一种在线涂布水性增透涂层的bopet薄膜及其制备方法

文档序号:3611731阅读:505来源:国知局
一种在线涂布水性增透涂层的bopet薄膜及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种在线涂布水性增透涂层的BOPET薄膜及其制备方法,所述BOPET薄膜包括BOPET基底层和粘附在基底层至少一个表面上的水性增透涂层;水性增透涂层中含有直径为0.01~10微米,折射率为1.3~1.45的折光粒子;水性增透涂层是在PET切片经过纵向拉伸后,经过在线涂布,将水性增透涂布液涂布到PET切片表面形成的;水性增透涂布液中含有≥50wt%的水,100ppm~1000ppm的折光粒子。本发明的BOPET薄膜,总透光率≥94%,与无涂层的BOPET薄膜相比可实现约6%的提高;且水性涂布液环保,无VOC排放。本发明的制备方法,采用在线涂布,工艺简单,效率高,可用于大批量生产。
【专利说明】-种在线涂布水性增透涂层的BOPET薄膜及其制备方法

【技术领域】
[0001] 本发明涉及有机薄膜材料表面改性领域,特别涉及一种在线涂布水性增透涂层的 B0PET薄膜及其制备方法。

【背景技术】
[0002] 双向拉伸聚醋薄膜即B0PET薄膜,由于具有优异的绝缘性、尺寸稳定性、机械性 能、耐热性、气体阻隔性等特性,不仅被广泛应用于包装、印刷、窗膜、太阳能背板等产品,还 被用来制造增透膜、棱镜膜、扩散膜、硬化膜等光学类薄膜。
[0003] 光学类薄膜不仅要求聚醋薄膜上述具备的优良特性外,还要求聚醋薄膜需具备包 括高透明性等。
[0004] 任何一种材料的透光率都达不到100%,即使是透明性最好的光学玻璃的透光率一 般也难W超过95%。造成入射光通量在媒体中损失的主要原因有;(1)光的反射:反射即入 射光进入聚合物表面而返回的光通量。反射光通量占光在透过媒体时损失的大部分。(2) 光的吸收:入射到聚合物上的光通量既没有透过也没有反射部分的光通量即为光的吸收。 光线吸收的大小取决于聚合物本身的结构,主要指分子链上原子基团与化学键的性质。(3) 光的散射;光的散射即光线入射到聚合物表面,既没有透过也没有反射和吸收的一部分光 通量,其占有比重比较小。造成光散射的原因有:制品表面粗趟不平,聚合物内部结构不均 匀如分子量分布不均匀、无序相与结晶相共存等。
[0005] 因而,要得到透明的B0PET薄膜,需要满足W下条件,一、制品是非结晶体;二、虽 部分结晶但颗粒细小,小于可见光波长范围,不妨碍太阳光光谱中可见光(300?800nm)和近 红外光的透过。
[0006] 但是在B0PET薄膜拉伸过程中,不可避免的存在热致结晶,使光线在晶体与非晶 两相界面被反射,从而影响透明度,而且薄膜的制备过程中,或多或少都要添加添加剂,添 加剂粒子也会导致光线反射,而且拉伸过程,会导致添加剂粒子和PET分子之间出现空隙, 导致反射,影响透明度。
[0007] 为了改善B0PET膜的透明度,常用的做法是在薄膜的表面涂布增透膜,来改善 B0PET膜透明度,而且目前增透涂层主要是通过对B0PET薄膜进行离线加工实现。其中有机 系涂布液占了大部分。


【发明内容】

[0008] 为了方便加工,降低成本,提高B0PET薄膜的透明性,本发明提供了一种在线涂布 水性增透涂层的B0PET薄膜及其制备方法。
[0009] 本发明解决其技术问题的解决方案是:一种在线涂布水性增透涂层的B0PET薄 膜, 所述薄膜包括B0PET基底层和粘附在基底层至少一个表面上的水性增透涂层; 所述水性增透涂层中含有直径为0. 01 ~1〇微米,折射率为1. 3?1. 45的折光粒子; 所述水性增透涂层是在PET切片经过纵向拉伸后,经过在线涂布,将水性增透涂 布液涂布到PET切片表面形成的;所述水性增透涂布液中含有大于等于50wt%的水, lOOppm?lOOOppm的所述折光粒子。
[0010] 进一步地,所述折光粒子为氣化镇、球形二氧化娃、碳酸巧、玻璃珠、聚甲基丙帰酸 甲醋中的一种或一种W上。
[0011] 进一步地,所述水性增透涂布液在线涂布后形成的湿涂层厚度为0.1?100微米; 优选地为10?60微米。
[0012] 进一步地,所述水性增透涂布液中还含有聚醋、聚己帰、聚丙帰、聚己帰醇和聚丙 帰酸醋中的一种或一种W上,用来增加涂层与基底层之间的粘附性,由于溶液为水性的,所 W所述的聚醋、聚己帰、聚丙帰、聚己帰醇和聚丙帰酸醋都是水溶性的。
[0013] 进一步地,所述水性增透涂布液中包含分散剂、乳化剂、起泡剂中的任意一种或者 一种W上,W配合上述的聚醋、聚己帰、聚丙帰、聚己帰醇和聚丙帰酸醋等,改善溶液的涂布 性能。
[0014] 进一步地,上述的在线涂布水性增透涂层的B0PET薄膜,其总透光率> 94%。
[0015] 本发明还提供了一种上述的在线涂布水性增透涂层的B0PET薄膜的制备方法,包 括W下步骤: 将PET切片挤出烙融; 通过T型模头、冷鼓冷却后制成铸片; 将铸片进行纵向拉伸; 通过在线涂布系统,在纵向拉伸后的PET铸片表面在线涂布水性增透涂布液; 进行横向拉伸及热定型。
[0016] 进一步地,所述在线涂布是采用网纹親涂布、网纹親与胶親组合涂布或模头挤出 涂布。
[0017] 进一步地,所得到的在线涂布水性增透涂层的B0PET薄膜,其总透光率> 94%。
[0018] 本发明的有益效果是;本发明的具有水性增透涂层B0PET薄膜,具有94%或更高 的总透光率,与无涂层的B0PET薄膜相比可实现总透光率约6%的提高;且采用水性涂布液 涂布,无V0C排放,环境友好。
[0019] 另外,本发明的制备方法采用在线涂布形成增透层,工艺简单,得到的涂层薄且均 匀,生产速度快、效率高、成本低,可用于大批量生产。

【具体实施方式】
[0020] 本发明提供了一种总透光率> 94%的在线涂布水性增透涂层的B0PET薄膜,包括 B0PET基底层和粘附在基底层至少一个表面上的水性增透涂层;水性增透涂层中含有折光 粒子;折光粒子可W是无机粒子也可W是有机粒子,只要可W在B0PET薄膜表面稳定存在, 主要要能够满足直径为0. 1?10微米,折射率为1. 3?1. 45 ;粒子直径太小时,难W分散,粒子 凝聚导致效果不均匀;粒子直径太大时,容易从涂层表面掉落。折射率大于1. 45薄膜的透 光率不足。优选地,所述折光粒子为氣化镇、球形二氧化娃、碳酸巧、玻璃珠、聚甲基丙帰酸 甲醋中的一种或多种。
[0021] 所述水性增透涂层,是在PET切片经过挤出烙融后,将得到的铸片纵向拉伸后进 行在线涂布水性增透涂布液,然后进行横向拉伸和热定型。涂布时,水性增透涂布液中含有 大于等于50wt%的水,lOOppm?lOOOppm的所述折光粒子;折光粒子含量太少时,增透效果不 明显;折光粒子含量太多时,会导致产品的雾度升高,影响外观。优选地,折光粒子含量为 300卵111~800卵m。
[0022] 所用到的PET切片是本领域技术人员树脂的可W用于薄膜生产的PET切片产品, 不含有填料。
[0023] 为了改善涂层的粘附性能,水性增透涂布液中可W添加聚醋、聚己帰、聚丙帰、聚 己帰醇、聚丙帰酸醋、聚苯己帰和聚氨醋中的一种或多种。所述的高分子物结构中含有水溶 性基团,具体可采用公知的水溶性或水分散型的。
[0024] 例如,本发明所述的聚醋的具体制备方法可W现有中的任意一项公知技术,即采 用酸成分或醋成分为原材料,与醇成分依次经醋化或醋交换、缩聚反应后得到的。
[0025] 所述的聚丙帰酸醋包括甲基丙帰酸甲醋、甲基丙帰酸己醋、丙帰酸正下醋、甲基丙 帰酸正下醋、丙帰酸戊醋中的一种或多种的混合。可W采用公知的乳液聚合法制备得到。
[0026] 水性增透涂布液中还可W包含分散剂、乳化剂、起泡剂中的任意一种或者多种;W 改善溶液的涂布性能。
[0027] 本发明还提供了一种上述的在线涂布水性增透涂层的B0PET薄膜的制备方法,具 体地,将PET切片挤出烙融;然后通过T型模头、冷鼓冷却后制成铸片;将铸片进行纵向拉 伸,然后通过在线涂布系统,在纵向拉伸后的PET铸片表面在线涂布水性增透涂布液;涂布 后再进行横向拉伸及热定型。
[002引在线涂布的方法可W采用常用的在线涂布工艺,优选地,采用网纹親涂布、网纹親 与胶親组合涂布或模头挤出涂布。
[0029] 在线涂布过程中,水性增透涂布液中的水份基本完全被蒸发掉,树脂等成分发生 固化作用,从而使折光粒子紧密粘附在薄膜表面。从而得到总透光率> 94%的在线涂布的 具有水性增透涂层的B0PET薄膜。
[0030] 实施例1 水性增透涂布液的准备: 折光粒子;直径2微米,折射率1. 3的球形二氧化娃。
[0031] 将折光粒子加入适量去离子水得到折光粒子含量为6(K)卵m的溶液;并加入5wt% 的聚醋树脂,Iwt%的聚己帰树脂,2wt%的聚丙帰树脂,5wt%的聚己帰醇,2wt%的甲基丙帰酸 正下醋,Iwt%的分散剂,Iwt%的消泡剂,2wt%的乳化剂。
[003引 B0PET膜的制备: 将去除了湿气的PET切片投入到挤压机中,烙融挤出;然后通过T型模头、冷鼓冷却后 制成厚度为2000ym的PET铸片;将得到的PET铸片在Tg或更高的温度(即llCrC温度) 下沿纵向(machine direction(MD))拉伸3. 5倍;采用网纹親涂布法在该薄片的一面上涂 布水性增透涂布液,涂布后得到的湿涂层厚度约为28微米;在比纵向拉伸温度更高的温度 即140°C下对薄片进行预加热和干燥,W沿横向(transverse direction(TD))进一步拉 伸3. 5倍;在对所述膜准备好的高于5级的拉幅机巧stage tenter)的热处理区域中在 235C温度下进行热处理;在冷却区域中在20(TC或更低的温度下沿纵向和横向使膜松弛 10%;和对该膜进行热定形,制得188 ym厚双面涂有水性增透涂层的B0PET薄膜。所制得 的BOPET膜的物理性能示于表1中。
[003引对比例1 同时采用同实施例1相同的PET切片为原料,按照相同的拉伸工艺进行拉伸,去除在线 涂布的工序,得到未涂膜的B0PET薄膜。
[0034] 实施例2 水性增透涂布液的准备: 折光粒子;直径0. 01微米,折射率1. 4的聚甲基丙帰酸甲醋。
[00巧]将折光粒子加入适量去离子水得到折光粒子含量为l(K)ppm的溶液;并加入 4. 5wt%的聚醋树脂,2wt%的甲基丙帰酸正下醋,1. 5wt%的甲基丙帰酸甲醋树脂,2wt%的聚 苯己帰,Iwt%的聚氨醋,2wt%的分散剂,0. 5wt%的消泡剂,0. 5wt%的乳化剂。
[003引 B0PET膜的制备: 将去除了湿气的PET切片投入到挤压机中,烙融挤出;然后通过T型模头、冷鼓冷却 后制成厚度为2000ym的PET铸片;将得到的PET铸片在Tg或更高的温度(即11(TC温 度)下沿纵向(machine direction(MD))拉伸3. 5倍;采用网纹親和胶親相结合的涂布 法在该薄片的正反两面面上涂布水性增透涂布液,涂布后得到的每一面上的湿涂层厚度 为10微米;在比纵向拉伸温度更高的温度即14CTC下对薄片进行预加热和干燥,W沿横向 (transverse direction (TD))进一步拉伸3. 5倍;在对所述膜准备好的高于5级的拉幅机 巧stage tenter)的热处理区域中在235°C温度下进行热处理;在冷却区域中在200°C或 更低的温度下沿纵向和横向使膜松弛10% ;和对该膜进行热定形,制得125 y m厚双面涂有 水性增透涂层的B0PET薄膜。所制得的B0PET膜的物理性能示于表1中。
[0037] 对比例2 同时采用同实施例1相同的PET切片为原料,按照相同的拉伸工艺进行拉伸,去除在线 涂布的工序,得到未涂膜的B0PET薄膜。
[00測 实施例3 水性增透涂布液的准备: 折光粒子;直径10微米,折射率1. 45的碳酸巧。
[0039] 将折光粒子加入适量去离子水得到折光粒子含量为lOOOppm的溶液;并加入 05wt%的聚丙帰树脂,2wt%的聚己帰醇,1. 5wt%的甲基丙帰酸正下醋树脂,1. Owt%的甲基 丙帰酸甲醋树脂,3wt%的聚苯己帰,Iwt%的聚氨醋,0. 5wt%的分散剂,0. 5wt%的消泡剂, 0. 5wt%的乳化剂。
[0040] B0PET膜的制备: 将去除了湿气的PET切片投入到挤压机中,烙融挤出;然后通过T型模头、冷鼓冷却 后制成厚度为2000ym的PET铸片;将得到的PET铸片在Tg或更高的温度(即11(TC温 度)下沿纵向(machine direction(MD))拉伸3. 5倍;采用模头挤出法在该薄片的正反 两面面上涂布水性增透涂布液,涂布后得到的每一面上湿涂层的厚度约为60微米;在比 纵向拉伸温度更高的温度即14(TC下对薄片进行预加热和干燥,W沿横向(transverse direction(TD))进一步拉伸3. 5倍;在对所述膜准备好的高于5级的拉幅机巧stage tenter)的热处理区域中在235C温度下进行热处理;在冷却区域中在20(TC或更低的温度 下沿纵向和横向使膜松弛10% ;和对该膜进行热定形,制得250 y m厚双面涂有水性增透涂 层的BOPET薄膜。所制得的BOPET膜的物理性能示于表1中。
[00川对比例3 同时采用同实施例1相同的PET切片为原料,按照相同的拉伸工艺进行拉伸,去除在线 涂布的工序,得到未涂膜的BOPET薄膜。
[0042] 上述实施例和对比例中得到的阳T薄膜的物理性能测试方法如下: 1)膜的总透光率的测定;采用总透光率测量仪(Nippon Denshoku 300A)测定膜的总 透光率。
[0043] 2)雾度测试;采用MH-500光学投射雾度仪来测试薄膜雾度。
[0044] 各实施例实施效果如表1所示I。
[0045] 表 1

【权利要求】
1. 一种在线涂布水性增透涂层的BOPET薄膜,其特征在于:包括BOPET基底层和粘附 在B0PET基底层至少一个表面上的水性增透涂层; 所述水性增透涂层中含有直径为〇. 01 ~1〇微米,折射率为1. 3~1. 45的折光粒子; 所述水性增透涂层是在PET切片经过纵向拉伸后,经过在线涂布,将水性增透涂 布液涂布到PET切片表面形成的;所述水性增透涂布液中含有大于等于50wt%的水, 100ppm~1000ppm的所述折光粒子。
2. 根据权利要求1所述的在线涂布水性增透涂层的BOPET薄膜,其特征在于:所述折 光粒子为氟化镁、球形二氧化硅、碳酸钙、玻璃珠、聚甲基丙烯酸甲酯中的一种或一种以上。
3. 根据权利要求1所述的在线涂布水性增透涂层的BOPET薄膜,其特征在于:所述水 性增透涂布液在线涂布后形成的湿涂层厚度为0. 1 ~1〇〇微米。
4. 根据权利要求1所述的在线涂布水性增透涂层的BOPET薄膜,其特征在于:所述水 性增透涂布液中还含有添加聚酯树脂、聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚乙烯醇树脂和聚丙烯酸 酯树脂中的一种或一种以上。
5. 根据权利要求4所述的在线涂布水性增透涂层的BOPET薄膜,其特征在于:所述水 性增透涂布液中包含分散剂、乳化剂、起泡剂中的任意一种或者一种以上。
6. 根据权利要求1-5任一项所述的在线涂布水性增透涂层的BOPET薄膜,其总透光率 彡 94%。
7. -种如权利要求1-5任一项所述的在线涂布水性增透涂层的BOPET薄膜的制备方 法,其特征在于,包括以下步骤: 将PET切片挤出熔融; 通过T型|吴头、冷鼓冷却后制成铸片; 将铸片进行纵向拉伸; 通过在线涂布,在纵向拉伸后的PET铸片表面涂布水性增透涂布液; 进行横向拉伸及热定型。
8. 根据权利要求7所述的制备方法,其特征在于:所述在线涂布是采用网纹辊涂布、网 纹辊与胶辊组合涂布或模头挤出涂布。
9. 根据权利要求7所述的制备方法,其特征在于:所得到的在线涂布水性增透涂层的 BOPET薄膜,其总透光率> 94%。
【文档编号】C08L67/02GK104513403SQ201410794568
【公开日】2015年4月15日 申请日期:2014年12月19日 优先权日:2014年12月19日
【发明者】招洛彬, 谢勇, 李明强 申请人:佛山杜邦鸿基薄膜有限公司
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