柔性卷材材料的處理的製作方法

2023-05-05 10:25:36 4

專利名稱：柔性卷材材料的處理的製作方法
技術領域：
本發明涉及柔性巻材材料的處理，尤其是(但非排他性地)涉及將導 電層施加到移動巻材材料例如聚酯上。
背景技術：
為了在移動的巻材材料上進行化學反應(例如在活化的催化材、料上 無電沉積銅，以用於照相圖象的顯影)，傳統上巻材順序浸於一系列液 體浴中。作為這些工藝的實際需要，所述巻材已經巻繞在一系列輥上， 以控制其通過所述浴的路徑，有些情況下所述巻材以蛇行軌跡圍著這些 輥巻繞，以便延長其在特定浴中的時間。當為了進行化學反應將移動的 巻材浸於液體浴的時候，允許發生反應的時間由所述巻材移動的速度和 所述巻材通過所述液體浴的路徑總長度決定。對於給定的巻材移動速 度，路徑越彎曲，巻材在液體中的時間越長。傳統上，巻材保持在張力 下，並通過圍繞布置在液體中的一系列輥沿其路徑進行導向。這些方法 具有需要大體積的液體和複雜的機械系統的缺點，所述機械系統通常包 括安裝在底板上的懸臂輥。多數情況下，輥必須由惰性材料製造或相反 被密封，以保護它們的支承物免於反應浴的化學環境。本發明的目的在 於降低這些方法的複雜性。發明內容根據本發明的一個方面，在流體中浸漬柔性巻材材料的方法包括將 巻材傳遞至流體，隨後從流體中引出巻材，其中巻材在無張力下通過流 體。巻材不受張力裝置限制，也典型地沒有被流體之內的路徑限制導向 裝置限制。巻材而是可以由一個或多個限定流體的壁限制，所述壁通常 為液體容器的壁或液體容器之內的穿孔籠的壁。巻材在流體之內遵循的路徑可以為垂曲線或拋物線環形的一般形 狀，但是在需要巻材在流體內遵循更長路徑的情況下，路徑可以是蜿蜓 的或蛇形形狀，具有多個疊加褶皺，在從流體中引出之前，巻材通常從
所述褶皺的最低處向上移動通過流體。這種情況下，沒有張力裝置例如 輥或其他的巻材的摺疊之間的導向裝置。根據本發明的另 一個方面，用於在流體中浸漬柔性巻材材料的裝置 包括用於容納流體的容器、將巻材送入流體的第 一裝置和用於從流體中引出巻材的第二裝置，在流體的本體之內(body of the fluid )沒有影響 巻材通過流體時的路徑的張力裝置。因此，巻材不受任何張力裝置限制，遵循特定的路徑通過流體。在 本發明中，巻材通過流體的路徑將取決於以下因素，例如容器的尺寸、 流體的深度、傳遞到流體和從流體引出的速度。和現有技術不同，對於 流體本體之內的巻材，沒有張力裝置，典型地沒有導向裝置。優選地，操作第一裝置和第二裝置以在相同的速度送入和引出巻 材，使得浸漬在流體之內的巻材的長度保持恆定。第一和第二裝置可以 位於容器之外，例如以水平間隔的位置在容器之上，使得巻材能夠向下 通過進入流體並從流體向上引出。可選擇地，笫一和/或第二裝置可以 位於容器之內。在使用中，巻材由笫一裝置輸送到容器，通常從進給輥輸送，所述 進給輥例如安裝在遠離容器的制動輥上。制動輥是由於保持設定的制動 力而妨礙其運動從而需要限定的扭矩以保持其旋轉的輥。巻材通過第二 裝置從容器移出，通常被輸送到接收輥，所述接收輥例如安裝在遠離容 器的咬合輥(clutch roller)上。咬合輥是利用受控扭矩而不是受控速度而 旋轉的輥。這樣的輥可用於重繞巻材材料並使巻材保持在受控張力下， 同時通過其他裝置控制其速度，例如一組以固定速度輸送巻材的壓輥。在所描述的優選實施方案中，第一裝置由驅動以將巻材輸送到流體 中的第一對壓輥構成，第二裝置由驅動以將巻材從流體中引出的第二對 壓輥構成，巻材可以通過一個或多個中間輥。而另一個實施方案使用三 個接觸輥，其中僅中間輥被驅動並構成第一裝置和第二裝置的構件。該 實施方案具有確保第一和第二裝置以相同的速度(通過中間輥的轉速確 定)輸送巻材的優點。巻材在流體中的浸漬可以用於任何目的，但是優選在巻材和流體之 間發生化學反應。例如，巻材材料可以為聚酯，流體可以為液體，該液4
體通過化學反應賦予聚酯導電層例如銅。其他可以包括照相顯影、蝕刻、 溶解、剝離等。流體也可由容器內的受控環境組成，例如具有特定特徵 例如溼度、溫度等的氣體環境。


現在參考附圖作為舉例描述本發明的三個優選實施方案，其中圖1、2和3是三個實施方案的示意性側視圖。 附圖的詳細iJL明在圖l所示的第一實施方案中，所述裝置包括第一對壓輥1、 2(構 成第一裝置)和第二對壓輥3、 4(構成第二裝置)，兩對壓輥位於容納處理 液體7的容器6之上。通過第一對壓輥1、2將Melinex聚酯(Melinex是 商標)巻材5輸送到液體7中，並通過第二對壓輥3、 4從液體7中引出。 兩對壓輥以相同的轉速運行但方向相反，使得巻材5以與離開容器6相 同的線速度進入容器6,結果巻材遵循具有固定長度的路徑通過液體7。 如圖l所示，路徑為向下懸垂的環的形狀，類似於垂曲線或拋物線的形 狀。可以看出巻材在通過液體時沒有通過任何輥或導向裝置引導，結果 除了第二套壓輥3、 4施加的張力和容器6的容納壁施加的任何約束之 外，巻材沒有受到限制或拉伸。在圖2中，相同的附圖標記表示與圖1的那些對應的構件，巻材5 遵循具有蜿蜓的或蛇形形狀的路徑，具有許多疊加褶皺，巻材由笫二套 壓輥3、 4從該褶皺下部向上引出通過液體。再次，允許巻材5限定其 自己的路徑和可以遵循複雜的路徑並可以在其自身上折返幾次。假如在 轉折的末端的彎曲部分沒有過度地壓縮，那麼將不會發生巻材5的塑性 變形或摺疊。在圖3中，相同的附圖標記表示與圖1的那些對應的構件，巻材5 從制動輥8通過第一輥系統、經過處理液體7、並通過第二輥系統、在 咬合輥16上接收。在第一輥系統中巻材5由相向旋轉的驅動壓輥10、 ll(構成第一裝 置)驅動，以將巻材以基本上垂直方向送入到處理液體7中。巻材在制 動輥8的作用下圍繞空轉輥9保持緊繃狀態，所述制動輥8由於保持設 定的制動力而減速，使得需要限定的扭矩以保持其旋轉。
處理流體7被限制在聚丙烯槽18中。浸在槽18中的是製造有多孔 面的PVC籠17，以使流體7通過其結構自由流動。設置多孔面的尺寸， 使得巻材5不能通過它們。流體可以通過恆溫控制的浸沒式加熱線巻20 的作用保持恆溫。巻材5垂直向下進入處理流體7，並進入PVC籠17。籠17中的孔 足夠小使得巻材不能穿過它們。然後巻材5遵循通常如圖2所描述的路 徑。巻材5基本上垂直地離開流體7並退出籠17。在第二輥系統中，巻材5由壓輥13、 14(構成第二裝置)驅動，其以 與壓輥IO、 11相同的速度移動巻材5，以在流體7中保持巻材的固定長 度。在巻材5上施加的水平張力通過空轉輥12的作用被轉化為向上的 力。通過巻材和空轉輥12的慣性來平衡張力，以使位於流體7中的巻 材5基本上無張力地離開。巻材5重繞到咬合輥16上，所述咬合輥16通過利用受控扭矩而不 是受控速度而旋轉在巻材5通過空轉輥15時保持巻材5的張力。因此 咬合輥可以用於重繞巻材並使巻材保持在控制的張力下，同時通過以固 定速度輸送巻材的壓輥13、 14來控制巻材的速度。在圖1、 2和3中，裝置可以實現連續移動的聚酯巻材的無電鍍， 例如將銅無電沉積到巻材上。選擇巻材5浸於液體7的時間(通過輥的 速度和路徑長度確定)，以能夠完成液體7和巻材5之間所需的化學反應。如果巻材以0.5m/s的速度移動並且在容器內部巻繞10m的材料， 那麼巻材的每個區域將在容器之內停留總共20秒，因為為了保持這些 路徑不需要輥，所以整個布置可以繞成更小的空間。除減小所需的設備的佔地面積和尺寸之外，該系統還具有以下優點1. 需要較小的液體體積。如果所涉及的化學品特別昂貴，那麼這是 尤其有用的。2. 設備的質量輕得多-更易於運輸和設備的處理，並且可以在上層 樓層上使用。3. 較小體積的液體可以用相對小功率的加熱器迅速地加熱。4. 使用這種小的體積，更易於攪動、再循環和過濾。作為另一個優點，所述系統可以作為獨立的盒(cartridge)處理，並 可以預巻繞特定長度的偽材料。以這種方法，通過將偽巻材接合於現有 生產線中可以引入連續的軸到軸系統。這確保正確的材料長度巻繞到盒 中，並且簡化了設備。類似地，如果需要幾個化學處理，可以將許多這樣的盒接合在一起， 以提供連續的在線處理。實施例1在典型的實施方案中，在100微米厚和50mm寬的Melinex 339聚 酯巻材5(來自DuPont Teijin Films)的一個表面上預印刷乙酸鈀活化劑 溶液。通常如WO 2004/068389所述，通過噴墨印刷僅在所選定的表面 區域上以圖案向其上施加溶液。具體地，製備以下的活化劑溶液wt%乙酸鈀2.0Irgacure 17003.25Irgacure 8191.25DPGDA30.5DPHA3.0Actilane 50510.0雙丙酮醇47.5PVP K302.5粘度，cPs(25。C)17.6乙酸把作為活化劑。Irgacure 1700和Irgacure 819是Ciba Speciality Chemicals, Macclesfield, UK提供的UV光引發劑，Irgacure是商標。 DPGDA是二丙烯酸二丙二醇酯，由UCB， Dragenbos， Belgium提供 的UV可固化活性稀釋單體。DPHA是六丙烯酸二季戊四醇酯，UV可 固化的六官能單體，由UCB, Dragenbos, Belgium提供。Actilane 505 是UV可固化的反應性的四官能聚酯丙烯酸酯低聚物，由Akzo Nobel UVResins, Manchester, UK提供。所述單體和低聚物為液體形式。雙 丙酮醇是乙酸把的溶劑。PVPK30是由ISP， Tadworth， UK提供的聚 乙烯吡咯烷酮品級。PVP構成水溶性化學官能性。單體和低聚物、Actilane 505、 DPHA 和DPGDA反應以形成構成水不溶的化學官能性的聚合物。用XJ500/180印刷頭(得自Xaar of Cambridge, England)以 180x250dpi印刷該流體。然後在Fusion 500瓦特H-燈泡下固化樣品， 每個以20米/分鐘通過4次，導致活化劑層的形成。如圖2所示，將預印刷的巻材5輸送到裝置。容器6包含內部尺寸 為25cm深x25cm、寬度為52mm以容納50mm寬的巻材的矩形槽。所述槽基本上充滿包含Enplate 872A、 B和C試劑(Enplate是商標) 的無電鍍銅溶液，其得自Enthone-OMI，並通常用作無電鍍銅的組分溶 液。尤其是，無電鍍銅溶液具有以下組分Wt%Enplate 872 A 10.713Enplate 872 B 10.713Enplate 872 C 3.571水 補足100%Enplate 872A含有硫酸銅、甲醛、絡合劑(Quadrol)和水；Enplate 872B含有絡合劑(Quadrol)和水；Enplate 872C含有氰化鍾、氫氧化鈉 和水。Quadrol是商標。Quadrol是N,N,N',N，-四(2-羥丙基)乙二胺。對於在室溫下(約25。C)的反應，2分鐘的停留時間是合適的。對於 容器中的10m長的材料，要求0.083m/s的巻材速度。
該處理在已經施加活化劑溶液的巻材表面區域上產生導電的銅膜。實施例2如前面的實例l所述，在100微米厚、152mm寬的Melinex 339聚 酯巻材5(來自DuPont Teijin Films)的一個表面上預印刷乙酸把活化劑 溶液。巻材5巻繞到直徑為72mm的卡板芯上，並安裝到制動輥8上。然 後所述巻材通過如圖3所述的布置。如上述實施例l所述，槽18填充有無電鍍銅溶液。籠17側面的孔 的長度小於25mm，從而使得巻材不能穿過它們。因此，籠17限制了 巻材5的運動。如上述所討論的，通過改變巻材的速度和材料位於流體容納系統中 的長度，可以精確地控制巻材暴露於流體的時間。通過使20m的巻材 堆積在流體容納系統中並以0.3ms1的速度移動巻材，巻材暴露於液體 約67秒。此時，銅層累積在巻材的印刷區域上。該層累積到約310毫 歐姆/方塊的薄層電阻。通過將巻材的速度減小到O.lms1，銅層累積到 更大的厚度，因此得到約102毫歐姆/方塊的更小的表面電阻率。通過驅動壓輥10和11，同時使壓輥13和14保持固定，可以在流體 容納系統中堆積更多的巻材。當暴露的巻材的長度增強到30m並以O.lms-1 的速度移動時，觀察到累積的銅層具有約70毫歐姆/方塊的表面電阻率。
權利要求
1.一種在流體中浸漬柔性卷材材料的方法，所述方法包括將所述卷材傳遞至所述流體，並隨後從所述流體中引出所述卷材，其中所述卷材在無張力下通過所述流體。
2. 權利要求1的方法，其中在連續過程中，所述巻材向下進入所述 流體，並從所述流體向上引出。
3. 權利要求2的方法，其中所述巻材在所述流體之內遵循的路徑為 垂曲線或拋物線環形的一般形狀。
4. 權利要求3的方法，其中所述巻材在所述流體之內遵循的路徑是 蜿蜓的或蛇形形狀，具有多個疊加褶皺，所述巻材在從所述流體中引出 之前，從所述褶皺最低處通常向上移動通過所述流體。
5. 權利要求4的方法，其中在所述巻材的所述褶皺之間沒有張力裝置。
6. 根據權利要求1~5中任一項的方法，其中所迷巻材材料是聚酯， 所述流體是在所述聚酯巻材上形成導電層例如銅的液體。
7. —種用於在流體中浸漬柔性巻材材料的裝置，所述裝置包括用於 容納所述流體的容器，用於將所述巻材輸送到所述流體中的第 一裝置和 用於將所述巻材從所述流體中引出的第二裝置，在所述流體的本體之內 沒有影響所述巻材通過所述流體時的路徑的張力裝置。
8. 權利要求7的裝置，其中所述第 一和笫二裝置以水平間隔的位置 位於所述容器之上，使得所述巻材能向下通過進入所述容器並向上從其 中引出。
9. 權利要求7或8的裝置，其中操作所述第一裝置和所述第二裝置， 以相同的速度輸送和引出所述巻材，使得所述巻材浸漬在所述流體之內 的路徑長度保持恆定。
10. 根據權利要求7 - 9中任一項的裝置，其中所述笫一裝置由驅動 以將所述巻材輸送入所述流體的第一對壓輥構成，所述笫二裝置由驅動 以從所述流體中引出所述巻材的第二對壓輥構成。
全文摘要
一種在流體中浸漬柔性卷材材料的方法，所述方法包括將卷材傳遞至流體，隨後從流體中引出該卷材，其中卷材在無張力下通過流體。因此，卷材不受任何張力裝置限制，按照特殊特定的路徑通過流體。卷材還可以被限定所述流體的一個或多個壁限制，通常為流體容器的壁。這種情況下，卷材通過流體的路徑將取決於以下因素，例如流體容器的尺寸、流體的深度、傳遞到流體和從流體引出的速度。本發明還包括相應的裝置。
文檔編號C23C2/00GK101155942SQ200680009539
公開日2008年4月2日 申請日期2006年3月21日 優先權日2005年3月22日
發明者史蒂芬·布朗, 約翰·克里斯多福·科拉爾, 肖恩·克里斯多福·黑茲爾伍德 申請人:導電噴墨技術有限公司