TW200827143A - Method for texturing polymeric films and articles comprising the same - Google Patents
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- B29C59/02—Surface shaping of articles, e.g. embossing; Apparatus therefor by mechanical means, e.g. pressing
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Description
200827143 九、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本揭示内容係關於使聚合膜結構化之方法及包括該等奸 構化膜之物件。 【先前技術】
通常難以自有機聚合物(具有大於或等於約13〇它之玻璃 悲轉隻溫度)製造具有小於或等於約7 5微米之厚度及大於 或等於約1,200毫米之大表面寬度之膜而無缺陷(例如折 皺、慧星狀物、毛刺、模劃痕、凝膠顆粒、微粒夾雜物或 諸如此類)。使膜結構化可改良其外觀,並使缺陷之可視 度降至最低。此等膜表面之結構化可改良膜黏附於另一表 面之能力,改良可印刷性,降低表面劃痕之可視度及對一 觀察或檢查結構化膜者而言其他上述缺陷。 …構化膜一般經由一基於溶液之製程製造,其中將有機 $合物溶解於溶劑中以產生聚合物溶液。㈣將該聚合物 溶液澆注於光滑表面上。使溶劑自澆注聚合物溶液蒸發 出。沿該堯注聚合物溶液表面拖拉一刮刀 ::度之膜,隨後使該表面結構化。由本方法提供二: 出現在膜的一表面上。因於存在溶劑,此係一昂貴製 :::二:面Γ境影響。自溶體(炼融狀態)製造結構化膜 液製造者便宜,但《製程伴隨因在膜表面上 形成靜笔何而致使臈固定之問題。 因此’當自-溶融狀態製造料,期望開發 小於或等於約100微米之膜" 厗又 、、、Ό構化之方法。亦期望開發一 124369.doc 200827143 種其紋理降低膜中所存在 【發明内容】 "見度之、u冓化膜。 物包括使有機聚合物組合物在低於有機聚合 I:5:::機聚合物之玻璃態轉變溫度的溫度下變形之 上述力中至少-種之έ且人=伸力、壓縮力或包括 番^工 ,5來貫施;當將有機聚合組合物安 =包括—橡膠表面之第—輥及包括—結構化金屬表面之 一"間時對其施加力;該變形產生-紋理比率為約〇5 至約3之結構化膜;該結構化臈厚度為約5至約75微求且在 膜之對置表面上,平均粗糖度為約G.3至約6微米。 本文亦揭不者係一種平均粗糙度為約〇3至約6微米之結 構化膜,其中在該結構化膜一表面上之表面平均粗糖度係 在該結構化膜對置表面上之表面平均粗縫度的約25%範圍 内0 【實施方式】 本文揭示-種用於製造結構化膜之方法,其中該等結構 化膜具有約5至約1〇〇微米之厚度。本文亦揭示一種用於製 造具有一拋光/拋光表面(其中對置表面經拋光)之膜、而不 對該膜施加應力的方法。在一例示性實施例中,該等膜係 自玻璃態轉變溫度大於或等於約1〇〇。〇之有機聚合物組合 物製造。在另一例示性實施例中,該等膜係自當於張力下 按知美國材料试驗學會(American Society f〇r the Testing of Materials) D 638 (ASTM D 638)測試時展示小於或等於 約10%之屈服點應變之有機聚合物組合物製造。 124369.doc 200827143 在-用於製備結構化膜之例示性實施例中,該方法包括 使擠出物在低於有貞聚合物組合物玻璃態轉變溫度之溫度 下變形。-實施變形之例示性方法係壓延。該壓延係在一 輥磨機巾對置㈣進行’其巾對置輥包括具有—結構化橡 膠表面之第-輥及可在與由第—輥所施加壓力相反之方向 上對擠出物施加壓力之第二輥。該第二輥包括一結構化金 屬表面。 結構化膜以及拋光/拋光膜較佳具有一小於或等於約ι〇〇 奈米之雙折射。該等膜可僅在一表面上或兩個表面(若期 望)上經結構化。使膜結構化會降低容易地注意到缺陷(例 如折敵、凝膠、慧星狀物、毛刺、模劃痕、凝膠顆粒、微 粒夾雜物或諸如此類)的可能性。與拋光/拋光膜一樣結構 化膜可不透明、透明或半透明。 期望結構化膜一表面上之表面平均粗糙度等於該結構化 膜對置表面上之表面平均粗糙度。在一實施例中,結構化 膜一表面上之表面平均粗糙度在該結構化膜對置表面上之 表面平均粗糙度的約10%範圍内、具體而言約15%範圍 内、更具體而言約20%範圍内、且甚至更具體而言約25% 範圍内。 在一例示性實施例中,該等結構化膜有利地具有一表面 粗糙度,如藉由大於用來製造結構化膜之結構化輥平均粗 糙度之平均粗糙度所量測。此結果係未曾預料到的。另 外,當在包括對置結構化輥之輥磨機中壓延有機聚合物組 合物時,膜之兩個對置表面皆可經結構化。該膜之對置表 124369.doc 200827143 2皆具有表面積,該等表面積係由大於或等於約〇.25米的 寬度尺寸且大於或等於約0.25米的長度尺寸(具體而言大於 或等於約0.5米的寬度尺寸且大於或等於約〇5米的長度尺 寸,且更具體而言大於或等於約丨.0米的寬度尺寸且大於 . 或等於約U米的長度尺寸)界定。該結構化膜通常具有約5 . 至約1〇0微米、具體而言約25至約75微米之厚度。 在另-例示性實施例中,當相應財―具有―個結構化 橡膠輥及一對置拋光/拋光鋼輥之輥磨機中藉由壓延經結 構化時,該等結構化膜較佳具有一個經結構化之表面(由 大於或等於約0.25米的寬度尺寸且大於或等於約⑴乃米的 長度尺寸所圍成),而該對置表面具有一拋光/拋光面。 該有機聚合物組合物可包括熱塑性聚合物、熱塑性聚合 物之摻合物、熱固性聚合物、熱固性聚合物之摻合物或熱 塑性聚合物與熱固性聚合物之摻合物。該有機聚合物組合 物可包括寡聚物、聚合物、離子聚合物、樹狀聚合物、共 I, 聚物(例如嵌段共聚物、接枝共聚物、星形嵌段共聚物、 無規共聚物或諸如此類)或包括上述有機聚合物中至少— 種之組合。 " 如上所述,該結構化膜包括一玻璃態轉變溫度大於或等 . 於約100°c之有機聚合物組合物。當使用有機聚合物之捧 合物及/或共聚物製造一結構化膜時,該有機聚合物組合 物中所用至少一種有機聚合物具有大於或等於約10(rc之 玻璃態轉變溫度。
亦如上文所述,該等結構化膜可自當按照ASTM D 124369.doc 200827143 測試時展示小於或等於約10%之屈服點應變 組合物製造。在一實施例中,該等結構化膜可自當= =S™ D 638測試時展示小於或等於約6%(具體而言小於或 等於約5%,且更具體而言小於或等於約4%)之屈服點應變 :有機聚合物組合物製造。屈服點應變係屈服點處之應 變,其中屈服點定義為在拉伸渴以中其中測試件開始永久 I伸之點。屈服點係應變增加而不伴隨應力增加之應力。 右負何降至零,測試件將不會恢復到其原始長度。 可以純〉尹形式或以摻合物及/或共聚物形式(在有機聚合 物、、且σ物中)使用以製造結構化膜之有機聚合物之實例係 聚烯烴、聚縮醛、《丙烯酸化物、聚碳酸酯、聚苯乙烯、 聚醋、聚醯胺、聚醯胺醯亞胺、聚芳_、聚芳基砜、聚醚 風聚笨石瓜輕、1氯乙婦、聚硬、聚酿亞胺、聚縫酿亞 月女、水四氟乙烯、聚醚酮、聚醚醚酮、聚醚酮酮、聚苯并 °惡唾、聚苯并W、聚料。定、$乙㈣、聚乙烯硫ϋ、 聚乙埽醇、聚乙稀_、聚#代乙烯、聚乙烯腈、聚乙稀 酉旨、聚續酸S旨、聚硫化物、聚硫§旨、聚礙、聚賴胺、聚 腺、聚胺基甲酸酉旨、聚璘腈、聚石夕氮烧、聚石夕氧烧或諸如 此類或包括上述有機聚合物中至少一種之組合。一例示性 有機聚合物組合物包括聚醚醯亞胺。 適宜有機聚合物之摻合物之實例係丙烯腈_ 丁二烯-苯乙 烯/耐綸、聚碳酸醋/丙稀腈_ 丁二稀_苯乙稀、聚苯心聚笨 乙稀、聚苯驗/聚酉篮胺、聚碳酸酉旨/聚醋、$苯醚/聚稀烴或 包括上述熱塑性樹脂之摻合物至少一種之組合。 124369.doc 200827143 有機聚合物可以任何適宜比率摻合 Λ $成有機聚合妨7 & 合物。有機聚合物組合物可包括二元摻合物、—— 、、、 及具有三種以上有機聚合物之摻合物。 ra 田该結構化膜中使 用二元摻合物或三元摻合物時,以該 ^ ’展聚合物組合物之 總重計,摻合物中之一種有機聚合物社 J佔約1至約99重量 %(wt%)。在該範圍内,以有機聚合 仍組合物之總重量 計’通常期望該等有機聚合物中之—的量大於或^約
2〇、具體而言大於或等於約30且更具體而言大於或等於約 40 wt%。在該範圍内,以有機聚合物組合物之總重量計, 亦合意者係小於或等於約90、具體而言小於或等於=肋且 更具體而言小於或等於約60 wt%之量。當使用具有二種以 上聚合物樹脂之摻合物的三元摻合物時,各種有機聚合物 可以任何期望重量比存在。 熱固性樹脂之實例係聚胺基甲酸酯、天然橡膠、合成橡 膠、環氧樹脂、酚醛樹脂、聚酯、聚醯胺、聚醚醯亞胺、 聚石夕氧及包括上述熱固性樹脂至少一種之混合物。 在一實施例中,在一種製造結構化膜之方法中,首先熔 融摻合一有機聚合物組合物(具有大於或等於約1 〇〇之玻 璃態轉變溫度或當按照ASTM D 638測試時具有小於或等 於約10%之屈服點應變)。 有機聚合物組合物之熔融摻合包括使用剪切力、拉伸 力、壓—力、超音波能、電磁能、熱能或包括上述力或能 ΐ形式中至少一種之組合且其可在處理設備中進行,其中 上述力係藉由單螺杆、多螺杆、嚙合共轉或反轉螺杆、非 124369.doc -10- 200827143 ::合共轉或反轉螺杆、往復式螺杆、具有鎖之螺杆、具有 銷之桶、輥、柱塞、螺旋形轉子 合施加。 t括上迷至少—種之組 包括上述力之熔融摻合可在機器中實施,例如單 出機、多螺杆擠出機、Buss捏揉機、—1、 h:ne:、R。^合機、Banbury、輥磨機、成型機(例如 注射成型機、真空形成機、吹製成型機或諸如此類)或包 括上述機器至少一種之組合。一 ’ 螺杆擠出機。 w摻合裝置係雙 在-實施例中,在擠出有機聚合物組合物期間,擠出機 中之仏融摻合物係'經過㈣過渡以去除有機聚合物组人物 二斤!ΓΓ物及凝膠顆粒。炼融過遽可由-直接插入
Cj =1:合所支撐之多孔板提供,其中該渡網組 ,包括各種網目大小之金屬濾網。亦可❹由多孔板支撑 之過濾網組合以幫助形成壓力並促進擠出機内之分 :。通:多孔板及渡網組合恰好位於擠出機桶末端:: 之外。多孔板通常係具有-系列均句孔(大約3毫米)之盤戍 機械加工貫穿該板厚度並沿炫體流動方向 排列。夕孔板之功能係提供濾網組合結構 機内高下游壓力下可破裂或,,吹破"。 牙,”在擠出 :慮:-=單位面積具有指定孔數之編織金 4網。在—實㈣巾,期望使用—具有網目大小為約5至 約50微米(具體而言約1〇至 丑吾至更呈辦而士 為約15至約30微米)之過濾網對熔融有機聚合物組合物進 124369.doc 200827143 行溶融過濾。—、 Μ —過濾網之例示性網目大小係約1 5至約25微 米。 擠出物在 >望θ ^ 银具口處之溫度可改變最高超出有機聚合物組 合物之破填態轉變溫度(Tg)約3〇°c、具體而言最高超出有 機聚合物組人t 、、、且5物之玻璃態轉變溫度τ約25t、且更旦體而 言係最高超ψ女η 有機聚合物組合物之Tg約2〇。〇。當有機聚合 物組合物包衽_ a , 何一具有兩個明顯不同之玻璃態轉變溫度之有 機聚合物^►彡炎 ^ 3物及/或共聚物時,擠出物溫度係大於或 等於、勺為有機聚合物組合物之最高玻璃態轉變溫度。 *在自擠出機擠出擠出物後,為製造無任何缺陷(例如模 替爽雜物、彗星狀物、毛刺或諸如此類)之結構化 常期望在比通常處理此等膜所採用者低之溫度及速 =^擠出物變成膜。一般就施加此等形變力之較低溫度 二通常期望在低於擠出物之破璃態轉變溫度之 使擠出物變形。&,/全@ ϋ 班S背出物的溫度未必必需低於擠出 物之破螭態轉變溫度 (機器部件)佯持* 形變力之裝置 牛)保持在一低於擠出物之玻璃態轉變溫度 卜 〇 在一例示性實施例中,變形力# 刀係男切力、壓縮力或拉伸 力或包括上述力中至少一種之組 —_ ^ 右而要,該等形蠻力 ;二或相繼施加。通常期望使與擠出物接觸並 機=溫度保持在低於擠出物之Tg的溫: 施力,等形變力之機器部件的 &保持在較擠出物之丁§低 124369.doc -12- 200827143 5C(具體而言1〇。〇,更且轉而丄 。 尺"、骽而吕15C且最具體而言2〇〇c) 下0 如上所述,當該有機聚合物組合物包括具有兩個明顯不 同玻璃態轉變溫度之有機聚合物之摻合物及/或共聚物時 且當各個有機聚合物間存在—定程度不相容性時,期望將 與擠出物接觸並施加該等形變力之機器部件之溫度保持在 小於或等於約為有機聚合物組合物最高玻璃態轉變溫度之
溫度下。 在例示性貝施例中,擠出物在一輥磨機中經過變形。 一例示性變形形式為在輥磨機中藉由壓延而熱成形。在— 實施例中’該輥磨機通常包括—個結構化橡膠輥。在另_ 實施例中,純磨機通常包括—個結構化橡膠輥及一個結 構化金屬m示性結構化金屬輥係結構化鋼輥。兩; 或三個輥磨機兩種情況皆可有利地用於製造結構化膜。在 -實施例中’㈣物之變形係用於使膜結構化。在另_者 施例中η吏用兩個或兩個以上之結構化輥以在膜之兩個: 面上產生紋理。 〜 在一實施例巾,結構化橡膠親或結構化金—八 於約4公分至約4米(具體而言介於約15公分至約15米,1 更具體而言介於約25.4公分至約丨米,且甚至更具體而: 介於約30公分至約60公分)之直徑。扃M ° 且k在擠出物即將進入 磨機輥隙點處其線速度約為1/2米/分 ,/刀隹里(m/min)至約j 〇 m/min、具體而言約10至約300 m/min且更具體而言約; 約15〇 m/min。該結構化橡膠輥可為或可不為驅動觀(即, 124369.doc 13- 200827143 其可或可不ϋ接至動f亥等輕之馬達)。 ^-a例中,擠出機模具π與輕磨機輥隙間之距 “約2至約30公分、具體而言約6至約2〇公分、且更具體 而言約7.5至約15公分。 、— 結構化可用於製備且古 主丈,t 了主 備具有一表面粗糙度之膜。表面粗糙度
可表不為一平均粗糙度或R 千句粗糙度亦稱為算術平
均數及中心線平均數。立孫A 〃係在取樣長度範圍内獲得並自圖 形中心線量測之所量測 里別J面同度偏差絕對值的算術平均 ;。平均粗链度之量測顯示於圖1中。平均粗糖度讀數通 =用連續平均型之觸針型儀器獲得。在擠出物變形時, 期望製造平均粗链度(RA)信兔的 、 “至請米,更且體而2約6微米(具體而言約 卞更八體而吕約0.5至約2微米,且甚至 體而言約0.6至約1.5微米)之膜。 '、
U 在-實施例中,為製造平均粗链度為約〇.3至 結構化膜,期望該結構化橡膠輕具有則至約6微/之^ 平均㈣且該金屬輕具有約2至約8微米之表面平均粗: 度。在上述指定值範圍内,對於該結構化橡㈣而古 望具有約2至約5微米(具體而言約3至約4微米)之表面平均 粗糙度。在上述指定值範圍内’對於該結構化金屬輥而 吕,期望具有約3至約7微米(具體而言約4 面平均粗糙度。 卞)之表 在-實施例中,在變形期間該膜接觸結構化橡膠 ^側上’該結構化膜可具有1GG%或更高之複製效率。 複製效率係定義為膜_表面之RA除以橡膠輕之Μ。 124369.doc .14- 200827143 如上所述,期望當在擠出物變形期間僅使用一個結構化 橡膠輥日守,在膜之兩個表面上皆產生紋理。使用單一結構 化輥(其中該結構化輥係一結構化橡膠輥)將使得該膜具有 i於或等於約100奈米(具體而言小於或等於約奈米,具 冑而言小於或等於約30奈米,且甚至更具體而言小於或等 於約20奈米)之雙折射延遲。 在-實施例中,藉由使結構化膜在大於或等於約為有機 聚合物組合物最高玻璃態轉變溫度之溫度下退火,可將該 膜之結構化表面可轉變成一拋光/拋光表面。 舉例而言,若TgA係有機聚合物a之玻璃態轉變溫度且 TgB係有機聚合物B之玻璃態轉變溫度,二者皆包括於擠出物 玻璃態轉變溫度為Tg(A+B)之擠出物中,使TgB>T_)>TgA, 則使该結構化膜在大於或等於TgA之溫度下退火將使該膜自 具有一結構化表面者轉變成具有一拋光/拋光表面者。 通常期望使該結構化膜在比該結構化膜之最高玻璃態轉 〇 變溫度高大於或等於約5°C (具體而言大於或等於約1〇t, 更具體而言大於或等於約15t,且甚至更具體而言大於或 等於約20°C )之溫度下退火。 - 通常期望將該結構化膜退火長達約3〇分鐘之時期。在該 • 範圍内,通常期望使該結構化膜退火大於或等於約1 〇秒鐘 (具體而言大於或等於約60秒鐘,更具體而言大於或等於 約1分鐘,且甚至更具體而言大於或等於約2分鐘)之時 期。在該範圍内亦期望者係退火時間小於或等於約Μ分 鐘、具體而言小於或等於約20分鐘、且更具體而言小於或 124369.doc -15- 200827143 等於約15分鐘。膜或薄片可使用加熱(包括傳導、對流、 輕射)或包括丨述加熱方法至少一種之組合來退火。 在-實施例中,該方法可用於製備具有一個或更多結構 化表面之多層臈。在一例示性實施例中,該方法可用於夢 備具有兩個結構化表面之多層膜。多層膜首先可藉由共擠 出製造。-例示性多層膜包括複數個彼此緊密接觸之層。 在-實施例中,兩層或以上層可經佈置彼此緊密 成多層膜。在-實施例中,各個膜之最大表面彼此緊密接 觸以形成多層膜〇 j£播屮健 ^ 機中變形。 W後’❹層膜可如上所述在輕磨 在一實施例中,在-種多層膜之共擠出方式中,將來自 不同擠出機之熔體流(擠出物)供給 種炫體流係在進入模具前混合。在另-實施例中,;:: :扮出機之熔體流供給多歧管内部組合模具 熔 可分別進人模具且恰好在内部最終模口匯合。在2 = =1’ :將來自不同擠出機之溶體流供給多歧管外部二 =卜部混合模具具有用於不同溶體流的完全隔二 2=二:等流分別穿過該等,模具,恰好在 淮口。5亥等層可在仍保持熔 下游時組合。多層膜製備中所用例示性模且=好在換具 塊。在-例示性實施例中,用於多層膜共擠出=核具 應地係單螺杆擠出機。然後將共擠出薄片在相 延以製備結構化多層膜。 i輥磨機中壓 自上文詳盡方法所獲得之膜視情況係光學透明的,且其 124369.doc •16- 200827143 可製造成具有W融速率之組合物以容許其在能忍受小於 或等於約彻。F之溫度的基材上經模製。以此一方式製造 之聚合物擠出物有利地不具有任何缺陷(例如折皺、慧星 狀物、毛刺、壓模劃痕、凝膠顆粒、顆粒夾雜物或諸如此 類)’且其因此可用於朵學虛 用於光予應用(例如光學元件、眼用薄 片、顯微鏡及諸如此類)中。另外,可在聚合物擠出物中 添加能促使納入功能特性(例如光偏振、光致變色、著
色、顏色、裝飾、標記、硬度、耐磨、防霧、χ_射線記錄 性能、照相膠片性能、勃付蚀左& & 此數位儲存性能、光管理性能及諸如 此類)之添加劑。 以下僅用於舉例說明而非限制之實例闡述製造本文所述 結構化膜之一些不同實施例之組合物及方法。 實例 實例1 實施該實例以證明使用上述方法可製造結構化膜。將由 General Electric公司製造之町⑽⑧1〇〇〇(聚喊酿亞胺怫 出且隨後使其在一雙觀磨機中經過壓延。 擠出機條件及輥磨機中輥之溫度與速度顯示於下W 中。在表1之實例中,樣品AAB係對照樣品。在—具有平 均長度與直徑比為24:1之單螺杆擠出機中進行擠出。螺杆 具有38毫米之直徑。擠出機具有4個桶(在表ι中以區表示) 及-模具,其溫度係下文所闡述者。輥一結構化橡膠 輥,而對於樣品A及B而f,輥2係-具有拋光/拋光表面之 鋼輥。因此樣品八及3係對照實例。在樣品丨_7中,輥丨係一 124369.doc •17- 200827143 結構化橡膠親’而報2係一結構化鋼輥。始具有3〇公分之 外徑’同樣輥2具有30公分之外徑。對於樣品卜3而言,概 ”為約5.90微米之結構化_。對於樣品4_6而言,㈤
係RA為約⑶微米之結構化橡膠幸昆,而車昆為約W 微米之結構化鋼輥。 Γ' Ο ,品7係使用L/D為32:1且直徑為⑼毫米之單級單螺杆 二=造。。擠线具有9個溫度值(分別自喉道至模幻為 n 0 ' 32〇C ' 321〇C ' 339*8 〇C ' 340.〇°C > 341.3°C ^ 340.1 C、338 1。。 Μ於樣品7而言,㈣:?。螺杆速度為32 人极 μ樣⑽在杈出期間使用15微米中心 金屬過濾器熔融過濾。 5二三輥磨機中壓延樣品7。將親Κ結構化橡膠輥)設定在 溫度下’而將輥2(結構化鋼㈤設定在13〇t之溫度 度為在124 c之溫度下。輥3係-引離輥。線速 H德.>只774里對於樣品7,輕1係1^為約2.36微米之結 =::昆’而輕2_為約4.72微米之結構化_^ :輪及結構化鋼軋輥皆具有6〇9毫米之外徑。樣品7 、寸(、’々160公分)之寬度’且其在變形後經平衡以具 有5〇央吋之最終膜寬度。 中之膜RA值以微英吋表示^ ^ ^ ^ ^ 輪廓儀it 」糸使用Dektak 3表面 為凝料Γ 均值。表2中所記錄之可視凝膠數 為嘁膠計數/平方米臈。 124369.doc -18- 200827143 表1 樣 品 # 1區 (°F) 2區 (T) 3區 CF) 4區 (°F) 模具 溫度 CF) 螺杆速度 (RPM) 輥1溫 度(°F) 輥2溫 度(°F) 線速度 (英尺/ 分鐘) A 610 620 630 640 650 25 110 240 28.5 B 620 640 660 670 680 45 120 240 17.7 1 660 670 680 690 700 26.2 110 350 52.5 2 635 645 655 665 675 23 110 300 42 3 660 670 680 690 700 42 110 220 52.5 4 620 630 640 645 650 14 110 330 32.25 5 640 650 660 670 675 28 110 300 42 6 660 670 680 690 700 28 110 330 32.25 7 參見段落[0047]及[0048] 以下表2顯示壓延膜之性質。 樣品 A B 1 2 3 4 5 6 7 絲網(以微米表示) 25.0 125.0 25.0 37.5 50.0 25.0 37.5 50.0 25 膜不光滑側之 RA(微英吋*) 10.0 13.0 54.6 54.1 64.7 8.5 10.5 10.7 77.2 膜光滑側之RA (微英吋, 4.2 0.8 56.6 43.6 70.1 15.6 14.4 15.8 87.5 橡膠輥(輥1)之 RA(微英吋*) 35.0 35.0 50.0 50.0 50.0 35.0 35.0 35.0 70 鋼輥(輥2)之RA (微英吋*) 抛光 抛光 150.0 150.0 150.0 65.0 65.0 65.0 135 橡膠側複模比率 1.09 1.08 1.29 0.24 0.30 0.31 1.83 膜鋼側/膜橡膠側 1.04 0.81 1.08 1.84 1.37 1.48 0.99 凝膠**計數/平方米 646 57 517 0 0 517 9,817 1,550 0 凝膠及斑點**總數/ 平方米 19,380 1,014 4,134 2,583 517 15,500 16,017 3,100 0 *1微米=(1/25.4)微英吋 * *由觀測者A獲得之計數 正如表2中所示,對照樣品A及B(其乙在一具有結構化橡 膠輥及對置拋光/拋光輥之輥磨機上經變形(壓延))顯示一 具有平均粗糙度分別為10與13微英吋之不光滑面之表面, 而對置表面具有一平均粗糙度小於4.2微英吋之光滑拋光/ 拋光表面。 124369.doc -19- 200827143 然而’作為本揭示内容實施例代表之樣品1、2及3在膜 兩側上皆顯示具有實質上相同粗糙度之對置結構化表面。 樣品1、2及3展示超過100%之複製效率。正如表2中所提 到,計數可由一個人觀測者A獲得。應注意,不同觀測者 可獲得不同觀測結果,且因此應提供該資訊。未進行將由 不同觀測者獲得之觀測結果相關聯之測試。 亦作為本揭示内容實施例代表之樣品4、5及6顯示對置 結構化表面,其中該膜與結構化橡膠輥接觸之表面上粗糙 度為该膜與拋光/拋光輥接觸之表面上粗糙度的兩倍。 表2亦表明,當膜使用具有適當平均粗糙度之輥結構化 時,肉眼可見之斑點及凝膠顆粒數會明顯減少。舉例而 言,使用一平均粗糙度為約50微英吋(約2微米)之橡膠輥及 平均粗糙度為約150微英吋(約6微米)之鋼輥結構化之樣品 1、2及3展示當與對照樣品A&B比較時可計算在内的凝膠顆 粒數有大的下降。另一方面,使用一平均粗糙度為約%微英 t/ 吋之橡膠輥及平均粗糙度為約65微英吋之鋼輥結構化之樣品 4、5及6展示比樣品丨、2及3高之可計算在内的凝膠顆粒數。 因此,藉由使用一平均粗糙度為約丨至約6微米之結構化 • 橡膠親及表面平均粗糙度為約2至約8微米之金屬親,可見 • 缺陷(例如凝膠顆粒及斑點)之百分比每平方来結構化膜降 低超過30‘%/之量、具體而言超過4〇%之量、更具體而言超 過70%之量、且甚至更具體而言約ι〇〇%之量。 正如自樣品1、2及3所看出,較適合係該結構化膜一表 面上之表面平均粗糙度係等於該結構化膜對置表面上之表面 124369.doc -20- 200827143 平均粗難。-般而言,正如自表2中所看出,該結構化膜 -表面上之表面平均粗糙度係在該結構化膜對置表面上之表 面平均粗經度的約1G%範圍内、具體而言約15%範圍内、 具體而言約鳩範圍内、且甚至更具體而言約25%範圍内。 進-步自表2中可看出,對於樣品卜2及3,橡膠側複势 比率(其可定義為膜一側(接觸橡膠輥)上之紋理(即,平均 粗趟度)與鋼幸昆上之紋理的比率)係大於i,而對於樣品4、5 及6則係小於i。對於樣品8,橡膠側複製比率為1.83。橡 膠側複製比率之數值表明結構化鋼親係主輥。舉例而令, 在樣品1、2及3中,#結構化㈣具有_約紅9峨米之 RA時’橡膠側複製比率係大於或等於^,而對於樣品 4/认6而言,當結構化鋼輥具有約2.55微米之RA時,橡 膠側複製比率係小於或等於約〇.5。
(J 該膜與鋼輥接觸表面上之紋理(即,平均粗縫幻和親磨 期間該膜與橡膠輥接觸表面上之紋理的比率亦展示於表2 中。自該等結果可再次看出,鋼輥係主輥。舉例而言,自 樣叩1 2及3可看出,該比率約為丨,而對於樣品4、$及6 而言,該比率明顯大於13。因此’鋼輥之紋理在製造期間 該膜與橡膠輥接觸之表面上所形成之紋理上扮演重要角色。 。该結構化膜對置表面上之粗趟度比率亦可用於建立一方 私式,根據此方程式可達成預測不同結構化鋼輥之紋理的 目的。此預測結構化之能力 ^ 月“ T用於進仃在完成結構化製程 ^可促使濁度降低並改良Α類卷材捲繞之計算。Α類卷材 繞之改良可防止卷材中一層膜與卷材中相鄰層膜黏結。 124369.doc -21 - 200827143 圖2係在該結構化膜與橡膠輥接觸之表面上所量測之平 均粗糙度對在該結構化膜與鋼輥接觸之表面上所量測之平 均粗糙度所繪示的圖示。圖2中所顯示之量測值係來自表 2。在圖2中,來自表2關於膜不光滑側之平均粗糙度的資 • 料係針對該膜光滑側之平均粗糙度進行作圖。藉由基於回 歸之曲線擬合程式來擬合表2之資料,下列經驗方程式⑴ 了用於預測遠膜接觸橡膠親之表面上的平均粗链度。 (, 少= 56.13/^⑻一226.12 (I) 在方程式(I)及圖2中,y代表該膜在接觸橡膠輥之表面上的 紋理,而X代表該膜在接觸鋼輥之表面上的紋理。自方程 式⑴可確疋,為製備在膜兩個表面上皆具有約25微英吋的 平均粗糙度的膜,平均粗糙度為約8〇至約9〇微英吋之鋼輥 係適用的。一在膜兩個表面上平均粗糙度為約乃微英吋之 膜通常具有一低濁度。大於3〇%之濁度值被認為漫射, 即,該膜具有一混濁外觀。 G 合意的是具有約〇·5至約3·〇、具體而言約〇·75至約2.5、 且更具體而言約1至約2·〇間之數量的紋理比率。 舉例而言,使用ASTM D 1003,表2中樣品4及7(二者皆 ' 具有25微米之厚度)之濁度值與光透射值分別係2.5%與 88.9%及分別係20.8%與88 8%。當表2樣品7之厚度增加至 50微米時,使用ASTM D 1〇〇3,膜之濁度與光透射分別為 69.6%與86.3%。當樣品7之膜厚度增加至超過5〇微米時, 其因此具有-漫射性外觀。另外,當由所揭示方法製備之 膜製得後捲繞於輥上時,並未展示更多黏結。因此,對於 124369.doc -22- 200827143 一特定膜厚度而言,吾人可使用本揭示内容之教示製造具 有—允許紋理及期望濁度之八類卷材用於給定應用。 實例2 該實例例示退火及熔融過濾對結構化膜中可識別缺陷數 • 目的影響。組合物與結果一起顯示於表3中。表3之樣品A 對應於表1之樣品A,同樣表3之樣品1對應於表丨之樣品丄。 表3中樣品AA係表2中製成一結構化膜後於約2丨5它之溫度 ( 下進行1 5分鐘退火之樣品A。表3中樣品1A係表3中擠出製 程期間經過熔融過濾(MF)之樣品1。樣品ία製成一結構化 膜後於約215 °C之溫度下進行15分鐘退火。膜中缺陷數之 觀測結果可由不同於實例1中觀測者A之觀測者b獲得。 表3中樣品8及8 A類似於表2中樣品4,且係在於與表2中 樣品4相同之條件下使用一結構化橡膠輥及一個結構化鋼 輥製造。樣品8及8A皆包含Ultem 1000且係如上所述在單 螺杆擠出機中製造。用於製造樣品8及8A之輥磨機條件係 I) 如上所述。橡膠輥之RA係35微英吋,而鋼輥之ra係65微 英吋。樣品8A於215°C之溫度下進行15分鐘退火。 樣品9及9A係自聚碳酸酯製造。聚碳酸酯係General * Electric公司用於實驗的開發級聚碳酸酯。樣品9及9A係使 , 用L/D為33且直徑為105毫米之單級單螺杆擠出機制備。擠 出機具有溫度值(分別自喉道至模具)為5 0 °C、2 5 5 °C、2 8 5 °C、285°C、285 °C、275°C、275°C、270°C 及 285°C 之 9個
區(桶)。螺杆速度為34 rpm。將樣品9及9A在具有一結構 化橡膠輥及一結構化鋼觀之輥磨機中壓延。橡膠輥之RA 124369.doc -23- 200827143 為25微英吋,而鋼輥之RA為156微英吋。然後,使樣品9A 於150°C之溫度下進行15分鐘退火。 樣品10可以一類似於表2中樣品7之方式來製造,只是其 未經熔融過濾。樣品10包含Ultem 1000。樣品10係使用 L/D為33且直徑為105毫米之單級單螺杆擠出機來製備。擠 出機具有溫度值(分別自喉道至模具)為190°C、300°C、340 °C、345〇C、3 50〇C、33 0〇C、330〇C、3 30〇C 及 340〇C 的 9個 區(桶)。螺杆速度為26 rpm。樣品10係在具有一結構化橡 膠輥及一結構化鋼輥之輥磨機中壓延。橡膠輥之R A為3 8 微英吋,而鋼輥之RA經拋光。樣品10於220°C之溫度下進 行1 5分鐘退火。未經退火及經退火樣品之結果顯示於表3 中0 表3 樣 品 組合物/ 樣品處理 厚度 (以微米表不) 延遲 (以(奈米)表示) A側Ra (微英吋) B側Ra (微英吋) 缺陷/ 平方米 A Ultem 1000 25 20 54.59 56.56 3294 AA Ultem 1000 /退火 25 12 8.91 10.20 12013 1 Ultem 1000 /MF* 25 100 75.20 74.54 194 1A Ultem 1000 /MF*+退火 25 72 5.86 8.29 4456 8 Ultem 1000 25 20 15.81 13.09 2325 8A Ultem 1000+ 退火 25 12 9.26 10.11 5424 9 聚碳酸酯 43 32 81.10 32.02 194 9A 聚碳酸酯+ 退火 43 0 13.72 3.75 4069 10 Ultem L-6 27 76 16.67 10.74 34100 自表3可看出,退火可促使雙折射延遲降低。此乃因膜 124369.doc -24- 200827143 中聚合物分子在退火後發生鬆弛。亦可 的芈妁相鉍疮4上 有出’该膜兩側上 的千均粗铋度相當。此係期望的, ^ ^ ^ ^ ^ ^ U為其表明鋼輥之紋理 々勾方式轉私至結構化膜兩個對置表面。 另外,自表3中可看出,結構化降低^ 積之缺陷數。自表3令可看出 』母早位膜面 ^ * 田樣口口退火時,妹Μ仆隊 低且缺陷變得可男 . …主見因此’結構化可消除不期望缺陷之存 、、成小的旦丄 田臈進仃退火時,缺陷數目 =的置大於或等於約5〇%、較佳大於或等於約嶋、且 更佳大於或等於約75%。 枯’考“列性實施例闡釋了本發明,但彼等熟諳此 、竹應、瞭解,對該等實施例可作多種改變且可用等效 :二代其要素而不背離本發明之範圍。另外,為適應_且 體t月況或材料亦可對本發明之教示實施多項改變且不背離 本發明之基本範圍。因此’本文並非意欲將本發明限於所 ϋ 2的作為實施本發明最佳設想模式之特定實施例’而係 〜使本备明涵盍所有屬於隨附申請專利範圍範嗜内之實 施例。 、 【圖式簡單說明】 圖1繪示如何量測粗糙度;及 4 Θ係、、、α構化膜與橡膠輥接觸之表面上所量測之平均粗 Γ X卄對釔構化膜與鋼輥接觸之表面上所量測之平均粗糙 度所繪示之圖示。 124369.doc -25-
Claims (1)
- 200827143 十、申請專利範圍: 1 · 一種方法,其包括: 使有機聚合物組合物為供 氐於有機聚合物組合物中 聚合物之玻璃態轉變溫度有枝 施加-剪切力、拉伸力、壓心形係藉由 甲刀壓鈿力或包括上述力中至 種之組合來實施;當將有機聚^a合物安置於包括一橡 膠表面之第一輥與包括一結構 舟儿至屬表面之第二輥間C 時’將該等力施加於其上;該變形產生—紋理比率為約 〇.5至約3之結構化膜;該結構化膜的厚度為約$至約乃微 米且在膜之對置表面上平均粗糙度為約〇·3至約6微米。 2. 如請求们之方法,彡中該橡膠表面係—表面平均㈣ 度為約1至約6微米之結構化橡膠表面。 3. 如請求項丄之方法,其中該、结構化金屬表面具有約2至約 8微米之表面平均粗糙度。 4. 如請求们之方法,其進一步包括擠出該有機聚合物組 合物。 5·如請求項4之方法,其中該擠出係在變形前實施。 6.如請求項4之方法,其中該擠出包括共擠出一膜以製備 共擠出膜。 7·如請求項6之方法,其中該共擠出膜係多層膜。 8 ·如明求項2之方法,其中該結構化金屬輥具有比該橡膠 軺1表面平均粗糙度大之表面平均粗糙度。 9·如請求項1之方法,其中該結構化膜具有一約〇.75至約2 之紋理比率。 124369.doc 200827143 I 〇·如請求項1之方法,其中該變形係在距擠出機模具約2至 約20公分之距離下進行。 II ·如請求項1之方法,其中該變形係在一具有大於或等於 約l〇〇°C之玻璃態轉變溫度或當按照ASTM D 638測試時 • 具有小於或等於約1 〇%之屈服點應變之有機聚合物組合 物上進彳亍。 12·如請求項11之方法,其中該有機聚合物組合物包括聚烯 (、 烴、聚縮醛、聚丙烯酸化物、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚 酯、聚醯胺、聚醯胺醯亞胺、聚芳酯、聚芳基砜、聚醚 砜、聚苯硫醚、聚氯乙烯、聚砜、聚醯亞胺、聚醚醯亞 月女、四氟乙稀、聚_酮、聚_鱗酮、聚鱗酮酮、聚苯 并噁唑、聚苯并咪唑、聚吡咯啶、聚乙烯醚、聚乙烯硫 醚、聚乙稀醇、聚乙烯酮、聚Α代乙烯、聚乙烯腈、聚 乙烯Sg、聚磺酸酯、聚硫化物、聚硫酯、聚砜、聚磺醯 胺、聚脲、聚胺基甲酸酯、聚磷腈、聚矽氮烷、聚矽氧 U 烧或包括上述有機聚合物中至少一種之組合。 13·如凊求項丨之方法,其中該有機聚合物組合物包括聚醚 隨亞胺。 14.女明求項9之方法’其中該結構化膜具有小於或等於約 ' 100奈米之雙折射延遲。 I5·如請^項1之方法,其進一步包括使該有機聚合物組合 物在N於該有機聚合物組合物之最高玻璃態轉變溫度之 溫度下退火。 士明求項4之方法’其進一步包括熔融過濾該有機聚合 124369.doc 200827143 物組合物。 17. 18. 一種藉由請求項1之方法製成之膜。 如請求項17之膜,#中該膜具有約〇·3至約6微米之平均 粗趟度,其中該結構化膜—表面上之表面平均粗链度係 在該結構化膜對置表面上之表面平均粗糙度的約25% 内0 3求項17之膜’其中該膜係、由—包括以下各物之有機Ο =物組合物製得:聚稀烴、聚祕、聚丙稀酸化物、 ::駄酯、聚苯乙烯、聚酯、聚醯胺、聚醯胺醯亞胺、 聚芳酯、聚芳基砜、聚醚砜、聚苯硫醚、聚氯乙烯、聚 砜、聚醯亞胺、聚醚醯亞胺、聚四氟乙烯、聚醚酮、聚 賴_、聚__、聚苯㈣H苯并❹、聚吼略 定、來乙烯醚、聚乙烯硫醚、聚乙烯醇、聚乙烯酮、聚 鹵代乙烯、聚乙烯腈、I乙烯酯、聚磺酸酯、聚硫化 物、聚硫酯、聚砜、聚磺醯胺、聚脲、聚胺基甲酸酯、 聚忪腈聚矽氮烷、聚矽氧烷或包括上述有機聚合物中 至少一種之組合。 20.如請求項17之膜,其中該膜係由一包括聚醚醯亞胺之有 機聚合物組合物製得。 21·如明求項17之膜,其包括玻璃態轉變溫度大於或等於約 100 C或當按照測試ASTM 〇 638時屈服點應變小於或等 於約10%之有機聚合物組合物。 22·如請求項17之膜,其中該膜係一多層膜。 如明求項17之膜,其包括較僅具有一個結構化表面之膜 124369.doc 200827143 少約50%之可見缺陷。 24. 如請求項17之膜,其中該膜係不透明。 25. 如請求項17之膜,其中該膜係光學透明。 26. 如請求項17之膜,其中該膜係半透明。 27. —種包括如請求項17之膜之卷材。124369.doc
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