CN113980336A - 一种发泡型扩散板片膜及其制造方法 - Google Patents

一种发泡型扩散板片膜及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种发泡型扩散板片膜及其制造方法，其以扩散助剂和光学级透明树脂为主，针对扩散剂型扩散板片膜面临的添加上限，无法进一步提高扩散以满足更亮更薄产品的需求；已发布的发泡型扩散材料，可以形成气泡但无法制造出适合于照明和显示领域，透光和雾度均匀，厚度均一的扩散板片膜的技术缺陷，通过使用超临界二氧化碳进行挤出微发泡，在树脂中形成1‑20um二氧化碳微泡，制造的发泡型扩散板片膜，在同样的扩散雾度条件下，更薄，透光率更高，更能满足超薄照明及显示类产品扩散要求。

Description

一种发泡型扩散板片膜及其制造方法
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板片膜，特别是一种发泡型扩散板片膜及其制造方法。
背景技术:
LED光源主要在背光源显示及照明领域应用，而光扩散板片膜是将LED光源点变面，均匀化，柔和化的关键材料。现有技术广泛使用的扩散板片膜主要有两种工艺技术，一种是光学树脂内添加光扩散粒子，一种是在材料表面涂敷光扩散粒子，基于扩散原理及相容性因素，普遍使用的内添加或涂敷型扩散板其光扩散效果有一定限制，有机类扩散剂添加比例增加，光损会增加，无机类光损更大，所以现有技术存在扩散与透光率相互制约的情况。基于扩散原理分析，可以得出使用气泡囊微球代替有机类和无机类扩散粒子，将实现主题树脂和扩散粒子最大的折射率差异，达到最高的扩散效果，同时气泡囊光损最小，可以实现接近理想的扩散与透光同时满足。
近年来也有发泡型扩散板或材料的相关专利及技术发布，但未见相关产品流通，主要是其技术仅存于理论层面，没办法实现产品的生产，更不能满足显示对材料的光学要求，其相关技术有以下两种路线：
其一，先成型扩散板片膜，再将材料放置于高压流体侵泡、大气环境下进行气体交换后升温发泡制的，该方法一方面为间歇式单间生产，生产效率低下，另一方面在大气交换和升温发泡时无法保证材料的平整型，同时气孔粒径和分散均匀性不好控制；所以理论上可行，但实际生产意义不大，无法制造出适合于照明和显示领域，透光和雾度均匀，厚度均一的扩散板片膜。
其二，在生产板片膜时在材料内部添加化学发泡剂，配合其他加工助剂先成型片材，然后在经过高温是发泡剂自身或于树脂反应形成气泡；发泡剂一方面要在板片膜挤出加工时分散均匀，同时不发生气化，适用于微泡型扩散板片膜的树脂有PC，PET，PETG，PCTG，HIPS物种抗冲型的树脂，其中PC，PET加工温度270-320℃，PETG，PCTG，HIPS，在230-280℃；加上螺杆剪切时的瞬时高温会有300-350℃，所以需要添加的发泡剂发泡温度都在350℃以上，在这么高的温度下单片间歇式发泡，同样无法控制材料均匀性和平整性，无法制造出适合于照明和显示领域，透光和雾度均匀，厚度均一的扩散板片膜。
发明内容:
针对扩散剂型扩散板片膜面临的添加上限，无法进一步提高扩散以满足更亮更薄产品的需求；已发布的发泡型扩散材料，可以形成气泡但无法制造出适合于照明和显示领域，透光和雾度均匀，厚度均一的扩散板片膜的技术缺陷，本发明提供了一种发泡型扩散板片膜的制造方法，其步骤如下：
(1)将一定比例的助剂与透明树脂粒料进行充分混合，进入低剪切高混合专用色母粒机，将其高温熔融，再经过融通管道挤出冷却并切成粒料，作为原料；
(2)将步骤(1)制作的原料用单螺杆或双螺杆挤出机塑化熔融挤出，送入第二阶挤出段；
(3)根据产品厚度及透光和扩散性能要求，使用微量计量泵以恒定量向熔融的树脂流体注入超临界二氧化碳；
(4)含有超临界二氧化碳的熔融树脂经过螺杆混合释放，静态混合器混合释放，超临界二氧化碳在熔融树脂中形成微孔；
(5)含有微孔的熔融流体经由板片膜模头流出进入压延机组,经过压延机辊间隙定厚度，辊表面压型产品表面，辊通水或油冷却，将熔融流体定型成为具有均一厚度和表面的板片膜。
优选的，步骤(1)中透明树脂为聚碳酸酯，聚对苯二甲酸乙二醇酯,共聚树脂，抗冲型聚苯乙烯中的一种,折射率为1.56-1.65。
优选的，步骤(1)中助剂为抗氧化剂、紫外吸收剂、荧光增白剂、分散剂、增韧剂。
优选的，步骤(1)中助剂的质量百分比为0.3％-1.5％，透明树脂粒料的质量百分比为98.5％-99.7％。
本发明的另一目的是提供一种发泡型扩散板片膜，其特征在于，所述的发泡型扩散板片膜具有二氧化碳微泡孔，泡孔尺寸为1-20um,泡孔体积比例0.1％-10％，雾度96％-99％，透光率70％-95％。
利用本发明方法制备的发泡型扩散板片膜与现有技术方法制备的扩散板片膜比较，其性能比较如下表1.
表1
Figure BDA0003345086530000021
Figure BDA0003345086530000031
与现有技术对比，从上表可以看出本发明的技术优点是：
本发明通过使用超临界二氧化碳进行挤出微发泡，在树脂中形成1-20um二氧化碳微泡，制造的发泡型扩散板片膜，在同样的扩散雾度条件下，更薄，透光率更高，更能满足超薄照明及显示类产品扩散要求。
具体实施方式：
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本发明公开的一种发泡型扩散板片膜的制造方法，其步骤如下：
(1)将质量百分比0.3％-1.5％的助剂与98.5％-99.7％透明树脂粒料进行充分混合，进入低剪切高混合专用色母粒机，将其高温熔融，再经过融通管道挤出冷却并切成粒料，作为原料；
(2)将步骤(1)制作的原料用单螺杆或双螺杆挤出机塑化熔融挤出，送入第二阶挤出段；
(3)根据产品厚度及透光和扩散性能要求，使用微量计量泵以恒定量向熔融的树脂流体注入超临界二氧化碳50-200PPM；
(4)含有超临界二氧化碳的熔融树脂经过螺杆混合释放，静态混合器混合释放，超临界二氧化碳在熔融树脂中形成微孔微泡孔径1-5um,孔泡体积比0.5-10％；
(5)含有微孔的熔融流体经由板片膜模头流出进入压延机组,经过压延机辊间隙定厚度，辊表面压型产品表面，辊通水或油冷却，将熔融流体定型成为具有均一厚度和表面的板片膜。
其中，步骤(1)中透明树脂为聚碳酸酯，聚对苯二甲酸乙二醇酯,共聚树脂，抗冲型聚苯乙烯中的一种,折射率为1.56-1.65。
其中，步骤(1)中助剂为抗氧化剂、紫外吸收剂、荧光增白剂、分散剂、增韧剂。
利用本发明上述方法制备的发泡型扩散板片膜其厚度为0.2mm-0.5mm，体积密度0.9-1.19g/cm3，透光率在70-85％，雾度96％-99％。
实施例2
本发明公开的一种发泡型扩散板片膜的制造方法，其步骤如下：
(1)将质量百分比0.3％-1.5％的助剂与98.5％-99.7％透明树脂粒料进行充分混合，进入低剪切高混合专用色母粒机，将其高温熔融，再经过融通管道挤出冷却并切成粒料，作为原料；
(2)将步骤(1)制作的原料用单螺杆或双螺杆挤出机塑化熔融挤出，送入第二阶挤出段；
(3)根据产品厚度及透光和扩散性能要求，使用微量计量泵以恒定量向熔融的树脂流体注入超临界二氧化碳30-80PPM；
(4)含有超临界二氧化碳的熔融树脂经过螺杆混合释放，静态混合器混合释放，超临界二氧化碳在熔融树脂中形成微孔微泡孔径5-10um,孔泡体积比0.3-5％；
(5)含有微孔的熔融流体经由板片膜模头流出进入压延机组,经过压延机辊间隙定厚度，辊表面压型产品表面，辊通水或油冷却，将熔融流体定型成为具有均一厚度和表面的板片膜。
其中，步骤(1)中透明树脂为聚碳酸酯，聚对苯二甲酸乙二醇酯,共聚树脂，抗冲型聚苯乙烯中的一种,折射率为1.56-1.65。
其中，步骤(1)中助剂为抗氧化剂、紫外吸收剂、荧光增白剂、分散剂、增韧剂。
利用本发明上述方法制备的发泡型扩散板片膜其厚度为0.5mm-2mm，体积密度1.1-1.19g/cm3，透光率在80-95％，雾度96％-99％。
实施例3
本发明公开的一种发泡型扩散板片膜的制造方法，其步骤如下：
(1)将质量百分比0.3％-1.5％的助剂与98.5％-99.7％透明树脂粒料进行充分混合，进入低剪切高混合专用色母粒机，将其高温熔融，再经过融通管道挤出冷却并切成粒料，作为原料；
(2)将步骤(1)制作的原料用单螺杆或双螺杆挤出机塑化熔融挤出，送入第二阶挤出段；
(3)根据产品厚度及透光和扩散性能要求，使用微量计量泵以恒定量向熔融的树脂流体注入超临界二氧化碳20-50PPM；
(4)含有超临界二氧化碳的熔融树脂经过螺杆混合释放，静态混合器混合释放，超临界二氧化碳在熔融树脂中形成微孔微泡孔径5-15um,孔泡体积比0.1-3％；
(5)含有微孔的熔融流体经由板片膜模头流出进入压延机组,经过压延机辊间隙定厚度，辊表面压型产品表面，辊通水或油冷却，将熔融流体定型成为具有均一厚度和表面的板片膜。
其中，步骤(1)中透明树脂为聚碳酸酯，聚对苯二甲酸乙二醇酯,共聚树脂，抗冲型聚苯乙烯中的一种,折射率为1.56-1.65。
其中，步骤(1)中助剂为抗氧化剂、紫外吸收剂、荧光增白剂、分散剂、增韧剂。
利用本发明上述方法制备的发泡型扩散板片膜其厚度为0.5mm-2mm，体积密度1.15-1.19g/cm3，透光率在85-95％，雾度96％-99％。
最后说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管参照最佳实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本技术方案的宗旨和范围,其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。

Claims (6)

1.一种发泡型扩散板片膜的制造方法，其步骤如下：
（1）将一定比例的助剂与透明树脂粒料进行充分混合，进入低剪切高混合专用色母粒机，将其高温熔融，再经过融通管道挤出冷却并切成粒料，作为原料；
（2）将步骤(1)制作的原料用单螺杆或双螺杆挤出机塑化熔融挤出，送入第二阶挤出段；
（3）根据产品厚度及透光和扩散性能要求，使用微量计量泵以恒定量向熔融的树脂流体注入超临界二氧化碳；
（4）含有超临界二氧化碳的熔融树脂经过螺杆混合释放，静态混合器混合释放，超临界二氧化碳在熔融树脂中形成微孔；
（5）含有微孔的熔融流体经由板片膜模头流出进入压延机组, 经过压延机辊间隙定厚度，辊表面压型产品表面，辊通水或油冷却，将熔融流体定型称为具有均一厚度和表面的板片膜。
2.根据权利要求1所述的一种发泡型扩散板片膜的制造方法，其特征在于：所述步骤（1）中透明树脂为聚碳酸酯，聚对苯二甲酸乙二醇酯,共聚树脂，抗冲型聚苯乙烯中的一种,折射率为1.56-1.65。
3.根据权利要求1所述的一种发泡型扩散板片膜的制造方法，其特征在于：所述步骤（1）中助剂为抗氧化剂、紫外吸收剂、荧光增白剂、分散剂、增韧剂。
4.根据权利要求1所述的一种发泡型扩散板片膜的制造方法，其特征在于：所述步骤（1）中助剂的质量百分比为0.3%-1.5%，透明树脂粒料的质量百分比为98.5%-99.7%。
5.一种发泡型扩散板片膜,其特征在于,根据权利要求1所述的一种发泡型扩散板片膜的制造方法制得。
6.根据权利要求5所述的一种发泡型扩散板片膜，其特征在于，所述的发泡型扩散板片膜具有二氧化碳微泡孔，泡孔尺寸为1-20um,泡孔体积比例0.1%-10%，雾度96%-99%，透光率70%-95%。
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