TW201823034A - 濺鍍用聚酯積層體及其製造方法 - Google Patents

Abstract

本發明係有關一種濺鍍加工用聚酯積層體，其包含三層壓出之聚酯薄膜、及位於該三層壓出之聚酯薄膜兩側之第一硬化塗佈層及第二硬化塗佈層，其中該三層壓出之聚酯薄膜具有一中間層與位於該中間層兩側的第一表層及第二表層，且該第一表層及第二表層係添加有抗沾黏粒子。本發明之濺鍍加工用聚酯積層體可供使用者在上方加工折射率調整層、ITO導電層，而成為具備高尺寸安定性(低熱收縮性)、低寡聚物析出、易加工性、優良光學特性及導電性的觸控用透明導電薄膜。

其中該三層壓出之聚酯薄膜的厚度係介於12~350μm，中間層與表層的厚度比例為10：1~50：1；位於該聚酯薄膜兩側之第一硬化塗佈層係透明硬化塗佈層，第二硬化塗佈層為添加抗沾黏粒子之硬化塗佈層，第一及第二硬化塗布層厚度各為1~5μm，抗沾黏粒子的粒徑為0.1~5μm。本發明之濺鍍加工用聚酯積層體之熱收縮率在150℃，30min烘烤後維持在0.5%以下(縱向&橫向)，薄膜全透光率在92%以上，霧度在5%以下。

Description

濺鍍用聚酯積層體及其製造方法

本發明係有關一種濺鍍加工用聚酯積層體，其係包含三層壓出之聚酯薄膜、及位於該三層壓出之聚酯薄膜兩側的硬化塗佈層，其中該三層壓出之聚酯薄膜具有一中間層與位於該中間層兩側的第一表層與第二表層，且該第一表層與第二表層係添加有抗沾黏粒子。本發明之濺鍍加工用聚酯積層體可供使用者在上方加工折射率調整層、ITO導電層，而成為具備高尺寸安定性(低熱收縮性)、低寡聚物析出、易加工性、優良光學特性及導電性的觸控用透明導電膜。

光電產業對透明導電膜的需求與日俱增，透明導電膜因同時具備優異的可見光穿透性及導電性，而被廣泛應用於顯示器、觸控面板及太陽電池等光電相關產業。通常透明導電膜是指具可見光穿透度為80%以上及片阻值(Sheet Resistance)小於1000Ω/□，一般透明導電膜的基材會採用透明的聚酯薄膜，而此聚酯薄膜需具備有低濁度、高透光率且要具備良好的密著性。

雙軸延伸的聚酯薄膜由於具備有良好的機械性質及尺寸的安定性，因此常用來做為光學膜的基材，但對於膜面本身的潔淨度及缺陷如刮傷及異物等要求極高，故除了需要有高品質的原料及作業環境外，為了解決刮傷問題，會在薄膜表面以內添加方式添加有機或無機粒子，或是以塗佈方式增加聚酯薄膜本身的滑性，以增進加工作業性。

由於透明導電膜會在其上方加工折射率調整層、ITO導電層及線路圖樣，所以基材尺寸安定性對使用的穩定性上至關重要；此外，由於基材為高分子聚酯薄膜，所以加熱後容易有寡聚物的析出與產生，這在下游施作折射率調整層、ITO導電層都是屬於異物的汙染，會影響到成品的光學及導電性質。在聚酯薄膜基材的兩側會再進行預塗層的加工，用以加強後續硬化塗佈層的加工接著，對於整體材料的全透光率及霧度也會有所要求。

本發明之目的為提供一種品質符合濺鍍用途之聚酯積層體，其係具備有高透明性、良好的收捲作業效果及高層間密著性的雙軸延伸聚酯積層體。為達到此目的，本發明之聚酯積層體是以聚酯基材為主體，並在此基材的雙面上進行化學塗佈處理以增加其硬化膠層密著性，其中添加了滑劑粒子增加抗沾黏性的效果，以提供在捲對捲生產時所需要的加工滑性。

聚酯薄膜製造方式是以聚酯及添加劑粒子混合後，經熔融由T型模口三層壓出後，貼附於冷卻輪上急速冷卻成膠片後，首先經過縱向延伸區，藉由帶動滾輪轉速差進行縱向延伸，縱向延 伸完畢後再經過塗佈機進行雙面的藥液塗佈，之後進入橫向延伸用烘箱區，利用延伸時的熱能進行藥液乾燥。

在橫向延伸區時，藉由兩側夾輪將膠片夾住作橫向延伸，中間經過預熱、延伸、結晶、熱定型及冷卻等階段而獲得雙軸延伸薄膜，同時在結晶及熱定型區時，藉由控制溫度、風量、延伸速度及延伸倍率等參數，可以達到好的尺寸安定性、低翹曲、低熱收縮及低寡聚物析出等特性。

在聚酯薄膜中添加粒子可達到抗沾黏效果，其係以A/B/A共壓出，在表層(A層)添加粒子的方式進行，而其中表層厚度的控制、粒子種類及形狀的選擇、粒子的大小及濃度等參數，可根據公知之方式進行調整。

全層聚酯薄膜的產品厚度可能為12μm~350μm，其中中間層(main層)與第一或第二表層(skin層)的厚度比例可為1~50倍，粒子粒徑對於加工操作性及光學特性都有所影響，粒子太小則無法達到所需之表面粗糙度，粒子太大則會嚴重影響薄膜之透光性。粒子的平均粒徑大小可能由0.1μm~10μm或甚至更大，較佳為0.1~5μm，更佳則是0.5~3μm。添加量也會嚴重影響其表面粗糙度及透光性，故添加量通常佔表層的0.01~5wt%，若是低於0.01wt%則無法達到表面粗糙度需求，高於5wt%則濁度太高，影響透光性，故較佳之添加量為0.01~5wt%，更佳則是0.05~1wt%。

本發明之三層壓出之聚酯薄膜之主原料種類係選自聚對酞酸乙二酯(PET)、丙烯酸酯(acrylic ester)、聚碳酸酯(PC)、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)或其共聚物，亦可使用其他熟知之聚酯種類。

在尺寸安定性部分，係將雙軸延伸後聚酯薄膜進行加熱烘烤，樣品尺寸是40cm*40cm，烘烤條件是150℃，30min，於烘烤過後，再對樣品四個角落量測樣材翹曲離開平面的高度，要求數值為5mm以內；並且對烘烤過樣品進行熱收縮率量測，縱向及橫向之熱收縮率都要求要在0.5%以下。

根據上述製備所得之聚酯薄膜，進一步於其兩側進行硬化膠層之塗佈，其中為了薄型化及光學特性要求，硬化塗佈層厚度係控制在1~5μm以內。為了加強捲材收捲性，亦可在硬化塗佈層之一中添加有抗沾黏粒子以幫助收捲，塗佈完成後對霧度的下降與全透光率的提升也都有所幫助。當在硬化塗佈層之一中添加有抗沾黏粒子的情況下，添加量係佔該層的0.01~1wt%。

本發明之濺鍍用聚酯積層體係具有良好之摩擦特性，摩擦係數在0.5以下，因此可易於加工及適於收捲。

圖1顯示有關本發明濺鍍用聚酯薄膜結構之示意圖。三層壓出之聚酯薄膜的係結構由(1)聚酯薄膜之中間層(主壓出層)、及(2)與(3)聚酯薄膜之第一及第二表層(副壓出層)共同組成，(4)與(5)為第一及第二硬化塗佈層，其中(4)為高透明硬化塗佈層，(5)則為添加有抗沾黏粒子的硬化塗佈層；(6)與(7)為抗沾黏粒子，其中(6)為於聚酯原料熱壓出製程時添加，(7)則為硬化膠層塗佈製程時添加。

1‧‧‧聚酯薄膜之中間層

2‧‧‧聚酯薄膜之第一表層

3‧‧‧聚酯薄膜之第二表層

4‧‧‧透明硬化塗佈層

5‧‧‧添加抗沾黏粒子之硬化塗佈層

6‧‧‧壓出用抗沾黏粒子

7‧‧‧塗佈用抗沾黏粒子

圖1為濺鍍用聚酯積層體之結構示意圖。

下文中將以非限制性的範例來進一步說明本發明。

【實施例1】

將聚酯原料經乾燥結晶後經由壓出機，在270℃下熔融後以三層A/B/A共擠壓方式壓出，以冷卻輪25℃快速冷卻產生膠片，再經由100℃加熱、3.2倍的縱向延伸及120℃加熱、4倍橫向延伸，之後再以180℃進行熱定型以得到厚度50μm之聚酯薄膜，其中A層為聚酯含有使用濃度佔聚酯0.01wt%的1μm抗沾黏劑粒子，而B層則為100%聚酯，並且在吐出厚度A：B：A為1：20：1的情形下製作，可得到透光率90%、霧度0.1%的聚酯薄膜。

再以狹縫模頭方式於上述所得之聚酯薄膜的兩面進行硬化塗佈層加工，上方層為不添加任何微粒的純丙烯酸酯硬化樹脂，下方層為添加有0.1wt%的1μm抗沾黏劑粒子在丙烯酸硬化樹脂中以幫助捲材收捲，上下兩層厚度各為1μm，可得到膜材表面硬度H的硬化聚酯積層體。

積層體之全光線透過率、霧度及硬度的量測方式係以如後述之方式測量。

【實施例2】

將A層添加濃度變更為0.1wt%以外，以與實施例1相同的方式進行製作，可得到全光線透過率88%、霧度1.0%、膜材表面硬度H的聚酯積層體。

【實施例3】

將A層添加濃度變更為0.1wt%，表層A層及中間層B層的厚度比變更為A：B：A為1：10：1以外，以與實施例1相同的方式進行 製作，可得到全光線透過率86%、霧度2.5%、膜材表面硬度H的聚酯積層體。

【實施例4】

將A層添加濃度變更為0.1wt%，表層A層及中間層B層的厚度比變更為A：B：A為1：50：1以外，以與實施例1相同的方式進行製作，可得到全光線透過率89%、霧度0.7%、膜材表面硬度H的聚酯積層體。

【實施例5】

將A層添加濃度變更為0.1wt%，添加粒子粒徑變更為0.1μm以外，以與實施例1相同的方式進行製作，可得到全光線透過率89%、霧度0.5%、膜材表面硬度H的聚酯積層體。

【實施例6】

熱定型溫度改以220℃進行以外，以與實施例1相同的方式進行製作，可得到全光線透過率89%、霧度1.0%、膜材表面硬度H的聚酯積層體。

【實施例7】

熱定型溫度改以240℃進行以外，以與實施例1相同的方式進行製作，可得到全光線透過率87%、霧度5.0%、膜材表面硬度H的聚酯積層體。

【實施例8】

將上下硬化層塗佈加工厚度改為各5μm以外，以與實施例1相同的方式進行製作，可得到全光線透過率87%、霧度4.3%、膜材表面硬度2H的聚酯積層體。

【實施例9】

將延伸後聚酯基膜厚度變更為23μm以外，以與實施例1相同的方式進行製作，可得到全光線透過率89%、霧度0.5%、膜材表面硬度H的聚酯積層體。

【實施例10】

將延伸後聚酯基膜厚度變更為250μm以外，以與實施例1相同的方式進行製作，可得到全光線透過率89%、霧度2.0%、膜材表面硬度H的聚酯積層體。

【實施例11】

將A層添加濃度變更為0.1wt%，表層粒子添加粒徑變更為5μm以外，以與實施例1相同的方式進行製作，得到全光線透過率82%、霧度15.0%、膜材表面硬度H的聚酯積層體。

【比較例1】

將A層添加濃度變更為5wt%以外，以與實施例1相同的方式進行製作，得到全光線透過率70%、霧度50.0%、膜材表面硬度H的聚酯積層體。

【比較例2】

將A層添加濃度變更為0.1wt%，表層粒子添加粒徑變更為6μm以外，以與實施例1相同的方式進行製作，得到全光線透過率78%、霧度25.0%、膜材表面硬度H的聚酯積層體。

積層體之全光線透過率及霧度之量測方式

將積層體裁成10cm*5cm長方形片狀，再置入霧度機，型號：Nippon Denshoku NDH 2000N，進行量測以得到全光線透過率及霧度。

積層體硬度之量測方式

積層體硬度係以鉛筆硬度計檢測，型號：Yasuda 553-M，將樣品裁成20cm*15cm置於機台台面上，統一以750g荷重施力，再以不同硬度鉛筆在積層體表面劃痕，以是否被劃傷區分其表面鉛筆硬度。

從比較例1、2及實施例1來看，表層粒子添加濃度過高或粒徑過大，對於光學特性都有不利的影響，會造成霧度升高及全光線透過率降低等傷害；由實施例2、3、4來看，藉由調整聚酯薄膜之中間層及表層的厚度比例，也會影響材的光學性質，如果表層厚度加厚佔比較高，則會造成膜材霧度的上升，若是中間層厚度加厚減少表層厚度的佔比則可以得到較高的全光線透過率及較低的霧度，但隨之而來的不良影響則是霧度的均勻性控制不易，容易有霧度不均的現象發生。

從實施例5來看，當使用了粒徑更小的粒子添加於表層時，可得到更低的霧度，但在延伸捲取時發生了膜材表面較澀的狀況，隨即連帶造成了刮傷較多及捲取凸點等缺陷產生；由實施例6、7來看，當使用較高的溫度進行熱定型時，在熱定型溫度240℃的情況下，發生了結晶白化、霧度上升及受熱波浪狀翹曲等情形，在熱定型溫度220℃時，可獲得到較穩定的熱收縮尺寸變化及較低的受熱白粉析出量；從實施例8來看，將硬化層厚度加厚至5μm時，因為在硬化層內也添加有抗沾黏劑，所以會造成霧度上升的情形，但在鉛筆硬度上有所幫助，可以達到2H以上的硬度。

從實施例9、10來看，當改變聚酯層的厚度時，在12μm時因厚度較薄可以得到較低的霧度，在厚度增加至350μm時，霧度可以達到3%以上；在比較例1方面，當將表層粒子添加濃度增加至5%時，會有霧度大幅上升情形，對光線透過率也會有所損害；在實施例11的情況中，當將添加之表層粒子的粒徑增加至5μm後，霧度已有上升及透光率下降情形，但仍屬可接受範圍。在比較例2的情況中，將添加之表層粒子的粒徑增加至6μm後，霧度進一步惡 化，大幅上升到25%左右，另外光線透過率也下降至78%左右。

為了說明之目的，本發明已經詳述於上，然而應瞭解上述細節僅用以說明之目的，且本發明得由熟悉本技藝之人士施以變化，皆不脫本發明之精神及範圍，本發明僅受限於下列申請專利範圍。

Claims (9)

1. 一種濺鍍用聚酯積層體，其包含三層壓出之聚酯薄膜、及位於該三層壓出之聚酯薄膜兩側之第一硬化塗佈層及第二硬化塗佈層，其中該三層壓出之聚酯薄膜具有一中間層與位於該中間層兩側的第一表層及第二表層，且該第一表層及第二表層係添加有抗沾黏劑粒子。
2. 如申請專利範圍第1項之積層體，其中該三層壓出之聚酯薄膜之厚度係介於12~350 μm。，
3. 如申請專利範圍第1項之積層體，其中該三層壓出之聚酯薄膜之主原料種類係選自聚對酞酸乙二酯(PET)、丙烯酸酯(acrylic ester)、聚碳酸酯(PC)、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)或其共聚物。
4. 如申請專利範圍第2或3項之積層體，其中該三層壓出之聚酯薄膜係中間層係由聚酯所形成，第一表層及第二表層係由聚酯與抗沾黏劑混合物所形成，其中中間層與表層的厚度比例為10：1~50：1。
5. 如申請專利範圍第1項之積層體，其中該第一硬化塗佈層及第二硬化塗佈層係一者為透明硬化塗佈層，另一者為添加抗沾黏劑粒子之硬化塗佈層，兩層厚度分別為1~5 μm。
6. 如申請專利範圍第1項之積層體，其中該抗沾黏劑粒子的粒徑為0.1~5 μm。
7. 如申請專利範圍第1項之積層體，其熱收縮率在150℃，30min烘烤過後，縱向及橫向皆係維持在0.5%以下。
8. 如申請專利範圍第5項之積層體，其中添加於該聚酯薄膜之 表層的粒子濃度係在0.01至5wt%之間，該添加抗沾黏劑粒子之硬化塗佈層的粒子濃度係在0.01至1wt%之間，且該積層體之摩擦係數係在0.5以下。
9. 如申請專利範圍第1項之積層體，其全透光率在92%以上，霧度在5%以下。