CN110095836A - 一种免丝印多层结构复合导光板及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种免丝印多层结构复合导光板，由下至上包括PC基板层、空气层、PS基板层和PMMA基板层，PMMA基板层上层的微结构由若干个品字阵列排布的凹点组成的导光层；PC层上设有微结构，微结构由若干个圆弧“V”字型不间断连接而成的，其中，PC基板层、PS基板层以及PMMA基板层三者的厚度比为（0.1~0.4）：（0.3~1.5）：（0.1~0.6）；将PMMA、PS和PC三种材料的溶融材料直接挤压成型，经复合后裁切使用，无需在表面打点或丝印加工，有效降低生产成本，降低不良率，缩短生产周期，并且光效更强更均匀。

Description

一种免丝印多层结构复合导光板及其制备方法
技术领域
本发明属于导光板技术领域，具体涉及一种免丝印多层结构复合导光板及其制备方法。
背景技术
导光板是利用光学级的压克力/PC板材，然后用具有极高反射率且不吸光的高科技材料，在光学级的压克力板材底面进行加工印上导光点。利用光学级压克力板材吸取从灯发出来的光在光学级压克力板材表面的停留，当光线射到各个导光点时，反射光会往各个角度扩散，然后破坏反射条件由导光板正面射出。通过各种疏密、大小不一的导光点，可使导光板均匀发光。
现有导光板的表面加工一般采用如下方式：
（1）激光雕刻：激光雕刻的导光板虽然可以整版制作，随意切割使用，也可以单独规格特殊制版，但是效率很低，不良率高，生产周期长，不便于批量生产。
（2）光刻胶，随后让强光通过光刻版，在光刻版上想制作的特定层的图形信息进行选择性地曝光；接着将显影后的光刻胶去除，硅片上表面会形成带有微图形结构的薄膜，采用光刻方式制 作的导光板表面租糙度欠佳，光能的损耗比较大。
（3）UV网版印刷：UV网版印刷虽然没有以上缺点，但导光板每一种规格都必须单独制版，成品不能随意切割，所以应用上存在缺陷。
（4）传统工艺注塑：传统工艺注塑是在导光板注塑成型时，直接注入导光板内部一种具有散射功能的透明颗粒材料，通过合理的调整透明颗粒的浓度达到对出光的有效控制，最终达到高均匀度的出光，由于掺杂过程不易精确控制，所以采用注塑方式适合制作中小尺寸的导光板，对于大尺寸的导光板会出现出光不均匀的问题。
基于此，本领域技术人员研制出了免丝印导光板，如专利CN206038951U公开了一种具有增光效果的免印刷导光板，包括导光板体，所述导光板体正反面设置有免丝印微构，所述导光板体内侧均匀分布有使入射光遇到球状颗粒再一次散射的复合球体，该技术方案中的无机硅与有机硅超细圆球体的制作工艺简单、成本低且环保，在相同辉度的前提下制得的导光板的光学辉度比传统的采用有丝印与免丝印导光板提高5-10%左右。但该技术方案中，导光板采用单一的PMMA、PC或PS制得，PMMA具有优良的光学特征，硬度较高，防刮性能好，但其韧性不够；PS具有良好的几何稳定性、热稳定性、价格便宜，但其表面硬度小，抗冲击能力差，PC韧性大，抗冲击能力强，但其光学通过率不高。
发明内容
为解决以上技术问题，本发明提供一种免丝印多层结构复合导光板及其制备方法，将PMMA、PS和PC三种材料的溶融材料直接挤压成型，经复合后裁切使用，无需在表面打点或丝印加工，有效降低生产成本，降低不良率，缩短生产周期，并且光效更强更均匀。
本发明所提供的技术方案如下：
一种免丝印多层结构复合导光板，由下至上包括PC基板层、空气层、PS基板层和PMMA基板层，PMMA基板层上设有由若干个品字阵列排布的凹点组成的导光层，PC基板层上设有微结构，其微结构由若干个圆弧“V”字型不间断连接而成的，其中，PC基板层、PS基板层以及PMMA基板层三者的厚度比为（0.1~0.4）：（0.3~1.5）：（0.1~0.6）。
优选地，所述下层是由若干个圆弧“V”字型不间断距离相等连接而成；上层导光层上的凹点为等半径圆点，每行上的圆点的圆心距相同。
更优选地，所述圆点的直径为0.01~1mm，所述圆点的凸起或凹嵌高度为0.002~0.5mm。
优选地，圆弧“V”字型的深度为60~120um，角度50~90度。
本发明公开了一种制备免丝印多层结构复合导光板的方法，包括以下步骤：
（1）称取PMMA、PS和PC材料，各自与扩散剂混合后，分别进行干燥处理，经除尘机除尘后再输送至不同料斗中；
（2）将除尘后的PMMA混合料和PS混合料输送至双螺杆挤出机中，采用200℃～250℃温度，使PMMA混合料和PS混合料分别混练塑化变成PMMA溶融材料和PS溶融材料；将除尘后的PC混合料输送至单螺杆挤出机中，采用200℃～250℃温度，使PC混合料混练塑化变成PC溶融材料；
（3）将步骤（2）得到的三种熔融材料通过模头，并按照由下至上PC混合料、PS混合料和PMMA混合料的顺序进行挤出，其中，PC混合料为单层挤出，PS混合料和PMMA混合料为双层共挤，等两个模头挤出的板材仍在热溶状态时，立即使用辊压将三种熔融材料辊压粘合得到薄片，使PC混合料层与PS混合料层之间留有空气，PMMA混合层上有多种微结构；
（4）将步骤（3）中压合后的薄片输出至缓冷架缓慢冷却，设置于缓冷架上的瑕疵检测仪对薄片品质进行实时监测；
（5）经缓冷架冷却的薄片输送至牵引覆膜机进行表面覆膜，再进行牵引、收边、分切后得到免丝印多层结构复合导光板。
优选地，PMMA、PS和PC三种材料的透光率为87%～93%，折射率为1.53~1.62。
优选地，步骤（1）干燥处理的温度为70~80℃，干燥时间为2~3h。
优选地，光扩散剂为无机粒子或有机聚合物粒子，优选为玻璃微珠、SiO2、TiO2、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、硅树脂、丙烯酸类树脂中的一种或几种。
与现有技术相比，本发明具有以下技术优势：
（1）本发明中的导光板设有空气层，该空气层改变了光经过导光板时的光传播途径，制得的产品具有高雾度高透光性的光学性质；
（2）本发明利用PMMA、PS和PC三者材料的优缺点，将PMMA置于最上层，保留其良好的光学特征，因其价格较高，故其厚度在三种材料中最小，将价格最便宜且透光性良好的PS置于中间，且其厚度最大，而防刮性能强的PC层，置于最底层，提高了导光板的综合光学性能，并简化了制造工艺，减低了生产成本；
（3）本发明扩散板中的原料无须经过二次造粒，直接混合均匀后通过模头挤出成型，制得的导光板基材无需进行丝印操作，减少传统的生产工艺过程中因混合不匀而致的表面不平、透光性低的现象发生，且制得的产品具有高雾度高透光性的光学性质。
附图说明
图1为本发明的结构示意图
其中：1.PMMA基板层 2.PS基板层 3.PC基板层 4.空气层 5.导光层 6.圆弧。
具体实施方式
现结合具体实施例对本发明做进一步说明。
实施例1
一种免丝印多层结构复合导光板，由下至上包括PC基板层3、空气层4、PS基板层2和PMMA基板层1，PMMA基板层1上设有由若干个品字阵列排布的凹点组成的导光层5，凹点为等半径圆点，圆点的直径为0.01mm，每行上的圆点的圆心距相同，圆点的凸起高度为0.02mm；PC基板层3上设有微结构，其微结构由若干个圆弧6“V”字型不间断等距离连接而成的，圆弧6“V”字型的深度为60um，角度50度；其中，PC基板层3、PS基板层2以及PMMA基板层1三者的厚度比为1：7：2。
本发明还公开了一种免丝印多层结构复合导光板的制备方法，包括以下步骤：
（1）称取PMMA、PS和PC材料，各自与玻璃微珠混合后，分别位于烘箱中，70℃下干燥处理2h，经除尘机除尘后再输送至不同料斗中，PMMA、PS和PC三种材料的透光率为91%，折射率为1.53；
（2）将除尘后的PMMA混合料和PS混合料输送至双螺杆挤出机中，采用200℃温度，使PMMA混合料和PS混合料分别混练塑化变成PMMA溶融材料和PS溶融材料；将除尘后的PC混合料输送至单螺杆挤出机中，采用200℃温度，使PC混合料混练塑化变成PC溶融材料；
（3）将步骤（2）得到的三种熔融材料通过模头，并按照由下至上PC混合料、PS混合料和PMMA混合料的顺序进行挤出，其中，PC混合料为单层挤出，PS混合料和PMMA混合料为双层共挤，等两个模头挤出的板材仍在热溶状态时，立即使用辊压将三种熔融材料辊压粘合得到薄片，使PC混合料层与PS混合料层之间留有空气，PMMA混合层上有多种微结构；
（4）将步骤（3）中压合后的薄片输出至缓冷架缓慢冷却，设置于缓冷架上的瑕疵检测仪对薄片品质进行实时监测；
（5）经缓冷架冷却的薄片输送至牵引覆膜机进行表面覆膜，再进行牵引、收边、分切后得到免丝印多层结构复合导光板。
实施例2
一种免丝印多层结构复合导光板，由下至上包括PC基板层3、空气层4、PS基板层2和PMMA基板层1，PMMA基板层1上设有由若干个品字阵列排布的凹点组成的导光层5，凹点为等半径圆点，圆点的直径为0.1mm，每行上的圆点的圆心距相同，圆点的凸起高度为0.1mm；PC基板层3上设有微结构，其微结构由若干个圆弧6“V”字型不间断等距离连接而成的，圆弧6“V”字型的深度为80um，角度60度；其中，PC基板层3、PS基板层2以及PMMA基板层1三者的厚度比为0.2：1.1：0.3。
本发明还公开了一种免丝印多层结构复合导光板的制备方法，包括以下步骤：
（1）称取PMMA、PS和PC材料，各自与SiO2混合后，分别位于烘箱中，75℃下干燥处理2.5h，经除尘机除尘后再输送至不同料斗中，PMMA、PS和PC三种材料的透光率为90%，折射率为1.58；
（2）将除尘后的PMMA混合料和PS混合料输送至双螺杆挤出机中，采用220℃温度，使PMMA混合料和PS混合料分别混练塑化变成PMMA溶融材料和PS溶融材料；将除尘后的PC混合料输送至单螺杆挤出机中，采用220℃温度，使PC混合料混练塑化变成PC溶融材料；
（3）将步骤（2）得到的三种熔融材料通过模头，并按照由下至上PC混合料、PS混合料和PMMA混合料的顺序进行挤出，其中，PC混合料为单层挤出，PS混合料和PMMA混合料为双层共挤，等两个模头挤出的板材仍在热溶状态时，立即使用辊压将三种熔融材料辊压粘合得到薄片，使PC混合料层与PS混合料层之间留有空气，PMMA混合层上有多种微结构；
（4）将步骤（3）中压合后的薄片输出至缓冷架缓慢冷却，设置于缓冷架上的瑕疵检测仪对薄片品质进行实时监测；
（5）经缓冷架冷却的薄片输送至牵引覆膜机进行表面覆膜，再进行牵引、收边、分切后得到免丝印多层结构复合导光板。
实施例3
一种免丝印多层结构复合导光板，由下至上包括PC基板层3、空气层4、PS基板层2和PMMA基板层1，PMMA基板层1上设有由若干个品字阵列排布的凹点组成的导光层5，凹点为等半径圆点，圆点的直径为1mm，每行上的圆点的圆心距相同，圆点的凸起高度为0.5mm；PC基板层3上设有微结构，其微结构由若干个圆弧6“V”字型不间断等距离连接而成的，圆弧6“V”字型的深度为100um，角度90度；其中，PC基板层3、PS基板层2以及PMMA基板层1三者的厚度比为0.4：1.5：0.6。
本发明还公开了一种免丝印多层结构复合导光板的制备方法，包括以下步骤：
（1）称取PMMA、PS和PC材料，各自与聚苯乙烯混合后，分别位于烘箱中，80℃下干燥处理3h，经除尘机除尘后再输送至不同料斗中，PMMA、PS和PC三种材料的透光率为93%，折射率为1.62；
（2）将除尘后的PMMA混合料和PS混合料输送至双螺杆挤出机中，采用250℃温度，使PMMA混合料和PS混合料分别混练塑化变成PMMA溶融材料和PS溶融材料；将除尘后的PC混合料输送至单螺杆挤出机中，采用250℃温度，使PC混合料混练塑化变成PC溶融材料；
（3）将步骤（2）得到的三种熔融材料通过模头，并按照由下至上PC混合料、PS混合料和PMMA混合料的顺序进行挤出，其中，PC混合料为单层挤出，PS混合料和PMMA混合料为双层共挤，等两个模头挤出的板材仍在热溶状态时，立即使用辊压将三种熔融材料辊压粘合得到薄片，使PC混合料层与PS混合料层之间留有空气，PMMA混合层上有多种微结构；
（4）将步骤（3）中压合后的薄片输出至缓冷架缓慢冷却，设置于缓冷架上的瑕疵检测仪对薄片品质进行实时监测；
（5）经缓冷架冷却的薄片输送至牵引覆膜机进行表面覆膜，再进行牵引、收边、分切后得到免丝印多层结构复合导光板。

Claims (8)

1.一种免丝印多层结构复合导光板，其特征在于：由下至上包括PC基板层、空气层、PS基板层和PMMA基板层，PMMA基板层上设有由若干个品字阵列排布的凹点组成的导光层，PC基板层上设有微结构，其微结构由若干个圆弧“V”字型不间断连接而成的，其中，PC基板层、PS基板层以及PMMA基板层三者的厚度比为（0.1~0.4）：（0.3~1.5）：（0.1~0.6）。
2.根据权利要求1所述的一种免丝印多层结构复合导光板，其特征在于：所述下层是由若干个圆弧“V”字型不间断距离相等连接而成；上层导光层上的凹点为等半径圆点，每行上的圆点的圆心距相同。
3.根据权利要求2所述的一种免丝印多层结构复合导光板，其特征在于：所述圆点的直径为0.01~1mm，所述圆点的凸起或凹嵌高度为0.002~0.5mm。
4.根据权利要求1所述的一种免丝印多层结构复合导光板，其特征在于：圆弧“V”字型的深度为60~120um，角度50~90度。
5.一种制备免丝印多层结构复合导光板的方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）称取PMMA、PS和PC材料，各自与扩散剂混合后，分别进行干燥处理，经除尘机除尘后再输送至不同料斗中；
（2）将除尘后的PMMA混合料和PS混合料输送至双螺杆挤出机中，采用200℃～250℃温度，使PMMA混合料和PS混合料分别混练塑化变成PMMA溶融材料和PS溶融材料；将除尘后的PC混合料输送至单螺杆挤出机中，采用200℃～250℃温度，使PC混合料混练塑化变成PC溶融材料；
（3）将步骤（2）得到的三种熔融材料通过模头，并按照由下至上PC混合料、PS混合料和PMMA混合料的顺序进行挤出，其中，PC混合料为单层挤出，PS混合料和PMMA混合料为双层共挤，等两个模头挤出的板材仍在热溶状态时，立即使用辊压将三种熔融材料辊压粘合得到薄片，使PC混合料层与PS混合料层之间留有空气，PMMA混合层上有多种微结构；
（4）将步骤（3）中压合后的薄片输出至缓冷架缓慢冷却，设置于缓冷架上的瑕疵检测仪对薄片品质进行实时监测；
（5）经缓冷架冷却的薄片输送至牵引覆膜机进行表面覆膜，再进行牵引、收边、分切后得到免丝印多层结构复合导光板。
6.根据权利要求5所述的一种免丝印多层结构复合导光板的制备方法，其特征在于：PMMA、PS和PC三种材料的透光率为87%～93%，折射率为1.53~1.62。
7.根据权利要求5所述的一种免丝印多层结构复合导光板的制备方法，其特征在于：步骤（1）干燥处理的温度为70~80℃，干燥时间为2~3h。
8.根据权利要求5所述的一种免丝印多层结构复合导光板的制备方法，其特征在于：光扩散剂为无机粒子或有机聚合物粒子，优选为玻璃微珠、SiO2、TiO2、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、硅树脂、丙烯酸类树脂中的一种或几种。
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