一種平板顯示用光學雙向拉伸聚酯基膜及其製作方法

2023-12-03 11:13:06 1

專利名稱：一種平板顯示用光學雙向拉伸聚酯基膜及其製作方法
技術領域：
本發明涉及一種平板顯示用光學雙向拉伸聚酯基膜及其製作方法，更具體地說是一種用於製造大尺寸平板顯示器中的光學功能薄膜，具有低霧度、高透明度、尺寸穩定，在自重下不易變形等特點。
背景技術：
聚酯薄膜的製作通常採用異步拉伸，即先進行縱向拉伸再進行橫向拉伸，分子鏈縱向取向後再進行橫向取向，這種製作工藝會破壞分子鏈的取向，特別是薄膜的邊部兩側， 導致薄膜性能不均衡，產生性能「弓形」即在橫剖面上兩側性能與中間區域性能不均衡，特別是光學性能，導致薄膜兩側不可用，造成極大的浪費，用於大尺寸的平板顯示時(37吋及以上)更是如此，造成材料浪費。此外，採用異步拉伸法，薄膜表面有劃痕、擦痕。而光學級薄膜對薄膜的光學性能要求非常嚴格，在生產工藝上要求薄膜表面無劃痕、擦痕，對薄膜的顏料要求也非常嚴格。

發明內容
針對上述現有技術的不足，本發明的目的在於提供一種平板顯示用光學雙向拉伸聚酯基膜及其製作方法，其可克服兩步拉伸法在縱向拉伸後，再橫向拉伸時破壞定向的缺點，可確保薄膜表面無細小劃痕、擦痕等，同時薄膜尺寸極為穩定，性能均衡。本發明為實現其目的所採取的技術方案為一種平板顯示用光學雙向拉伸聚酯基膜，其為三層結構，由上表層、芯層和下表層構成，基膜中芯層的組份為光學級聚酯，上、 下表層的組份均由聚酯母料，或聚酯母料和光學級聚酯構成；基膜霧度為(Ti. 0%，透明度彡95%，熱收率彡O. 5%ο所述上、下表層組份，按重量百分比計聚酯母料為40_100%wt，光學級聚酯為 0-60%wto所述光學級聚酯特性粘度為O. 68±0. 01dL/g,色度b值為-Γ+2，更為優化的色度 b值為-3 +1。所述聚酯母料有效成分含有透明的圓形SiO2微粒、聚甲基丙烯酸甲酯微粒或交聯聚苯乙烯微粒的一種或幾種,濃度為30000ppnTl00000ppm。該基膜一面或兩面進行電暈處理，或者兩面都不進行電暈處理。製作平板顯示用光學雙向拉伸聚酯基膜的方法，包括如下步驟
a、光學級聚酯經過流化床以140 160°C的溫度乾燥4 5小時得乾燥原料；所述乾燥原料在熔融擠出機中加熱成熔融狀態，經過濾後進入計量擠出機，得芯層熔體；
兩臺輔助雙螺杆擠出機中將聚酯母料，或聚酯母料和聚酯切片經過熔融、抽真空處理後，過濾除去原料中的水份與雜質得到分別作為上表層和下表層的輔擠熔體；芯層熔體與輔擠熔體在三層模頭中匯合擠出混合熔體，匯合擠出溫度為270 290°C ；
b、對於所述步驟a中擠出的混合熔體，經過雙面冷卻形成鑄片，再將鑄片冷卻到60 65 0C ；
C、將鑄片同步進行縱向拉伸和橫向拉伸為薄膜，同步拉伸的預熱段溫度為80 100°C，輔以紅外加熱，拉伸段溫度為120 130°C，熱定型溫度為90 130°C ；
d、將步驟c中的所得薄膜經修邊後進入牽引機，薄膜經牽引輥冷卻展平；
e、冷卻展平的薄膜進入在線分切機進行分切、卷取、製成成品。作為優化方案可將來自步驟d修邊邊料進入再生料雙螺杆擠出機熔融後的熔體，與光學級聚酯的乾燥原料在熔融擠出機中加熱成熔融熔體，兩者在熔體管中匯合後經過濾後進入進入計量擠出機，精過濾後得芯層熔體。作為優化方案步驟d中在所述牽引機第一根輥子前設置有一清潔輥。作為優化方案所述芯層熔體為無氣泡熔體，其凝聚粒子小於10 μ m。作為優化方案步驟d中所述薄膜經牽引輥冷卻展平並進行電暈處理。作為優化方案上述方法中各步驟均在潔淨車間中進行，車間潔淨度為100000 級，在車間的生產設備獨立空間內，其潔淨度為10000級。由上述技術方案可知本發明採用同步拉伸工藝，薄膜在生產中在熱定型之前不與輥筒接觸，確保薄膜表面無細小劃痕、擦痕等。同時在潔淨車間內生產有效控制薄膜表面的細小灰塵。
具體實施例方式本發明採用同步拉伸法克服了兩步拉伸法在縱向拉伸後，再橫向拉伸時破壞定向的缺點，同時進行縱、橫向拉伸，薄膜尺寸極為穩定，性能非常均衡。同步拉伸線的特點是， 將經過預處理的擠出鑄片在雙向拉伸機內部同時完成縱橫兩個方向上的拉伸、熱定型處理及冷卻處理，以製成所需要的薄膜。在這個過程中，鑄片在雙拉機的進口處被高效膜夾夾住，然後藉助夾具同向、同步的運行，使鑄片在雙拉機的兩個預熱段充分的預熱；緊接著預熱段的是雙向拉伸段，在拉伸溫度200°C下，鑄片藉助於夾具的擴幅及有規律的逐漸增大夾具間距的運動，實現薄膜同步的縱向、橫向拉伸取向；然後由五個高溫熱定型區完成薄膜的晶型的轉變(Y晶型一α晶型)及加速結晶過程、消除薄膜的內應力，提高結晶度，使晶體結構趨於完善，比兩步拉伸大大降低了薄膜的熱收縮率。從薄膜成型的過程中可以看到，在同步雙向拉伸取向的方法中，薄膜在拉伸時是不與任何輥筒接觸的，因此它不受輥面質量的影響，可以製得高透明度、無劃痕、擦痕的薄膜。用這種方法，鑄片受到夾具的限位作用， 鑄片不會產生頸縮，大大提高了薄膜厚度均勻性。本發明採用的光學級聚酯特性粘度為O. 68±0. 01dL/g，色值色度b值為-Γ+2，更為優化的是_3、1。特性粘度越大，薄膜的挺度越大，這在大尺寸的平板顯示中非常有意義， 因為光學薄膜比較厚(180 μ πΓ250 μ m)大尺寸的薄膜自重較大。薄膜挺度高在自重下不易變形。b值越大，薄膜顏色越黃，b值大於3通常不適合光學膜製造，b值越小對生產光學薄膜更有利，但是b值小於5，聚酯聚合時催化劑、添加劑會存在滲出的問題，對薄膜的長期使用的可靠性有較大的影響。以下為
具體實施例方式實施例I
上表層由聚酯母料和光學級聚酯切片構成，按重量百分比計，其中聚酯母料為 40%wt，餘量為光學級聚酯切片；下表層由聚酯母料和光學級聚酯切片構成，按重量百分比計，其中聚酯母料為40%wt，餘量為光學級聚酯切片；芯層為100%光學級聚酯切片。光學級聚酯特性粘度為O. 68±0. 01dL/g,色度b值為-3 ±1，聚酯母料的有效成分為SiO2微粒， 有效濃度為30000ppm。該薄膜按下列方法進行
a、聚酯切片經過流化床以140 160°C的溫度乾燥4 5小時得乾燥原料；所述乾燥原料在熔融擠出機中加熱成熔融狀態，經過濾後進入進入計量擠出機，精過濾後得到無氣泡、無大於10 μ m凝聚粒子的高質量熔體，作為芯層熔體；或將來自步驟d修邊邊料進入再生料雙螺杆擠出機熔融後的熔體，與光學級聚酯切片的乾燥原料在熔融擠出機中加熱成熔融熔體，兩者在熔體管中匯合後經過濾後進入進入計量擠出機，精過濾後得到無氣泡、無大於10 μ m凝聚粒子的高質量熔體，作為芯層熔體。兩臺輔助雙螺杆擠出機中將聚酯母料，或聚酯母料和聚酯切片經過熔融、抽真空處理後，過濾除去原料中的水份與雜質得到分別作為上表層和下表層的輔擠熔體；芯層熔體與輔擠熔體在三層模頭中匯合擠出，匯合擠出溫度為270 290°C ；
b、對於所述步驟a中擠出的混合熔體，經過第一、第二激冷輥兩面冷卻形成鑄片，將鑄片冷卻到60 65°C，其中第一激冷輥設置有風淋冷卻裝置；
C、鑄片採用同步拉伸，同時進行縱拉拉伸和橫向拉伸，預熱段溫度為80 100°C，輔以紅外加熱，拉伸段溫度為120 130°C，熱定型溫度為90 130°C。d、經過c步驟的薄膜經修邊後進入牽引機，薄膜經牽引輥展平進行一面或兩面電暈處理(也可根據實際需要不進行電暈處理)。e、電暈處理後的薄膜進入在線分切機進行分切、卷取、製成成品。
實施例2
上表層由聚酯母料和光學級聚酯切片構成，按重量百分比計，其中聚酯母料為 60%wt，餘量為光學級聚酯切片；下表層由聚酯母料和光學級聚酯切片構成，按重量百分比計，其中聚酯母料為60%wt，餘量為光學級聚酯切片；芯層為100%光學級聚酯切片。光學級聚酯特性粘度為O. 68±0. 01dL/g,色度b值為_廣± I聚酯母料的有效成分為聚甲基丙烯酸甲酯微粒，有效濃度為50000ppm。生產方法與實施例I同。
實施例3
上表層由聚酯母料和光學級聚酯切片構成，按重量百分比計，其中聚酯母料為 100%wt ;下表層由聚酯母料和光學級聚酯切片構成，按重量百分比計，其中聚酯母料為 100%wt,;芯層為100%光學級聚酯切片。光學級聚酯特性粘度為0.68±0.01dL/g，色度b 值為(Γ± I聚酯母料的有效成分為交聯聚苯乙烯微粒，有效濃度為lOOOOOppm。生產方法與實施例I同。上述實施方案，僅是本發明的較佳實施例而已，並非對本發明做任何形式的限制。凡是依據本發明的技術和方法實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾， 均仍屬於本發明的技術和方法方案的範圍內。
權利要求
1.一種平板顯示用光學雙向拉伸聚酯基膜，其特徵在於該基膜為三層結構，由上表層、芯層和下表層構成，其中芯層的組份為光學級聚酯，上、下表層的組份均由聚酯母料，或聚酯母料和光學級聚酯構成；基膜霧度為(Tl. 0%，透明度> 95%，熱收率< O. 5%。
2.根據權利要求I所述的平板顯示用光學雙向拉伸聚酯基膜，其特徵在於所述上、下表層組份，按重量百分比計聚酯母料為40-100%wt，光學級聚酯為0-60%wt。
3.根據權利要求I所述的平板顯示用光學雙向拉伸聚酯基膜，其特徵在於所述光學級聚酯特性粘度為O. 68±0. 01dL/g,色度b值為-Γ+2，更為優化的色度b值為_3、1。
4.根據權利要求2所述的平板顯示用光學雙向拉伸聚酯基膜，其特徵在於所述聚酯母料有效成分含有透明的圓形SiO2微粒、聚甲基丙烯酸甲酯微粒或交聯聚苯乙烯微粒的一種或幾種，濃度為30000ppnTl00000ppm。
5.根據權利要求I所述的平板顯示用光學雙向拉伸聚酯基膜，其特徵在於該基膜一面或兩面進行電暈處理，或者兩面都不進行電暈處理。
6.製作權利要求1-5任一項所述的平板顯示用光學雙向拉伸聚酯基膜的方法，其特徵在於按如下步驟進行a、光學級聚酯經過流化床以140 160°C的溫度乾燥4 5小時得乾燥原料；所述乾燥原料在熔融擠出機中加熱成熔融狀態，經過濾後進入計量擠出機，得芯層熔體；兩臺輔助雙螺杆擠出機中將聚酯母料，或聚酯母料和聚酯切片經過熔融、抽真空處理後，過濾除去原料中的水份與雜質得到分別作為上表層和下表層的輔擠熔體；芯層熔體與輔擠熔體在三層模頭中匯合擠出混合熔體，匯合擠出溫度為270 290°C ；b、對於所述步驟a中擠出的混合熔體，經過雙面冷卻形成鑄片，再將鑄片冷卻到60 65 0C ；C、將鑄片同步進行縱向拉伸和橫向拉伸為薄膜，同步拉伸的預熱段溫度為80 100°C，輔以紅外加熱，拉伸段溫度為120 130°C，熱定型溫度為90 130°C ；d、將步驟c中的所得薄膜經修邊後進入牽引機，薄膜經牽引輥冷卻展平；e、冷卻展平的薄膜進入在線分切機進行分切、卷取、製成成品。
7.根據權利要求6所述的製作方法，其特徵在於來自步驟d修邊邊料進入再生料雙螺杆擠出機熔融後的熔體，與光學級聚酯的乾燥原料在熔融擠出機中加熱成熔融熔體，兩者在熔體管中匯合後經過濾後進入進入計量擠出機，精過濾後得芯層熔體。
8.根據權利要求6所述的製作方法，其特徵在於步驟d中在所述牽引機第一根輥子前設置有一清潔棍。
9.根據權利要求6或7所述的製作方法，其特徵在於所述芯層熔體為無氣泡熔體，其凝聚粒子小於10 μ m。
10.根據權利要求6所述的製作方法，其特徵在於步驟d中所述薄膜經牽引輥冷卻展平並進行電暈處理。
11.根據權利要求6所述的製作方法，其特徵在於該方法中各步驟均在潔淨車間中進行，車間潔淨度為100000級，在車間的生產設備獨立空間內，其潔淨度為10000級。
全文摘要
本發明公開了一種平板顯示用光學雙向拉伸聚酯基膜及其製作方法，基膜是以聚酯為主要成分的同步雙向拉伸聚酯薄膜，由上表層、芯層和下表層構成，其中芯層的組份為光學級聚酯，上、下表層的組份均由聚酯母料，或聚酯母料和光學級聚酯構成；基膜霧度為0~1.0%，透明度≥95%，熱收率≤0.5%。本發明的基膜具有全光線透過率高，霧度低的特點，用於製造大尺寸平板顯示器中的光學功能薄膜，具有尺寸穩定，在自重下不易變形等特點。
文檔編號B29L7/00GK102582180SQ201210063358
公開日2012年7月18日 申請日期2012年3月12日 優先權日2012年3月12日
發明者孫善衛, 李永荃, 汪中祥, 胡愛華, 陳鑄紅 申請人:安徽國風塑業股份有限公司