CN108773141A - 一种聚酯反射膜及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种聚酯反射膜，该聚酯反射膜为AB双层膜结构或ABA三层膜结构；其中，A层膜由如下质量份数的组分混制而成：40～68份聚对苯二甲酸乙二醇酯、7～35份二氧化钛母料、10～25份硫酸钡母料以及1～3份有机硅粒子母料；B层膜由如下质量份数的组分混制而成：65～90份聚对苯二甲酸乙二醇酯、2～20份二氧化钛母料以及3～15份有机硅粒子母料。本发明为白色聚酯反射膜，其具有密度低、反射率高、挺度好和耐折皱性强的优点，薄膜的厚度为50μm以上500μm以下，密度为0.9～1.2g/cm3，能够适用中大尺寸的液晶显示器用反射膜对平整性和挺度的要求。本发明聚酯反射膜(中间层)通过添加可以耐高温的有机硅粒子来实现聚脂薄膜的微泡化，不仅能够稳定成膜且制备成本低。
Description
技术领域
本发明涉及一种聚酯反射膜，还涉及上述聚酯反射膜的制备方法以及将其应用在液晶显示器的背光模组上或太阳能电池的背板上，属于薄膜生产技术领域。
背景技术
现有反射膜多为通过在膜内部生成大量微小气泡，使光在气泡界面不断反射来实现功能。如日本帝人公司通过添加大剂量的硫酸钡来制备反射膜，但由于无机粒子添加量大易导致生产稳定性差且相对成本较高；日本东丽公司则通过在聚脂薄膜的中间层添加非晶性环状烯烃共聚树脂(简称COC)、聚甲基戊烯(简称TPX)等不相容树脂来实现发泡，但由于聚酯的加工温度较高，故此类不相容聚酯最好选用玻璃化温度较高的产品。但此类高熔点高玻璃化温度的且成本高，不利于反射膜的批量生产。
发明内容
发明目的：本发明所要解决的技术问题是提供一种聚酯反射膜，该聚酯反射膜(中间层)通过添加可以耐高温的有机硅粒子来实现聚脂薄膜的微泡化，得到的成品膜具有具有密度低、反射率高、挺度好和耐折皱性强的优点。且生产稳定性高且成本低。
本发明还要解决的技术问题是提供上述聚酯反射膜的制备方法以及将其应用在液晶显示器的背光模组上或太阳能电池的背板上。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：
一种聚酯反射膜，为AB双层膜结构或ABA三层膜结构；其中，A层膜由如下质量份数的组分混制而成：40～68份聚对苯二甲酸乙二醇酯、7～35份二氧化钛母料、10～25份硫酸钡母料以及1～3份有机硅粒子母料；B层膜由如下质量份数的组分混制而成：65～90份聚对苯二甲酸乙二醇酯、2～20份二氧化钛母料以及3～15份有机硅粒子母料。
进一步优选，A层膜中还含有15份二氧化硅以及3～5份助剂。助剂可以为增白剂、耐热稳定剂、抗氧化稳定剂、紫外线吸收剂和紫外线稳定剂等。
进一步优选，A层膜中，有机硅粒子母料由5um有机硅粒子母料和1um有机硅粒子母料组成；其中，5um有机硅粒子母料中，有机硅粒子的粒径为5um，有机硅粒子在5um有机硅粒子母料中的质量百分含量为50％；1um有机硅粒子母料中，有机硅粒子的粒径为1um，有机硅粒子在1um有机硅粒子母料中的质量百分含量为50％。
进一步优选，B层膜中还含有1～2份分散剂和1～2份助剂。
上述聚酯反射膜的制备方法，包括如下步骤：
步骤1，将所需量的聚对苯二甲酸乙二醇酯、二氧化钛母料和有机硅粒子母料混合，预结晶后干燥，加入到温度为270～280℃的单螺杆挤出机中，得到熔体B；
步骤2，将所需量的二氧化钛母料、硫酸钡母料、有机硅粒子母料和聚对苯二甲酸乙二醇酯混合加入到温度为270～280℃的双螺杆挤出机中，得到熔体A；
步骤3，将步骤1和步骤2的熔体通过层合装置挤出形成AB双层膜结构或ABA三层膜结构，冷却固化得到厚片，在纵拉装置中厚片在长度方向上纵向拉伸3.5倍后冷却，接着将纵向已拉伸的膜两端用链夹夹住导入横拉装置中进行横向拉伸3.5倍，最后热定型后冷却即可得到成膜。
上述聚酯反射膜作为液晶显示器背光模组和太阳能电池背板的应用。
与现有技术相比，本发明技术方案具有的有益效果为：
本发明为白色聚酯反射膜，其具有密度低、反射率高、挺度好和耐折皱性强的优点，其厚度为50μm以上500μm以下，密度为0.9～1.2g/cm3，能够适用中大尺寸的液晶显示器用反射膜对平整性和挺度的要求。本发明聚酯反射膜(中间层)通过添加可以耐高温的有机硅粒子来实现聚脂薄膜的微泡化，不仅能够稳定成膜且制备成本低。
附图说明
图1为本发明聚酯薄膜为ABA三层膜结构的示意图；
图2为本发明聚酯薄膜(中间层)产生的微泡分层结构的SEM图片。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的技术方案做进一步说明，但是本发明要求保护的范围并不局限于此。
于有机硅粒子为白色粉末，为添加方便需要预先制备成母料。本发明中提及的有机硅粒子母料是由按重量计50％一定粒径的有机硅粒子添加适量的分散剂(按母料重量计1～2％)后用间苯二甲酸第三单体的聚酯共聚物(商品名FG640，仪征化纤制)共混均匀后挤出造粒制备得到的。
本发明白色聚酯反射膜可以为AB双层膜结构或ABA三层膜结构，其主要成分均为聚酯，优选聚对苯二甲酸乙二醇酯。
其中，A层膜中含有二氧化钛和硫酸钡等无机粒子、有机硅粒子及助剂。
A层膜的厚度为4μm以上20μm以下，其密度较高可以起到支撑层的作用，有利于改善反射膜的挺度和耐折皱性。
A层膜作为反射膜的外表面还可以起到具有使光散射更为均匀的作用，该性能主要可以通过控制表面粗糙度来进行调节。本发明A层膜的表面粗糙度的调节主要通过二氧化硅或有机硅粒子来实现，特别优选有机硅粒子。考虑到表面粗糙度的需要，有机硅粒子粒径优选为2μm以上15μm以下。另外侧光方式的背光模组中，如果白色反射膜的表面平整性过高时，会出现反射膜和导光板的部分区域紧密贴合导致该区域的光反射角度发生变化而使液晶画面内亮度发生不均。因此，本发明中使白色反射膜表面即A层膜的表面上具有一定程度的粗糙度还能够来避免反射膜和导光板贴合在一起。且有机硅粒子粒径分布均匀且柔软不易对导光板造成损伤。相对于A层膜总体的质量，有机硅粒子的含量优选为0.5％以上3％以下，有机硅粒子的含量在该范围内时，不会因为表面的粗糙度过度降低而导致亮度不均，使得液晶画面的明亮度更为均匀；另一方面也不会影响反射膜的生产稳定性。本发明中的有机硅粒子可以为甲基三乙氧基硅烷或苯基三乙氧基硅烷等有机硅烷中的一种或数种经水解缩聚反应而制备得到。
A层膜中添加二氧化钛和硫酸钡等无机粒子可以有助于提高反射膜的反射率性能，相对于A层膜总体的质量，无机粒子含量优选为6％以上30％以下，更一步优选为10％以上20％以下。无机粒子的总含量在该范围内时，能够容易得到反射膜所需的耐UV性和反射率，另一方面，加工成膜时不易发生破膜。无机粒子可以为二氧化钛、硫酸钡、氧化锌或碳酸钙中的一种或多种的混合；无机粒子可使用硬脂酸等脂肪酸及其衍生物等处理后制成母料再添加，能够提高无机粒子在材料中的分散性并进一步提高反射膜的反射率和性能稳定性。
无机粒子中的二氧化钛优选金红石型二氧化钛，与使用锐钛型二氧化钛相比长时间光线照射后反射膜的黄变少，可以抑制色差的变化。金红石型二氧化钛的数均粒径(直径)优选为0.2μm以上1.0μm以下。金红石型二氧化钛的数均粒径在该范围内时，不易发生凝聚，均匀分散性良好。相对于A层膜整体的质量，金红石型二氧化钛的添加量优选5％以上30％以下，更优选10％以上20％以下。通过增加反射膜表面A层膜中金红石型二氧化钛的添加量，可以有效降低整个反射膜的透光率，提高反射率并使得反射膜的正反面反射率更趋于接近，同时由于金红石型二氧化钛可对紫外线吸收使得反射膜的耐光性得以提高。
由于在反射膜表面A层膜中单独使用金红石型氧化钛的情况下增大添加量会使背光模组亮度不均，所以一般会补充添加适量的硫酸钡粒子。硫酸钡的数均粒径(直径)优选0.2μm以上1.0μm以下，硫酸钡的数均粒径在该范围内时，不易发生凝聚，均匀分散性良好。相对于A层膜整体的质量，硫酸钡的添加量优选10％以上30％以下。
白色聚酯反射膜的B层膜，也就是中间层，B层膜为发泡结构，含有二氧化钛、有机硅粒子及助剂，B层膜中的助剂含量为B层膜总体质量的1％～2％，B层膜中的助剂由质量份数为1～2份有机醇胺、2～4份多聚磷酸酯、2～3份丙烯酸树脂和3～5份正丁醇组成。B层膜中的助剂能够协同有机硅粒子在B层膜中产生大量的微泡，实现B层膜中的微泡化，从而有效提高本发明聚酯薄膜的反射率。如图2所示，图2为通过添加有机硅粒子而在聚酯薄膜B层膜中产生的微泡分层结构的SEM图片。考虑到同样添加量可以获得更多的微泡，而不相容粒子如果太小也不利于产生微泡，故有机硅粒子粒径优选0.1μm以上5μm以下，更优选0.5μm以上2μm以下。相对于B层膜总体的质量，有机硅粒子的含量优选1％以上15％以下，考虑到中大尺寸背光模组对反射膜的挺度和耐折皱性的要求，有机硅粒子的含量更优选为3％以上8％以下。
B层膜中添加的无机粒子可以为二氧化钛、硫酸钡、氧化锌和碳酸钙中的一种或多种的混合，本发明优选二氧化钛，更优选金红石型二氧化钛。相对于B层膜总体的质量，金红石型二氧化钛的含量优选1％以上20％以下。
本发明为了使上述无机粒子和有机硅粒子更加微细地分散在聚酯基体中，优选添加分散剂来进一步增加无机粒子和有机硅粒子在聚酯树脂里的分散均匀度，使得拉伸生成的气泡更加微细，最终可以提高反射膜的透光性、反射率和光反射的均匀效果。分散剂的种类没有特别限定，可以使用具备羧基或环氧基等极性基团或者与聚酯有反应性的官能团的烯烃类的聚合物或共聚物、二甘醇、聚亚烷基二醇、表面活性剂和热粘接性树脂等，本发明优选含有间苯二甲酸第三单体的聚酯共聚物作为分散剂。分散剂添加使用时可以单独使用，也可以合用两种以上。分散剂的添加量没有特别限定，相对于B层膜总体的质量，优选0.1～20％，更优选0.5～10％。
实施例1
本发明聚酯反射膜的制备方法，由如下方法制得而成：
将质量份数为72份的聚对苯二甲酸乙二醇酯(商品名SB500，仪征化纤制)、20份的金红石型二氧化钛白色母料(商品名S598，二氧化钛含量60％，上海红宇供)和8份有机硅粒子母料(母料中有机硅粒子粒径为1um，含量为50％)混合后，先于160℃下预结晶，然后于180℃下干燥3小时后，加入到温度为270～280℃的单螺杆挤出机B中，得到熔体B层；
同时将质量份数为10份的金红石型二氧化钛白色母料、20份的硫酸钡白色母料(商品名MB41，其中硫酸钡含量为60％，上海红宇供)、1份的有机硅粒子母料(有机硅粒子粒径为5um，含量50％)、2份的有机硅粒子母料(有机硅粒子粒径为1um，含量50％)和67份的聚对苯二甲酸乙二醇酯混合后加入到温度为270～280℃的双螺杆挤出机A中，得到熔体A；
将上述熔体通过层合装置挤出形成ABA三层膜结构；将ABA三层膜结构置于表面温度为25℃的冷却转鼓上冷却固化得到厚片；将厚片在纵拉装置中沿厚片长度方向上纵向拉伸3.5倍后冷却，接着将纵向已拉伸的膜两端用链夹夹住导入横拉装置中进行横向拉伸3.5倍，最后热定型后冷却收卷得到成品膜卷。
实施例1制得的成品膜的物化性能如表1所示。
实施例2～8的生产工艺同上，生产配方和物化性能如表1所示。
表1中提到的二氧化硅母料商品名MB40，二氧化硅含量40％，上海红宇供；FG610为仪征化纤的含有3000ppm的二氧化硅母料。
其中反射率的测量是以硫酸钡为基准，560nm处得到的相对反射率数据。
Claims (6)
1.一种聚酯反射膜，其特征在于：为AB双层膜结构或ABA三层膜结构；其中，A层膜由如下质量份数的组分混制而成：40～68份聚对苯二甲酸乙二醇酯、7～35份二氧化钛母料、10～25份硫酸钡母料以及1～3份有机硅粒子母料；B层膜由如下质量份数的组分混制而成：65～90份聚对苯二甲酸乙二醇酯、2～20份二氧化钛母料以及3～15份有机硅粒子母料。
2.根据权利要求1所述的聚酯反射膜，其特征在于：A层膜中还可含有15份二氧化硅以及3～5份助剂。
3.根据权利要求1所述的聚酯反射膜，其特征在于：A层膜中，有机硅粒子母料由5um有机硅粒子母料和1um有机硅粒子母料组成；其中，5um有机硅粒子母料中，有机硅粒子的粒径为5um，有机硅粒子在5um有机硅粒子母料中的质量百分含量为50％；1um有机硅粒子母料中，有机硅粒子的粒径为1um，有机硅粒子在1um有机硅粒子母料中的质量百分含量为50％。
4.根据权利要求1所述的聚酯反射膜，其特征在于：B层膜中还含有1～2份分散剂和1～2份助剂。
5.权利要求1～4任一所述的聚酯反射膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1，将所需量的聚对苯二甲酸乙二醇酯、二氧化钛母料和有机硅粒子母料混合，预结晶后干燥，加入到温度为270～280℃的单螺杆挤出机中，得到熔体B；
步骤2，将所需量的二氧化钛母料、硫酸钡母料、有机硅粒子母料和聚对苯二甲酸乙二醇酯混合加入到温度为270～280℃的双螺杆挤出机中，得到熔体A；
步骤3，将步骤1和步骤2的熔体通过层合装置挤出形成AB双层膜结构或ABA三层膜结构，冷却固化得到厚片，在纵拉装置中厚片在长度方向上纵向拉伸3.5倍后冷却，接着将纵向已拉伸的膜两端用链夹夹住导入横拉装置中进行横向拉伸3.5倍，最后热定型后冷却即可得到成膜。
6.权利要求1所述的聚酯反射膜作为液晶显示器背光模组和太阳能电池背板的应用。
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