CN106405698A - 高透高雾光扩散膜的制备方法 - Google Patents

高透高雾光扩散膜的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种高透高雾光扩散膜的制备方法，将粒径在1.0um和2.5um两种有机硅光扩散剂磨至粒径小于0.1um的粉体与透明聚酯按质量份数比以1：1：2经熔融、共混、造粒，制得特性粘度在0.60～0.75dL/g的光扩散母料；按质量百分比将制得5～25％的光扩散母料与75％～95％的透明聚酯在高速分散机中均匀混合制得表层原料；将5～25％的表层原料及75～95％的透明聚酯作为芯层原料送入相应挤出系统中进行熔融、挤出，然后铸成厚片，对厚片进行纵向拉伸、横向拉伸及热定型，再经过冷却、收卷、分切后制得光扩散膜。本发明光扩散膜能达到较高的透光率和雾度的，具有良好的尺寸稳定性和抵抗光源发出的紫外线能力。

Description

高透高雾光扩散膜的制备方法
技术领域
本发明涉及一种高透高雾光扩散膜的制备方法，属于光扩散薄膜技术领域。
背景技术
光扩散膜能够为液晶显示器提供一个均匀的面光源，一般传统的扩散薄膜主要是在扩散膜基材中，加入一颗颗的化学颗粒，作为散射粒子，而现有之扩散板其微粒子分散在树脂层间，所以光线在经过扩散层时，会不断于两种折射率相异的介质中穿过，故光线就会发生许多折射、反射与散射的现象，如此便造成了光学扩散的效果。因此，光扩散膜在LCD背光源的材料组成中，几乎是必不可少的材料之一。
光扩散膜按制作方法分类，有涂布式及非涂布式两种。涂布式扩散膜具有透光率高、雾度调节范围广的优点，成为高端市场的首选。非涂布式扩散膜采用热加工挤出法或多层共挤法，多层共挤法生产的聚酯扩散膜具有一次加工成型的成本优势，在LED照明组件、发光源组件等行业领域具有广泛的市场。但现有光扩散膜均需加入抗粘连剂以及分散树脂等材料，制得薄膜在达到较高的透光率和雾度时，会影响光扩散膜的性能，造成尺寸稳定性下降。
发明内容
本发明的目的是提供一种制得的光扩散膜能达到较高的透光率和雾度的同时，具有良好的尺寸稳定性和抵抗光源发出的紫外线能力的高透高雾光扩散膜的制备方法。
本发明为达到上述目的的技术方案是：一种高透高雾光扩散膜的制备方法，其特征在于：按以下步骤进行,
⑴、制作光扩散母料：将粒径在1.0um和2.5um两种有机硅光扩散剂磨至粒径小于0.1um的粉体，并与透明聚酯按质量份数比以1：1：2，在共混造粒机中熔融、共混、造粒，制得特性粘度在0.60～0.75dL/g的光扩散母料；
⑵、制作表层原料：按质量百分比，将制得5～25％的光扩散母料与75％～95％的透明聚酯在高速分散机中均匀混合，制得表层原料；
⑶、制作光扩散膜；按质量百分比，将5～25％的表层原料送入第一原料仓，将75～95％的透明聚酯作为芯层原料送入第二原料仓，将表层原料及芯层原料分别送入相应挤出系统中进行熔融、挤出，并在三层共挤模头出口处汇合形成两表层和夹在两表层之间的芯层，然后在急冷辊上铸片成厚片，对厚片进行纵向拉伸、横向拉伸及热定型，再经过冷却、收卷、分切后制得光扩散膜。
本发明采用了含有光扩散母料的表层原料和透明聚酯作为芯层原料，光扩散母料采用了两个粒径在1.0um和2.5um的有机硅光扩散剂并经磨粉后与透明聚酯在高速分散机中均匀混合而成，能在透明树脂中具较好的相容性，且防黏连性优越，省去传统加工透明树脂中抗粘连剂的使用，无需在光扩散母料配方中加入分散性树脂，也能在制备光扩散母料过程中使光扩散剂微粒均匀地分散在母料中，具有比重小，润滑性和耐热性好的特点。本发明采用有机硅树脂型光扩散剂用量是其他有机丙烯酸型光扩散剂用量的一半或更少，通过两次分散混合从而均匀分散于膜的表层中，透明树脂中有优良的光扩散性能,光扩散效果比传统有机类光扩散剂高3～4倍，使薄膜同时达到较高的透光率和雾度，并且具有良好的尺寸稳定性和抵抗光源发出的紫外线的能力，具有良好的冲击强度，雾度和透光率的平衡性，适用于液晶显示装置的背光模块。
具体实施方式
本发明的高透高雾光扩散膜的制备方法，按以下步骤进行。
⑴、制作光扩散母料：将粒径在1.0um和2.5um两种有机硅光扩散剂磨至粒径小于0.1um粉体，并与透明聚酯按质量份数比以1：1：2在共混造粒机中熔融、共混合、造粒，制得特性粘度在0.60～0.75dL/g的光扩散母料。本发明的有机硅光扩散剂可采用聚甲基硅倍半氧烷，由于有机硅光扩散剂为高分子微球扩散剂，因此通过对两种不同粒径的有机硅光扩散剂分别磨粉后再与透明聚酯混合后重新造粒，从而均匀分散于薄膜的表层，能与透明树脂具较好的相容性，且防黏连性优越，保持较高的透光率，使薄膜同时达到较高的透光率和雾度。本发明光扩散母料的具体配方按质量份数比，具体实施例见表1所示。
表1
光扩散母料 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5
1.0um的有机硅光扩散剂 1 1 1 1 1
2.5um的有机硅光扩散剂 1 1 1 1 1
透明聚酯 2 2 2 2 2
特性粘度(dL/g) 0.60 0.65 0.70 0.65 0.75
⑵、制作表层原料：按质量百分比，将制得5～25％的光扩散母料与75％～95％的透明聚酯在高速分散机中均匀混合，制得表层原料。本发明将光扩散母料中的有机硅光扩散剂与透明聚酯再次混合，从而能更加均匀分散于薄膜的表层。本发明最好是将制得的10～15％光扩散母料与85％～90％的透明聚酯在高速分散机中均匀混合制得表层原料，本发明各实施例表层原料的具体配方按质量百分比见表2所示。
表2
表层原料 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5
光扩散母料 25 20 15 10 5
透明聚酯 75 80 85 90 95
⑶、制作光扩散膜；按质量百分比，将5～25％的表层原料送入第一原料仓，将75～95％的透明聚酯作为芯层原料送入第二原料仓，将表层原料和芯层原料分别送入相应挤出系统中进行熔融、挤出，并三层共挤模头出口处汇合形成两表层和夹在两表层之间的芯层，即形成ABA结构，然后在急冷辊上铸成厚片，对厚片进行纵向拉伸、横向拉伸和热定型，再经过冷却、收卷、分切后制得光扩散膜。
本发明光扩散膜各实施例中表层原料和芯层原料的具体配比，按质量百分比见表3 所示。
表3
光扩散膜 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5
表层原料 5 10 15 20 25
芯层原料 95 90 85 80 75
本发明将第一原料仓中的表层原料送入辅线双螺杆挤出机熔融挤出，辅线双螺杆挤出机挤出时挤出机各区温度为1区温度在260～270℃，2区温度在265～275℃，3区温度在268～278℃，4区温度在270～280℃，5区温度在270～280℃，6区温度在270～280℃，7区温度在270～280℃，8区温度在270～280℃，9区温度在270～280℃，计量泵温度为280～290℃，导热油温度为273～283℃，本发明上述各实施例中表层原料熔融挤出时具体工艺参数见表4所示。
表4
1区 2区 3区 4区 5区 6区 7区 8区 9区 计量泵 导热油
265℃ 270℃ 273℃ 275℃ 275℃ 275℃ 275℃ 275℃ 275℃ 285℃ 278℃
第二原料仓中的芯层原料送入主线双螺杆挤出机熔融挤出，主线双螺杆挤出机挤出时挤出机各区温度为：1区温度在258～268℃，2区温度在267～277℃，3区温度在270～280℃，4区温度在272～282℃，5区温度在273～283℃，6区温度在273～283℃，7区温度在273～283℃，8区温度在273～283℃，9区温度在273～283℃，10区温度在273～283℃，计量泵温度在275～285℃，导热油温度为273～283℃，本发明上述各实施例中芯层原料熔融挤出时具体工艺参数见表5所示。
表5
1区 2区 3区 4区 5区 6区 7区 8区 9区 10区 计量泵 导热油
263℃ 272℃ 275℃ 277℃ 278℃ 278℃ 278℃ 278℃ 278℃ 278℃ 280℃ 278℃
本发明熔融的表层原料和芯层原料在三层共挤模头出口处汇合，然后在急冷辊上铸成厚片，可在25℃急冷辊上铸成具有两个表层及中部芯层结构的厚片，对厚片进行纵向拉伸，纵向拉伸的温度在70～80℃、拉伸比为3～3.4，再进行横向拉伸，横向拉伸的温度在110～130℃、拉伸比为2.5～4.0，再进行热定型，热定型温度在220～240℃，最后经过冷却、收卷、分切后制得光扩散膜，本发明制得光扩散膜的总厚度在0.05～0.25mm之间，表层在0.0025～0.0625mm，本发明在厚片进行拉伸及热定型的具有工艺参数见表6所示。
表6
将本发明制得的光扩散膜进行检测，拉伸强度和断裂伸长率按GB/T 13542.2-2009标准，透光率和雾度按ASTM D 1003标准，检测结果见表7所示。
表7
从表7中可看出，当光扩散层中扩散母料含量减少时，薄膜透光率上升，雾度下降，含量达到10％-15％时，透光率和雾度均达到85％以上，并且随着含量的增加到25％以上时，在加工过程中，薄膜表观出现气泡，极大影响薄膜的表观质量。

Claims (4)

1.一种高透高雾光扩散膜的制备方法，其特征在于：按以下步骤进行,
⑴、制作光扩散母料：将粒径在1.0um和2.5um两种有机硅光扩散剂磨至粒径小于0.1um的粉体，并与透明聚酯按质量份数比以1：1：2，在共混造粒机中熔融、共混、造粒，制得特性粘度在0.60～0.75dL/g的光扩散母料；
⑵、制作表层原料：按质量百分比，将制得5～25％的光扩散母料与75％～95％的透明聚酯在高速分散机中均匀混合，制得表层原料；
⑶、制作光扩散膜；按质量百分比，将5～25％的表层原料送入第一原料仓，将75～95％的透明聚酯作为芯层原料送入第二原料仓，将表层原料及芯层原料分别送入相应挤出系统中进行熔融、挤出，并在三层共挤模头出口处汇合形成两表层和夹在两表层之间的芯层，然后在急冷辊上铸片成厚片，对厚片进行纵向拉伸、横向拉伸及热定型，再经过冷却、收卷、分切后制得光扩散膜。
2.根据权利要求1所述的高透高雾光扩散膜的制备方法，其特征在于：所述光扩散膜的总厚度在0.05～0.25mm之间。
3.根据权利要求1所述的高透高雾光扩散膜的制备方法，其特征在于：所述厚片的纵向拉伸的温度在70～80℃、拉伸比为3～3.4，横向拉伸的温度在110～130℃、拉伸比为2.5～4.0，且热定型温度在220～240℃。
4.根据权利要求1所述的高透高雾光扩散膜的制备方法，其特征在于：在第二步骤中按质量百分比，将制得的10～15％光扩散母料与85％～90％的透明聚酯在高速分散机中均匀混合制得表层原料。
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