Hard-coating-简析

YUYEplastic硬化项目简析吴智华YUYEplastic我们要做什么？硬化薄膜制造●单面硬化●双面硬化●单面硬化+背面上胶产品类型备注：根据coating层不同可以应用不同产品•防反射HC(AR)；防映射HC(AG)；防干涉HC(ANR)；防污HC；防指纹HC•防静电HC；离型HC；UV过滤HC；IR过滤HCYUYEplasticProtectingFilmHCPETPSAITOFilmHCPETITOTouchLensICONFilmHCPETINKIMLFilmHCPETResinPattern应用硬化膜（HC）光学级PET（50um—188um）产品应用近年来，伴随着平板显示器技术、模内注塑装饰技术的发展，经表面硬化处理的聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）薄膜需求越来越大，其中包括模内注塑装饰技术IML硬化薄膜和触摸屏硬化膜，以及保护膜。模内注塑装饰技术IML硬化薄膜目前主要分布在日、韩、台等国家和地区，是以聚酯光学薄膜为基材，在光学薄膜的一面涂布1H（笔记本电脑盖）或2H硬度（手机、MP4镜片，笔记本电脑盖）的硬化膜，要求硬化膜涂层具有优良的耐磨性和柔韧性，满足二维或三维成型加工性能要求，同时另一面则满足油墨印刷要求。目前世界上生产IML硬化膜的主要公司是日本东洋纺、日本东山公司、日东电工、日本制纸、韩国SKC、台湾地区的远东公司及全科公司等。触摸屏（电阻式，非电容式）硬化聚酯薄膜是平板显示器件上游的原材料，目前主要为外国公司垄断，集中在日、韩、台等国家和地区，具有较高的技术含量，也具有较高的利润空间。触摸屏硬化聚酯薄膜，具有高透明、低雾度、低热收缩、优异的表面平整性能，表面硬度达到2H以上，涂布附着性好，且耐酸碱性强。主要有日本日东电工、日本东山CHC-PET188，韩国SKC的HH10，台湾远东等公司产品。硬化技术应用领域主要包括家电面板、笔记本电脑盖、手机、MP4镜片等。国内也有乐凯以及宁波伟波塑胶科技也开发一些防刮类产品但整体品质不高。因此国内极其需要能做高品质产品的硬化企业YUYEplastic我们为什么要做？硬化薄膜YUYEplastic图一：迷你笔电/平板计算机触控屏幕的出货预测（单位：千片）DisplaySearchTouchPanelMarketAnalysisQ3’10在2010年全球触控屏幕的产量将达到790万平方米，且在2011年将会超过1千万平方米。2010年每月的产能(以三寸为单位)估计能达到2亿9千6百万片，预计在2011年每月的产能将会超过3亿9千1百万片触控屏幕市场YUYEplastic手机市场全球手机产量规模预测及其增长率144640.0156934.4173836.2166350.5128001.011.0%13.0%8.5%6.0%4.5%020000400006000080000100000120000140000160000180000200820092010201120120%5%10%15%20%25%30%产量（万部）增长率71924.780195.496301.864158.188750.18.5%10.7%11.5%12.1%15.7%0200004000060000800001000001200001400002008年2009年2010年2011年2012年0%5%10%15%20%25%30%产量（万部）增长率中国手机产量规模预测及其增长率数据来源：赛迪顾问2008，09从数据可知中国手机今年突破8亿部，全球突破15亿，其部分手机需要防刮保护膜，其市场也是可观的。硬化膜通用的物性是什么？1.硬度2.无（低）彩虹高透高亮。透过率90%;雾度(Haze)0.9%3.无晶点，无缺陷，无划伤4.与油墨的黏附性好YUYEplastic我们要怎么做？硬化薄膜怎么样满足达到硬化膜通用的物性满足物性1：硬度解决方案：研制或外协相应要求的涂料：（3H：防刮保护膜；2H：手机、MP4镜片，笔记本电脑盖；1H：笔记本电脑盖）满足物性2：无（低）彩虹高透高亮解决方案：高精度，高可靠性涂布机，高透低雾基材满足物性3：无晶点，无缺陷，无划伤解决方案：高精度，高可靠性涂布机，优良的洁净室满足物性4：与油墨的黏附性好解决方案：易接着处理基材总之解决上述问题=材料（高透低雾光学级基材+优秀涂料配方）+设备（高精度，可靠性涂布机）+管理（品质+成本+交期）YUYEplastic以上硬化膜物性中难点是什么？彩虹纹，高透，低雾彩虹纹怎么产生？YUYEplastic产生光的干涉的必要条件：①两光波具有相同的振动频率；②两光波在相遇点有固定的位相差；③两光波在相遇点有相同的振动方向；④两光波的振幅相同．产生光的干涉的充分条件：①两光波在相遇点产生的振动的振幅相差不悬殊；②两光波在相遇点的光程差不太大．利用薄膜上、下两个表面对入射光的反射和折射，在反射方向(或透射方向)获得相干光束，从而产生相干条纹。具体分析如下：YUYEplasticcos22121IIIIIP2K2亮纹)12(K暗纹AEnBCABn0)(由几何关系和折射定律innhinh2202sin2cos2当薄膜上下介质相同时，上下界面反射光束间有π的附加相位差i0nnANDCBFGEihPLinhinhcos42/cos2光程差公式YUYEplastic产生条件：21nn当光从折射率小的光疏介质，正入射或掠入射于折射率大的光密介质时，则反射光有半波损失。21nn当光从折射率大的光密介质，正入射于折射率小的光疏介质时，反射光没有半波损失。折射光都无半波损失。1n2nir半波损失：光从光疏介质进入光密介质，光反射后有了量值为的位相突变，即在反射过程中损失了半个波长的现象。附加相位差备注：半波损失彩虹纹怎么消除？YUYEplastic原理（可以消除）１.ＰＥＴ与HC硬面涂层的折射率完全一致。原因：二者没有光程差，即不存在干涉。材料有差异⇒不可能。2.ＨＣ硬面涂层的厚度完全一样。原因：涂层的厚度达到微米级厚度远远大于波长量级，其薄膜效应几乎可以忽略。若厚度达到微米量级，但涂布不均匀，仍然会有光程差，即仍存在干涉工业生产工业化生产，厚度均匀度一定有偏差。（光的波長＝秒/米？的控制必要⇒不可能。）３.光路差：２π／λ・ｎ１・ｄ・ｃｏｓΘｎ１：ＨＣ的屈折率，ｄ：ＨＣ厚度,Θ：表面反射角从ＰＥＴ界面把反射光不能消除、在特定波长的领域可以减弱反射。YUYEplastic光在两种材料交界面上的反射coscos,010NsNpr光：光：010010R光能的反射率：振幅反射系数:tantantantan;EkHEkH的定义为：仿照光纳定义，YUYEplastic如果膜层没有吸收那么各个界面的振幅反射系数为实数各层薄膜的位相厚度为:43434323232121210101,,,rrrr333322221111cos2,cos2,cos2dNdNdN矢量法YUYEplastic干涉条纹消除对策1.PET界面的反射光消弱HC硬面涂层的折射率（ｎ0）和ＰＥＴ折射率（ｎ2）的差缩小。设置中间层⇒易接着层YUYEplastic单层增透膜是减少界面反射的最简单途径，如右图用矢量法分析：从矢量图上可以看到，合振幅矢量r随着r1和2之间的夹角2δ而变化合矢量端点的轨迹为一园周。当膜层的光学厚度为某一波长的四分之一时，则两个矢量的方向完全相反。具体分析如下：2121210101,nnnnrnnnnrYUYEplastic矢量法用来分析单层薄膜情况：可见当厚度为某一波长1/4，并且r1=r2时剩余反射为零：2012121101021nnnnnnnnnnnrr则即YUYEplasticPET界面的反射光消弱,也就是增加PET的透光率，即可以利用薄膜干涉，提高PET的透光率。增透膜的工作原理：在PET表面涂覆一层厚度均匀的透明介质膜，使其上、下表面对某种色光的反射光产生相消干涉，其结果是减少了该光的反射，增加了它的透射。使n1nn2，则增透膜上、下表面的反射光间没有半波损失。设波长为λ的光垂直入射。则当：时，反射光被削弱，透射加强。取k=0时，易接着层AC的厚度最小：2)12(2sin22212keninnePET界面的反射光消弱(中间层（易接着层）的厚度控制)小结：涂布厚度在3—5um，即使涂布均匀性差彩虹纹也会比较浅但还是会有。要彻底消除或大幅度降低彩虹纹，涂布均匀性一定要好。硬化涂液的折射率一定要小于易接着层折射率，但也不能接近空气的折射率，这样才会增透，薄膜的透光率会大于基材的透光率。YUYEplastic满足以上硬化膜通用的物性需要什么样设备1.机台精准度高（硬件：元件精度，装配精度，软件：控制精度）2.整体结构采用符合无尘室标准之材料制造，具有二次洁净系统，超越无尘室洁净作业标准3.每根滚轮均做镜面处理等精密加工，不刮伤膜片，滚轮拆卸组装方便,易维修保养4.整台机器符合人体工学，作业方便、效率高YUYEplastic满足要求的涂布机需要什么样配置YUYEplastic1.放卷双工位翻式不停机送料座超音波对边机（无尘室专用）清洁滚轮机构静电消除器全自动张力控制器YUYEplastic2.涂布组涂布系统自动补胶系统料槽以及加热系统YUYEplastic备注：涂布头的周围达到100级的洁净度YUYEplastic常用涂布方式介绍YUYEplasticYUYEplasticMicroGravureRollCoaterSlotdieCoater涂布膜厚可5～50μm光阻(液)使用效率达95％以上。可实现±2％的高精度涂布。涂布膜厚可1～60μm。可进行高固化比率的液体涂布。涂布膜厚可3～300μm。能适应基材厚薄以及灰尘等外在影响因素。可对应低速～高速的速率YUYEplasticRipCoaterCommaCoaterGravureCoater涂布膜厚可达15～80μm。较不受涂布液体的黏度以及涂布速度影响。涂布膜厚可达18～100μm。可对应高黏度的涂布液。可轻易改变涂布范围。涂布膜厚可达3～30μm。可对应多种基材，并且容易控制涂布距离YUYEplasticYUYEplasticSlotdiecoating优点：(1)能够实现预计量涂布，涂布湿厚度可以达到1um，甚至更薄；(2)可以实现单层和双层涂布；(3)车速高300m／min，这将大大提高了生产效率；(4)张力调控条缝涂布属于封闭式供液，溶剂不易挥发涂布液，污染问题减少。缺点(1)溶剂型涂布液清洗比较困难，特别是清洗高精度供料系统管路和条缝涂布腔体，可操作性差；(2)对涂布环境洁净度要求高GravureCoatingYUYEplastic工作方式：二轮正转二轮反转三轮转印五轮转印优点：(1)精确的涂布量，涂布湿厚度可以达到1um，甚至更薄；(2)高生产效率，车速高350m／min，缺点：(1)变化涂布量及调整成本相对高(2)可调整机构少(3)背輪尺寸需求多YUYEplasticMicroGravurecoating优点：(1)精确的涂布量(2)变更涂布量容易(3)容易调整涂布面(4)转移涂布质量高缺点：(1)变化涂布量及调整成本高(2)原膜展平度要求高(3)换线清洁不易YUYEplastic微凹版辊网纹数与涂布量对应关系表涂布厚度与微凹版辊网纹数关系：英美传墨标准为BCM，即10亿立方微米／英寸^2，西欧为cm3／m2，两者的换算关系为1BCM=1．55cm3／m2。对于密度为1g／cm3的物料来说，1cm3／m2就等于1um，计算200目(线)的凹版辊涂布湿厚方法：200目表示每英寸长度里有200个网穴(80个网穴／厘米)，200