CN103171223A - 一种双向拉伸在线涂覆光学基膜及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种双向拉伸在线涂覆光学基膜及其制备方法，该光学基膜包括三层共挤双向拉伸聚酯薄膜和涂覆在聚酯薄膜至少一个表面上的厚度在1-10μm的涂层。所述三层共挤聚酯基膜为A/B/A结构由共挤的两表层（A层）和位于两表层之间的芯层（B层）构成。所述涂层采用聚氨酯类水性涂覆液，其中包含粒径在40~50nm的二氧化硅胶体,以及粒径1~6μm的微米级二氧化硅。上述结构组成的光学基膜具有高透光率、低雾度、抗粘连性良好等特点，适合应用于光学用途的扩散膜、增亮膜、保护膜等光学膜。
Description
技术领域
本发明属于光学膜领域，具体涉及一种双向拉伸在线涂覆光学基膜及其制备方法。
背景技术
双向拉伸聚酯薄膜具有优异的具有优异的光学性能、良好的机械性能和耐热性能，在近年来得到广泛应用。双向拉伸光学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、高透明性及良好的加工性而被作为光学基膜大量应用于LCD、CRT、PDP、EL等显示装置领域。
在聚酯薄膜生产时，光滑表面使得薄膜收卷时容易粘连在一起，对之后的分切、包装、深加工造成困难，并且会在薄膜表面形成细微的麻点、纵向条纹等缺陷，从而影响薄膜的表观质量。
为了改善聚酯薄膜的抗粘连性，在薄膜内需要加入一定量的抗粘连剂。这些抗粘连剂在薄膜表面形成微球，凸起在薄膜表面，使得薄膜与薄膜之间形成空气层。空气层的存在降低了薄膜与薄膜间的摩擦系数，使得薄膜收卷顺畅。放卷、分切及下游深加工更加容易。
普通聚酯薄膜采用二氧化硅做为抗粘连剂。由于无机粒子易于团聚，而且聚酯与无机粒子间没有足够的亲和性，会造成无机粒子在薄膜中分散不均匀，容易聚集形成大尺寸颗粒，而且在薄膜拉伸过程中，无机粒子与聚酯周围会形成空隙。聚集的大尺寸颗粒以及拉伸形成的空隙会严重影响薄膜的光学性能，导致薄膜透光率降低、雾度变大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种在薄膜内不使用抗粘连剂的光学基膜，并且提供利用在线涂覆制备光学基膜的方法。
本发明为了到达上述目的采用的具体技术方案是：一种双向拉伸在线涂覆光学基膜，包括三层共挤聚酯基膜和涂覆在聚酯基膜至少一个表面上的厚度在1-10μm的涂层。
所述三层共挤聚酯薄膜为A/B/A结构由共挤的两表层（A层）和位于两表层之间的芯层（B层）构成。表层及芯层组分为100%的聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂（PET），其特性黏度为0.68±0.02dL/g，色度b值为-3~+2，表层及芯层均不含抗粘连剂。
所述三层共挤聚酯薄膜总厚度在0.10-0.20mm，表层厚度在0.010-0.025mm，其两表层厚度相等。
所述涂层采用聚氨酯类水性涂覆液，包含平均粒径在40~50nm的胶体二氧化硅，以及粒径1~6μm的微米级二氧化硅。
所述涂覆液制备方法如下：将聚氨酯类聚合物用水稀释后，向其中添加纳米级胶体二氧化硅及微米级二氧化硅，并添加乙二醇单丁醚、表面活性剂和固化剂，并用酸碱调节剂调剂涂覆液的PH值7.2~8.0。
所述涂布液中各组分质量百分比如下：聚氨酯类聚合物20-35%、纳米级胶体二氧化硅0.1~1%、微米级二氧化硅0.02~0.5%、乙二醇单丁醚0.5-3%、表面活性剂0.01-0. 2%、固化剂5-15%，少量酸碱调和剂余量为纯水。
一种双向拉伸在线涂覆光学基膜及其制备方法，具体如下：
1、将芯层及表层PET原料在120~180℃温度下进行干燥2~4h，由于聚酯在高温下易发生水解反映，使用前须经干燥，水含量应≤45ppm（压差法微量水份测定）。
2、将芯层PET原料送入双螺杆出机内熔融，同时，将表层PET原料送入另一台双螺杆挤出机内熔融，芯层熔体和表层熔体在两挤出机中熔融挤出，经熔体管、计量泵、过滤器至共挤模块，通过T模头3层口模内芯层熔体表层熔体经过三层分配器后从模头挤出厚片，模头温度控制在278-282℃，厚片挤出时线速度控制在8-15m/min，用通入低于20℃温度水的铸片辊和冷风对厚片进行冷却铸片。
3、将厚片进行纵向拉伸，即在薄膜运动方向，先通过60-80℃温度的辊筒进行预热，进行110-150℃的红外线加热器加热，并在0.2m/s-1.1m/s的线速度、3.0-3.4:1的纵拉伸倍率下进行纵向拉伸，拉伸时间小于0.2s。
4、经纵向拉伸后的厚片，通过涂覆机对其至少一个表面进行涂覆。
5、进行横向拉伸，即与薄膜运动垂直的方向，送入加热箱内以100-120℃的温度下进行预热，时间控制在10-60s，再在110-160℃的温度3.0-3.5:1的横向拉伸倍率下进行横向拉伸，时间控制在10-60s，然后在190-230℃的条件下进行热定型处理，处理时间为10-60s，对薄膜进行松弛冷却，温度在25~160℃。
6、收卷，制得制得聚酯薄膜，薄膜总厚度在0.10-0.20mm。
本发明具采用上举技术方案后具有以下有益效果：1、在聚酯薄膜中未使用抗粘连剂，消除了使用内添加抗粘连剂带来的薄膜透光率降低、雾度增大的问题。2、本发明利用在线涂覆方法，在薄膜表面形成抗粘连涂层，制得的薄膜具有较好的抗粘连性、爽滑性，放卷、分切及下游深加工更加容易。3、采用水性涂覆液，利用横拉工艺对在线涂覆层进行固化干燥，减少了工序，节能环保。
具体实施方式
实施例1：
按质量百分比：聚氨酯类聚合物30%、纳米级胶体二氧化硅0.8%、微米级二氧化硅0.4%、乙二醇单丁醚1%、表面活性剂0.03%、固化剂9.4%，少量酸碱调和剂余量为纯水。配制成涂覆液待用。
薄膜制备：
1、将芯层及表层PET原料（特性粘度为0.68，色度b值为+1）在170℃温度下进行干燥3.5h，由于聚酯在高温下易发生水解反映，使用前须经干燥，水含量应≤45ppm（压差法微量水份测定）；
2、将芯层PET原料送入双螺杆出机内熔融，同时，将表层PET原料送入另一台双螺杆挤出机内熔融，芯层熔体和表层熔体在两挤出机中熔融挤出，经熔体管、计量泵、过滤器至共挤模块，通过T模头3层口模内芯层熔体表层熔体经过三层分配器后从模头挤出厚片，模头温度控制在278-282℃，厚片挤出时线速度控制在9.3m/min，用通入低于20℃温度水的铸片辊和冷风对厚片进行冷却铸片；
3、将厚片进行纵向拉伸，即在薄膜运动方向，先通过60-80℃温度的辊筒进行预热，进行110-150℃的红外线加热器加热，并在0.2m/s-1.1m/s的线速度、3.2:1的纵拉伸倍率下进行纵向拉伸，拉伸时间小于0.2s；
4、经纵向拉伸后的厚片，通过涂覆机对其至少一个表面进行涂覆；
5、进行横向拉伸，即与薄膜运动垂直的方向，送入加热箱内以112℃的温度下进行预热，时间控制在10-60s，再在128℃的温度3.5:1的横向拉伸倍率下进行横向拉伸，时间控制在10-60s，然后在210-230℃的条件下进行热定型处理，处理时间为10-60s，对薄膜进行松弛冷却，温度在25~160℃；
6、收卷，制得制得聚酯薄膜，薄膜总厚度在0.188mm。
实施例2：
按质量百分比：聚氨酯类聚合物30%、纳米级胶体二氧化硅0.80%、微米级二氧化硅0.20%、乙二醇单丁醚1%、表面活性剂0.03%、固化剂9.4%，少量酸碱调和剂余量为纯水。配制成涂覆液待用。
薄膜制备工艺同实施例1。
实施例3：
按质量百分比：聚氨酯类聚合物30%、纳米级胶体二氧化硅1.00%、微米级二氧化硅0.10%、乙二醇单丁醚1%、表面活性剂0.03%、固化剂9.4%，少量酸碱调和剂余量为纯水。配制成涂覆液待用。
薄膜制备工艺同实施例1。
性能对比：
以上实施例与普通厚度是188μm的薄膜进行对比
应当理解，以上所描述的具体实施方式仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。由本发明的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。
Claims (5)
1.一种双向拉伸在线涂覆光学基膜，其特征在于：包括三层共挤聚酯基膜和涂覆在聚酯基膜至少一个表面上的厚度为1-10μm的涂层；所述三层共挤聚酯薄膜为A/B/A结构由共挤的两表层和位于两表层之间的芯层构成；表层及芯层组分为100%的聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂，其特性黏度为0.68±0.02dL/g，色度b值为-3~+2，表层及芯层均不含抗粘连剂。
2.根据权利要求1所述的一种双向拉伸在线涂覆光学基膜，其特征在于：所述三层共挤聚酯薄膜总厚度在0.10-0.20mm，表层厚度在0.010-0.025mm，其两表层厚度相等。
3.根据权利要求1所述的一种双向拉伸在线涂覆光学基膜，其特征在于：所述涂层采用聚氨酯类水性涂覆液，包含平均粒径在40~50nm的胶体二氧化硅，以及粒径1~6μm的微米级二氧化硅。
4.根据权利要求3所述的一种双向拉伸在线涂覆光学基膜，其特征在于：所述聚氨酯类水性涂覆液由如下方法制成，将聚氨酯类聚合物用水稀释后，向其中添加纳米级胶体二氧化硅及微米级二氧化硅，并添加乙二醇单丁醚、表面活性剂和固化剂，并用酸碱调节剂调剂涂覆液的PH值为7.2~8.0；所获得涂覆液中各组分质量百分比如下：聚氨酯类聚合物20-35%、纳米级胶体二氧化硅0.1~1%、微米级二氧化硅0.02~0.5%、乙二醇单丁醚0.5-3%、表面活性剂0.01-0. 2%、固化剂5-15%，少量酸碱调和剂余量为纯水。
5.一种双向拉伸在线涂覆光学基膜的制备方法，包括如下步骤：
1）将芯层及表层PET原料在120~180℃温度下进行干燥2~4h，由于聚酯在高温下易发生水解反映，使用前须经干燥，水含量应≤45ppm；
2）将芯层PET原料送入双螺杆出机内熔融，同时，将表层PET原料送入另一台双螺杆挤出机内熔融，芯层熔体和表层熔体在两挤出机中熔融挤出，经熔体管、计量泵、过滤器至共挤模块，通过T模头3层口模内芯层熔体表层熔体经过三层分配器后从模头挤出厚片，模头温度控制在278-282℃，厚片挤出时线速度控制在8-15m/min，用通入低于20℃温度水的铸片辊和冷风对厚片进行冷却铸片；
3）将厚片进行纵向拉伸，即在薄膜运动方向，先通过60-80℃温度的辊筒进行预热，进行110-150℃的红外线加热器加热，并在0.2m/s-1.1m/s的线速度、3.0-3.4:1的纵拉伸倍率下进行纵向拉伸，拉伸时间小于0.2s；
4）经纵向拉伸后的厚片，通过涂覆机对其至少一个表面进行涂覆；
5）进行横向拉伸，即与薄膜运动垂直的方向，送入加热箱内以100-120℃的温度下进行预热，时间控制在10-60s，再在110-160℃的温度3.0-3.5:1的横向拉伸倍率下进行横向拉伸，时间控制在10-60s，然后在190-230℃的条件下进行热定型处理，处理时间为10-60s，对薄膜进行松弛冷却，温度在25~160℃；
6）收卷，制得制得聚酯薄膜，薄膜总厚度在0.10-0.20mm。
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