CN115674849A - 一种低弹性模量稳定性高的光学薄膜及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低弹性模量稳定性高的光学薄膜及制备方法，它涉及光学薄膜及制备技术领域。光学薄膜为ABA型三层共挤聚酯薄膜，A层为表层，B层为芯层；A层为低熔点聚酯共混物A，低熔点聚酯共混物A由以下物质按重量百分比组成：高粘度聚酯PET，高粘低熔点聚酯PETG；B层为低熔点聚酯共混物B，低熔点聚酯共混物B由以下物质按重量百分比组成：高粘低熔点聚酯PETG，高粘度聚酯PET和聚酯PET；光学薄膜通过提前共混、干燥结晶、经熔融混炼后挤出、铸片再纵横双向拉伸、热定型制成。本发明的优点在于：PETG与PET共混能够结晶，降低熔点，使得共混体系的熔点下降；光学聚酯薄膜的韧性提高，具有较高的力学性能和良好的光学性能。

Description

一种低弹性模量稳定性高的光学薄膜及制备方法

技术领域

本发明涉及光学薄膜及制备技术领域，具体涉及一种低弹性模量稳定性高的光学薄膜及制备方法。

背景技术

近年来随着显示器的全面普及，为了进一步提高显示屏的使用寿命，低弹性模量的聚酯薄膜就有了用武之地。弹性模量可以表征聚酯薄膜抵抗外界因素变形的能力，在TFT-LCD显示领域，作为柔性屏幕的基材使用时，光学薄膜需具备较低的弹性模量，柔性屏幕基于其可弯曲、柔韧性佳的特性，其耐用程度会高于传统的屏幕。

目前，光学聚酯薄膜生产中低弹性模量的控制存在较大的难度，核心的技术问题在于缺乏能够很好地满足低弹性模量要求的原材料。为达到低弹性模量的要求，现有技术通常采用较为柔性的树脂与PET共混来满足，但此方法低弹性模量稳定性差，质量受到很大影响，生产工艺复杂，成本增加。需提供一种低弹性模量稳定性高的光学薄膜及制备方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种低弹性模量稳定性高的光学薄膜及制备方法，能够解决现有技术中采用较为柔性的树脂与PET共混加工的光学薄膜的低弹性模量稳定性差、质量受到很大影响、生产工艺复杂、成本增加的问题。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：所述光学薄膜为ABA型三层共挤聚酯薄膜，其中，A层为表层，B层为芯层；

所述A层为低熔点聚酯共混物A，所述低熔点聚酯共混物A由以下物质按重量百分比组成：高粘度聚酯PET 80％～90％，高粘低熔点聚酯PETG 10％～20％；

所述B层为低熔点聚酯共混物B，所述低熔点聚酯共混物B由以下物质按重量百分比组成：高粘低熔点聚酯PETG 10％～25％，高粘度聚酯PET 15％～30％和聚酯PET 55％～80％；

所述高粘度聚酯PET的特性黏度为0.70～0.82dL/g、熔点为245～260℃；所述高粘低熔点聚酯PETG的特性黏度为0.70～0.82dL/g、熔点为225～240℃；所述聚酯PET的特性黏度为0.62～0.68dL/g、熔点为245～265℃；

所述光学薄膜通过提前共混、干燥结晶、经熔融混炼后挤出、铸片再纵横双向拉伸、热定型制成。

进一步地，所述高粘度聚酯PET为BG801瓶级聚酯切片，高粘低熔点聚酯PETG为BG804瓶级聚酯切片，聚酯PET为FG600基料型膜级聚酯切片、FG610母料型膜级聚酯切片中的一种。

进一步地，所述光学薄膜的厚度为36～125μm。

进一步地，光学薄膜的弹性模量小于1800MPa。

一种低弹性模量稳定性高的光学薄膜制备方法，包括如下步骤：

S1：将高粘低熔点聚酯PETG、高粘度聚酯PET和聚酯PET通过吸料***送至主挤出机相应的料仓内，利用失重秤调控配比下料，获得芯层原料低熔点聚酯共混物B，将其充分混合、干燥、抽真空和除湿处理，除去B层原料熔体中的水分、粉末、杂质和低聚物，将干燥后的低熔点聚酯共混物B送至挤出机Ⅰ内，在220～290℃温度下融熔，根据设定厚度经计量泵精确计量后，再从唇口模头挤出，得到主挤B层熔体；

S2：将高粘低熔点聚酯PETG和高粘度聚酯PET通过吸料***送至辅挤出机相应的料仓内，利用失重秤调控配比下料，获得表层原料低熔点聚酯共混物A，将其充分混合、干燥、抽真空和除湿处理，除去A层原料熔体中的水分、粉末、杂质和低聚物，由辅挤经熔融混炼后挤出，得到辅挤A层熔体；

S3：将单层主挤B层熔体和两层辅挤A层熔体在220～290℃温度下于三层模头中汇合挤出，得到ABA型三层共挤结构的熔体；

S4：将ABA型三层共挤结构的熔体通过静电贴附到14～40℃大冷鼓表面进行冷却，得到ABA型三层共挤结构的铸片；

S5：将ABA型三层共挤结构的铸片经以7～80m/min速度进入2～6m长、64～90℃的纵向拉伸段，在红外加热灯加热下，拉伸2.8～3.5倍后，经冷却段冷却至22～45℃，此时经纵向拉伸的薄片以20～280m/min的速度进入横拉箱，进入长4.5～9m、温度85～135℃的预热段，然后在9～18m长、温度100～160℃的横向拉伸段拉伸2.8～4.4倍，再经温度在15～21m长、180～245℃的热定型段定型，之后在9～18m长、温度为20～35℃的冷却段和在室温下两个阶段进行冷却，然后经测厚反馈、展平、除静电和收卷得到低弹性模量稳定性高的光学薄膜成品。

本发明的优点在于：

（1）本发明采用高粘低熔点聚酯PETG和聚酯PET共混制得的低熔点共混体系的聚酯制备低弹性模量的光学薄膜，PETG与PET都同属聚酯类，聚酯类都有及其相似的化学结构，在混合过程中相似相容，共混能够结晶，能够降低熔点，使得共混体系的熔点下降，为实现制备低弹性模量的聚酯薄膜奠定了技术与材料基础；

（2）在一定量的EG与CHDM下，由于分子链中环己烷单元的引入，降低了整个分子链的规整性，使PETG结晶困难，PETG主链比PET多了环己基，环已基的体积较大，链上可以内旋转的单键相对地减少，分子链的刚性增加，使得分子链间的空隙增多，光学聚酯薄膜的韧性提高，采用纵横拉低温拉伸和低倍率拉伸的特殊工艺，降低聚酯薄膜的结晶度，使得薄膜变得更软更韧；

（3）本发明低弹性模量的光学聚酯薄膜产品的制备工艺简便，容易操作，实用性强，且通过低熔点聚酯共混物制得的低弹性模量的聚酯薄膜，具有较高的力学性能和良好的光学性能。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。下面的实施例可以使本专业的技术人员更全面地理解本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

本具体实施方式采用如下技术方案：光学薄膜为ABA型三层共挤聚酯薄膜，其中，A层为表层，B层为芯层；

A层为低熔点聚酯共混物A，低熔点聚酯共混物A由以下物质按重量百分比组成：高粘度聚酯PET 80％～90％，高粘低熔点聚酯PETG 10％～20％；B层为低熔点聚酯共混物B，低熔点聚酯共混物B由以下物质按重量百分比组成：高粘低熔点聚酯PETG 10％～25％，高粘度聚酯PET 15％～30％和聚酯PET 55％～80％。

其中，高粘度聚酯PET的特性黏度为0.70～0.82dL/g、熔点为245～260℃；高粘低熔点聚酯PETG的特性黏度为0.70～0.82dL/g、熔点为225～240℃；聚酯PET的特性黏度为0.62～0.68dL/g、熔点为245～265℃；高粘度聚酯PET为BG801瓶级聚酯切片，高粘低熔点聚酯PETG为BG804瓶级聚酯切片，聚酯PET为FG600基料型膜级聚酯切片、FG610母料型膜级聚酯切片中的一种。

光学薄膜通过提前共混、干燥结晶、经熔融混炼后挤出、铸片再纵横双向拉伸、热定型制成，光学薄膜的厚度为36～125μm，光学薄膜的弹性模量小于1800MPa。

一种低弹性模量稳定性高的光学薄膜制备方法，包括如下步骤：

S1：在室温下，将高粘低熔点聚酯PETG、高粘度聚酯PET和聚酯PET通过吸料***送至主挤出机相应的料仓内，按以上重量百分比利用失重秤调控配比下料，获得芯层原料低熔点聚酯共混物B，将其充分混合、干燥、抽真空和除湿处理，除去B层原料熔体中的水分、粉末、杂质和低聚物，将干燥后的低熔点聚酯共混物B送至挤出机Ⅰ内，在220～290℃温度下融熔，根据设定厚度经计量泵精确计量后，再从唇口模头挤出，得到主挤B层熔体；

S2：将高粘低熔点聚酯PETG和高粘度聚酯PET通过吸料***送至辅挤出机相应的料仓内，按以上重量百分比利用失重秤调控配比下料，获得表层原料低熔点聚酯共混物A，将其充分混合、干燥、抽真空和除湿处理，除去A层原料熔体中的水分、粉末、杂质和低聚物，由辅挤经熔融混炼后挤出，得到辅挤A层熔体；

S3：将单层主挤B层熔体和两层辅挤A层熔体在220～290℃温度下于三层模头中汇合挤出，得到ABA型三层共挤结构的熔体；

S4：将ABA型三层共挤结构的熔体通过静电贴附到14～40℃大冷鼓表面进行冷却，得到ABA型三层共挤结构的铸片；

S5：将ABA型三层共挤结构的铸片经以7～80m/min速度进入2～6m长、64～90℃的纵向拉伸段，在红外加热灯加热下，拉伸2.8～3.5倍后，经冷却段冷却至22～45℃，此时经纵向拉伸的薄片以20～280m/min的速度进入横拉箱，进入长4.5～9m、温度85～135℃的预热段，然后在9～18m长、温度100～160℃的横向拉伸段拉伸2.8～4.4倍，再经温度在15～21m长、180～245℃的热定型段定型，之后在9～18m长、温度为20～35℃的冷却段和在室温下两个阶段进行冷却，然后经测厚反馈、展平、除静电和收卷得到低弹性模量稳定性高的光学薄膜成品。

在一定量的EG与CHDM下，由于分子链中环己烷单元的引入，降低了整个分子链的规整性，使PETG结晶困难，PETG主链比PET多了环己基，环已基的体积较大，链上可以内旋转的单键相对地减少，分子链的刚性增加，使得分子链间的空隙增多，光学聚酯薄膜的韧性提高，采用纵横拉低温拉伸和低倍率拉伸的特殊工艺，降低聚酯薄膜的结晶度，使得薄膜变得更软更韧。

实施例1-7中光学薄膜的A层和B层的原料及用量见下表1。

表1：实施例1-7中光学薄膜的A层和B层的原料及用量表（单位：%）

实施例1-7中光学薄膜的制备工艺条件见下表2。

表2：实施例1-7中光学薄膜的制备工艺条件表

对以上实施例1-7中制得的低弹性模量稳定性高的光学薄膜进行性能试验，试验数据对比见表3。

表3：实施例1-7中制得的光学薄膜性能试验数据对比表

注：T/%为透光率，是透过透明或半透明体的光通量与其入射光通量的百分率；H/%为雾度，是偏离入射光 2.5°角以上的透射光强占总透射光强的百分数；C/%为清晰度，是透明或半透明体中颗粒物对光线透过时所发生的阻碍程度；TD方向即薄膜幅宽方向，MD方向即薄膜长度方向。

市面产品指存在于市场上，且具有相同用途的多层共挤PET薄膜，市面产品D是通过涂层处理，市面产品E为光学级聚酯基膜。

由以上数据可知，实施例4-7制备光学薄膜相对于实施例1-3和市面产品D和E而言，具有较高的力学性能、良好的光学性能，具有稳定性高的较低的弹性模量，产品制备工艺简便，容易操作，实用性强，尤其适用于显示屏的柔性屏幕离型膜和保护膜等。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征以及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种低弹性模量稳定性高的光学薄膜，其特征在于：所述光学薄膜为ABA型三层共挤聚酯薄膜，其中，A层为表层，B层为芯层；

所述A层为低熔点聚酯共混物A，所述低熔点聚酯共混物A由以下物质按重量百分比组成：高粘度聚酯PET 80％～90％，高粘低熔点聚酯PETG 10％～20％；

所述B层为低熔点聚酯共混物B，所述低熔点聚酯共混物B由以下物质按重量百分比组成：高粘低熔点聚酯PETG 10％～25％，高粘度聚酯PET 15％～30％和聚酯PET 55％～80％；

所述高粘度聚酯PET的特性黏度为0.70～0.82dL/g、熔点为245～260℃；所述高粘低熔点聚酯PETG的特性黏度为0.70～0.82dL/g、熔点为225～240℃；所述聚酯PET的特性黏度为0.62～0.68dL/g、熔点为245～265℃；

所述光学薄膜通过提前共混、干燥结晶、经熔融混炼后挤出、铸片再纵横双向拉伸、热定型制成。

2.根据权利要求1所述的一种低弹性模量稳定性高的光学薄膜，其特征在于：所述高粘度聚酯PET为BG801瓶级聚酯切片，高粘低熔点聚酯PETG为BG804瓶级聚酯切片，聚酯PET为FG600基料型膜级聚酯切片、FG610母料型膜级聚酯切片中的一种。

3.根据权利要求1所述的一种低弹性模量稳定性高的光学薄膜，其特征在于：所述光学薄膜的厚度为36～125μm。

4.根据权利要求1所述的一种低弹性模量稳定性高的光学薄膜，其特征在于：所述光学薄膜的弹性模量小于1800MPa。

5.一种权利要求1所述的低弹性模量稳定性高的光学薄膜的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1：将高粘低熔点聚酯PETG、高粘度聚酯PET和聚酯PET通过吸料***送至主挤出机相应的料仓内，利用失重秤调控配比下料，获得芯层原料低熔点聚酯共混物B，将其充分混合、干燥、抽真空和除湿处理，除去B层原料熔体中的水分、粉末、杂质和低聚物，将干燥后的低熔点聚酯共混物B送至挤出机Ⅰ内，在220～290℃温度下融熔，根据设定厚度经计量泵精确计量后，再从唇口模头挤出，得到主挤B层熔体；

S2：将高粘低熔点聚酯PETG和高粘度聚酯PET通过吸料***送至辅挤出机相应的料仓内，利用失重秤调控配比下料，获得表层原料低熔点聚酯共混物A，将其充分混合、干燥、抽真空和除湿处理，除去A层原料熔体中的水分、粉末、杂质和低聚物，由辅挤经熔融混炼后挤出，得到辅挤A层熔体；

S3：将单层主挤B层熔体和两层辅挤A层熔体在220～290℃温度下于三层模头中汇合挤出，得到ABA型三层共挤结构的熔体；

S4：将ABA型三层共挤结构的熔体通过静电贴附到14～40℃大冷鼓表面进行冷却，得到ABA型三层共挤结构的铸片；

S5：将ABA型三层共挤结构的铸片经以7～80m/min速度进入2～6m长、64～90℃的纵向拉伸段，在红外加热灯加热下，拉伸2.8～3.5倍后，经冷却段冷却至22～45℃，此时经纵向拉伸的薄片以20～280m/min的速度进入横拉箱，进入长4.5～9m、温度85～135℃的预热段，然后在9～18m长、温度100～160℃的横向拉伸段拉伸2.8～4.4倍，再经温度在15～21m长、180～245℃的热定型段定型，之后在9～18m长、温度为20～35℃的冷却段和在室温下两个阶段进行冷却，然后经测厚反馈、展平、除静电和收卷得到低弹性模量稳定性高的光学薄膜成品。