专利名称：一种高透明聚酯薄膜的制作方法
技术领域：
一种高透明聚酯薄膜技术领域[0001]本实用新型涉及一种高透明薄膜及其制备方法，尤其是一种高光透过率、低雾度的高透明聚酯薄膜及其制备方法。
背景技术：
[0002]双向拉伸聚酯薄膜具有诸多优良的特性机械强度高、光学性能优良、电绝缘性能佳、阻隔性能好、使用温度范围宽(_70°C -200°C )、耐化学腐蚀性及尺寸稳定性良好等，因此广泛应用于包装、电子电力以及照相、磁性产品等领域。近年来由于液晶显示方面的发展，聚酯薄膜在光学领域方面也有重要应用。从目前液晶显示面板的结构来看，有至少一半以上的液晶显示组件使用的是聚酯膜片。[0003]聚酯薄膜在光学应用方面比在包装或电子电力方面的应用有更高的要求，除了机械强度、热稳定性等方面，还要求更优异的光学性能。比如用于液晶显示面板里的扩散膜和增亮膜方面，要求作为基膜的聚酯薄膜的光透过率达到90%以上，用作液晶显示器保护膜用的基膜甚至要求达到94%以上。除了高的光透过率，还要求低的雾度，有些光学用基膜要求雾度达到1 %以内。目前普通包装用的聚酯基膜一般光透过率为85 %左右，雾度为2 %左右，这样的光学性能很难达到光学应用的要求。[0004]影响薄膜光学性能的因素，除了聚酯原料本身外，还跟制膜配方和工艺有关。在普通的聚酯薄膜生产中，为了适应可加工性的要求，聚酯表层必须含有抗粘连填充粒子(也可以称为微细固体粒子)，以使薄膜表面粗糙而起到收放卷的抗粘连作用。所述微细固体粒子通常是无机粒子(也可称为无机填充粒子，或无机抗粘连粒子)，例如二氧化硅、磷酸钙、高岭土等，粒子直径一般在1_6μπι之间。如图1所示，现有的聚酯薄膜包括聚酯薄膜基材1和无机抗粘连粒子2。传统的做法是先将无机粒子添加到聚酯原料中做成母料切片， 然后通过母料添加的方式将无机粒子添加到整个薄膜(单层挤出)或薄膜表层(ΑΒΑ三层共挤中的A层)中。这些无机粒子的添加虽然解决了膜表面的抗粘连性问题，但不可避免地降低了薄膜的光学性能。一方面，无机粒子阻止部分光线使得光透过率降低；另一方面， 这些微粒会使部分光线偏离原来的方向使得雾度提高。虽然可以通过减少无机粒子的添加量来改善光学性能，但是效果并不理想，而且会明显降低薄膜表面的抗粘连性能。虽然采用 ABA三层结构使得中间层可以不用添加无机粒子，从而一定程度上减缓光学性能的下降，但其效果往往不是很明显(实际上使用三层共挤的目的主要还是为了减少母料的用量而降低材料成本)。[0005]按目前国内的聚酯原料和绝大多数的生产线和工艺水平，很难生产出高要求的光学级聚酯薄膜，现阶段国内所使用的光学级聚酯基膜几乎全部从国外进口。国外生产光学级聚酯薄膜的厂家主要集中在日本和韩国，这些厂家无论是在原料上还是在工艺上都各自进行严格地保密。国内厂商要生产出高品质的光学级聚酯薄膜，需要在原料配方和工艺上有所突破。发明内容[0006]本发明所要解决的技术问题是薄膜制备过程中抗粘连粒子的添加降低了基膜原有的光学性能，如使薄膜的光透过率降低，雾度提高。[0007]为了解决上述技术问题，本发明用高透明有机填充粒子(也可称为有机抗粘连粒子，或有机微粒)替代传统的无机粒子作为抗粘连填充粒子。由于有机填充粒子的透明性较好，因此可以尽可能地减少抗粘连粒子对基膜光学性能的影响。此外，相比于无机粒子， 有机填充粒子与基膜具有更好的相容性，因此也可以降低对基膜机械性能和工艺性能的不良影响。[0008]本发明采用下述技术方案[0009]技术方案1，本发明提供一种高透明聚酯薄膜，包括聚酯薄膜基材和抗粘连填充粒子，它的特点是，所述抗粘连填充粒子是高透明有机填充粒子。[0010]技术方案2、一种如技术方案1所述的高透明聚酯薄膜，它的特点是，所述高透明有机填充粒子的光折射率为1. 4-2. 0。[0011]技术方案3、一种如技术方案1所述的高透明聚酯薄膜，它的特点是，所述高透明有机填充粒子的熔点在280°C以上，优选在300°C以上。[0012]技术方案4、一种如技术方案2所述的高透明聚酯薄膜，它的特点是，所述高透明有机填充粒子的光折射率为1. 5-1. 7。[0013]技术方案5、一种如技术方案1所述的高透明聚酯薄膜，它的特点是，所述高透明有机填充粒子的粒径为0. 6 μ m-8 μ m。[0014]技术方案6、一种如技术方案1所述的高透明聚酯薄膜，它的特点是，所述高透明聚酯薄膜的厚度为12-250 μ m。[0015]技术方案7、一种如技术方案1所述的高透明聚酯薄膜，它的特点是，所述聚酯薄膜基材的原料为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)或其共聚改性聚酯，或其中至少两种原材料的组合；所述高透明有机填充粒子为聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚苯乙烯(PQ或其组合。[0016]技术方案8、一种如技术方案1至7之一所述的高透明聚酯薄膜的制备方法，它的特点是，所述高透明有机填充粒子先与聚酯切片一起制备成母料切片，在母料切片中，所述高透明有机填充粒子的重量含量为lg_5g/kg ；所述母料切片与有光切片通过双向拉伸工艺制备成所述高透明聚酯薄膜。[0017]技术方案9、一种如技术方案1至7之一所述的高透明聚酯薄膜的制备方法， 它的特点是，所述聚酯薄膜为ABA三层共挤出结构，其中A层含有高透明有机填充粒子； 所述高透明有机填充粒子先与聚酯切片一起制备成母料切片，在母料切片中，所述高透明有机填充粒子的重量含量为3g/kg;所述A层中的母料切片与有光切片的重量配比为 30-50 70-50 ；所述高透明聚酯薄膜采用双向拉伸工艺制备。[0018]技术方案10、一种如技术方案1至7之一所述的高透明聚酯薄膜，它的特点是，所述聚酯薄膜为单层挤出结构，整个薄膜中含有高透明有机填充粒子；所述高透明有机填充粒子先与聚酯切片一起制备成母料切片，在母料切片中，所述高透明有机填充粒子的重量含量为3g/kg;所述高透明聚酯薄膜中，母料切片与有光切片的重量配比为10-20 90-80 ； 所述高透明聚酯薄膜采用双向拉伸工艺制备。[0019]技术方案11，一种如技术方案1所述的高透明聚酯薄膜，它的特点是，所述高透明有机填充粒子的粒径为1 μ m-4 μ m。[0020]技术方案12，一种如技术方案11所述的高透明聚酯薄膜，它的特点是，所述聚酯薄膜为ABA三层共挤出结构，其中A层含有高透明有机填充粒子；所述A层的厚度为薄膜厚度的5-15%，B层的厚度为薄膜厚度的70-90%。[0021]技术方案13，一种如技术方案9或12所述的高透明聚酯薄膜，它的特点是，所述A 层的厚度为薄膜厚度的10%，B层的厚度为薄膜厚度的80%。[0022]技术方案14，一种如技术方案1所述的高透明聚酯薄膜，它的特点是，所述高透明聚酯薄膜的厚度为12-72 μ m。[0023]技术方案15，一种如技术方案1所述的高透明聚酯薄膜，它的特点是，所述高透明聚酯薄膜的厚度为200-250 μ m。[0024]技术方案16，一种如技术方案1所述的高透明聚酯薄膜，它的特点是，所述高透明聚酯薄膜的厚度为80-190 μ m。[0025]所述的聚酯薄膜原料优选为PET或PEN。所述聚酯原料的特性粘度值为0.55-0. 70dl/g，玻璃化转变温度一般要求大于65°C，最好大于70°C，熔点一般要求大于 2500C，最好大于260°C，其他性能指标须符合国家相关标准。[0026]所述的有机填充粒子，一般采用透明性好的聚合物微粒，如聚甲基丙烯酸甲酯 (PMMA)、聚苯乙烯(PQ等。除了透明性外，粒子的其它光学性能最好与聚酯材料的光学性能接近，聚酯的光折射率约为1. 7，因此有机填充粒子的光折射率可为1. 4-2. 0，优选为1.5-1. 7。聚酯薄膜的制备是通过切片的熔融挤出铸片的，其熔体温度达到沈0-观01之间， 为保持填充粒子在熔融挤出过程中不受破坏，有机填充粒子的熔点必须在280°C以上，优选在300°C以上。综合上述因素，优选使用PMMA微粒。PMMA是目前工业应用较为广泛的材料， 在众多聚合物微粒中，PMMA的透明性是最好的。PMMA微粒的光折射率约为1.5，与聚酯较为接近。PMMA微粒的熔点较高，一般可达300°C以上。填充粒子的粒径大小影响到制膜工艺及产品的光学、力学性能。一方面，填充粒子粒径越小越有利于拉伸工艺，对产品的光学和力学性能影响也越小。另一方面，填充粒子粒径越大，膜表面粗糙度越高，抗粘连效果越好。平衡各方面性能考虑，有机填充粒子的粒径优选为0. 6 μ m-8 μ m，更优选为1 μ m_4 μ m。 为保证分散的均勻性，填充粒子以母料的形式使用。母料可以通过熔融混合的方式制备，其中PMMA在母料中的重量含量为lg_5g/kg，优选为3g/kg(3000ppm)。即先将填充粒子与聚酯切片(也可称为有光切片)熔融混和制备成填充料含量较高的聚酯母料切片(也可称为母料切片，可简称母料)，在之后的生产中再将母料切片与有光切片按计量比例混和使用。[0027]所述的双向拉伸工艺，与现有的聚酯薄膜双向拉伸工艺相同，包含如下步骤原料干燥，熔融挤出，铸片，纵向拉伸，横向拉伸，热定型，冷却，牵引，收卷，分切。为得到更好的光学性能，优选采用三层共挤出技术。所用的三层为ABA层结构，仅在较薄的外表两层(A 层)添加填充粒子，较厚的中间层(B层)完全采用有光切片。填充粒子的添加量影响到薄膜的表面抗粘连性和光学性能(光透过率和雾度)，添加量减少，抗粘连性能降低，光学性能提高。相反填充粒子添加量增多，抗粘连性能提高，光学性能降低。对于三层共挤结构， 外表两层(A层)中母料切片与有光切片的配比优选为30-50 70-50，对于单层挤出结构， 母料切片与有光切片的配比优选为10-20 90-80。[0028]所述制备得到的聚酯薄膜，其厚度为12-250 μ m。薄膜表面的摩擦系数(动摩擦系数/静摩擦系数)一般为0. 2-0. 6，最好情况下为0. 3-0. 5，满足薄膜收放卷的抗粘连性要求。薄膜的透光率为86-92%，雾度为0. 8-2. 0%，其光学性能依所用聚酯原料和膜厚度有所不同，但总体上比同等情况下采用无机抗粘连粒子所得薄膜有所提高(一般普通薄膜的透光率为82-86 %，雾度为2. 5-5. 0% )0[0029]与现有技术相比，本发明提供的高透明聚酯薄膜，采用高透明有机填充粒子替代传统的无机粒子作为抗粘连填充粒子，该聚酯薄膜具有更好的光学性能(较高的光透过率和较低的雾度)，较好的抗粘连性和机械性能，而所需的原材料成本相对不高。本发明提供的高透明聚酯薄膜的制备方法，采用现有的拉伸工艺，操作简单易行。
[0030]图1为现有的添加无机抗粘连粒子的聚酯薄膜剖面示意图；[0031]图2为本发明所述的添加高透明有机填充粒子的聚酯薄膜剖面示意图；[0032]图3为本发明提供的单层挤出的高透明聚酯薄膜剖面示意图。[0033]图中1为聚酯薄膜基材，2为无机抗粘连粒子，3为高透明有机填充粒子，4为三层共挤出结构的A层，5为三层共挤出结构的B层。
具体实施方式
[0034]以下结合实施例更加具体地说明本发明的技术方案，其中，聚酯薄膜制备原料采用市场上销售的膜级聚酯切片，一般为市场上销售的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)或其共聚改性聚酯；高透明有机填充粒子采用市场上销售的PMMA和PS。[0035]如图2所示，本发明实施例提供的三层共挤的高透明聚酯薄膜包括聚酯薄膜基材和高透明有机填充粒子3，所述高透明聚酯薄膜为ABA三层共挤结构，两表层为A层4，中间层为B层5，两表层A层4中含有高透明有机填充粒子3。[0036]如图3所示，本发明实施例提供的单层挤出的高透明聚酯薄膜包括聚酯薄膜基材 1和高透明有机填充粒子3，聚酯薄膜基材1的内部和表面含有高透明有机填充粒子3。[0037]实施例中所用聚酯薄膜基材原料及制备工艺、所得薄膜性能及评价等如下所述。[0038](1)聚酯原料、有机抗粘连粒子及母料的制备过程[0039]聚酯薄膜基材原料采用中国仪征化纤有限公司生产的膜级聚酯切片，商品牌号 reeoo。有机抗粘连粒子采用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，由日本积水化成工业公司定制并提供，粒径为1μπι-2μπι，光折射率为1.49。PMMA粒子先制作成母料后再使用，母料可以通过熔融混合的方式制备，母料也可以采用下述制作方法将计算量的PMMA粒子均勻分散在乙二醇中形成浆料，然后与聚酯合成原料在聚合釜上进行酯化、缩聚、铸片、切粒制得PMMA聚酯母料切片，其中PMMA在母料中的重量含量为lg_5g/kg，优选为3g/kg(3000ppm)，PMMA粒子在聚合过程中不会溶解或溶胀，PMMA粒子的分子结构优选为交联结构。[0040](2)聚酯薄膜的制备过程[0041]上述聚酯薄膜基材原料在德国布鲁克纳公司生产的聚酯薄膜拉伸生产线 (12-75μπι厚的膜)或日本三菱重工生产的聚酯薄膜拉伸生产线(76-250μπι厚的膜)上进行聚酯薄膜的制备。对于采用三层(ABA)结构的共挤出方法，其中外表两层(A层)的厚度各约为10%，中间层(B层)的厚度约为80%。仅在外层添加有机抗粘连粒子，母料与有光切片的配比为母料有光切片=30-50 70-50，中间层使用有光切片(可简称为有光料)。对于单层挤出方法，母料与有光切片的配比为母料有光切片=10-20 90-80。 薄膜的制备步骤如下聚酯原料经干燥后熔融挤出铸片，所得厚片在100°C下纵向拉伸4 倍，在104°C下横向拉伸3. 8倍，在225°C下热定型处理，冷却之后收卷，最终制成厚度为 12-250 μ m的高透明聚酯薄膜。[0042](3)制备所得聚酯薄膜的表面抗粘连性通过摩擦系数的测定来评价，抗粘连性越高对应的摩擦系数越低。摩擦系数的测定依据是GB 10006-88塑料薄膜和薄片摩擦系数测定方法，在济南兰光机电技术有限公司的MXD-OlA摩擦系数仪上进行。[0043](4)制备所得聚酯薄膜(可简称薄膜)的光学性能通过光透过率和雾度的测定来评价，薄膜的光透过率越高及雾度越低则其光学性能越高。光透过率和雾度的测定依据是 GB/T 2410-2008标准，在英国Diffusion公司的EEL 57D雾度仪上进行。[0044]实施例1[0045]按前述方法制备薄膜，采用三层共挤工艺，薄膜厚度为12um，两个表层所用母料与有光切片的配比为36 64，中间层完全使用有光切片。所得薄膜表面抗粘连性能及光学性能测定结果见表1。[0046]实施例2[0047]按前述方法制备薄膜，采用三层共挤工艺，薄膜厚度为23um，两个表层所用母料与有光料配比为42 58，中间层完全使用有光料。所得薄膜表面抗粘连性能及光学性能测定结果见表1。[0048]实施例3[0049]按前述方法制备薄膜，采用三层共挤工艺，薄膜厚度为48um，两个表层所用母料与有光料配比为45 55，中间层完全使用有光料。所得薄膜表面抗粘连性能及光学性能测定结果见表1。[0050]实施例4[0051]按前述方法制备薄膜，采用三层共挤工艺，薄膜厚度为72um，两个表层所用母料与有光料配比为48 52，中间层完全使用有光料。所得薄膜表面抗粘连性能及光学性能测定结果见表1。[0052]表 1[0053]实施例1234膜厚度(ym)12234872单层/三层共挤三层共挤三层共挤三层共挤三层共挤母料有光料36 6442 5845 5548 52摩擦系数(动/静)0. 46/0. 500. 43/0. 460. 42/0. 440. 39/0. 4权利要求1.一种高透明聚酯薄膜，其特征在于，所述薄膜包括聚酯薄膜基材和高透明有机填充粒子。
2.一种如权利要求1所述的高透明聚酯薄膜，其特征在于，所述高透明有机填充粒子的粒径为0. 6 μ m-8 μ m。
3.—种如权利要求1所述的高透明聚酯薄膜，其特征在于，所述高透明有机填充粒子的粒径为1 μ m-4 μ m。
4.一种如权利要求1所述的高透明聚酯薄膜，其特征在于，所述高透明聚酯薄膜的厚度为 12150μ m。
5.一种如权利要求1所述的高透明聚酯薄膜，其特征在于，所述聚酯薄膜为ABA三层共挤出结构，其中A层含有高透明有机填充粒子；所述A层的厚度为薄膜厚度的5-15%，B层的厚度为薄膜厚度的70-90%。
6.一种如权利要求5所述的高透明聚酯薄膜，其特征在于，所述A层的厚度为薄膜厚度的10%，B层的厚度为薄膜厚度的80%。
7.—种如权利要求1所述的高透明聚酯薄膜，其特征在于，所述聚酯薄膜为单层结构。
8.—种如权利要求1所述的高透明聚酯薄膜，其特征在于，所述高透明聚酯薄膜的厚度为 12-72 μ m。
9.一种如权利要求1所述的高透明聚酯薄膜，其特征在于，所述高透明聚酯薄膜的厚度为 200-250 μ mo
10.一种如权利要求1所述的高透明聚酯薄膜，其特征在于，所述高透明聚酯薄膜的厚度为 80-190 μ m。
专利摘要本实用新型涉及一种高透明薄膜，尤其是一种高光透过率、低雾度的高透明聚酯薄膜。本实用新型所要解决的技术问题是薄膜制备过程中抗粘连粒子的添加降低了基膜原有的光学性能。本实用新型提供一种高透明聚酯薄膜，包括聚酯薄膜基材和高透明有机填充粒子。所述高透明有机填充粒子的粒径为1μm-4μm。所述高透明聚酯薄膜的厚度为12-250μm。与现有技术相比，本实用新型提供的高透明聚酯薄膜具有较好的光学性能，较好的抗粘连性和机械性能。
文档编号B32B27/36GK202319190SQ201120458318
公开日2012年7月11日 申请日期2011年11月18日 优先权日2011年11月18日
发明者不公告发明人 申请人:宁波长阳科技有限公司