核孔膜紫外光敏化裝置及其方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種核孔膜批量敏化裝置。這種裝置主要用于核孔膜批量敏化處理，主要應(yīng)用領(lǐng)域包括核孔膜產(chǎn)品加工、核孔膜制備等。
【背景技術(shù)】
[0002]核孔膜，又稱作核微孔膜或重離子微孔膜，它是利用重離子在絕緣物質(zhì)薄膜上打孔然后化學蝕刻擴孔而成。蝕刻工藝主要是將輻照后的膜材料，浸泡在堿性的蝕刻液體中。堿性液體一般米用2-8摩爾/升的氫氧化鈉溶液，蝕刻溫度一般在50-80°C。
[0003]理想的核孔膜產(chǎn)品的孔道形狀是圓柱形，實際的核孔膜產(chǎn)品是雙錐形。核孔膜表面孔大，內(nèi)孔小。這種孔錐度主要有兩方面的影響:(1)大孔徑的核孔膜產(chǎn)品性能變差:內(nèi)孔變小造成核孔膜的氣體或液體通量減少，使得核孔膜的性能變差。(2)小孔徑的核孔膜無法生產(chǎn)。制備小孔徑的核孔膜產(chǎn)品時，由于錐角的原因內(nèi)孔很可能沒有蝕刻通，造成產(chǎn)品無法使用。
[0004]目前，國內(nèi)外報道的方法是采用紫外光敏化。紫外光敏化后，錐角會變小。紫外光燈的強度和敏化時間對敏化的效果影響很大。紫外光的強度越高，敏化時間越長，效果越好。目前實驗室的小樣品的紫外光方法是用紫外鹵素燈照射直徑幾厘米的小樣品，時間需要1-2小時。生產(chǎn)上常用的方法是先將核孔膜陳化半年到一年的時間，然后將一卷膜展開放到紫外敏化箱中放置1-2個小時，再回收。這種方法的缺點是耗時間比較長，無法連續(xù)地敏化，生產(chǎn)效率不高。
[0005]市場上紫外光敏化通常采用紫外固化機，但是這種紫外固化機無法使用到核孔膜敏化。第一、這種紫外固化機適用于零件樣品，放到傳送帶上輻照，不適用核孔膜的安裝。第二、采用市面上的固化機，若燈的功率太低不夠，需要幾個小時的敏化時間；。若燈的功率太大，很可能就會產(chǎn)生大量熱量使得核孔膜表面受熱變形，孔道產(chǎn)生退火無法蝕刻。第三、核孔膜需要雙面敏化，固化機通常只能敏化一面，單面敏化會造成上下表面孔徑大小有差另IJ。因此市面上的紫外固化設(shè)備都無法達到要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于避免現(xiàn)有技術(shù)的不足之處而提供一種核孔膜紫外光敏化裝置。實現(xiàn)連續(xù)高效地進行核孔膜批量紫外光敏化。
[0007]本發(fā)明的又一目的在于一種核孔膜紫外光敏化方法。
[0008]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為:一種核孔膜紫外光敏化裝置，其主要特點在于包括有放卷機、紫外敏化機和收卷機；核孔膜通過放卷機上設(shè)有的放卷壓輥、紫外敏化機上設(shè)有的敏化壓輥和收卷機上設(shè)有的收卷壓輥依次穿過放卷機、紫外敏化機和收卷機；紫外敏化機包括在風機的下方設(shè)有升降調(diào)節(jié)支架，在升降調(diào)節(jié)支架上設(shè)有紫外LED面光源、隔熱玻璃，在隔熱玻璃下方設(shè)有冷卻水槽，敏化壓輥設(shè)在冷卻水槽的下方，冷卻水箱與冷卻水槽連通；電源控制箱與紫外LED面光源電連接。
[0009]所述的核孔膜紫外光敏化裝置，所述的紫外LED面光源紫外燈光波長為365-400nmo
[0010]所述的核孔膜紫外光敏化裝置，所述的冷卻水槽上下表面封閉且透明，左右兩側(cè)設(shè)有冷卻水槽進水口和冷卻水槽出水口分別與冷卻水箱出水口和冷卻水箱進水口相連通；所述的冷卻水槽高度lcm-2cm ;水槽的工作溫度在10-40°C。
[0011]所述的核孔膜紫外光敏化裝置，所述的紫外LED面光源采用功率為3-5W的紫外LED小燈珠等距列陣排布成的面光源；燈珠之間的距離l_3cm ;紫外LED小燈珠發(fā)射光波長365nm或390nm ;紫外LED面光源寬度范圍20_40cm，長度范圍50_100cm。
[0012]所述的核孔膜紫外光敏化裝置，所述的隔熱玻璃采用對300-800nm光透射率達80%以上，在紅外波段光透射率在10%以下的隔熱玻璃。隔熱玻璃的厚度為2-4mm。
[0013]所述的核孔膜紫外光敏化裝置，所述的敏化壓輥為雙列壓輥，核孔膜在垂直于紫外光源入射的方向上反復(fù)穿料。
[0014]—種核孔膜紫外光敏化的方法，其主要特點在于步驟為:
[0015]第一步將核孔膜通過放卷機上設(shè)有的放卷壓輥、紫外敏化機上設(shè)有的敏化壓輥和收卷機上設(shè)有的收卷壓輥依次穿過放卷機、紫外敏化機和收卷機；
[0016]第二步開啟紫外光敏化機，紫外燈光波長范圍365-400nm ;紫外光輻照到核孔膜樣品表面的能量密度范圍200-500mW/cm2;紫外面光源產(chǎn)生的光經(jīng)過隔熱玻璃和冷卻水槽進行冷處理；水槽的工作溫度在10-40°C ；
[0017]第三步在紫外光敏化機內(nèi)設(shè)有壓輥，使得核孔膜在垂直于紫外光源入射的方向反復(fù)穿料；紫外光源一次穿透單層或多層核孔膜，并通過放卷機和收卷機完成成卷的核孔膜紫外光敏化，走料速度每分鐘0.5米至2米，敏化的時間1-4分鐘，溫度10-40°C。
[0018]紫外LED面光源發(fā)出的光，依次通過隔熱玻璃和冷卻水槽進行冷處理后照射穿透多層核孔膜。冷卻水箱為紫外LED面光源和冷卻水槽提供冷卻用循環(huán)水，電源控制箱為紫外LED面光源提供電源和控制系統(tǒng)。
[0019]紫外LED面光源電源接口與電源控制箱電源輸出口相連。紫外LED面光源進水口和紫外LED面光源進水口分別與冷卻水箱出水口和冷卻水箱進水口相連。紫外LED面光源與隔熱玻璃之間的距離通過扭盤手動調(diào)節(jié)。
[0020]本發(fā)明的有益效果是:首先，收放機和放卷機的傳動方式，更適合核孔膜成卷輻照，能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)性生產(chǎn)。第二、采用紫外LED光源，相對于鹵素燈而言，紫外光波長更集中，能量轉(zhuǎn)換效率高，高強光的紫外敏化效果好，近距離敏化時間只需要2分鐘，與常規(guī)敏化時間幾小時相比生產(chǎn)效率大幅度提高。紫外LED燈珠發(fā)熱量小，使用壽命更長；紫外LED小燈珠組成的面光源，發(fā)光更均勻；紫外光面積大小可以根據(jù)燈珠排布靈活組裝與使用，適用于不同面積的紫外光輻照。第三、為了達到好的敏化效果，縮短敏化時間，通常需要近距離敏化，盡管LED發(fā)熱量相對于鹵素燈少，但是仍會引起膜表面變形或退火。因此本發(fā)明在紫外燈下方安裝了隔熱玻璃和冷卻水槽。隔熱玻璃對紫外波段的透射率達到90%，對紅外波段透射率不足10%，因此可以阻擋一部分紅外輻射。冷卻水槽通循環(huán)冷卻水，水對紫外的吸收率在7%左右，能夠大面積的阻隔紅外光線；同時冷卻循環(huán)水，可以迅速得將熱量導(dǎo)走，從而起到很好的隔熱效果。第四、通過敏化壓輥，反復(fù)穿料；紫外光一次輻照多層，延長了核孔膜單位面積的敏化時間；同時讓上下表面都受到多次輻照，減小上下表面敏化差異。第五，采用該裝置，敏化時間短至2分鐘，生產(chǎn)效率大幅度提高，使得成本控制和技術(shù)方案可行。附圖2所示為采用該裝置無敏化處理和敏化處理的蝕刻核孔膜電鏡照片。從圖中可以看到?jīng)]有敏化后蝕刻的核孔膜，孔形狀是橢圓的，孔存在明顯的錐角；敏化2分鐘后蝕刻的電鏡照片，孔形狀變成圓形，孔錐角幾乎看不到。2分鐘的敏化時間達到了很好的效果。綜上，采用該裝置敏化效果好、節(jié)省時間，可以實現(xiàn)核孔膜的批量敏化并創(chuàng)造很好經(jīng)濟效益。
【附圖說明】
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[0021]圖1核孔膜紫外敏化裝置的示意圖。
[0022]圖2核孔膜經(jīng)過裝置無敏化處理和2分鐘敏化處理的電鏡照片對比。
【具體實施方式】
[0023]以下結(jié)合實施例對本發(fā)明的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。下面以具體事例，對本發(fā)明的內(nèi)容進行詳細的說明。
[0024]實施例1: 一種核孔膜紫外光敏化裝置，其主要特點在于包括有放卷機1、紫外敏化機2和收卷機3 ;核孔膜4通過放卷機1上設(shè)有的放卷壓輥1.1、紫外敏化機2上