用于薄膜的纳米压印设备制造技术

本申请涉及纳米压印技术领域，公开一种用于薄膜的纳米压印设备，其压印薄膜单元包括压印薄膜料卷和压合辊组；承载膜单元包括承载膜和第二传送结构，第二传送结构用于循环传送承载膜，压合辊组压合承载膜与压印薄膜，喷涂单元在贴合后的材料的压印薄膜一侧喷涂形成纳米压印胶层；预固化单元用于进行胶体的预固化；压印单元包括表面设置有纳米结构的压印辊和第一压力辊组；紫外固化单元用于将液态的纳米压印胶层固化；保护膜覆盖单元用于形成结合体；收料单元用于将结合体与承载膜分离，并将结合体收卷。本公开减少了压印薄膜在压印时发生的形变，承载膜可循环使用，降低了生产成本，且提高了压印速度，实现了快速批量化、可重复的纳米压印过程。的纳米压印过程。的纳米压印过程。

【技术实现步骤摘要】
用于薄膜的纳米压印设备


[0001]本申请涉及纳米压印
，例如涉及一种用于薄膜的纳米压印设备。

技术介绍

[0002]随着微纳加工技术的不断进步，母版的制备工艺日渐成熟。目前，可以用电子束光刻、离子束光刻、激光直写等方法，结合刻蚀在硅、石英等材料上制备各种微纳结构。然而大幅面微纳结构的制备，其技术难度高，加工费高昂，加工周期长。商用产品的生产必须是廉价的，操作简便的，可工业化批量生产，高重复性的。对于纳米尺度的产品，还必须保持所有图形的精确度和分辨率。
[0003]针对这一挑战，美国“明尼苏达大学纳米结构实验室”从1995年开始了开创性地研究，提出了一种叫做“纳米压印”的新技术。纳米压印技术是一种新型的微纳加工技术。该技术通过机械转移的手段，达到了超高的分辨率，有望在未来取代传统光刻技术，成为微电子、材料领域的重要加工手段。
[0004]随着科学技术的发展，薄膜型的防伪标签应用的场景越来越多。例如钞票防伪，书籍防伪等。在薄膜压印各种五彩斑斓的功能性结构，既提高了观赏性，也增加了安全性。但是在压印功能性结构的过程中，常见固定方式会使薄膜变形，例如工装会使薄膜拉扯变形，使用真空吸附会使薄膜在真空槽附近变形。
[0005]需要说明的是，在上述
技术介绍
部分公开的信息仅用于加强对本申请的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

技术实现思路

[0006]为了对披露的实施例的一些方面有基本的理解，下面给出了简单的概括。所述概括不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围，而是作为后面的详细说明的序言。
[0007]本公开实施例提供一种用于薄膜的纳米压印设备，能够减少薄膜在压印时发生形变，实现快速批量化，可重复的纳米压印过程。
[0008]在一些实施例中，所述用于薄膜的纳米压印设备包括压印薄膜单元、喷涂单元、预固化单元、压印单元、紫外固化单元、保护膜覆盖单元、收料单元和承载膜单元，压印薄膜单元包括压印薄膜料卷和第一传送结构，压印薄膜卷放在压印薄膜料卷上，第一传送结构包括压合辊组；喷涂单元位于压印薄膜料卷的下游，喷涂单元靠近压印薄膜的一端设置有出胶口，喷涂单元用于在压印薄膜与承载膜贴合在一起后，在压印薄膜一侧喷涂形成纳米压印胶层；预固化单元位于喷涂单元的下游，预固化单元用于将纳米压印胶层中多余的溶剂挥发，并进行胶体的预固化；压印单元位于预固化单元下游，压印单元包括压印辊和第一压力辊组，压印辊表面设置有纳米结构，压印辊的下方设置第一压力辊组；紫外固化单元位于压印辊的下方，紫外固化单元包括紫外灯，紫外灯用于发出强紫外光，透过承载膜、压印薄膜将液态的纳米压印胶层固化；保护膜覆盖单元位于压印单元下游，用于将保护膜贴合在
压印薄膜设置有纳米压印胶层的一侧，形成压印薄膜、纳米压印胶层、保护膜的结合体；收料单元位于保护膜覆盖单元下游，用于将结合体与承载膜分离，并将结合体收卷；承载膜单元位于压印薄膜单元、喷涂单元、预固化单元、压印单元、保护膜覆盖单元、收料单元下方，承载膜单元包括承载膜和第二传送结构，第二传送结构用于循环传送承载膜，承载膜为透明且表面平整的膜层，压合辊组压合承载膜与压印薄膜。
[0009]可选的，第一传送结构还包括第一正向辊组和第一校正辊组；压印薄膜出卷后进入第一正向辊组校正，压合辊组位于压印薄膜和承载膜内侧，用于贴合压印薄膜与承载膜，贴合后的压印薄膜和承载膜进入第一校正辊组进行校正，并进一步贴合以减少气泡。
[0010]可选的，压合辊组设置有第一压力传感器，用于检测压印薄膜和承载膜的压合压力，第一压力辊组连接有第二压力传感器，用于监测压印压力。
[0011]可选的，保护膜覆盖单元包括保护膜料卷、改向辊、第二压力辊组和覆膜校正辊组，保护膜卷放在保护膜料卷上，与纳米压印胶层接触一面朝向保护膜料卷的内侧；保护膜出卷后经改向辊改向后与纳米压印胶层接触；第二压力辊组位于改向辊下方，用于将保护膜与带有纳米压印胶层的压印薄膜和承载膜贴合；覆保护膜后的材料进入覆膜校正辊组进行位置调整。
[0012]可选的，第二压力辊组包括第三压力传感器，第二压力辊组可改变并监测贴膜压力，以减少膜层之间的气泡。
[0013]可选的，收料单元包括分离辊、第二校正辊组和收料卷；分离辊将结合体和承载膜分离，第二校正辊组改变并校正结合体的方向，收料卷将结合体收卷。
[0014]可选的，第二传动结构包括转向辊、正向辊和动力校正辊组；动力校正辊组用于校正承载膜的方向并提供承载膜旋转的动力，转向辊用于使承载膜改变方向，正向辊用于调整承载膜的位置。
[0015]可选的，用于薄膜的纳米压印设备还包括设备外壳，设备外壳在与压印薄膜料卷的对应位置处设置有第一观察窗，第一观察窗用于观察压印薄膜料卷的工作状态；设备外壳在与收料单元的对应位置处设置有第二观察窗，第二观察窗用于观察收料单元的工作状态。
[0016]可选的，设备外壳底部设置有地脚，顶部设置有警示灯和空气过滤装置，空气过滤装置将过滤后的空气吹入纳米压印设备。
[0017]可选的，设备外壳的正面设置有操作屏和观察窗口。
[0018]本公开实施例提供的用于薄膜的纳米压印设备，可以实现以下技术效果：
[0019]本公开的纳米压印设备通过将需要压印的目标压印薄膜贴在平整的承载膜上，减少了压印薄膜在压印时发生的形变，承载膜可循环使用，降低了生产成本。本公开通过采用压印薄膜卷和收料单元的收卷结构以实现卷对卷型纳米压印设备，这样能够提高压印速度，实现快速批量化、可重复的纳米压印过程。
[0020]以上的总体描述和下文中的描述仅是示例性和解释性的，不用于限制本申请。
附图说明
[0021]一个或多个实施例通过与之对应的附图进行示例性说明，这些示例性说明和附图并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件示为类似的元件，附图不
构成比例限制，并且其中：
[0022]图1：本公开的一个用于薄膜的纳米压印设备的外观示意图；
[0023]图2：本公开的一个用于薄膜的纳米压印设备的内部结构示意图；
[0024]图3：本公开的压印薄膜单元和承载膜单元的结构示意图；
[0025]图4：本公开的压印单元、保护膜覆盖单元和紫外固化单元的结构示意图；
[0026]图5：本公开的收料单元和承载膜单元的结构示意图；
[0027]图6：本公开的一个用于薄膜的纳米压印设备位置点标记图；
[0028]图7：本公开图6所示的位置点的材料状态结构示意图。
[0029]附图标记：
[0030]压印薄膜单元1，压印薄膜11，压印薄膜料卷12，第一正向辊组13，压合辊组14，第一校正辊组15，第一观察窗16；
[0031]喷涂单元2，出胶口21，纳米压印胶层22；
[0032]预固化单元3；
[0033]压印单元4，压印辊41，纳米结构42，第一压力辊组43；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于薄膜的纳米压印设备，其特征在于，包括：压印薄膜单元(1)，包括压印薄膜料卷(12)和第一传送结构，压印薄膜(11)卷放在所述压印薄膜料卷(12)上，所述第一传送结构包括压合辊组(14)；喷涂单元(2)，位于所述压印薄膜料卷(12)的下游，所述喷涂单元(2)靠近压印薄膜(11)的一端设置有出胶口(21)，所述喷涂单元(2)用于在压印薄膜(11)与承载膜(81)贴合在一起后，在压印薄膜(11)一侧喷涂形成纳米压印胶层(22)；预固化单元(3)，位于所述喷涂单元(2)的下游，所述预固化单元(3)用于将所述纳米压印胶层(22)中多余的溶剂挥发，并进行胶体的预固化；压印单元(4)，位于所述预固化单元(3)下游，所述压印单元(4)包括压印辊(41)和第一压力辊组(43)，所述压印辊(41)表面设置有纳米结构(42)，所述压印辊(41)的下方设置所述第一压力辊组(43)；紫外固化单元(5)，位于所述压印辊(41)的下方，所述紫外固化单元(5)包括紫外灯，所述紫外灯用于发出强紫外光，透过承载膜(81)、压印薄膜(11)将液态的纳米压印胶层固化；保护膜覆盖单元(6)，位于压印单元(4)下游，用于将保护膜(61)贴合在所述压印薄膜(11)设置有纳米压印胶层(22)的一侧，形成所述压印薄膜(11)、纳米压印胶层(22)、保护膜(61)的结合体；收料单元(7)，位于所述保护膜覆盖单元(6)下游，用于将所述结合体与承载膜(81)分离，并将所述结合体收卷；承载膜单元(8)，位于所述压印薄膜单元(1)、喷涂单元(2)、预固化单元(3)、压印单元(4)、保护膜覆盖单元(6)、收料单元(7)下方，所述承载膜单元(8)包括承载膜(81)和第二传送结构，所述第二传送结构用于循环传送承载膜(81)，所述承载膜(81)为透明且表面平整的膜层，所述压合辊组(14)压合所述承载膜(81)与所述压印薄膜(11)。2.根据权利要求1所述用于薄膜的纳米压印设备，其特征在于，所述第一传送结构还包括第一正向辊组(13)和第一校正辊组(15)；所述压印薄膜(11)出卷后进入所述第一正向辊组(13)校正，所述压合辊组(14)位于压印薄膜(11)和承载膜(81)内侧，用于贴合压印薄膜(11)与承载膜(81)，贴合后的压印薄膜(11)和承载膜(81)进入第一校正辊组(15)进行校正，并进一步贴合以减少气泡。3.根据权利要求2所述用于薄膜的纳米压印设备，其特征在于，所述压合辊组(14)设置有第一压力传感器，用于检测压印薄膜(11)和承载膜...

【专利技术属性】
技术研发人员：冀然，李铭，
申请(专利权)人：青岛天仁微纳科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：