CN113504591B - 扩散增亮复合型光学膜片及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种扩散增亮复合型光学膜片及其制备方法，其由带扩散微结构功能的扩散层和带增亮功能结构的增亮层共挤复合制成，解决现有的光学扩散膜产品，在进行涂敷的过程中，其生产效率和与制备的产品质量良品率下降，结果PET挤出膜不能满足高雾高透的光学要求；同时采用涂敷工艺，造成对环境的污染，同时在后续加工的过程中，不会出现涂层脱落产生粉尘而至产品质量的存在缺陷。增加使用的便利和薄膜使用翻出，降低使用成本，提高生产效率。

Description

扩散增亮复合型光学膜片及其制备方法

技术领域：

本发明涉及光学膜片新材料领域，主要是涉及一种光学膜，特别是一种扩散增亮复合型光学膜片及其制备方法。

背景技术：

功能光学膜中扩散膜是一种具备高雾度的同时具备高透光率的光学薄膜，增亮膜是一种聚光增加正面亮度的光学膜，广泛应用于手机、平板、电视等显示屏幕领域，也逐渐使用于超薄广告、家电面板领域。

现有的光学扩散膜及其生产方法，一般是采用两步生产法，其是先生产基膜，再进行涂敷，生产效率和产品质量优良品率下降；而在涂敷过程中，需要使用溶剂溶解，造成环境污染和VOC处理压力。关键的不足是，采用现有方法制备的产品普通是由两层组成，在后续加工中，极易出现涂层脱落，产生粉尘及缺陷，造成后续制备出的产品质量不良。

中国专利公开号为CN106125172B公开的，《一种扩散膜及其制作方法》，该扩散膜包括：基材层，具有相对的第一表面和第二表面；两层扩散层，分别设置在第一表面和第二表面上；两层扩散层中的至少一层扩散层上设置有抗粘连层，抗粘连层设置在扩散层的远离基材层的表面上，且抗粘连层中的抗粘连粒子的粒径在50～100nm之间。采用粒径为纳米级的抗粘连粒子，并将其粒径控制在50～100nm之间，意外地发现，该抗粘连粒子使扩散膜在保持理想抗粘连性能的前提下，同时使得扩散膜表面涂层的折射率低于基材层的折射率，从而有效减少表面的光线散射，进而有效提高了本申请的扩散膜的透光率，及具有该扩散膜的光学器件的辉度。

还有如中国专利公告号为CN103412356A，《一种光学扩散膜》，其包括有基材层，所述的基材层的上表面涂覆形成光学扩散层，该基材层的下表面涂有防粘接层，所述的光学扩散层的涂液的组成配方的重量份数为：树脂粘合剂10份至30份，扩散剂21份至43份，交联剂1份至5份，稀释剂40份至70份，所述的扩散剂包含扩散粒子20份至40份，助扩散粒子1份至3份；所述的防粘接层的涂液的组成配方的重量份数为：防粘接粒子20份至40份、树脂粘合剂20份至50份、交联剂1份至3份、稀释剂40份至60份。本光学扩散膜通过原料准备、分散、烘干、老化处理完成基材层表面光学扩散层和防粘接层的制备，从而制成高雾度和透过率的光学扩散膜，制备方法简单。

还有如中国专利公开号CN108957605A，公开的一种扩散膜生产工艺，包括如下步骤：S1、原料准备：选取厚度均匀，透光率要高于89％的聚脂薄膜，并裁剪成适合涂布的小、中和大尺寸；S2、制备扩散液：选取20-30质量份的扩散粒子、25-35质量份的树脂和40-60质量份的溶剂放入搅拌器中,进行充分搅拌分散均匀，完成搅拌后搅拌器保持低速搅拌，防止颗粒的沉淀；S3、制备防粘液：选取5-10质量份的防粘粒子、20-40质量份的树脂和50-75质量份的溶剂，放入搅拌器中,进行充分搅拌分散均匀，完成搅拌后将分散好的防粘液过滤至干净的桶中。与其它生产工艺相比，具有优良的光扩散功能、光学辉度高、表面光泽高、抗静电效果好、耐老化性能高、品质稳定的。

但是，由于上述的PET聚酯膜使用挤出双拉工艺制造，无法进行表面微结构生产，仅靠内加扩散粒子，实现扩散功能时需要高比例如大于2％以上的扩散粒子，实现高雾度，但是这样则造成了其制备的产品的透光率较低。

还有就是传统的增亮膜，采用的是二次热压或涂敷UV层模压光固化成型工艺，这样又仅能实现增亮功能，需要和扩散膜配合使用。

因此，如何来提供一种扩散增亮复合型光学膜片及其制备方法，解决现有的光学扩散膜产品，在进行涂敷的过程中，其生产效率和与制备的产品质量良品率下降；同时采用涂敷工艺，造成对环境的污染，同时在后续加工的过程中，不会出现涂层脱落产生粉尘而至产品质量的存在缺陷。

发明内容：

本发明就是要提供一种扩散增亮复合型光学膜片及其制备方法，其由带扩散微结构功能的扩散层和带增亮功能结构的增亮层共挤复合制成，解决现有的光学扩散膜产品，在进行涂敷的过程中，其生产效率和与制备的产品质量良品率下降，结果PET挤出膜不能满足高雾高透的光学要求；同时采用涂敷工艺，造成对环境的污染，同时在后续加工的过程中，不会出现涂层脱落产生粉尘而至产品质量的存在缺陷。增加使用的便利和薄膜使用翻出，降低使用成本，提高生产效率。

本发明的目的之一是公开一种扩散增亮复合型光学膜片，其是由带扩散微结构功能的扩散层和带增亮功能结构的增亮层共挤复合制成；所述带扩散微结构功能的扩散层由光学透明树脂和扩散粒子混合制备而成，包括含扩散粒子扩散层和表面功能扩散结构层；所述带增亮功能结构的增亮层是为表面成型微结构增亮层。

所述的扩散增亮复合型光学膜片，其所述带扩散微结构功能的扩散层是于光学透明树脂中添加质量比为0.1％-1.8％比例的扩散粒子制备而成。

优选的，是所述表面成型微结构增亮层控制其微结构增亮层的尺寸为0.02mm-0.2mm。

进一步的，所述扩散粒子为二氧化硅或有机硅树脂或丙烯酸树脂。

本发明的另一目的是实现所述的一种扩散增亮复合型光学膜片的制备方法，以树脂为原料，其是包括如下方法：

1)将扩散粒子和光学透明树脂共混，通过专用双螺杆设备制作扩散母粒，；

2)将步骤1)制备的扩散母粒通过挤出机装置熔融、挤出、过滤、计量输送至模具流延成膜装置内，经第一共挤模具流道辊组压延，得一次模具流道挤出料；

3)将步光学透明树脂同样通过步骤2)装置方法，熔融、挤出、过滤、计量输送至膜内，得光学透明树脂的二次模具流道挤出料；

4)将步骤2)、3)的两层熔融的一次模具流道挤出料和二次模具流道挤出料，在膜内共挤复合模具内热复合，形成牢固层比均一的复合熔融膜；

5)步骤4)的复合熔融膜流出模体进入压延成型机，扩散层一面向带有扩散微结构的光学辊轮模具；透明层两面向带有增亮微结构纹理的光学模具辊轮，经压延定型后，即形成扩散增亮复合光学膜片产品。

本发明所述的一种扩散增亮复合型光学膜片的制备方法，其步骤1)是控制扩散粒子加入的量为光学透明树脂质量比例的0.1％-1.8％。

所述的一种扩散增亮复合型光学膜片的制备方法，优选的，是步骤5)扩散微结构为四棱锥型或不规则的半球或半圆柱虫纹型结构。

所述的一种扩散增亮复合型光学膜片的制备方法，优选的，是步骤5)增亮微结构纹理为棱柱型结构。

本发明公开的一种扩散增亮复合型光学膜片及其制备方法，其工艺流程简要是，制备色母粒料，色母料和主原料混合，通过挤出机装置熔融，通过模具流延成膜，通过辊组压延，产品冷却，覆膜，收卷，产品包装入库。

本发明公开的一种扩散增亮复合型光学膜片及其制备方法，通过表面微结构和扩散粒子组合，有效解决涂层型扩散膜脱层及生产的质量和效率问题，结束了PET挤出膜不能满足高雾高透的光学要求。同时通过共挤压延一次成型，将扩散和增亮功能成型在一张薄膜上，增加了使用的便利和薄膜使用翻出，降低使用成本，提高生产效率；

使用本发明的共挤复合工艺，灵活组合不同树脂特性，根据使用产品要求综合材料特性，可制作出适应不同应用要求的光学膜。

利用本发明方法制备扩散增亮复合型光学膜片与现有技术方法及制备的产品扩散膜或传统的增亮膜比较，其性能比较如下表1。

表1

说明：从上表所公开的本发明方法实施例与对比文件即现有方案的对比，可以看出本发明与现有技术的优点是：

1)、扩散粒子的添加根据扩散度要求不同选定；扩散层树脂根据材料耐温型要求不同选用；

2)、本发明通过表面微结构和扩散粒子组合，有效解决涂层型扩散膜脱层及生产的质量和效率问题，结束PET挤出膜不能满足高雾高透的光学要求；

3)、本发明通过共挤压延一次成型将扩散和增亮功能成型在一张薄膜上，增加使用的便利和薄膜使用翻出，降低使用成本，提高生产效率。使用共挤复合工艺，灵活组合不同树脂特性，根据使用产品要求综合材料特性，制作出适应不同应用的光学膜或光学膜片，如0.2mm扩散增亮复合膜，最高其透过率达92.72，透过率达92.73，雾度达91.62等。

附图说明：

图1、为本发明一种扩散增亮复合型光学膜片及其制备方法制备的增亮复合型光学膜片产品的微结构示意图；

图2、为本发明一种扩散增亮复合型光学膜片及其制备方法一实施例的增亮微结构纹理为棱柱型立体结构示意图，

图3、为本发明的一种扩散增亮复合型光学膜片及其制备方法的一实施例扩散微结构为四棱锥型立体结构示意图，

图4、为本发明的一种扩散增亮复合型光学膜片及其制备方法的一实施例扩散微结构为不规则的半球或半圆柱虫纹型结构示意图，

图1中，1、表面成型微结构增亮层，2、内含扩散粒子扩散层，3、表面功能扩散结构层，即是说在复合型光学膜片的内含扩散粒子扩散层2上与表面成型微结构增亮层1相对的另一面设为表面功能扩散结构层3，4、扩散粒子。

具体实施方式：下面结合具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

通过下述实施例将有助于进一步理解本发明，但不限制本发明的内容。实施例中除另有说明外其余未说明之处均是指质量或质量比，本发明所述薄膜或扩散增亮复合功能光学膜意义相同。

本发明公开的一种扩散增亮复合型光学膜片，由带扩散微结构功能的扩散层和带增亮功能结构的增亮层共挤复合制成；所述带扩散微结构功能的扩散层由光学透明树脂和扩散粒子混合制备而成，包括含扩散粒子扩散层和表面功能扩散结构层；所述带增亮功能结构的增亮层是为表面成型微结构增亮层，所述扩散粒子为二氧化硅或有机硅树脂或丙烯酸树脂。

所述带扩散微结构功能的扩散层是于光学透明树脂中添加质量比为0.1％-1.8％比例的扩散粒子制备而成。

所述表面成型微结构增亮层控制其微结构增亮层的尺寸为0.02mm-0.2mm。

本发明所述的一种扩散增亮复合型光学膜片的制备方法，具体如下：

1)将扩散粒子和光学透明树脂共混，通过专用双螺杆设备制作扩散母粒，控制扩散粒子加入的量为光学透明树脂质量比例的0.1％-1.8％；

2)将步骤1)制备的扩散母粒通过挤出机装置熔融、挤出、过滤、计量输送至模具流延成膜装置内，经第一共挤模具流道辊组压延，得一次模具流道挤出料；

3)将步光学透明树脂同样通过步骤2)装置方法，熔融、挤出、过滤、计量输送至膜内，得光学透明树脂的二次模具流道挤出料；

4)将步骤2)、3)的两层熔融的一次模具流道挤出料和二次模具流道挤出料树脂，在膜内共挤复合模具内热复合，形成牢固层比均一的复合熔融膜；

5)把步骤4)的复合熔融膜流出模体进入压延成型机，扩散层一面向带有扩散微结构的光学辊轮模具；透明层两面向带有增亮结构的光学模具辊轮，经过压延定型后，即形成扩散增亮复合光学膜或叫扩散增亮复合光学膜片产品。

如图2-4所示，本发明所述扩散微结构为可以使用增亮微结构纹理为棱柱型立体结构和扩散微结构为四棱锥型立体结构进行制备扩散增亮复合型光学膜片产品方法说明。

本发明所述的制备扩散增亮复合型光学膜片，其可以使用的材料和结构，扩散层可以使用聚碳酸酯PC，聚甲基丙烯酸甲酯PMMA，聚苯乙烯PS，共聚树脂(PETG、PCTG)等光学透明树脂薄膜。而增亮层可以使用的透明树脂聚碳酸脂PC，聚苯乙烯PS；扩散剂可以选用有机硅树脂、二氧化硅、丙烯酸树脂；本发明方法制备的扩散增亮复合型光学膜片结构可以选择A/A；或A/B。

具体制备方法是：将一定比例的0.1％-1.8％扩散粒子和光学透明树脂共混，通过专用双螺杆设备制作扩散母粒；

将添加或不添加扩散母粒的光学透明树脂通过熔融挤出、过滤、计量输送至膜内共挤模具流道1，即经第一共挤模具流道辊组压延，得一次模具流道挤出料；

将光学透明树脂通过熔融挤出、过滤、计量输送至膜内共挤模具流道2，将步光学透明树脂同样通过步骤2)装置方法，熔融、挤出、过滤、计量输送至膜内，得光学透明树脂的二次模具流道挤出料；两层熔融的树脂在膜内共挤复合模具内热复合，即将一次模具流道挤出料和二次模具流道挤出料树脂，在膜内共挤复合模具内热复合，形成牢固层比均一的复合熔融膜；复合熔融膜流出模体进入压延成型机，扩散层面向是带有扩散微结构的光学辊轮模具；透明层面向是带有增亮结构的光学模具辊轮，经过压延定型后形成扩散增亮复合光学膜。制备的扩散增亮复合型光学膜片如图1所示结构，表面成型微结构增亮层1，内加扩散粒子扩散层2和表面功能扩散结构层3的光学膜片。

下面实施例未说明之处均是与上述的说明方法相同。其制备的散增亮复合型光学膜片或叫扩散增亮复合膜实现扩散及增亮功能的一体化的效果，其各项性能均实现表1所说效果。

实施例1:

本实施例是以生产0.2mm扩散增亮复合膜，或叫扩散增亮复合型光学膜片，结构如图1所示，选用聚甲基丙烯酸甲酯做微结构扩散层，不填加扩散剂，PMMA层厚度0.05-0.06，成型500目扩散微结构；选用透明聚碳酸酯做增亮层，成型棱柱形增亮结构增亮结构；该产品高雾高透，适合于配套有导光板的显示模组；制备得到的扩散增亮复合型光学膜片或叫增亮扩散膜，性能检测如下表2。

表2

说明：从上表2检测结果可以看出本实施例1所制备的扩散增亮复合型光学膜片，增亮扩散膜(0.2mm)其透过率达92以上，同时其雾度大于90。说明不但增亮效果佳同时透光效果好。对比例见表1。

下面实施例2所用原料与制备方法未说明之处均与上述实施例1或具体实施方式相同。

实施例2:

本实施例是生产1.5mm扩散增亮复合片，选用聚碳酸酯树脂作为主材，添加1.5％有机硅类扩散剂，层厚0.3-0.5mm，成型100目扩散微结构，；选用透明聚碳酸酯做增亮层，成型四棱锥增亮层；该产品高雾高透，耐温性好，适合于配套直发光型大屏幕显示器。

表3，

说明：测试条件：同一背光，光透过率雾度的测试仪器是日本某公司NDH-5000雾度仪，积分球测试仪；上述实施例与对比例的制备方法相同；对比例见表1内说明。

以上所述仅为本发明之较佳实施例而己，并非以此限制本发明的实施范围，凡熟悉此项技术者，运用本发明的原则及技术特征，所作的各种变更及装饰，皆应涵盖于本权利要求书所界定的保护范畴之内。

Claims (2)

1.一种扩散增亮复合型光学膜片，其特征是由带扩散微结构功能的扩散层和带增亮功能结构的增亮层共挤复合制成；

所述带扩散微结构功能的扩散层由光学透明树脂和扩散粒子混合制备而成，包括含扩散粒子扩散层和表面功能扩散结构层；

所述带增亮功能结构的增亮层是为表面成型微结构增亮层;

所述带扩散微结构功能的扩散层是于光学透明树脂中添加质量比为0.1%-1.8%比例的扩散粒子制备而成；

所述表面成型微结构增亮层控制其微结构增亮层的尺寸为0.02mm-0.2mm；

所述扩散结构层的厚度为0.05-0.06mm，成型500目扩散微结构；

所述扩散层为聚碳酸酯PC或聚甲基丙烯酸甲酯PMMA或聚苯乙烯PS或共聚树脂PETG、PCTG光学透明树脂薄膜；

所述增亮层为透明树脂聚碳酸脂PC或聚苯乙烯PS；

所述扩散粒子为二氧化硅或有机硅树脂或丙烯酸树脂；

所述扩散微结构为四棱锥型或不规则的半球或半圆柱虫纹型立体结构；

所述增亮层的微结构纹理为棱柱型立体结构；

所述扩散增亮复合型光学膜片厚度为0.2mm，透光率达92.72，透过率达92.73，雾度达91.62。

2.根据权利要求1所述的一种扩散增亮复合型光学膜片的制备方法，以树脂为原料，其特征是包括如下步骤：

1）将扩散粒子和光学透明树脂共混，通过专用双螺杆设备制作扩散母粒；

2）将步骤1）制备的扩散母粒通过挤出机装置熔融、挤出、过滤、计量输送至模具流延成膜装置内，经第一共挤模具流道辊组压延，得一次模具流道挤出料；

3）将光学透明树脂同样通过步骤2）装置方法，熔融、挤出、过滤、计量输送至膜内，得光学透明树脂的二次模具流道挤出料；

4）将步骤2）、3）的两层熔融的一次模具流道挤出料和二次模具流道挤出料，在膜内共挤复合模具内热复合，形成牢固层比较均一的复合熔融膜；

5）步骤4）的复合熔融膜流出模体进入压延成型机，扩散层一面向带有扩散微结构的光学辊轮模具；透明层一面向带有增亮微结构纹理的光学模具辊轮，经压延定型后，即形成扩散增亮复合光学膜片产品；

所述步骤1）是控制扩散粒子加入的量为光学透明树脂质量比例的0.1%-1.8%；

所述步骤5）扩散微结构为四棱锥型或不规则的半球或半圆柱虫纹型结构；

所述步骤5）增亮微结构纹理为棱柱型结构。

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