一种无张力卷对卷覆膜装置的制作方法

本实用新型涉及柔性电子产品卷对卷生产领域，具体涉及一种无张力卷对卷覆膜装置。

背景技术：

近年来，随着可穿戴电子产品的应用，柔性电子制造技术成为高端制造领域的研究热点。卷对卷制造技术因其具备生产效率高、材料使用率高、低成本等优点，是未来柔性电子制造技术的发展趋势。

目前，卷对卷技术的瓶颈之一在于如何控制材料的变形，材料变形会导致后工序中的对位精度问题。材料变形可归结为：1、工艺中的热致变形；2、材料体系中的应力变形；3、搬运过程中张力导致的变形。在卷对卷覆膜设备中，前两者可以通过工艺和材料设计削弱或消除其影响，因此设计一种无张力的搬运系统十分必要。

现有技术中，通常是通过维持压膜轮和收卷之间，放卷轮和压膜轮之间的张力，以确保基材的搬运和收卷的整齐，由于压膜轮必须维持一定的高温(一般100℃左右)，以保证干膜和基材的附着力，因此，这部分张力将加剧基材的变形。撕膜和覆膜之间距离一般较远，对于洁净度管理要求高。无基材预处理(热处理)或热处理与压膜轮分离，这样不利于压膜的附着力提升和维持压膜时基材的温度稳定性。

还有一些技术方法重，在搬送带和基材间充满环境液体，以确保基材和搬送带件的附着力，达到无张力搬送基材的目的，但是由于收卷端无张力，导致材料收不齐，并且填充液体的方式，使用环境有局限性，不适合覆膜机及干燥设备。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种无张力卷对卷覆膜装置，在收卷和压膜，压膜和放卷之间设置无张力缓冲区，在缓冲区设置有可变径或可位移导料轮，实现压膜区无张力，消除撕膜、压膜时张力导致的材料变形问题。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：

一种无张力卷对卷覆膜装置，包括撕膜段和覆膜段；

撕膜段：

沿此段基材的行进路径，依次设置第一放卷轮、第一上导料轮和第一下导料轮、用于消除基材上张力的第一可位移导料轮或第一可变径导料轮、支撑导料轮、撕膜压轮、第一导料轮、第一收卷轮；

所述第一上导料轮和第一下导料轮上下布置，它们之间的间隙通过基材；

覆膜段：

沿此段覆膜后的基材行进路径，依次设置第二放卷轮、第二导料轮、第一覆膜压轮、第三导料轮、用于消除基材上张力的第二可变径导料轮或第二可位移导料轮、第二上导料轮和第二下导料轮、第三收卷轮，与第二导料轮相邻，设置有第二收卷轮；

所述第二上导料轮和第二下导料轮上下布置，它们之间的间隙通过覆膜后的基材；

设置有主压轮，所述主压轮与撕膜压轮相接触，用于撕膜；所述主压轮与第一覆膜压轮相接触，用于覆膜；

此外，在第一覆膜压轮前端设置有第一负压吸附板，用于吸附卷材；在撕膜和覆膜之间设置第一离子风，用于消除撕膜、覆膜及基材搬运产生的静电。

进一步的，所述第一上导料轮、第一下导料轮、第一收卷轮、第二收卷轮、撕膜压轮、第三导料轮为主动轮，所述第一放卷轮、支撑导料轮、第一导料轮、撕膜压轮、第二放卷轮、第二导料轮、第一覆膜压轮、第二上导料轮和第二下导料轮、第二导料轮为从动轮。

进一步的，所述主压轮、第一覆膜压轮、撕膜压轮的具体构造为：主压轮、第一覆膜压轮、撕膜压轮的轴向平行设置，且主压轮与第一覆膜压轮相接触，主压轮与撕膜压轮相接触；所述主压轮轴上固定有齿轮，所述齿轮通过皮带连接到驱动马达；所述第一覆膜压轮和撕膜压轮的两端都固定有基座，基座连接到气缸，所述气缸固定不动。

进一步的，所述主压轮和与主压轮相接触的从动轮，包括第一覆膜压轮、撕膜压轮为一个整体构造。

进一步的，所述撕膜段有2套或者2套以上。

进一步的，在收卷区设置有寻边纠偏系统，用于保证基材收齐。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、实现压膜区无张力，消除撕膜、压膜时张力导致的材料变形问题。

2、缩短撕膜和覆膜之间距离，有利于所覆膜面的洁净度提升，有效减少离子棒的使用。

3、在撕膜和覆膜层压轮之间，基材是贴附在主动层压轮表面的，从而起到预热基材维持基材温度稳定的目的。

4、可实现多层覆膜的集成设计，大大缩短设备长度，节省设备占用空间，提升覆膜效率。

附图说明

图1是本实用新型一种无张力卷对卷覆膜装置结构示意图。

图2是本实用新型一种无张力卷对卷覆膜装置之负压吸附板的俯视图。

图3是本实用新型一种无张力卷对卷覆膜装置之多层覆膜结构示意图。

图4是本实用新型中主压轮与第一覆膜压轮、撕膜压轮的结构关系俯视图。

图5是本实用新型中主压轮与第一覆膜压轮、撕膜压轮的结构关系侧视图。

图6是本实用新型中主压轮与第一覆膜压轮、撕膜压轮的结构关系立体图。

图7是本实用新型中气缸与基座的结构关系示意图。

图8是本实用新型中主压轮与第一覆膜压轮、撕膜压轮的结构关系右视图。

图中：100-主压轮；101-齿轮；102-驱动马达；110-第一覆膜压轮；111-第二导料轮；112-第二放卷轮；113-第三导料轮；114-第一负压吸附板；116-第二收卷轮；117-基座；118-气缸；120-撕膜压轮；121-第一导料轮；122-第一收卷轮；123-支撑导料轮；130-第二覆膜压轮；131-第四导料轮；132-第三放卷轮；133-第二负压吸附板；200-第三收卷轮；201-第二上导料轮；202-第二下导料轮；300-第一放卷轮；301-第一上导料轮；302-第一下导料轮；400-第一可变径导料轮；401-第一可位移导料轮；500-第二可变径导料轮；501-第二可位移导料轮；600-第一离子风；601-第二离子风；700-基材。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。本实用新型提供的一种无张力卷对卷覆膜装置，其从功能上分为放卷区、无张力缓冲区、撕膜覆膜区和收卷区。机械滚轮分为主动轴与从动轴两种，主动轴滚轮通过动力驱动，可以自由调节转动速度，从动轴滚轮随着整个装置的运行被动转动。

如图1所示，放卷1区由第一放卷轮300、第一上导料轮301、第一下导料轮302组成。第一放卷轮300可以成卷的放出柔性基板，放卷区依靠第一放卷轮300和第一上导料轮301、第一下导料轮302间张力维持基材平整，第一上导料轮301、第一下导料轮302之间压力可调节，第一上导料轮301可沿其与第一下导料轮302之间的轴向上下运动。

无张力缓冲1区设置在放卷1区和撕膜覆膜区之间，在缓冲区设置的机械装置有两种选择，一种是第一可变径导料轮400，通过改变直径大小来消除卷材上的张力；另一种是第一可位移导料轮401，可以沿轴线运动，通过改变位置的方式消除卷材上的张力。

支撑导料轮123起支撑传送作用，使无张力缓冲1区能够更好的连接撕膜覆膜区。

收卷1区由第一收卷轮122和第一导料轮121组成。第一收卷轮122将从基板上撕下来的保护膜成卷收卷。第一导料轮121起支撑传送作用，使收卷区1能够更好的连接撕膜贴膜区。

撕膜覆膜区由主压轮100、第一覆膜压轮110、撕膜压轮120、第一负压吸附板114组成。撕膜覆膜区依靠主压轮100和第一覆膜压轮110及撕膜压轮120之间相互作用维持，达到撕膜、覆膜和材料搬运的作用。主压轮100带有加热功能，它与第一覆膜压轮110和撕膜压轮120之间压力可调节。第一覆膜压轮110和撕膜压轮120可以沿轴线上下运动，便于调节压力与装置运转之前放置卷材。第一覆膜压轮110和撕膜压轮120沿与主压轮100轴向运动，实现撕膜和覆膜操作。在覆膜侧设置有第一负压吸附板114，底面俯视图如图2所示。第一负压吸附板114通过抽真空形成负压，可以将卷材吸附住。在装置开始运行前，第一负压吸附板114吸附住需要贴的膜的最前端，装置运行后，第一负压吸附板114停止工作，需要贴的膜会掉落在基板上，随基板一起运行。撕膜和覆膜之间设置有第一离子风600以消除撕膜和覆膜及基材搬运产生的静电。

主压轮100、第一覆膜压轮110、撕膜压轮120的具体构造为：主压轮100、第一覆膜压轮110、撕膜压轮120的轴向平行设置，且主压轮100与第一覆膜压轮110相接触，主压轮100与撕膜压轮120相接触；所述主压轮100轴上固定有齿轮101，所述齿轮101通过皮带连接到驱动马达102，因此，在驱动马达102的工作下，主压轮100转动；所述第一覆膜压轮110和撕膜压轮120的两端都固定有用于固定第一覆膜压轮110和撕膜压轮120的基座117，基座117连接到气缸118，所述气缸118固定不动，通过气缸118的带到，使得第一覆膜压轮110或者撕膜压轮120的轴向与主压轮100轴向远离或者靠近，从而调节他们之间的压力关系。

放卷2区由第二放卷轮112、第二导料轮111和第二收卷轮116组成。第二放卷轮112成卷的放出需要贴覆的膜。第二导料轮111起支撑传送作用，使放卷区2能够更好的连接撕膜覆膜区。第二收卷轮116负责将待贴膜上撕下来的保护膜收成卷。

第三导料轮113设置在撕膜贴膜区与无张力缓冲区之间，起支撑传送作用。为防止覆膜后基材在主压轮100和第三导料轮113之间积累，因此将第三导料轮113设置为主动的，并且轮边线速度与主压轮100线速度一致。

无张力缓冲2区设置在撕膜覆膜区和收卷2区之间，在缓冲区设置的机械装置有两种选择，一种是第二可变径导料轮500，通过改变直径大小来消除卷材上的张力；另一种是第二可位移导料轮501，可以沿轴线运动，通过改变位置的方式消除卷材上的张力。

收卷区2由第三收卷轮200、第二上导料轮201、第二下导料轮202组成。收卷区2依靠第三收卷轮200和第二上导料轮201、第二下导料轮202间张力维持基材700平整。第三收卷轮200将最终贴覆完成的卷材收卷。第二上导料轮201、第二下导料轮202之间压力可调节，第二上导料轮201可沿其与第二下导料轮202之间的轴向上下运动，为保证基材收齐收卷区装有寻边纠偏系统。

本实用新型一种无张力卷对卷覆膜装置的覆膜过程详述如下：

将需要覆膜的卷材放置在第一放卷轮300上，此时卷材表面贴有一层保护膜。卷材由第一上导料轮301、第一下导料轮302牵引，经过无张力缓冲1区，连接到撕膜覆膜区。第一上导料轮301、第一下导料轮302牵引卷材，第一放卷轮300被动放出卷材，以此来维持基材的平整。无张力缓冲1区可以消除前后两段卷材出现的张力，通过第一可变径导料轮400改变直径大小或第一可位移导料轮401的位置移动来实现消除张力的目的。

卷材进入撕膜覆膜区，在撕膜压轮120处将保护膜撕开，保护膜经过第一导料轮121传输，由第一收卷轮122收成卷。撕开保护膜的卷材随着主压轮100继续转动。

第二放卷轮112放出需要在卷材上贴覆的膜，在第二导料轮111处撕开待贴膜上的保护膜，待贴膜连接在第一覆膜压轮110上。整个装置运转前，需要贴覆的膜的最前端会被第一负压吸附板114吸附住，待到整个装置开始运行才将待贴膜放下。

已经撕开保护膜的卷材随着主压轮100转动，主压轮100具有加热功能，经过加热的卷材在通过第一覆膜层压轮110时与待贴膜热压贴覆在一起。

第三导料轮113牵引着贴覆完毕的卷材，经过无张力缓冲2区消除前后两段卷材出现的张力，最后由第三收卷轮200将贴覆好的卷材收卷完毕。

整个无张力卷对卷贴覆装置通过主动轴与被动轴的交替使用，主动轴滚轮牵引卷材，被动轴滚轮被动放出卷材，保证卷材在装置中运行流畅。并且在装置中设置了无张力缓冲区，可以保证卷材在撕膜覆膜区前后的运行过程中不会出现张力拖拽的情况。撕膜覆膜区设置为主压轮100带动撕膜压轮120与第一覆膜压轮110转动，被动完成撕膜与覆膜工作，保证了撕膜与覆膜的良率与卷材的平整性。使用上述装置实现的卷对卷贴覆方法，保证了卷材在装置中流畅运行，不会受到张力的影响，不会出现皱褶不平整现象，并且解决了现有卷对卷技术中出现卷材搬运中张力导致的变形。

本实用新型还可实现多层覆膜的集成设计，大大缩短设备长度，节省设备占用空间，提升覆膜效率。

实现多层覆膜的集成装置如图3所示，在放卷2区后面，增加一个放卷3区。放卷2区与放卷3区之间设置第二离子风601以消除撕膜和覆膜及基材搬运产生的静电。放卷3区的由第三放卷轮132和第四导料轮131组成。第二覆膜压轮130增加在第一覆膜压轮110后面，与放卷3区连接。第二覆膜压轮130可以沿轴线上下运动，便于调节压力与装置运转之前放置卷材。

实现多层覆膜的方法：卷材经过第一覆膜压轮110贴覆完成第一层膜之后，继续随主压轮100转动。待贴覆的第二层膜经过第二覆膜压轮130，与已经贴覆了第一层膜的基板再次进行贴覆操作，实现双层覆膜。覆膜完成后，再经过收卷2区将完成贴覆的基板收卷。本实用新型的覆膜装置，可以随着实际需要覆膜的数量，灵活改变机械结构，实现多层覆膜的集成设计。