CN102540288A - 一种高透光率扩散型薄膜及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高透光率扩散型薄膜及其制造方法，具体地说是一种具体来说就是一种用于如LED光源等冷光源起扩散作用的高透光率扩散型薄膜及其制备方法。它公开了高透光率扩散型薄膜包括有单层PC、单层PMMA和双层PMMA/PC材料。它将精密模具加工技术、热塑性聚酯材料的压延技术和PC、PMMA材料的高透光率特性完美结合，解决旧有方案——利用无机粒料或其它光扩散剂和涂布工艺制成的产品的工艺繁琐、均匀度差的问题，并采用同向平行双螺杆模头共挤的工艺进行生产制备，便于规模化生产及推广应用。
Description
技术领域
本发明涉及一种光学薄膜及其成型工艺，具体来说就是一种用于如LED背光源等冷光源起扩散作用的高透光率扩散型薄膜及其制备方法。
技术背景
随着LED等冷光源的技术发展和普及，相配套的光学薄膜也不断改良升级。为解决此类光源发光点集中引发的诸多弊端，扩散膜得到进一步的发展及应用。市场上有的扩散膜利用无机粒料或其它光扩散剂通过涂布工艺而制成，但因其透光率低、扩散度低和均匀性差的原因，在高端的使用场合上难以应用。而本发明利用精密加工技术，制作出雕刻有一定规则图案的模具，通过挤出、压延的方式实现连续性生产，制备出高透光率、高扩散度和表面均匀的光学薄膜。
发明内容
本发明目的在于克服现有技术缺陷，提供一种一种高透光率扩散型薄膜及其制备方法。
本发明的技术解决方案的一种高透光率扩散型光学薄膜，由单层PC或单层PMMA或双层PMMA/PC材料三种材质作为主体，通过挤出、压延的方式成型，所述薄膜总厚度在0.05-0.90mm之间，幅宽在100-1500mm之间。
所述的光学薄膜的制备方法，有以下几个步骤：
A、 加工的材料——PC粒料和助剂混合物，PMMA粒料和助剂、颜料混合物，从喂料口进入挤出机，并加热至熔融状态，经模具唇口挤出；
B、 A步骤所得的熔融状态下的材料，经超镜面的、高精度的、无振动的、且可多向微调的辊体设备在120-150kgf/cm2压力下压光、雕刻有精细表面图案的模具钢带的图形成型设备进行压延、热切边处理，并进行收卷。
所述的表面雕刻有精密图案的模具钢带，其单位图案是规则的几何图形，包括正多边形、圆形，单位图形直径在20-1000目之间，深度在10-80微米之间。
本发明所采用的方式为：红外加热、远红外加热或高频加热。
所述的生产线速度在1-80米/分钟之间。
本发明也可以由以下的内容概括：
1、单层聚碳酸酯（PC）；
2、单层聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）；
3、PC/PMMA双层复合结构（PC层占40-90%的总厚度，PMMA占10-60%的总厚度）；
本发明的扩散薄膜厚度范围在0.05~0.9mm，幅宽范围为100~1500mm。
本发明制造方法也可以概括为以下步骤：
A、 薄膜基材——PC/PMMA，通过平行双螺杆挤出机选择单种（PC或PMMA）和双层材料挤出。
所述PMMA与PC粒料经各自喂料机进入模具（此处的喂料机、模具，为挤出机设备的配套——南京橡胶机械厂有限公司，型号HT30），并在各自流道里发生混塑熔化，通过同向平行双螺杆挤出机，通过换网器、熔体管及熔体泵，进入模具汇合区，双层材料时实施模内热复合；其中，模头熔体温度为200℃～310℃，模头熔体压力为 1~10 MPa，温度差异度为 10~ 50℃；
B、 A步骤所得的熔融状态基材材料，从模具唇口流出，经惰性气体隔离，利用压光、图形成型设备进行表面加工。经超镜面的、高精度的、无振动的、且可多向微调的辊体设备在120-150kgf/cm2压力下压光、雕刻有精细表面图案的模具钢带的图形成型设备进行压延、热切边处理，并在收卷机上进行收卷。
C、 B步骤所用到的精密图案，是规则的圆形、多边形。经压延处理后得到的扩散膜表面呈凸出的半球面，单个图形的直径在20-1000微米之间，深度在10-80微米之间，成型后的效果图见图1、图2所示：
D、 以上发明的C步骤所得的高透光率扩散型薄膜，进行加热切边，必要时复合保护膜，收卷成卷状材料。所采用加热切边整理的方式为：红外加热、远红外加热或高频加热。
产品制造步骤说明：
1、 按照设定的配方配制相应原材料粒料混合物（包括以PC或PMMA粒料为主体，加入适当的助剂，必要时加入颜料）。
2、 将配制好的原材料粒料分别加入挤出机两个通道的喂料口，通过挤出机把材料升温至200~280℃度时塑化，通过同向平行双螺杆挤出机，材料从同向平行双螺杆、换网器、溶体管、溶体泵，进入模具的流道。
3、 当制备PC/PMMA双层材料时，PMMA与PC两层材料在流体温度230~310℃状态下，通过压力在模具各自流道流至模具唇口处实施模内温度差异化热复合，温度差异度为 10~ 50℃。当制备PC或PMMA单层材料时，只有相对应的流道会挤出材料，没有出现两种材料的热复合情况。
4、 材料经升温至熔融状态，从模具唇口挤出，经压光、图形成型设备，通过压延加工成型，在模具唇口与压光辊之间设有惰性气体隔离，阻止外界气体进入。
5、 高透光率扩散型薄膜成型后采用红外加热、远红外加热或高频加热的方式切边整理，复合保护膜。
本发明的积极效果在于：
1、 PC、PMMA的透过率都很高，都能达到90%以上，利用压延方式做出有表面图形的扩散膜，在透过率上能比用无机粒料或其它光扩散剂通过涂布工艺而制成的扩散膜，至少高出20%；
2、 利用此方式做出的扩散膜，因为图形是通过精密工艺加工的，在均匀性和准确性上，都比用无机粒料或其它光扩散剂所做出的扩散膜高，体现在成品膜上的表面平整度、透过率、雾度等参数的高均匀度；
3、 生产速度可以达到更高，生产速度可以在1-80米/分钟内进行设定。产品宽度可以达到1000-1500mm。
附图说明
图1是本发明在圆形模具加工后的表面图形；
图2是本发明在多边形模具加工后的表面图形。
具体实施方式：
（一）实施例中的原料：
实施例中使用的原料仅仅是举例而已，不应该认为限制本发明的范围。在实施例中：
将PMMA为聚甲基丙烯酸甲酯（如品牌：奇美：CM-211）， PC为聚碳酸酯(如品牌：TEIJIN，型号：AD5503)（制造双层产品时，PMMA：PC＝1：9~6：4）
高透明颜料（德国拜耳，日本DIC，瑞士汽巴的耐高温透明颜料——如汽巴114透明黄，用量在占总重量百分比的3%-20%）
助剂（抗氧化剂、增韧剂，用量在占总重量百分比的3%-20%）。
（二）以下各实施例的光学薄膜的性能和测试方法：
1、透明度（利用WGT-S透光率雾度测定仪进行检测，透明薄膜的透光率>90%）；（检测方法有否国标？有则提供国标号，如没有请提供检测步骤）
2、雾度（利用NDH-2000浊度仪进行检测，扩散膜的雾度>80%）；（检测方法有否国标？有则提供国标号，如没有请提供检测步骤）
（三）具体实施方式：
产品实施例1：
根据图1或图2所示，单层PC作为主体，通过挤出、压延的方式成型，所述薄膜总厚度在0.5mm之间，幅宽在800mm之间。
产品实施例2：
单层PMMA材料作为主体，通过挤出、压延的方式成型，所述薄膜总厚度在0.05mm之间，幅宽在100mm之间。
产品实施例3：
双层PMMA/PC材料作为主体（PC层占40%的总厚度，PMMA占60%的总厚度），通过挤出、压延的方式成型，所述薄膜总厚度在0.90mm之间，幅宽在1500mm之间。
产品实施例4：
双层PMMA/PC材料作为主体（PC层占90%的总厚度，PMMA占10%的总厚度），通过挤出、压延的方式成型，所述薄膜总厚度在0.45mm之间，幅宽在60000mm之间。
产品实施例5：
双层PMMA/PC材料作为主体（PC层占50%的总厚度，PMMA占50%的总厚度），通过挤出、压延的方式成型，所述薄膜总厚度在0.09mm之间，幅宽在300mm之间。
方法实施例1：
将5000克PC粒料和200克抗氧化剂，通过高速搅拌进行混合，使材料充分均匀。加入挤出机喂料口，通过同向平行双螺杆挤出机的PC模具流道，流道温度置于250℃，压力置于1.5MPa，材料从同向平行双螺杆、换网器、熔体管、熔体泵（此处的同向平行双螺杆、换网器、熔体管、熔体泵，为挤出机设备的配套——南京橡胶机械厂有限公司，型号HT30），进入模具唇口。
熔融状态下的材料从唇口挤出，经压光、图形成型设备进行表面加工，微调间隙至0.30mm，材料熔体随即硬化，形成均匀的PC基材高透光率扩散型薄膜，在表面图形的作用下，薄膜呈现白色雾状，经远红外热刀切边整理，高透光率扩散型薄膜产品完成。
所述的表面雕刻有精密图案的模具钢带，其单位图案是规则的几何图形，包括正多边形、圆形，单位图形直径为20目，深度为10微米。
方法实施例2：
将6000克PMMA粒料、150克增韧剂和250克抗氧化剂，通过高速搅拌进行混合，使材料充分均匀。加入挤出机喂料口，通过同向平行双螺杆挤出机的PMMA模具流道，流道温度置于220℃，压力置于1.5MPa，材料从同向平行双螺杆、换网器、熔体管、熔体泵（此处的同向平行双螺杆、换网器、熔体管、熔体泵，为挤出机设备的配套——南京橡胶机械厂有限公司，型号HT30），进入模具唇口。
熔融状态下的材料从唇口挤出，经压光、图形成型设备进行表面加工，微调间隙至0.15mm，材料熔体随即硬化，形成均匀的PMMA基材高透光率扩散型薄膜，在表面图形的作用下，薄膜呈现白色雾状，经远红外热刀切边整理，高透光率扩散型薄膜产品完成。
所述的表面雕刻有精密图案的模具钢带，其单位图案是规则的几何图形，包括正多边形、圆形，单位图形直径为1000目之间，深度为80微米。
方法实施例3：
将透明荧光黄颜料1000克，PMMA粒料3000克混合，加入助剂，进行高速搅拌，并塑化为荧光黄颜料色种。
将荧光黄颜料色种100克，透明PMMA粒料3000克混合均匀，通过高速搅拌进行混合，使材料充分均匀。加入挤出机喂料口，通过同向平行双螺杆挤出机的PMMA模具流道，流道温度置于230℃，压力置于1.8MPa，材料从同向平行双螺杆、换网器、熔体管、熔体泵（此处的同向平行双螺杆、换网器、熔体管、熔体泵，为挤出机设备的配套——南京橡胶机械厂有限公司，型号HT30），进入模具唇口。
将3500克PC粒料和200克抗氧化剂，通过高速搅拌进行混合，使材料充分均匀。加入挤出机喂料口，通过同向平行双螺杆挤出机的PC模具流道，流道温度置于250℃，压力置于材料从同向平行双螺杆、换网器、熔体管、熔体泵（此处的同向平行双螺杆、换网器、熔体管、熔体泵，为挤出机设备的配套——南京橡胶机械厂有限公司，型号HT30），进入模具唇口。
两种材料在模具唇口发生模内温度差异化热复合，经压光、图形成型设备进行表面加工，微调间隙至0.20mm，材料熔体随即硬化，形成均匀的荧光黄高透光率扩散型薄膜，在表面图形的作用下，薄膜呈现雾状效果，经远红外热刀切边整理，荧光黄高透光率扩散型薄膜产品完成。
所述的表面雕刻有精密图案的模具钢带，其单位图案是规则的几何图形，包括正多边形、圆形，单位图形直径在500目，深度在45微米。
Claims (5)
1.一种高透光率扩散型光学薄膜，其特征在于由单层PC或单层PMMA或双层PMMA/PC材料三种材质作为主体，通过挤出、压延的方式成型，所述薄膜总厚度在0.05-0.90mm之间，幅宽在100-1500mm之间。
2.根据权利要求书1所述的光学薄膜的制备方法，其特征有以下几个步骤：
加工的材料——PC粒料和助剂混合物，PMMA粒料和助剂、颜料混合物，从喂料口进入挤出机，并加热至熔融状态，经模具唇口挤出；
A步骤所得的熔融状态下的材料，经超镜面的、高精度的、无振动的、且可多向微调的辊体设备在120-150kgf/cm2压力下压光、雕刻有精细表面图案的模具钢带的图形成型设备进行压延、热切边处理，并进行收卷。
3.根据权利要求2所述的一种高透光率扩散型光学薄膜的制备方法，其特征在于所述的表面雕刻有精密图案的模具钢带，其单位图案是规则的几何图形，包括正多边形、圆形，单位图形直径在20-1000目之间，深度在10-80微米之间。
4.权利要求书2所述的制备方法，其特征是所采用的方式为：红外加热、远红外加热或高频加热。
5.权利要求书2所述的制备方法，其特征是生产线速度在1-80米/分钟之间。
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