专利名称：光学级的涂覆pet膜及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种光学级的涂覆PET膜其制备方法，主要用于汽车贴膜，建筑贴膜等对薄膜光学性能要求较高的领域。
背景技术：
目前市场上传统的光学膜产品属于内添加型，即向原料中加入粒径为次微米级甚至更小的抗粘连添加剂，对提高薄膜光学性能方面具有局限性，该方法主要存在以下不足
I、添加剂中有效成分粒径小，分散不均匀，容易使薄膜形成晶点、雾点，对薄膜光学性能造成不良影响。2、添加剂中有效成分粒径小，影响薄膜表面平整性，使薄膜表面出现瑕疵。3、生产分切性能不良，易产生褶皱、串边等现象。
发明内容
本发明的目的之一在于克服上述不足，提供一种具有低雾度、高透光率、表面洁净的光学级的涂覆PET膜，其解决了低雾度薄膜生产分切性能不良产生的褶皱，串边等问题。提高产品光学性能同时，不影响产品的机械性能。本法的目的之二在于提供一种光学级的涂覆PET膜的制备方法。本发明的目的是这样实现的
一种光学级的涂覆PET膜，它由三层共挤膜和表面涂层构成，所述三层共挤膜为ABA结构，其中A层为表层，B层为芯层；
所述表层材料包括混合母料和PET白切片，二者的质量比为0. 17 0. 5 1 ;所述混合母料由纳米母料和微米母料按0. 05 0. 3 1的质量比混合而成，所述纳米母料为含有平均直径0. 05 0. 2 ii m微粒填料的母料；所述微米母料为含有平均直径I. 0 5 ii m微粒填料的母料；
所述芯层为PET白切片层；
所述涂层采用丙烯酸类水性涂布液，其中添加有粒径在20 IOOnm的水性纳米Si02。所述微粒填料为二氧化硅。所述丙烯酸类水性涂布液中，水性纳米SiO2的添加量占涂布液总质量的0. 1-1. 0%，优选 0. 4-0. 6%。所述涂布液制备方法如下将丙烯酸类聚合物，用水稀释后，向其中添加粒径在水性纳米SiO2,并添加乙二醇叔丁基醚、表面活性剂和固化剂，并用酸碱调和剂调节涂布液的pH 值 7. 4-8. 5。所述涂布液中各组分质量百分比如下丙烯酸类聚合物20-30%、水性纳米Si020. 1-1%、乙二醇叔丁基醚0. 5-3%、表面活性剂0. 01-0. 2%、固化剂5-15%，少量酸碱调和剂，余量为水。
所述涂布液中各组分质量百分比最优方案丙烯酸类聚合物25. 68%、水性纳米Si02 0. 56%、乙二醇叔丁基醚1%、表面活性剂0. 05%、固化剂9. 6%，少量酸碱调和剂，余量为水。一种光学级的涂覆PET膜的制备方法，在纵向拉伸之后，横向拉伸之前对该光学薄膜进行化学涂覆。具体方法如下
将微米母料和含纳米母料与白切片按照配比共混均匀后，投入到辅挤出机熔融，辅挤出机中的熔体与主挤出机中的白切片熔体在膜头处形成ABA三层共挤，制成厚片，厚片经过纵向拉伸区，经红外加热，对其进行纵 向拉伸；厚片经过纵向拉伸后，通过涂布机对其进行表面涂布；将提前配好的丙烯酸类水性涂布液，均匀涂覆到薄膜表面；经过涂覆后的薄膜进入横向拉伸区域，经过横向拉伸后，在横向拉伸区域定型段高温加热下，使薄膜表面涂布液迅速固化干燥，形成一层涂层；薄膜经过双拉伸后进入牵引收卷区，将薄膜收成大膜卷；最后通过大分切，将薄膜分切成成品。所述纵向拉伸的拉伸比为2. 8 3. 5:1，所述横向拉伸的拉伸比为3. 2 4. 2:1。经涂布过后的膜片，进入横向拉伸烘箱，并在60 105°C的温度条件下预热2 4秒，在100 130°C的温度、3. 2 4. 2:1的横向拉伸倍率做横向拉伸，随后在160 250°C的温度下热定型，热定型时间控制在3 6秒，薄膜表层涂布液在此过程中固化；热定型后的薄膜，紧接进行松弛冷却，温度在25 160°C。与现有技术相比，本发明的有益效果是
涂布型光学膜配方在添加水性纳米硅后，对表面摩擦起到了改善作用。通过与表层添加少量的添加剂的配合，雾度、透光率和清晰度有较好改善，薄膜表面橘皮纹现象也改善了，且分切效果良好。从薄膜表观来看，涂布型光学膜在薄膜表面的白点较添加型光学膜有所减少，与未涂布的过渡膜相比白点也减少，彩虹现象减轻。本发明利用在线涂布形式在薄膜表面涂水性涂料，可以提高薄膜的清晰度，雾度低，透光率高，而且涂层可以使薄膜表面有更好的平整性，良好的开口性，提供给下游加工有很好的UV等油墨、涂层的结合牢度。在线涂布方法，减少了加工工序，大大降低了生产成本。且使用水性涂布液，更加环保。
具体实施例方式实施例I :
将纳米母料/微米母料质量比按0. 2 :1混合均匀后，混成特种母料，再与普通白切片按质量比0. 3:1混合均匀后加入到辅挤出机中，与芯层100%白切片分别送入主挤出机、辅挤出机(两台)内熔融，经计量泵、熔体管、粗过滤器、精过滤器、分配器、共挤膜头挤出，形成三层熔体，熔体通过双线静电吸附装置，在激冷鼓上形成厚片。从激冷鼓过来的厚片，经过50 120°C的预热辊组进行5 15秒的预热，再进入120 140°C的远红外线区加热，加热时间0. 5 2. 5秒，并在此条件下载拉伸辊的作用下完成厚片的纵向拉伸，拉伸比为2. 8 3. 5:1，膜片随后在20 30°C的条件下进行松弛冷却。经过纵拉伸的膜片，经冷却松弛后进入涂布机。通过网纹辊刮涂方式，将事先配好的涂布液涂于薄膜的下表面，根据涂布量的大小调节压辊压力，使表面涂布液均匀涂于薄膜表面。为使涂布液在涂布过程中保持其活性，涂布辊中通冷水，降低涂布液的温度。经涂布过后的膜片，两侧在链夹的夹持下，进入横向拉伸烘箱，并在60 105°C的温度条件下预热2 4秒，在100 130°C的温度、3. 2 4. 2:1的横向拉伸倍率做横向拉伸，随后在160 250°C的温度下热定型，热定型时间控制在3 6秒，薄膜表层涂布液在此过程中发生固化。热定型后的薄膜，紧接进行松弛冷却，温度在25 160°C。经挤出、纵向拉伸、表面涂布、横向拉伸、热定型后的薄膜在牵引辊的牵引下进行收卷。最后按要求进行分切。所述涂布液通过如下方法制得将丙烯酸类聚合物 ，用水稀释后，向其中添加水性纳米SiO2,并添加乙二醇叔丁基醚、表面活性剂和固化剂，并用酸碱调和剂调节涂布液的pH值7. 4-8. 5 ;所述涂布液中各组分质量百分比如下丙烯酸类聚合物25. 68%、水性纳米SiO20. 56%、乙二醇叔丁基醚1%、表面活性剂0. 05%、固化剂9. 6%，少量酸碱调和剂，余量为水。本是实施例薄膜制备过程中分切性能优良，不会产生褶皱、橘皮，无串边现象。实施例2
将纳米母料/微米母料质量比按0. 05 1混合均匀后，混成特种母料，再与普通白切片按质量比0. 5:1混合均匀后加入到辅挤出机中，与芯层100%白切片分别送入主挤出机、辅挤出机(两台)内熔融，经计量泵、熔体管、粗过滤器、精过滤器、分配器、共挤膜头挤出，形成三层熔体，熔体通过双线静电吸附装置，在激冷鼓上形成厚片。从激冷鼓过来的厚片，经过50 120°C的预热辊组进行5 15秒的预热，再进入120 140°C的远红外线区加热，加热时间0. 5 2. 5秒，并在此条件下载拉伸辊的作用下完成厚片的纵向拉伸，拉伸比为2. 8 3. 5:1，膜片随后在20 30°C的条件下进行松弛冷却。经过纵拉伸的膜片，经冷却松弛后进入涂布机。通过网纹辊刮涂方式，将事先配好的涂布液涂于薄膜的下表面，根据涂布量的大小调节压辊压力，使表面涂布液均匀涂于薄膜表面。为使涂布液在涂布过程中保持其活性，涂布辊中通冷水，降低涂布液的温度。经涂布过后的膜片，两侧在链夹的夹持下，进入横向拉伸烘箱，并在60 105°C的温度条件下预热2 4秒，在100 130°C的温度、3. 2 4. 2:1的横向拉伸倍率做横向拉伸，随后在160 250°C的温度下热定型，热定型时间控制在3 6秒，薄膜表层涂布液在此过程中发生固化。热定型后的薄膜，紧接进行松弛冷却，温度在25 160°C。经挤出、纵向拉伸、表面涂布、横向拉伸、热定型后的薄膜在牵引辊的牵引下进行收卷。最后按要求进行分切。所述涂布液通过如下方法制得采用市售的丙烯酸类水性涂布液100份，向其中添加粒径在20 IOOnm的水性纳米SiO2 0. 6份，乙二醇叔丁基醚分散剂I份，表面活性剂
0.05份、固化剂9份，并用酸碱调和剂调节涂布液的pH值7. 4-8. 5。本是实施例薄膜制备过程中分切性能优良，不会产生褶皱、橘皮，无串边现象。
实施例3
将纳米母料/微米母料质量比按0. 3 :1混合均匀后，混成特种母料，再与普通白切片按质量比0. 17:1混合均匀后加入到辅挤出机中，与芯层100%白切片分别送入主挤出机、辅挤出机(两台)内熔融，经计量泵、熔体管、粗过滤器、精过滤器、分配器、共挤膜头挤出，形成三层熔体，熔体通过双线静电吸附装置，在激冷鼓上形成厚片。从激冷鼓过来的厚片，经过50 120°C的预热辊组进行5 15秒的预热，再进入120 140°C的远红外线区加热， 加热时间0. 5 2. 5秒，并在此条件下载拉伸辊的作用下完成厚片的纵向拉伸，拉伸比为2. 8 3. 5:1，膜片随后在20 30°C的条件下进行松弛冷却。经过纵拉伸的膜片，经冷却松弛后进入涂布机。通过网纹辊刮涂方式，将事先配好的涂布液涂于薄膜的下表面，根据涂布量的大小调节压辊压力，使表面涂布液均匀涂于薄膜表面。为使涂布液在涂布过程中保持其活性，涂布辊中通冷水，降低涂布液的温度。经涂布过后的膜片，两侧在链夹的夹持下，进入横向拉伸烘箱，并在60 105°C的温度条件下预热2 4秒，在100 130°C的温度、3. 2 4. 2:1的横向拉伸倍率做横向拉伸，随后在160 250°C的温度下热定型，热定型时间控制在3 6秒，薄膜表层涂布液在此过程中发生固化。热定型后的薄膜，紧接进行松弛冷却，温度在25 160°C。经挤出、纵向拉伸、表面涂布、横向拉伸、热定型后的薄膜在牵引辊的牵引下进行收卷。最后按要求进行分切。所述涂布液通过如下方法制得将丙烯酸类聚合物，用水稀释后，向其中添加水性纳米SiO2,并添加乙二醇叔丁基醚、表面活性剂和固化剂，并用酸碱调和剂调节涂布液的pH值7. 4-8. 5 ;所述涂布液中各组分质量百分比如下丙烯酸类聚合物23%、水性纳米SiO2
0.7%、乙二醇叔丁基醚0. 5%、表面活性剂0. 3%、固化剂12%，少量酸碱调和剂，余量为水。本是实施例薄膜制备过程中分切性能优良，不会产生褶皱、橘皮，无串边现象。
实施例4
将纳米母料/微米母料质量比按0. 25 1混合均匀后，混成特种母料，再与普通白切片按质量比0. 4:1混合均匀后加入到辅挤出机中，与芯层100%白切片分别送入主挤出机、辅挤出机(两台)内熔融，经计量泵、熔体管、粗过滤器、精过滤器、分配器、共挤膜头挤出，形成三层熔体，熔体通过双线静电吸附装置，在激冷鼓上形成厚片。 从激冷鼓过来的厚片，经过50 120°C的预热辊组进行5 15秒的预热，再进入120 140°C的远红外线区加热，加热时间0. 5 2. 5秒，并在此条件下载拉伸辊的作用下完成厚片的纵向拉伸，拉伸比为2. 8 3. 5:1，膜片随后在20 30°C的条件下进行松弛冷却。经过纵拉伸的膜片，经冷却松弛后进入涂布机。通过网纹辊刮涂方式，将事先配好的涂布液涂于薄膜的下表面，根据涂布量的大小调节压辊压力，使表面涂布液均匀涂于薄膜表面。为使涂布液在涂布过程中保持其活性，涂布辊中通冷水，降低涂布液的温度。经涂布过后的膜片，两侧在链夹的夹持下，进入横向拉伸烘箱，并在60 105°C的温度条件下预热2 4秒，在100 130°C的温度、3. 2 4. 2:1的横向拉伸倍率做横向拉伸，随后在160 250°C的温度下热定型，热定型时间控制在3 6秒，薄膜表层涂布液在此过程中发生固化。热定型后的薄膜，紧接进行松弛冷却，温度在25 160°C。经挤出、纵向拉伸、表面涂布、横向拉伸、热定型后的薄膜在牵引辊的牵引下进行收卷。最后按要求进行分切。
所述涂布液通过如下方法制得采用市售的丙烯酸类水性涂布液100份，向其中添加粒径在20 IOOnm的水性纳米SiO2 0. 8份，混合均匀即可。本是实施例薄膜制备过程中分切性能优良，不会产生褶皱、橘皮，无串边现象。
实施例5
将纳米母料/微米母料质量比按0. 05 1混合均匀后，混成 特种母料，再与普通白切片按质量比0. 17:1混合均匀后加入到辅挤出机中，与芯层100%白切片分别送入主挤出机、辅挤出机(两台)内熔融，经计量泵、熔体管、粗过滤器、精过滤器、分配器、共挤膜头挤出，形成三层熔体，熔体通过双线静电吸附装置，在激冷鼓上形成厚片。从激冷鼓过来的厚片，经过50 120°C的预热辊组进行5 15秒的预热，再进入120 140°C的远红外线区加热，加热时间0. 5 2. 5秒，并在此条件下载拉伸辊的作用下完成厚片的纵向拉伸，拉伸比为2. 8 3. 5:1，膜片随后在20 30°C的条件下进行松弛冷却。经过纵拉伸的膜片，经冷却松弛后进入涂布机。通过网纹辊刮涂方式，将事先配好的涂布液涂于薄膜的下表面，根据涂布量的大小调节压辊压力，使表面涂布液均匀涂于薄膜表面。为使涂布液在涂布过程中保持其活性，涂布辊中通冷水，降低涂布液的温度。经涂布过后的膜片，两侧在链夹的夹持下，进入横向拉伸烘箱，并在60 105°C的温度条件下预热2 4秒，在100 130°C的温度、3. 2 4. 2:1的横向拉伸倍率做横向拉伸，随后在160 250°C的温度下热定型，热定型时间控制在3 6秒，薄膜表层涂布液在此过程中发生固化。热定型后的薄膜，紧接进行松弛冷却，温度在25 160°C。 经挤出、纵向拉伸、表面涂布、横向拉伸、热定型后的薄膜在牵引辊的牵引下进行收卷。最后按要求进行分切。所述涂布液通过如下方法制得将丙烯酸类聚合物，用水稀释后，向其中添加水性纳米SiO2,并添加乙二醇叔丁基醚、表面活性剂和固化剂，并用酸碱调和剂调节涂布液的pH值7. 4-8. 5 ;所述涂布液中各组分质量百分比如下丙烯酸类聚合物28%、水性纳米SiO21%、乙二醇叔丁基醚2. 5%、表面活性剂0. 4%、固化剂7%，少量酸碱调和剂，余量为水。本是实施例薄膜制备过程中分切性能优良，不会产生褶皱、橘皮，无串边现象。
实施例6
将纳米母料/微米母料质量比按0. I :1混合均匀后，混成特种母料，再与普通白切片按质量比0. 2:1混合均匀后加入到辅挤出机中，与芯层100%白切片分别送入主挤出机、辅挤出机(两台)内熔融，经计量泵、熔体管、粗过滤器、精过滤器、分配器、共挤膜头挤出，形成三层熔体，熔体通过双线静电吸附装置，在激冷鼓上形成厚片。从激冷鼓过来的厚片，经过50 120°C的预热辊组进行5 15秒的预热，再进入120 140°C的远红外线区加热，加热时间0. 5 2. 5秒，并在此条件下载拉伸辊的作用下完成厚片的纵向拉伸，拉伸比为2. 8 3. 5:1，膜片随后在20 30°C的条件下进行松弛冷却。经过纵拉伸的膜片，经冷却松弛后进入涂布机。通过网纹辊刮涂方式，将事先配好的涂布液涂于薄膜的下表面，根据涂布量的大小调节压辊压力，使表面涂布液均匀涂于薄膜表面。为使涂布液在涂布过程中保持其活性，涂布辊中通冷水，降低涂布液的温度。经涂布过后的膜片，两侧在链夹的夹持下，进入横向拉伸烘箱，并在60 105°C的温度条件下预热2 4秒，在100 130°C的温度、3. 2 4. 2:1的横向拉伸倍率做横向拉伸，随后在160 250°C的温度下热定型，热定型时间控制在3 6秒，薄膜表层涂布液在此过程中发生固化。热定型后的薄膜，紧接进行松弛冷却，温度在25 160°C。
经挤出、纵向拉伸、表面涂布、横向拉伸、热定型后的薄膜在牵引辊的牵引下进行收卷。最后按要求进行分切。 所述涂布液通过如下方法制得采用市售的丙烯酸类水性涂布液100份，向其中添加粒径在20 IOOnm的水性纳米SiO2 0. 8份，并添加少量的活化剂和流平剂调节涂布液的化学性能。本是实施例薄膜制备过程中分切性能优良，不会产生褶皱、橘皮，无串边现象。
本发明纳米级和微米级PET母料切片，优选为其中二氧化硅微粒的添加量为20000ppm (即挑选粒径在0. 05 0. 2 ii m和I. 0 5. 0 ii m的二氧化硅，然后分别与PTA和EG按添加量20000ppm聚合成纳米级和微米级PET母料切片)，其特性粘度一般为0. 6
0.7dL/g，端羧基含量一般小于等于40mol/t，熔点大于等于257°C。 性能对比
I雾度I透光率I光泽度I清晰度
实施例 I I. 43_907_134. 0_99^_
实施例 2 I. 8190. 5~ 131. 299. 6
实施例 3 I. 8290. 4— 131. 299. 5
实施例 4 I. 9190. 4— 130. 699. 2
实施例 5 I. 4690. 5— 133. 499. 7
实施例 6 I. 3591.0~ 133. 798
市售光学f 3. 2990~1129. I98
检测标准 |ASTMD1003 |aSTMD1003 |aSTMD2457 |aSTMD1003
涂布型光学膜配方在添加水性纳米二氧化硅后，对表面摩擦起到了改善作用。通过与表层添加少量的添加剂的配合，雾度、透光率和清晰度有较好改善(尤其是雾度)，薄膜表面橘皮纹现象也改善了，且分切效果良好。从薄膜表观来看，涂布型光学膜在薄膜表面的白点较添加型光学膜有所减少，与未涂布的过渡膜相比白点也减少，彩虹现象减轻。
权利要求
1.一种光学级的涂覆PET膜，其特征在于它由三层共挤膜和表面涂层构成，所述三层共挤膜为ABA结构，其中A层为表层，B层为芯层； 所述表层材料包括混合母料和PET白切片，二者的质量比为O. 17 O. 5 1 ;所述混合母料由纳米母料和微米母料按O. 05 O. 3 1的质量比混合而成，所述纳米母料为含有平均直径O. 05 O. 2 μ m微粒填料的母料；所述微米母料为含有平均直径I. O 5 μ m微粒填料的母料； 所述芯层为PET白切片层； 所述涂层采用丙烯酸类水性涂布液，其中添加有粒径在20 IOOnm的水性纳米Si02。
2.根据权利要求I所述的光学级的涂覆PET膜，其特征在于，所述纳米母料和微米母料中添加的微粒填料为二氧化硅微粒。
3.根据权利要求I所述的光学级的涂覆PET膜，其特征在于，所述丙烯酸类水性涂布液中，水性纳米SiO2的添加量占涂布液总质量的O. 1-1. 0%。
4.根据权利要求3所述的光学级的涂覆PET膜，其特征在于，所述丙烯酸类水性涂布液中，水性纳米SiO2的添加量占涂布液总质量的O. 4-0. 6%。
5.根据权利要求3所述的光学级的涂覆PET膜，其特征在于，所述涂布液制备方法如下将丙烯酸类聚合物，用水稀释后，向其中水性纳米SiO2,并添加乙二醇叔丁基醚、表面活性剂和固化剂，并用酸碱调和剂调节涂布液的PH值7. 4-8. 5。
6.根据权利要求5所述的光学级的涂覆PET膜，其特征在于，所述涂布液中各组分质量百分比如下丙烯酸类聚合物20-30%、水性纳米SiO2 O. 1-1%、乙二醇叔丁基醚O. 5-3%、表面活性剂O. 01-0. 5%、固化剂5-15%，少量酸碱调和剂，余量为水。
7.根据权利要求6所述的光学级的涂覆PET膜，其特征在于，所述涂布液中各组分质量百分比如下丙烯酸类聚合物25. 68%、水性纳米Si02 O. 56%、乙二醇叔丁基醚1%、表面活性剂O. 05%、固化剂9. 6%，少量酸碱调和剂，余量为水。
8.制备权利要求1-7之一所述的光学级的涂覆PET膜的方法，其特征在于，所述方法包括如下工艺将微米母料和含纳米母料与白切片按照配比共混均匀后，投入到辅挤出机熔融，辅挤出机中的熔体与主挤出机中的白切片熔体在膜头处形成ABA三层共挤，制成厚片，厚片经过纵向拉伸区，经红外加热，对其进行纵向拉伸；厚片经过纵向拉伸后，通过涂布机对其进行表面涂布；将提前配好的丙烯酸类水性涂布液，均匀涂覆到薄膜表面；经过涂覆后的薄膜进入横向拉伸区域，经过横向拉伸后，在横向拉伸区域定型段高温加热下，使薄膜表面涂布液迅速固化干燥，形成一层涂层；薄膜经过双拉伸后进入牵引收卷区，将薄膜收成大膜卷；最后通过大分切，将薄膜分切成成品。
9.根据权利要求8所述的光学级的涂覆PET膜的制备方法，其特征在于，所述纵向拉伸的拉伸比为2. 8 3. 5:1，所述横向拉伸的拉伸比为3. 2 4. 2:1。
10.根据权利要求9所述的光学级的涂覆PET膜的制备方法，其特征在于，经涂布过后的膜片，进入横向拉伸烘箱，并在60 105°C的温度条件下预热2 4秒，在100 130°C的温度、3. 2 4. 2:1的横向拉伸倍率做横向拉伸，随后在160 250°C的温度下热定型，热定型时间控制在3 6秒，薄膜表层涂布液在此过程中固化；热定型后的薄膜，紧接进行松弛冷却，温度在25 160°C。
全文摘要
本发明涉及一种光学级的涂覆PET膜及其制备方法，它由三层共挤膜和表面涂层构成，所述表层材料包括混合母料和PET白切片，二者的质量比为0.17～0.51；所述混合母料由纳米母料和微米母料按0.05～0.31的质量比混合而成，所述芯层为PET白切片层；所述涂层采用丙烯酸类水性涂布液，其中添加有粒径在20～100nm的水性纳米SiO2。所述方法是在纵向拉伸之后，横向拉伸之前对该光学薄膜进行化学涂覆。其具有低雾度、高透光率、表面洁净生产分切性能优良。
文档编号G02B1/10GK102768374SQ201210263639
公开日2012年11月7日 申请日期2012年7月28日 优先权日2012年7月28日
发明者孙武, 潘世新, 胡昊, 范国训, 谢秦 申请人:江阴金中达新材料有限公司