专利名称：一种透明聚酯薄膜及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种聚酯薄膜，特别是一种高透明聚酯薄膜及其制造方法。
背景技术：
聚酯薄膜由于具有优异的机械性能、耐热性能在近年来得到广泛应用。双向拉伸
聚酯薄膜由于相对于其他塑料薄膜具有良好的尺寸稳定性、耐化学性以及透明性而被
大量用于各种光学薄膜。
聚酯薄膜经过双轴拉伸取向后，虽然具有优良的物理化学性能，但由于其自身具
有自粘的特性，为聚酯薄膜的加工带来不便。为改善聚酯薄膜的自粘性，在聚酯薄膜 的生产过程中，经常需要加入添加剂，以增加聚酯薄膜的表面粗糙程度，使聚酯薄膜 达到良好的运行性能，并且收巻性能良好。但是添加剂的加入，使得聚酯薄膜的透明 度在一定程度上遭到破坏，增加了聚酯薄膜的发雾程度，这在许多应用领域是不希望 看到的，因为这将严重影响了光线的透过率，使聚酯薄膜在这些领域的应用受到限制。 申请号为02136917.8、名称为"一种高透明聚酯薄膜及其生产方法"的中国专利 公开了一种高透明聚酯薄膜的技术方案，该聚酯薄膜包括纳米级二氧化硅和微米级二 氧化硅。二氧化硅的加入虽然改善了薄膜的收巻和薄膜的平整度，但影响了薄膜的光 学性能，影响了其使用范围。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种具有优异透明性和加工性的透明聚酯薄膜。
本发明另一个需要解决的技术问题是提供该聚酯薄膜的制造方法。
解决上述问题所采用的技术方案为
一种透明聚酯薄膜，包括基层和至少一个表层，所述基层含有纳米级添加剂，所
述表层含有纳米级添加剂和微米级添加剂；所述添加剂是二氧化硅、二氧化钛、三氧 化二铝、高岭土、碳酸钙、硫酸钡、交联聚苯乙烯或聚甲基丙烯酸甲酯；所述基材层 中纳米级添加剂的含量为5 — 1000卯m。
上述透明聚酯薄膜中，所述表层中添加剂的含量为30—1500卯m。上述透明聚酯薄膜中，所述表层中纳米级添加剂和微米级添加剂的重量比为l 20: 1。
一种透明聚酯薄膜的制备方法，它包括以下步骤
a. 将混合好的基材层聚酯原料切片和表层聚酯原料切片，送入相应挤出系统熔融 挤出；
b. 基材层和表层熔体经共挤模头，在转动的冷却辊上形成多层的无定型的聚酯铸
塑厚片；
C.将冷却后的厚片预热后，纵向拉伸3.0 3.8倍；
d. 将纵向拉伸后的膜片预热后，横向拉伸3.0 4.0倍；
e. 将拉伸后的薄膜热定型，冷却后收巻，得到高透明聚酯薄膜。 上述透明聚酯薄膜的制备方法，所述聚酯切片的熔融挤出温度为26(TC 30(TC。 上述透明聚酯薄膜的制备方法，所述薄膜热定型温度为21(TC 240X:。 聚酯薄膜为包括基层和表层的二层结构、三层结构或多层结构，表层或基层中含
有添加剂，添加剂可以改善聚酯薄膜的自粘性。
本发明中，聚酯薄膜的基层中含有纳米级添加剂，表层中含有纳米级添加剂和微 米级添加剂，其中，表层改善了聚酯薄膜的自粘性，基层改善了聚酯薄膜的热性能， 提供了聚酯薄膜的有异的加工性。
本发明中，所述基层和表层材料为二元酸和二元醇的聚合物，其中，二元酸可以 是直链脂肪二酸，但主要是芳香族二酸，如对苯二甲酸、对苯二乙酸、对萘二甲酸等， 优选对苯二甲酸和对萘二甲酸，更优选对苯二甲酸；二元醇主要是碳原子数是2 4 的脂肪族二醇，如乙二醇、丙二醇、丁二醇等，优选乙二醇和丁二醇，更优选乙二醇。 除了上述成分外，聚酯切片还可以是加入少量的间苯二甲酸、邻苯二甲酸等物质的改 性聚酯。适合本发明的聚酯切片为特性粘度为0. 55 dL/g 0. 80 dL/g的对苯二甲酸与 乙二醇的縮聚物对苯二甲酸乙二醇酯，优选特性粘度为0.60dL/g 0. 70 dL/g的对苯 二甲酸乙二醇酯。
基层中的添加剂为纳米级添加剂，添加剂可以在聚酯切片合成过程中加入到基材 层聚酯原料中，也可以以母料的形式填加，优选以母料的形式加入到基材层中，基层 中纳米级添加剂的含量为5—1000卯m，纳米级添加剂可以为二氧化硅、二氧化钛、氧化二铝、高岭土、碳酸钙、硫酸钡、交联聚苯乙烯或聚甲基丙烯酸甲酯。
表层中的添加剂为纳米级添加剂和微米级添加剂，添加剂可以在聚酯切片合成过 程中加入到表层聚酯原料中，也可以以母料的形式填加，优选以母料的形式加入。表 层中添加剂的含量为30 — 1500ppm,其中，纳米级添加剂和微米级添加剂的重量比为 1 20: 1。
表层中的纳米级添加剂、微米级添加剂可以是二氧化硅、二氧化钛、三氧化二铝、 高岭土、碳酸钙、硫酸钡等无机粒子或交联聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯等有机粒子。 聚酯薄膜可通过常规技术如涂覆、共挤等方式制备。本发明提供的高透明聚酯薄
膜的制备方法包括以下步骤
(1) 将混合好的基材层聚酯原料切片和表层聚酯原料切片，送入相应挤出系统 熔融挤出。
(2) 基材层和表层熔体经共挤模头，在转动的冷却辊上形成多层的无定型的聚 酯铸塑厚片。
(3) 将冷却后的厚片预热后，纵向拉伸3.0 3.8倍；
(4) 将纵向拉伸后的膜片预热后，横向拉伸3.0 4.0倍；
(5) 将拉伸后的薄膜热定型，冷却后收巻，得到多层结构的聚酯薄膜。 本发明中，基层聚酯树脂在150 — 18(TC进行结晶干燥处理，然后送入单螺杆挤出
机，在26(TC 30(TC下熔融挤出；表层聚酯树脂可以在150—18(TC进行结晶干燥处理， 送入单螺杆挤出机进行熔融挤出，或者不进行干燥处理，送入双螺杆挤出机进行熔融 挤出，经过拉伸后，在20(TC 24(TC下热定型。
本发明可选本领域已知的加工工艺，如管膜工艺、平膜工艺，优选平膜工艺，熔 融的基层和表层聚酯熔体从T型模头共挤出到骤冷的辊筒上，以保证共聚酯骤冷至无 定型状态，然后拉伸取向，得到聚合物薄膜。聚合物薄膜的拉伸可以是单轴拉伸取向 的，也可以是双轴拉伸取向的，但优选聚合物薄膜在平面的两个相互垂直的方向上双 轴取向拉伸，以获得令人满意的机械和物理性能。
本发明提供的聚酯薄膜的制备方法工艺简单，得到的产品具有良好加工性和优异 透明性，可广泛应用于光学、电子、图像、信息显示等领域。
本发明对照已有技术，因为在聚酯薄膜的基层中应用了纳米级添加剂，在不影响光学性能的前提下，有效改善了聚酯薄膜的热性能，提高了聚酯薄膜表观平整性和加 工性；同时在表层中同时应用了纳米级添加剂和微米级添加剂，改善了聚酯薄膜的自 粘性，既解决了聚酯薄膜收巻性能欠佳的问题，又赋予了聚酯薄膜优良的光学性能和 表面性能。
具体实施例方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步说明。
实施例1
将特性粘度为0.65dl/g的聚对苯二甲酸乙二醇酯聚酯切片和含有纳米二氧化钛 添加剂的母料切片混合均匀，使最终二氧化钛的含量为200卯m，将混合好的切片在170 。C结晶干燥，然后将结晶好的物料送入单螺杆挤出机，在28(TC条件下熔融挤出。
将特性粘度为0.60dl/g的聚对苯二甲酸乙二醇酯聚酯切片和含有复合添加剂的 聚酯母料切片混合均匀，复合母料含有纳米级二氧化硅添加剂和微米级碳酸钙添加剂， 二者重量比为为9:1，使最终添加剂的含量为580卯m，将混合好的物料在17(TC结晶 干燥，然后送入双螺杆挤出机，在280'C条件下熔融挤出。
将上述两种熔融物料通过一共挤模头，将熔体流延到一转动的冷却滚筒上，成为 无定型的A/B/A三层结构的铸塑厚片。
将此铸塑厚片预热到约90°C，随后以3.3: 1的纵向拉伸倍数进行纵向拉伸，将 纵向拉伸厚的聚合物片膜送到横向拉幅机中，在约ll(TC条件下将片膜拉伸至横向原 始尺寸的3.5倍，将双轴拉伸取向的聚合物膜在约230。C的温度条件下热定型。最终 聚合物薄膜的厚度为100um，其中基材层为90um，表层为5unn。
由此实施例得到的聚合物膜具有良好光学物理和机械性能。
实施例2
将特性粘度为0.80dl/g的聚对苯二甲酸乙二醇酯聚酯切片与含有纳米二氧化硅 添加剂的聚酯母料切片混合均匀，使最终二氧化硅的含量为500ppm，将此混合物料定 量送入双螺杆挤出机，在28(TC条件下熔融挤出。
将特性粘度为0.55dl/g的聚对苯二甲酸乙二醇酯聚酯切片和含有复合添加剂的聚酯母料切片混合均匀，复合母料含有纳米级硫酸钡添加剂和微米级高岭土添加剂， 二者重量比为为5:1，使最终添加剂的含量为1000卯m，将混合好的物料在170°C结晶 干燥，然后送入双螺杆挤出机，在28(TC条件下熔融挤出。
将上述两种熔融物料通过一共挤模头，将熔体流延到一转动的冷却辊筒上，成为 无定型的A/B/A三层结构的铸塑厚片膜。
将此铸塑厚片膜预热到约8(TC，随后以3.3: 1的纵向拉伸倍数进行纵向拉伸， 将纵向拉伸厚的聚合物片膜送到横向拉幅机中，在iio'c条件下将片膜拉伸至横向原 始尺寸的3.5倍，将双轴拉伸取向的聚合物膜在约23(TC的温度条件下热定型。最终 聚合物薄膜的厚度为50um，其中基材层为44um，表层为3um。
由此实施例得到的聚合物膜具有良好光学物理和机械性能。 实施例3
将特性粘度为0.55dl/g的聚对苯二甲酸乙二醇酯聚酯切片和含有纳米高岭土添 加剂的母料切片混合均匀，使最终硫酸钡的含量为5卯m，将混合好的切片在17(TC结 晶干燥，然后将结晶好的物料送入单螺杆基础机，在28(TC条件下熔融挤出。
将性粘度为0.80dl/g的聚对苯二甲酸乙二醇酯聚酯切片和含有复合添加剂的聚 酯母料切片混合均匀，复合母料含有纳米级碳酸钙添加剂和微米级三氧化二铝添加剂， 二者重量比为为1:1，使最终添加剂的含量为30卯m，将混合好的物料送入双螺杆挤出 机，在28(TC条件下熔融挤出。
将上述两种熔融物料通过一共挤模头，熔体流延到一转动的冷却滚筒上，成为无 定型的A/B/A三层结构的铸塑厚片膜。
将此铸塑厚片膜预热到约8(TC，随后以3.3: 1的纵向拉伸倍数进行纵向拉伸， 将纵向拉伸厚的聚合物片膜送到横向拉幅机中，在ll(TC条件下将片膜拉伸至横向原 始尺寸的3.5倍，将双轴拉伸取向的聚合物膜在约23(TC的温度条件下热定型。最终 聚合物薄膜的厚度为350um，其中基材层为310um，表层为20um。
由此实施例得到的聚合物膜具有良好光学物理和机械性能。 实施例4将特性粘度为0.65dl/g的聚对苯二甲酸乙二醇酯聚酯切片与含有纳米碳酸钙添 加剂的聚酯母料切片混合均匀，使最终碳酸钙的含量为100卯m，将此混合物料在170 'C结晶干燥，然后将结晶好的物料送入单螺杆基础机，在28(TC条件下熔融挤出。
将性粘度为0.65dl/g的聚对苯二甲酸乙二醇酯聚酯切片和含有复合滑爽剂的聚 酯母料切片混合均匀，复合母料含有纳米级二氧化硅添加剂和微米级二氧化硅添加剂， 二者重量比为为20:1，使最终添加剂的含量为1300卯m，将混合好的物料送入双螺杆 挤出机，在28(TC条件下熔融挤出。
将上述两种烙融物料通过一共挤模头，将熔体流延到一转动的冷却滚筒上，成为 无定型的A/B/A三层结构的铸塑厚片膜。
将此铸塑厚片膜预热到约8(TC，随后以3.3: 1的纵向拉伸倍数进行纵向拉伸， 将纵向拉伸厚的聚合物片膜送到横向拉幅机中，在ll(TC条件下将片膜拉伸至横向原 始尺寸的3.5倍，将双轴拉伸取向的聚合物膜在约23(TC的温度条件下热定型。最终 聚合物薄膜的厚度为150um，其中基材层为130um，表层为10um。
由此实施例得到的聚合物膜具有良好光学物理和机械性能。
实施例5
将特性粘度为0.55dl/g的聚对苯二甲酸乙二醇酯聚酯切片和含有纳米二氧化硅 添加剂的母料切片混合均匀，使最终二氧化硅的含量为750卯m，将混合好的切片在170 。C结晶干燥，然后将结晶好的物料送入单螺杆基础机，在280。C条件下熔融挤出。
将性粘度为0.80dl/g的聚对苯二甲酸乙二醇酯聚酯切片和含有复合添加剂的聚 酯母料切片混合均匀，复合母料含有纳米级硫酸钡添加剂和微米级甲基丙烯酸甲酯添 加剂，二者重量比为为15:1，使最终添加剂的含量为900卯m，将混合好的物料送入双 螺杆挤出机，在28(TC条件下熔融挤出。
将上述两种熔融物料通过一共挤模头，熔体流延到一转动的冷却滚筒上，成为无 定型的A/B/A三层结构的铸塑厚片膜。
将此铸塑厚片膜预热到约8CTC，随后以3.3: 1的纵向拉伸倍数进行纵向拉伸， 将纵向拉伸厚的聚合物片膜送到横向拉幅机中，在ll(TC条件下将片膜拉伸至横向原 始尺寸的3.5倍，将双轴拉伸取向的聚合物膜在约23(TC的温度条件下热定型。最终聚合物薄膜的厚度为250um，其中基材层为220um，表层为30um。 由此实施例得到的聚合物膜具有良好光学物理和机械性能。 实施例6
将特性粘度为0.63dl/g的聚对苯二甲酸乙二醇酯聚酯切片与含有纳米硫酸钡添 加剂的聚酯母料切片混合均匀，使最终硫酸钡的含量为1000ppm，将此混合物料定量 送入单螺杆挤出机，在280。C条件下熔融挤出。
将性粘度为0.70dl/g的聚对苯二甲酸乙二醇酯聚酯切片和含有复合添加剂的聚 酯母料切片混合均匀，复合母料含有纳米级二氧化钛添加剂和微米级交联聚苯乙烯添 加剂，二者重量比为为2:1，使最终添加剂的含量为1500ppm，将混合好的物料在170 。C结晶干燥，然后送入双螺杆挤出机，在280。C条件下熔融挤出。
将上述两种熔融物料通过一共挤模头，将熔体流延到一转动的冷却滚筒上，成为 无定型的A/A/B三层结构的铸塑厚片膜。
将此铸塑厚片膜预热到约80°C，随后以3.3: 1的纵向拉伸倍数进行纵向拉伸， 将纵向拉伸厚的聚合物片膜送到横向拉幅机中，在ll(TC条件下将片膜拉伸至横向原 始尺寸的3.5倍，将双轴拉伸取向的聚合物膜在约23(TC的温度条件下热定型。最终 聚合物薄膜的厚度为30um，其中基材层为26um，表层为A/A总厚度为4um。
由此实施例得到的聚合物膜具有良好光学物理和机械性能。
比较例
将特性粘度为0. 65dl/g的聚对苯二甲酸乙二醇酯聚酯切片与含有4. 7 u m 二氧化 硅添加剂的聚酯母料切片混合均匀，使最终二氧化硅的含量为150ppm，将此混合物料 在17(TC结晶干燥，然后将结晶好的物料送入单螺杆基础机，在28(TC条件下熔融挤出。
将性粘度为0.65dl/g的聚对苯二甲酸乙二醇酯聚酯切片和含有二氧化硅添加剂 的聚酯母料切片混合均匀，使最终二氧化硅的含量为180ppm，将混合好的物料在170 。C结晶干燥，然后送入双螺杆挤出机，在28(TC条件下熔融挤出。
将上述两种熔融物料通过一共挤模头，将熔体流延到一转动的冷却滚筒上，成为 无定型的A/B/A三层结构的铸塑厚片膜。将此铸塑厚片膜预热到约8(TC，随后以3.3: 1的纵向拉伸倍数进行纵向拉伸， 将纵向拉伸厚的聚合物片膜送到横向拉幅机中，在ll(TC条件下将片膜拉伸至横向原 始尺寸的3. 5倍，将双轴拉伸取向的聚合物。
最终聚合物薄膜的厚度为100um，其中基材层为94um，表层为6um。
由此实施例得到的聚合物膜具有良好机械性能，但薄膜的雾度呈现较高的增长， 透光率降低，高温加热后平整性差。
权利要求
1.一种透明聚酯薄膜，包括基层和至少一个表层，其特征是，所述基层含有纳米级添加剂，所述表层含有纳米级添加剂和微米级添加剂；所述添加剂是二氧化硅、二氧化钛、三氧化二铝、高岭土、碳酸钙、硫酸钡、交联聚苯乙烯或聚甲基丙烯酸甲酯；所述基材层中纳米级添加剂的含量为5-1000ppm。
2. 根据权利要求1所述透明聚酯薄膜，其特征是，所述表层中添加剂的含量为 30—1500卯m。
3. 根据权利要求2所述透明聚酯薄膜，其特征是，所述表层中纳米级添加剂和 微米级添加剂的重量比为1 20: 1。
4. 一种如权利要求l、 2或3所述透明聚酯薄膜的制备方法，其特征是，它包 括以下步骤a. 将混合好的基材层聚酯原料切片和表层聚酯原料切片，送入相应挤出系统熔 融挤出；b. 基材层和表层熔体经共挤模头，在转动的冷却辊上形成多层的无定型的聚酯 铸塑厚片；C.将冷却后的厚片预热后，纵向拉伸3.0 3.8倍；d. 将纵向拉伸后的膜片预热后，横向拉伸3.0 4.0倍；e. 将拉伸后的薄膜热定型，冷却后收巻，得到高透明聚酯薄膜。
5. 根据权利要求4所述透明聚酯薄膜的制备方法，其特征是，所述聚酯切片的 熔融挤出温度为26(TC 300。C。
6. 根据权利要求5所述透明聚酯薄膜的制备方法，其特征是，所述薄膜热定型 温度为200。C 240。C。
全文摘要
一种透明聚酯薄膜及其制造方法，它包括基层和至少一个表层，改进后，所述基层含有纳米级添加剂，所述表层含有纳米级添加剂和微米级添加剂；所述添加剂是二氧化硅、二氧化钛、三氧化二铝、高岭土、碳酸钙、硫酸钡、交联聚苯乙烯或聚甲基丙烯酸甲酯；所述基材层中纳米级添加剂的含量为5-1000ppm。本发明还提供了该产品的制造方法。本发明所得产品具有优良的光学性能和表面性能，有效改善了聚酯薄膜的热性和自粘性。可广泛应用于LCD领域、印刷胶片、喷绘薄膜、包装、证卡、信息显示等行业。
文档编号B29C47/06GK101284435SQ200810055058
公开日2008年10月15日 申请日期2008年6月11日 优先权日2008年6月11日
发明者李宇航, 王旭亮 申请人:中国乐凯胶片集团公司;保定乐凯薄膜有限责任公司;合肥乐凯科技产业有限公司