CN111607778B - 一种镀膜用冷却设备、镀膜设备、方法及卷对卷薄膜 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种镀膜用冷却设备、镀膜设备、方法及卷对卷薄膜，其中镀膜用冷却设备包括具有冷却气体入口且设于工艺鼓内的至少一个气体循环管路；至少一部分所述气体循环管路嵌入所述工艺鼓内壁且延伸出出口朝向所述工艺鼓外壁上设置的耐磨透气层的至少两个支路，以便对所述耐磨透气层外的柔性基材进行冷却。本申请通过设置采用气体冷却的镀膜用冷却设备，利用气体的快速冷却特点，保证了二次镀膜过程中热量的快速释放，使得两次镀膜过程可以采用相同的速度，进而避免了因速度不同导致膜外观出现MD纹路，两面膜外观不一致的问题。

Description

一种镀膜用冷却设备、镀膜设备、方法及卷对卷薄膜

技术领域

本申请涉及光学镀膜领域，特别是涉及一种镀膜用冷却设备、镀膜设备、方法及卷对卷薄膜。

背景技术

卷对卷磁控溅射镀膜是目前常见的镀膜方法，其用于镀膜的设备包括一个真空腔、设于真空腔内的工艺鼓、设于工艺鼓外周的磁控靶、水冷设备以及薄膜传动装置。在镀膜时，薄膜传动装置将薄膜传送至工艺鼓外壁，磁控靶对其进行磁控溅射镀膜并在镀膜完成后，由薄膜传动装置将薄膜带离工艺鼓处。

由于磁控溅射的过程会使得薄膜产生高温，为此，需通过水冷设备对薄膜进行冷却，以降低应力，保证膜的质量。

很多场景下，需要对膜进行双面镀膜。一般是先对一面镀膜，之后再翻转后对另一面镀膜。但由于第一次镀膜过程对膜产生了应力，因此第二次镀膜过程中，应力无法释放，镀膜过程中的热量无法及时释放。因此通常要降低第二次镀膜的速度。前后两次速度的不一致会导致很多问题，如两次镀膜的外观不一致。如何解决这一问题，是目前的难题。

发明内容

本申请提供了一种镀膜用冷却设备、镀膜设备、方法及卷对卷薄膜，以解决现有技术中出现的上述问题。

本申请提供了如下方案：

一方面提供了一种镀膜用冷却设备，所述设备包括具有冷却气体入口且设于工艺鼓内的至少一个气体循环管路；至少一部分所述气体循环管路嵌入所述工艺鼓内壁且延伸出出口朝向所述工艺鼓外壁上设置的耐磨透气层的至少两个支路，以便对所述耐磨透气层外的柔性基材进行冷却。

优选的，每一所述气体循环管路包括沿所述工艺鼓转轴延伸的进气管路、进气管路末端朝向所述工艺鼓的内壁弯折并在所述内壁延伸预定距离的气体冷却管路，气体冷却管路末端朝向所述工艺鼓转轴弯折直至与所述冷却气体入口联通。

优选的，每一所述气体循环管路呈长方形。

优选的，所有所述气体循环管路沿所述工艺鼓转轴的中心线对称设置。

优选的，所述耐磨透气层上设有透气用通孔。

优选的，所述耐磨透气层由铸钢、碳钢组合制成。

优选的，所述设备还包括设于工艺鼓内部的至少一个液体循环管路；每一所述液体循环管路包括进水管路、水冷却管路和排水管路；所有所述液体循环管路共用一个沿所述工艺鼓转轴延伸设置的进水管路，所述进水管路末端向所述工艺鼓内壁至少两个方向分别弯折并分别在所述工艺鼓内壁延伸预定距离形成水冷却管路、水冷却管路末端向所述工艺鼓转轴弯折并沿所述工艺鼓转轴形成排水管路。

本申请另一方面还公开一种镀膜设备，包括真空腔体、设于真空腔体内的工艺鼓、传动装置、磁控靶以及所述的冷却设备；

所述工艺鼓、冷却设备、薄膜传动机构和磁控靶均设于所述真空腔体内，所述传动装置用于将柔性基材传动至所述工艺鼓外壁的耐磨透气层；所述磁控靶分布于所述工艺鼓的外周；所述冷却设备设于所述工艺鼓内。

本申请再一方面公开一种镀膜方法，所述方法利用所述的镀膜设备进行镀膜，包括两次镀膜过程：

所述传动装置以第一速度将所述柔性基材送至所述工艺鼓；

所述磁控靶以第二速度对所述柔性基材一面进行镀膜且所述冷却设备对所述柔性基材进行冷却；

所述传动装置将镀膜后的所述柔性基材从所述工艺鼓处送出；

所述传动装置以第一速度将所述柔性基材送至所述工艺鼓；

所述磁控靶以第二速度对所述柔性基材另一面进行镀膜且所述冷却设备对所述柔性基材进行冷却；

所述传动装置将镀膜后的所述柔性基材从所述工艺鼓处送出。

本申请最后一个方面公开一种卷对卷薄膜，所述卷对卷薄膜通过上述的方法制备而成。

根据本申请提供的具体实施例，本申请公开了以下技术效果：

本申请的技术方案，通过设置采用气体冷却的镀膜用冷却设备，利用气体的快速冷却特点，保证了二次镀膜过程中热量的快速释放，使得两次镀膜过程可以采用相同的速度，进而避免了因速度不同导致的膜面出现 MD 纹路，两次镀膜外观不一致的问题。

进一步的，本申请中在工艺鼓外设置耐磨透气层，即保证了柔性基材可以在工艺鼓外壁附着且不被刮伤的前提下镀膜，同时用于冷却的气体可以透过耐磨透气层散发以更快速的对柔性基材进行降温。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图 1 是本申请镀膜设备结构图；

图 2 是本申请镀膜设备沿工艺鼓旋转轴延伸方向的剖面结构图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请旨在提供一种镀膜用冷却设备，以通过气体冷却的方式对镀膜过程

进行快速降温，从而保证二次镀膜过程中热量的散发，从而使得双面镀膜过程中的镀膜速度相同，进而保证双面镀膜的外观趋于一致。

如图 1 所示，镀膜设备包括真空腔体 11、设于真空腔体内的工艺鼓 12、设于工艺鼓外周的磁控靶 13 和设于工艺鼓内的冷却设备（14 为气冷设备，部分实施例中还包括水冷设备 15）。

如图 2 所示，本申请实施例 1 中，冷却设备包括若干（至少一个）具有冷却气体入口 241 且设于工艺鼓 21 内的气体循环管路 24。为提高气体降温的效果，气体循环管路的至少一部分嵌入所述工艺鼓内壁且延伸出出口朝向所述工艺鼓外壁上设置的耐磨透气层 23 的至少两个支路 2431，以便对所述耐磨透气层外的柔性基材 22 进行冷却。耐磨透气层具有耐磨和透气两个功能，柔性基材直接在工艺鼓传输会对柔性基材产生磨损，而耐磨透气层就避免了柔性基材的损伤，同时其透气功能可以使得气体渗出该层对柔性基材降温。为此，可在耐磨透气层上设置很多细密的透气孔，如蜂窝状。

优选实施例中，所述耐磨透气层由铸钢、碳钢组合制成,其中碳钢占不大于 50wt%的比例。碳钢的透气性较好，可以保证透气性能。

为优化结构，且最大限度利用冷却气体，如图 2 所示，每一所述气体循环管路包括沿所述工艺鼓转轴延伸的进气管路 242、进气管路末端朝向所述工艺鼓的内壁弯折并在所述内壁延伸预定距离的气体冷却管路 243，气体冷却管路末端朝向所述工艺鼓转轴 211弯折直至与所述冷却气体入口 241 联通。优选实施例中，每一所述气体循环管路大体呈长方形，其进气管路的末端接近工艺鼓转轴的末端，且气体冷却管路与进气管路平行，其长度足以覆盖柔性基材的宽度。

优选实施例中，所有所述气体循环管路沿所述工艺鼓转轴的中心线对称设

置，且所有气体循环管路的气体冷却管路相对所述工艺鼓转轴呈圆周设置。

上述气体循环管路中的气体可以是氩气、氦气等惰性气体。

为降低成本，本申请中，所述设备还包括设于工艺鼓内部的至少一个液体

循环管路 25；每一所述液体循环管路包括进水管路 253（进水口 251）、水冷

却管路 254 和排水管路 255；所有所述液体循环管路共用一个沿所述工艺鼓转

轴 211 延伸设置的进水管路，所述进水管路末端向所述工艺鼓内壁至少两个方

向分别弯折并分别在所述工艺鼓内壁延伸预定距离形成水冷却管路、水冷却管

路末端向所述工艺鼓转轴弯折并沿所述工艺鼓转轴形成排水管路并经排水口

252 将水排出。

优选实施例中，液体循环管路大致呈长方形。所有所述液体循环管路沿所述工艺鼓转轴的中心线对称设置，且所有液体循环管路的液体冷却管路相对所

述工艺鼓转轴呈圆周设置。

本申请实施例 2 还公开一种镀膜设备，如图 1 所示，包括真空腔体 11、设于真空腔体内的工艺鼓 12、传动装置 17、磁控靶 13 以及上述的冷却设备（14和 15）；所述工艺鼓、冷却设备、薄膜传动机构和磁控靶均设于所述真空腔体内，所述传动装置用于将柔性基材 16 传动至所述工艺鼓外壁的耐磨透气层；所述磁控靶分布于所述工艺鼓的外周；所述冷却设备设于所述工艺鼓内。

本申请实施例 3 还公开一种镀膜方法，所述方法利用上述的镀膜设备进行

镀膜，包括两次镀膜过程：

所述传动装置以第一速度将所述柔性基材送至所述工艺鼓；

所述磁控靶以第二速度对所述柔性基材一面进行镀膜且所述冷却设备对所述柔性基材进行冷却；

所述传动装置将镀膜后的所述柔性基材从所述工艺鼓处送出；

所述传动装置以第一速度将所述柔性基材送至所述工艺鼓；

所述磁控靶以第二速度对所述柔性基材另一面进行镀膜且所述冷却设备对所述柔性基材进行冷却；

所述传动装置将镀膜后的所述柔性基材从所述工艺鼓处送出。

本申请实施例 4 还公开了一种卷对卷薄膜，所述卷对卷薄膜通过上述镀膜方法制备而成。具体包括：

透明基材、依次层叠设置在所述透明基材两侧的低阻导电层、CU 层和保护层；所述保护层为 CU 合金层或 MO 合金层；所述低阻导电层用于导电，所述低阻导电层的电阻不大于 100 欧姆。

上述 CU 合金层中含有 NI,且 NI 在所述 CU 合金层中占 10-90wt%。

优选实施例中，所述保护层为黑化层，用于黑化 CU 层，反射率小于 20。

经上述镀膜设备制备的薄膜的单面应力为 1~3N/m2。

下表 1 为现有技术与本申请不同冷却方式下，双面镀膜的两次镀膜过程速

度相同的情况下，应力与膜外观的对比结果。下述各项的检测采用本领域公知的检测方式。

各实施例中，除非特别说明，否则相同层的属性均相同。

各层厚度：保护层（CuNi）、CU 层、基材层（PET 层）、低阻导电层（ITO）、IM 层（IM1和 IM2）总厚度分别为 10nm、200nm、125um、90nm、2.5um；镀膜速度为 3m/min。其中外观检测方式采用 1000Lucas 光光源下目视；应力测量工具选择力分析检测仪。结果如下：

可见，在采用气冷冷却或者气冷结合水冷方式的前提下，膜的应力减小，

在双面镀膜速度相同的前提下，双面镀膜的外观相比单纯水冷的方式减少了

MD 纹路。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，

而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现

本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非

限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落

在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权

利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施

方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，

本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经

适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (6)

1.一种镀膜用冷却设备，其特征在于，所述设备包括具有冷却气体入口且设于工艺鼓内的至少一个气体循环管路；至少一部分所述气体循环管路嵌入所述工艺鼓内壁且延伸出出口朝向所述工艺鼓外壁上设置的耐磨透气层的至少两个支路，以便通过通入的冷却气体对所述耐磨透气层外的柔性基材进行冷却；

每一所述气体循环管路呈长方形，且所述气体循环管路包括沿工艺鼓转轴延伸的进气管路、进气管路末端朝向所述工艺鼓的内壁弯折并在所述内壁延伸预定距离的气体冷却管路；

所述气体冷却管路与所述进气管路平行，所述气体冷却管路的长度不小于所述柔性基材的宽度；

所述气体冷却管路末端朝向所述工艺鼓转轴弯折直至与所述冷却气体入口联通；

所有气体循环管路的所述气体冷却管路相对所述工艺鼓转轴呈圆周设置；

所述耐磨透气层由铸钢、碳钢组合制成；

所述耐磨透气层上设有透气用通孔。

2.如权利要求1所述的镀膜用冷却设备，其特征在于，所有所述气体循环管路沿所述工艺鼓转轴的中心线对称设置。

3.如权利要求1所述的镀膜用冷却设备，其特征在于，所述设备还包括设于工艺鼓内部的至少一个液体循环管路；每一所述液体循环管路包括进水管路、水冷却管路和排水管路；所有所述液体循环管路共用一个沿所述工艺鼓转轴延伸设置的进水管路，所述进水管路末端向所述工艺鼓内壁至少两个方向分别弯折并分别在所述工艺鼓内壁延伸预定距离形成水冷却管路、水冷却管路末端向所述工艺鼓转轴弯折并沿所述工艺鼓转轴形成排水管路。

4.一种镀膜设备，包括真空腔体、设于真空腔体内的工艺鼓、传动装置、磁控靶以及权利要求1-3任一项所述的冷却设备；

所述工艺鼓、冷却设备、薄膜传动机构和磁控靶均设于所述真空腔体内，所述传动装置用于将柔性基材传动至所述工艺鼓外壁的耐磨透气层；所述磁控靶分布于所述工艺鼓的外周；所述冷却设备设于所述工艺鼓内。

5.一种镀膜方法，其特征在于，所述方法利用权利要求4所述的镀膜设备进行镀膜，包括两次镀膜过程：

所述传动装置以第一速度将所述柔性基材送至所述工艺鼓；

所述磁控靶以第二速度对所述柔性基材一面进行镀膜且所述冷却设备对所述柔性基材进行冷却；

所述传动装置将镀膜后的所述柔性基材从所述工艺鼓处送出；

所述传动装置以第一速度将所述柔性基材送至所述工艺鼓；

所述磁控靶以第二速度对所述柔性基材另一面进行镀膜且所述冷却设备对所述柔性基材进行冷却；

所述传动装置将镀膜后的所述柔性基材从所述工艺鼓处送出。

6.一种卷对卷薄膜，其特征在于，所述卷对卷薄膜通过权利要求5所述的方法制备而成。