一种高微观平整性的偏光片用光学基膜的制备方法与流程

本发明涉及聚酯薄膜制备，具体涉及一种高微观平整性的偏光片用光学基膜的制备方法。

背景技术：

1、随着显示面板产业的迅猛发展和向中国的转移，液晶显示需求日益增大，而偏光片则是液晶显示的关键元器件。偏光片用光学基膜为聚对苯二甲酸乙二醇酯（简称聚酯或pet）薄膜，偏光片的生产涉及偏光片离型膜、偏光片保护膜、偏光片pva膜保护膜等各种类型的制程保护膜和结构保护膜。其中，偏光片离型膜基膜的作用是保护偏光片的psa胶层，因此，基膜表面出现的“橘皮”状微观不平整现象和团聚凸出的开口剂粒子将对胶层表面平整性造成明显影响，导致偏光片贴合玻璃基板时出现光斑等瑕疵。为解决这一问题，除了采用与聚酯基材的亲和性好的开口剂粒子，提高开口剂粒子在高温聚酯熔体中的分散均匀性，以减少开口剂粒子团聚，还要使开口剂尽可能平整、规则地在薄膜表面排列，以解决“橘皮”这一关键瑕疵。

2、现有技术中，cn1283211a公开了“低雾度、无斑点聚酯薄膜”，系使用煅烧后的多孔有机硅颗粒作为开口剂粒子，多孔结构可进一步提升颗粒与聚酯之间的粘结力，并将颗粒粒径控制在7μm以下，从而防止团聚。然而，这种薄膜的开口剂粒子粒径分布太宽，不利于表面微观平整度的控制；cn201380045267.6公开了“聚酯树脂组合物和使用该组合物的聚酯膜”，系使用了涂覆有金属化合物的二氧化硅粒子作为开口剂粒子，由此防止由粒子聚集造成的内部缺陷，并且实现了改善的膜表面性能、低雾度和改善的透明性，从而使得该聚酯树脂组合物能够适用于作为光学膜和电子材料用基底膜。然而，对于改善“橘皮”未有有效性描述；cn110720062 a公开了“包括多层光学膜和薄粘合剂层的光学主体”，系采用在薄膜表面附着连续的粘合剂层的方法，减轻“橘皮”不均匀缺陷的发生率和严重程度。然而此种方法需要多施加粘合剂层，大大提高了成本，并将不可避免地为现有偏光片制程引入了不确定因素。本发明提供一种高微观平整性的偏光片用光学基膜的制备方法，制备的高平整性偏光片用光学基膜可应用于偏光片制程保护材料以及结构材料，包括但不限于偏光片离型膜基膜、偏光片保护膜基膜、偏光片pva膜保护膜等。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是提供一种高微观平整性的偏光片用光学基膜的制备方法，能够解决现有技术中光学基膜表面会出现“橘皮”状微观不平整现象、团聚凸出的开口剂粒子会对胶层表面平整性造成明显影响导致偏光片贴合玻璃基板时出现光斑等瑕疵的问题。

2、为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：包括以下步骤：

3、s1、挤出：聚酯切片通过熔体挤出设备挤出成型，聚酯切片分别由熔体挤出设备的主熔融腔、辅熔融腔熔融，经过滤器、熔体管道，在模头分配块精确复合流出，挤出温度为250~295℃，其中，为增大片状粒子在熔体管道内的层流元件处横向剪切力，熔体管道的温度设置至少两段温度，包括层流元件前温度、层流元件处温度，且层流元件前温度更高，层流元件处温度低于熔融温度，从层流元件前至层流元件处，温度分别设置为270~285℃、250~270℃，熔体经过层流元件后进入模头，模头的温度提高到熔点以上，模头温度设定为275~290℃；

4、s2、铸片：熔体经模唇流至铸片辊，形成铸片；

5、s3、纵向拉伸：将铸片进行纵向拉伸；

6、s4、横向拉伸：纵向拉伸后的薄片再进行横向拉伸；

7、所述聚酯切片包括聚酯母料和聚酯基料，所述聚酯母料包括对聚酯具有亲和性的开口剂片状粒子和pet，聚酯母料采用对聚酯具有亲和性的开口剂片状粒子与pet共挤出造粒制得；

8、所述开口剂片状粒子为片状铝酸酯碳酸钙、氧化石墨烯、还原氧化石墨烯、硅烷化石墨烯、tio2/石墨烯复合物中的一种或几种的组合，所述开口剂片状粒子的长宽尺寸为100~5000nm，厚度为10~500nm；

9、所述开口剂片状粒子占聚酯母料的比例为100~10000ppm；

10、所述聚酯母料的添加量为聚酯切片总量的1%~20%。

11、进一步地，所述开口剂片状粒子为还原氧化石墨烯、硅烷化石墨烯、tio2/石墨烯复合物中的一种或几种的组合；所述开口剂片状粒子的长宽尺寸为500~3000nm，厚度为10~200nm；所述开口剂片状粒子占聚酯母料的比例为1000~10000ppm；

12、所述步骤s1中，层流元件前至层流元件处温度分别设置为270~280℃、250~265℃；模头温度设定为275~285℃；

13、所述聚酯母料的添加量为聚酯切片总量的3%~15%。

14、进一步地，所述开口剂片状粒子的长宽尺寸为1000~2000nm，厚度为10~50nm；所述开口剂片状粒子占聚酯母料的比例为3000~5000ppm；

15、所述步骤s1中，层流元件前至层流元件处温度分别设置为270℃~275℃、260~265℃；模头温度设定为280~285℃；

16、所述聚酯母料的添加量为聚酯切片总量的5%~10%。

17、进一步地，所述步骤s2中，铸片辊温度为30~40℃，模唇口离铸片辊接触位置为2.5~5mm，铸片宽度紧缩量为3~6%。

18、进一步地，所述步骤s3中，纵向拉伸时，预热辊温度为75~95℃，拉伸辊温度为85~100℃，预热后纵向拉伸，纵向拉伸倍率为2.5~4倍，再进行冷却，冷却辊温度为20~40℃。

19、进一步地，所述步骤s4中，横向拉伸时，预热段温度为100~130℃，横向拉伸温度为120~145℃，预热后横向拉伸，横向拉伸时间为5~15s，横向拉伸倍率为3.5~5倍，高温定型温度为200~240℃，高温定型时间为12~25s，低温定型温度为100℃~175℃，低温定型时间为5~10s，热定型后冷却，冷却温度为30~50℃，冷却时间为5~10s。

20、进一步地，所述步骤s1中，所述熔体挤出设备具有下料通道和挤出机，所述下料通道设于挤出机入料口处，所述挤出机包括熔融腔、计量泵、熔体泵、过滤器、熔体管道和模头，所述熔融腔与计量泵连通，所述计量泵与熔体泵连接，所述熔体泵与过滤器之间设有排料阀，所述过滤器的出口端与熔体管道内部连通；

21、所述熔体管道具有管道壁和层流元件，所述层流元件设于熔体管道内部，层流元件靠近熔体管道的出口端设置，层流元件具有三片上下平行排列的板状结构件，所述三片板状结构件水平设置，且三片板状结构件均匀间隔分布，所述板状结构件的两侧焊接在管道壁上，所述熔体管道的出口端与模头连接；

22、所述熔体挤出设备对聚酯切片熔融挤出制光学基膜的流程为：将混合好的聚酯母料和聚酯基料通过下料通道进入挤出机的熔融腔熔融塑化，通过计量泵准确计量进行原料输送后再经过熔体泵进一步向前推进，原料经过排料阀进入过滤器，通过过滤器将原料熔体中的杂质滤除后，熔体进入熔体管道，经过熔体管道后半段的层流元件时，开口剂片状粒子裹挟在聚酯母料中，熔体经过层流元件，在特定温度梯度下，受到强烈的平行剪切力，开口剂片状粒子沿厚度方向堆叠，沿行进方向层层水平取向排列，再进入模头，并挤出成型，开口剂片状粒子在熔体中整齐地水平排列，从而在光学基膜表层水平排列，使得光学基膜表层平整性高。

23、进一步地，所述管道壁的粗糙度ra值为10~1000nm，以促进熔体流动；所述层流元件的粗糙度ra值为100~2000nm。

24、进一步地，所述管道壁的粗糙度ra值为10~100nm；所述层流元件的粗糙度ra值为100~500nm。

25、本发明的优点在于：采用对聚酯具有亲和性的片状粒子作为开口剂，开口剂在进入挤出系统后，通过特殊设计的熔体挤出设备，使其受到的水平剪切力大为提高，开口剂片状粒子水平均匀分散在呈层流状态的聚酯熔体中，通过三层挤出后水平排列在薄膜表面，通过制备工艺的改进，制备出的偏光片用光学基膜在满足粗糙度ra值≤50nm，rmax≤600nm的前提下，膜面微观无橘皮纹路，开口剂片状粒子均匀排布且无尺寸≥50μm、高≥5μm的团聚物，开口剂片状粒子与聚酯基材亲和性好，分散均匀，团聚少且凸出膜面程度低，成品微观平整性极佳；

26、采用特定开口剂片状粒子，只需微小添加量便可达到极佳效果；

27、特殊设计的熔体挤出设备结构简单且实用性强；

28、本发明提供的偏光片用光学基膜的制备工艺简单、可执行性强。