CN111645386A - 一种微发泡型反射膜及其制备方法 - Google Patents

一种微发泡型反射膜及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开的是一种微发泡型反射膜及其制备方法，反射膜其内部均匀布有微泡，微泡直径为1‑100nm，密度为1015‑1017个/mm3，制备方法：将基体树脂、无机颜料、荧光增白剂、抗氧剂混合制得白色母料；将白色母粒与高温发泡剂进行共挤作为反射膜的芯层，反射膜具有两个位于芯层外的表层；芯层、表层熔体到达模头模口处流出时，压力骤降气体会立刻析出在熔体中形成密集的微孔，熔体膜会在静电吸附的作用下贴附于铸片辊上，形成固态的厚片；厚片经过纵拉和横拉，进行热定型，经过切边，收卷后制得所需之反射膜，采用化学发泡法，发泡均匀，发泡效率高，泡孔数量多，可控性强。

Description

一种微发泡型反射膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种反射膜及其制备方法，更具体一点说，涉及一种微发泡型反射膜及其制备方法，属于薄膜化纤领域。
背景技术
液晶显示(LCD)是当今最普遍的显示技术，并且在未来的20-30年内，也将是显示的主流技术，液晶是一种介于固态与液态之间的物质，本身是不能发光的，必须要借助背光源才能达到显示的功能，背光源性能的好坏直接影响LCD显像质量，特别是背光源的亮度，直接LCD的亮度。
液晶背光源体系主要由光源、导光板、各类光学膜片组成，具有亮度高，寿命长、发光均匀的特点，目前主要有EL、CCFL及LED三种背光源类型，依光源分布同则分为侧光式和直下式，随着LCD模组不断向更亮、更轻、更薄方向发展，侧光式CCFL背光源成为目前背光源发展的主流。
液晶背光源体系的主要光学膜片扩散膜、增亮膜和反射膜，反射膜的主要作用是交漏出导光板底部的光线高效率且无损地反射，从而可以降低光损耗，减少用电量，提供液晶显示面饱和度，然而，如何反射膜的光学性能，提高反射率，减少光损耗，从而使得从光源发出的光线能最大程度地被利用，是现在液晶显示领域急待解决的一个重要课题，现有市面上的光学反射膜大多采用物理发泡法，其发泡效率低，泡孔数量少，无法满足日益增长的性能要求。
发明内容
为了解决上述现有技术问题，本发明提供具有采用化学发泡法，发泡均匀，发泡效率高，泡孔数量多，可控性强等技术特点的一种微发泡型反射膜。
本发明的另一个目的是提供一种微发泡型反射膜的制备方法。
为了实现上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：
一种微发泡型反射膜，所述微发泡型反射膜为白色薄膜，其内部均匀布有微泡，所述微泡直径为1-100nm。
作为一种改进，所述微泡的密度为1015-1017个/mm3。
一种微发泡型反射膜的制备方法，包括如下步骤：
步骤1)：制取白色母粒：把基体树脂、无机颜料、荧光增白剂、抗氧剂按比例混合造粒，制得白色母料，其中，无机颜料可以选用TiO2，BaSO4、CaCO3中任一种或多种，其粒径应在1-500nm间，所述无机颜料含量为占该层总质量分数的5％-30％，若无机颜料选用TiO2，则使用金红石型TiO2；荧光增白剂可以为二苯乙烯型、香豆素型、苯二甲酰亚胺型中一种或多种；抗氧剂可以选用1010、1076、168、300、BHT中一种或多种；所述基体树脂类型可以为聚酯类型或聚烯烃类型；进一步的，所述聚酯类型可以为PET、PBT、PEN、PC中任一种或多种，聚酯类型基体树脂，在挤出之前进行干燥处理；所述聚烯烃类型可以为PE、PP中一种或多种，聚烯烃类型基体树脂，在挤出之前无需进行干燥处理；
在制备出白色母粒后，可以对白色母粒进行干燥预处理，干燥方式优先使用沸腾床式干燥设备，干燥温度130-170度，干燥时间3-6H，干燥后切片的含水量应在30ppm以内；
步骤2)：将上述白色母粒与高温发泡剂进行共挤作为反射膜的芯层，其中高温发泡剂应采用侧喂料方式(挤出机的机筒按功能分为8到10个区，通常挤出机的进料是在第一区进行的，本申请中侧喂料是指在挤出机的中间区段进行进料，有效产生微泡)加入挤出机机筒以避免提前加入后过早分解而被排出挤出机，挤出机机筒的前段温度应尽量设定在发泡剂反应温度以下以避免发泡剂过早分解而被排出挤出机，挤出机机筒的后段温度应大于发泡剂的反应温度以使发泡剂完成反应释放出气体，气体在高压作用下溶解在聚合物熔体中；所述高温发泡剂含量为芯层总质量分数的0.5％-3％，过少的发泡剂量不足以形成大量的微泡，因而会影响反射膜的性能，而过多的发泡剂会形成过多的气体，过多的气体将无法溶解在聚合物熔体中，从而会在熔体中形成气泡，造成破膜；
所述反射膜具有两个位于芯层外的表层，所述表层包括基体树脂、二氧化硅，同一表层中的二氧化硅含量占该表层总质量分数的500-5000ppm，二氧化硅作为表面爽滑剂并调整表面光泽度的作用，反射膜两个表层可以相同也可以不同(不同与相同针对的是：成份和/或二氧化硅含量)，反射膜两个表层的原料先进性进行干燥预处理，然后再送入挤出机，如果表层使用双螺杆排气式挤出机则无需干燥处理；
步骤3)：芯层、表层熔体到达模头处汇合并从模口处流出，此时，熔体压力骤降，从约10-50bar瞬间降低到0bar，此时被强制溶解在的气体会立刻析出，在熔体中形成密集的微孔，同时，该熔体膜会在静电吸附的作用下，贴附于铸片辊上，形成固态的厚片，从而微孔被固化于厚片上；
步骤4)：带有微孔的厚片经过纵拉和横拉，根据材料的种类不同，纵向拉伸比一般设定为2-10倍，纵向拉伸完之后进行横拉，横向拉伸比一般设定为2-10倍，带有微孔的厚片经过纵拉和横拉，其中，纵向拉伸比设定为2～10倍，横向拉伸比设定为2～10倍，横拉完之后，进行热定型，经过切边，收卷后制得所需之反射膜，反射膜上微泡直径为1-100nm，泡孔密度为1015-1017个/mm3。
作为一种改进，所述基体树脂为PET，所述发泡剂为三肼基三嗪，机筒前段温度设置在265度以下，后段温度大于发泡剂的反应温度，后段温度设置为280度以使发泡剂完成反应释放出气体，气体由于高压作用溶解在聚合物熔体中。
作为一种改进，所述基体树脂为PP或PE，所述高温发泡剂为对甲苯磺酰氨基脲、偶氮二甲酸钡、偶氮二甲酸二异丙酯中任一种。
有益效果：与现有技术相比，本发明提供的发泡型反射膜，其内部的微泡密度更高，每个微泡均可作为一个反射单元，根据全反射原理，可使本反射膜获得更高的反射率，具有采用化学发泡法，发泡均匀，发泡效率高，泡孔数量多，可控性强等技术特点。
具体实施方式
以下结合具体的实施例，对本发明作进一步说明，但本发明并不局限于以下实施例。
实施例1
以基体树脂为PET为例，微发泡型反射膜的制备方法包括如下步骤：
步骤1)：制取白色母粒：把PET、无机颜料、荧光增白剂、抗氧剂按94：5：0.3：0.7的比例混合造粒，制得白色母料，其中，无机颜料选用金红石型TiO2，其粒径约300nm；荧光增白剂选用巴斯夫的OB；抗氧剂可以选用1010，造粒时，使用双螺杆排气式挤出机；
步骤2)：对上述白色母粒进行干燥预处理，干燥方式优先使用沸腾床式干燥设备，干燥温度165度，干燥时间5H，干燥后切片的含水量应在30ppm以内；
步骤3)：将上述白色母粒与2％高温发泡剂(三肼基三嗪)进行共挤作为反射膜的芯层，其中高温发泡剂应采用侧喂料方式加入挤出机机筒以避免提前加入后过早分解，挤出机机筒的温度设定方式：在侧喂料之前，设定在高温发泡剂反应温度以下，在侧喂料之后，应逐渐升至高温发泡剂反应温度以上，具体的实施：机筒在侧喂料之前，温度应设置在265度，在侧喂料之后，机筒温度应大于发泡剂的反应温度而设置在280度，发泡剂完成反应释放出气体，气体由于高压作用，溶解在聚合物熔体中；两个表层也使用双螺杆真空排气式挤出机，其中含有二氧化硅作为表面爽滑剂，并起到调整表面光泽度的作用，表层中二氧化硅的含量为2000ppm；
步骤5)：芯层、表层熔体到达模头处汇合并从模口处流出，同时，该熔体膜会在静电吸附的作用下，贴附于铸片辊上，形成固态的厚片，从而形成带有微孔的厚片；
步骤6)：带有微孔的厚片经过纵拉和横拉，纵向拉伸比设定为3.45倍，横向拉伸比设定为3.8倍，横拉完之后，在235度下进行热定型，经过切边，收卷后制得微发泡型反射膜，实际情况下：反射膜的厚度可以在50um-400um之间任意调整，以188um厚度反射膜来讲，其反射率可以达到95％以上。
实施例2
以基体树脂为PP为例，微发泡型反射膜的制备方法包括如下步骤：
步骤1)：制取白色母粒：把PP、无机颜料、荧光增白剂、抗氧剂按93：6：0.3：0.7的比例混合造粒，制得白色母料，其中，无机颜料选用金红石型TiO2，其粒径约200nm；荧光增白剂选用巴斯夫的OB；抗氧剂可以选用168，造粒时，使用双螺杆挤出造粒机；
步骤2)：将上述白色母粒与1.5％高温发泡剂(对甲苯磺酰氨基脲)进行共挤作为反射膜的芯层，其中高温发泡剂采用侧喂料方式加入挤出机机筒，以避免提前加入后过早分解，挤出机机筒的温度设定方式：在侧喂料之前，机筒温度应设置在200度，在侧喂料之后，机筒温度应设置在255度；表层中使用2000ppm的二氧化硅作为表面爽滑剂，并起到调整表面光泽度的作用；
步骤3)：芯层、表层熔体到达模头处汇合并从模口处流出，同时，该熔体膜会在静电吸附的作用下，贴附于铸片辊上，形成固态的厚片，从而形成带有微孔的厚片；
步骤4)：带有微孔的厚片经过纵拉和横拉，纵向拉伸比设定为5倍，横向拉伸比设定为8倍，横拉完之后，在235度下进行热定型，经过切边，收卷后制得微发泡型反射膜；实际情况下，反射膜的厚度可以在50um～400um之间任意调整，以188um厚度反射膜来讲，其反射率可以达到95％以上。
实施例3
以基体树脂为PEN为例，微发泡型反射膜的制备方法包括如下步骤：
步骤1)：制取白色母粒：把PEN、无机颜料、荧光增白剂、抗氧剂按90：99.5：0.2：0.3的比例混合造粒，制得白色母料，其中，无机颜料选用金红石型TiO2，其粒径约300nm；荧光增白剂选用巴斯夫的OB；抗氧剂可以选用300型抗氧剂，造粒时，使用双螺杆排气式挤出机；
步骤2)：对上述白色母粒进行干燥预处理，干燥方式优先使用沸腾床式干燥设备，干燥温度165度，干燥时间5H，干燥后切片的含水量应在30ppm以内；
步骤3)：将上述白色母粒与2％高温发泡剂(三肼基三嗪)进行共挤作为反射膜的芯层，其中高温发泡剂应采用侧喂料方式加入挤出机机筒，以避免提前加入后过早分解，挤出机机筒的温度设定方式：在侧喂料之前，机筒温度设定在268度，在侧喂料之后，机筒温度设置在280度；表层使用双螺杆真空排气式挤出机，其中二氧化硅的含量为1000ppm；
步骤5)：芯层、表层熔体到达模头处汇合并从模口处流出，同时，该熔体膜会在静电吸附的作用下，贴附于铸片辊上，形成固态的厚片，从而形成带有微孔的厚片；
步骤6)：带有微孔的厚片经过纵拉和横拉，纵向拉伸比设定为3.45倍，横向拉伸比设定为3.8倍。横拉完之后，在235度下进行热定型，经过切边，收卷后制得微发泡型反射膜，反射膜的厚度可以在50um-400um之间任意调整，以188um厚度反射膜来讲，其反射率可以达到95％以上。
测试方法
(1)550nm反射率
裁取100*100mm样品，置于KonicaMinolta的CM-2600d分光测色仪下，
测量在550nm条件下的分光反射率，分别测量薄膜的两个面，选取高的一面的数据作为该反射膜的反射率；
(2)亮度
把反射膜置于21.5英寸的侧入式背光源中，导光板上放置一张188-BDN2扩散膜，一张MS10HB增亮膜，使用BM-7亮度计，亮度计到背光源的距离为500mm，自背光源点亮10min后进行测试，选取其中心亮度作为测试值；
(3)b值
裁取100*100mm样品，置于KonicaMinolta的CM-2600d分光测色仪下，
测量其b值；
(4)成膜性
在生产过程中，如果连续3卷收卷平均长度在300米以下，则成膜性为差；
如果连续3卷收卷平均长度在300米～500米，则成膜性为良；如果连续3卷收卷平均长度在500米以上，则成膜性为优。
用实施例1的制备方法，根据表1所述膜的成份、含量制备反射膜，表2为对应反射膜的各参数；
Figure BDA0002449826310000081
表2
序号 550nm反射率％ 亮度cd/m2 b值 成膜性
1 89.6 3753 -0.15 优
2 90.5 3792 0.11 优
3 91.6 3814 0.32 优
4 94.5 3897 -0.08 良
5 95.4 3950 0.15 良
6 95.8 3989 0.39 良
7 97.1 4090 -0.13 差
8 97.9 4185 0.08 差
9 98.5 4250 0.34 差
最后，需要注意的是，本发明不限于以上实施例，还可以有很多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容中直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种微发泡型反射膜，其特征在于：所述微发泡型反射膜为白色薄膜，其内部均匀布有微泡，所述微泡直径为1-100nm。
2.根据权利要求1所述的一种微发泡型反射膜，其特征在于：所述微泡的密度为1015-1017个/mm3。
3.一种微发泡型反射膜的制备方法，其特征在于在制备方法包括如下步骤：
步骤1)：制取白色母粒：将基体树脂、无机颜料、荧光增白剂、抗氧剂混合造粒，制得白色母料；
步骤2)：将白色母粒与高温发泡剂进行共挤作为反射膜的芯层，其中，所述高温发泡剂采用侧喂料方式加入挤出机机筒以避免提前加入后过早分解，挤出机机筒的温度设定在高温发泡剂反应温度以下，在侧喂料之后，逐渐升至高温发泡温度以上，高温发泡剂在挤出过程中产生气体，且所述气体在高温高压下溶解于熔体中；所述高温发泡剂含量为该芯层总质量分数的0.5％-3％；
反射膜具有两个位于芯层外的表层，所述表层包括基体树脂、二氧化硅，同一表层中的二氧化硅含量占该表层总质量分数的500-5000ppm；
步骤3)：芯层、表层熔体到达模头处汇合并从模口处流出时，熔体压力骤降，从10-50bar瞬间降低到0bar，被强制溶解的气体会立刻析出，在熔体中形成密集的微孔，同时，熔体膜会在静电吸附的作用下，贴附于铸片辊上，形成固态的厚片，从而微孔被固化于厚片上；
步骤5)：带有微孔的厚片经过纵拉和横拉，其中，纵向拉伸比设定为2-10倍，横向拉伸比设定为2-10倍，横拉完之后，进行热定型，经过切边，收卷后制得所需之反射膜。
4.根据权利要求3所述的一种微发泡型反射膜的制备方法，其特征在于：所述无机颜料为TiO2、BaSO4、CaCO3中任一种或多种，所述无机颜料粒径为1-500nm，所述无机颜料含量为占该层总质量分数的5％-30％。
5.根据权利要求3或4所述的一种微发泡型反射膜的制备方法，其特征在于：所述无机颜料为金红石型TiO2。
6.根据权利要求3所述的一种微发泡型反射膜的制备方法，其特征在于：所述荧光增白剂为二苯乙烯型、香豆素型、苯二甲酰亚胺型中任一种或多种。
7.根据权利要求3所述的一种微发泡型反射膜的制备方法，其特征在于：所述抗氧剂为010、1076、164、BHT中任一种或多种。
8.根据权利要求3所述的一种微发泡型反射膜的制备方法，其特征在于：所述基体树脂类型可以为聚酯类型或聚烯烃类型；
所述聚酯类型可以为PET、PBT、PEN、PC中任一种或多种，在挤出之前进行干燥处理；所述聚烯烃类型可以为PE、PP中一种或多种。
9.根据权利要求3或8所述的一种微发泡型反射膜的制备方法，其特征在于：所述基体树脂为PET，所述高温发泡剂为三肼基三嗪，机筒前段温度设置在265度以下，后段温度设置为280度以使高温发泡剂完成反应释放出气体，气体由于高压作用溶解在聚合物熔体中。
10.根据权利要求3或8所述的一种微发泡型反射膜的制备方法，其特征在于：所述基体树脂为PP或PE，所述高温发泡剂为对甲苯磺酰氨基脲、偶氮二甲酸钡、偶氮二甲酸二异丙酯中任一种。
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