CN101776777A

CN101776777A - 一种光扩散聚碳酸酯薄膜或片材以及制造方法

Info

Publication number: CN101776777A
Application number: CN200910181620A
Authority: CN
Inventors: 罗伟; 任月璋
Original assignee: SUZHOU OMAY OPTICAL MATERIAL CO Ltd
Current assignee: Suzhou Omay Optical Materials Co., Ltd.
Priority date: 2009-07-24
Filing date: 2009-07-24
Publication date: 2010-07-14

Abstract

本发明涉及一种光扩散聚碳酸酯薄膜或片材以及制造方法。所述制造方法包括：取粉状聚碳酸酯、光扩散剂、硅粉和助剂放入高速混料装置中进行混合；放入双螺杆挤出装置经加热熔融后挤出；经水浴冷却后进行切粒；粒子干燥后放入一成型装置进行制膜，制得的光扩散聚碳酸酯薄膜或片材具有第一表面和第二表面，所述第一表面为具有粗糙度的哑光面，所述第二表面为不具有粗糙度的抛光面。本发明通过添加一定量的光扩散剂与硅粉能有效的提高聚碳酸酯材料的光扩散率，增强薄膜或片材的光扩散程度，同时，在材料的表面形成规则的粗糙度一方面可以得到薄膜或片材的抗划伤性能，另一方面也对光的扩射起到一定的作用。

Description

一种光扩散聚碳酸酯薄膜或片材以及制造方法

技术领域

本发明涉及一种聚碳酸酯薄膜或片材以及制造方法，尤其涉及一种光扩散聚碳酸酯薄膜或片材以及制造方法。

背景技术

随着科技日益地进步，近来背面投影屏已广泛地应用于背投电视显示屏、终端机屏幕、多媒体展示幕等。一般背面投影屏主要包括一菲涅耳透镜和一光扩散板，所述菲涅耳透镜用于提高光线的亮度与均匀度，以使视域内的光线能良好地运用，所述光扩散板设于所述菲涅耳透镜的一侧，具有提供影像成像的功能。所述背面投影屏还可外加一双凸透镜于所述光扩散板的另一侧，以使所述背面投影屏能提供不同水平与垂直方向的视角。所述光扩散板一般由甲基丙烯酸甲酯、偶氮二异丁晴、扩散粉末及染料等扩散材料制成。所述扩散材料还可包括双凸透镜材料，亦即是将双凸透镜材料掺入扩散材料中制成光扩散板，制得的光扩散板便具备双凸透镜的功效，以省去制作双凸透镜的成本。

现有光扩散板制造方法是采取热处理铸模法，其主要包括以下步骤：首先，将软管用多条细线如珠宝线固定在一玻璃上；接着，将该玻璃与另一玻璃以夹具固定住，再将其中一条细线拉起，以便将液态的扩散材料注于其中；最后，将模具及注入其中的扩散材料置入70℃的热风循环式烘箱固化3小时后，再置入100℃的热风循环式烘箱固化1小时，取出冷却后进行脱模，即制得固化的光扩散板。现有光扩散板制造方法具有以下不足：一、由于以热处理铸模法来制作光扩散板必须借助烘箱以使液态的扩散材料固化，因此，就这种光扩散板制作方式而言，该光扩散板的尺寸必会受限于烘箱的大小，换言之，若欲制造大型的光扩散板，则必须有足以配合其尺寸的烘箱，这个局限性导致制造大型光扩散板的不易性；二、扩散材料固化的时间需长达4小时～8小时的时间，因此，现有光扩散板的制造方式是相当费时的；三、由于该光扩散板一般由甲基丙烯酸甲酯、偶氮二异丁晴、扩散粉末及染料等扩散材料制成，这些扩散材料的成本很高致使制得的光扩散板成本很高。

发明内容

本发明针对现有光扩散板及其制造方法存在的上述不足，提供一种光扩散聚碳酸酯薄膜或片材以及制造方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种光扩散聚碳酸酯薄膜或片材，具有第一表面和第二表面，所述第一表面为具有粗糙度的哑光面，所述第二表面为不具有粗糙度的抛光面，所述光扩散聚碳酸酯薄膜或片材按重量百分比计包括：79.5％～93.5％的聚碳酸酯、5％～15％的光扩散剂、1％～5％的硅粉和0.5％的助剂。

本发明的有益效果是：本发明光扩散聚碳酸酯薄膜或片材通过添加一定量的光扩散剂与硅粉能有效的提高聚碳酸酯材料的光扩散率，增强薄膜或片材的光扩散程度，同时，在材料的表面形成规则的粗造度一方面可以得薄膜或片材的抗划伤性能，另一方面也对光的扩射起到一定的作用，而且可以制成任意尺寸的聚碳酸酯薄膜或片材，不再受到现有技术中烘箱尺寸的限制，而且使用的光扩散剂价格不高，从而可以降低碳酸酯薄膜或片材的制造成本。

所述光扩散剂包括聚甲基丙烯酸酯、二氧化硅、硅氧烷、二氧化钛和氧化镁中的一种或几种。

进一步，所述光扩散剂以等球状散射颗粒或非等球状散射颗粒的形式存在。

进一步，所述助剂包括热稳定剂和分散剂中的一种或两种。

进一步，所述热稳定剂包括磷酸酯、亚磷酸酯和季戊四醇酯中的一种或几种；所述分散剂包括己烯基双硬脂酰胺、三乙基己基磷酸和乙撑基双硬脂酰胺中的一种或几种。

进一步，所述第一表面的粗糙度为0.5微米～3.5微米。

进一步，所述光扩散聚碳酸酯薄膜或片材的厚度为0.175毫米～2.5毫米。

进一步，所述光扩散聚碳酸酯薄膜或片材还包括一厚度为30微米～50微米的聚乙烯保护层，所述聚乙烯保护层设置于所述光扩散聚碳酸酯薄膜或片材的第二表面上。

本发明为解决上述技术问题还提供一种技术方案如下：一种光扩散聚碳酸酯薄膜或片材的制造方法，包括以下步骤：

步骤一、按重量百分比计取79.5％～93.5％的粉状聚碳酸酯、5％～15％的光扩散剂、1％～5％的硅粉和0.5％的助剂放入高速混料装置中进行混合，其中混合的时间为5分钟～10分钟；

步骤二、将混合均匀的混合物放入双螺杆挤出装置，经加热熔融后挤出，其中双螺杆挤出装置的温度控制在220℃～300℃，螺杆转速控制在15转/分～45转/分；

步骤三、将挤出后的熔融共混物经水浴冷却后进行切粒，其中水浴的温度控在40℃～60℃；

步骤四、将制得的粒子干燥后放入一成型装置进行制膜，所述成型装置包括一个具有粗糙度的内表面和一个不具有粗糙度的内表面，即可制得所述光扩散聚碳酸酯薄膜或片材，该光扩散聚碳酸酯薄膜或片材具有第一表面和第二表面，所述第一表面为具有粗糙度的哑光面，所述第二表面为不具有粗糙度的抛光面。

所述光扩散聚碳酸酯薄膜或片材的制造方法还包括在所述光扩散聚碳酸酯薄膜或片材的第二表面上涂敷一厚度为30微米～50微米的聚乙烯保护层的步骤。

附图说明

图1为本发明光扩散聚碳酸酯薄膜或片材的制造方法的流程示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

本发明的光扩散聚碳酸酯薄膜或片材具有第一表面和第二表面。所述第一表面为具有粗糙度的哑光面，所述第一表面的粗糙度为0.5微米～3.5微米，优选地，所述第一表面的粗糙度为0.9微米～2.0微米；所述第二表面为不具有粗糙度的抛光面。所述光扩散聚碳酸酯薄膜或片材按重量百分比计包括：79.5％～93.5％的聚碳酸酯、5％～15％的光扩散剂、1％～5％的硅粉和0.5％的助剂。

所述光扩散剂为有机高分子材料或者无机材料，其可以包括聚甲基丙烯酸酯、二氧化硅、硅氧烷、二氧化钛和氧化镁中的一种或几种。所述光扩散剂以等球状散射颗粒或非等球状散射颗粒的形式存在。所述非等球状散射颗粒是经研磨后的散射颗粒，其形状为不规则的形状，如纺锤形、椭圆形、锯齿状、波浪状、或多边形等。所述非等球状散射颗粒的粒径大小是小于或等于等球状散射颗粒的粒径大小，或可为含有较该等球状散射颗粒小的双粒径分布粒子。具体地，所述光扩散剂为球形或半球形颗粒状，或者接近球状或接近半球形颗粒状为合适的。这是因为这种呈球形或半球形颗粒状，或者至接近球形或接近半球形颗粒状的光扩散剂的光扩散能力比较强。

本发明的光扩散聚碳酸酯薄膜或片材内部可籍由等球状散射颗粒及非等球状散射颗粒的堆叠，以提高薄膜或片材单位体积内的堆叠密度，从而增加光线的折射、反射次数，进而能够达到更好的光线扩散效果。

所述助剂包括热稳定剂和分散剂中的一种或两种。所述热稳定剂包括磷酸酯、亚磷酸酯和季戊四醇酯中的一种或几种；所述分散剂包括己烯基双硬脂酰胺、三乙基己基磷酸和乙撑基双硬脂酰胺中的一种或几种。

所述光扩散聚碳酸酯薄膜或片材的厚度为0.175毫米～2.5毫米。

所述光扩散聚碳酸酯薄膜或片材还包括一厚度为30微米～50微米的聚乙烯保护层，所述聚乙烯保护层设置于所述光扩散聚碳酸酯薄膜或片材的第二表面上。

图1为本发明光扩散聚碳酸酯薄膜或片材的制造方法的流程示意图。如图1所示，所述制造方法包括以下步骤：

步骤10、按重量百分比计取79.5％～93.5％的粉状聚碳酸酯、5％～15％的光扩散剂、1％～5％的硅粉和0.5％的助剂放入高速混料装置中进行混合，其中混合的时间为5分钟～10分钟。

所述粉状聚碳酸酯、光扩散剂、硅粉和助剂的混合方式与时间直接影响了粒子的质量以及由粒子生产的薄膜或片材的表面质量。在本实施例中，混合的方式采用低混-高混-低混交替进行，以便粉状聚碳酸酯与光扩散剂、硅粉及助剂能均匀有效的混合与分散。

步骤20、将混合均匀的混合物放入双螺杆挤出装置，经加热熔融后挤出，其中双螺杆挤出装置的温度控制在220℃～300℃，螺杆转速控制在15转/分～45转/分。

所述双螺杆挤出装置的温度对于原料粒子的质量至关重要，温度太高会导致粒子发黄，温度太低会导致原料粒子在生产薄膜时产生大量的晶点，影响生产率与产品质量。同时，在生产过程中控制双螺杆挤出装置的抽真空系统，抽真空的目的在于抽出熔融塑化粒子中的低分子挥发性物质，低分子挥发性物质的存在会导致薄膜生产过程中在生产模具表面析出，大量积累后影响最终薄膜或片材的表面质量。

步骤30、将挤出后的熔融共混物经水浴冷却后进行切粒，其中水浴的温度控在40℃～60℃。

步骤40、将制得的粒子干燥后放入一成型装置进行制膜，所述成型装置包括一个具有粗糙度的内表面和一个不具有粗糙度的内表面，即可制得所述光扩散聚碳酸酯薄膜或片材，该光扩散聚碳酸酯薄膜或片材具有第一表面和第二表面，所述第一表面为具有粗糙度的哑光面，所述第二表面为不具有粗糙度的抛光面。

将上述方法制得的粒子投入成型装置进行制膜，制膜前必须对粒子进行预干燥，以消除粒子本身含有的水份，提高制膜的表面质量。制膜工序中成膜优先能在薄膜表面形成粗化的模具以进一步提高薄膜的光扩散效果，粗化的模具表面的粗糙度为0.5微米～3.5微米，优选地，粗糙度为0.9微米～2.0微米。制膜必须在高净化车间进行，净化的等级在1万级以上，以防止由于环境尘埃污染到薄膜表面而导致影响到产品的光学特性。

本发明光扩散聚碳酸酯薄膜或片材的制造方法简单，容易实施，制得的碳酸酯薄膜或片材的尺寸不受限制，可以制造任意尺寸的碳酸酯薄膜或片材，而且制造过程时间短，相较于现有技术，节约了很多时间，可以降低制得的碳酸酯薄膜或片材的成本。

由于聚碳酸酯材料自身的缺陷，加工成双面抛光的薄膜后，材料的表面硬度非常的低，在2B～B之间，很容易划伤，影响到产品的使用，通过添加光扩散剂与形成表面有粗糙的花纹，即起到了光扩散的效果，同时也在一定程度上提高了薄膜表面的耐划伤能力。但对于抛光的表面，耐划性能无法有效提高，因此会在其表面覆上一层具有高防划性能的保护层，通常的保护层优选厚度为30微米～50微米的聚乙烯保护层，以防止聚碳酸酯薄膜或片被划伤。

为了考察本发明光扩散聚碳酸酯薄膜或片材的光学特性，下面以通过上述光扩散聚碳酸酯薄膜或片材的制造方法制得的两个对比实施例和五个实施例对本发明光扩散聚碳酸酯薄膜作进一步详细的描述。

对比实施例1：

在本实施例的聚碳酸酯薄膜按重量百分比计包括99.5％的粉状聚碳酸酯和0.5％的热稳定剂，所述热稳定剂为季戊四醇酯。

对比实施例2：

在本实施例的聚碳酸酯薄膜按重量百分比计包括94.5％的粉状聚碳酸酯、5％的硅粉和0.5％的热稳定剂，所述热稳定剂为季戊四醇酯。

实施例1：

在本实施例的聚碳酸酯薄膜按重量百分比计包括93.5％的粉状聚碳酸酯、5％的光扩散剂、1％的硅粉和0.5％的热稳定剂，所述热稳定剂为季戊四醇酯。

实施例2：

在本实施例的聚碳酸酯薄膜按重量百分比计包括88.5％的粉状聚碳酸酯、10％的光扩散剂、1％的硅粉和0.5％的热稳定剂，所述光扩散剂为二氧化硅与微珠状聚甲基丙烯酸酯的混合体，所述热稳定剂为季戊四醇酯。

实施例3：

在本实施例的聚碳酸酯薄膜按重量百分比计包括83.5％的粉状聚碳酸酯、15％的光扩散剂、1％的硅粉和0.5％的热稳定剂，所述光扩散剂为二氧化硅与微珠状聚甲基丙烯酸酯的混合体，所述热稳定剂为季戊四醇酯。

实施例4：

在本实施例的聚碳酸酯薄膜按重量百分比计包括82％的粉状聚碳酸酯、15％的光扩散剂、2.5％的硅粉和0.5％的热稳定剂，所述光扩散剂为二氧化硅与微珠状聚甲基丙烯酸酯的混合体，所述热稳定剂为季戊四醇酯。

实施例5：

在本实施例的聚碳酸酯薄膜按重量百分比计包括79.5％的粉状聚碳酸酯、15％的光扩散剂、5％的硅粉和0.5％的热稳定剂，所述光扩散剂为二氧化硅与微珠状聚甲基丙烯酸酯的混合体，所述热稳定剂为季戊四醇酯。

上述对比实施例1、2和实施例1～5制得的聚碳酸酯薄膜的厚度为0.5毫米，对比测试结果如表1所示，对这7个聚碳酸酯薄膜进行光学特性的测试，所测试的参数以使用的测试仪器如下：

1.全光线透过率：NDH-2000(日本电色工业株式会社)

2.雾度：(BM-7)

3.扩散率：GC5000L(日本电色工业株式会社)

4.表面粗糙度：TR-200(北京时代公司)

表1实施例1、2和实施例1～5对比测试结果

通过以上的测试数据可以看出，添加一定量的光扩散剂与硅粉能有效的提高聚碳酸酯材料的光扩散率，增强薄膜的光扩散程度。同时，在材料的表面形成规则的粗造度一方面可以得薄膜或片材的抗划伤性能，另一方面也对光的扩射起到一定的作用。硅粉的添加可以有效补尝光扩散剂的不足，但不宜加多，过多的硅粉会导致聚碳酸酯薄膜或片材的全光线透过率下降，影响到光透的亮度。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种光扩散聚碳酸酯薄膜或片材，具有第一表面和第二表面，所述第一表面为具有粗糙度的哑光面，所述第二表面为不具有粗糙度的抛光面，其特征在于：所述光扩散聚碳酸酯薄膜或片材按重量百分比计包括：79.5％～93.5％的聚碳酸酯、5％～15％的光扩散剂、1％～5％的硅粉和0.5％的助剂。

2.根据权利要求1所述的光扩散聚碳酸酯薄膜或片材，其特征在于：所述光扩散剂包括聚甲基丙烯酸酯、二氧化硅、硅氧烷、二氧化钛和氧化镁中的一种或几种。

3.根据权利要求2所述的光扩散聚碳酸酯薄膜或片材，其特征在于：所述光扩散剂以等球状散射颗粒或非等球状散射颗粒的形式存在。

4.根据权利要求1所述的光扩散聚碳酸酯薄膜或片材，其特征在于：所述助剂包括热稳定剂和分散剂中的一种或两种。

5.根据权利要求4所述的光扩散聚碳酸酯薄膜或片材，其特征在于：所述热稳定剂包括磷酸酯、亚磷酸酯和季戊四醇酯中的一种或几种；所述分散剂包括己烯基双硬脂酰胺、三乙基己基磷酸和乙撑基双硬脂酰胺中的一种或几种。

6.根据权利要求1所述的光扩散聚碳酸酯薄膜或片材，其特征在于：所述第一表面的粗糙度为0.5微米～3.5微米。

7.根据权利要求1所述的光扩散聚碳酸酯薄膜或片材，其特征在于：所述光扩散聚碳酸酯薄膜或片材的厚度为0.175毫米～2.5毫米。

8.根据权利要求1至7任一所述的光扩散聚碳酸酯薄膜或片材，其特征在于：还包括一厚度为30微米～50微米的聚乙烯保护层，所述聚乙烯保护层设置于所述光扩散聚碳酸酯薄膜或片材的第二表面上。

9.一种光扩散聚碳酸酯薄膜或片材的制造方法，其特征在于，该制造方法包括以下步骤：

10.根据权利要求9所述的光扩散聚碳酸酯薄膜或片材的制造方法，其特征在于：还包括在所述光扩散聚碳酸酯薄膜或片材的第二表面上涂敷一厚度为30微米～50微米的聚乙烯保护层的步骤。