CN104610677A - 一种ps扩散板生产方法及ps扩散板 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种PS扩散板生产方法及PS扩散板，生产方法包括准备本料、制作光学母粒和挤出成型步骤，制作光学母粒中选取本料和包括扩散剂、抗UV剂、氧化剂、光稳定剂和润滑分散剂的粉剂混合物制成光学母粒；挤出成型中选取本料、光学母粒、HIPS、PMMA塑料颗粒、PO塑胶颗粒、PP塑料颗粒、PE塑料颗粒和MS塑料颗粒的一种或一种以上混合物，搅拌均匀后投入挤出成型机，通过挤出成型机成型出扩散板板材。本发明从扩散板内部改变光学性能，让具有不同折射率的化学聚合物均匀分散在PS扩散板表面，使其具有极好的光学遮蔽灯影性能，应用在直下式LED电视上可以减少光学膜片或LED灯数量，达到背光模组需求同等品味效果。
Description
技术领域
本发明涉及扩散板的生产技术领域，尤其涉及到一种PS扩散板生产方法及PS扩散板。
背景技术
扩散板目前已广泛应用于直下式LED电视及LED平板灯照明等领域中，能够使入射光充分散射，实现更柔和、均匀的照射效果。一般工艺中，扩散板是在生产实心板的时候，在原料中添加扩散剂而成的，扩散剂均匀分布在板材内，使光线经过板材时，碰到扩散剂颗粒时发生折射、反射和散射的效果，从而使光线可以均匀的透过板材但又不会露出光源，达到从点光源向面光源的变化。
而适用于直下式 LED 电视机背光模组及LED平板灯照明的扩散板，必须具有高辉度、高扩散性以及提高背光源的发光分布均匀的扩散效果。目前，大部分厂家通过在传统扩散板的其中一表面或两表面加工出凹凸点的磨砂纹或“V-cut”结构，希望提高扩散板对光的分散性能，使LED点状光源发射出的光线通过扩散板发射出后能够均匀化，这种通过物理几何光学原理改变扩散板的表面形态而提高扩散板对光的分散性能，虽然具有一定的分散作用，但效果仍然不甚理想。
发明内容
为了进一步提高应用于直下式LED 电视及LED平板灯中PS扩散板的光分散性能，使PS扩散板具有更好的光学遮蔽灯影性能，本发明提供一种PS扩散板生产方法及PS扩散板。
根据本发明的第一方面，本发明提供一种PS扩散板生产方法，生产方法包括如下步骤：
准备本料步骤：选用PS塑料颗粒作为本料；
制作光学母粒步骤：按重量比从准备的本料中选取100份本料，再选取5～9份粉剂混合物，将选取的本料及粉剂混合物均匀搅拌混合后投入双螺杆造粒机中，制成总重量比为105-109份的光学母粒；粉剂混合物包括扩散剂、抗UV剂、氧化剂、光稳定剂和润滑分散剂；
挤出成型步骤：按重量比从准备的本料中选取100份本料，选取1～25份制作光学母粒步骤中制出的光学母粒，选取1-25份HIPS，选取1-9份PMMA塑料颗粒、PO塑胶颗粒、PP塑料颗粒、PE塑料颗粒和MS塑料颗粒中的一种或一种以上的混合物，选取出的本料、光学母粒、HIPS以及PMMA塑料颗粒、PO塑胶颗粒，PP塑料颗粒、PE塑料颗粒和MS塑料颗粒中的一种或一种以上的混合物搅拌混合均匀后投入挤出成型机中，通过挤出成型机成型出PS扩散板板材。
本发明在挤出成型步骤中添加PMMA塑料颗粒、PO塑胶颗粒、PP塑料颗粒、PE塑料颗粒和MS塑料颗粒中的一种或一种以上的混合物，这样具有如下有益效果：由于在制作光学母粒步骤中，所制作出的光学母粒里面含有的各成分重量比固定，这样，为了使PS扩散板的透光率达到较好的效果或按照客户的需求制作具有某一透光率的PS扩散板，只需要改变挤出成型步骤中PMMA塑料颗粒、PO塑胶颗粒、PP塑料颗粒、PE塑料颗粒和MS塑料颗粒中的一种或一种以上的混合物的添加重量比即可，比例更好控制，从而更有利于控制成型后的扩散板的透光率，另外，制作出光学母粒后，通过对选取的本料、光学母粒、HIPS及PMMA塑料颗粒、PO塑胶颗粒、PP塑料颗粒、PE塑料颗粒和MS塑料颗粒中的一种或一种以上的混合物这些成分的挤压成型，相当于对本料比例的二次稀释，能够更好的改变扩散板变脆的缺点，优化扩散板的韧性，最后还能使成型后的PS扩散板中，混合物层能够附着在PS主体板层的上下表面。
作为优选方案，PS扩散板生产方法还包括：冷却裁切步骤：在挤出成型步骤后，通过挤出线自然冷却PS扩散板板材，使PS扩散板板材平整，并将成型的PS扩散板板材裁切成与LED平板灯或直下式LED电视相适应的经济尺寸的PS扩散板成品。
进一步地，制作光学母粒步骤中，双螺杆造粒机中的造粒温度在160度至220度之间，造粒压力在4.5Mpa至13.5Mpa之间。
进一步地，挤出成型步骤中，挤出成型机中的板材成型温度在170度至230度之间，板材成型压力在4.5Mpa至13.5Mpa之间。
进一步地，制作光学母粒步骤中，粉剂混合物还包括荧光增白剂。
本发明从扩散板内部改变扩散板的光学性能，通过在挤出成型步骤中添加PMMA塑料颗粒、PO塑胶颗粒、PP塑料颗粒、PE塑料颗粒和MS塑料颗粒中的一种或一种以上的混合物，让成型后的PS扩散板内部具有不同折射率的化学聚合物均匀分散在主体板层的上下表面，使其具有极好的光学遮蔽灯影性能，可以减少光学膜片或LED平板灯数量，达到背光模组需求同等品味效果。
根据本发明的第二方面，本发明提供一种采用上述任一种生产方法制成的PS扩散板，PS扩散板包括：主体板层和混合物层；混合物层附着在主体板层的上表面和/或下表面；主体板层的材质为PS；混合物层的材质为 PMMA、PO、PP、PE和MS中的一种或一种以上的混合物；在主体板层及混合物层中还渗透有光学母粒。
作为优选方案，混合物层的外表面还分布有虫仔纹的光学纹路。
进一步地，主体板层的密度为1.04~1.06g/cm3。
进一步地，混合物层的密度为0.92~0.95g/cm3。
本发明主体板层的上表面和/或下表面附着有包括 PMMA、PO、PP、PE和MS中的一种或一种以上的混合物的混合物层，具有极好的光学遮蔽灯影性能。
附图说明
图1为本发明实施例一中扩散板生产方法的流程示意图；
图2为本发明实施例二中扩散板的结构示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。
本发明中所涉及到的英文缩写所对应的英文全称及中文如下：
LED：英文全称：Light Emitting Diode；中文：发光二极管；
PS：英文全称：Polystyrene；中文：聚苯乙烯；
UV：英文全称：Ultraviolet Rays；中文：紫外线；
HIPS：英文全称：High impact polystyrene；中文：抗冲击聚苯乙烯或高冲聚苯乙烯或改性聚苯乙烯；
PMMA：英文全称：Polymethyl Methacrylate ；中文：聚甲基丙烯酸甲酯；
PO：英文全称：PLOY；中文：聚烯烃类；
PP：英文全称：Polypropylene；中文：聚丙烯；
PE：英文全称：Polyethylene；中文：聚乙烯；
MS：英文全称：methyl methacrylate-styrene copolymer；中文：甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯共聚物；
实施例一
请参考图1，本实施例提供一种PS扩散板生产方法。PS扩散板生产方法包括如下步骤：
准备本料步骤：选用PS塑料颗粒作为本料；
制作光学母粒步骤：按重量比从准备的本料中选取100份本料，再选取5～9份粉剂混合物，将选取的本料及粉剂混合物均匀搅拌混合后投入双螺杆造粒机中，制成总重量比为105-109份的光学母粒；粉剂混合物包括扩散剂、抗UV剂、氧化剂、光稳定剂和润滑分散剂；
挤出成型步骤：按重量比从准备的本料中选取100份本料，选取1～25份制作光学母粒步骤中制出的光学母粒，选取1-25份HIPS，选取1-9份PMMA塑料颗粒、PO塑胶颗粒、PP塑料颗粒、PE塑料颗粒和MS塑料颗粒中的一种或一种以上的混合物，选取出的本料、光学母粒、HIPS以及PMMA塑料颗粒、PO塑胶颗粒、PP塑料颗粒、PE塑料颗粒和MS塑料颗粒中的一种或一种以上的混合物搅拌混合均匀后投入挤出成型机中，通过挤出成型机成型出PS扩散板板材。在挤出成型机的出口处设置有具有牵引板材前行且带有虫仔纹纹路的辊轮，在成型出PS扩散板板材后，辊轮转动，牵动板材运动的过程中还在PS扩散板的外表面压制出虫仔纹的光学纹路。
作为优选方案，PS扩散板生产方法还包括：冷却裁切步骤：在挤出成型步骤后，通过挤出线自然冷却PS扩散板板材，使PS扩散板板材平整，并将成型的PS扩散板板材裁切成与LED平板灯或直下式LED电视相适应的经济尺寸的PS扩散板成品。
制作光学母粒步骤中，双螺杆造粒机中的造粒温度在160度至220度之间，造粒压力在4.5Mpa至13.5Mpa之间。
挤出成型步骤中，挤出成型机中的板材成型温度在170度至230度之间，板材成型压力在4.5Mpa至13.5Mpa之间。
本实施例中，在制作光学母粒步骤，通过双螺杆造粒机的造粒，扩散剂均匀分散在PS塑料颗粒中，从而使光线经过PS扩散板板材时发生折射、反射和散射的效果，除此之外，还增加了抗UV剂、氧化剂、光稳定剂和润滑分散剂，通过增加抗UV剂，能优化扩散板的光学性能，提高耐UV性；通过增加光稳定剂和氧化剂，使扩散板光学性能更加稳定，而润滑分散剂辅助粉剂混合物混合更加均匀。
本实施例中，在挤出成型步骤，可以根据需要选取1-9份PMMA塑料颗粒、PO塑胶颗粒、PP塑料颗粒、PE塑料颗粒和MS塑料颗粒中的一种或一种以上的混合物与本料、光学母粒、HIPS混合挤压成型，添加的PMMA塑料颗粒、PO塑胶颗粒、PP塑料颗粒、PE塑料颗粒和MS塑料颗粒的混合物比例更好控制，从而更有利于控制成型后的扩散板的雾度和透光率。
在扩散板的生产过程中，生产厂家监控扩散板的生产过程，实际上是不断测试扩散板板材的透光率，传统生产方法所制造的正常PS扩散板板材透光率一般只能达到55%-65%，有的通过在制作光学母粒步骤中添加扩散剂，扩散板的透光率也只能达到50%，想达到透光率50%以下甚是困难，只有通过不断增加光学母粒添加量，而光学母粒添加量的增加造成PS扩散板二次料比例增加，对PS扩散板板材的品质及厂家的生产成本都不是最优化，通过本发明的生产方法生产的PS扩散板板材的透光率为55%，50%，45%，40%，35%等。另外，通过添加HIPS，更好的改善成型后的扩散板的韧性。
在挤出成型步骤添加PMMA塑料颗粒、PO塑胶颗粒、PP塑料颗粒、PE塑料颗粒和MS塑料颗粒中的一种或一种以上的混合物，有以下有益效果：
1. PS扩散板中，影响PS扩散板透光率的因素主要有两个，扩散剂和添加的PMMA塑料颗粒、PO塑胶颗粒、PP塑料颗粒、PE塑料颗粒和MS塑料颗粒中的一种或一种以上形成的混合物，对于扩散剂，在PS扩散板中越分散越好，并且尽量保证均匀分散；对于PMMA塑料颗粒、PO塑胶颗粒、PP塑料颗粒、PE塑料颗粒和MS塑料颗粒中的一种或一种以上的混合物，它们挤压成型形成混合物层后应尽量附着在PS扩散板的主体板层的上表面和/或下表面，这样光源经过扩散剂的均匀分散后，还会在经过混合物层后发生二次分散。
制作光学母粒步骤中，利用双螺杆造粒机造粒，使本料和粉剂混合物混合均匀并成熔融状态，扩散剂也随之分散均匀，但如果在制作光学母粒步骤中添加PMMA塑料颗粒、PO塑胶颗粒、PP塑料颗粒、PE塑料颗粒和MS塑料颗粒中的一种或一种以上的混合物，经过双螺杆造粒机的造粒后，PMMA塑料颗粒、PO塑胶颗粒、PP塑料颗粒、PE塑料颗粒或MS塑料颗粒以及扩散剂分散混合在一起，成混合且分散熔融状态，这样，在挤出成型步骤时便很难再实现混合物层附着主体板层的上表面和/或下表面这样一个位置关系，这主要是因为扩散剂所需要的均匀分散状态和混合物层需要集中附着在主体板层的上下表面二者本身相互矛盾。
扩散剂在制作光学母粒步骤后处于均匀分散状态，在挤出成型步骤中再加入PMMA塑料颗粒、PO塑胶颗粒、PP塑料颗粒、PE塑料颗粒和MS塑料颗粒中的一种或一种以上的混合物，由于PMMA塑料颗粒、PO塑胶颗粒、PP塑料颗粒、PE塑料颗粒和MS塑料颗粒的熔点相对于扩散剂及PS塑料颗粒等的熔点来说要低得多，在挤出成型机中对扩散剂、PS塑料颗粒和PMMA塑料颗粒、PO塑胶颗粒、PP塑料颗粒、PE塑料颗粒和MS塑料颗粒中的一种或一种以上的混合物加热加压时，它们都变成熔融状态后，PS扩散板成型后由PMMA塑料颗粒、PO塑胶颗粒、PP塑料颗粒、PE塑料颗粒和MS塑料颗粒中的一种或一种以上的混合物形成的混合物层便能够很好的附着在含有扩散剂的主体板层的上表面和/或下表面；
2. 在挤出成型步骤加入PMMA塑料颗粒、PO塑胶颗粒、PP塑料颗粒、PE塑料颗粒和MS塑料颗粒中的一种或一种以上的混合物，由于在制作光学母粒步骤中，所制作出的光学母粒里面含有的各成分重量比固定，这样，为了使PS扩散板的透光率达到较好的效果或按照客户的需求制作具有某一透光率的PS扩散板时，只需要改变挤出成型步骤中PMMA塑料颗粒、PO塑胶颗粒、PP塑料颗粒、PE塑料颗粒和MS塑料颗粒中的一种或一种以上的混合物的添加重量比即可，比例更好控制，从而更有利于控制成型后的扩散板的透光率；而在制作光学母粒步骤中加入PMMA塑料颗粒、PO塑胶颗粒、PP塑料颗粒、PE塑料颗粒和MS塑料颗粒中的一种或一种以上的混合物时，要控制PS扩散板透光率，必须同时改变光学母粒中各组分重量比以及加入的PMMA塑料颗粒、PO塑胶颗粒、PP塑料颗粒、PE塑料颗粒和MS塑料颗粒中的一种或一种以上的混合物的重量比，使二者达到一个合适的重量比，在存在两种变量的情况下，比例控制比较难实现。
3. 制作出光学母粒后，通过对选取的本料、光学母粒、HIPS及PMMA塑料颗粒、PO塑胶颗粒、PP塑料颗粒、PE塑料颗粒和MS塑料颗粒中的一种或一种以上的混合物这些成分的挤压成型，相当于对本料的二次稀释，能够更好的改变扩散板变脆的缺点，优化扩散板的韧性。
实施例二
请参考图2，本实施例提供一种采用实施例一中的生产方法制成的PS扩散板，PS扩散板可以应用于如直下式LED 电视及LED平板灯等中。
扩散板包括：主体板层1和混合物层2；混合物层2附着在主体板层1的上表面和/或下表面；主体板层1的材质为PS；混合物层2的材质为 PMMA、PO、PP、PE和MS中的一种或一种以上的混合物；在主体板层1及混合物层2中还渗透有光学母粒3。其中，主体板层1和混合物层2经挤出成型形成一体结构。
作为进一步地优选方案，混合物层的外表面还分布有虫仔纹4的光学纹路，具体可以在挤压成型时通过辊轮压制虫仔纹4的光学纹路；主体板层的密度为1.04~1.06g/cm3；混合物层的密度为0.92~0.95g/cm3。更优选地，主体板层的密度是1.05 g/cm3，混合物层密度为0.93/cm3。
虫仔纹具有耐刮伤划伤的优点，比磨砂纹更抗异物，易清洁。在挤压成型时，虫仔纹可以利用表面带有纹路的辊轮压制出来。
以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换。
Claims (9)
1.一种PS扩散板生产方法，包括如下步骤：
准备本料步骤：选用PS塑料颗粒作为本料；
制作光学母粒步骤：按重量比从准备的本料中选取100份本料，再选取5～9份粉剂混合物，将选取的本料及粉剂混合物均匀搅拌混合后投入双螺杆造粒机中，制成总重量比为105-109份的光学母粒；所述粉剂混合物包括扩散剂、抗UV剂、氧化剂、光稳定剂和润滑分散剂；
挤出成型步骤：按重量比从准备的本料中选取100份本料，选取1～25份所述制作光学母粒步骤中制出的光学母粒，选取1-25份HIPS，选取1-9份PMMA塑料颗粒、PO塑胶颗粒、PP塑料颗粒、PE塑料颗粒和MS塑料颗粒中的一种或一种以上的混合物，选取出的所述本料、光学母粒、HIPS以及PMMA塑料颗粒、PO塑胶颗粒、PP塑料颗粒、PE塑料颗粒和MS塑料颗粒中的一种或一种以上的混合物搅拌混合均匀后投入挤出成型机中，通过挤出成型机成型出PS扩散板板材。
2.根据权利要求1所述的扩散板生产方法，其特征在于：还包括：
冷却裁切步骤：在所述挤出成型步骤后，通过挤出线自然冷却所述PS扩散板板材，使所述PS扩散板板材平整，并将成型的所述PS扩散板板材裁切成与LED平板灯或直下式LED电视相适应的经济尺寸的PS扩散板成品。
3.根据权利要求1或2所述的扩散板生产方法，其特征在于：所述制作光学母粒步骤中，所述双螺杆造粒机中的造粒温度在160度至220度之间，造粒压力在4.5Mpa至13.5Mpa之间。
4.根据权利要求1或2所述的扩散板生产方法，其特征在于：所述挤出成型步骤中，所述挤出成型机中的板材成型温度在170度至230度之间，板材成型压力在4.5Mpa至13.5Mpa之间。
5.根据权利要求1或2所述的扩散板生产方法，其特征在于：所述制作光学母粒步骤中，所述粉剂混合物还包括荧光增白剂。
6.一种采用如权利要求1~5任一所述的生产方法制成的PS扩散板，其特征在于，包括：主体板层（1）和混合物层（2）；所述混合物层（2）附着在所述主体板层（1）的上表面和/或下表面；所述主体板层的材质为PS；所述混合物层（2）的材质为 PMMA、PO、PP、PE和MS中的一种或一种以上的混合物；在所述主体板层（1）及所述混合物层（2）中还渗透有光学母粒（3）。
7.根据权利要求6所述的PS扩散板，其特征在于：所述混合物层（2）的外表面还分布有虫仔纹（4）的光学纹路。
8.根据权利要求6或7所述的PS扩散板，其特征在于：所述主体板层（1）的密度为1.04~1.06g/cm3。
9.根据权利要求6或7所述的扩散板，其特征在于：所述混合物层（2）的密度为0.92~0.95g/cm3。
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