CN111562636B - 一种可热粘合型光学反射膜及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开的是一种可热粘合型光学反射膜及其制备方法，反射膜包括热粘合层、光学反射层，反射膜的制备方法包括：把PET、发泡剂、无机颜料、荧光增白剂、抗氧剂混合制得白色母料；对母粒进行干燥预处理，送入芯层挤出机进行熔融挤出，挤出机的温度设定在260‑290摄氏度；表层、芯层熔体在衣架模头处进行汇合，静电吸附，贴附于铸片辊上，形成固态的厚片；对厚片进行纵向拉伸和横向拉伸，总的面拉伸比在6‑12倍之间；对双向拉伸完之后的膜进行热定型处理，热定型处理温度在220‑250之间，然后经过切边，收卷后制得所需之反射膜，可以抑制反射膜受热变形问题，避免了二次涂布工艺，降低了成本，具有良好的可操作性。

Description

一种可热粘合型光学反射膜及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种反射膜及其制备方法，更具体一点说，涉及一种可热粘合型光学反射膜及其制备方法，属于薄膜化纤领域。

背景技术

液晶显示(LCD)是当今最普遍的显示技术，并且在未来的20-30年内，也将是显示的主流技术，液晶是一种介于固态与液态之间的物质，本身是不能发光的，必须要借助背光源才能达到显示的功能，背光源性能的好坏直接影响LCD显像质量，特别是背光源的亮度，直接LCD的亮度。

液晶背光源体系主要由光源、导光板、各类光学膜片组成，具有亮度高，寿命长、发光均匀的特点。目前主要有EL、CCFL及LED三种背光源类型，依光源分布同则分为侧光式和直下式，随着LCD模组不断向更亮、更轻、更薄方向发展，侧光式CCFL背光源成为目前背光源发展的主流。

液晶背光源体系的主要光学膜片扩散膜、增亮膜和反射膜，反射膜的主要作用是交漏出导光板底部的光线高效率且无损地反射，从而可以降低光损耗，减少用电量，提供液晶显示面饱和度。在侧入式液晶显示器背光模组中，反射膜直接放于金属背板与导光板之间，而在直下式液晶显示器背光模组中，打孔后的反射膜置于金属背板与灯条之间，并被灯条压于金属背板上。

然而，当前之反射膜在使用时，由于受热不均匀，在使用过程中会发生不规则的收缩、变形，造成反射光线不均匀，在显示器的正面能够看到亮度不均的质量问题。一个可行的解决办法是把反射膜贴于金属背板或导光板上，依靠金属背板或导光板自身较高的挺性来抑制反射膜的受热变形。但由于普通聚酯其熔点高达260摄氏度左右，要达到如此高的温度把反射膜热粘合于金属背板或导光板上是不现实的，其在操作上有诸多的不便之处。为解决该问题，可以在反射膜的表面涂上胶水，并把它整体粘接在金属背板上，以抑制反射膜的受热变形。但是，由于增加了胶水和加工工艺，这增加了成本，也降低了成品率。

本案采用的方法是使用多层共挤技术，在反射膜的一个或两个表面，使用低熔点的共聚酯，因而，该反射膜可以直接热粘合于金属背板或导光板上，从而抑制了反射膜由于受热而引起的变形问题，并且，由于采用多层共挤，一步法制得可热粘合的反射膜，避免了二次涂布工艺，降低了成本，具有良好的可操作性。

发明内容

为克服现有工艺无法制造低温热粘合的功能之反射膜，本发明提供具有可抑制反射膜受热变形、工艺简单、降低了成本，具有良好的可操作性等技术特点的一种可热粘合型光学反射膜及其制备方法。

采用多层共挤的方法制备反射膜，反射膜的芯层使用一台挤出机，反射膜的两个表层，根据需要，可以使用一台或两台挤出机，两台表层挤出机的原料，可以相同，也可以不同。

由于聚酯在高温条件下易于水解，因而所有的原料在进入挤出机之前，应当进行充分的干燥，但如果使用双螺杆排气式挤出机，则可以免除干燥过程。特别需要注意的是，对于共聚酯的干燥，应当选用转鼓式干燥热备，这是由于共聚酯的结晶速度慢，如果采用沸腾床式干燥设备，共聚酯切片会在未充分结晶的情况下进入干燥塔，容易造成干燥塔结块，堵塞物料造成停产。

反射膜的一个或两个表面，使用低熔点共聚酯，所述的低熔点共聚酯，其熔点在110-140摄氏度间，所述的低熔点共聚酯是在聚酯的制造过程中，把第三或第四单体加入到原聚酯反应物中，以破坏原聚酯的结晶性能，第三或第四单体可以是二元酸，也可以是二元醇；如果是二元酸，可以是间苯二甲酸、邻苯二甲酸、2，6－萘二甲酸等；如果是二元醇，则可以是丙二醇、丁二醇、1，4－环己烷二甲醇(CHDM)等。

所述的反射膜的表层厚度应在5um-40um之间，过薄的话，热粘合的附着力较差，过厚则成本上升过多。

所述的反射膜的表层根据情况可以添加抗粘连添加剂以便于加工，抗粘连添加剂可以是有机颗粒，如聚硅氧烷、聚甲基丙烯酸甲酯，聚氨酯微球等，也可以是无机颗粒如二氧化硅、碳酸钙、二氧化钛、硫酸钡等，其大小一般在0.5um-5um之间，一般而言，抗粘连添加剂在表层中的含量在500-2000ppm之间。

反射膜的芯层一般为含有无机颜料、发泡剂、分散剂、荧光增白剂、抗氧剂与聚酯的混合物，其中，无机颜料可以选用TiO₂，BaSO₄、CaCO₃等，其粒径应在1-500nm间，进一步地，如果选用TiO₂，则应优先使用金红石型，高温发泡剂可以选用物理发泡剂和化学发泡剂两类，如果是物理发泡剂，可以选用与聚酯不相容的聚烯烃类聚合物，如聚乙烯、聚丙烯、聚戊烯、环状聚烯烃、聚甲基戊烯等；化学发泡剂，可以选用三肼基三嗪、对甲苯磺酰氨基脲、偶氮二甲酸钡、偶氮二甲酸二异丙酯等，典型的荧光增白剂有二苯乙烯型、香豆素型、苯二甲酰亚胺型等。抗氧剂可以选用1010、1076、164、BHT等。

表层、芯层物料经熔融挤出后，经过过滤器到达模头处汇合，模头一般为衣架形式模头。汇合后的多层熔体从模唇处流出，被静电吸附系统按压于冷辊上迅速冷却形成铸片。为保证冷却效率，冷辊的温度一般在30摄氏度以内；

铸片随后被输送至纵拉机进行纵向拉长，一般纵向拉伸倍率在3-5之间；

经过单向拉伸过后的膜再被送至横向拉伸机中进行拉宽处理，一般横向拉伸倍率在3-5之间，横向拉伸之后的膜一向在横拉机中会立即进行热定型处理，以调节膜的热收缩率，通常热定型处理的温度在220-250之间。

有益效果：在反射膜的一个或两个表面，使用低熔点的共聚酯，因而，该反射膜可以直接热粘合于金属背板或导光板上，从而抑制了反射膜由于受热而引起的变形问题；采用多层共挤，一步法制得可热粘合的反射膜，避免了二次涂布工艺，降低了成本，具有良好的可操作性。

具体实施方式

以下结合具体的实施例，对本发明作进一步说明，但本发明并不局限于以下实施例。

下面结合具体实施例对本发明进行详细描述，但本发明并不限于此。

实施例1

步骤1)：制取白色母粒：把PET、发泡剂、无机颜料、荧光增白剂、抗氧剂按65：24：10：0.4：0.6的比例混合造粒，制得白色母料，其中，发泡剂选用环状聚烯烃，无机颜料选用粒径为300nm的CaCO₃，荧光增白剂选用巴斯夫OB，抗氧剂可以选用168，造粒时，使用双螺杆排气式挤出机；

步骤2)：对上述母粒进行干燥预处理，干燥方式优先使用沸腾床式干燥设备，干燥温度165度，干燥时间5H，干燥后切片的含水量应在30ppm以内；

步骤3)：将干燥好后的母粒送入芯层挤出机进行熔融挤出，挤出机的温度设定在260～290摄氏度；

步骤4)：反射膜的两个表层均使用CHDM改性的共聚酯作为原料，采用双螺杆真空排气式挤出机，其中，每个表层中CHDM的比例为35％，每个表层中还含有二氧化硅作为表面爽滑剂，其中，双螺杆挤出机的加工温度设定在260～290摄氏度；

步骤5)：芯层、表层的熔体在衣架模头处进行汇合，并会在静电吸附的作用下，贴附于铸片辊上，形成固态的厚片；

步骤6)：厚片经过纵拉和横拉，纵向拉伸比设定为3.45倍，横向拉伸比设定为3.8倍，横拉完之后，在235度下进行热定型，经过切边，收卷后制得所需之反射膜；所制得的反射膜，其总厚度为50um～400um，可以在120度的条件下与金属板进行热粘合，并且，在背光模组中长时间使用时，不会发生受热变形的现象。

实施例2

步骤1)：制取白色母粒：把PET、发泡剂、无机颜料、荧光增白剂、抗氧剂按70：15：14：0.4：0.6的比例混合造粒，制得白色母料，其中，发泡剂选用环状聚烯烃，无机颜料选用粒径为200nm的CaCO₃，荧光增白剂选用巴斯夫OB，抗氧剂选用1098，造粒时，使用双螺杆排气式挤出机；

步骤2)：对上述母粒进行干燥预处理，干燥方式优先使用沸腾床式干燥设备，干燥温度165度，干燥时间5H，干燥后切片的含水量应在30ppm以内；

步骤3)：将干燥好后的母粒送入芯层挤出机进行熔融挤出，挤出机的温度设定在260～290摄氏度；

步骤4)：一个表层使用CHDM改性的共聚酯作为原料，其中CHDM的比例为30％，聚酯采用双螺杆真空排气式挤出机，另一个表层使用普通PET作为原料，两个表层中均含有二氧化硅作为表面爽滑剂以利于生产加工，双螺杆挤出机的加工温度设定在260～290摄氏度；

步骤5)：多层熔体在衣架模头处进行汇合，并会在静电吸附的作用下，贴附于铸片辊上，形成固态的厚片；

步骤6)：厚片经过纵拉和横拉，纵向拉伸比设定为3.5倍，横向拉伸比设定为3.7倍，横拉完之后，在240度下进行热定型，经过切边，收卷后制得所需之反射膜。

实施例3

步骤1)：制取白色母粒：把PEN、发泡剂、无机颜料、荧光增白剂、抗氧剂按65：24：10：0.3：0.7的比例混合造粒，制得白色母料，其中，发泡剂选用环状聚烯烃，无机颜料选用粒径为200nm的CaCO₃，荧光增白剂选用巴斯夫OB，抗氧剂选用1098，造粒时，使用双螺杆排气式挤出机；

步骤2)：对上述母粒进行干燥预处理，干燥方式优先使用沸腾床式干燥设备，干燥温度165度，干燥时间5H，干燥后切片的含水量应在30ppm以内；

步骤3)：将干燥好后的母粒送入芯层挤出机进行熔融挤出，挤出机的温度设定在260～290摄氏度；

步骤4)：一个表层使用CHDM改性的共聚酯作为原料，其中CHDM的比例为38％。聚酯采用双螺杆真空排气式挤出机，另一个表层使用普通PET作为原料，两个表层中均含有二氧化硅作为表面爽滑剂，以利于生产加工，双螺杆挤出机的加工温度设定在260～290摄氏度；

步骤5)：多层熔体在衣架模头处进行汇合，并会在静电吸附的作用下，贴附于铸片辊上，形成固态的厚片；

步骤6)：厚片经过纵拉和横拉，纵向拉伸比设定为3.4倍，横向拉伸比设定为3.8倍，横拉完之后，在240度下进行热定型。经过切边，收卷后制得所需之反射膜。

测试方法

(1)拉伸强度和断裂伸长率

采用日本岛津AGGressive-10KNA万能电子拉力机，裁取250mm长，25mm宽的样条置于拉伸机两夹口内，夹口间距离为170mm，重复测试5块试样，取其平均值。

(2)热收缩率

把样品膜按100*100mm裁切成样片，测试其初始尺寸l₀，然后把样片置于85摄氏度的烘箱中30min，随后取出冷却，然后测量其末态尺寸l_e，然后使用公式(l₀-l_e)/l₀计算可得到其收缩率。

(3)550nm反射率

裁取100*100mm样品，置于KonicaMinolta的CM-2600d分光测色仪下，测量在550nm条件下的分光反射率，分别测量薄膜的两个面，选取高的一面的数据作为该反射膜的反射率

(4)亮度

把反射膜置于21.5英寸的侧入式背光源中，导光板上放置一张188-BDN2扩散膜，一张MS10HB增亮膜，使用BM-7亮度计，亮度计到背光源的距离为500mm，自背光源点亮10min后进行测试，选取其中心亮度作为测试值。

(5)b值

裁取100*100mm样品，置于KonicaMinolta的CM-2600d分光测色仪下，测量其b值

(6)粘接强度

采用上海麦而多机械有限公司的FR-200型热封仪，把薄膜在120度，4s条件下进行热封，样条尺寸250mm长，15mm宽，把其置于济南思克测试技术有限公司的TSL电子拉力试验机夹口内，进行剥离测试。测试5组数据，取其平均值作为结果。

用实施例1的制备方法，根据表1所述膜的成份、含量制备反射膜，为方便对比，其总厚度均设定在250um，表1为膜的成份、含量参数，表2为对应表1反射膜的各个参数。

表1

表2

最后，需要注意的是，本发明不限于以上实施例，还可以有很多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容中直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种可热粘合型光学反射膜，其特征在于：所述反射膜包括热粘合层、光学反射层，所述热粘合层由一个或两个表层构成，所述光学反射层由芯层构成，所述热粘合层位于芯层外侧面；

可热粘合型光学反射膜的制备方法包括如下步骤：

步骤1）：制取白色母粒：把PET、发泡剂、无机颜料、荧光增白剂、抗氧剂混合造粒，制得白色母料；

步骤2）：对上述母粒进行干燥预处理，然后送入芯层挤出机进行熔融挤出，挤出机的温度设定在260-290摄氏度；

步骤3）：两个表层均使用CHDM改性的共聚酯作为原料，其中CHDM的比例为30%-40%；或者一个表层使用CHDM改性的共聚酯作为原料，其中CHDM的比例为30%-40%，另一个表层使用PET作为原料；表层挤出加工之前物料应先进行干燥，再送入挤出机，或直接双螺杆真空排气式挤出机，挤出机的加工温度设定在260-290摄氏度；

步骤4）：表层、芯层熔体在衣架模头处进行汇合，并会在静电吸附的作用下，贴附于铸片辊上，形成固态的厚片；

步骤5）：对厚片进行纵向拉伸和横向拉伸，总的面拉伸比在6-12倍之间；

步骤６）：对双向拉伸完之后的膜进行热定型处理，热定型处理温度在220-250之间，然后经过切边，收卷后制得所需之反射膜。

2.根据权利要求1所述一种可热粘合型光学反射膜，其特征在于：所述反射膜的两个表层均为共聚酯层，且其熔点在110-140摄氏度间。

3.根据权利要求1所述一种可热粘合型光学反射膜，其特征在于：所述反射膜的两个表层分别为共聚酯层和PET。

4.根据权利要求1或2或3所述一种可热粘合型光学反射膜，其特征在于：所述反射膜总厚度为50um-400um。

5.根据权利要求1或2或3所述一种可热粘合型光学反射膜，其特征在于：所述反射膜的单一表层厚度为5um-40um。

6.根据权利要求2所述一种可热粘合型光学反射膜，其特征在于：所述共聚酯层材料为ＣＨＤＭ醇改性类型的共聚酯，其含量为３０％－４０％。

7.一种如权利要求1所述的一种微发泡型反射膜的制备方法，其特征在于： 所述无机颜料为TiO₂、BaSO₄、CaCO₃中任一种或多种，所述无机颜料粒径为1-500nm，所述无机颜料含量为占该层总质量分数的5%-30%；

所述表层中具有抗粘连添加剂，所述抗粘连添加剂为有机颗粒或无机颗粒，所述有机颗粒为聚硅氧烷、聚甲基丙烯酸甲酯，聚氨酯微球中一种或多种，所述无机颗粒为二氧化硅、碳酸钙、二氧化钛、硫酸钡中一种或多种，其粒径大小为0.5um-5um之间，抗粘连添加剂在表层中的含量在500-2000ｐｐｍ之间。

8.一种如权利要求1所述的一种微发泡型反射膜的制备方法，其特征在于：所述荧光增白剂为巴斯夫OB、二苯乙烯型、香豆素型、苯二甲酰亚胺型中一种或多种；

高温发泡剂为物理发泡剂或化学发泡剂，所述物理发泡剂为聚乙烯、聚丙烯、聚戊烯、环状聚烯烃、聚甲基戊烯中一种或多种；所述化学发泡剂为三肼基三嗪、对甲苯磺酰氨基脲、偶氮二甲酸钡、偶氮二甲酸二异丙酯中一种或多种。

9.一种如权利要求1所述的一种微发泡型反射膜的制备方法，其特征在于：所述抗氧剂为抗氧剂1098、抗氧剂168、抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂164、抗氧剂BHT中任一种或多种。