CN114114489A - 聚酯反射膜、制备方法及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种聚酯反射膜、制备方法及其应用，具体涉及反射膜的技术领域。该聚酯反射膜包括依次层叠设置的支撑层、反射层和支撑层；聚酯反射膜的厚度为20‑100μm；反射层的厚度占比为70‑90％。本发明提供的聚酯反射膜，在厚度为20‑100μm时，反射层的厚度占比为70‑90％时，反射率至少为93.0％，挺度至少为0.3mN·m，使得小尺寸屏幕在超薄的反射膜厚度下，拥有高反射率和高挺性，保证了小尺寸屏幕的显示质量。相比传统的镀银反射膜反射率更高，提高了背光的光源利用率，同时降低了能耗。
Description
技术领域
本发明涉及光学薄膜技术领域，具体涉及一种聚酯反射膜、制备方法及其应用。
背景技术
背光模组为液晶显示器面板(LCD panel)的关键零组件之一，由于液晶本身不发光，背光模组的功能在于供应充足的亮度与分布均匀的光源，使其能正常显示影像。背光模组主要由光源、灯罩、反射膜、导光板、扩散板、增亮膜及外框等组件组装而成。背光模组根据应用屏幕的尺寸大小，分为大尺寸、中尺寸和小尺寸。大尺寸是指25英寸以上的屏幕，比如电视、显示器、商业显示屏等；中尺寸是指13～25寸的屏幕，比如笔记本电脑、平板电脑、电脑显示器等；小尺寸是指13英寸以下，比如手机、医疗器械显示、车载显示等。
不同尺寸或应用场景对背光模组的膜片性能要求不同，应用在小尺寸的反射膜，厚度一般不超过100μm，在此厚度下聚酯反射膜的市场占有率极低，主要是因为在20～100μm厚度的聚酯反射膜，反射率偏低，挺性不足，无法满足小尺寸的背光应用。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种聚酯反射膜，以缓解现有技术中小尺寸膜无法保证高反射率和高挺性的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明特采用如下技术方案：
本发明的第一方面提供了一种聚酯反射膜，包括依次层叠设置的支撑层、反射层和支撑层；
所述聚酯反射膜的厚度为20-100μm；
其中，反射层的厚度占比为70-90％。
可选地，所述支撑层的材料包括第一聚酯树脂、第一无机粒子和增韧树脂。
优选地，所述第一聚酯树脂的质量占比为99.0-99.6％。
优选地，所述第一聚酯树脂的粘度≥0.80dl/g。
优选地，所述第一无机粒子的质量占比为0.2-0.6％。
优选地，所述增韧树脂的质量占比为0.1-0.4％。
可选地，所述第一聚酯树脂包括聚合改性聚对苯二甲酸乙二醇脂和/或聚对苯二甲酸丁二醇脂。
优选地，所述第一无机粒子包括碳酸钙、二氧化硅、二氧化钛和硫酸钡中的至少一种。
优选地，所述增韧树脂包括马来酸酐接枝的聚乙烯。
可选地，所述反射层的材料包括第二聚酯树脂、第二无机粒子和不相容树脂。
优选地，第二聚酯树脂包括聚对苯二甲酸乙二醇脂和/或聚对苯二甲酸丁二醇脂。
优选地，所述第二无机粒子包括碳酸钙、氧化铝、二氧化钛和硫酸钡中的至少一种。
优选地，所述不相容树脂包括聚烯烃类树脂。
可选地，所述聚烯烃类聚酯的比重≥0.90g/cm3。
优选地，所述聚烯烃类聚酯的弹性模量≥800MPa。
优选地，所述第二无机粒子的粒径为0.1-2μm。
本发明的第二方面提供了所述聚酯反射膜的制备方法，将所述聚酯反射膜的材料三层共挤得到预制膜，再将所述预制膜双向拉伸后得到所述聚酯反射膜。
可选地，所述双向拉伸包括纵向拉伸和横向拉伸。
优选地，纵向拉伸比和横向拉伸比各自独立的为2.5-3.2。
优选地，所述纵向拉伸比和所述横向拉伸比各自独立的为3.0。
可选地，还包括在所述横向拉伸后进行的热定型步骤。
本发明的第三方面提供了聚酯反射膜在显示装置或太阳能电池背板中的应用。
优选地，所述显示装置包括液晶显示器。
优选地，所述液晶显示器包括液晶背光模组。
与现有技术相比，本发明至少具有如下有益效果：
本发明提供的聚酯反射膜，在厚度为20-50μm时，反射层的厚度占比为70-90％时，反射率至少为93.0％，挺度至少为0.3mN·m；当厚度大于50μm且小于等于100μm时，反射层的厚度占比为70-90％时，反射率至少为94.0％，挺度至少为0.5mN·m，使得小尺寸屏幕在超薄的反射膜厚度下，拥有高反射率和高挺性，保证了小尺寸屏幕的显示质量。相比传统的镀银反射膜反射率更高，提高了背光的光源利用率，同时降低了能耗。
本发明提供的聚酯反射膜的制备方法，操作简单，工业化程度高，适合大规模推广使用。
本发明提供的聚酯反射膜的应用，为显示装置和太阳能电池背板提供了性能更好的反射膜，提高了显示装置的亮度和质量；使得太阳能电池背板高效无损耗反射光线，提高太阳能电池的光转化效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为实施例1提供的聚酯反射膜的结构示意图。
图标：11-反射层；12-支撑层；111-不相容树脂；112-孔泡；113-第二无机粒子；121-第一无机粒子。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明实施例的组件可以以各种不同的配制来布置和设计。
本发明的第一方面提供了一种聚酯反射膜，包括依次层叠设置的支撑层、反射层和支撑层；所述聚酯反射膜的厚度为20-100μm；
其中，反射层的厚度占比为70-90％。
本发明提供的聚酯反射膜，在厚度为20-50μm时，反射层的厚度占比为70-90％时，反射率至少为93.0％，挺度至少为0.3mN·m；当厚度大于50μm且小于等于100μm时，反射层的厚度占比为70-90％时，反射率至少为94.0％，挺度至少为0.5mN·m，使得小尺寸屏幕在超薄的反射膜厚度下，拥有高反射率和高挺性，保证了小尺寸屏幕的显示质量。相比传统的镀银反射膜反射率更高，提高了背光的光源利用率，同时降低了能耗。
反射层的厚度占比在70-90％，可以确保聚酯反射膜较好的反射率；支撑层的厚度占比为10-30％，可以保证聚酯反射膜具有更好的挺性。
可选地，所述支撑层的材料包括第一聚酯树脂、第一无机粒子和增韧树脂。
优选地，所述第一聚酯树脂的质量占比为99.0-99.6％。
在本发明的一些实施方式中，所述第一聚酯树脂的质量占比典型但不限于99.0％、99.1％、99.2％、99.3％、99.4％、99.5％或99.6％。
优选地，所述第一聚酯树脂的粘度≥0.80dl/g。
第一聚酯树脂的粘度≥0.80dl/g时，具有更高的分子量，在经挤出机螺杆剪切时依然能保持较高的粘度，具有较好的成膜性和加工性能。
优选地，所述第一无机粒子的质量占比为0.2-0.6％。
在本发明的一些实施方式中，第一无机粒子的质量占比典型但不限于0.2％、0.3％、0.4％、0.5％或0.6％。
优选地，所述增韧树脂的质量占比为0.1-0.4％。
在本发明的一些实施方式中，增韧树脂的质量占比典型但不限于0.1％、0.2％、0.3％或0.4％。
可选地，所述第一聚酯树脂包括聚合改性聚对苯二甲酸乙二醇脂和/或聚对苯二甲酸丁二醇脂。
所述聚合改性聚对苯二甲酸乙二醇脂，通过季戊四醇和均苯四甲酸二酐原位改性，提高聚对苯二甲酸乙二醇脂黏度。由于小分子材料的引入，改变了聚对苯二甲酸乙二醇脂分子结构，经改性后的聚对苯二甲酸乙二醇脂，具有更优异的结晶性能，提高材料韧性，具有更高拉伸性能。能很好地解决在工业化生产超薄反射膜的稳定性问题，增加了反射膜的可拉伸性能，拉伸比提高，可改善反射膜泡孔结构，从而进一步提高反射率。
在本发明的一些实施方式中，第一聚酯树脂典型但不限于聚合改性聚对苯二甲酸乙二醇脂(PET)或聚对苯二甲酸丁二醇脂。
优选地，所述第一无机粒子包括碳酸钙、二氧化硅、二氧化钛和硫酸钡中的至少一种。
在本发明的一些实施方式中，第一无机粒子典型但不限于碳酸钙、二氧化硅、二氧化钛或硫酸钡。
优选地，所述增韧树脂包括马来酸酐接枝的聚乙烯。
在本发明的一些实施方式中，所述增韧树脂典型但不限于马来酸酐接枝的聚乙烯。
可选地，所述反射层的材料包括第二聚酯树脂、第二无机粒子和不相容树脂。
本发明不限制反射层的材料配比，任意配比的第二聚酯树脂、第二无机粒子和不相容树脂都可以作为反射层。
在本发明的一些实施方式中，反射层包括按质量百分比计的第二聚酯树脂70％、第二无机粒子15％和不相容树脂15％。
优选地，第二聚酯树脂包括聚对苯二甲酸乙二醇脂和/或聚对苯二甲酸丁二醇脂。
在本发明的一些实施方式中，第二聚酯树脂典型但不限于聚对苯二甲酸乙二醇脂或聚对苯二甲酸丁二醇脂。
优选地，所述第二无机粒子包括碳酸钙、氧化铝、二氧化钛和硫酸钡中的至少一种。
在本发明的一些实施方式中，第二无机粒子典型但不限于碳酸钙、氧化铝、二氧化钛或硫酸钡。
优选地，所述第二无机粒子为二氧化钛。
因为二氧化钛在物理和化学方面的稳定性好，折射率高，遮蔽性好，能提供更高的反射率。
优选地，所述不相容树脂包括聚烯烃类树脂。
需要说明的是，本发明中的不相容树脂是指与第二聚酯树脂不相容的树脂。不相容树脂与第二聚酯树脂不相容，在制备拉伸过程中，不相容树脂的周围会产生空隙，在反射层中形成孔泡，不相容树脂位于这些孔泡的中心。通过第二聚酯树脂和孔泡的折射率差异来提高反射率；这样的结构也会降低反射层的密度，降低聚酯反射膜的单位重量。但是密度过低，会导致同样挤出量条件下，在生产厚度较薄的薄膜，生产速度过快，稳定性差。所以选择相对较高密度的聚烯烃树脂，可以保证生产稳定性。同时，聚烯烃类树脂的临界表面张力小，容易包裹第二无机粒子，与第二无机粒子之间不易产生空隙，具有更完整的结合面。
可选地，所述聚烯烃类聚酯的比重≥0.90g/cm3。
优选地，所述聚烯烃类聚酯的弹性模量≥800MPa。
当聚烯烃类聚酯的弹性模量≥800MPa时，有利于拉伸成膜。
优选地，所述第二无机粒子的粒径为0.1-2μm。
在本发明的一些实施方式中，第二无机粒子的粒径典型但不限于0.1μm、0.2μm、0.3μm、0.4μm、0.5μm、0.6μm、0.7μm、0.8μm、0.9μm、1μm、1.1μm、1.2μm、1.3μm、1.4μm、1.5μm、1.6μm、1.7μm、1.8μm、1.9μm或2μm。
本发明的第二方面提供了所述聚酯反射膜的制备方法，将所述聚酯反射膜的材料三层共挤得到预制膜，再将所述预制膜双向拉伸后得到所述聚酯反射膜。
本发明提供的聚酯反射膜的制备方法，操作简单，工业化程度高，适合大规模推广使用。
优选地，所述聚酯反射膜的材料包括支撑层材料和反射层材料。
优选地，将支撑层材料混合得到第一混合物。
优选地，将反射层材料混合得到第二混合物。
在本发明的一些实施方式中，分别将第一混合物和第二混合物造粒得到第一混合物颗粒和第二混合物颗粒。
在本发明的一些实施方式中，将第一混合物颗粒和第二混合物颗粒通过三层共挤熔融塑化、流延铸片形成具有三层结构的预制膜。
在本发明的一些实施方式中，使用双螺杆混炼进行所述造粒。
优选地，所述双向拉伸包括纵向拉伸和横向拉伸。
可选地，纵向拉伸比和横向拉伸比各自独立的为2.5-3.2。
当纵向拉伸比和横向拉伸比为2.5-3.2时，第二无机粒子与第二聚酯树脂发生剥离产生的孔泡较多，因此由入射光在第二聚酯树脂与空气的界面处发生折射散射而产生反射的光就越多，另一方面，由第二无机粒子与孔泡的折射率之差产生的折射散射也变多，所以反射率提高。
当纵向拉伸比和横向拉伸比小于2.5时，预制膜不容易发生白化，得不到较高的反射率；而且拉伸比小于2.5得到的聚酯反射膜厚度斑点变大，厚度不均匀，无法得到良好均一的聚酯反射膜，因此光泽度也较低。当纵向拉伸比和横向拉伸比大于3.2倍时，在制膜过程中预制膜容易破裂，且在拉膜的过程中，预制膜容易从夹具脱落，不利于拉伸工序。
在本发明的一些实施方式中，纵向拉伸比和横向拉伸比典型但不限于2.5、2.6、2.7、2.8、2.9、3.0、3.1或3.2。
优选地，所述纵向拉伸比和所述横向拉伸比各自独立的为3.0。
在本发明的一种优选实施方式中，纵向拉伸比和横向拉伸比均为3.0，在该拉伸比下得到的聚酯反射膜具有最好的光泽度和反射率。
可选地，还包括在所述横向拉伸后进行的热定型步骤。
热定型指利用热力，消除聚酯反射膜在拉伸过程中产生的内应力，使大分子发生一定程度的松弛，使聚酯反射膜的形状固定成型。
本发明的第三方面提供了聚酯反射膜在显示装置或太阳能电池背板中的应用。
本发明提供的聚酯反射膜的应用，为显示装置和太阳能电池背板提供了性能更好的反射膜，提高了显示装置的亮度和质量；使得太阳能电池背板高效无损耗反射光线，提高太阳能电池的光转化效率。
优选地，所述显示装置包括液晶显示器。
优选地，所述液晶显示器包括液晶背光模组。
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。
实施例1-19和对比例1-2
各实施例和对比例均提供一种聚酯反射膜，其结构示意图如图1所示。聚酯反射膜包括层叠设置的支撑层12、反射层11和支撑层12。支撑层12内部均匀分布第一无机粒子121。反射层11内部均匀分布有第二无机粒子113和不相容树脂111，其中不相容树脂111外部包覆有孔泡112。
各实施例和对比例提供的聚酯反射膜的原料规格和添加比例如表1和表2所示。
表1原料规格表
| 代码 | 原料名称 | 特性黏度dl/g |
| A | 聚合改性聚对苯二甲酸乙二醇酯 | 0.82 |
| B | 聚合改性聚对苯二甲酸丁二醇酯 | 0.85 |
表2各实施例原料添加比例表
其中，表2中的增韧树脂为马来酸酐接枝聚乙烯，通过市售购买得到；高密度聚丙烯的型号为九江石化F03D。
对比例3
本对比例提供一种反射膜，该反射膜为宁波长阳科技股份有限公司的DJX50型号的PET反射膜,厚度50μm。
试验例1
对实施例1-19和对比例1-3提供的反射膜进行以下性能测试：
1、反射率测试：按照GB/T3979-2008标准，采用ColorQuest XE分光测色仪(Hunterlab公司制)，在D65光源条件下，通过积分球d/8°结构测试其反射率，反射率数据为400nm-700nm，每隔10nm波长的反射率，取550nm波长的反射率数值记录于表3中。
2、挺性测试：使用GP-50B微电脑挺度试验机，按照GB/T 22364-2008标准，将反射膜样品放置裁成固定尺寸，在旋转头旋转15°保持5s，由传感器得到力矩值，记为挺性值记录于表3中。
3、拉伸强度和断裂伸长率：使用电子拉力试验机，测试标准：GB/T1040.3-2006。反射膜规格为宽度15mm，长度150mm的长条样品，实验中部应有间隔50mm的两条平行线。实验速度为100mm/min。每组重复5个试样，测试结果取平均值记录于表3中。
表3反射膜性能数据表
由上述表3所示的数据可以得出，实施例1-6中，当厚度＜50μm时，反射膜的反射率和挺性减弱明显，所以优选厚度为50～100μm。对比实施例1、实施例6和实施例7-8，用特性粘度为0.82dl/g的聚合改性聚对苯二甲酸乙二醇酯制备的反射膜挺性更佳。根据实际使用需求，综合各方性能，优选实施例9-12的聚酯反射膜配方，得到的聚酯发射膜具有更好的反射率和挺性。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种聚酯反射膜，其特征在于，包括依次层叠设置的支撑层、反射层和支撑层；所述聚酯反射膜的厚度为20-100μm；
其中，所述反射层的厚度占比为70-90％。
2.根据权利要求1所述的聚酯反射膜，其特征在于
所述支撑层的材料包括第一聚酯树脂、第一无机粒子和增韧树脂；
优选地，所述第一聚酯树脂的质量占比为99.0-99.6％；
优选地，所述第一聚酯树脂的粘度≥0.80dl/g；
优选地，所述第一无机粒子的质量占比为0.2-0.6％；
优选地，所述增韧树脂的质量占比为0.1-0.4％。
3.根据权利要求2所述的聚酯反射膜，其特征在于，所述第一聚酯树脂包括聚合改性聚对苯二甲酸乙二醇脂和/或聚对苯二甲酸丁二醇脂；
优选地，所述第一无机粒子包括碳酸钙、二氧化硅、二氧化钛和硫酸钡中的至少一种；
优选地，所述增韧树脂包括马来酸酐接枝的聚乙烯。
4.根据权利要求2所述的聚酯反射膜，其特征在于，所述反射层的材料包括第二聚酯树脂、第二无机粒子和不相容树脂；
优选地，第二聚酯树脂包括聚对苯二甲酸乙二醇脂和/或聚对苯二甲酸丁二醇脂；
优选地，所述第二无机粒子包括碳酸钙、氧化铝、二氧化钛和硫酸钡中的至少一种；
优选地，所述不相容树脂包括聚烯烃类树脂。
5.根据权利要求4所述的聚酯反射膜，其特征在于，所述聚烯烃类聚酯的比重≥0.90g/cm3；
优选地，所述聚烯烃类聚酯的弹性模量≥800MPa；
优选地，所述第二无机粒子的粒径为0.1-2μm。
6.根据权利要求1-5任一项所述的聚酯反射膜的制备方法，其特征在于，将所述聚酯反射膜的材料三层共挤得到预制膜，再将所述预制膜双向拉伸后得到所述聚酯反射膜。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述双向拉伸包括纵向拉伸和横向拉伸；
优选地，纵向拉伸比和横向拉伸比各自独立的为2.5-3.2；
优选地，所述纵向拉伸比和所述横向拉伸比各自独立的为3.0。
8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，还包括在所述横向拉伸后进行的热定型步骤。
9.一种权利要求1-5任一项所述的聚酯反射膜或权利要求6-8任一项所述的制备方法制备得到的聚酯反射膜在显示装置或太阳能电池背板中的应用。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述显示装置包括液晶显示器；
优选地，所述液晶显示器包括液晶背光模组。
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