DE102015120535A1 - Apparatus and method for producing a double-sided microstructured film - Google Patents

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Klaus Zimmer
Thomas Arnold
Martin Ehrhardt
Christian Elsner
Lukas Bayer
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Leibniz Institut fuer Oberflachenmodifizierung eV
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung einer beidseitig mikrostrukturierten Folie (13) sowie eine nach dem Verfahren hergestellte beidseitig mikrostrukturierte Folie (13). Die Vorrichtung umfasst:
– eine Beschichtungseinheit (20), mit der ein UV-aushärtbares Material (21) beidseitig auf eine Folie auftragbar ist;
– einen drehbaren ersten Walzenkörper (4) mit einer Mikrostruktur auf seiner Walzenoberfläche (2), wobei der erste Walzenkörper (4) so angeordnet ist, dass die Walzenoberfläche (2) die Mikrostruktur auf einer ersten Folienseite der beschichteten Folie (12) aufprägen kann;
– einen drehbaren zweiten Walzenkörper (5) mit einer Mikrostruktur auf seiner Walzenoberfläche (2), wobei der zweite Walzenkörper (5) so angeordnet ist, dass die Walzenoberfläche (2) die Mikrostruktur auf einer zweiten Folienseite der beschichteten Folie (12) aufprägen kann; und
– zumindest eine den Walzenkörpern (4,5) zugeordnete UV-Strahlungsquelle (3).
The invention relates to a device and a method for producing a film microstructured on both sides (13) as well as a film microstructured on both sides produced by the method (13). The device comprises:
- A coating unit (20) with which a UV-curable material (21) can be applied to both sides of a film;
- a rotatable first roll body (4) having a microstructure on its roll surface (2), the first roll body (4) being arranged so that the roll surface (2) can impress the microstructure on a first sheet side of the coated sheet (12);
- A rotatable second roller body (5) having a microstructure on its roll surface (2), wherein the second roller body (5) is arranged so that the roller surface (2) can impart the microstructure on a second film side of the coated film (12); and
- At least one of the roller bodies (4,5) associated with UV radiation source (3).

Figure DE102015120535A1_0001
Figure DE102015120535A1_0001

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung einer beidseitig mikrostrukturierten Folie sowie eine nach dem Verfahren hergestellte Folie.The invention relates to a device and a method for producing a film microstructured on both sides as well as a film produced by the process.

Technologischer HintergrundTechnological background

Oberflächen von biegsamen Trägermaterialien kontrolliert mit feinen, definierten Strukturen zu versehen, ist von großer Bedeutung in vielen technologischen Anwendungen, wie beispielsweise in der flexiblen Elektronik, der Mikrofluidik, bei elektronischen Schaltungen oder Herstellung flexibler Displays. Die Skala, auf der diese Oberflächen präzise hergestellt werden sollen, reicht dabei bis zur Mikroskala. Dann spricht man von Mikrostrukturen. Eine besondere Aufgabe ist es dabei, biegsame Trägermaterialien beidseitig mit hoher Überdeckungsgenauigkeit herzustellen. Controlling the surfaces of flexible substrates with fine, defined structures is of great importance in many technological applications, such as in flexible electronics, microfluidics, in electronic circuits or in the production of flexible displays. The scale on which these surfaces are to be produced precisely extends to the micro-scale. Then one speaks of microstructures. A special task is to produce flexible substrates on both sides with high coverage accuracy.

In Kang et al., Sci. Rep. 4, 5387 (2014) wird das Drucken von RFID Bauelementen untersucht und hierfür einseitig verschiedene Schichten aufgebracht. Die Genauigkeit der Funktionsschichten bestimmt wesentlich die Funktionalität des Gesamtbauteils. Neben den Dimensionen der Muster in den einzelnen Schichten ist die Genauigkeit der Überlagerung der Muster ein weiteres wichtiges Merkmal. Die Überdeckungsgenauigkeit, die zwischen den einzelnen Schichten erreicht wurde, liegt im Bereich von ±30 µm. Hierbei erfolgte die Herstellung der strukturierten Elemente sequenziell an mehreren Stationen, wodurch verschiedene Ungenauigkeiten bezügliche der genauen Lage und damit der Überdeckungsgenauigkeit zu erwarten sind. Die Bestimmung der Überdeckungsgenauigkeit an verschiedenen Positionen zeigt, dass auch Fragen der Stabilität des Trägermaterials eine wichtige Rolle spielen.In Kang et al., Sci. Rep. 4, 5387 (2014) the printing of RFID components is investigated and different layers applied on one side. The accuracy of the functional layers significantly determines the functionality of the overall component. In addition to the dimensions of the patterns in the individual layers, the accuracy of overlaying the patterns is another important feature. The coverage accuracy achieved between the individual layers is in the range of ± 30 μm. In this case, the production of the structured elements was carried out sequentially at several stations, whereby various inaccuracies with respect to the exact location and thus the coverage accuracy can be expected. The determination of overlay accuracy at different positions shows that issues of substrate stability also play an important role.

Gegenwärtige Anwendungen, die eine hohe Überdeckungsgenauigkeit im Rolle-zu-Rolle-Produktion erfordern, sind: Herstellung flexibler Displays, elektronische Schaltungen auf flexiblen Träger und flexible Elektronik. Current applications requiring high coverage accuracy in roll-to-roll production include: manufacturing flexible displays, flexible-carrier electronic circuits, and flexible electronics.

Gegenwärtige Verfahren zur Erzielung einer hohen Überdeckungsgenauigkeit beinhalten die Fixierung einer Folie auf einem steifen Substrat mit nachfolgender Prozessierung und Ablösung der Folie vor der Nutzung (Display). Current methods for achieving high registration accuracy include fixing a film to a rigid substrate with subsequent processing and release of the film prior to use (display).

In DE 10 2013 106827 A1 wird das Problem der deckungsgenauen Herstellung (Registriergenauigkeit) von Photomasken beschrieben, das auch durch den Verzug des Trägermaterials verursacht werden kann. Hierbei ist eine große Genauigkeit trotz Marken im Randbereich nicht über die gesamte Fläche erreichbar. Die vorgesehene Lösung beruht auf der Anwendung einer inhärenten Maske, die nachfolgend in unterschiedliche Funktionsschichten übertragen wird. Nachteilig ist hierbei, dass diese inhärente Maskierungsschicht dauerhaft im Produkt verbleibt; darüber hinaus ist nur eine einseitige Registrierung möglich.In DE 10 2013 106827 A1 describes the problem of congruent production (registration accuracy) of photomasks, which can also be caused by the distortion of the substrate. In this case, a high accuracy despite marks in the edge area is not accessible over the entire surface. The proposed solution is based on the application of an inherent mask, which is subsequently transferred into different functional layers. The disadvantage here is that this inherent masking layer remains permanently in the product; In addition, only one-sided registration is possible.

Bekannte Techniken der Herstellung von Oberflächenstrukturen durch Belichtung sind in CH 697447 diskutiert. Die UV-Belichtung zur Mikrostrukturierung von härtbaren Fotolacken in mehreren Schritten auf planen Substraten ist in GB 20090001958 dargestellt. Hierbei können auch unterschiedliche Masken, Musteroberflächen und Verfahren genutzt werden, um Oberflächenmikrostrukturen zu kopieren oder das flächig aufgebrachte Photopolymer lokal zu lösen und so eine vielfältig strukturierte Oberfläche zu erhalten. Well-known techniques for the production of surface structures by exposure are known in CH 697447 discussed. The UV exposure for the microstructuring of curable photoresists in several steps on planar substrates is in GB 20090001958 shown. In this case, different masks, pattern surfaces and methods can be used to copy surface microstructures or locally dissolve the photopolymer deposited on the surface and thus obtain a diverse structured surface.

Grundlegende Methoden zur Mikrostrukturierung unter Nutzung von photohärtbaren Materialien und planen oder zylindrischen Masken sind in US 5,259,926 dargestellt. Hier wird in einem Mehrschrittverfahren eine bestimmte Substratfläche mit Mikrostrukturen versehen. Basic methods of microstructuring using photohardenable materials and planar or cylindrical masks are in US 5,259,926 shown. Here, in a multi-step process, a certain substrate surface is provided with microstructures.

Die Herstellung eine Überdeckungsgenauigkeit beim UV-Härten von Photopolymeren mit UV-Licht wird in US 2002/098426 dargestellt und hierfür separate Strukturen in der Maske verwendet. The production of a coverage accuracy in UV curing of photopolymers with UV light is described in US 2002/098426 represented and used for this purpose separate structures in the mask.

Die üblicherweise durchgeführte Vorgehensweise der Härtung von photohärtbaren Materialien über ein UV-transparentes Substrat während des Kontaktes mit einem mikrostrukturierten Metallzylinder ist beispielhaft in WO 2008/086116 A1 aufgeführt. Hier wird eine Seite des Bandmaterials durch UV-Trocknung von photohärtbaren Materialien beschichtet aber keine Überdeckungsgenauigkeit hergestellt. The commonly practiced procedure of curing photohardenable materials over a UV transparent substrate during contact with a microstructured metal cylinder is exemplified in US Pat WO 2008/086116 A1 listed. Here one side of the strip material is coated by UV drying of photohardenable materials but no overlay accuracy is produced.

In DE 69618929 T2 wird eine Glasrolle mit innenliegender UV-Lampe beschrieben, die zur Herstellung von Überzügen durch Aushärtung eines photohärtbaren Materials dienen. Allerdings trägt die Glasrolle keine definierten Strukturen, die auf das Substrat übertragen werden sollen. Die Glasrolle dient zum Andrücken und zur Weiterleitung des UV-Lichtes der darin angebrachten UV-Lampe. Folglich sind weder Forderungen an eine hohe Genauigkeit oder Überdeckungsgenauigkeit noch an eine Mikrostrukturierung der Oberfläche durch Nutzung der Glasrolle gegeben. In DE 69618929 T2 describes a glass roller with internal UV lamp, which serve for the production of coatings by curing a photocurable material. However, the glass roller carries no defined structures to be transferred to the substrate. The glass roller serves to press and forward the UV light of the UV lamp mounted therein. Consequently, there are no demands on high accuracy or registration accuracy nor on microstructuring of the surface by use of the glass roll.

Die Strukturübertragung durch Aushärtung eines photohärtbaren Materials zur Herstellung von Mustern auf ebenen Substraten ist in EP 0 623 440 A1 dargestellt. Die verwendete Glasrolle aus ULE ist an der Oberfläche mit Mustern versehen, die durch UV-Bestrahlung eines photohärtbaren Materials auf ein ebenes Substrat übertragen werden. Durch die hergestellten Strukturen wird ein Muster mit hoher Genauigkeit erzielt, dass allerdings keine Überdeckungsgenauigkeit aufweisen muss. The structure transfer by curing a photohardenable material to produce patterns on flat substrates is shown in FIG EP 0 623 440 A1 shown. The used glass roller made of ULE is provided on the surface with patterns that transfer to a flat substrate by UV irradiation of a photocurable material become. The fabricated structures provide a pattern of high accuracy, but without the need for overlay accuracy.

In DE 60 007 535 T2 wird durch eine UV-Strahlungsquelle ein photohärtbares Materialgehärtet, das im Kontakt mit einer glatten Oberfläche eines Walzenkörpers oder einer Folie ist. Die so hergestellte Folie weist besondere Eigenschaften für Displays auf, die sich durch einen bestimmte Dicke, eine hohe Transparenz und eine geringe Streuung beschrieben werden. Ein Flüssigkeitsdisplay wurde hieraus hergestellt. In DE 60 007 535 T2 For example, a photocurable material which is in contact with a smooth surface of a roll body or a film is hardened by a UV radiation source. The film produced in this way has special properties for displays which are described by a certain thickness, high transparency and low scattering. A liquid display was made of this.

Gegenwärtige technologische Fortschritte orientieren auf die Übertragung von Produktionsprozessen auf flexible Substrate, um Kosten zu sparen, Produkte leichter zu gestalten und die Flexibilität für die Nutzung zu gewährleisten. Zunächst müssen hierfür die Standardprozesse wie Schichtabscheidung, Ätzen und Strukturdefinition auf flexible Substrate übertragen werden. Die Standardlösung der Dünnschichttechnik, die Verknüpfung von Schichtabscheidung, Fotolithografie und Ätzen birgt bereits beträchtliche Herausforderungen für den Rolle-zu-Rolle Betrieb. Current technological advances focus on transferring production processes to flexible substrates to save costs, simplify products, and ensure flexibility of use. First of all, the standard processes such as layer deposition, etching and structure definition have to be transferred to flexible substrates. The standard solution of thin-film technology, the combination of layer deposition, photolithography and etching already poses considerable challenges for roll-to-roll operation.

Besondere Herausforderungen werden an die Strukturdefinition gestellt, die nicht nur durch die Auflösung sondern auch durch die Überdeckungsgenauigkeit charakterisiert ist. Particular challenges are placed on the structure definition, which is characterized not only by the resolution but also by the overlap accuracy.

In DE 10 2013 203 829 A1 wird eine Vorrichtung und ein Spritzgussverfahren zur Herstellung beidseitig mikrostrukturierter Verbundfolien, die unterschiedliches plastisch-elastisches Verhalten auf der Ober- und Unterseite zeigen, beschrieben. Die Verbundfolie, die mindestens aus zwei Folienschichten bzw. -lagen besteht, besitzt lokal definierte Abschnitte mit hydrophoben und/oder hydrophilen Eigenschaften auf der Oberfläche. Die Vorrichtung umfasst ein zweiteiliges Formwerkzeug, das eine Patrize und eine Matrize aufweist, die so zueinander angeordnet sind, dass zwischen ihnen ein verstellbarer Spalt mit einer Breite von 10 μm bis mindestens 500 μm einstellbar ist. Die Patrize weist Oberflächenausformungen zwischen 1 und 100 μm auf der zum Spalt gerichteten Seite als Negativ für gewünschte unterschiedliche Mikrostrukturen auf. Die Matrize ist UV-strahlungsdurchlässig und weist ebenfalls auf der zum Spalt gerichteten Seite Vertiefungen in Abstimmung mit den Oberflächenausformungen der Patrize auf.In DE 10 2013 203 829 A1 describes an apparatus and an injection molding process for producing double-sided microstructured composite films exhibiting different plastic-elastic behavior on the top and bottom. The composite film, which consists of at least two film layers or layers, has locally defined sections with hydrophobic and / or hydrophilic properties on the surface. The device comprises a two-part molding tool which has a male part and a die which are arranged relative to one another such that an adjustable gap with a width of 10 μm to at least 500 μm is adjustable between them. The male part has surface formations between 1 and 100 μm on the side directed towards the gap as a negative for desired different microstructures. The matrix is permeable to UV radiation and also has recesses on the side directed toward the gap in coordination with the surface formations of the male part.

Die üblicherweise sequenziell nacheinander erfolgende Mikrostrukturierung durch Kopiertechniken wie Drucken, Lithographie oder Prägen erfordert eine erneute Ausrichtung von Substrat und Kopiermaster z. B. bei jedem Strukturierungsschritt. Hierbei ist auch die Berücksichtigung von Veränderungen des Trägers, beispielsweise der Folie, erforderlich; Dimensionsveränderungen des Trägers bewirken Lageveränderungen der Referenz- oder Funktionsstruktur und haben damit wesentlichen Einfluss auf die Funktionalität.The usually sequential successive microstructuring by copying techniques such as printing, lithography or embossing requires a reorientation of substrate and copy master z. B. at each structuring step. Here, the consideration of changes in the carrier, such as the film is required; Dimensional changes of the carrier cause changes in the position of the reference or functional structure and thus have a significant influence on the functionality.

Diese Veränderungen des Trägers können u. a. durch mechanische oder thermische Einflüsse hervorgerufen werden, wie Sie beim Prägen auftreten.These changes of the wearer can u. a. caused by mechanical or thermal influences, as you experience during embossing.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Ein oder mehrere der geschilderten Nachteile des Standes der Technik werden mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Herstellung einer beidseitig mikrostrukturierten Folie gelöst oder zumindest gemindert. Dazu umfasst die Vorrichtung:

  • – eine Beschichtungseinheit, mit der ein UV-aushärtbares Material beidseitig auf eine Folie auftragbar ist;
  • – einen drehbaren ersten Walzenkörper mit einer Mikrostruktur auf seiner Walzenoberfläche, wobei der erste Walzenkörper so angeordnet ist, dass die Walzenoberfläche die Mikrostruktur auf einer ersten Folienseite der beschichteten Folie aufprägen kann;
  • – einen drehbaren zweiten Walzenkörper mit einer Mikrostruktur auf seiner Walzenoberfläche, wobei der zweite Walzenkörper so angeordnet ist, dass die Walzenoberfläche die Mikrostruktur auf einer zweiten Folienseite der beschichteten Folie aufprägen kann; und
  • – zumindest eine den Walzenkörpern zugeordnete UV-Strahlungsquelle.
One or more of the described disadvantages of the prior art are achieved or at least mitigated with the aid of the device according to the invention for producing a film microstructured on both sides. For this purpose, the device comprises:
  • A coating unit with which a UV-curable material can be applied to a film on both sides;
  • A rotatable first roll body having a microstructure on its roll surface, wherein the first roll body is arranged so that the roll surface can impress the microstructure on a first sheet side of the coated sheet;
  • A rotatable second roll body having a microstructure on its roll surface, wherein the second roll body is arranged so that the roll surface can impart the microstructure on a second sheet side of the coated sheet; and
  • - At least one roller bodies associated with the UV radiation source.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass Vorder- und Rückseite einer beschichteten Folie gleichzeitig mit Mikrostrukturen mit hoher Überdeckungsgenauigkeit aus einem UV-aushärtbaren Material präpariert werden können, wenn dabei zwei Walzenkörper mit jeweils vorgegebenen Mikrostrukturen auf deren Walzenoberfläche zur Verfügung gestellt werden. Die erzeugten Mikrostrukturen werden dabei unmittelbar nach ihrer Ausformung mittels UV-Licht ausgehärtet. The invention is based on the finding that the front and back of a coated film can be prepared simultaneously with microstructures with high coverage accuracy from a UV-curable material, if two roll bodies are provided with respective predetermined microstructures on the roll surface. The microstructures produced are hardened immediately after their formation by means of UV light.

Die Vorrichtung umfasst eine Beschichtungseinheit, mit der ein UV-aushärtbares Material beidseitig auf eine Folie auftragbar ist. Die Beschichtungseinheit hat also die Aufgabe, das UV-aushärtbare Material auf Vorder- und Rückseite der Folie aufzutragen. Dazu wird die Folie vorzugsweise vorbehandelt, um eine bessere Haftung des aufzutragenden Materials an deren Oberflächen zu gewährleisten. Die Vorbehandlung kann dabei beispielsweise eine Reinigung und Aktivierung der Oberflächen durch Koronaentladung umfassen.The device comprises a coating unit with which a UV-curable material can be applied to a film on both sides. The coating unit thus has the task of applying the UV-curable material on the front and back of the film. For this purpose, the film is preferably pretreated to ensure better adhesion of the material to be applied to their surfaces. The pretreatment may include, for example, a cleaning and activation of the surfaces by corona discharge.

Die Beschichtungseinheit umfasst dazu beispielsweise zwei Walzen, die mit dem aufzutragenden Material benetzt sind. Die Position der beiden Walzen ist dabei so gewählt, dass die Folienober- und Unterseite jeweils von einer Walze beschichtbar ist. Je nach Aufgabenstellung bzw. Anforderung an das Endprodukt können beide Seiten der Folie mit unterschiedlichen Beschichtungsmaterialien benetzt werden. Über die Beschichtungseinheit ist zudem die Dicke der Beschichtung einstellbar und kann den Dimensionen der aufzuprägenden Strukturen entsprechend angepasst werden. Gegebenenfalls kann die Schichtdicke auf beiden Seiten der Folie unterschiedlich hoch sein.For this purpose, the coating unit comprises, for example, two rollers which are connected to the wetted material are wetted. The position of the two rollers is chosen so that the upper and lower side of the film can each be coated by a roller. Depending on the task or requirement for the end product, both sides of the film can be wetted with different coating materials. In addition, the thickness of the coating can be adjusted via the coating unit and can be adapted accordingly to the dimensions of the structures to be applied. Optionally, the layer thickness on both sides of the film may be different.

Die Folie kann beispielsweise aus einem flexiblen Kunststoffmaterial geformt sein und aufgewickelt auf einer Rolle bereitgestellt werden.For example, the foil may be formed from a flexible plastic material and provided wound up on a roll.

Das Beschichtungsmaterial enthält eine UV-aushärtbare Komponente und sogenannten Photoinitiatoren. Das Beschichtungsmaterial kann darüber hinaus Additive, Füllstoffe, Pigmente, etc. enthalten.The coating material contains a UV-curable component and so-called photoinitiators. The coating material may further contain additives, fillers, pigments, etc.

Als UV-aushärtbare Komponente eignen sich insbesondere organische Monomere und Oligomere, die eine für die freie radikalische oder kationische Polymerisation geeignete Funktionalität aufweisen. Durch UV-Bestrahlung wird die Polymerisationsreaktion zu hochmolekularen Polymersystemen eingeleitet. Suitable UV-curable components are, in particular, organic monomers and oligomers which have a functionality suitable for free-radical or cationic polymerization. UV irradiation initiates the polymerization reaction to high molecular weight polymer systems.

Als Polymerisationsmechanismus ist sowohl die freie radikalische Polymerisation als auch die kationische Polymerisation geeignet.As a polymerization mechanism, both the free radical polymerization and the cationic polymerization is suitable.

Für die strahleninitiierte (photoinitiierte) freie radikalische Polymerisation werden vorzugsweise als UV-aushärtbare (niedermolekulare) Komponenten Verbindungen eingesetzt, die der Klasse der Acrylate, Methacrylate, Acrylamide, Methacrylamide, Vinylverbindungen oder Styrolverbindungen zugeordnet sind. Die niedermolekularen Verbindungen sind dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens eine radikalisch polymerisierbare Gruppe im Molekül aufweisen. Vernetzer sind Komponenten mit mindestens zwei polymerisierbaren Gruppen im Molekül. Zusätzlich tragen die Komponenten mindestens eine weitere eigenschaftsbestimmende Funktionalität. Für den speziellen Fall der Acrylate mit der allgemeinen Struktur CH2=CH-COOR sowie Methacrylate mit der allgemeinen Struktur CH2=CH(CH3)-COOR ist die Art des Rests R mit eigenschaftsbestimmend. Sie können beispielsweise folgenden kommerziell verfügbaren Klassen zugehörig sein: aliphatische und aromatische Urethanacrylate, Polyetheracrylate, Polyesteracrylate, Epoxyacrylate, acrylische Acrylate, mono-, bi-, tri- oder multifunktionale Acrylate. For the radiation-initiated (photoinitiated) free radical polymerization, compounds which are assigned to the class of acrylates, methacrylates, acrylamides, methacrylamides, vinyl compounds or styrene compounds are preferably used as UV-curable (low molecular weight) components. The low molecular weight compounds are characterized in that they have at least one free-radically polymerizable group in the molecule. Crosslinkers are components having at least two polymerizable groups in the molecule. In addition, the components carry at least one other property-determining functionality. For the specific case of the acrylates with the general structure CH 2 = CH-COOR and methacrylates with the general structure CH 2 = CH (CH 3 ) -COOR, the nature of the radical R is characteristic of properties. They may, for example, belong to the following commercially available classes: aliphatic and aromatic urethane acrylates, polyether acrylates, polyester acrylates, epoxy acrylates, acrylic acrylates, mono-, bi-, tri- or multifunctional acrylates.

Die Photoinitiatoren, welche typischerweise einer Formulierung bis zu einem Anteil von 10% zugesetzt werden können, gehören im Fall der freien radikalischen Polymerisation u.a. folgenden Klassen an: Typ I-Photoinitiatoren (z.B. Benzoinderivate, Acetophenonderivate, Benzilketale, alpha-Hydroxyalkylphenone und alpha-Aminoalkylphenone, O-Acyl-alpha-oximinoketone, Acylphosphinoxide und Acylphosphonate, Peroxyverbindungen) und Typ II-Photoinitiatoren (z.B. Benzophenone, Xanthone und Thioxanthone, alpha-Ketocoumarine, aromatische 1,2-Diketone, Phenylglyoxylate).The photoinitiators, which may typically be added to a formulation up to a level of 10%, include in the case of free radical polymerization, among others. the following classes: type I photoinitiators (eg benzoin derivatives, acetophenone derivatives, benzil ketals, alpha-hydroxyalkylphenones and alpha-aminoalkylphenones, O-acyl-alpha-oximinoketones, acylphosphine oxides and acylphosphonates, peroxy compounds) and type II photoinitiators (eg benzophenones, xanthones and thioxanthones , alpha-ketocoumarine, aromatic 1,2-diketones, phenylglyoxylates).

Komponenten der Formulierungen für die photoinitiierte kationische Polymerisation sind Verbindungen aus der Klasse der cycloaliphatischen Epoxide (z.B. 3,4-Epoxycyclohexylmethyl-3’,4’-epoxycyclohexancarboxylat), Epoxide, epoxidierte Verbindungen wie beispielsweise epoxidiertes Leinöl, Vinylether, Polyole, Oxetane, Hydroxyverbindungen, Etherverbindungen und Siloxane. Diese verfügen über mindestens eine kationische polymerisierbare Gruppe. Analog zu der radikalischen Polymerisation wirken als Vernetzer Komponenten, die mindestens zwei polymerisierbare Gruppen aufweisen. Components of the formulations for the photo-initiated cationic polymerization are compounds from the class of cycloaliphatic epoxides (eg 3,4-epoxycyclohexylmethyl-3 ', 4'-epoxycyclohexanecarboxylate), epoxides, epoxidized compounds such as epoxidized linseed oil, vinyl ethers, polyols, oxetanes, hydroxy compounds, Ether compounds and siloxanes. These have at least one cationic polymerizable group. Analogously to the free-radical polymerization, crosslinking agents are components which have at least two polymerizable groups.

Die Photoinitiatoren gehören im Fall der kationischen Photopolymerisation u.a. folgenden Verbindungsklassen an: Onium-Salze (Aryldiazoniumsalze, Diaryliodonium- und Triarylsulfoniumsalze, Phenacylsulfonium- und 4-Hydroxyphenylsulfoniumsalze, Sulfoxoniumsalze) und gemischte Ligand-Aren-Cyclopentadienyl-Metallsalze. Kationische und freie radikalische Polymerisation können in Hybridsystemen konkurrierend ablaufen.The photoinitiators include in the case of cationic photopolymerization u.a. the following classes of compounds: onium salts (aryldiazonium salts, diaryliodonium and triarylsulfonium salts, phenacylsulfonium and 4-hydroxyphenylsulfonium salts, sulfoxonium salts) and mixed ligand-arene-cyclopentadienyl metal salts. Cationic and free radical polymerization can compete in hybrid systems.

Die Vorrichtung umfasst weiterhin (i) einen drehbaren ersten Walzenkörper mit einer Mikrostruktur auf seiner Walzenoberfläche, wobei der erste Walzenkörper so angeordnet ist, dass die Walzenoberfläche die Mikrostruktur auf einer ersten Folienseite der beschichteten Folie aufprägen kann, und (ii) einen drehbaren zweiten Walzenkörper mit einer Mikrostruktur auf seiner Walzenoberfläche, wobei der zweite Walzenkörper so angeordnet ist, dass die Walzenoberfläche die Mikrostruktur auf einer zweiten Folienseite der beschichteten Folie aufprägen kann. Mit anderen Worten, die Folie wird so durch die Vorrichtung geführt, dass die beiden Walzenoberflächen in Kontakt mit dem aufgetragenen Beschichtungsmaterial kommen und dadurch die Mikrostruktur in das noch nicht ausgehärtete Material einprägen. The apparatus further comprises (i) a rotatable first roll body having a microstructure on its roll surface, wherein the first roll body is arranged so that the roll surface can impress the microstructure on a first sheet side of the coated sheet, and (ii) a rotatable second roll body a microstructure on its roll surface, wherein the second roll body is arranged so that the roll surface can impart the microstructure on a second sheet side of the coated film. In other words, the film is passed through the device such that the two roll surfaces come into contact with the applied coating material and thereby impress the microstructure in the not yet cured material.

Zur Mikrostrukturierung der beschichteten Folie werden zwei Walzenkörper verwendet, die typischerweise eine Zylinderform aufweisen. Die aufgeprägte Mikrostruktur befindet sich dabei auf den Mantelflächen der Zylinder. For microstructuring the coated film, two roll bodies are used, which typically have a cylindrical shape. The impressed microstructure is located on the lateral surfaces of the cylinder.

Die Mikrostrukturierung von metallischen Walzenkörpern selbst kann dem Stand der Technik entnommen werden, siehe dazu insbesondere DE 10 2012 010 635 A1 . Hierbei wird ein mit einer Sammellinse mit 60 mm Brennweite fokussierter Ultrakurzpulslaser kontrolliert über die Walzenkörperoberflächen geführt und dabei Material abgetragen. Die Führgeschwindigkeit und Anzahl der Überfahrten bestimmt dabei den Abtrag auf der zu präparierenden Oberfläche. Mit einer Steuereinheit werden in kontrollierter Weise genau definierte Oberflächenstrukturen erzeugt. Die durch den Laser erzeugte Rauheit der Oberflächenstrukturen kann beispielsweise mit einem mittels Mikrowellen angeregten Edelgasplasmajet geglättet werden, der computergesteuert über die strukturierte Oberfläche geführt wird.The microstructuring of metallic roller bodies themselves can be taken from the prior art, see in particular DE 10 2012 010 635 A1 , Here is one with a Concentrating lens with 60 mm focal length focused ultra-short pulse laser controlled guided over the roll body surfaces while material removed. The leading speed and number of passes determines the removal on the surface to be prepared. With a control unit, precisely defined surface structures are generated in a controlled manner. The roughness of the surface structures generated by the laser can, for example, be smoothed with a microwave-excited noble gas plasma jet, which is guided in a computer-controlled manner over the structured surface.

Die Mikrostrukturen auf beiden Walzenkörpern können gleich oder verschieden sein. Mikrostrukturen umfassen insbesondere mikroskopisch feine, nur mit optischen Hilfsmitteln erkennbare Strukturen.The microstructures on both roll bodies may be the same or different. Microstructures include in particular microscopically fine structures that can only be identified with optical aids.

Die Vorrichtung umfasst ferner zumindest eine den Walzenkörpern zugeordnete UV-Strahlungsquelle. Eine UV-Strahlungsquelle wird insbesondere so angeordnet, dass der Kontaktbereich von Walzenkörperoberfläche und beschichteter Folie vom UV-Lichtfeld bestrahlt wird. Bei typischen Wellenlängen von 250 bis 370 nm kann die Bestrahlungsstärke im Kontaktbereich dabei beispielsweise 10 W/cm2 betragen. Die UV-Strahlungsquelle dient dazu, das zur Initialisierung der härtenden Polymerisationsreaktion benötigte UV-Licht zur Verfügung zu stellen. Durch die UV-Härtung ist eine sehr schnelle Abformung möglich, wie sie für die Mikrostrukturierung von Folien notwendig ist. Weiterhin ist der Energieeintrag für die Härtung nichtthermischer Art, so dass die Mikrostrukturierung bei Raumtemperatur erfolgen kann. Dadurch ist vorteilhafterweise kein Vorhalt infolge thermisch bewirkter Verschiebungen erforderlich, noch ist die Verzerrung der Struktur durch thermisch bedingte Verformungen im Träger der Strukturen zu erwarten.The device further comprises at least one UV radiation source associated with the roller bodies. In particular, a UV radiation source is arranged in such a way that the contact area between the roll body surface and the coated film is irradiated by the UV light field. At typical wavelengths of 250 to 370 nm, the irradiance in the contact region can be, for example, 10 W / cm 2 . The UV radiation source serves to provide the UV light needed to initialize the curing polymerization reaction. Due to the UV curing, a very fast impression is possible, as is necessary for the microstructuring of films. Furthermore, the energy input for the curing of non-thermal type, so that the microstructuring can be done at room temperature. As a result, advantageously no delay due to thermally induced displacements is required, nor is the distortion of the structure due to thermally induced deformations in the support of the structures to be expected.

Vorzugsweise sind die beiden Walzenkörper so zueinander angeordnet, dass die beiden Walzenoberflächen sich spiegelsymmetrisch bezüglich der zwischen den Walzenkörpern verlaufenden Folie gegenüberliegen. Mit anderen Worten, im Kontaktbereich ist jeder Punkt der Folie von den Zentren der Walzenkörper gleichweit entfernt. Hierdurch lassen sich die Mikrostrukturen auf beiden Seiten der Folie mit höchster Präzision gleichzeitig Einprägen. Ferner ist bevorzugt, wenn mindestens ein Walzenkörper aus einem UV-transparenten Material hergestellt ist. Insbesondere kann als UV-transparentes Material Quarzglas verwendet werden. Ferner kann der aus UV-transparentem Material bestehende Walzenkörper eine innerhalb dieses Walzenkörpers angeordnete UV-Strahlungsquelle aufweisen. Hierdurch kann das zum Aushärten notwendige UV-Licht unmittelbar an den Kontaktbereich der Walzenkörper mit dem Beschichtungsmaterial auf der Folie geleitet werden. Die erzeugten Mikrostrukturen werden also direkt nach ihrer Entstehung ausgehärtet. Es ist demnach bevorzugt, wenn die UV-Strahlungsquelle so orientiert ist, dass die UV-Strahlung auf einen Punkt des kürzesten Abstandes zu beiden Walzenoberflächen gerichtet ist. The two roller bodies are preferably arranged relative to one another in such a way that the two roller surfaces face each other mirror-symmetrically with respect to the film extending between the roller bodies. In other words, in the contact area, each point of the film is equidistant from the centers of the roller bodies. As a result, the microstructures on both sides of the film with the highest precision at the same time impress. It is further preferred if at least one roller body is made of a UV-transparent material. In particular, quartz glass can be used as the UV-transparent material. Furthermore, the roll body consisting of UV-transparent material can have a UV radiation source arranged within this roll body. As a result, the UV light necessary for curing can be conducted directly to the contact area of the roller bodies with the coating material on the film. The microstructures produced are thus cured directly after their formation. It is therefore preferred if the UV radiation source is oriented so that the UV radiation is directed to a point of the shortest distance to both roll surfaces.

Im Fall von aus Quarzglas bestehenden Walzenkörpern kann die Strukturierung der Oberfläche ebenfalls mit Hilfe von schichtabtragenden Ultrakurzpulslasern erfolgen. Auch andere Verfahren der Mikrostrukturierung wie Druckverfahren und/oder Wasser- oder Sandstrahlverfahren oder Ultraschallabtragverfahren sowie der Oberflächenglättung, z. B. Laserbestrahlung, chemisches Ätzen oder Flammpolieren, sind anwendbar.In the case of roll bodies consisting of quartz glass, the structuring of the surface can likewise be carried out with the aid of layer-removing ultrashort pulse lasers. Other methods of microstructuring such as printing and / or water or sandblasting or Ultraschallabtragverfahren and surface smoothing, z. As laser irradiation, chemical etching or flame polishing are applicable.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer beidseitig mikrostrukturierten Folie. Das Verfahren umfasst die Schritte:

  • a) Bereitstellen einer Vorrichtung der vorab geschilderten Ausführung;
  • b) Beidseitiges Beschichten der Folie mit einem UV-aushärtbaren Material;
  • c) Aufprägen einer Mikrostruktur auf einer ersten Folienseite mittels des ersten Walzenkörpers;
  • d) Aufprägen einer Mikrostruktur auf einer zweiten Folienseite mittels des zweiten Walzenkörpers; und
  • e) Aushärten der mikrostrukturierten Folie durch UV-Bestrahlung.
Another aspect of the invention relates to a method for producing a double-sided microstructured film. The method comprises the steps:
  • a) providing a device of the above-described embodiment;
  • b) coating the film with a UV-curable material on both sides;
  • c) impressing a microstructure on a first side of the film by means of the first roll body;
  • d) impressing a microstructure on a second side of the film by means of the second roller body; and
  • e) curing of the microstructured film by UV irradiation.

Im Schritt a) wird demnach die zuvor beschriebene erfindungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung einer beidseitig mikrostrukturierten Folie bereitgestellt. In step a), therefore, the above-described device according to the invention for producing a film microstructured on both sides is provided.

Die (gegebenenfalls vorpräparierte) Folie wird im Schritt b) einer Beschichtungseinheit zugeführt, die, wie oben bereits ausgeführt, aus zwei paarweise angeordneten drehbaren Walzen bestehen kann mit denen das Beschichtungsmaterial beidseitig auf die Folie aufgetragen wird. The (optionally pre-prepared) film is fed in step b) a coating unit, which, as already stated above, may consist of two pairs of rotatable rollers with which the coating material is applied to both sides of the film.

Die beschichtete Folie wird in Schritt c) beziehungsweise Schritt d) den beiden Walzenkörpern zugeführt und so in Kontakt mit den Walzenoberflächen gebracht, so dass die vorgegebene Struktur auf die beschichtete Folie aufgeprägt wird. The coated film is fed to the two roller bodies in step c) or step d) and thus brought into contact with the roller surfaces, so that the predetermined structure is impressed on the coated film.

Zum dauerhaften Erhalt der Mikrostruktur wird im Schritt e) die Oberflächenkontur der Folie durch photoinduzierte Polymerisation ausgehärtet. For permanent preservation of the microstructure, the surface contour of the film is cured by photoinduced polymerization in step e).

Das Verfahren ist in chronologischer Reihenfolge so geordnet, dass der Schritt e) des Aushärtens vorzugsweise unmittelbar nach oder zeitgleich mit dem Aufprägen der Mikrostrukturen im Schritt c) beziehungsweise Schritt d) erfolgt. Dadurch wird sichergestellt, dass die von den Walzenoberflächen aufgeprägte Mikrostruktur ihre Form vor dem Aushärten nicht oder nur minimal ändert.The method is arranged in chronological order so that the step e) of curing preferably takes place immediately after or at the same time as the impressing of the microstructures in step c) or step d). This will ensure that from the roll surfaces imprinted microstructure does not or only minimally alters its shape before curing.

Vorzugsweise werden für das Hindurchführen durch die Walzenkörperoberflächen der beschichteten Folie Foliengeschwindigkeiten im Bereich von 10–3 m/s bis 2 m/s vorgegeben. Dieser Geschwindigkeitsbereich ist geeignet, um eine definierte Mikrostrukturierung zu gewährleisten.Film speeds in the range from 10 -3 m / s to 2 m / s are preferably specified for passing through the roll body surfaces of the coated film. This speed range is suitable to ensure a defined microstructuring.

Die Rotationsgeschwindigkeiten der beiden Walzenkörper werden miteinander synchronisiert. Die synchrone Bewegung der beiden Walzenkörper kann durch eine elektronische Steuerung der beiden Walzenantriebe erzielt werden. Die Drehgeschwindigkeit der Walzenoberflächen kann durch lokale Geschwindigkeitsmessung an den Walzenoberflächen kontrolliert und es kann bei vorliegenden Geschwindigkeitsdifferenzen eine Nachregelung erfolgen. Die Drehbewegung wird an die Foliengeschwindigkeit so angepasst, dass die Bahngeschwindigkeit der Walzenoberflächen mit der Foliengeschwindigkeit übereinstimmt. Durch Feinjustierung von Position und Geschwindigkeit der Walzenoberflächen wird eine hohe Überdeckungsgenauigkeit von Ober- und Unterseite erzielt. Ferner ist das Verfahren zur beidseitigen Strukturierung von Folien nicht auf der Mikroskala beschränkt, sondern kann beispielsweise mit Hilfe von noch feiner strukturierten Walzenoberflächen auf Strukturen im Bereich der Mesoskala ausgedehnt werden. Ferner sind Hilfsstrukturen auf den Walzenkörpern denkbar, die die synchrone Bewegung sicherstellen.The rotational speeds of the two roller bodies are synchronized with each other. The synchronous movement of the two roller bodies can be achieved by an electronic control of the two roller drives. The rotational speed of the roll surfaces can be controlled by local speed measurement on the roll surfaces and it can be carried out at present speed differences, a readjustment. The rotational movement is adjusted to the film speed so that the web speed of the roll surfaces coincides with the film speed. By fine adjustment of position and speed of the roll surfaces, a high overlap accuracy of top and bottom is achieved. Further, the two-sided patterning process of films is not limited to the microscale, but may be extended to mesoscale structures, for example, with even finer textured roll surfaces. Furthermore, auxiliary structures on the roller bodies are conceivable, which ensure the synchronous movement.

Schließlich betrifft die Erfindung eine nach dem vorab beschriebenen Verfahren hergestellte beidseitig mikrostrukturierte Folie. Die beidseitig mikrostrukturierte Folie zeichnet sich dabei durch eine hohe Überdeckungsgenauigkeit von Ober- und Unterseite aus. Zusammen mit der Flexibilität des Trägermaterials ist dieses Produkt prädestiniert für Anwendungen im Bereich der flexiblen Elektronik, der Mikrofluidik, bei elektronischen Schaltung oder Herstellung flexibler Displays.Finally, the invention relates to a double-sided microstructured film produced by the process described above. The double-sided microstructured film is characterized by a high coverage accuracy of the top and bottom. Together with the flexibility of the carrier material, this product is predestined for applications in the field of flexible electronics, microfluidics, electronic circuits or the manufacture of flexible displays.

Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung.Further preferred embodiments of the invention will become apparent from the other claims and the following description.

Kurzbeschreibung der FigurenBrief description of the figures

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels und dazugehöriger Zeichnungen näher erläutert. Die Figuren zeigen:The invention will be explained in more detail with reference to an embodiment and associated drawings. The figures show:

1 Schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung und des Verfahrens zur Herstellung einer beidseitig mikrostrukturierten Folie mit einer UV-Strahlungsquelle gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel 1 Schematic representation of the device according to the invention and the method for producing a double-sided microstructured film with a UV radiation source according to a first embodiment

2 Schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung und des Verfahrens zur Herstellung einer beidseitig mikrostrukturierten Folie mit zwei UV-Strahlungsquellen gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel 2 Schematic representation of the device according to the invention and the method for producing a double-sided microstructured film with two UV radiation sources according to a second embodiment

Detaillierte Beschreibung der ErfindungDetailed description of the invention

1 zeigt eine schematische Vorrichtung zur Herstellung einer beidseitig mikrostrukturierten Folie 13. Die Vorrichtung wird perspektivisch im Querschnitt betrachtet. Statisch umfasst die Vorrichtung eine Beschichtungseinheit 20 sowie eine Strukturierungseinheit 30. 1 shows a schematic device for producing a double-sided microstructured film 13 , The device is viewed in perspective in cross section. Statically, the device comprises a coating unit 20 and a structuring unit 30 ,

Die Beschichtungseinheit 20 ist beispielhaft durch zwei paarweise angeordnete Walzen 22 realisiert, die in dieser Querschnittsperspektive als Kreis dargestellt sind. Die Walzen 20 sind mit dem UV-aushärtbaren Material 21 benetzt, was durch einen dünnen Kreisring dargestellt ist. Die Beschichtungseinheit 20 kann alternativ aus weiteren Walzen bestehen, um eine geänderte Folienführung sowie einen anderen Auftrag des UV-aushärtbaren Materials 21 zu ermöglichen. Alternativ können andere Beschichtungsmethoden zum Einsatz kommen, wie beispielsweise Besprühen, Vernebeln, Auftrag über eine Schlitzdüse usw. The coating unit 20 is exemplified by two pairs of rollers 22 realized, which are represented in this cross-sectional perspective as a circle. The rollers 20 are with the UV-curable material 21 wetted, which is represented by a thin circular ring. The coating unit 20 may alternatively consist of other rollers to a modified film guide and another order of the UV-curable material 21 to enable. Alternatively, other coating methods may be used, such as spraying, misting, slot die application, etc.

Die Strukturierungseinheit 30 umfasst einen ersten Walzenkörper 4 und einen zweiten Walzenkörper 5, die gegenüberliegend paarweise angeordnet sind und ebenfalls als Kreise dargestellt sind. Der Rand beider Walzenkörper 4, 5 stellt jeweils eine mikrostrukturierte Walzenoberfläche 2 dar. The structuring unit 30 comprises a first roller body 4 and a second roll body 5 , which are arranged opposite each other in pairs and are also shown as circles. The edge of both roll body 4 . 5 each represents a microstructured roll surface 2 represents.

Der erste Walzenkörper 4 besteht aus UV-intransparentem Material 16 und ist durch eine geringere Transparenz des Kreisinnern gekennzeichnet. Der zweite Walzenkörper 5 besteht aus einem UV-transparenten Material 15, hier Quarzglas, und ist in der Figur durch eine hohe Transparenz des Kreisinneren als solches gekennzeichnet. Im Innern des zweiten Walzenkörpers 5 befindet sich eine UV-Strahlungsquelle 3, die UV-Strahlung 31 in den vom ersten Walzenkörper 4 und zweiten Walzenkörper 5 gebildeten Zwischenraum emittiert.The first roll body 4 consists of UV-opaque material 16 and is characterized by a lower transparency of the circle interior. The second roll body 5 consists of a UV-transparent material 15 , here quartz glass, and is characterized in the figure by a high transparency of the interior of the circle as such. In the interior of the second roller body 5 There is a UV radiation source 3 , the UV radiation 31 in the first roll body 4 and second roll body 5 emitted intermediate space emitted.

Dynamisch ist in 1 folgendes Verfahren dargestellt. Eine Folie 10 wird über eine Zuführung 11, angezeigt durch einen Pfeil, der Beschichtungseinheit 20 zugeführt. Durch Kontakt der Folie 10 mit den mit UV-aushärtbarem Material 21 benetzten Oberflächen der drehbaren Walzen 22 erzeugt die Beschichtungseinheit 20 als Edukt eine beidseitig mit UV-aushärtbarem Material 21 beschichtete Folie 12. Dynamic is in 1 the following method is shown. A slide 10 is via a feeder 11 indicated by an arrow, the coating unit 20 fed. By contact of the film 10 with the UV-curable material 21 wetted surfaces of the rotatable rollers 22 creates the coating unit 20 as starting material one on both sides with UV-curable material 21 coated film 12 ,

Dann wird die beidseitig beschichtete Folie 12 der Strukturierungseinheit 30 so zugeführt, dass die beidseitig beschichtete Folie 12 gleichzeitig in Kontakt mit den Walzenoberflächen 2 des ersten Walzenkörpers 4 und des zweiten Walzenkörpers 5 kommt. Durch die synchrone Drehung der beiden Walzenkörper 4, 5 wird die Mikrostruktur der beschichteten Folie 12 beidseitig aufgeprägt und durch die UV-Strahlungsquelle 3 ausgehärtet. Es erfolgt die Abführung 14 des Endprodukts, eine beidseitig mikrostrukturierte Folie 13. Die hohe Überdeckungsgenauigkeit zwischen Ober- und Unterseite der beidseitig mikrostrukturierten Folie 13 wird schematisch durch Dreiecksprofile auf beiden Seiten gekennzeichnet, die spiegelsymmetrisch bezüglich der Folie angeordnet sind.Then the film coated on both sides 12 the structuring unit 30 supplied so that the double-coated film 12 at the same time in Contact with the roll surfaces 2 of the first roll body 4 and the second roller body 5 comes. Due to the synchronous rotation of the two roller bodies 4 . 5 becomes the microstructure of the coated film 12 embossed on both sides and by the UV radiation source 3 hardened. The discharge takes place 14 of the final product, a double-sided microstructured film 13 , The high coverage accuracy between the top and bottom of the double-sided microstructured film 13 is schematically characterized by triangular profiles on both sides, which are arranged mirror-symmetrically with respect to the film.

2 zeigt eine schematische Vorrichtung zur Herstellung einer beidseitig mikrostrukturierten Folie 13 gemäß einer zweiten Ausführungsform. Im Unterschied zu 1 bestehen beide Walzenkörper 4, 5 aus UV-transparentem Material 15 und besitzen jeweils eine innerhalb der Walzenkörper 4, 5 angeordnete UV-Strahlungsquelle 3. Die UV-Strahlungsquellen 3 sind dabei symmetrisch bezüglich der beschichteten Folie 12 angeordnet und bestrahlen somit beide Seiten der Folie mit UV-Strahlung 31. Der Vorteil dieser Anordnung ist, dass selbst für beschichtete Folien 12, die intransparent gegenüber UV-Strahlung 31 sind, eine beidseitige Aushärtung der durch die Walzenkörper 4, 5 aufgeprägten Mikrostrukturen gewährleistet ist. 2 shows a schematic device for producing a double-sided microstructured film 13 according to a second embodiment. In contrast to 1 exist both roll body 4 . 5 made of UV-transparent material 15 and each have one within the roller body 4 . 5 arranged UV radiation source 3 , The UV radiation sources 3 are symmetrical with respect to the coated film 12 arranged and thus irradiate both sides of the film with UV radiation 31 , The advantage of this arrangement is that even for coated films 12 that are non-transparent to UV radiation 31 are, a two-sided curing of the through the roller body 4 . 5 is ensured impressed microstructures.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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  • CH 697447 [0007] CH 697447 [0007]
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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • Kang et al., Sci. Rep. 4, 5387 (2014) [0003] Kang et al., Sci. Rep. 4, 5387 (2014) [0003]

Claims (10)

Vorrichtung zur Herstellung einer beidseitig mikrostrukturierten Folie (13), umfassend – eine Beschichtungseinheit (20), mit der ein UV-aushärtbares Material (21) beidseitig auf eine Folie (10) auftragbar ist; – einen drehbaren ersten Walzenkörper (4) mit einer Mikrostruktur auf seiner Walzenoberfläche (2), wobei der erste Walzenkörper (4) so angeordnet ist, dass die Walzenoberfläche (2) die Mikrostruktur auf einer ersten Folienseite der beschichteten Folie (12) aufprägen kann; – einen drehbaren zweiten Walzenkörper (5) mit einer Mikrostruktur auf seiner Walzenoberfläche (2), wobei der zweite Walzenkörper (5) so angeordnet ist, dass die Walzenoberfläche (2) die Mikrostruktur auf einer zweiten Folienseite der beschichteten Folie (12) aufprägen kann; und – zumindest eine den Walzenkörpern (4, 5) zugeordnete UV-Strahlungsquelle (3).Device for producing a double-sided microstructured film ( 13 ), comprising - a coating unit ( 20 ), with which a UV-curable material ( 21 ) on both sides of a film ( 10 ) is orderable; A rotatable first roll body ( 4 ) with a microstructure on its roll surface ( 2 ), wherein the first roll body ( 4 ) is arranged so that the roll surface ( 2 ) the microstructure on a first film side of the coated film ( 12 ) can imprint; A rotatable second roller body ( 5 ) with a microstructure on its roll surface ( 2 ), wherein the second roll body ( 5 ) is arranged so that the roll surface ( 2 ) the microstructure on a second film side of the coated film ( 12 ) can imprint; and - at least one of the roller bodies ( 4 . 5 ) associated UV radiation source ( 3 ). Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die beiden Walzenkörper (4,5) so zueinander angeordnet sind, dass die beiden Walzenoberflächen (2) sich spiegelsymmetrisch bezüglich der zwischen den Walzenkörpern (4, 5) verlaufenden beschichteten Folie (12) gegenüberliegen.Device according to Claim 1, in which the two roller bodies ( 4 . 5 ) are arranged to one another such that the two roll surfaces ( 2 ) mirror-symmetric with respect to the between the roll bodies ( 4 . 5 ) coated film ( 12 ) are opposite. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der mindestens ein Walzenkörper, (4) oder (5), aus einem UV-transparenten Material (15) hergestellt ist.Apparatus according to claim 1 or 2, wherein at least one roll body, ( 4 ) or ( 5 ), of a UV-transparent material ( 15 ) is made. Vorrichtung nach Anspruch 3, bei der der aus UV-transparentem Material (15) bestehende Walzenkörper eine innerhalb dieses Walzenkörpers angeordnete UV-Strahlungsquelle (3) besitzt. Device according to claim 3, wherein the layer of UV-transparent material ( 15 ) existing roll body arranged within this roller body UV radiation source ( 3 ) owns. Vorrichtung nach Anspruch 4, bei der die UV-Strahlungsquelle (3) so orientiert ist, dass die UV-Strahlung (31) auf einen Punkt des kürzesten Abstandes zu beiden Walzenoberflächen (4, 5) gerichtet ist.Device according to Claim 4, in which the UV radiation source ( 3 ) is oriented so that the UV radiation ( 31 ) to a point of the shortest distance to both roll surfaces ( 4 . 5 ). Verfahren zur Herstellung einer beidseitig mikrostrukturierten Folie (13), umfassend die Schritte: a) Bereitstellen einer Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche; b) Beidseitiges Beschichten der Folie (10) mit einem UV-aushärtbaren Material (21); c) Aufprägen einer Mikrostruktur auf einer ersten Folienseite mittels des ersten Walzenkörpers (4); d) Aufprägen einer Mikrostruktur auf einer zweiten Folienseite mittels des zweiten Walzenkörpers (5); und e) Aushärten der mikrostrukturierten Folie durch UV-Bestrahlung (31).Process for producing a double-sided microstructured film ( 13 ), comprising the steps of: a) providing a device according to one of the preceding claims; b) Double-sided coating of the film ( 10 ) with a UV-curable material ( 21 ); c) imprinting a microstructure on a first side of the film by means of the first roll body ( 4 ); d) impressing a microstructure on a second side of the film by means of the second roller body ( 5 ); and e) curing the microstructured film by UV irradiation ( 31 ). Verfahren nach Anspruch 6, bei dem der Schritt e) des Aushärtens unmittelbar nach oder zeitgleich mit dem Aufprägen der Mikrostrukturen im Schritt c) beziehungsweise Schritt d) erfolgt.The method of claim 6, wherein the step e) of curing takes place immediately after or simultaneously with the imprinting of the microstructures in step c) or step d). Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, bei dem eine Foliengeschwindigkeit im Bereich von 10–3m/s bis 2m/s liegt.The method of claim 6 or 7, wherein a film speed is in the range of 10 -3 m / s to 2m / s. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, bei dem eine Rotationsgeschwindigkeit der beiden Walzenkörper (4, 5) synchronisiert wird.Method according to one of Claims 6 to 8, in which a rotational speed of the two roller bodies ( 4 . 5 ) is synchronized. Beidseitig mikrostrukturierte Folie (13) hergestellt nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 6 bis 9.Double-sided microstructured foil ( 13 ) prepared by a process according to any one of claims 6 to 9.
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