CN102211424A - 一种高反射高挺度光反射膜 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高反射高挺度光反射膜，包括内部含有孔隙的聚酯B层，该聚酯B层的两侧面还分别设有至少一层聚酯A层和至少一层聚酯C层，所述聚酯B层的孔隙率为50～80％；所述聚酯A层和聚酯C层内部均设有孔隙，该聚酯A层和聚酯C层的孔隙率分别为5～20％；所述聚酯A层和聚酯C层的厚度分别为本反射膜总厚度的10～25％。本发明通过调整反射膜各结构层的孔隙含量和厚度，在实现高反射率的同时获得高挺度，从而有利于反射膜的后期使用加工。本发明在实现高反射率的同时获得了高挺度，从而减少了反射膜加工过程中的划伤和皱褶损失，提高了反射膜加工的良品率，降低了背光源组装的难度，提高了生产效率。适用于反射膜。
Description
技术领域
本发明涉及液晶显示器等使用的背光源的反射膜，特别是涉及一种高反射高挺度光反射膜。
背景技术
目前，液晶显示器广泛应用于手机、GPS导航仪、电脑、电视等中作为显示装置。而液晶显示器本身不发光，需要通过背光源来提供照射光。背光源中需要装配反射膜，以减少光从侧面和背面的泄漏而造成的光损耗，从而提高显示器的亮度，同时反射膜产生的反射光要求很均匀，从而提供亮且均匀的高质量画面。通常所用反射膜为添加白色无机微粒或有机粒子等达到反射的目的，在此基础上，发展出通过各种方法使反射膜产生微孔或气泡，利用膜的基体树脂与微孔或气泡的折射率差异来提高反射率，这种方法能有效地提高反射率，而且通常微孔或气泡含量高，微孔孔径小、微孔气泡密集，效果就好。
但随着在反射膜的孔隙率的提高，即膜的微孔或气泡含量增大，使得反射膜变软，导致反射膜在使用加工过程中易于划伤，折皱，从而影响背光源及显示器的亮度和画面质量。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种高反射高挺度光反射膜。
为了实现以上目的，本发明提供的一种高反射高挺度光反射膜，包括内部含有孔隙的聚酯B层，该聚酯B层的两侧面还分别设有至少一层聚酯A层和至少一层聚酯C层，所述聚酯B层的孔隙率为50～80％；所述聚酯A层和聚酯C层内部均设有孔隙，该聚酯A层和聚酯C层的孔隙率分别为5～20％；所述聚酯A层和聚酯C层的厚度分别为本反射膜总厚度的10～25％。
上述方案中，所述聚酯A层为光的第一反射面，该聚酯A层含有紫外线吸收剂，这样保证了反射膜在使用过程中不会因光照时间长而出现变黄劣化。
上述方案中，所述聚酯A层和聚酯C层中分别含有10～40wt％粒子状或粉末状无机物，聚酯B层中含有5～25wt％粒子状或粉末状无机物、5～25wt％粒子状有机物、以及5～20％与聚酯不相容的聚合物，这样有助于在聚酯A层聚酯B层和聚酯C层形成大量均匀分布的空隙。
上述方案中，所述粒子状或粉末状无机物为氧化钛、氧化铝、氧化锌、氧化镁、硫酸钙、硫酸钡中的一种或几种的混合物，所述粒子状无机物的使用时的平均粒径为0.5～5μm，粉末状无机物使用时的平均粒径为0.05～0.5μm，这样，保证了粒子无机物或粉末状无机物在聚酯内的能够分散均匀，有利形成微细的空隙，从而获得高反射率。
上述方案中，所述反射膜的表面挺度达3.5mN·m以上，这样，本反射膜在加工和使用过程中不会发生折皱。
上述聚酯A层、聚酯B层和聚酯C层的主体材料是聚酯。聚酯选自聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸亚环己基二亚甲基酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸丁二醇酯等中至少一种或其共混物合金。
上述粒子状或粉末状无机物可以是二氧化钛、氧化锌、氧化铝、氧化硅、碳酸钙、硫酸钡、碳酸镁、硅酸镁中的一种或几种的混合物，优选二氧化钛、氧化锌、硫酸钡。所述粒子状有机物可以是丙烯酸类聚合物或其改性共聚物、聚苯乙烯或其改性物、有机硅树脂或其改性物、尼龙树脂或其改性物、聚氨酯树脂或其改性物，优选聚苯乙烯或其改性物、有机硅树脂或其改性物、丙烯酸类聚合物或其改性物。所述与聚酯不相容的聚合物可以是环氧树脂后乙烯、丙烯、丁烯、戊烯、己烯等烯烃的均聚物、共聚物或改性均聚物、改性共聚物或环状均聚物、环状共聚物。所述紫外线吸收剂可以是水杨酸酯类、苯酮类、苯并三唑类、取代丙烯腈类、三嗪类与受阻胺类中的一种或几种。优选几种复配的紫外线吸收剂。
本发明中的高分子膜片和反射膜可以按照实际需要添加各种添加剂，例如抗氧化剂、热稳定剂、光稳定剂、紫外吸收剂、抗静电剂、有机微粒、无机微粒、成核剂、塑化剂等。
本发明中的反射膜，可以是一种未经拉伸或单轴拉伸或双轴拉伸膜片。为提高反射膜的耐热性和机械性能，优选经过拉伸的膜片。
为获得高反射性能，聚酯B层应含有50％～80％的孔隙。高于80％，成膜稳定差。低于50％，反射率不足，因此聚酯B层孔隙率优选60％-76％，在此范围，既有高反射率，同时成膜稳定好。而聚酯A层和聚酯C层分别含有5％～20％的孔隙。聚酯A层和聚酯C层的厚度分别占膜片总厚度的10％～25％。低于10％，挺度不足；高于25％，对反射有影响。优选聚酯A层和聚酯C层的厚度分别占膜片总厚度的15％～25％。
为在获得高反射性能的同时获得高的强度和挺度，本发明的反射膜至少要有三层结构即聚酯A层、聚酯B层和聚酯C层，优选3～11层。
本发明通过调整反射膜各结构层的孔隙含量和厚度，在实现高反射率的同时获得高的挺度，从而有利于反射膜的后期使用加工。
本发明与现有技术对比，充分显示其优越性在于：实现高反射率的同时获得了高的挺度，从而减少了反射膜加工过程中的划伤和皱折损失，提高了反射膜加工的良品率，降低了背光源组装的难度，提高了生产效率。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图中：聚酯A层1 聚酯B层2 聚酯C层3 孔隙4。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步的详细描述，但该实施例不应理解为对本发明的限制。
本发明提供的一种高反射高挺度光反射膜，包括内部含有孔隙4的聚酯B层2，该聚酯B层2的两侧面还分别设有至少一层聚酯A层1和至少一层聚酯C层3，所述聚酯B层2的孔隙率为50～80％；所述聚酯A层1和聚酯C层3内部均设有孔隙4，该聚酯A层1和聚酯C层3的孔隙率分别为5～20％；所述聚酯A层1和聚酯C层3的厚度分别为本反射膜总厚度的10～25％。
上述方案中，所述聚酯A层1为光的第一反射面，该聚酯A层1含有紫外线吸收剂，这样保证了反射膜在使用过程中不会因光照时间长而出现变黄劣化。
上述聚酯A层1和聚酯C层3中分别含有10～40wt％粒子状或粉末状无机物，聚酯B层2中含有5～25wt％粒子状或粉末状无机物、5～25wt％粒子状有机物、以及5～20％与聚酯不相容的聚合物，这样有助于在聚酯A层聚酯B层和聚酯C层形成大量均匀分布的空隙。
上述粒子状或粉末状无机物为氧化钛、氧化铝、氧化锌、氧化镁、硫酸钙、硫酸钡中的一种或几种的混合物，所述粒子状无机物的使用时的平均粒径为0.5～5μm，粉末状无机物使用时的平均粒径为0.05～0.5μm，这样有利形成微细的空隙，从而获得高反射率。
实施例中所示的测定值和评价如下所述进行。
(1)反射率
将反射膜样品，置于带φ60的紫外-可见光分光光度计(如日立U-3410)中测试九个点在560nm波长处的相对反射率的平均值R1。
(2)耐光老化
将反射膜样品经Q-SUN Xe-3全光谱耐候试验箱，按照ASTM G151进行处理，处理后测试其平均反射率R2，并计算反射率的下降值(R1-R2)。
(3)孔隙率
在反射片的试验制备过程中，向聚酯B层原料中加入红色母料，制得的反射膜的聚酯B层即为红色，而聚酯A层和聚酯C层均为白色。将裁切的的反射膜样片从红色与白色的分界处分离，分别测试聚酯B层、聚酯A层和聚酯C层的密度ρB1、ρA1、ρC1：
采用同样方法测量同样材料组成但不含孔隙4的膜片聚酯B层、聚酯A层和聚酯C层的密度ρB0、ρA0、ρC0。
则聚酯B层孔隙率为(ρB0-ρB1/ρB0)×100％，
聚酯A层孔隙率为(ρA0-ρA1/ρA0)×100％，
聚酯C层孔隙率为(ρC0-ρC1/ρC0)×100％。
(4)聚酯A层和聚酯C层厚度
用冷冻切片机(如德国莱卡超薄冷冻切片机)对薄膜进行冷冻切取截面样品，经离子溅射仪喷金处理后，用扫面电镜进行截面拍照。
然后用扫描电镜的专业软件分别标出聚酯A层、聚酯B层、聚酯C层的厚度，然后分别按以下算式计算聚酯A层和聚酯C层厚度占总厚度的比例。
聚酯A层厚度占总厚度的比例＝聚酯A层厚度/(聚酯A层厚度+聚酯B层厚度+聚酯C层厚度)
聚酯C层厚度占总厚度的比例＝聚酯C层厚度/(聚酯A层厚度+聚酯B层厚度+聚酯C层厚度)
(5)表面挺度
采用挺度仪(如TABER150-E)，参照GB/T2679.3进行测试。
实施例1
将聚酯原料在180℃温度下预结晶-干燥后，按配方无机、有机粒子或(和)不相容聚合物等及其他助剂混合均匀输送至挤出机，在285℃左右的温度下熔融挤出，经过滤器过滤后从多层模头中挤出，得到片状熔体。其中聚酯A层原料为100份聚酯和12wt％TiO2和BaSO4混合物(质量比1∶2)、0.01wt％的2，4-二羟基二苯甲酮和0.01wt％的4-苯甲酰氧基-2，2，6，6-四甲基哌啶，以及抗氧剂、热稳定剂、光稳定剂等助剂。TiO2和BaSO4平均粒径为0.7μm，表面经聚乙二醇处理。聚酯B层原料为100份聚酯和10wt％BaSO4(平均粒径为0.7μm，表面经聚乙二醇处理)，5wt％聚甲基丙烯酸粒子(平均粒径1.2μm)，8wt％聚甲基戊烯。抗氧剂、热稳定剂、光稳定剂等助剂。聚酯C层原料为100份聚酯和12wt％TiO2和BaSO4混合物(质量比1∶2)，TiO2和BaSO4平均粒径为0.7μm，表面经聚乙二醇处理。通过调整模头使聚酯A层、聚酯C层厚度分别为总厚度的10％左右。
挤出的片状熔体通过静电吸附粘附在表面温度30℃的激冷辊上冷却固化，同时片状熔体另一面经背冷风冷却固化。冷却固化得到的厚片经一组表面温度为85℃的辊预热后，在温度为90℃的快慢辊组进行纵向拉伸，拉伸倍率为3.3，得到单轴拉伸聚酯膜。
用夹子夹持所得单轴拉伸聚酯膜两边同时导入横拉机内，先经过温度为95℃的预热区，接着在温度为110℃的拉伸区内横向拉伸3.0倍，然后经过温度为200℃的热定型区进行热处理，之后经过温度为50℃的冷却内冷却，然后经牵引、切边、收卷后得到反射膜片。
实施例2
除通过调整使聚酯A层、聚酯C层厚度分别为总厚度的15％左右外，其余步骤和实施例1相同。
实施例3
除通过调整使聚酯A层、聚酯C层厚度分别为总厚度的22％左右外，其余步骤和实施例1相同。
实施例4
除通过调整使聚酯A层、聚酯C层厚度分别为总厚度的25％左右外，其余步骤和实施例1相同。
实施例1-4的结果见表1
实施例5
将聚酯原料在180℃温度下预结晶-干燥后，按配方与无机、有机粒子或(和)不相容聚合物等及其他助剂混合均匀输送至挤出机，在285℃左右的温度下熔融挤出，经过滤器过滤后从多层模头中挤出，得到片状熔体。其中聚酯A层原料为100份聚酯和12wt％TiO2和BaSO4混合物(质量比1∶2)、0.01wt％的2，4-二羟基二苯甲酮和0.01wt％的4-苯甲酰氧基-2，2，6，6-四甲基哌啶，以及抗氧剂、热稳定剂、光稳定剂等助剂。其中TiO2和BaSO4平均粒径为0.7μm，表面经聚乙二醇处理。聚酯B层原料为100份聚酯和12wt％BaSO4(平均粒径为0.7μm，表面经聚乙二醇处理)，8wt％聚甲基丙烯酸粒子(平均粒径1.2μm)，10wt％聚甲基戊烯。聚酯C层原料为100份聚酯和12wt％TiO2和BaSO4混合物(质量比1∶2)，TiO2和BaSO4平均粒径为0.7μm，表面经聚乙二醇处理。通过调整模头使聚酯A层、聚酯C层厚度分别为总厚度的10％。
挤出的片状熔体通过静电吸附粘附在表面温度30℃的激冷辊上冷却固化，同时片状熔体另一面经背冷风冷却固化。冷却固化得到的厚片经一组表面温度为85℃的辊预热后，在温度为90℃的快慢辊组进行纵向拉伸，拉伸倍率为3.3，得到单轴拉伸聚酯膜。
用夹子夹持所得单轴拉伸聚酯膜两边同时导入横拉机内，先经过温度为95℃的预热区，接着在温度为110℃的拉伸区内横向拉伸3.0倍，然后经过温度为200℃的热定型区进行热处理，之后经过温度为50℃的冷却内冷却，然后经牵引、切边、收卷后得到反射膜片。
实施例6
除通过调整使聚酯A层、聚酯C层厚度分别为总厚度的15％左右外，其余步骤和实施例5相同。
实施例7
除通过调整使聚酯A层、聚酯C层厚度分别为总厚度的22％左右外，其余步骤和实施例5相同。
实施例8
除通过调整使聚酯A层、聚酯C层厚度分别为总厚度的25％左右外，其余步骤和实施例5相同。
实施例5-8的评价结果见表2。
实施例9
将聚酯原料在180℃温度下预结晶-干燥后，按配方无机、有机粒子或(和)不相容聚合物等及其他助剂混合均匀输送至挤出机，在285℃左右的温度下熔融挤出，经过滤器过滤后从多层模头中挤出，得到片状熔体。其中聚酯A层原料为100份聚酯、12wt％TiO2和BaSO4混合物(质量比1∶2)、0.01wt％的2，4-二羟基二苯甲酮和0.01wt％的4-苯甲酰氧基-2，2，6，6-四甲基哌啶，以及抗氧剂、热稳定剂、光稳定剂等助剂。其中TiO2和BaSO4平均粒径为0.7μm，表面经聚乙二醇处理。聚酯B层原料为100份聚酯和13wt％BaSO4(平均粒径为0.7μm，表面经聚乙二醇处理)，10wt％聚甲基丙烯酸粒子(平均粒径1.2μm)，13wt％聚甲基戊烯。聚酯C层原料为100份聚酯和12wt％TiO2和BaSO4混合物(质量比1∶2)，TiO2和BaSO4平均粒径为0.7μm，表面经聚乙二醇处理。通过调整模头使聚酯A层、聚酯C层厚度分别为总厚度的10％。
挤出的片状熔体通过静电吸附粘附在表面温度30℃的激冷辊上冷却固化，同时片状熔体另一面经背冷风冷却固化。冷却固化得到的厚片经一组表面温度为85℃的辊预热后，在温度为90℃的快慢辊组进行纵向拉伸，拉伸倍率为3.3，得到单轴拉伸聚酯膜。
用夹子夹持所得单轴拉伸聚酯膜两边同时导入横拉机内，先经过温度为95℃的预热区，接着在温度为110℃的拉伸区内横向拉伸3.0倍，然后经过温度为200℃的热定型区进行热处理，之后经过温度为50℃的冷却内冷却，然后经牵引、切边、收卷后得到反射膜片。
实施例10
除通过调整使聚酯A层、聚酯C层厚度分别为总厚度的15％左右外，其余步骤和实施例9相同。
实施例11
除通过调整使聚酯A层、聚酯C层厚度分别为总厚度的22％左右外，其余步骤和实施例9相同。
实施例12
除通过调整使聚酯A层、聚酯C层厚度分别为总厚度的25％左右外，其余步骤和实施例9相同。
实施例9-12的评价结果见表3
实施例13
将聚酯原料在180℃温度下预结晶-干燥后，按配方无机、有机粒子或(和)不相容聚合物等及其他助剂混合均匀输送至挤出机，在285℃左右的温度下熔融挤出，经过滤器过滤后从多层模头中挤出，得到片状熔体。其中聚酯A层原料为100份聚酯、12wt％TiO2和BaSO4混合物(质量比1∶2)、0.01wt％的2，4-二羟基二苯甲酮和0.01wt％的4-苯甲酰氧基-2，2，6，6-四甲基哌啶，以及抗氧剂、热稳定剂、光稳定剂等助剂。其中TiO2和BaSO4平均粒径为0.7μm，表面经聚乙二醇处理。聚酯B层原料为100份聚酯和15wt％BaSO4(平均粒径为0.7μm，表面经聚乙二醇处理)，10wt％聚甲基丙烯酸粒子(平均粒径1.2μm)，15wt％聚甲基戊烯。聚酯C层原料为100份聚酯和12wt％TiO2和BaSO4混合物(质量比1∶2)，TiO2和BaSO4平均粒径为0.7μm，表面经聚乙二醇处理。通过调整模头使聚酯A层、聚酯C层厚度分别为总厚度的10％。
挤出的片状熔体通过静电吸附粘附在表面温度30℃的激冷辊上冷却固化，同时片状熔体另一面经背冷风冷却固化。冷却固化得到的厚片经一组表面温度为85℃的辊预热后，在温度为90℃的快慢辊组进行纵向拉伸，拉伸倍率为3.3，得到单轴拉伸聚酯膜。
用夹子夹持所得单轴拉伸聚酯膜两边同时导入横拉机内，先经过温度为95℃的预热区，接着在温度为110℃的拉伸区内横向拉伸3.0倍，然后经过温度为200℃的热定型区进行热处理，之后经过温度为50℃的冷却内冷却，然后经牵引、切边、收卷后得到反射膜片。
实施例14
除通过调整使聚酯A层、聚酯C层厚度分别为总厚度的15％左右外，其余步骤和实施例13相同。
实施例15
除通过调整使聚酯A层、聚酯C层厚度分别为总厚度的22％左右外，其余步骤和实施例13相同。
实施例16
除通过调整使聚酯A层、聚酯C层厚度分别为总厚度的25％左右外，其余步骤和实施例13相同。
实施例13-16的评价结果见表4
实施例17
将聚酯原料在180℃温度下预结晶-干燥后，按配方无机、有机粒子或(和)不相容聚合物等及其他助剂混合均匀输送至挤出机，在285℃左右的温度下熔融挤出，经过滤器过滤后从多层模头中挤出，得到片状熔体。其中聚酯A层原料为100份聚酯、12wt％TiO2和BaSO4混合物(质量比1∶2)、0.01wt％的2，4-二羟基二苯甲酮和0.01wt％的4-苯甲酰氧基-2，2，6，6-四甲基哌啶，以及抗氧剂、热稳定剂、光稳定剂等助剂。其中TiO2和BaSO4平均粒径为0.7μm，表面经聚乙二醇处理。聚酯B层原料为100份聚酯和15wt％BaSO4(平均粒径为0.7μm，表面经聚乙二醇处理)，12wt％聚甲基丙烯酸粒子(平均粒径1.2μm)，18wt％聚甲基戊烯。聚酯C层原料为100份聚酯和10wt％TiO2和BaSO4混合物(质量比1∶2)，TiO2和BaSO4平均粒径为0.7μm，表面经聚乙二醇处理。通过调整模头使聚酯A层、聚酯C层厚度分别为总厚度的10％。
挤出的片状熔体通过静电吸附粘附在表面温度30℃的激冷辊上冷却固化，同时片状熔体另一面经背冷风冷却固化。冷却固化得到的厚片经一组表面温度为85℃的辊预热后，在温度为90℃的快慢辊组进行纵向拉伸，拉伸倍率为3.3，得到单轴拉伸聚酯膜。
用夹子夹持所得单轴拉伸聚酯膜两边同时导入横拉机内，先经过温度为95℃的预热区，接着在温度为110℃的拉伸区内横向拉伸3.0倍，然后经过温度为200℃的热定型区进行热处理，之后经过温度为50℃的冷却内冷却，然后经牵引、切边、收卷后得到反射膜片。
实施例18
除通过调整使聚酯A层、聚酯C层厚度分别为总厚度的15％左右外，其余步骤和实施例17相同。
实施例19
除通过调整使聚酯A层、聚酯C层厚度分别为总厚度的22％左右外，其余步骤和实施例17相同。
实施例20
除通过调整使聚酯A层、聚酯C层厚度分别为总厚度的25％左右外，其余步骤和实施例17相同。
实施例17-20的评价结果见表5
表1
表2
表3
表4
表5
通过以上实施例可知，本发明的聚酯A层和聚酯C层的厚度均优选占膜片总厚度的15-25％，聚酯B层的孔隙率优选50-76％，这样，本反射膜实现了在具有优异的反射性能的同时，具有足够的强度和挺度，在加工过程中不会发生折皱，且在使用过程中不会因光照时间长而出现变黄劣化、反射率下降的现象。本发明适合用于液晶显示装置内的背光源中，还可用于直下型背光源和侧光型背光源。
Claims (5)
1.一种高反射高挺度光反射膜，包括内部含有孔隙的聚酯B层，该聚酯B层的两侧面还分别设有至少一层聚酯A层和至少一层聚酯C层，其特征在于：所述聚酯B层的孔隙率为50～80％；所述聚酯A层和聚酯C层内部均设有孔隙，该聚酯A层和聚酯C层的孔隙率分别为5～20％；所述聚酯A层和聚酯C层的厚度分别为本反射膜总厚度的10～25％。
2.如权利要求1所述的一种高反射高挺度光反射膜，其特征在于：所述聚酯A层为光的第一反射面，该聚酯A层含有紫外线吸收剂。
3.如权利要求1所述的一种高反射高挺度光反射膜，其特征在于：所述聚酯A层和聚酯C层中分别含有10～40wt％粒子状或粉末状无机物，聚酯B层中含有5～25wt％粒子状或粉末状无机物、5～25wt％粒子状有机物、以及5～20％与聚酯不相容的聚合物。
4.如权利要求3所述的一种高反射高挺度光反射膜，其特征在于：所述粒子状或粉末状无机物为氧化钛、氧化铝、氧化锌、氧化镁、硫酸钙、硫酸钡中的一种或几种的混合物，所述粒子状无机物的使用时的平均粒径为0.5～5μm，粉末状无机物使用时的平均粒径为0.05～0.5μm。
5.如权利要求1所述的一种高反射高挺度光反射膜，其特征在于：所述反射膜的表面挺度达3.5mN·m以上。
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