一種光學用聚酯膜及其製造方法

2023-12-03 05:42:01 1

專利名稱：一種光學用聚酯膜及其製造方法
技術領域：
本發明屬於光學用聚酯膜領域，具體涉及光學用多層聚酯膜及其製造方法。
背景技術：
目前，光學用聚酯膜廣泛地用於LCD部件的光擴散片、稜鏡片、觸摸面板等的基膜。光學用雙軸取向聚酯膜通常是通過熔融擠壓成片狀，並進行急冷固化得到的無定性的片進行縱向拉伸，然後，通過塗布的方式進行表面處理，其作用是提高與硬化層的附著力，最後，對聚酯膜進行橫向拉伸而得到的。按上述方法製作光學用雙軸取向聚酯膜時，通常在縱向拉伸過程中導致聚酯膜的劃傷。

發明內容
本發明提供一種光學用聚酯膜，防止縱向拉伸過程中聚酯膜的劃傷及保持聚酯膜的光學性能。本發明提供了一種光學用聚酯膜，該光學用聚酯膜依次由第一聚酯膜層、第二聚酯膜層、第三聚酯膜層和易粘結層組成，所述第一聚酯膜層包含粒徑為納米級的二氧化矽粒子，所述易粘結層由水溶性飽和聚酯樹脂、水性聚氨酯樹脂、水性聚異氰酸樹脂和二氧化娃粒子組成。飽和聚酯樹脂中的飽和是指聚酯中沒有雙鍵。水溶性或水性是指能分散於水中。水溶性飽和聚酯樹脂、水性聚氨酯樹脂、水性聚異氰酸樹脂和二氧化矽粒子相互協作能取得以下作用(I)提高第三聚酯膜層和易粘結層之間的附著力；(2)提高光學用聚酯膜二次加工時的性能。所述第一聚酯膜層位於所述第二聚酯膜層的上面，所述第三聚酯膜層位於所述第二聚酯膜層的下面，所述易粘結層位於所述第三聚酯膜層的下面，也就是說所述第二聚酯膜層在所述第一聚酯膜層和所述第三聚酯膜層之間，所述第三聚酯膜層在所述第二聚酯膜層和所述易粘結層之間。所述第一聚酯膜層包含粒徑為納米級的二氧化矽粒子，其作用是防止縱向拉伸過程中聚酯膜的劃傷。所述第二聚酯膜層不包含二氧化矽粒子，其作用是提高光學用聚酯膜的透光率。所述第三聚酯膜層不包含二氧化矽粒子，其作用是在第三聚酯膜層表面塗布易粘結層。所述易粘結層的作用是提高光學用聚酯膜二次加工時的性能，提高光學用聚酯膜的光學性能，例如在光學用聚酯膜上塗耐刮層時，所述易粘結層能提高耐刮層與光學用聚酯膜的附著力。所述聚酯膜中使用的聚酯是使芳香族二羧酸和脂肪族二醇縮聚而得到的物質。作為芳香族二羧酸，可以列舉對苯二甲酸、對苯二乙酸、2，6_萘二甲酸等，作為脂肪族二醇，可以列舉乙二醇、丙二醇、丁二醇等。代表性的聚酯，例如聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚2，6-萘二甲酸乙二醇酯(PEN)等。根據本發明的具體技術方案，其中，所述第一聚酯膜層中的二氧化矽粒子的粒徑為5納米 100納米，所述第一聚酯膜層中的二氧化矽粒子的含量為1000毫克/千克 8000毫克/千克。粒徑為納米級的二氧化矽粒子能夠提高第一聚酯膜層的硬度，降低第一聚酯膜層的摩擦係數。當二氧化矽粒子的粒徑小於5納米時，會提高聚酯膜與輥之間的摩擦，增加聚酯膜的劃傷；當二氧化矽粒子的粒徑大於100納米時，會增加聚酯膜的霧度，降低透明度。當二氧化矽粒子的含量小於1000毫克/千克時，會提高聚酯膜與輥之間的摩擦，增加聚酯膜的劃傷；當二氧化矽粒子的含量大於8000毫克/千克時，會增加聚酯膜的霧度，降低透明度。根據本發明的具體技術方案，其中，以重量份為基準，所述水溶性飽和聚酯樹脂
3.6重量份 18重量份，水性聚氨酯樹脂18重量份 95重量份，水性聚異氰酸樹脂I. 8重量份 9重量份，粒徑為5納米 80納米的二氧化矽粒子0. 21重量份 0. 42重量份。根據本發明的具體技術方案，其中，所述易粘結層的厚度為0. 01 i! m 0. I i! m，在此厚度範圍內可以降低光在易粘結層表面的光反射，提高透光率。當易粘結層的厚度小於0. 01 ii m時，易粘結層面不均勻且聚酯膜表面出現彩虹紋；當易粘結層厚度大於0. I y m時，會影響聚酯膜的光學性能。根據本發明的具體技術方案，其中，所述易粘結層的折射率為I. 57 I. 60，在此範圍內可以降低易粘結層和第三聚酯膜層之間的光反射，提高透光率。本發明還提供了一種上述光學用聚酯膜的製造方法，該方法包括以下步驟A、將包含粒徑為納米級的二氧化矽粒子的第一聚酯膜層原料、不包含二氧化矽粒子的第二聚酯膜層原料、不包含二氧化矽粒子的第三聚酯膜層原料送入相應的熱融聚酯擠出機的共同擠出設備擠出到轉動的冷卻輥上得到由第一聚酯膜層、第二聚酯膜層和第三聚酯膜層組成的多層聚酯膜層；B、將得到的所述多層聚酯膜層進行預熱，縱向拉伸2倍 3. 5倍；C、在已縱向拉伸的所述多層聚酯膜層的第三聚酯膜層表面塗布易粘結層；D、將塗好易粘結層的多層聚酯膜層進行預熱，橫向拉伸3倍 4倍，得到由第一聚酯膜層、第二聚酯膜層、第三聚酯膜層和易粘結層組成的所述光學用聚酯膜。根據本發明的具體技術方案，其中，步驟A中熱融聚酯擠出溫度為260°C 300°C，冷卻輥的溫度為10°C 30°C。根據本發明的具體技術方案，其中，步驟B中的縱向拉伸時的溫度為80°C 120。。。根據本發明的具體技術方案，其中，步驟C中的塗布易粘結層時的溫度為70°C 110。。。根據本發明的具體技術方案，其中，步驟D中的橫向拉伸時的溫度為120°C 130。。。本發明的光學用聚酯膜可以用於LCD部件的光擴散片、稜鏡片、觸摸面板等的基膜，該光學用聚酯膜霧度低，透明度高，劃傷少，光學性能好。


以下附圖僅旨在於對本發明做示意性說明和解釋，並不限定本發明的範圍。其中圖I為光學用聚酯膜的剖面示意圖。附圖標號說明I、第一聚酯膜層；2、第二聚酯膜層；3、第三聚酯膜層；4、易粘結層。
具體實施例方式一種光學用聚酯膜，如圖I所示，該光學用聚酯膜依次由第一聚酯膜層I、第二聚酯膜層2、第三聚酯膜層3和易粘結層4組成，所述第一聚酯膜層I包含粒徑為納米級的二氧化矽粒子，所述易粘結層4由水溶性飽和聚酯樹脂、水性聚氨酯樹脂、水性聚異氰酸樹脂和二氧化矽粒子組成。所述第一聚酯膜層I中的二氧化矽粒子的粒徑為5納米 100納米，所述第一聚酯膜層I中的二氧化矽粒子的含量為1000毫克/千克 8000毫克/千克。以重量份為基準，所述水溶性飽和聚酯樹脂3. 6重量份 18重量份，水性聚氨酯樹脂18重量份 95重量份,水性聚異氰酸樹脂I. 8重量份 9重量份,粒徑為5納米 80納米的二氧化矽粒子0. 21重量份 0. 42重量份。所述易粘結層4的厚度為0. 01 ii m 0. I ii m。所述易粘結層4的折射率為I. 57 I. 60。一種光學用聚酯膜的製造方法，該方法包括以下步驟A、將包含粒徑為納米級的二氧化矽粒子的第一聚酯膜層I原料、不包含二氧化矽粒子的第二聚酯膜層2原料、不包含二氧化矽粒子的第三聚酯膜層3原料送入相應的熱融聚酯擠出機的共同擠出設備擠出到轉動的冷卻輥上得到由第一聚酯膜層I、第二聚酯膜層2和第三聚酯膜層3組成的多層聚酯膜層；B、將得到的所述多層聚酯膜層進行預熱，縱向拉伸2倍 3. 5倍；C、在已縱向拉伸的所述多層聚酯膜層的第三聚酯膜層3表面塗布易粘結層4 ；D、將塗好易粘結層4的多層聚酯膜層進行預熱，橫向拉伸3倍 4倍，得到由第一聚酯膜層I、第二聚酯膜層2、第三聚酯膜層3和易粘結層4組成的所述光學用聚酯膜。步驟A中熱融聚酯擠出溫度為260°C 300°C，冷卻輥的溫度為10°C 30°C。步驟B中的縱向拉伸時的溫度為80°C 120°C。步驟C中的塗布易粘結層時的溫度為70°C 110°C。步驟D中的橫向拉伸時的溫度為120°C 130°C。生產本發明的光學用聚酯膜的方法在工業上是這樣實施的。首先，在聚酯中添加粒徑為5納米 100納米的二氧化矽粒子的方法，沒有特別的限定，可以採用現有公知的方法，使第一聚酯膜層I中的二氧化矽粒子的含量為1000毫克/千克 8000毫克/千克，例如，可以在製造聚酯的任意階段添加，特別優選在聚酯樹脂合成階段中添加二氧化矽粒子。其次，使用共擠出法可以得到多層聚酯膜層，通過使用3臺聚酯熔融擠出機的所謂共同擠出法，可以製造上述3層的疊層薄膜。將包含粒徑為納米級的二氧化矽粒子的第一聚酯膜層I原料、不包含二氧化矽粒子的第二聚酯膜層2原料、不包含二氧化矽粒子的第三聚酯膜層3原料送入相應的聚酯熔融擠出機的共同擠出設備，加熱到聚合物熔點以上的溫度進行熔融，例如熱融聚酯擠出溫度可以為260°C 300°C，從聚酯熔融擠出機擠出熔融的聚合物至IJ轉動的冷卻輥上得到非晶狀態的未取向片，冷卻輥的溫度為10°C 30°C，得到由第一聚酯膜層I、第二聚酯膜層2和第三聚酯膜層3組成的多層聚酯膜層。將得到的所述多層聚酯膜層進行預熱，在80°C 120°C縱向拉伸2倍 3. 5倍，預熱方法沒有特別的限定，可以採用現有公知的方法，例如採用熱風預熱；在已縱向拉伸的所述多層聚酯膜層的第三聚酯膜層3表面塗布易粘結層4，塗布易粘結層時的溫度為70°C 110°C。作為易粘結層的塗布方法，可以採用凹版輥塗布、微凹版輥塗布、轉移輥塗布、計量棒塗布、氣刀塗布或這些以外的塗布方式。易粘結層4的厚度，作為最終的乾燥厚度，厚度為0. Ol ii m 0. I ii m。將塗好易粘結層4的多層聚酯膜層進行預熱，在120°C 130°C橫向拉伸3倍 4倍，預熱方法沒有特別的限定，可以採用現有公知的方法，例如採用熱風預熱，得到由第一聚酯膜層I、第二聚酯膜層2、第三聚酯膜層3和易粘結層4組成的所述光學用聚酯膜。
用本方法生產的光學用聚酯膜可以用於LCD部件的光擴散片、稜鏡片、觸摸面板等的基膜，該光學用聚酯膜霧度低，透明度高，劃傷少，光學性能好。下面以具體實施例的方式說明本發明，但是本發明決不僅限於下列實施例。實施例I在聚酯樹脂合成階段中添加粒徑為80納米的二氧化矽粒子，使第一聚酯膜層原料中的二氧化矽粒子的含量為5000毫克/千克。將包含粒徑為納米級的二氧化矽粒子的第一聚酯膜層原料、不包含二氧化矽粒子的第二聚酯膜層原料、不包含二氧化矽粒子的第三聚酯膜層原料送入相應的聚酯熔融擠出機的共同擠出設備擠出到轉動的冷卻輥上，得到由第一聚酯膜層、第二聚酯膜層和第三聚酯膜層組成的多層聚酯膜層。將得到的所述多層聚酯膜層進行預熱，在100°C縱向拉伸3. 0倍；在已縱向拉伸的所述多層聚酯膜層的第三聚酯膜層表面塗布一層厚度為0. 05 u m、折射率為I. 57的易粘結層。易粘結層的組成為水溶性飽和聚酯樹脂10. 5重量份，水性聚氨酯樹脂82重量份，水性聚異氰酸樹酯7重量份，粒徑為45納米的二氧化矽粒子0. 39重量份。將塗好易粘結層的多層聚酯膜層進行預熱，在125°C橫向拉伸3. 8倍，得到由第一聚酯膜層、第二聚酯膜層、第三聚酯膜層和易粘結層組成的厚度為188 的所述光學用聚酯膜。實施例2實施例I中，多層聚酯膜層拉伸過程中，縱向拉伸2. 8倍，橫向拉伸3. 8倍，得到厚度為250 iim的光學用聚酯膜，其他成分、工藝過程與實施例I相同。實施例3在聚酯樹脂合成階段中添加粒徑為5納米的二氧化矽粒子，使第一聚酯膜層原料中的二氧化矽粒子的含量為1000毫克/千克。將包含粒徑為納米級的二氧化矽粒子的第一聚酯膜層原料、不包含二氧化矽粒子的第二聚酯膜層原料、不包含二氧化矽粒子的第三聚酯膜層原料送入相應的聚酯熔融擠出機的共同擠出設備擠出到轉動的冷卻輥上，得到由第一聚酯膜層、第二聚酯膜層和第三聚酯膜層組成的多層聚酯膜層。將得到的所述多層聚酯膜層進行預熱，在80°C縱向拉伸2. 0倍；在已縱向拉伸的所述多層聚酯膜層的第三聚酯膜層表面塗布一層厚度為0. 01 u m、折射率為I. 60的易粘結層。易粘結層的組成為水溶性飽和聚酯樹脂3. 6重量份，水性聚氨酯樹脂18重量份，水性聚異氰酸樹酯I. 8重量份，粒徑為5納米的二氧化矽粒子0. 21重量份。

將塗好易粘結層的多層聚酯膜層進行預熱，在120°C橫向拉伸3倍，得到由第一聚酯膜層、第二聚酯膜層、第三聚酯膜層和易粘結層組成的厚度為400 u m的所述光學用聚酯膜。實施例4在聚酯樹脂合成階段中添加粒徑為100納米的二氧化矽粒子，使第一聚酯膜層原料中的二氧化矽粒子的含量為8000毫克/千克。將包含粒徑為納米級的二氧化矽粒子的第一聚酯膜層原料、不包含二氧化矽粒子的第二聚酯膜層原料、不包含二氧化矽粒子的第三聚酯膜層原料送入相應的聚酯熔融擠出機的共同擠出設備擠出到轉動的冷卻輥上，得到由第一聚酯膜層、第二聚酯膜層和第三聚酯膜層組成的多層聚酯膜層。將得到的所述多層聚酯膜層進行預熱，在120°C縱向拉伸3. 5倍；在已縱向拉伸的所述多層聚酯膜層的第三聚酯膜層表面塗布一層厚度為0. I u m、折射率為I. 58的易粘結層。易粘結層的組成為水溶性飽和聚酯樹脂18重量份，水性聚氨酯樹脂95重量份，水性聚異氰酸樹酯9重量份，粒徑為80納米的二氧化矽粒子0. 42重量份。將塗好易粘結層的多層聚酯膜層進行預熱，在130°C橫向拉伸4倍，得到由第一聚酯膜層、第二聚酯膜層、第三聚酯膜層和易粘結層組成的厚度為100 u m的所述光學用聚酯膜。對比例I實施例I中，在聚酯樹脂合成階段中添加粒徑為80納米的二氧化矽粒子，使第一聚酯膜層原料中的二氧化矽粒子的含量為12000毫克/千克，其他成分、工藝過程與實施例I相同。對比例2實施例I中，在聚酯樹脂合成階段中添加粒徑為80納米的二氧化矽粒子，使第一聚酯膜層原料中的二氧化矽粒子的含量為800毫克/千克，其他成分、工藝過程與實施例I相同。對比例3實施例I中，易粘結層的組成為聚氨酯樹脂、聚異氰酸樹酯、粒徑為納米級的二氧化矽粒子，其他成分、工藝過程與實施例I相同。對比例4對比例I中，多層聚酯膜層拉伸過程中，縱向拉伸2. 8倍，橫向拉伸3. 8倍，得到厚度為250 的光學用聚酯膜，其他成分、工藝過程與對比例I相同。對比例5對比例2中，多層聚酯膜層拉伸過程中，縱向拉伸2. 8倍，橫向拉伸3. 8倍，得到厚度為250 u m的光學用聚酯膜，其他成分、工藝過程與對比例2相同。對比例6對比例3中，多層聚酯膜層拉伸過程中，縱向拉伸2. 8倍，橫向拉伸3. 8倍，得到厚度為250 u m的光學用聚酯膜，其他成分、工藝過程與對比例3相同。採用如下方法對實施例1-4、對比例1-6提供的光學用聚酯膜進行檢測折射率 採用日本京都電子公司的RA-600型折光儀測試。透光率和霧度根據JIS K7105的方法進行測試，測試設備為日本東京電色公司的TC-HIIIDPK霧度計。基材附著力用單面多刃切割器，在圖層上劃出十字方格圖形，刀齒間距為2mm，切口要裸露出底材，用毛刷沿對角線方向清理後，再用壓敏膠帶貼緊方格切口處，並接近90度的角度撕開膠帶。根據塗膜脫落面積所佔比例進行等級評定。附著力) = (I-脫落的四格數/100)*100劃傷數劃傷數的檢測是在光學用聚酯膜切成lm*lm的情況下查找劃痕數目。檢測結果如表I所示表I
權利要求
1.一種光學用聚酯膜，該光學用聚酯膜依次由第一聚酯膜層、第二聚酯膜層、第三聚酯膜層和易粘結層組成，所述第一聚酯膜層包含粒徑為納米級的二氧化矽粒子，所述易粘結層由水溶性飽和聚酯樹脂、水性聚氨酯樹脂、水性聚異氰酸樹脂和二氧化矽粒子組成。
2.根據權利要求I所述的光學用聚酯膜，其中，所述第一聚酯膜層中的二氧化矽粒子的粒徑為5納米 100納米，所述第一聚酯膜層中的二氧化矽粒子的含量為1000毫克/千克 8000毫克/千克。
3.根據權利要求I所述的光學用聚酯膜，其中，以重量份為基準，所述水溶性飽和聚酯樹脂3. 6重量份 18重量份，水性聚氨酯樹脂18重量份 95重量份，水性聚異氰酸樹脂I. 8重量份 9重量份，粒徑為5納米 80納米的二氧化矽粒子O. 21重量份 O. 42重量份。
4.根據權利要求I所述的光學用聚酯膜，其中，所述易粘結層的厚度為0.01μπι .0.I μ m0
5.根據權利要求I所述的光學用聚酯膜，其中，所述易粘結層的折射率為I.57 1.60。
6.權利要求1-5任一項所述的光學用聚酯膜的製造方法，該方法包括以下步驟 A、將包含粒徑為納米級的二氧化矽粒子的第一聚酯膜層原料、不包含二氧化矽粒子的第二聚酯膜層原料、不包含二氧化矽粒子的第三聚酯膜層原料送入相應的熱融聚酯擠出機的共同擠出設備擠出到轉動的冷卻輥上得到由第一聚酯膜層、第二聚酯膜層和第三聚酯膜層組成的多層聚酯膜層； B、將得到的所述多層聚酯膜層進行預熱，縱向拉伸2倍 3.5倍； C、在已縱向拉伸的所述多層聚酯膜層的第三聚酯膜層表面塗布易粘結層； D、將塗好易粘結層的多層聚酯膜層進行預熱，橫向拉伸3倍 4倍，得到由第一聚酯膜層、第二聚酯膜層、第三聚酯膜層和易粘結層組成的所述光學用聚酯膜。
7.根據權利要求6所述的光學用聚酯膜的製造方法，其中，步驟A中熱融聚酯擠出溫度為260°C 300°C，冷卻輥的溫度為10°C 30°C。
8.根據權利要求6所述的光學用聚酯膜的製造方法，其中，步驟B中的縱向拉伸時的溫度為 80°C 120°C。
9.根據權利要求6所述的光學用聚酯膜的製造方法，其中，步驟C中的塗布易粘結層時的溫度為70°C 110°C。
10.根據權利要求6所述的光學用聚酯膜的製造方法，其中，步驟D中的橫向拉伸時的溫度為120°C 130°C。
全文摘要
本發明提供了一種光學用聚酯膜及其製造方法，該光學用聚酯膜依次由第一聚酯膜層、第二聚酯膜層、第三聚酯膜層和易粘結層組成，所述第一聚酯膜層包含粒徑為納米級的二氧化矽粒子。本發明的光學用聚酯膜可以用於LCD部件的光擴散片、稜鏡片、觸摸面板等的基膜，該光學用聚酯膜霧度低，透明度高，劃傷少，光學性能好。
文檔編號B29C69/00GK102627014SQ20121008670
公開日2012年8月8日 申請日期2012年3月28日 優先權日2012年3月28日
發明者張憲鋒, 李昕, 王清, 譚文倩, 金青松 申請人:上海凱鑫森產業投資控股有限公司