用于制备导电薄膜的卷对卷式镀膜设备的制作方法

1.本实用新型涉及导电薄膜技术领域，具体而言，涉及用于制备导电薄膜的卷对卷式镀膜设备。


背景技术：

2.金属网格触控传感器具有灵活性强、成本低的优点，其原理为在pet 等基材上依次涂上紫外线固化层、纳米钯颗粒催化层和水溶性保护层，涂布后纳米钯颗粒催化层会沉入紫外线固化层，然后经过曝光工站，曝光出我们想要的传感器图案部分，再送往湿制程工站进行显影，洗去保护层和所需图案外的催化层以及紫外光固化层，再通过化学镀金属在预先设计的图案上镀金属，再经过黑化颜色处理后得到具有功能的产品。
3.由于此产品表面表面线路宽度最小可以低于5μm，故在整合湿制程中任何表面与导辊的直接接触都有较高风险会造成线路损伤。此外，由于产品与导辊的面对面接触，还会带来其他问题，如材料褶皱、产品划伤、导辊与材料之间打滑等。
4.有鉴于此，特提出本实用新型。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种用于制备导电薄膜的卷对卷式镀膜设备，其包括导辊组和镀膜装置；
6.所述导辊组中的导辊在运行时带动基材膜依次通过所述镀膜装置的各功能组件以在所述基材膜上形成导电图案；
7.所述功能组件包括显影组件、金属镀膜组件及黑化组件；
8.通过所述功能组件的至少部分导辊表面包覆有纤维织物层，所述纤维织物层的主要成分为尼龙纤维。
9.可选的，如上所述的卷对卷式镀膜设备，所述显影组件包括一个或多个显影容器，所述显影容器在使用时承装有显影液，能够与所述显影液接触的导辊表面包覆有所述纤维织物层。
10.可选的，如上所述的卷对卷式镀膜设备，所述金属镀膜组件包括一个或多个镀金属容器，所述镀金属容器在使用时承装有镀金属液，能够与所述镀金属液接触的导辊表面包覆有所述纤维织物层。
11.可选的，如上所述的卷对卷式镀膜设备，在所述显影组件的上游还设置有放卷组件，在所述黑化组件的下游还设置有收卷组件。
12.可选的，如上所述的卷对卷式镀膜设备，通过所述收卷组件的导辊表面均包覆有所述纤维织物层。
13.可选的，如上所述的卷对卷式镀膜设备，在所述显影组件和所述金属镀膜组件之间、所述金属镀膜组件与所述黑化组件之间、所述黑化组件和所述收卷组件之间均设置有水洗组件。
14.可选的，如上所述的卷对卷式镀膜设备，所述镀膜装置中，能够与液体接触的导辊表面均包覆有所述纤维织物层。
15.可选的，如上所述的卷对卷式镀膜设备，所述导辊组中导辊的数量为 100～300支，其中所述显影组件含有导辊的数量为40～80支，所述金属镀膜组件的数量为10～30支。
16.可选的，如上所述的卷对卷式镀膜设备，所述纤维织物层为尼龙丝袜材质层。
17.可选的，如上所述的卷对卷式镀膜设备，所述金属镀膜组件为铜镀膜组件。
18.本实用新型的有益效果为：
19.通过在卷对卷式镀膜设备表面包覆纤维织物层，能非常有效地提升导电薄膜的良品率，由原来的低良率约30％提升至约90％。尼龙纤维特有的硬度和表面粗糙度使其非常适合于应用在湿法卷对卷制程中，可以有效弥补导辊本身的缺陷从而减弱生产过程中膜面褶皱现象及产品表面的划伤，在湿法制程导辊设备中采用尼龙纤维套管后有效提升了设备工艺稳定性及产品良率，同时此方法具有成本低维护简单的优点。
附图说明
20.为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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。
21.图1为本实用新型一个实施例所提供的用于制备导电薄膜的卷对卷式镀膜设备示意图；
22.图2为本实用新型一个实施例所提供的在包裹纤维织物层前产品表面的物理损失展示；
23.图3为本实用新型一个实施例所提供的在包裹纤维织物层后产品表面展示；
24.图4为本实用新型一个实施例所提供的在包裹纤维织物层前基材膜褶皱问题展示；
25.图5为本实用新型一个实施例所提供的在包裹纤维织物层后基材膜表面展示。
具体实施方式
26.现将详细地提供本实用新型实施方式的参考，其一个或多个实例描述于下文。提供每一实例作为解释而非限制本实用新型。实际上，对本领域技术人员而言，显而易见的是，可以对本实用新型进行多种修改和变化而不背离本实用新型的范围或精神。例如，作为一个实施方式的部分而说明或描述的特征可以用于另一实施方式中，来产生更进一步的实施方式。
27.除非另有说明，用于披露本实用新型的所有术语(包括技术和科学术语) 的意义与本实用新型所属领域普通技术人员所通常理解的相同。通过进一步的指导，随后的定义用于更好地理解本实用新型的教导。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。
28.本文所使用的术语“和/或”、“或/和”、“及/或”的选择范围包括两个或两个以上相关所列项目中任一个项目，也包括相关所列项目的任意的和所有的组合，所述任意的和所
有的组合包括任意的两个相关所列项目、任意的更多个相关所列项目、或者全部相关所列项目的组合。需要说明的是，当用至少两个选自“和/或”、“或/和”、“及/或”的连词组合连接至少三个项目时，应当理解，在本技术中，该技术方案毫无疑问地包括均用“逻辑与”连接的技术方案，还毫无疑问地包括均用“逻辑或”连接的技术方案。比如，“a及/ 或b”包括a、b和a b三种并列方案。又比如，“a，及/或，b，及/或，c，及/或，d”的技术方案，包括a、b、c、d中任一项(也即均用“逻辑或”连接的技术方案)，也包括a、b、c、d的任意的和所有的组合，也即包括 a、b、c、d中任两项或任三项的组合，还包括a、b、c、d的四项组合 (也即均用“逻辑与”连接的技术方案)。
29.本实用新型中所使用的术语“含有”、“包含”和“包括”是同义词，其是包容性或开放式的，不排除额外的、未被引述的成员、元素或方法步骤。
30.本实用新型中用端点表示的数值范围包括该范围内所包含的所有数值及分数，以及所引述的端点。
31.本实用新型中所使用的术语“上游”、“下游”是指相对于语境中的参照物而言位于工艺流程中的相对位置。基材膜进入所述镀膜装置的位置为工艺流程的最上游方向，基材膜离开所述镀膜装置的位置为工艺流程的最下游方向。
32.本实用新型中所使用的术语“容器”是指用于承装液体的器具，容器通常设置有便于基材膜进入和离去容器内部的开口，但容器的形状不做特别的限定，其可以为瓶、桶、箱、盆、槽、瓮等。作为典型的形式，容器为四周高，中间凹下，具有一个开口的形式。
33.本实用新型中所使用的术语“织物”是由细小柔长物通过交叉，绕结，连接构成的平软片块物。织物是由存在交叉关系的纱线构成的。主要成分为尼龙纤维的织物为本领域技术人员所熟知的。尼龙纤维在织物的重量百分数可以为50％以上，例如60％、70％、80％、85％、90％、95％或者更高。优选的纤维织物层为尼龙丝袜材质层，更优选尼龙丝袜材质层中尼龙纤维的含量不低于85％(重量百分数)，其余成分可以为氨纶等常规成分。
34.尼龙是指组成单位主要由酰胺连接的缩合聚合物，其原材料主要是碳、氢和氧。从这些原材料中一般合成两种基本化学物质，在大多数情况下己二胺和己二酸。它们被混合在一起聚合形成尼龙。在优选的实施方式中尼龙包括尼龙66和/或尼龙6。
35.纤维织物层，特别是尼龙丝袜材质的厚度可以为1d～500d，或更大的 d数。具体可以为15d、20d、30d、40d、70d、120d、150d、200d、300d。 d代表丹尼数(denier)。纤维织物层的支数不做具体限定，其可以为，10～150 支，例如20支、40支、80支、120支。
36.本实用新型中所使用的术语“导辊”是指表面基本平滑的柱状物，其横截面可以为多边形、椭圆形，但优选为基本圆形。导辊可通过绕其轴向选择而引导附着于导辊上的基材膜的运动。导辊的整体上通常是刚性的，例如橡胶、塑料、金属、玻璃或其组合；但导辊与纤维织物层接触的材质部分可以为较为柔软的材质，如橡胶。导辊可以是空心的或实心的。
37.本实用新型中所使用的术语“基材膜”，或称薄膜基材层，作为上述基材膜的原料，例如，聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)、透明聚酰亚胺(cpi)、环烯烃聚合物【cop，可以特别是环烯烃共聚物(coc)】、超级延迟膜 (srf)、聚萘二甲酸乙二醇酯(pen)、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚乙烯(pe)、聚丙烯(pp)、聚苯乙烯、eva、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯等、聚醚醚酮(peek)、聚砜(psf)、聚醚砜(pes)、聚碳酸酯(pc)、聚酰胺、聚酰亚胺、丙烯酸类树脂、三乙酰基纤维素(tac)等。在本实用新型中，从透明度、耐热性、易处理性和成本的观点来看，上述基材膜
优选是聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜。
38.本实用新型中，涉及“多个”、“多种”等描述，如无特别限定，指在数量上指大于等于2。
39.本实用新型中，以开放式描述的技术特征中，包括所列举特征组成的封闭式技术方案，也包括包含所列举特征的开放式技术方案。
40.本实用新型中，“优选”、“更好”、“更佳”、“为宜”仅为描述效果更好的实施方式或实施例，应当理解，并不构成对本实用新型保护范围的限制。
41.本实用新型的目的在于提供一种用于制备导电薄膜的卷对卷式镀膜设备，其包括导辊组和镀膜装置；
42.所述导辊组中的导辊在运行时带动基材膜依次通过所述镀膜装置的各功能组件以在所述基材膜上形成导电图案；
43.所述功能组件包括显影组件、金属镀膜组件及黑化组件；
44.通过所述功能组件的至少部分导辊表面包覆有纤维织物层，所述纤维织物层的主要成分为尼龙纤维。
45.金属镀膜组件所镀金属为导电金属，优选为轻质的金属或其合金，进一步优选为铜或铝。为了降低导电金属表面金属光泽或者可视效果并抑制其随时间氧化而褪色，导电金属部分的表面优选被黑化。可以通过在黑化的铜、黑化的镍、黑化的锡、黑化的镍-锡、黑化的镍-锌等的电解溶液中浸渍进行黑化处理。此外，可以使用在印刷线路板领域中进行的方法，例如在氯化钠(31g/l)、氢氧化钠(15g/l)和磷酸三钠(12g/l)的水溶液中于95℃下处理2分钟；或可以通过在含钯离子溶液或者含硒化合物溶液中浸渍进行黑化处理。
46.纤维织物层包覆在导辊表面的方式可通过多种方式进行处理，例如热压、粘连或者捆绑固定等。在优选的方式中，可将清洁干净的导辊套入纤维织物层，再用扎带固定两端的开口以避免串动。包覆后的纤维织物层在导辊表面通常是平整的。
47.导电薄膜可以是用于制备智能手机、平板电脑、电子白板、教育黑板、智能电视、数字标牌等智能化触控产品的导电薄膜。
48.在一些实施方式中，所述显影组件包括一个或多个显影容器，所述显影容器在使用时承装有显影液，能够与所述显影液接触的导辊表面包覆有所述纤维织物层。
49.在一些实施方式中，显影容器的数量为2、3、4或更多个。
50.在一个典型的三容器连续显影制程中，第一个显影液可以是包含10克每升的的二乙醇胺的水溶液，温度控制在30℃～40℃，浸泡时间30～90秒；第二个显影液可以是包含70％卡必醇的水溶液，温度控制在30℃～45℃，浸泡时间30～90秒；第三个显影液可以包含0.4克每升的二乙醇胺及1克每升的十二烷基硫酸钠水溶液，温度控制在30℃～40℃，浸泡时间30～90秒。每个显影容器之间可以有单独水洗容器以减少不同溶液间交叉污染。在显影结束后膜材表面的水可以用热风吹干以避免对后续镀金属制程有影响。
51.可选的，如上所述的卷对卷式镀膜设备，所述金属镀膜组件包括一个或多个镀金属容器，所述镀金属容器在使用时承装有镀金属液，能够与所述镀金属液接触的导辊表面包覆有所述纤维织物层。
52.因为显影药水的特殊成分，并且其通常是碱性的，会与导辊出现打滑现象，同样的打滑现象也在镀金属容器内发生；大量的导辊打滑，对全线的张力控制造成了很大影响，从
而引起设备的运行不稳和宕机现象；而该类材料表面较硬，产品上的线条较软且细，若出现材料和导辊打滑现象则容易把材料表面的线路划断，纤维织物层能够有效减少或杜绝打滑现象的发生。
53.显影容器和/或镀金属容器的材质优选为耐腐蚀的材质，如不锈钢等。
54.在一些实施方式中，在所述显影组件的上游还设置有放卷组件，在所述黑化组件的下游还设置有收卷组件。
55.在一些实施方式中，通过所述收卷组件的导辊表面均包覆有所述纤维织物层。
56.在一些实施方式中，在所述显影组件和所述金属镀膜组件之间、所述金属镀膜组件与所述黑化组件之间、所述黑化组件和所述收卷组件之间均设置有水洗组件。
57.每个水洗组件中的水洗容器数量可以为1、2、3、4、5个，或更多个。
58.在一些实施方式中，所述镀膜装置中，能够与液体接触的导辊表面均包覆有所述纤维织物层。
59.液体槽导辊增加纤维织物层后，通过增加导辊与产品的摩擦力，解决了导辊的打滑问题，从而大幅减少并避免产品的划伤，蹭伤；其它区域(例如收卷组件)导辊增加尼龙纤维，同样减轻了产品的划伤问题，又因尼龙纤维表面较光滑，可解决产品在运行过程中的褶皱问题，提升设备运行的稳定性。
60.在一些实施方式中，所有导辊表面均包覆有所述纤维织物层。
61.在一些实施方式中，所述导辊组中导辊的数量为100～300支，例如150、 200、250支；其中所述显影组件含有导辊的数量为40～80支，所述金属镀膜组件的数量为10～30支。
62.在本实用新型提及的所有文献都在本技术中引用作为参考，就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。除非和本技术的实用新型目的和/或技术方案相冲突，否则，本实用新型涉及的引用文献以全部内容、全部目的被引用。本实用新型中涉及引用文献时，相关技术特征、术语、名词、短语等在引用文献中的定义也一并被引用。本实用新型中涉及引用文献时，被引用的相关技术特征的举例、优选方式也可作为参考纳入本技术中，但以能够实施本实用新型为限。应当理解，当引用内容与本技术中的描述相冲突时，以本技术为准或者适应性地根据本技术的描述进行修正。
63.下面将结合实施例对本实用新型的实施方案进行详细描述。应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，优先参考本实用新型中给出的指引，还可以按照本领域的实验手册或常规条件，还可以参考本领域已知的其它实验方法，或者按照制造厂商所建议的条件。
64.实施例
65.在本实施例中，所提供的为卷对卷湿法镀铜导电薄膜设备。显影镀铜线是根据特殊工艺需求定制的专业设备，全长60m，其糅合了显影、镀铜、黑化三个主要工艺。全线由于是平铺式的卷对卷运行方式，不同材料在设备上的运行都会接触导辊，并依靠部分导辊牵引其前进。该设备制备导电薄膜的工艺原理为：在pet基材上依次涂上紫外线固化层、纳米钯颗粒催化层和水溶性保护层，涂布后纳米钯颗粒催化层会沉入紫外线固化层，然后经过曝光工站，曝光出我们想要的传感器图案部分，再送往湿制程工站进行显影，洗去保护层和所需图案外的催化层以及紫外光固化层，再通过化学镀铜在我们设计的图案上镀铜，再经过黑化颜色处理后得到具有功能的产品。
66.请参照图1，该设备包括导辊组和镀膜装置。所述导辊组中包含210支的导辊1。导辊1在运行时带动基材膜依次通过所述镀膜装置的各功能组件以在所述基材膜上形成导电图案；所述功能组件包括放卷组件2、显影组件 3、第一水洗组件4、镀铜组件5、第二水洗组件6、黑化组件7、第三水洗组件8、以及收卷组件9。其中，导辊1的分布为显影组件3有60支、第一水洗组件4有10支、镀铜组件5有20支、第二水洗组件6有10支、黑化组件7有10支、第三水洗组件8有20支，其它组件80支。
67.显影组件3和镀铜组件5中的导辊1表面均包覆有丝袜材质的织物层。
68.具体的：上一工序来的卷材在放卷组件2工位进行放卷作业，可以进行在线不停机接卷，实现高效率。放卷作业后的卷材进入显影组件3进行显影，显影槽共3个，分别用不同功能的药水来洗去来料的保护层，催化层以及uv固化层保留所需图形。随后卷材进入第一水洗组件4以清除残留的显影药水，保证进入下
ー
工艺的产品是干净的。在镀铜组件5，以氧化还原的方式在所需要的图形上进行化学镀铜。第二水洗组件6中的水洗槽清除残留的镀铜溶液后进行黑化。黑化组件7以化学镀的形式在图形的铜网格线上覆盖一层黑化层提高视觉效果。黑化后的卷材经第三水洗组件8 清洗掉残留的黑化溶液后进行收卷。收卷组件9将产品以卷材的形式进行收卷，并在收卷过程中贴上间隔膜以避免材料表面的相互摩擦。
69.基于尼龙纤维的纤维织物层在卷对卷湿法镀铜中成功地解决了工艺、设备两部分的问题。工艺部分解决了材料与导辊接触而产生的划伤、擦伤问题；设备方面，因特殊的硬度和表面粗糙度，使设备在运行中表现更稳定。尼龙纤维的应用使湿法镀铜制程的工艺得到改善，产品的良率得到显著提升。通过在液体槽如显影和化学镀铜槽中的导辊上增加尼龙纤维(丝袜等)，能非常有效地解决产品上的划伤、蹭伤问题，由原来的低良率30％提升至90％，如图2所示，在包裹纤维织物层前产品表面见明显物理划伤(圈出部分，蹭伤和划伤)，在包裹纤维织物层后产品表面无可见划伤(图3)。尼龙纤维在其它区域的导辊上的应用：因特殊的硬度和表面粗糙度能够有效地解决薄材料运行产生的褶皱问题，加装丝袜后褶皱90％解除，如图4 (圈出部门，具有明显褶皱)及图5所示(圈出部门，平整不具有褶皱)。
70.以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准，说明书及附图可以用于解释权利要求的内容。