CN101811106B - 防污膜涂布装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种防污膜涂布装置和防污膜涂布方法,涂布装置主要包括送料导轨平台、出料导轨平台和涂布防污材料的涂布辊,此外,还包括第一步进电机、第二步进电机和吸附待涂布基材的吸附装置,所述第一步进电机与所述吸附装置相连控制所述吸附装置上升或下降;所述第二步进电机通过同步齿轮带带动吸附装置水平运动以及涂布辊转动。通过吸盘吸附基材并由步进电机控制吸盘与涂布辊辊面之间的距离,能有效防止基材在涂布过程中产生水波纹状的涂布痕迹及基材与涂布辊相撞、压碎等情况的发生,并且还能避免防污膜材料浸渍、扩散到基材的非涂膜面。

Description

防污膜涂布装置和方法
【技术领域】
本发明涉及一种防污膜的涂布装置和方法。
【背景技术】
防污膜广泛应用于触摸屏玻璃面板、LCD保护面板、手机盖板玻璃、视窗玻璃等基材表面,具有防污渍、防指纹、防划伤等优点。触摸屏玻璃面板、LCD保护面板等基材其中的一面与LCD模组贴合,不能有防污膜,否则会导致贴合不牢,另一面直接与使用者接触,需要有防污膜,以达到防污防指纹、易清洁的效果。防污膜主要通过物理或化学方法在基材表面覆盖疏水疏油化合物,改变基材的表面能,使得基材表面具有憎油憎水或超亲水效应,从而使基材表面具有防污防指纹效果。传统的镀制基材防污膜的方法主要有干法成膜法和湿法涂布法。
干法成膜主要利用真空镀膜技术如蒸发镀膜、磁控溅射镀膜等方法,在基材表面形成防污膜。但此种方法需要高昂的真空设备,并且生产效率低下,生产成本较高。
湿法涂布法主要是将有机硅酯基的聚合物或特定的含金属羧酸酯基的聚合物的防污涂料涂布于基体之上形成防污膜,常用的有喷涂、浸涂、辊式涂布等方法。喷涂法生产的产品表面常会产生波浪样的纹路,并且原料利用率低下;浸涂则会使基材的两个表面都粘附有防污膜导致与LCD模组贴合不牢靠。传统的辊式涂布如附图1a、1b或1c所示,两个辊子在基材上下表面施加一定的压力,介由涂胶辊与基材的摩擦力带动基材与涂胶辊接触并涂胶,基材由前后各一组传送辊子传送。传统的辊式涂布存在上下辊子压力不均匀、摩擦传动易使基材表面留下辊子辊过的痕迹,并且液体容易浸润、扩散到基材非涂膜的一面导致与LCD模组等贴合不牢靠。
【发明内容】
基于此,有必要提供一种能够使基材单面涂布均匀平整的防污膜涂布装置。
此外,还有必要提供一种能够使基材单面涂布均匀平整的防污膜涂布方法。
一种防污膜涂布装置,包括送料导轨平台、出料导轨平台和涂布防污材料的涂布辊,此外,还包括吸附待涂布基材的吸附装置、与所述吸附装置相连控制所述吸附装置上升或下降的第一步进电机、通过同步齿轮带控制吸附装置水平运动以及涂布辊转动的第二步进电机。
优选的,还包括可编程逻辑控制器,所述可编程逻辑控制器控制所述第二步进电机的转速。
优选的,还包括设置在所述涂布辊与所述出料导轨平台之间的干燥装置;所述干燥装置为装有加热器的吹风机结构。
优选的,所述吸附装置包括真空发生器和吸盘,所述真空发生器控制所述吸盘吸附待涂布的基材,所述第一步进电机与吸附装置的真空发生器之间通过传动丝杠结构相连。
优选的,所述送料导轨平台和所述出料导轨平台均采用抛光的铝合金材料制作;所述涂布辊为外部包裹有橡胶层或树脂层的金属弹性辊,所述橡胶层或树脂层的邵氏硬度范围为40-90度。
一种防污膜涂布方法,包括如下步骤:A.吸附待涂布基材并减速进入涂布区;B.匀速前进对待涂布基材的头部进行防污膜涂布;C.先加速再匀速匀速进行待涂布基材中间部分的防污膜涂布;D.加速进行待涂布基材的尾部防污膜涂布;E.松开已涂布防污膜的基材进入后续加工。
优选的,所述步骤B中待涂布基材运动速度为60-75mm/s。
优选的,所述步骤C中待涂布基材运动速度为75-120mm/s。
优选的,所述步骤D中待涂布基材运动速度为120-180mm/s。
优选的,还包括在结束步骤D之后进行基材干燥的步骤。
通过吸盘吸附基材并由步进电机控制吸盘与涂布辊辊面之间的距离,能有效防止基材在涂布过程中产生水波纹状的涂布痕迹,使涂布的单面防污膜均匀平整,并且还可以避免基材与涂布辊相撞、压碎等情况的发生,防止防污膜材料浸渍、扩散到基材的非涂膜面。
同时,只需要手工上料和下料,整个传动和涂膜过程由程序自动控制运行,大大减轻了操作生产人员的劳动强度,并且上述涂布操作在大气下就可以实现,不需要昂贵的真空镀膜设备,降低设备运行的环境要求,实现单面防污膜层涂布,提高了生产效率,降低了生产成本。
【附图说明】
图1a、1b和1c为传统的辊式涂布装置示意图。
图2为防污膜涂布装置一实施例的结构图。
图3为防污膜涂布方法的流程图。
图4为涂布过程中各阶段速度曲线图。
【具体实施方式】
下面主要结合附图说明防污膜涂布装置(以下简称涂布装置)的结构及其工作流程。
如图2所示,涂布装置包括送料导轨平台210、涂布辊220、第一步进电机230、第二步进电机(图中未示)、吸附装置240和出料导轨平台250。
优选的,吸附装置240包括真空发生器242和吸盘244,第一步进电机230与吸附装置240的真空发生器242之间通过传动丝杠260相连,第一步进电机230可以通过传动丝杠260精确控制吸附装置240下降的高度,从而控制吸盘244吸附的基材与涂布辊220辊面之间的压力,避免基材在涂布过程中产生水波纹状的涂布痕迹或与涂布辊220相撞或基材压碎等情况的发生。
第二步进电机由可编程逻辑控制器(PLC)控制,第二步进电机通过同步齿轮带控制吸附装置240的水平运动速度以及涂布辊220的线速度,以合适的速度保证在涂布过程中基材的各部分涂布均匀平整不会留有波纹状的痕迹。
优选的,送料导轨平台210和出料导轨平台250采用抛光的铝合金材料作为台面,抛光的铝合金材料表面光洁、粗糙程度低,不会对纯平的基材表面产生划伤,同时也不会污染要涂膜的基材下表面。
优选的,涂布辊220为外部包裹有橡胶层或树脂层的金属弹性辊,橡胶层或树脂层的邵氏硬度范围为40-90度。采用弹性材料覆盖表面可以保证对基材有充分的缓冲保护,避免由于硬性机械机构对超薄基材造成损坏。
在优选的实施方式中,涂布装置还包括设置在涂布辊220与出料导轨平台250之间的干燥装置270,所述干燥装置270为一具有加热器的吹风机结构,包括加热器272和吹风机274。采用干燥装置270对涂布后的基材进行预干燥再直接通过出料导轨平台250送出,等待干燥时间短,整个工作台的工作效率得到提高。
如图3所示为防污膜涂布方法的步骤流程,通过对基材在涂布过程中运动速度的控制,可以避免在涂布过程中出现“头部削薄”和“尾部拖尾”的现象。头部削弱现象,即湿法涂布过程中刚开始涂布的短时间内基材与涂布辊220面接触,金属弹性辊表面变形量从无到有再到变形稳定,需要一定的调整过程,容易导致基材头部涂布的膜层材料较少,造成头部涂布膜层削薄现象;尾部拖尾现象,即在湿法涂布过程中基材的不连续造成膜层材料在基材尾部聚集的现象。具体步骤流程如下:
S310:吸附待涂布基材并减速进入涂布区。
首先将基材放置在送料导轨平台210上并高速运送基材至吸盘244下方,由第一步进电机230控制吸盘244下降至合适的距离吸附基材后减速进入涂布区。
S320:匀速前进对待涂布基材的头部进行防污膜涂布。
进入涂布区后,PLC控制第二步进电机带动吸附装置240以较低的速度匀速进行基材头部的防污膜涂布。
S330:先加速再匀速进行待涂布基材中间部分的防污膜涂布。
待基材的头部涂布完成后PLC控制第二步进电机加速至一定的速度后进入均匀涂布阶段,维持匀速对基材的中部进行均匀涂布。
S340:加速进行待涂布基材的尾部防污膜涂布。
当基材快要涂完时,PLC控制基材加速进行尾部的防污膜涂布。
S350:松开已涂布防污膜的基材进入后续加工。
PLC控制第二步进电机按图4所示的速度曲线进行涂布,在a阶段用较快速度送料,在基材到达涂布辊220的涂布区前进入减速的b阶段,减速后以最小的速度进行玻璃基板头部的涂布,即c阶段,待头部涂布完成后加速进入d阶段,匀速进行基材的中间部分涂布,在快要涂完时进入e阶段,加速涂布阶段,最后f阶段为出料卸料阶段。上述各阶段待涂布基材的速度控制在:a阶段速度:200-250mm/s;c阶段速度:60-75mm/s;d阶段速度:75-120mm/s,优选100mm/s;e阶段速度:120-180mm/s,优选170mm/s。根据基材的尺寸控制各阶段的时间以保证获得均匀涂布效果的防污膜。
优选的,在步骤S340结束后,还包括对基材进行预干燥的步骤,再将预干燥基材松开至送料导轨平台210上进行后续加工。
采用上述装置和方法制造厚度为0.3-3.0mm的超薄纯平单面防污膜,优选的防污膜为含氟高分子材料,固含量为0.05-1.0%,能满足尺寸为2.2-24英时的LCD保护玻璃、手机盖板玻璃、视窗玻璃、电脑显示器保护玻璃、触摸屏保护玻璃等基材的单面防污膜涂布需求。
通过吸盘吸附基材并由步进电机控制吸盘与涂布辊辊面之间的距离,能有效防止基材在涂布过程中产生水波纹状的涂布痕迹,使涂布的单面防污膜均匀平整,并且还可以避免基材与涂布辊相撞、压碎等情况的发生,防止防污膜材料浸渍、扩散到基材的非涂膜面。只需要手工上料和下料,整个传动和涂膜过程由程序自动控制运行,大大减轻了操作生产人员的劳动强度,并且上述涂布操作在大气下就可以实现,不需要昂贵的真空镀膜设备,降低设备运行的环境要求,实现单面防污膜层涂布,提高了生产效率,降低了生产成本。
以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种防污膜涂布装置,包括送料导轨平台、出料导轨平台和涂布防污材料的涂布辊,其特征在于,还包括吸附待涂布基材的吸附装置、与所述吸附装置相连控制所述吸附装置上升或下降的第一步进电机、通过同步齿轮带控制吸附装置水平运动以及涂布辊转动的第二步进电机。
2.如权利要求1所述的防污膜涂布装置,其特征在于,还包括可编程逻辑控制器,所述可编程逻辑控制器控制所述第二步进电机的转速。
3.如权利要求1或2所述的防污膜涂布装置,其特征在于,还包括设置在所述涂布辊与所述出料导轨平台之间的干燥装置;所述干燥装置为装有加热器的吹风机结构。
4.如权利要求1所述的防污膜涂布装置,其特征在于,所述吸附装置包括真空发生器和吸盘,所述真空发生器控制所述吸盘吸附待涂布的基材;所述第一步进电机与吸附装置的真空发生器之间通过传动丝杠结构相连。
5.如权利要求1所述的防污膜涂布装置,其特征在于,所述送料导轨平台和所述出料导轨平台均采用抛光的铝合金材料制作;
所述涂布辊为外部包裹有橡胶层或树脂层的金属弹性辊,所述橡胶层或树脂层的邵氏硬度范围为40-90度。
6.一种如权利要求1-5中任一项所述防污膜涂布装置的防污膜涂布方法,其特征在于,包括如下步骤:
A.吸附待涂布基材并减速进入涂布区;
B.匀速前进对待涂布基材的头部进行防污膜涂布;
C.先加速再匀速进行待涂布基材中间部分的防污膜涂布;
D.加速进行待涂布基材的尾部防污膜涂布;
E.松开已涂布防污膜的基材进入后续加工。
7.如权利要求6所述的防污膜涂布方法,其特征在于,所述步骤B中待涂布基材的运动速度为60-75mm/s。
8.如权利要求6所述的防污膜涂布方法,其特征在于,所述步骤C中待涂布基材的运动速度为75-120mm/s。
9.如权利要求6所述的防污膜涂布方法,其特征在于,所述步骤D中待涂布基材的运动速度为120-180mm/s。
10.如权利要求6所述的防污膜涂布方法,其特征在于,还包括在结束步骤D之后进行基材干燥的步骤。 
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