光学膜翘曲是一个在生产中非常令人头疼的问题,它直接影响后道的模切、贴合和组装良率。通常是多种因素共同作用的结果。
一、翘曲原因分析
本质:是内应力不平衡。这种应力不均可能来自涂层与基膜之间,也可能来自卷材的卷绕过程本身。可以从材料、工艺、设备、环境等方面来拆解。
l 材料
本质:涂层(如丙烯酸酯、聚氨酯、硅基等)的热膨胀系数通常远高于PET、TAC等聚合物基膜。
原理:在涂布、烘干和冷却过程中,涂层和基膜经历剧烈的温度变化。冷却后,收缩率更大的涂层会试图收缩得更多,但被基膜约束,从而在涂层内部产生巨大的收缩应力,导致整卷膜向涂布层一侧方向卷曲。
本质:基膜在生产过程中纵向(MD)已有一定的拉伸取向,存在内应力。
原理:如果涂布工艺张力与基膜固有应力不兼容,会加剧应力失衡。
原因三:涂层配方与固化收缩。
本质:固化产生的体质收缩。
原理:UV固化或热固化型涂料在交联反应过程中会产生体积收缩。收缩率越大,内应力越大。
l 工艺
本质:涂布量不均匀。
原理:条缝挤出、微凹版还是其他方式,如果涂布量不均,会导致各点的内应力不同,不仅产生翘曲,还可能造成“蛇形”翘曲等更复杂形态。
本质:加热烘干温度变化曲线设置不当。UV固化能量不均。
原理:升温过快、降温过快都会因差异产生巨大热应力。理想的烘干曲线应平缓,使溶剂缓慢蒸发,温度平稳变化。UV灯照射强度在横向不均,会导致涂层交联度不一,收缩应力不同。
本质:卷材在收卷时张力曲线变化,卷材张力作用下储存了大量的弹性应变能。
原理:卷材下料后,应力释放导致翘曲。
l 设备
本质:滚筒的平行度、水平度不平行。
原理:导滚、涂布滚、功能滚筒等不平行会导致膜在行走过程中受到不均匀的拉伸。
n 环境因素
本质:温湿度管理问题。
原理:材料本身具有吸湿性,环境湿度过大并进入到保存的卷材中,卷材内部与外部发生的吸湿程度不同,造成能量偏差引起的翘曲。
*另外:长期以卷材状态保存,受卷取应力、自身重力等原因也会引起翘曲,但改变保存状态后一般都能恢复。
二、解决方案与优化策略
解决思路:平衡应力、优化工艺、改善操作。
l 调整涂层配方:
l 基膜选择与供应商管理。
l 优化固化工艺。
l 优化卷取工艺。
l 确保涂布均匀性:
l 设备维护。
l 环境控制。
三、总结
当出现翘曲问题时,建议先确认翘曲现象、分析根本原因针对性的解决问题。如果有哪些点希望更深入地讨论,我们可以继续探讨!
来源:光学膜涂布