【模切涂布干貨分享】薄膜表面功能化涂層工藝

近年來高分子基材的功能薄膜產品在各領域的應用越來越普及，尤其是具有光學功能的薄膜的應用越來越廣泛。高分子薄膜（如PET、PC、PMMA、PVC、 TAC等）具有優秀的光學性能和物理機械性能，通過實施附加的功能涂層如表面硬化涂層或一些特殊的功能涂層，使得這些高分子薄膜材料的功能性得到完善，應用價值上升。

薄膜表面功能化涂層的實施目的有3個：

• 賦予薄膜新的功能

• 對薄膜進行保護提升耐用率

• 對薄膜起到裝飾作用

  
  

總之，通過在薄膜表面實施功能涂層可以使薄膜的品質得到提升，應用范圍得到擴展。

目前制造涂層材料的企業主要集中在日本，進行涂層加工的國家和地區是日本、中國臺灣地區、韓國。在我國目前主要是使用完成涂層的功能膜材料，而在中國進行涂層加工的工業體系尚在建設中。

功能薄膜的關鍵是對薄膜表面使用功能性涂料的處理，采用輻射固化涂料技術在賦予薄膜各種功能的同時提高薄膜的耐擦傷性是功能膜的發展方向。隨著科學技術的發展，用于薄膜的功能涂料種類越來越多，不同的功能可以賦予薄膜更完善的使用功能和保護裝飾功效，可以極大地豐富這些膜材料的應用范圍。

【1】抗靜電硬化涂層

由于種種原因而產生的靜電，是發生頻繁且難消除的危害之一。防靜電薄膜除了應用在顯示器件方面外，近年來隨著IT行業的迅速發展，集成電路、組件及其制品，也大量采用價廉物美的薄膜類包裝材料包裝，如果采用容易產生靜電的薄膜包裝，薄膜會因電磁感應和磨擦產生的靜電積累，對各種敏感性電子元件、儀器儀表等原因產生的高壓放電，使所包裝的商品遭到破壞，造成極大的經濟損失，因此抗靜電薄膜，作為功能性塑料包裝薄膜的一個實用品種，倍受人們關注。

采用涂料生產防靜電薄膜與采用外部抗靜電劑生產抗靜電薄膜不同，涂層型防靜電技術，不使用表面抗靜電劑的溶液對薄膜的表面進行涂布，而是采用導電性涂料涂復在薄膜表面、形成均勻的涂層，從而賦予塑料導電性能，使之成為具有防靜電性能的薄膜。

【2】耐指紋及防污染硬化涂料

涂料中添加指紋處理劑是一種為了提高薄膜表面不留有指紋而設計的一種有機涂膜，主要用于電腦，家電，汽車，建筑等的基板板材。優異的耐指紋效果增強了薄膜材料表面保護功能和裝飾性。

耐指紋及防污染透明薄膜可以采用氟代烷基硅烷等有機或有機／無機復合材料構成涂層組分。其中氟代烷基硅烷中的氟碳基團起到疏水疏油的作用，從而得到耐指紋的效果。

利用納米二氧化鈦的光催化產生極強的自由基可以制造出持久性的防污涂層，目前已廣泛用于內外墻涂料。如將高質量的納米二氧化鈦復合涂料涂布在透明薄膜上可制作防污染薄膜產品。

用于薄膜表面的防污處理，例如建筑及車窗的玻璃貼膜、IMD工藝的塑料產品等薄膜的防污處理。可以研究的薄膜表面不易粘附水和油而提高膜表面疏水性和疏油性的特點，進而達到提高耐污染性的目的。

【3】親水性硬化涂料

現實生活中我們可以看到許多上霧甚至結霜現象，例如冬天窗戶玻璃上、汽車風檔玻璃、浴室玻璃、塑料大棚等，其相互隔開的兩側常出現一定的溫差，溫度低的表面水分的飽和蒸汽壓低于周圍環境的蒸汽壓，從而引起水汽向物體表面聚集，并以微小的水珠形式析出形成霧，而每個小水珠都會使光線發生折射和反射，顯著降低透明材料的透光率，影響視線。如一側溫度過低甚至還會結霜，這就給生產和生活帶來諸多不便，甚至引起重大的損失。

具有超親水功能的薄膜，其在具有防靜電防灰塵的特點外，還能夠抑制薄膜變臟和易清洗的特點以及防霧效果，一旦表面有污物存在只需用水沖洗既可清潔且無需用清潔劑。

【4】自修復涂料

膜材料在應用過程中，受外界因素作用可能會出現表面破損現象，表面的破損會影響到對材料的保護，更會影響到表觀的裝飾效果。受自然界生命體受損后可自行修復 愈合的啟發，產生了自修復涂料。自修復（Self-Healing），也稱為自愈合，即源于醫學和生物的自愈合能力，將其用于材料科學具有仿生的含義。Self-Reparing，即自修復涂料包含更廣義的內涵，即涂層產生裂縫后能自動修復裂縫。

自修復涂料的原理有較多，如在聚合物基體中引入微膠囊形成愈合劑及引發劑，當有裂縫擴展時，嵌在其中的微膠囊被撕裂，愈合劑通過毛細管作用釋放到受損區域，遇到催化劑，便會引發聚合反應，將裂縫處粘合修補好。

雜化有機－無機納米組分可作為細胞壁來組裝賦予自愈功能的微型管路，這些納米組分是通過自組裝表面活性膠囊的模板制備而成的，涂層一旦受損，損傷處便自發修復愈合。

自修復薄膜可以應用到手機、筆記本電腦、家電等的IMD薄膜，使得產品具有更好的表面光澤和色彩鮮艷等裝飾效果。

薄膜的功能化使其應用克服了只具有單一的使用功能，使得薄膜具有了更好的保護功能、裝飾功能以及完善的應用功能，大大地提高了薄膜材料的質量和應用范圍。隨著科學技術的發展，技術交叉應用越來越廣泛，薄膜加工過程輻射固化技術的采用，使其生產質量更高。功能涂層的研究發展將會賦予薄膜更加完善的功能性，功能 薄膜的應用會更加廣泛。

光學薄膜是一類重要的光學元件，它廣泛地應用于現代光學、光電子學、光學工程以及其他相關的科學技術領域。在光的傳輸、調制，光譜和能量的分割與合成以及光與其他能態的轉換過程中起著不可替代的作用。

光學薄膜的應用前景

由于光學薄膜具有良好的性能，使其不僅可以應用在光學領域中，我們生活中的各個領域都有應用，我們的手機電腦屏幕，眼鏡外層的薄膜，光學器件和光通信中的應用更是不勝枚舉。現在光學薄膜在國防中的應用范圍也在逐漸擴寬，如導 彈衛星中的激光器，濾光片;的傳感器，警戒系統，上面都鍍有光學薄膜。

【1】光學薄膜應用于光學儀器

很多光學儀器的透鏡上都鍍有光學薄膜。望遠鏡的透鏡上不鍍光學薄膜，則當光線照射到鏡片上時，某些波長的光反射時會發生干涉相長，使反射光的強度增強，透射光減弱，而且其他的光會產生互補色，會影響望遠鏡的成像。

光學薄膜可以改變光線的透光率，使反射過大的光透射增強，提高透光率，這時候用的就是增透膜。可以用控制薄膜的厚度來控制使哪些波長的光透射增強還是反射增強。在鏡片上鍍膜不僅可以提高望遠鏡的成像質量，還使望遠鏡對各種環境的適用性增強，如雪地，反射光太強會使望遠鏡成像色彩暗淡失真，色差嚴重，在望遠鏡上鍍上紅膜就會很好的解決這些問題。

【2】光學薄膜應用于照明設備

光學薄膜在照明設備中有廣泛的應用，如白熾燈，低壓鈉燈等，可以使照明設備更加的節能。大多都是在燈的表面鍍上一層對紅外光反射很強的增反膜，當光照射在其上時發生干涉相長，增強了反射光以使透射光減弱，從而使得可見光的透射增強。

這樣不僅可以節約能源又可以改變光譜的能量分布，使能量主要分布在可見光上，極少分布在紅外光上，甚至可以使紅外光上的能量為零，所以鍍膜的燈要比不鍍膜的亮。其中白熾燈大多用的二氧化錫薄膜或銀膜，鈉燈用的是二氧化硅膜。

【3】光學薄膜應用于農業生產設施

光學薄膜不僅可以應用在光學系統中，在其他領域也有諸多應用，如農業領域。我們都知道光照對于農業生產的重要作用，隨著科學技術的發展，很多農業種植不再像過去對天氣和季節的依賴性那么強，很多水果和蔬菜都是在大棚中種植。

為了更好的利用光照，發明了一種遮陽節能簾膜，就是利用了光學薄膜技術。當夏季大棚內的溫度過高不適于植物生長時，遮陽膜會反射掉一些紅外輻射，減弱光照強度，從而使大棚內溫度下降。當冬季溫度過低時，遮陽膜會把地表輻射出來的熱量反射回來，阻止熱量從大棚中散發出去，以使大棚內的溫度升高，這樣就不需要人工給大棚進行那么多的加熱，節約了能源。現在已經研制出了新型的遮陽節能簾膜，在高分子材料上鍍制的鋁膜，節能性能，和調節溫度作用更好，已達到了國際先進水平。

常用的光學薄膜

【1】減反射膜

是應用Z廣泛的光學薄膜，它可以減少光學表面的反射率而提高其透射率。對于單一波長，理論上的反射率可以降到零，透射率為1**%;對于可見光譜段，反射率可以降低到0.5%，甚至更低，以保證一個由多個鏡片組成的復雜系統有足夠的透射率和極低的雜散光。現代光學裝置沒有一個是不經過減反處理的。由于其具有極低的反射率和鮮艷的表面顏色，現代人們日常生活中的眼鏡普遍都鍍有減反射膜。

【2】高反射膜

能將絕大多數入射光能量反射回去。當選用介質膜堆時，由于該光學薄膜的損耗極低，隨著膜層數的不斷增加，其反射率可以不斷地增加(趨近于1**%)。這種高反射膜在激光器的制造和激光應用中都是必不可少的。

【3】能量分光膜

可將入射光能量的一部分透射，另一部分反射分成兩束光，Z常用的是T：R=50：50的分光膜。

【4】光譜分光膜

可將入射光中一部分光譜的能量透射，另一部分光譜的能量反射。將長波能量反射、短波能量透射的叫做短波通截止濾光膜;將長波能量透射、短波能量反射的叫長波通截止濾光膜。利用它們可以把一束光分成不同顏色的多束光。例如把一束光分成紅、綠、藍三原色，任何一種色光都可以通過這三種顏色的合成來獲得。這種顏色分光膜在光電的彩色行業，諸如彩色攝影、彩色電視、彩色投影、彩色印刷等領域都是不可缺少的。

【5】寬帶通濾光膜

Z近Z成功的應用，是用于制造低輻射玻璃(LOW-E玻璃)，可以用于發展一種反射熱能量而又可透過太陽光的建筑窗口玻璃。這在能源費用不斷上漲的今天，光學薄膜必將發展成一個大的產業。

可以看到，光學薄膜在光學裝置的幾乎所有特性方面都起著重要作用。可以毫不夸張地說，沒有光學薄膜就沒有近代光學系統。隨著科學技術的發展，光學薄膜與光電子薄膜結合，與能源、環保等其他新技術結合，除了不斷地創造著新概念、新應用外，還會不斷地產生新興產業，推動光學薄膜向著縱深及更寬廣的范圍發展。