CN113504592B - 印刷显示用扩散膜及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明就是要提供一种印刷显示用扩散膜及其制备方法，其以光学级透明树脂为原料，包括主材聚碳酸酯PC和扩散助剂组成，解决印刷显示扩散膜均光和透光的矛盾及印刷显示扩散膜均光和透光的矛盾，对比市场上印刷显示用薄膜，通过微结构表面和扩散剂组合解决扩散问题，显著提升透光度。

Description

印刷显示用扩散膜及其制备方法

技术领域：

本发明涉及光学新材料领域，主要是涉及一种扩散膜，特别是一种印刷显示用扩散膜及其制备方法。

背景技术：

扩散膜是具有扩散光线的作用，即光线在其表面会发生散射，将光线柔和均匀的散播出来；多数扩散膜的基本结构是在透明基材上如PET两面涂光学散光颗粒。扩散膜作为光电上游产品，是背光源关键部件之一，扩散膜在背光源结构中主要起到修正扩散角度的作用，会使光辐射面积增大，但是降低了单位面积的光强度，即减低辉度。发光光源经扩散材料扩散之后，能变成面积更大，均匀度较好，色度稳定的二次光源。

印刷显示用扩散膜，广泛应用于家用电器，商业办公等电气设备显示铭板；经过印刷图案、标识、标志等作为家电、电气设备操作铭板的显示材料。

印刷显示用扩散膜，从技术上而言，一方使面板显示光源发光均匀化，一方面适合于印刷保持图案、标识、标志的清晰和立体特性。目前市场上有两种产品，一种是添加高比例扩散剂和二氧化钛的PET扩散膜，透光率40％-50％解决了扩散问题，但因为透光不好，显示效果昏暗，印刷清晰度和立体度没有；另一种使用PET、PC透明膜印刷，可以解决印刷效果，但是扩散效果不好。

中国专利公开号为CN103197363A《一种防划伤光学扩散膜及其制备方法》，其具体公开的包括透明片状光学基材及在光学基材两面形成的光学扩散层和扩散防粘接层；光学扩散层是由粘合剂、扩散粒子、交联剂、分散剂、稀释剂混合制成的涂布液，涂布固定于光学基材表面，干燥固化成膜。扩散防粘接层是由粘合剂、扩散粒子、抗静电剂、交联剂、稀释剂混合制成的涂布液，涂布固定于光学基材表面，干燥固化成膜。本发明通过使用不同粒径扩散粒子，利用其同粒径扩散粒子协同效应，以及通过使用不同挥发度稀释剂及采用合适的涂膜干燥工艺，来提高光学扩散膜的透过率和雾度的协调性，得到涂膜硬度、透明性与耐擦划性的协调性良好，具有充分的光学扩散性、其透过率和雾度协调性良好。

还有如中国专利公告号为CN 102681053 A，《光电扩散膜及其生产工艺》，其包括PET基材层，PET基材层的表面具有由光扩散涂料涂布形成的光扩散层，光扩散层包括正面的功能层和背面的辅助层，功能层的厚度为13-20μm，辅助层的厚度为5-8μm。其光扩散功能优良、光学辉度高、雾度和透光率佳、表面光泽高、抗静电效果好、耐老化性能高、品质稳定。

因此，如何来提供一种经济适用的印刷显示用扩散膜及其制备方法，解决印刷显示领域扩散于印刷效果的矛盾。一方面解决印刷显示扩散膜均光和透光的矛盾；一方面解决传统产品印刷后显示效果不理想的问题。解决印刷显示领域扩散于印刷效果的矛盾。

发明内容：

本发明就是要提供一种印刷显示用扩散膜及其制备方法，其以光学级透明树脂为原料，包括主材聚碳酸酯PC和扩散助剂组成，解决印刷显示扩散膜均光和透光的矛盾及印刷显示扩散膜均光和透光的矛盾，对比市场上印刷显示用薄膜，通过微结构表面和扩散剂组合解决扩散问题，显著提升透光度。

本发明的目的之一是提供一种印刷显示用扩散膜，以光学级透明树脂为原料，包括如下质量比组分制备而成，

1)、光学级透明树脂，95.0％-99.5％；

2)、扩散助剂：0.5％-5％。

本发明所述的印刷显示用扩散膜，其所述扩散助剂为1.0-2.0um粒径扩散助剂10％-50％，2.0-5.0um粒径扩散助剂50％-90％。

所述的印刷显示用扩散膜，其所述光学级透明树脂为聚碳酸酯PC、聚对苯二甲酸乙二醇酯PET或共聚树脂PETG、PCTG。

本发明所述的印刷显示用扩散膜，是控制所述扩散膜厚度为0.05-0.5mm之间，透光率为72％-92％之间，雾度为94％以上。

本发明的另一目的是提供一种如上所述的印刷显示用扩散膜的制备方法，以光学级透明树脂为原料，其包括如下方法步骤，

A)、制作色母粒：将上述质量配比的光学级透明树脂的扩散粒子与有机硅树脂粒料进行充分混合，进入低剪切高混合色母粒机，将其高温熔融，再经过融通管道挤出，冷却并切成粒料，作为扩散原料色母粒，

B)、配料：将步骤A)制备的色母粒和扩散助剂，按需求比例进行充分混合，为混合物料，

C)、熔融：将步骤B)混合物料，加入光学膜片挤出生产挤出机部分，经过挤出机进行熔融和进一步混合均匀，为熔融树脂料，

D)、流延：将上步熔融树脂料经过薄膜模具形成一定宽副的热膜流出，为流延料，

E)、成型：采用微结构和纹理成型方法，将步骤D)制备的流延料，置于压延成型辊组，调整成型辊组间隙，经压延、辊压成厚度均匀的成型扩散膜，

F)、冷却：将E)步成型扩散膜经冷却辊轮装置，冷却至常温，为冷却扩散膜，

G)、除尘：将F)步冷却扩散膜使用粉尘异物清洁装置将冷却扩散膜两面均清洁干净，为清洁扩散膜，

H)、保护、收卷：对清洁扩散膜进行贴敷保护膜处理，以保护其洁净及不被破坏，收卷成为卷材扩散膜，

I)、检验、包装产品：将H)步卷材扩散膜，进行产品质量检验，将检验合格并进行防尘防潮包装保护，为扩散膜产品。

所述的的制备方法，其步骤E)所述压延成型辊组表面纹理是一只采用扩散微结构的纹理，另一只则采用细纹理结构的纹理；所述表面纹理采用300-1000目的细纹理。

所述的的制备方法，其扩散微结构纹理为400-1000目的半球、六角网文、不规则磨砂的立体结构。

本发明公开的一种印刷显示用扩散膜及其制备方法，其制备的印刷显示用扩散膜，对比市场上印刷显示用薄膜，通过微结构表面和扩散剂组合解决扩散问题，显著提升透光度，由市场上现有技术产品的40％-50％，提升至本发明产品的72％-92％；使用300目以上的表面细纹理和微结构，对印刷的图案标识、标志清晰保持度优异。

附图说明：

图1、本发明制备的印刷显示用扩散膜可应用于电子产品和家电铭牌示意图；

图2、左侧或左边所示为本发明方法制备的印刷显示用扩散膜，其表面微结构扩散为主，扩散剂为辅助实现高透高雾，亮度高，且光显示均匀，其透过率达83.3％；而右侧则为PET光扩散膜PET光扩散膜，其高比例扩散助剂和二氧化钛来实现扩散和遮盖，从上述显示看其透光率光效差，显示昏暗，其透过率仅46.3％，两者比较示意图；

图3、采用PC/PET透明膜透光率光效高，但遮盖差没有匀光效果的示意图，

图4、为本发明印刷显示用扩散膜及其制备方法的扩散微结构纹理为半球型立体结构示意图，或者叫扩散微结构表面纹理为半球型立体结构示意图；

图5为本发明印刷显示用扩散膜及其制备方法的扩散微结构的纹理为六角网文型立体结构示意图，

图6、为本发明印刷显示用扩散膜及其制备方法的扩散微结构的纹理为不规则磨砂型立体结构图，

说明，图4－图6，为本发明公开的各规格型号的扩散微结构的纹理是指300-1000目的扩散微结构纹理结构。

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，本发明所述薄膜或印刷显示用扩散膜意义相同。

本发明公开的一种印刷显示用扩散膜，以光学级透明树脂为原料，包括如下质量比组分组成，

1)、光学级透明树脂，95.0％-99.5％；所述光学级透明树脂为聚碳酸酯PC、聚对苯二甲酸乙二醇酯PET或共聚树脂PETG或共聚树脂PCTG；

2)、扩散助剂：0.5％-5％；

所述扩散助剂为1.0-2.0um粒径扩散助剂10％-50％，2.0-5.0um粒径扩散助剂50％-90％；

利用本发明上述方法制备的印刷显示用扩散，控制其厚度为0.05-0.5mm之间，透光率为72％-92％之间，雾度为94％以上；

具体制备方法：

A)、制作色母粒：将上述配比的光学级透明树脂主材的扩散粒子与树脂粒料进行充分混合，进入低剪切高混合色母粒机，将其高温熔融，再经过融通管道挤出冷却并切成粒料，作为扩散原料色母粒，

B)、配料：将步骤A)制备的色母粒和扩散助剂按需求比例进行充分混合，为混合物料，C)、熔融：将步骤B)混合物料，加入光学膜片挤出生产挤出机部分，经过挤出机进行熔融和进一步混合均匀，为熔融树脂料，

D)、流延：将上步熔融树脂料经过薄膜模具形成一定宽副的热膜流出，为流延料，

E)、成型：采用微结构和纹理成型方法，将步骤D)制备的流延料，置于压延成型辊组，调整成型辊组间隙，经压延、辊压成厚度均匀的成型扩散膜，即经上步的模具流出的熔融原材料即流延料流入压延成型辊组，通过几处调整好间隙的压延对辊压成厚度均匀的扩散膜；所述成型辊组一只为采用有扩散微结构纹理，另一只为采用有细纹理结构镜面或纹理；

F)、冷却：将E)步成型扩散膜经冷却辊轮装置，即经过一组冷却辊轮给成型扩散膜予以冷却至常温，为冷却扩散膜，

G)、除尘：将F)步冷却扩散膜使用粉尘异物清洁装置将冷却扩散膜两面均清洁干净，为清洁扩散膜，

H)、保护、收卷：对清洁扩散膜进行贴敷保护膜处理，以保护其洁净及不被破坏，收卷成为卷材扩散膜，

I)、检验、包装产品：将H)步卷材扩散膜，进行产品质量检验，将检验合格并进行防尘防潮包装保护，为扩散膜产品。

本发明方法制备的印刷显示用扩散单层扩散薄膜，用于印刷显示最经济高效的生产方式，也可以采用两层、三层，列出同种树脂或不同树脂间共挤生产。

本发明实施方式中所用原料主材是为光学级、环保、聚碳酸酯树脂PC或PET、PETG、PCTG等，粒径不同的有机硅树脂或丙烯酸树脂、苯乙烯树脂；

本发明实施过程中，所用的制备方法的专用设备是，高混和低混配合机组；光扩散母粒专用机；光学扩散膜片生产线；成型辊组，一只为扩散微结构，而另一则为有微细纹理结构或细纹结构、细纹结构镜面，薄膜生产过程为挤出流延一次成型，高效、质量稳定。

利用本发明方法制备的印刷显示用扩散膜：对比市场上印刷显示用薄膜，通过微结构表面和扩散剂组合解决扩散问题，显著提升透光度，由市场产品40％-50％，提升至72％-92％；使用300目以上的细纹理和微结构纹理结构，对印刷的图案标识、标志清晰保持度优异。

表1：

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；

下面实施例中未说明之处均与具体实施方式的内容相同。

实施例1:

本发明的一种印刷显示用扩散膜及其制备方法，以光学级透明树脂聚碳酸酯PC、聚对苯二甲酸乙二醇酯PET或共聚树脂PETG或共聚树脂PCTG为原料，按如下方法制备，1)扩散母粒的制备，扩散剂，是1.0-2.0um粒径的扩散剂占比0.75％，2.0um-5.0粒径扩散助剂占比1.25％，扩散剂比例共2％，和主材是为占比98％的透明聚碳酸酯高速混料机混合后，熔融、挤出、切粒，制得扩散剂占比为2％的扩散母粒；

2)、膜片的制备，将制得的扩散母粒和聚碳酸酯通过自动混料机按70：30混合,扩散剂占比为1.4％,通过机筒螺杆熔融塑化，模具流出的熔融料流入压延成型辊组，通过几处调整好间隙的压延对压辊压成厚度均匀的扩散膜；一面采用有微结构扩散结构的纹理，选用300目纳米硅胶辊和800目表面微结构钢辊组合，如图4所示的是扩散微结构的纹理为半球型立体结构的纹理，另一只辊面采用有细纹理结构的纹理；制得300um高透高雾扩散膜片，保护、冷却、收卷，成品入库。经检测300um后的TDF1290-300D，透过率83，雾度95；

本发明公开的一种印刷显示用扩散膜及其制备方法，制备的印刷显示用扩散膜，实施例1经检测各项数据如下，

产品型号：LDF1280-150D，

测试条件：23℃，55％RH，结果要求如下表2，

表2，

下面实施例未说明之处与本实施例相同。

实施例2

本例的印刷显示用扩散膜，以光学级透明树脂为原料，按如下方法制备，1)扩散母粒的制备，1.0-2.0um粒径的扩散剂占比0.975％、2.0um-5.0粒径扩散助剂占比2.2％，扩散剂比例共3.175％，和占比96.825％的透明聚碳酸酯高速混料机混合后，熔融、挤出、切粒，制得扩散剂占比为3.175％的扩散母粒；

2)、膜片的制备，将制得的3.175％扩散母粒和聚碳酸酯通过自动混料机按70：30混合,扩散剂占比为2.2％,通过机筒螺杆熔融塑化，模具流出的熔融料流入压延成型辊组，通过几处调整好间隙的压延对压辊压成厚度均匀的扩散膜；一面采用有微结构扩散结构的纹理，一面采用有细纹结构的纹理。选用300目纳米硅胶辊和800目表面微结构钢辊组合，制得150um高透高雾扩散膜片，冷却收卷，成品入库；150um后的TDF1280-150D，透过率83，雾度95，该产品相比TDF1290-300D更薄的同时透过率和雾度做到一样，成本更低更易于印刷，广泛用于电子产品和家电铭牌，如图1所示。产品性能检测要求如下表3.

表3，

实施例3，

本例的印刷显示用扩散膜，以光学级透明树脂为原料，按如下方法制备，

1)扩散母粒的制备，1.0-2.0um粒径的扩散剂占比3％、2.0um-5.0粒径扩散助剂占比5％，扩散剂比例共8％，和占比92％的透明聚碳酸酯高速混料机混合后，熔融、挤出、切粒，制得扩散剂占比为8％的扩散母粒；

2)、膜片的制备，将制得的8％扩散母粒和聚碳酸酯通过自动混料机按16：84混合,扩散剂占比为1.28％,通过机筒螺杆熔融塑化，模具流出的熔融料流入压延成型辊组，通过几处调整好间隙的压延对压辊压成厚度均匀的扩散膜；一面采用有微结构扩散结构的纹理，一面采用有细纹结构的纹理。选用300目纳米硅胶辊和400目表面微结构钢辊组合，辊压成膜片，制得400um高透高雾扩散膜片，冷却收卷，成品入库。400um厚的TDF1380-400D，透过率76，雾度95.该产品相比TDF1290-300D透过率更低但其光效更高，400目的钢辊微结构排列均匀，既提高了光扩散效果，又减少了产品光能损失。此产品厚度和性能更加适合显示屏使用。

检测要求结果见表4。

表4，

说明：以上测试结果数据为本发明人公司的随机取样测得；目前市场上有两种产品，一种是添加高比例扩散剂和二氧化钛的PET扩散膜，另一种使用PET、PC透明膜。与同类型产品测试结果对比结果见表1。

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 (1)

1.一种印刷显示用扩散膜，以光学级透明树脂为原料，包括如下质量比组分制备而成，

 1）光学级透明树脂 95.0%-99.5%；

 2）扩散助剂 0.5%-5%；

所述扩散助剂为1.0-2.0um粒径扩散助剂10%-50%，2.0-5.0 um粒径扩散助剂 50%-90%；

所述光学级透明树脂为聚碳酸酯PC、聚对苯二甲酸乙二醇酯PET、PETG或PCTG；

所述扩散膜厚度控制在0.05mm；

所述扩散膜透光率控制在92%；

所述扩散膜雾度控制在94%以上；

所述扩散膜热收缩控制在1%以下；

所述扩散膜表面电阻小于1014Ω；

所述的印刷显示用扩散膜的制备方法，以光学级透明树脂为原料，包括如下方法步骤：

A）制作色母粒：将上述质量比的光学级透明树脂与扩散助剂进行混合，进入低剪切高混合色母粒机，将其高温熔融，再经过融通管道挤出，冷却并切成粒料，作为扩散原料色母粒；

B）配料：将步骤A）制备的色母粒和聚碳酸酯，按70：30比例进行充分混合，为混合物料；

C）熔融：将步骤B）混合物料，加入光学膜片挤出生产挤出机部分，经过挤出机进行熔融和进一步混合均匀，为熔融树脂料；

D）流延：将上步熔融树脂料经过薄膜模具形成一定宽副的热膜流出，为流延料；

E）成型：采用微结构和纹理成型方法，将步骤D）制备的流延料，置于压延成型辊组，调整成型辊组间隙，经压延、辊压成厚度均匀的成型扩散膜；

F）冷却：将E）步成型扩散膜经冷却辊轮装置，冷却至常温，为冷却扩散膜；

G）除尘：将F）步冷却扩散膜使用粉尘异物清洁装置将冷却扩散膜两面均清洁干净，为清洁扩散膜；

H）保护、收卷：对清洁扩散膜进行贴敷保护膜处理，以保护其洁净及不被破坏，收卷成为卷材扩散膜；

I）检验、包装产品：将H）步卷材扩散膜，进行产品质量检验，检验合格后进行防尘防潮包装保护，为扩散膜产品；

步骤E）所述压延成型辊组表面纹理是一只采用扩散微结构的纹理，另一只则采用细纹结构的纹理；

所述细纹结构的纹理为300-1000目的细纹理；

所述扩散微结构的纹理为400-1000目的半球、六角网文、不规则磨砂的立体结构。

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