Ohutkalvo-optiikan pinnoitusmenetelmät

Abstract

Tämän opinnäytetyön aiheena on ohutkalvo-optiikan pinnoitusmenetelmät. Työ on tehty yhteistyössä Nanocomp Oy:n ja Itä-Suomen yliopiston kanssa. Opinnäytetyön tarkoituksena oli perehtyä pinnoituksen paksuuden hallittavuuteen ja sen vakaana pitämiseen. Opinnäytetyö esittelee muutamia yleisiä rullalta rullalle valmistusmenetelmiä, joita voidaan hyödyntää filmin päällystysprosessissa. Opinnäytetyön pääpaino kuitenkin pysyy syväpainopinnoitusprosessissa, sillä tätä menetelmää Nanocomp käyttää.

Opinnäytetyö esittelee myös pinnoitusteollisuudessa käytettyjä syväpainotelan pintakuviointeja, kuviointien valmistusmenetelmiä ja kuviointien mukanaan tuomia etuja. Lisäksi esitellään rainan pintakäsittelymenetelmiä pintaenergian nostamiseksi ja adheesion parantamiseksi. Tämän opinnäytetyön tutkimisosiossa selvitettiin testien avulla myös syväpainotelan rakenteen koon vaikutusta pinnoituksen paksuuteen.

Aiheeseen perehtymisen tavoitteena oli luoda pohjaa syväpainotelan pintarakenteen muodon sekä pintarakenteen koon valinnalle, kun valmistusmenetelmänä käytetään rullalta rullalle pinnoitusta. Tulokset osoittavat, että syväpainotelan kuvioinnin tilavuuden kasvu lisää pinnoituksen paksuutta odotetusti. Nanocompin rullalta rullalle prosessissa pinnoitteen kaulitseminen ja siinä käytetty paine määrää lopullisen paksuuden tuotteessa.

The subject of this thesis was coating methods of thin film optics. It was done in collaboration with Nanocomp Oy Ltd. and University of eastern Finland. The objective of this thesis was to explore thickness of coating and find out how to control it and keep it stable. In this thesis, some common methods which are used in Roll to Roll (R2R) processes, which can be utilized in film coating process are introduced. Production in Nanocomp is based on gravure coating and that is the reason why the main focus will be kept in this method.

Additionally most common gravure cell shapes, methods for cell creation and advantages of the different cell shapes are introduced. Furthermore, some substrate treatment methods for increasing surface energy and improving the adhesion are presented. Gravure cell volume effect to coating thickness was researched with tests in the experimental part of the thesis. The Aim of the research and fact collecting was to create basis for the selection of the gravure cell shape and volume when R2R coating is used as a processing method.

As expected, the results prove that increasing the cell volume also increases the thickness of the coating layer. The pressure of rolling nip determined the thickness of the coating in Nanocomp’s final product.