專利名稱：防污膜涂布裝置和方法
防污膜涂布裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種防污膜的涂布裝置和方法。背景技術(shù)：
防污膜廣泛應(yīng)用于觸摸屏玻璃面板、LCD保護(hù)面板、手機(jī)蓋板玻璃、視窗玻璃等基材表面，具有防污漬、防指紋、防劃傷等優(yōu)點(diǎn)。觸摸屏玻璃面板、LCD保護(hù)面板等基材其中的 一面與LCD模組貼合，不能有防污膜，否則會(huì)導(dǎo)致貼合不牢，另一面直接與使用者接觸，需 要有防污膜，以達(dá)到防污防指紋、易清潔的效果。防污膜主要通過物理或化學(xué)方法在基材表 面覆蓋疏水疏油化合物，改變基材的表面能，使得基材表面具有憎油憎水或超親水效應(yīng)，從 而使基材表面具有防污防指紋效果。傳統(tǒng)的鍍制基材防污膜的方法主要有干法成膜法和濕 法涂布法。干法成膜主要利用真空鍍膜技術(shù)如蒸發(fā)鍍膜、磁控濺射鍍膜等方法，在基材表面 形成防污膜。但此種方法需要高昂的真空設(shè)備，并且生產(chǎn)效率低下，生產(chǎn)成本較高。濕法涂布法主要是將有機(jī)硅酯基的聚合物或特定的含金屬羧酸酯基的聚合物的 防污涂料涂布于基體之上形成防污膜，常用的有噴涂、浸涂、輥式涂布等方法。噴涂法生產(chǎn) 的產(chǎn)品表面常會(huì)產(chǎn)生波浪樣的紋路，并且原料利用率低下；浸涂則會(huì)使基材的兩個(gè)表面都 粘附有防污膜導(dǎo)致與LCD模組貼合不牢靠。傳統(tǒng)的輥式涂布如附圖la、Ib或Ic所示，兩個(gè) 輥?zhàn)釉诨纳舷卤砻媸┘右欢ǖ膲毫Γ橛赏磕z輥與基材的摩擦力帶動(dòng)基材與涂膠輥接觸 并涂膠，基材由前后各一組傳送輥?zhàn)觽魉?。傳統(tǒng)的輥式涂布存在上下輥?zhàn)訅毫Σ痪鶆?、摩?傳動(dòng)易使基材表面留下輥?zhàn)虞佭^的痕跡，并且液體容易浸潤、擴(kuò)散到基材非涂膜的一面導(dǎo) 致與LCD模組等貼合不牢靠。

發(fā)明內(nèi)容基于此，有必要提供一種能夠使基材單面涂布均勻平整的防污膜涂布裝置。此外，還有必要提供一種能夠使基材單面涂布均勻平整的防污膜涂布方法?！N防污膜涂布裝置，包括送料導(dǎo)軌平臺(tái)、出料導(dǎo)軌平臺(tái)和涂布防污材料的涂布 輥，此外，還包括吸附待涂布基材的吸附裝置、與所述吸附裝置相連控制所述吸附裝置上升 或下降的第一步進(jìn)電機(jī)、通過同步齒輪帶控制吸附裝置水平運(yùn)動(dòng)以及涂布輥轉(zhuǎn)動(dòng)的第二步 進(jìn)電機(jī)。優(yōu)選的，還包括可編程邏輯控制器，所述可編程邏輯控制器控制所述第二步進(jìn)電 機(jī)的轉(zhuǎn)速。優(yōu)選的，還包括設(shè)置在所述涂布輥與所述出料導(dǎo)軌平臺(tái)之間的干燥裝置；所述干 燥裝置為裝有加熱器的吹風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)。優(yōu)選的，所述吸附裝置包括真空發(fā)生器和吸盤，所述真空發(fā)生器控制所述吸盤吸 附待涂布的基材，所述第一步進(jìn)電機(jī)與吸附裝置的真空發(fā)生器之間通過傳動(dòng)絲杠結(jié)構(gòu)相 連。
優(yōu)選的，所述送料導(dǎo)軌平臺(tái)和所述出料導(dǎo)軌平臺(tái)均采用拋光的鋁合金材料制作； 所述涂布輥為外部包裹有橡膠層或樹脂層的金屬彈性輥，所述橡膠層或樹脂層的邵氏硬度 范圍為40-90度。一種防污膜涂布方法，包括如下步驟:A.吸附待涂布基材并減速進(jìn)入涂布區(qū)； B.勻速前進(jìn)對(duì)待涂布基材的頭部進(jìn)行防污膜涂布；C.先加速再勻速勻速進(jìn)行待涂布基材 中間部分的防污膜涂布；D.加速進(jìn)行待涂布基材的尾部防污膜涂布；E.松開已涂布防污膜 的基材進(jìn)入后續(xù)加工。優(yōu)選的，所述步驟B中待涂布基材運(yùn)動(dòng)速度為60-75mm/s。
優(yōu)選的，所述步驟C中待涂布基材運(yùn)動(dòng)速度為75-120mm/s。優(yōu)選的，所述步驟D中待涂布基材運(yùn)動(dòng)速度為120-180mm/s。優(yōu)選的，還包括在結(jié)束步驟D之后進(jìn)行基材干燥的步驟。通過吸盤吸附基材并由步進(jìn)電機(jī)控制吸盤與涂布輥輥面之間的距離，能有效防 止基材在涂布過程中產(chǎn)生水波紋狀的涂布痕跡，使涂布的單面防污膜均勻平整，并且還可 以避免基材與涂布輥相撞、壓碎等情況的發(fā)生，防止防污膜材料浸漬、擴(kuò)散到基材的非涂膜 面。同時(shí)，只需要手工上料和下料，整個(gè)傳動(dòng)和涂膜過程由程序自動(dòng)控制運(yùn)行，大大減 輕了操作生產(chǎn)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，并且上述涂布操作在大氣下就可以實(shí)現(xiàn)，不需要昂貴的真 空鍍膜設(shè)備，降低設(shè)備運(yùn)行的環(huán)境要求，實(shí)現(xiàn)單面防污膜層涂布，提高了生產(chǎn)效率，降低了 生產(chǎn)成本。

圖la、Ib和Ic為傳統(tǒng)的輥式涂布裝置示意圖。圖2為防污膜涂布裝置一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖。圖3為防污膜涂布方法的流程圖。圖4為涂布過程中各階段速度曲線圖。
具體實(shí)施方式
下面主要結(jié)合

防污膜涂布裝置(以下簡稱涂布裝置)的結(jié)構(gòu)及其工作流 程。如圖2所示，涂布裝置包括送料導(dǎo)軌平臺(tái)210、涂布輥220、第一步進(jìn)電機(jī)230、第二 步進(jìn)電機(jī)(圖中未示)、吸附裝置240和出料導(dǎo)軌平臺(tái)250。優(yōu)選的，吸附裝置240包括真空發(fā)生器242和吸盤244，第一步進(jìn)電機(jī)230與吸附 裝置240的真空發(fā)生器242之間通過傳動(dòng)絲杠260相連，第一步進(jìn)電機(jī)230可以通過傳動(dòng) 絲杠260精確控制吸附裝置240下降的高度，從而控制吸盤244吸附的基材與涂布輥220 輥面之間的壓力，避免基材在涂布過程中產(chǎn)生水波紋狀的涂布痕跡或與涂布輥220相撞或 基材壓碎等情況的發(fā)生。第二步進(jìn)電機(jī)由可編程邏輯控制器(PLC)控制，第二步進(jìn)電機(jī)通過同步齒輪帶控 制吸附裝置240的水平運(yùn)動(dòng)速度以及涂布輥220的線速度，以合適的速度保證在涂布過程 中基材的各部分涂布均勻平整不會(huì)留有波紋狀的痕跡。
優(yōu)選的，送料導(dǎo)軌平臺(tái)210和出料導(dǎo)軌平臺(tái)250采用拋光的鋁合金材料作為臺(tái)面，拋光的鋁合金材料表面光潔、粗糙程度低，不會(huì)對(duì)純平的基材表面產(chǎn)生劃傷，同時(shí)也不會(huì)污 染要涂膜的基材下表面。優(yōu)選的，涂布輥220為外部包裹有橡膠層或樹脂層的金屬彈性輥，橡膠層或樹脂 層的邵氏硬度范圍為40-90度。采用彈性材料覆蓋表面可以保證對(duì)基材有充分的緩沖保 護(hù)，避免由于硬性機(jī)械機(jī)構(gòu)對(duì)超薄基材造成損壞。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，涂布裝置還包括設(shè)置在涂布輥220與出料導(dǎo)軌平臺(tái)250之 間的干燥裝置270，所述干燥裝置270為一具有加熱器的吹風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)，包括加熱器272和吹 風(fēng)機(jī)274。采用干燥裝置270對(duì)涂布后的基材進(jìn)行預(yù)干燥再直接通過出料導(dǎo)軌平臺(tái)250送 出，等待干燥時(shí)間短，整個(gè)工作臺(tái)的工作效率得到提高。如圖3所示為防污膜涂布方法的步驟流程，通過對(duì)基材在涂布過程中運(yùn)動(dòng)速度的 控制，可以避免在涂布過程中出現(xiàn)“頭部削薄”和“尾部拖尾”的現(xiàn)象。頭部削弱現(xiàn)象，即濕 法涂布過程中剛開始涂布的短時(shí)間內(nèi)基材與涂布輥220面接觸，金屬彈性輥表面變形量從 無到有再到變形穩(wěn)定，需要一定的調(diào)整過程，容易導(dǎo)致基材頭部涂布的膜層材料較少，造成 頭部涂布膜層削薄現(xiàn)象；尾部拖尾現(xiàn)象，即在濕法涂布過程中基材的不連續(xù)造成膜層材料 在基材尾部聚集的現(xiàn)象。具體步驟流程如下S310 吸附待涂布基材并減速進(jìn)入涂布區(qū)。首先將基材放置在送料導(dǎo)軌平臺(tái)210上并高速運(yùn)送基材至吸盤244下方，由第一 步進(jìn)電機(jī)230控制吸盤244下降至合適的距離吸附基材后減速進(jìn)入涂布區(qū)。S320 勻速前進(jìn)對(duì)待涂布基材的頭部進(jìn)行防污膜涂布。進(jìn)入涂布區(qū)后，PLC控制第二步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)吸附裝置240以較低的速度勻速進(jìn)行 基材頭部的防污膜涂布。S330 先加速再勻速進(jìn)行待涂布基材中間部分的防污膜涂布。待基材的頭部涂布完成后PLC控制第二步進(jìn)電機(jī)加速至一定的速度后進(jìn)入均勻 涂布階段，維持勻速對(duì)基材的中部進(jìn)行均勻涂布。S340 加速進(jìn)行待涂布基材的尾部防污膜涂布。當(dāng)基材快要涂完時(shí)，PLC控制基材加速進(jìn)行尾部的防污膜涂布。S350 松開已涂布防污膜的基材進(jìn)入后續(xù)加工。PLC控制第二步進(jìn)電機(jī)按圖4所示的速度曲線進(jìn)行涂布，在a階段用較快速度送 料，在基材到達(dá)涂布輥220的涂布區(qū)前進(jìn)入減速的b階段，減速后以最小的速度進(jìn)行玻璃 基板頭部的涂布，即c階段，待頭部涂布完成后加速進(jìn)入d階段，勻速進(jìn)行基材的中間部分 涂布，在快要涂完時(shí)進(jìn)入e階段，加速涂布階段，最后f階段為出料卸料階段。上述各階段 待涂布基材的速度控制在a階段速度200-250mm/s ;c階段速度60-75mm/s ；d階段速度 75-120mm/s，優(yōu)選100mm/s ；e階段速度120-180mm/s，優(yōu)選170mm/s。根據(jù)基材的尺寸控制 各階段的時(shí)間以保證獲得均勻涂布效果的防污膜。優(yōu)選的，在步驟S340結(jié)束后，還包括對(duì)基材進(jìn)行預(yù)干燥的步驟，再將預(yù)干燥基材 松開至送料導(dǎo)軌平臺(tái)210上進(jìn)行后續(xù)加工。采用上述裝置和方法制造厚度為0. 3-3. Omm的超薄純平單面防污膜，優(yōu)選的防污 膜為含氟高分子材料，固含量為0. 05-1.0%，能滿足尺寸為2. 2-24英時(shí)的LCD保護(hù)玻璃、手機(jī)蓋板玻璃、視窗玻璃、電腦顯示器保護(hù)玻璃、觸摸屏保護(hù)玻璃等基材的單面防污膜涂布需 求。通過吸盤吸附基材并由步進(jìn)電機(jī)控制吸盤與涂布輥輥面之間的距離，能有效防 止基材在涂布過程中產(chǎn)生水波紋狀的涂布痕跡，使涂布的單面防污膜均勻平整，并且還可 以避免基材與涂布輥相撞、壓碎等情況的發(fā)生，防止防污膜材料浸漬、擴(kuò)散到基材的非涂膜 面。只需要手工上料和下料，整個(gè)傳動(dòng)和涂膜過程由程序自動(dòng)控制運(yùn)行，大大減輕了操作生 產(chǎn)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，并且上述涂布操作在大氣下就可以實(shí)現(xiàn)，不需要昂貴的真空鍍膜設(shè)備， 降低設(shè)備運(yùn)行的環(huán)境要求，實(shí)現(xiàn)單面防污膜層涂布，提高了生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本。以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能 因此而理解為對(duì)本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說， 在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范 圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
一種防污膜涂布裝置，包括送料導(dǎo)軌平臺(tái)、出料導(dǎo)軌平臺(tái)和涂布防污材料的涂布輥，其特征在于，還包括吸附待涂布基材的吸附裝置、與所述吸附裝置相連控制所述吸附裝置上升或下降的第一步進(jìn)電機(jī)、通過同步齒輪帶控制吸附裝置水平運(yùn)動(dòng)以及涂布輥轉(zhuǎn)動(dòng)的第二步進(jìn)電機(jī)。
2.如權(quán)利要求1所述的防污膜涂布裝置，其特征在于，還包括可編程邏輯控制器，所述 可編程邏輯控制器控制所述第二步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速。
3.如權(quán)利要求1或2所述的防污膜涂布裝置，其特征在于，還包括設(shè)置在所述涂布輥與 所述出料導(dǎo)軌平臺(tái)之間的干燥裝置；所述干燥裝置為裝有加熱器的吹風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)。
4.如權(quán)利要求1所述的防污膜涂布裝置，其特征在于，所述吸附裝置包括真空發(fā)生器 和吸盤，所述真空發(fā)生器控制所述吸盤吸附待涂布的基材；所述第一步進(jìn)電機(jī)與吸附裝置 的真空發(fā)生器之間通過傳動(dòng)絲杠結(jié)構(gòu)相連。
5.如權(quán)利要求1所述的防污膜涂布裝置，其特征在于，所述送料導(dǎo)軌平臺(tái)和所述出料 導(dǎo)軌平臺(tái)均采用拋光的鋁合金材料制作；所述涂布輥為外部包裹有橡膠層或樹脂層的金屬彈性輥，所述橡膠層或樹脂層的邵氏 硬度范圍為40-90度。
6.一種防污膜涂布方法，其特征在于，包括如下步驟A.吸附待涂布基材并減速進(jìn)入涂布區(qū)；B.勻速前進(jìn)對(duì)待涂布基材的頭部進(jìn)行防污膜涂布；C.先加速再勻速進(jìn)行待涂布基材中間部分的防污膜涂布；D.加速進(jìn)行待涂布基材的尾部防污膜涂布；E.松開已涂布防污膜的基材進(jìn)入后續(xù)加工。
7.如權(quán)利要求6所述的防污膜涂布方法，其特征在于，所述步驟B中待涂布基材的運(yùn)動(dòng) 速度為 60-75mm/s。
8.如權(quán)利要求6所述的防污膜涂布方法，其特征在于，所述步驟C中待涂布基材的運(yùn)動(dòng) 速度為 75-120mm/s。
9.如權(quán)利要求6所述的防污膜涂布方法，其特征在于，所述步驟D中待涂布基材的運(yùn)動(dòng) 速度為 120-180mm/s。
10.如權(quán)利要求6所述的防污膜涂布方法，其特征在于，還包括在結(jié)束步驟D之后進(jìn)行 基材干燥的步驟。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種防污膜涂布裝置和防污膜涂布方法，涂布裝置主要包括送料導(dǎo)軌平臺(tái)、出料導(dǎo)軌平臺(tái)和涂布防污材料的涂布輥，此外，還包括第一步進(jìn)電機(jī)、第二步進(jìn)電機(jī)和吸附待涂布基材的吸附裝置，所述第一步進(jìn)電機(jī)與所述吸附裝置相連控制所述吸附裝置上升或下降；所述第二步進(jìn)電機(jī)通過同步齒輪帶帶動(dòng)吸附裝置水平運(yùn)動(dòng)以及涂布輥轉(zhuǎn)動(dòng)。通過吸盤吸附基材并由步進(jìn)電機(jī)控制吸盤與涂布輥輥面之間的距離，能有效防止基材在涂布過程中產(chǎn)生水波紋狀的涂布痕跡及基材與涂布輥相撞、壓碎等情況的發(fā)生，并且還能避免防污膜材料浸漬、擴(kuò)散到基材的非涂膜面。
文檔編號(hào)B05C13/00GK101811106SQ20101015522
公開日2010年8月25日 申請(qǐng)日期2010年4月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月14日
發(fā)明者謝進(jìn)平, 金弼 申請(qǐng)人:中國南玻集團(tuán)股份有限公司