unima新材

焦点新闻
当前位置:首页 > 薄膜 > 正文

揭秘富士胶片的核心技术——精密涂布

文章来源:unima新材网  2017-09-08

标签:富士胶片涂布技术精密化学

【小施】管理学家普拉哈拉德(C.K. Prahalad)说,我们可以将多元化公司想象成一棵树:树干和大树枝是核心产品,较纤细的树枝是业务单元,树叶、花与果实则是最终产品。为大树提供养分和起支撑稳定作用的根系,才是公司的核心竞争力。

也就是说,核心竞争力是企业多元化经营的根本。而核心竞争力的基础就源自一家公司所拥有和整合的核心技术。

一个典型的例子就是在遭遇数字化浪潮惨烈冲击之下,日本老牌胶片企业富士胶片的“另类”转型。

富士胶片如何破茧成蝶?“如果说企业拥有的价值观、技术等可以称之为种子,那么市场就会有对各种产品的需求。能使企业技术和市场需求相吻合,就是公司能够长久立足之道。”富士胶片集团首席执行官古森重隆给出了这样的答案。

富士胶片将自己在传统胶片领域积累的精密化学、对光线与色彩的控制等核心技术“重复使用”,通过技术融合不断延伸到医疗/生命科学、高性能材料等领域,开发出含有自己技术的新产品。

其中最具代表性的就是精密涂布技术。

涂布技术是什么?

 

涂布技术的开发和应用, 使彩色感光材料的多功能层结构在性能上得以极大完善并实现工业大生产。可以说, 没有一次多层高速挤压涂布技术, 要实现多达10 余层而总厚度仅为20μm 左右的彩色胶卷工业化生产是不可想象的。

虽然照相感光材料工业虽已日趋衰微, 但涂布技术却被广泛应用于从液晶、智能手机开始的光学材料、电子材料、高机能金属材料、印刷材料、记录材料、表示材料、建筑材料等多个领域。

涂布是需要很多周边技术的综合技术。只有涂布技术是不行的,但涂布技术担任中枢角色。

精密涂布技术应用领域——

 

富士胶片精密涂布工艺的产品案例

富士胶片应用精密涂布技术的产品很多,以下列举几个相关膜产品供大家参考。

 

来源:富士胶片官网

透明超级气体阻挡膜

 

此气体阻隔薄膜可防止有机材料降解,即使是极少量的湿气和氧气,也会将其去除。 采用带致密无机层和保护性有机层(也提供适应性)的有机/无机纳米多层结构,使其适应性和阻隔性不逊于玻璃,可防止破裂以及对无机层造成的其它损坏。

EXCLEAR

该产品为可改变三维形状的低电阻导电膜,公司利用高性能材料的研究成果和卤化银摄影技术(精密涂布技术、图像设计技术等),在透明PET薄膜上形成精细的银线图案。 此导电薄膜具有较高的透明度和曲折性,同时还保持了较低的电阻。



WV薄膜:该薄膜是大分子薄膜,采用结构独特的新材料,微孔呈六角形排列微孔的开口,显示蜂窝图案。 孔的内壁是圆形,邻近的孔想通;此外,还可以单独创建双侧开口、单侧开口、柱状和微镜头阵列结构。

气体分离膜:此气体分离膜适用于天然气净化,它采用膜分离法从混合气体中分离特定气体,利用的是不同气体的渗透率差异。 与其它分离方法(化学吸附、物理吸附等)相比,此方法可以减小生产设施的面积并降低能耗。

该气体分离膜从混合气体中高效分离氧气,只需较低能耗即可生产净化天然气。

富士胶片精密涂布工艺进展

微凹版辊涂布工艺

微凹版辊涂布工艺技术是日本康井精机公司在普通逆向凹版辊涂布工艺基础上开发的专有技术。其基本原理相同, 都是一种自计量方式的涂布工艺:藉助于凹版辊网纹图案、线数以及深度确定带液量, 并通过一些工艺操作条件因素来决定转移涂布量的一种涂布方式。

* 在防反射、防昡光、抗划伤等功能性光学薄膜制备中的应用

富士胶片在US20080113165 专利中提出了由硬质层和低折射层双层结构防反射膜的制备方法, 涂布均采用了微凹版辊涂布工艺。

硬质层的涂布工艺条件:涂布车速10m/min , 凹版辊直径50mm , 网纹密度为180 线/cm , 凹槽深度为40μm , 以线速度为30m/min 逆向运转, 经干燥固化后的硬质层膜为7μm 。然后在硬质层上涂布低折射层。

涂布工艺条件:涂布车速15m/min , 凹版辊直径50mm , 网纹密度为180 线/cm , 凹槽深度为40μm , 以线速度为30m/min 逆向运转, 低折射层厚度为100nm 。

富士公司还有多件防反射膜专利, 尽管配方组分及膜的组成有所不同, 但涂布方式都采用微凹版涂布工艺。

条缝涂布工艺

首先由富士胶片开发应用于磁带的生产, 即底层为非磁性层, 上层为金属磁粉层。上层厚度仅为0.2μm 。这是用金属蒸镀法制得的磁带才能达到的技术水平。目前这种涂布方法仍由富士公司不断改进, 并应用于各类新产品的开发生产。近年来, 台湾学者也对TWSC 涂布工艺进行了系统的理论分析和超薄(0.4μm ~ 1.2μm)涂布实验, 取得了良好的结果。 

* 条缝涂布工艺在防反射膜制造中的应用

富士胶片在美国专利20070139780 中提出在基材上涂有4 层结构的防反射膜, 即基材/硬质层/中折射率层(折射率为1.6 ~ 1.65)/高折射率层(折射率为1.85 ~ 1.95)/低折射率层(折射率为1.45 ~ 1.55)。

制造这样的防反射膜可以有几种涂布方法, 但最好还是采用条缝涂布方式。为了得到200nm 以下的涂膜厚度, 涂液的粘度最好控制在2.0mPa-sec 以下, 涂布量则控制在2.0 ~5.0ml/m2 , 表面张力最好控制在19 ~ 26dy ne 之间。

表面张力太低会影响廓能的最高涂布车速。所采用的条缝涂布模头结构如图12 所示。图中后唇片IUP 为0.5mm , 前唇片ILO 为50μm , 条缝宽度16 为150μm , 长度为50mm , 前唇片18b 与运行基材之间的距离G L 为50 ~ 80μm , 而后唇片18a 与基材的距离GL 为100μm 。四层的涂布车速均为25m/min , 负压设定为0.8Kpa.干燥固化后硬质层的厚度为8μm , 中折射率层(折射率为1.63)厚度为64nm , 高折射率层(折射率为1.93) 厚度为103nm , 低折射率层(折射率为1.45) 厚度为83nm 。

涂布机为四站式一次涂成, 涂布前设有基材净化除尘设施, 对空气净化也有严格要求。专利说明中列出了各层的组分及配方。富士公司还有多件条缝涂布制造防反射膜的专利得到了授权。

总结

根据商品性能、用途、支持体的不同,所需要的涂布技术的性能、精度、周边技术也有所不同,但其根本是共通的。

为了灵活运用涂布技术,并使其在必要的商品生产中起作用,需在其根本技术的基础上,进行实践、应用、故障对应。

因此我们邀请了曾任富士胶片产品工程技术与发展中心研发经理的成濑先生为大家介绍精密涂布技术的应用·实践、故障对应技术及最新信息。

本次他将以不同以往的新角度,加入丰富的新内容,理论结合实践介绍生产高性能商品所需要的观点。

此外,他还将阐述最引人关注的二次电池隔膜的涂布技术。

您已经表过态了
0() VS ()0
 IBTE-2017深圳国际锂电技术展览会

IBTE-2017深圳国际锂电技术展览会

地点:珠三角

时间:2017/11/27 - 2017/11/29

为什么要参加“全球高功能膜产业创新论坛”?

为什么要参加“全球高功能膜产业创新论坛”?

地点:上海

时间:2017/10/25 - 2017/10/26

热门专栏Hot Columnist

杨青

工学博士,中国商飞-上海飞机制造有限公司-复材中心博士后研究员

宫非

志阳科技创办人兼董事长,石墨烯资深专家

解明

宁波艾特米克锂电科技有限公司总经理,能源领域专家

赵伟

山东大学工学博士,碳纤维及复合材料专家

邮件订阅