一种用于光学膜的基材的制作方法

[0001]
本发明涉及光学显示、照明等领域的光学膜片，尤其涉及用于生产各种光学膜的基材，特别涉及一种用于光学膜的基材。所述光学膜可用于光学、照明等领域中的保护膜、反射膜、扩散膜、增亮膜、遮光膜等等，当然，本发明并不仅限于此。


背景技术：

[0002]
光学、照明等领域中的保护膜、反射膜、扩散膜、增亮膜、遮光膜等，都需要用到聚酯薄膜基材。聚酯薄膜具有优良的机械性能、尺寸稳定性、耐化学性和电气绝缘性，广泛应用于包装、电子电器、光学等领域。另外，光学领域的聚酯薄膜基材对光学性能要求也很高，如扩散膜和增亮膜的透光率通常要求能够高于90％以上，雾度低于2.0以下；保护膜的透光率通常则要求能够高于94％以上，雾度则低于1以下。
[0003]
发明人先前发明的中国专利发明2015102836440中，公开了一种无图案导光板用光学膜片，所述光学膜片贴附于无图案导光板的侧面，所述光学膜片包括透明的基材膜，所述基材膜上形成有多个平行排列的横截面为等腰梯形的棱镜柱，其中越是靠近led光源的地方，棱镜柱的密度越大，越是远离led光源的地方，棱镜柱的密度越小。该现有技术的上述结构的无图案导光板用光学膜片提供了一种不用改变现有无图案导光板的结构的情况下，通过在无图案导光板表面贴附具有特定图案结构的光学膜片，形成了具备使整个显示器亮度均匀的背光，可以消除液晶显示器亮度不均匀的缺陷，提高了显示效果。
[0004]
另外，发明人还发明了类似的一系列的光学膜片，这些光学膜片分别公开在201810561341.4、201810561323.6、201810561304.3等中国专利发明中，本领域技术人员可以参考发明人的上述现有技术理解本发明。
[0005]
上述现有技术的光学膜，其上的各种微观结构都需要附着在一层光学透明的基材上，该基材即为光学膜的基本功能层。作为光学膜的基础，上述现有技术中的基材可以采用透明pet，pp或pc塑料等制成。这种透明基材需要满足光学膜基本的强度、柔韧性、透光性、耐热性等等要求。
[0006]
另外，本领域技术人员也可以参考其它有关聚酯薄膜的现有技术来获得用于光学膜的基材。例如，cn 108610609 a公开了一种高收缩性聚酯薄膜及其制备方法，所述高收缩性聚酯薄膜包括以下原料：对苯二甲酸、乙二醇、二硬脂酸羟基铝、环糊精、纳米二氧化硅、混合催化剂。该现有技术以对苯二甲酸和乙二醇为主要原料经酯化、聚合反应得到聚酯树脂液，在聚合过程中添加合理比例的二硬脂酸羟基铝和环糊精可以粘附在得到的共聚物表面，并与聚合物作用形成一定的空间位阻，有效降低聚合物的结晶能力，而纳米二氧化硅的加入不但可以协助二硬脂酸羟基铝和环糊精增大共聚物之间的间距，降低共聚物的结晶能力，还能够提高聚酯薄膜的耐磨性能，延长聚酯薄膜的使用寿命、扩大聚酯薄膜的使用范围，提高聚酯薄膜的热收缩率。
[0007]
然而作为光学膜基材，需要保持较低的收缩性以确保基材涂层稳定，高收缩性的聚酯薄膜并不适于作为光学膜基材来使用。
[0008]
cn 104943305 a公开了一种高透明光学聚酯薄膜及其制备方法，所述高透明光学聚酯薄膜由形成为一体的a、b、c三层层状结构构成，其中所述a层为表面层，所述b层为夹芯层，所述c层为底层，所述a、b、c三层的原料组份重量百分比为：a层：膜用改性聚酯85～95％，含有纳米级聚甲基戊烯粒子或纳米级丁苯树脂粒子5～15％；b层：膜用超有光聚酯95～99％，热稳定剂1～5％；c层：膜用改性聚酯85～95％，含有纳米级聚甲基戊烯粒子或纳米级丁苯树脂粒子5～15％。该现有技术的高透明光学聚酯薄膜的各原料组分中无需添加现有技术中常用的不透明材质的抗粘连粒子(抗粘结剂)，提高了薄膜的加工性能，同时克服了薄膜的发雾现象，提高了薄膜的透光率和光泽度。然而采用有机粒子容易对聚酯成分引入共聚杂质，导致聚酯性状难以控制，成本高企，难以大规模推广应用。


技术实现要素：

[0009]
本发明要解决的技术问题是提供一种用于光学膜的基材，以减少或避免前面所提到的问题。
[0010]
为解决上述技术问题，本发明提出了一种用于光学膜的基材，是一种两面均带有亚克力涂层的复合基材，依次由第一离型膜、第一亚克力涂层、复合聚酯薄膜、第二亚克力涂层以及第二离型膜构成，所述复合聚酯薄膜由三层共挤而成的第一聚酯层、第二聚酯层以及夹芯层构成；所述第一亚克力涂层的折射率为1.60以上，所述第二亚克力涂层的折射率为1.47～1.50左右。
[0011]
优选地，所述第一亚克力涂层包含如下组分：聚甲基丙烯酸甲酯、正硅酸乙酯、硫化锌以及甲基三乙氧基硅烷。
[0012]
优选地，所述第一亚克力涂层由70-80重量份的聚甲基丙烯酸甲酯、10-20重量份的正硅酸乙酯、2-5重量份的硫化锌以及10-20重量份的甲基三乙氧基硅烷组成。
[0013]
优选地，所述第一亚克力涂层进一步包含γ-(2，3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷。
[0014]
优选地，所述第二亚克力涂层包含如下组分：聚甲基丙烯酸甲酯、正硅酸乙酯以及甲基三乙氧基硅烷。
[0015]
优选地，所述第二亚克力涂层由70-80重量份的聚甲基丙烯酸甲酯、10-20重量份的正硅酸乙酯、以及10-20重量份的甲基三乙氧基硅烷组成。
[0016]
优选地，所述亚克力涂层进一步包含5-10重量份的γ-(2，3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷。
[0017]
优选地，所述第一离型膜和第二离型膜的厚度均为20～40μm；所述第一亚克力涂层和第二亚克力涂层的厚度均为5～10μm；所述复合聚酯薄膜的厚度为50～300μm；其中，所述第一聚酯层的厚度为10～60μm，第二聚酯层的厚度为10～60μm，所述夹芯层的厚度为30～180μm。
[0018]
另外，本发明还可以提供一种亚克力涂层的制备方法，用于在所述的基材上制备形成亚克力涂层，所述方法包括如下步骤：将构成亚克力涂层的组分按照每100重量份的比例，添加到50-200重量份的乙醚和50-100重量份的去离子水中均匀混合，然后通过旋涂或者喷涂方式涂覆在复合聚酯薄膜的表面，在90-100℃下固化2-3小时，即可制备获得亚克力涂层。
[0019]
另外优选地，所述第一聚酯层和第二聚酯层的聚酯为含有二氧化硅和碱土金属硅酸盐以及聚二甲基硅氧烷的聚酯。
[0020]
优选地，所述第一聚酯层和第二聚酯层中的二氧化硅采用二氧化硅气凝胶。
[0021]
优选地，所述第一聚酯层和第二聚酯层中，二氧化硅的含量为0.3wt％～1.5wt％，碱土金属硅酸盐的含量为0.05wt％～0.5wt％，聚二甲基硅氧烷的含量为0.2wt％～1.2wt％。
[0022]
优选地，所述第一聚酯层、第二聚酯层和夹芯层中的聚酯成分相同。
[0023]
本发明的光学膜采用的是两面均带有亚克力涂层的复合基材，位于视觉正面的第一亚克力涂层具有更大的折射率，有利于消除基材上形成的微观结构、涂层、电路等图案的影像，有利于提高光学膜的视觉感受效果。位于视觉背面的第二亚克力涂层的折射率要相对小一些，可以降低成本和功耗。
附图说明
[0024]
以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中，
[0025]
图1显示的是本发明的用于光学膜的基材的结构示意图。
具体实施方式
[0026]
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现详细说明本发明的具体实施方式。
[0027]
光学膜是一类比较精细的薄膜，对薄膜的机械性能、尺寸稳定性、耐化学性、电气绝缘性、透光性等等要求都很高。鉴于现有技术的问题，本发明提出了一种用于光学膜的基材。本发明的基材，可以通过热压成型、紫外光照射成型、粘接、涂覆或者溅射等方式在基材上附着一层或者多层条纹、凸起等微观结构、透明电路、折射层、金属氧化物层、金属溅射层等等，用以获得不同功能、结构的光学膜，所述光学膜可用于光学、照明等领域中的保护膜、反射膜、扩散膜、增亮膜、遮光膜等等，不一而足。
[0028]
如图1所示，本发明的用于光学膜的基材是一种两面均带有亚克力涂层的复合基材，依次由第一离型膜1、第一亚克力涂层2、复合聚酯薄膜3、第二亚克力涂层4以及第二离型膜5构成，其中复合聚酯薄膜3由三层共挤而成的第一聚酯层31、第二聚酯层32以及夹芯层33构成。
[0029]
基材最外侧的第一离型膜1和第二离型膜5用于覆盖和保护亚克力涂层，第一亚克力涂层2和第二亚克力涂层4为工作涂层，用于在其上形成各种微观结构、透明电路、折射层、金属氧化物层、金属溅射层等等。复合聚酯薄膜3提供基本的强度、柔韧性、透光性、耐热性等功能；其中，第一聚酯层31和第二聚酯层32可以为亚克力涂层以及外侧的微观结构、透明电路、折射层、金属氧化物层、金属溅射层等提供良好的附着力，夹芯层33可以为整个光学膜提供一定的结构支撑，以满足成本、厚度、强度、柔韧性等要求。
[0030]
在具体实施例中，第一离型膜1和第二离型膜5可以采用现有的普通商用聚酯离型膜，二者规格一致，厚度均为20～40μm。第一亚克力涂层2和第二亚克力涂层4的厚度均为5～10μm，根据需要，二者可以相同或者不同。复合聚酯薄膜3的厚度为50～300μm；其中，第一聚酯层31的厚度为10～60μm，第二聚酯层32的厚度为10～60μm，夹芯层33的厚度为30～180
μm。
[0031]
另外，本发明提供了一种改进的亚克力涂层配方，以提高亚克力涂层的附着力，并提供更加完善的折射率组合以消除结构影像。具体来说，本发明的第一亚克力涂层2通过涂覆在复合聚酯薄膜3的第一聚酯层31的外表面固化而成，第二亚克力涂层4通过涂覆在复合聚酯薄膜3的第二聚酯层32的外表面固化而成。
[0032]
如前所述，第一亚克力涂层2和第二亚克力涂层4可以具有相同的成分，也可以具有不同的成分。优选，位于视觉正面的亚克力涂层具有更大的折射率，位于视觉背面的亚克力涂层的折射率要相对小一些。例如，假定第一亚克力涂层2位于视觉正面，则其折射率优选为1.60以上，更优选为1.65；相对的，位于视觉背面的第二亚克力涂层4，其折射率优选为1.50左右，更优选为1.47～1.50。高折射率的亚克力涂层有利于消除基材上形成的微观结构、涂层、电路等图案的影像，有利于提高光学膜的视觉感受效果。当然，第一亚克力涂层2和第二亚克力涂层4的正反也可以是颠倒设定的，即可以设定第二亚克力涂层4位于正面，第一亚克力涂层2位于背面，此时就变成了第二亚克力涂层4的折射率高一些，第一亚克力涂层2的折射率低一些，本领域技术人员应当能够很容易理解。
[0033]
仍然以假定第一亚克力涂层2位于视觉正面为例，具有高折射率的第一亚克力涂层2可以包含如下组分：聚甲基丙烯酸甲酯、正硅酸乙酯、硫化锌以及甲基三乙氧基硅烷。其中，添加有硫化锌的聚甲基丙烯酸甲酯可以提供固化后的硬质亚克力表面，为外侧各种反射层等等提供稳定的支撑，同时可以获得较高的光折射率。正硅酸乙酯和甲基三乙氧基硅烷用于提供紧致附着的氧化硅结构，提高耐磨性能以及优异的电化学特性，便于在其上形成各种金属反射层。
[0034]
当然，如前所述，第一亚克力涂层2和第二亚克力涂层4的成分也可以不同。对于视觉正面的第一亚克力涂层2，其上形成的微观结构需要尽可能隐藏不可见，因而位于正面的亚克力涂层的折射率需要尽可能高，因而可以优选采用上述折射率为1.60以上的高折射率的亚克力涂层。而位于视觉背面的第二亚克力涂层4通常紧贴背光源，除非背光源不均匀，否则通常是看不到背光源的影像的，因而可以选择折射率为1.47～1.50左右的普通亚克力涂层以降低成本和功耗，此时的第二亚克力涂层4可以包含如下成分：聚甲基丙烯酸甲酯、正硅酸乙酯以及甲基三乙氧基硅烷。
[0035]
在一个具体实施例中，第一亚克力涂层2可以由70-80重量份的聚甲基丙烯酸甲酯、10-20重量份的正硅酸乙酯、2-5重量份的硫化锌以及10-20重量份的甲基三乙氧基硅烷组成。类似的，在另一个具体实施例中，所述第二亚克力涂层4可以由70-80重量份的聚甲基丙烯酸甲酯、10-20重量份的正硅酸乙酯以及10-20重量份的甲基三乙氧基硅烷组成。上述两种亚克力涂层的组分都可以按照每100重量份的比例，添加到50-200重量份的乙醚和50-100重量份的去离子水中均匀混合，然后通过旋涂或者喷涂方式涂覆在复合聚酯薄膜3的表面，在90-100℃下固化2-3小时，即可获得本发明的亚克力涂层。
[0036]
进一步地，还可以在上述两种亚克力涂层的组分中进一步添加5-10重量份的γ-(2，3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷，用以对涂层中的氧化硅提供进一步地偶联修饰，可以进一步提高亚克力涂层中氧化硅的致密性以及电绝缘特性。此时，所述第一亚克力涂层2可以由70-80重量份的聚甲基丙烯酸甲酯、10-20重量份的正硅酸乙酯、2-5重量份的硫化锌、10-20重量份的甲基三乙氧基硅烷以及5-10重量份的γ-(2，3-环氧丙氧基)丙基三甲氧
基硅烷组成。或者，所述第二亚克力涂层4可以由70-80重量份的聚甲基丙烯酸甲酯、10-20重量份的正硅酸乙酯、10-20重量份的甲基三乙氧基硅烷以及5-10重量份的γ-(2，3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷组成。同样的，上述两种亚克力涂层的组分都可以按照每100重量份的比例，添加到50-200重量份的乙醚和50-100重量份的去离子水中均匀混合，然后通过旋涂或者喷涂方式涂覆在复合聚酯薄膜3的表面，在90-100℃下固化2-3小时，即可获得本发明的亚克力涂层。
[0037]
如前所述，本发明通过三层共挤工艺形成为一体结构的复合聚酯薄膜3，之后在复合聚酯薄膜3的表面涂布获得亚克力涂层，最后在亚克力涂层的表面覆盖离型膜进行保护。制作光学膜的时候，先分别去掉离型膜，然后在亚克力涂层的表面形成各种微观结构、透明电路、折射层、金属氧化物层、金属溅射层等等，最后获得完整功能的光学膜。
[0038]
进一步地，为了进一步提高亚克力涂层的附着力，在本发明的一个具体实施例中，所述第一聚酯层31和第二聚酯层32的聚酯优选为均含有二氧化硅和碱土金属硅酸盐以及聚二甲基硅氧烷的聚酯。
[0039]
夹芯层33可以只包含普通聚酯以降低成本。
[0040]
第一聚酯层31和第二聚酯层32中的二氧化硅可以提高聚酯薄膜的透光性、加工性能以及强度，同时可以与亚克力涂层中的氧化硅产生吸附作用，提高亚克力涂层的附着力。碱土金属硅酸盐可以降低由于聚酯薄膜中二氧化硅含量增高导致的热收缩性，所述碱土金属硅酸盐优选为硅酸镁或者硅酸钙，最优选为硅酸镁。聚二甲基硅氧烷可以提高聚酯中二氧化硅的分散性，避免团聚，有利于减少无机粒子的添加量，提高聚酯薄膜的光学性能，另外，聚二甲基硅氧烷还可以与亚克力涂层中的甲基三乙氧基硅烷产生更强的附着力，尤其可以与用作偶联修饰的γ-(2，3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷产生强力吸附，可以进一步提高亚克力涂层的附着力。
[0041]
二氧化硅以及碱土金属硅酸盐的硅原子由于结合了聚二甲基硅氧烷的硅原子，聚二甲基硅氧烷另一端的高分子可以与聚酯的烷烃结合，有利于将二氧化硅和碱土金属硅酸盐均匀分散保持在聚酯内部。碱土金属硅酸盐中的碱土元素易于与聚酯中常用磷类化合物催化剂、稳定剂、阻燃剂等形成具有适当强度的相互作用的络合物，除了可以提高二氧化硅的分散性之外，还可以提高二氧化硅以及碱土金属硅酸盐在聚酯中的结合力，有利于提高聚酯薄膜的光线透过率。另外如前所述，硅酸镁或硅酸钙之类的碱土金属硅酸盐的加入，可以降低聚酯薄膜的收缩率，尤其适用于添加到光学领域聚酯薄膜之中，有利于提高基膜的光学性能。
[0042]
需要提及的是，由于二氧化硅的添加，制得的聚酯薄膜的收缩率会发生较为明显的变化，对于热收缩薄膜是相当有利的。然而光学领域(例如显示基膜、光学膜等)用到的聚酯薄膜，要求薄膜的收缩率尽量保持较低的水平较为理想。本发明中，通过硅酸盐成分与二氧化硅的结合，一方面提高分散性，另一方面利用碱土金属降低添加了二氧化硅的薄膜的收缩率，进而提高薄膜的光学性能。
[0043]
在一个优选实施例中，第一聚酯层31和第二聚酯层32中的二氧化硅优选采用二氧化硅气凝胶。二氧化硅气凝胶是一种具有多孔、无序、具有纳米量级连续网络结构的低密度二氧化硅气凝胶，比表面积比普通二氧化硅大很多，用现有技术的磷酸酯偶联剂、硅烷偶联剂(例如乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷等)比
普通二氧化硅更加难以分散。由于密度非常低，很容易漂浮，无法分散到聚酯内部。气凝胶的多孔结构可以通过聚二甲基硅氧烷产生强大的结合力，增大了气凝胶的密度，可以使气凝胶沉入聚酯内部。碱土金属硅酸盐的比表面积也很大，疏松多孔特性与气凝胶类似，但是分散性却较好，利用碱土金属硅酸盐的硅元素成分与气凝胶产生的吸附，可以提高气凝胶的分散性，避免团聚。
[0044]
添加有二氧化硅或二氧化硅气凝胶、碱土金属硅酸盐以及聚二甲基硅氧烷的第一聚酯层31和第二聚酯层32，其粘度相对本体聚酯变化很小，有利于保持聚酯薄膜参数的稳定性；还可降低抗粘连粒子的用量；提高了聚酯薄膜的加工性能、拉伸强度、透光率和阻燃性能。另外也可以改善聚酯薄膜的光泽度、耐磨、耐高温、隔热性能。
[0045]
在一个具体实施例中，第一聚酯层31、第二聚酯层32以及夹芯层33中的聚酯成分优选相同，例如，如果第一聚酯层31和第二聚酯层32中的聚酯采用的是pet，则夹芯层33中的聚酯采用的也是pet；如果第一聚酯层31和第二聚酯层32中的聚酯采用的是petg，则夹芯层33中的聚酯采用的也是petg。当然，这也意味着，第一聚酯层31和第二聚酯层32中的聚酯成分与夹芯层33的聚酯成分也可以是不同的，二者相容性会略差一些，制备成本也会略高。
[0046]
在另一个具体实施例中，第一聚酯层31和第二聚酯层32中，二氧化硅的含量为0.3wt％～1.5wt％，碱土金属硅酸盐的含量为0.05wt％～0.5wt％，聚二甲基硅氧烷的含量为0.2wt％～1.2wt％。
[0047]
本领域技术人员应当理解，虽然本发明是按照多个实施例的方式进行描述的，但是并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案。说明书中如此叙述仅仅是为了清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体加以理解，并将各实施例中所涉及的技术方案看作是可以相互组合成不同实施例的方式来理解本发明的保护范围。
[0048]
以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作的等同变化、修改与结合，均应属于本发明保护的范围。