固化装置的紫外光功率为300-2000mJ/cm2;所述第一压印辊的直径为60-200mm;所述第二压印辊的直径为50-180mm;所述紫外固化胶在所述衬底薄膜上的涂布厚度为100~1500μm;所述衬底薄膜传输速率为5~100mm/s。

28.根据权利要求23所述的方法,其特征在于:所述纳米结构发生预设形变之前的形状为柱形,其发生预设形变之后的形状为帽形、蘑菇形、T形或倒梯形。

29.根据权利要求23所述的方法,其特征在于:所述方法还包括:步骤7')对压印后的衬底薄膜进行增强其疏液性的表面处理。

30.根据权利要求29所述的方法,其特征在于:所述表面处理是指对压印后的衬底薄膜进行氟化处理。

31.根据权利要求16~30中任一项所述的方法制得的超疏液材料。

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