CN110456428B - 一种提升光学薄膜耐热性的生产工艺 - Google Patents

一种提升光学薄膜耐热性的生产工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种提升光学薄膜耐热性的生产工艺，属于薄膜耐热性提升技术领域，一种提升光学薄膜耐热性的生产工艺，可以通过在基材(PET)表面涂设一层UV Resin，并进行加热处理，可以实现提高后期由基材(PET)制造的光学薄膜分子间的稳定性，使得纵向(MD)和横向(TD)的收缩率也随之降低，有效提高其耐热性，有效避免光学薄膜成品在使用时由于受热发生形变的情况，提高光学薄膜的使用寿命和使用范围，降低材料的浪费率，并且还可以确定出UV Resin对于保持基材(PET)最小收缩率的厚度，有效提高后续对光学薄膜热处理的工作量。

Description

一种提升光学薄膜耐热性的生产工艺
技术领域
本发明涉及薄膜耐热性提升技术领域，更具体地说，涉及一种提升光学薄膜耐热性的生产工艺。
背景技术
由薄的分层介质构成的，通过界面传播光束的一类光学介质材料。光学薄膜的应用始于20世纪30年代。现代，光学薄膜已广泛用于光学和光电子技术领域，制造各种光学仪器。
主要的光学薄膜器件包括反射膜、减反射膜、偏振膜、干涉滤光片和分光镜等等。它们在国民经济和国防建设中得到了广泛的应用，获得了科学技术工作者的日益重视。例如采用减反射膜后可使复杂的光学镜头的光通量损失成十倍地减小；采用高反射比的反射镜可使激光器的输出功率成倍提高；利用光学薄膜可提高硅光电池的效率和稳定性。
最简单的光学薄膜模型是表面光滑、各向同性的均匀介质薄层。在这种情况下，可以用光的干涉理论来研究光学薄膜的光学性质。当一束单色平面波入射到光学薄膜上时，在它的两个表面上发生多次反射和折射，反射光和折射光的方向由反射定律和折射定律给出，反射光和折射光的振幅大小则由菲涅耳公式确定（见光在分界面上的折射和反射）。
光学薄膜的特点是：表面光滑，膜层之间的界面呈几何分割；膜层的折射率在界面上可以发生跃变，但在膜层内是连续的；可以是透明介质，也可以是吸收介质；可以是法向均匀的，也可以是法向不均匀的。实际应用的薄膜要比理想薄膜复杂得多。这是因为：制备时，薄膜的光学性质和物理性质偏离大块材料，其表面和界面是粗糙的，从而导致光束的漫散射；膜层之间的相互渗透形成扩散界面；由于膜层的生长、结构、应力等原因，形成了薄膜的各向异性；膜层具有复杂的时间效应。
光学薄膜按应用分为反射膜、增透膜、滤光膜、光学保护膜、偏振膜、分光膜和位相膜。常用的是前4种。光学反射膜用以增加镜面反射率，常用来制造反光、折光和共振腔器件。光学增透膜沉积在光学元件表面，用以减少表面反射，增加光学系统透射，又称减反射膜。光学滤光膜用来进行光谱或其他光性分割，其种类多，结构复杂。光学保护膜沉积在金属或其他软性易侵蚀材料或薄膜表面，用以增加其强度或稳定性，改进光学性质。最常见的是金属镜面的保护膜。
但是现有技术中的光学薄膜的热稳定性较差，其在受热后，光学薄膜的分子间不稳定，在横向和纵向上发生收缩，导致整个光学薄膜发生不可逆的变形，一方面影响光学薄膜的使用寿命，另一方面导致材料浪费。
发明内容
1．要解决的技术问题
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种提升光学薄膜耐热性的生产工艺，它可以通过在PET基材表面涂设一层UV Resin，并进行加热处理，可以实现提高后期由PET基材制造的光学薄膜分子间的稳定性，使得纵向（MD）和横向（TD）的收缩率也随之降低，有效提高其耐热性，有效避免光学薄膜成品在使用时由于受热发生形变的情况，提高光学薄膜的使用寿命和使用范围，降低材料的浪费率，并且还可以确定出UV Resin对于保持PET基材最小收缩率的厚度，有效提高后续对光学薄膜热处理的工作量。
2．技术方案
为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案：
一种提升光学薄膜耐热性的生产工艺，包括以下步骤：
S1、首先选取多组PET基材，并切割成同一尺寸；
S2、然后在各组PET基材上表面分别涂设一层UV Resin，所述UV Resin的厚度为0.5-1mm，各组所述PET基材上表面涂设的UV Resin厚度不同，且各组的UV Resin厚度依次增加，且每相邻两组之间的UV Resin厚度相差0.1mm；
S3、之后将上述各组PET基材经过烘箱，进行加热处理；
S4、加热处理5-10min后，然后进行降温处理。
可以通过在PET基材表面涂设一层UV Resin，并进行加热处理，可以实现提高后期由PET基材制造的光学薄膜分子间的稳定性，使得纵向（MD）和横向（TD）的收缩率也随之降低，有效提高其耐热性，有效避免光学薄膜成品在使用时由于受热发生形变的情况，提高光学薄膜的使用寿命和使用范围，降低材料的浪费率，并且还可以确定出UV Resin对于保持PET基材最小收缩率的厚度，有效提高后续对光学薄膜热处理的工作量。
进一步的，所述S3中烘箱采用密闭型烘箱。
进一步的，所述S3中加热处理的温度保持在60-170℃。
进一步的，各组所述PET基材经过烘箱之前，对烘箱进行预热处理。
进一步的，所述预热处理的温度保持在30-60℃，使得PET基材在刚进入烘箱内后，不需要从低温开始进行升温，有效提高热处理的工作效率，并且30-60℃较为接近室温，PET基材在进入烘箱后，能够最大限度的适应烘箱温度，不易因温度骤变而受到影响。
进一步的，所述降温处理时降温速度保持在每分钟下降10-20℃，温度下降速度较为缓慢，使得便于PET基材适应温度的变化，使其在经过热处理后形成的光学薄膜更加稳定。
进一步的，在所述S4中降温处理之前，先向所述烘箱内通入惰性保护气体，所述惰性保护气体可以采用N2、CO2和Ar中的一种或多种，通过惰性气体，有效保护PET基材在温度的变化过程中保持稳定，不易发生非目标的变化，相较于现有技术中不通入惰性保护气体，或者在进行热处理之前就通入惰性保护气体，本惰性气体不易在热处理过程中产生抑制PET基材发生目标变化的情况，有效确保热处理过程的正常进行，且惰性气体的通入速度与降温速度成正比，温度降低，烘箱内气体的分子间的间距变小，因而可以具有一定的空间用来装载通入的惰性气体。
进一步的，所述降温处理时降温速度还可以控制为骤降，即在单位时间内将温度降至室温，温度骤降可以使得得到的光学薄膜的成品韧性更好，同时可以瞬间定格PET基材在开始降温时的状态，进而可以更加准确的反映热处理对于PET基材横向（TD）和纵向（MD）收缩率的影响。
3．有益效果
相比于现有技术，本发明的优点在于：
（1）本方案可以通过在PET基材表面涂设一层UV Resin，并进行加热处理，可以实现提高后期由PET基材制造的光学薄膜分子间的稳定性，使得纵向（MD）和横向（TD）的收缩率也随之降低，有效提高其耐热性，有效避免光学薄膜成品在使用时由于受热发生形变的情况，提高光学薄膜的使用寿命和使用范围，降低材料的浪费率，并且还可以确定出UVResin对于保持PET基材最小收缩率的厚度，有效提高后续对光学薄膜热处理的工作量。
（2）S3中烘箱采用密闭型烘箱。
（3）S3中加热处理的温度保持在60-170℃。
（4）S2中UV Resin的厚度为0.5-1mm，厚度过厚容易导致PET基材整体过厚，易导致经热处理后的PET基材在纵向（MD）上容易产生裂纹，易导致光学薄膜的透光性变差，影响其质量，厚度过薄，其对光学薄膜整体耐热性的提高不明显。
（5）各组PET基材上表面涂设的UV Resin厚度不同，且各组的UV Resin厚度依次增加，且每相邻两组之间的UV Resin厚度相差0.1mm，在后期可以对比各组不同的UV Resin厚度的光学薄膜的横向（TD）和纵向（MD）收缩率，从而可以得出最小的收缩率所对应的UVResin厚度，进而可以在保证最小或较小收缩率的情况下，有效提高后续对光学薄膜热处理的工作量。
（6）各组PET基材经过烘箱之前，对烘箱进行预热处理。
（7）预热处理的温度保持在30-60℃，使得PET基材在刚进入烘箱内后，不需要从低温开始进行升温，有效提高热处理的工作效率，并且30-60℃较为接近室温，PET基材在进入烘箱后，能够最大限度的适应烘箱温度，不易因温度骤变而受到影响。
（8）降温处理时降温速度保持在每分钟下降10-20℃，温度下降速度较为缓慢，使得便于PET基材适应温度的变化，使其在经过热处理后形成的光学薄膜更加稳定。
（9）在S4中降温处理之前，先向烘箱内通入惰性保护气体，惰性保护气体可以采用N2、CO2和Ar中的一种或多种，通过惰性气体，有效保护PET基材在温度的变化过程中保持稳定，不易发生非目标的变化，相较于现有技术中不通入惰性保护气体，或者在进行热处理之前就通入惰性保护气体，本惰性气体不易在热处理过程中产生抑制PET基材发生目标变化的情况，有效确保热处理过程的正常进行，且惰性气体的通入速度与降温速度成正比，温度降低，烘箱内气体的分子间的间距变小，因而可以具有一定的空间用来装载通入的惰性气体。
（10）降温处理时降温速度还可以控制为骤降，即在单位时间内将温度降至室温，温度骤降可以使得得到的光学薄膜的成品韧性更好，同时可以瞬间定格PET基材在开始降温时的状态，进而可以更加准确的反映热处理对于PET基材横向（TD）和纵向（MD）收缩率的影响。
附图说明
图1为本发明的主要的流程框图；
图2为本发明的热处理前后PET基材的收缩率对比图；
图3为本发明的所使用的密闭型烘箱主要的结构示意图；
图4为本发明的所使用的密闭型烘箱正面的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图；对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然；所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例；而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例；本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例；都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1：
请参阅图1，一种提升光学薄膜耐热性的生产工艺，包括以下步骤：
S1、首先选取多组PET基材，并切割成同一尺寸；
S2、然后在各组PET基材上表面分别涂设一层UV Resin；
S3、之后将上述各组基材经过烘箱，请参阅图3-4，烘箱采用密闭型烘箱，进行加热处理，加热处理的温度保持在60℃；
S4、加热处理10min后，然后进行降温处理。
各组所述PET基材经过烘箱之前，对烘箱进行预热处理，所述预热处理的温度保持在30℃，使得PET基材在刚进入烘箱内后，不需要从低温开始进行升温，有效提高热处理的工作效率，并且30℃较为接近室温，PET基材在进入烘箱后，能够最大限度的适应烘箱温度，不易因温度骤变而受到影响。
实施例2：
请参阅图1，一种提升光学薄膜耐热性的生产工艺，包括以下步骤：
S1、首先选取多组PET基材，并切割成同一尺寸；
S2、然后在各组PET基材上表面分别涂设一层UV Resin；
S3、之后将上述各组基材经过烘箱，烘箱采用密闭型烘箱，进行加热处理，加热处理的温度保持在100℃；
S4、加热处理7min后，然后进行降温处理。
各组所述PET基材经过烘箱之前，对烘箱进行预热处理，所述预热处理的温度保持在50℃，使得PET基材在刚进入烘箱内后，不需要从低温开始进行升温，有效提高热处理的工作效率，并且50℃较为接近室温，PET基材在进入烘箱后，能够最大限度的适应烘箱温度，不易因温度骤变而受到影响。
实施例3：
请参阅图1，一种提升光学薄膜耐热性的生产工艺，包括以下步骤：
S1、首先选取多组PET基材，并切割成同一尺寸；
S2、然后在各组PET基材上表面分别涂设一层UV Resin；
S3、之后将上述各组基材经过烘箱，烘箱采用密闭型烘箱，进行加热处理，加热处理的温度保持在170℃；
S4、加热处理10min后，然后进行降温处理。
各组所述PET基材经过烘箱之前，对烘箱进行预热处理，所述预热处理的温度保持在60℃，使得PET基材在刚进入烘箱内后，不需要从低温开始进行升温，有效提高热处理的工作效率，并且60℃较为接近室温，PET基材在进入烘箱后，能够最大限度的适应烘箱温度，不易因温度骤变而受到影响。
所述S2中UV Resin的厚度为0.5-1mm，厚度过厚容易导致PET基材整体过厚，易导致经热处理后的PET基材在纵向（MD）上容易产生裂纹，易导致光学薄膜的透光性变差，影响其质量，厚度过薄，其对光学薄膜整体耐热性的提高不明显，各组所述PET基材上表面涂设的UV Resin厚度不同，且各组的UV Resin厚度依次增加，且每相邻两组之间的UV Resin厚度相差0.1mm，在后期可以对比各组不同的UV Resin厚度的光学薄膜的横向（TD）和纵向（MD）收缩率，从而可以得出最小的收缩率所对应的UV Resin厚度，进而可以在保证最小或较小收缩率的情况下，有效提高后续对光学薄膜热处理的工作量。
前三个实施例中的降温处理的降温速度均保持在每分钟下降10-20℃，温度下降速度较为缓慢，使得便于PET基材适应温度的变化，使其在经过热处理后形成的光学薄膜更加稳定，在所述S4中降温处理之前，先向所述烘箱内通入惰性保护气体，所述惰性保护气体可以采用N2、CO2和Ar中的一种或多种，通过惰性气体，有效保护PET基材在温度的变化过程中保持稳定，不易发生非目标的变化，相较于现有技术中不通入惰性保护气体，或者在进行热处理之前就通入惰性保护气体，本惰性气体不易在热处理过程中产生抑制PET基材发生目标变化的情况，有效确保热处理过程的正常进行，且惰性气体的通入速度与降温速度成正比，温度降低，烘箱内气体的分子间的间距变小，因而可以具有一定的空间用来装载通入的惰性气体。
实施例4：
所述降温处理时降温速度还可以控制为骤降，即在单位时间内将温度降至室温，温度骤降可以使得得到的光学薄膜的成品韧性更好，同时可以瞬间定格PET基材在开始降温时的状态，进而可以更加准确的反映热处理对于PET基材横向（TD）和纵向（MD）收缩率的影响。
本实施例除了降温处理的方式不同外，其他均分别与前三个实施例一致，在实际操作中可以根据需要选择不同的降温方式。
可以通过在PET基材表面涂设一层UV Resin，并进行加热处理，请参阅图2，可以实现提高后期由PET基材制造的光学薄膜分子间的稳定性，使得纵向（MD）和横向（TD）的收缩率也随之降低，有效提高其耐热性，有效避免光学薄膜成品在使用时由于受热发生形变的情况，提高光学薄膜的使用寿命和使用范围，降低材料的浪费率，并且还可以确定出UVResin对于保持PET基材最小收缩率的厚度，有效提高后续对光学薄膜热处理的工作量。
以上所述；仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此；任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内；根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变；都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种提升光学薄膜耐热性的生产工艺，其特征在于：包括以下步骤：
S1、首先选取多组PET基材，并切割成同一尺寸；
S2、然后在各组PET基材上表面分别涂设一层UV Resin，所述UV Resin的厚度为0.5-1mm，各组所述PET基材上表面涂设的UV Resin厚度不同，且各组的UV Resin厚度依次增加，且每相邻两组之间的UV Resin厚度相差0.1mm；
S3、之后将上述各组基材经过烘箱，进行加热处理；
S4、加热处理5-10min后，然后进行降温处理，在所述降温处理之前，先向所述烘箱内通入惰性保护气体，所述惰性保护气体可以采用N2、CO2和Ar中的一种或多种，且惰性气体的通入速度与降温速度成正比。
2.根据权利要求1所述的一种提升光学薄膜耐热性的生产工艺，其特征在于：所述S3中烘箱采用密闭型烘箱。
3.根据权利要求2所述的一种提升光学薄膜耐热性的生产工艺，其特征在于：所述S3中加热处理的温度保持在60-170℃。
4.根据权利要求1所述的一种提升光学薄膜耐热性的生产工艺，其特征在于：各组所述PET基材经过烘箱之前，对烘箱进行预热处理。
5.根据权利要求4所述的一种提升光学薄膜耐热性的生产工艺，其特征在于：所述预热处理的温度保持在30-60℃。
6.根据权利要求1所述的一种提升光学薄膜耐热性的生产工艺，其特征在于：所述降温处理时降温速度保持在每分钟下降10-20℃。
7.根据权利要求1所述的一种提升光学薄膜耐热性的生产工艺，其特征在于：所述降温处理时降温速度还可以控制为骤降，即在单位时间内将温度降至室温。
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