光學領域用雙向拉伸聚酯基膜成型技術研究進展

黃永生，馬云華，任小龍，童幫毅，李雪明

（桂林電器科學研究院有限公司，廣西桂林541004）

綜述

光學領域用雙向拉伸聚酯基膜成型技術研究進展

黃永生，馬云華，任小龍＊，童幫毅，李雪明

（桂林電器科學研究院有限公司，廣西桂林541004）

介紹了國內外光學級雙向拉伸聚酯（BOPET）基膜成型技術的研究現狀，重點綜述了拉伸成型、涂布成型兩類光學級BOPET基膜的研究進展，包括通過改進拉伸溫度、拉伸倍率、拉伸速度及熱定型溫度等雙向拉伸成型技術和引入表面涂覆技術的方式制備光學級BOPET基膜。最后，對光學級BOPET基膜的研究趨勢進行了展望。

雙向拉伸聚酯；光學膜；涂布；成型技術；研究進展

0 前言

BOPET薄膜具有較高的力學、電學、熱學及環保等特性，而作為光學級BOPET基膜除具備基本特性外兼有表觀無缺陷、低霧度、高透光率、高潔凈性、低厚度公差等優異的光學性能。BOPET基膜的科技含量高、附加值高，經過深加工可制成各種功能型光學薄膜，主要產品有反射膜、增透膜／減反射膜、濾光片、擴散膜／片、增亮膜／棱鏡片／聚光片、遮光膜／黑白膠、銦錫氧化物（ITO）導電膜等，廣泛應用于液晶顯示面板、控制面板、柔性顯示器、太陽能電池背板、汽車貼膜、建筑貼膜等領域［1］，具有廣闊的市場前景和顯著的經濟效益。目前，光學薄膜成為我國聚酯（PET）薄膜行業產品結構調整的最佳選擇，但因國內PET薄膜制造企業缺乏光學級BOPET基膜的核心成型技術，產品只能依賴于從日本、韓國、美國等國家進口。近年來，隨著光學級BOPET基膜應用領域不斷擴大，對其成型技術的開發和應用研究愈發引起國內外眾多團隊的重視。

1 BOPET薄膜的制造技術

1．1 生產工藝

PET作為具有結晶傾向的高分子化合物，其薄膜的拉伸成型過程［1－7］為：（1）結晶PET切片加熱至熔點以上，其原有結晶逐漸消失成為黏流態的無定形熔體，經過濾、計量、擠出流延到鑄片輥上，驟冷到玻璃化轉變溫度（Tg）以下，成為結晶度≤5%的無定形厚片；（2）厚片預熱至85～90℃時進行縱向拉伸（內部微晶和分子沿縱向產生取向），之后再次迅速冷卻到Tg以下，使結晶和分子取向定型（須嚴格控制結晶產生）；（3）經縱拉后的膜片再次進行預熱，在100～105℃且張緊狀態下進行橫向拉伸（內部微晶和分子沿橫向產生取向），之后在最大結晶速度溫度下進行短時熱處理（主要使分子沿取向方向快速結晶，提高結晶度，同時分子鏈段得到松弛，消除內應力），緊接著將其快速冷卻至Tg以下（保持穩定的取向度和完整的結晶度），得到性能穩定、均勻的PET基膜。光學級PET基膜成型工藝流程如圖1所示，通常需要在縱拉和橫拉之間對薄膜單、雙面進行涂布預處理，以滿足后續生產和應用中的不同要求。

圖1 光學薄膜雙向拉伸成型工藝流程圖Fig．1 Flow chart of biaxial orientation process

1．2 產品特點

采用雙向拉伸成型技術制備的BOPET基膜，由于其在縱、橫2個方向經過一定程度的拉伸，改變了分子或鏈段的排序，并經過不同的受熱歷程，其主要性能發生明顯改變［1－2，5］：

（1）拉伸強度、斷裂伸長率及拉伸模量等明顯增大；（2）沖擊強度和彎曲性能增強；（3）耐老化、電學等特性提高；（4）光學特性改善：折射率增大、光澤度提高、透明度增強；（5）阻隔性能好，水蒸氣、氧氣及其他氣體的透過率降低；薄膜表面平滑性、尺寸穩定性、耐磨損性等提高；（6）薄膜厚度均勻性及成膜材料利用率提高。

2 BOPET基膜成型技術研究進展

2．1 拉伸成型技術

BOPET薄膜制程屬于典型平面雙向拉伸成型技術，即沿平面兩個相互垂直方向進行拉伸的工藝，是一個通過力與熱的作用改變高分子材料內分子聚集態的過程，通過拉伸成型使得材料的微觀狀態（主要是取向、結晶）改變，進而其性能得到不同程度改善，特別是拉伸強度、透明度及尺寸穩定性的提高，同時也可獲得寬幅、超薄及高度均勻的薄膜［1－3］。

陳鑄紅等［8］將特性黏度為（0．68±0．01）dL／g、色度（B）值為－4～2的光學級PET和質量分數為40%～100%且含3．0%～10．0%（質量分數，下同）納米級球形SiO2的PET母料與0～60%光學級PET的共混物通過270～290℃高溫熔融擠出后，采用無輥式縱向拉伸和懸浮式橫向拉伸工藝制得霧度為0～1．0%、透明度高于95%且光學均勻度高的3層結構BOPET基膜，其成型工藝為：（1）60～65℃兩面驟冷形成鑄片；（2）115～125℃無輥紅外加熱縱向拉伸；（3）130～140℃懸浮式熱態橫向拉伸且80～120℃橫向張弛狀態下熱定型。另外，陳鑄紅等［9］又以80～100℃預熱、120～130℃熱態縱橫雙向同步拉伸且90～130℃熱定型處理成型技術同樣制得了上述性能優異的BOPET基膜。研究所采用雙向拉伸成型過程不與任何機械物體接觸，確保薄膜表面無劃痕、擦痕等，工藝方法簡單實用，產品綜合性能優異，可應用于液晶顯示器（LCD）、等離子顯示板（PDP）等光學顯示領域。

郭鳳剛［10］通過分析拉伸工藝（拉伸／定型溫度、處理時間等）對薄膜透明度的影響，表明橫向拉伸定型工藝對薄膜的透明性影響非常高。依據薄膜在橫拉區域所經過預熱、拉伸、定型和冷卻過程，提出了相應的參考工藝溫度：預熱80～110℃、拉伸100～130℃、定型200～250℃、冷卻50～200℃；同時指出合適的熱定型溫度可避免形成球晶，隨著結晶度的提高，薄膜霧度逐漸變大并趨于平緩，而透明度降低；另外，若拉伸工藝不當則會造成球晶和過結晶，導致薄膜呈現霧狀、透明性較低且柔韌性差。其拉伸工藝對薄膜透明度影響規律的研究，給實際生產提供了參考。

滕巖等［11］通過對橫向拉伸工藝進行調整、分析，其結果表明，拉伸溫度較低，PET薄膜的透明度越高；定型溫度較低，PET薄膜的透明度越高；冷卻溫度較低，PET薄膜的透明度越高。并依據薄膜的透明度分析提出了較佳橫向拉伸工藝：拉伸90℃、熱定型230℃、冷卻40℃等。同時也提出了橫向拉伸幅寬調整原則：預熱段幅寬較橫向拉伸入口幅寬逐漸遞增；拉伸段寬度依據所需橫向拉伸比逐漸增大；熱定型段幅寬保持與拉伸段最后區域寬度一致；冷卻段幅寬相對減少（給予薄膜定量松弛，降低橫向熱收縮率），并表明橫向拉伸比參數僅影響薄膜生產效率及其橫向熱穩定性，對于PET薄膜的透明度影響較小。通過較佳拉伸工藝所制備的PET薄膜透明度高達99．5%，光學性能優異，工藝方法調整簡單，工業化可操作性較強。

高宏保［12］通過對“一縱一橫”逐次拉伸工藝研究，歸納出橫向拉伸倍率與薄膜拉伸強度、伸長率及其橫向厚度均勻性的相關性：隨著橫拉倍率的增加薄膜橫向拉伸強度增大、斷裂伸長率減小，適當提高橫向拉伸倍率可提高薄膜的橫向厚度均勻性；分析總結出橫向拉伸溫度（TTD，℃）與進入橫拉前薄膜結晶度（Xc，%）的經驗關系為：TTD＝80＋200·Xc，采用不同縱拉方式（低溫單點拉伸、高溫多點拉伸）和工藝（拉伸倍率）使進入橫拉的薄膜結晶度不同，對應的橫拉溫度亦不同（橫向拉伸溫度隨縱向拉伸倍率的提高而升高）；提出了熱定型時間、溫度的確定原則：不同熱定型溫度存在一個定型平衡時間（t0）和平衡收縮率，熱定型時間選擇在（1．2～1．5）t0；歸納出熱定型松弛率與薄膜收縮率之間的關系：通過松弛、定長和張力熱定型的方式組合改善薄膜內在分子鏈聚集態結構，優化薄膜熱收縮率；提出了橫向位伸與熱定型過程中的弓曲現象對薄膜橫向性能不均勻分布的影響及改善途徑。其通過橫向拉伸工藝對薄膜性能的影響規律研究，揭示了相關工藝參數與產品性能的關系，對實際生產具有一定的指導意義。

接道良［13］通過對無定形PET厚片的應力－應變曲線的研究發現，隨著拉伸溫度升高，材料由脆性斷裂、無屈服的曲線變為韌性、有屈服的曲線，并且隨溫度繼續升高，就變成如同橡膠無屈服點的曲線。同時建議PET的拉伸溫度控制在85～100℃左右，縱向與橫向拉伸比相匹配以保證薄膜在縱、橫方向上均具有優良性能。另外，提出了橫拉工藝參數的選定需考慮烘箱長度、傳動速度及熱風傳導等因素，并確保吹至薄膜上下表面循環熱風的風溫、風壓和風速一致。分析歸納出，經縱向拉伸薄膜的Xc＜12%，經雙向拉伸和熱處理薄膜的Xc為45%～55%。其對雙向拉伸工藝的研究，給實際生產提供了參考。

高宏保［14－15］通過對縱向拉伸方式及預熱技術的研究，提出了分別對應于小拉伸倍率、大拉伸倍率的低溫單點大間隙拉伸和高溫兩點小間隙拉伸組合方式，并歸納出單點拉伸采用“S”形拉伸方式、兩點拉伸采用“S”形和“一”字形組合拉伸方式，同時給出小拉伸間隙為35～50mm、大拉伸間隙100mm以上的建議；分析總結出單點拉伸適用低溫拉伸（80℃左右）且拉伸倍率為2．5～3．5，兩點和多點拉伸適用于高溫拉伸（110～ 120℃）且拉伸倍率為4～6。在此基礎上歸納總結：薄型膜多采用大縱拉倍率、小拉伸間隙、不使用或使用少量紅外線輔助加熱器；厚型膜多采用紅外線輔助加熱器、大縱向拉伸間隙、小拉伸倍率方式。其在縱向拉伸工藝方面的研究，對實際生產具有一定的指導意義。

滕巖［16］依據生產經驗提出了縱向拉伸比需設定合適的結論，過低會降低薄膜的拉伸強度及增大縱向厚度公差，過高則在橫向拉伸時破膜。另外，縱向預熱溫度和拉伸溫度相對較低，拉伸后迅速冷卻，可以提高薄膜的取向度（提高縱向拉伸強度、彈性模量等）、降低薄膜的結晶度。拉伸溫度過高，會導致薄膜解取向。同時給出了拉伸溫度為70～85℃、拉伸比為3．3～3．6及冷卻定型溫度為25～45℃等工藝參考。通過縱向拉伸工藝研究表明，拉伸溫度對薄膜的透明度沒有影響，拉伸比越大，薄膜的透明度越高，冷卻溫度越低，PET薄膜的透明度越高。所得的薄膜光學性能優異（透明度高達99．5%），工藝方法調整簡單，產業化可操作性較強。

李超等［17］通過在雙向拉伸工序之前對鑄片進行底涂處理，制得透光率＞91．5%、霧度＜1．0%且干涉彩虹紋達到A級的BOPET薄膜，其中底涂溶液含折射率為1．55～2．50、粒徑為0．02～0．5μm、固含量為5%～10%的無機填料，所采用成型技術為0．05～0．2μm涂層厚度、3．0～3．8倍縱向拉伸、3．0～4．0倍橫向拉伸及190～210℃熱定型溫度雙向拉伸工藝。其研究成果在保證高透明性的同時兼具有良好的黏附性和易收卷性，可廣泛應用于各種LCD用光學功能薄膜及高檔模內裝飾技術（IMD）等高端膜材料領域。

趙燁［18－19］將92～97份（質量份）超有光PET切片、3～5份且SiO2含量為0．25‰的PET功能母料、0．5～3份非晶型共聚脂PETG等進行共混，經加熱、塑化、鑄片、縱向拉伸、橫向拉伸等成型技術制得透光率為92%～94%、霧度為0．8%～0．9%的高透亮BOPET薄膜。雙向拉伸成型工藝為：（1）擠出工序，采用雙螺桿擠出，預熱段253～257℃、輸送段263～267℃、均化段273～277℃、熔體管263～267℃、模頭263～267℃；（2）鑄片工序，第一冷鼓溫度27～29℃，第二冷鼓溫度44～46℃；（3）縱向拉伸工序，預熱區74～76℃、拉伸區81～83℃、冷卻區19～21℃，入口張力180N，輔助加熱功率34%～36%，縱向拉伸比3．1～3．3；（4）橫向拉伸工序，預熱區113～116℃、拉伸區126～130℃、定型區223～227℃、冷卻區48～52℃等。通過以上工藝制備的PET薄膜具有高透光率、低霧度、高強度、耐高溫、耐腐蝕且具有無毒、阻燃、安全環保等綜合性能，廣泛應用于液晶顯示屏幕保護及發光二級管（LED）等行業。

周柯等［20］將混有粒徑為2～4μm、含量為0．015%～0．12%的硫酸鋇（表面處理）且特性黏度為0．60～0．88dL／g的共聚酯切片在160～190℃溫度下干燥至含水率＜0．08‰后，經270～330℃熔融共擠在15～25℃冷鼓上鑄片后，在100～150℃溫度下同步進行2．5～4．5倍的縱橫向拉伸和160～250℃溫度下熱定型處理，制得厚度為0．036～0．35mm、透光率為90%～95%、霧度為0．5%～1．0%、單層或3層結構的高透明薄膜。該方法制備工藝簡單，工業化實用性強，產品應用領域廣泛，特別適用于對光學性能要求較高的平板顯示器組件制造。

陳鑄紅等［21］設計了一種芯層為光學級聚酯切片、上下表層含5%～10%有機氨類（硬脂酸酰胺）抗粘連劑和90%～95%光學級聚酯切片結構的復合PET薄膜，其上、下表層和芯層質量各占復合薄膜總質量的10%～15%和70%～80%。具體制作方法為：將芯層原料經流化床以135～160℃干燥處理3～5h后和上、下表層熔體經3層模頭共擠（270～290℃），經激冷輥和水槽冷卻形成鑄片（冷卻至30℃以下）后進行預熱（80～100℃）、縱向拉伸和冷卻定型（＜40℃），再經預熱（80～120℃）、橫向拉伸和熱定型（160～200℃）處理，并經牽引（冷卻）、電暈、分切、卷取制成霧度≤1．3%、透明度≥92%、光澤度≥140的高光亮薄膜。其所研究的制備方法可操作性強，可工業化趨勢明顯。

孫囡等［22］設計了由第一防刮層、第一擴散層、芯層、第二擴散層和第二防刮層復合構成的厚度為0．050～0．350mm的防刮光學擴散膜，其防刮層材料均由80%～95%的均或共聚酯與5%～20%的防刮硬質丙烯酸樹脂組成，擴散層均由80%～95%的均或共聚酯與5%～20%、粒徑2～20μm的擴散粒子組成，芯層材料為PET切片。原料共混干燥處理后在285℃溫度下共擠，經冷鼓鑄片并在100～130℃溫度條件下同步縱、橫雙向拉伸（縱向拉伸比2．5～4．5、橫向拉伸比2．5～4．5），后經150～230℃熱定型、60～80℃冷卻制得透光率≥90%、霧度≥90%、鉛筆硬度≥3H的防刮光學擴散膜。其制備工藝簡單，容易操作，成本降低，實用性強。

高青等［23］采用由低結晶速率間苯二甲酸物質的量濃度為0．5%～15%的共聚酯經雙向拉伸制得厚度為125～500μm、透光率≥88．0%、霧度≤2．4%的高透明厚型薄膜。其中包括粒徑0．001～0．02μm且含量30%～98%（相對于填料總量）納米級、粒徑0．1～ 0．50μm且含量0～50%亞納米級和粒徑0．8～3．0μm且含量2%～50%微米級的多種填料（SiO2、TiO2、Al2O3）。具體成型技術為：經共混的芯層和表層原料切片進行240～300℃熔融共擠，在冷卻轉鼓上形成多層無定形的聚酯鑄片，并通過3．0～4．0倍縱向拉伸、3．0～4．5倍橫向拉伸、160～240℃熱定型、冷卻得到厚型高透明薄膜。其成型技術簡單，產品綜合性能優異，滿足對光學性能要求較高的中大型平板顯示屏應用。

Kuwahara［24］采用熔點250～265℃、特性黏度0．60～0．85dL／g、羧基量5～20當量／噸且含有機螯合物鈦絡合物作為聚合催化劑的聚酯原料樹脂在280～300℃熔融共擠，經鑄片、雙向拉伸制得層疊聚酯薄膜。其鑄片冷卻固化溫度10～80℃，縱向拉伸溫度70～140℃、拉伸比3．0～5．0、冷卻溫度20～50℃，橫向拉伸溫度80～150℃、拉伸比3．0～5．0，熱定型溫度150～250℃及可實施1%～12%的松弛和1～100℃／s的冷卻處理。其研究雖要求原材料配方復雜，但所得薄膜產品綜合性能優異。

王寶等［25］通過對不同熱定型溫度成型的BOPET薄膜結構、結晶度、熱效應進行測試和評估，研究了熱定型溫度對改性薄膜性能的影響。結果表明，薄膜經不同溫度熱定型后，其化學組成未發生變化，但結晶狀態發生變化，熱定型溫度的提高會導致薄膜結晶度降低；提高熱定型溫度對樹脂Tg及熔點影響不大，而隨著熱定型溫度的提高，冷結晶峰起始溫度及峰頂溫度向高溫方向移動，提高熱定型溫度有利于抑制BOPET的二次結晶能力。

2．2 涂布成型技術

BOPET薄膜具有優異的光學、力學、電學等性能，同時兼具耐化學腐蝕、尺寸穩定等特性，但其存在表面能低、附著力差等缺陷，不能滿足下游應用要求。尤其作為光學領域用基膜，為滿足優異的光學性能及薄膜加工性要求，需要對PET薄膜進行預處理。目前應用較為廣泛的形式為涂布法或電暈處理加涂布法，且更適用于在線涂布預處理方式。

秦志鳳等［26］采用含量為25%～30%且粒徑為3～5μm的聚氨酯樹脂或／和聚丙烯酸樹脂微球、純度為9．9%～29．99%去離子水以及質量分數為0．01%～0．1%表面活性劑（烷芳基聚醚醇）等進行共混攪拌制得固含量為17．5%～27%的水性涂布液；將其均勻涂覆在經2．8～3．5倍縱向拉伸聚酯薄膜（含0～0．01%SiO2爽滑劑）的一面或兩面，并通過90～130℃預熱、100～150℃拉伸、190～240℃熱定型、30～110℃冷卻及3～5倍橫向拉伸成型技術處理制得涂層厚度為3～5μm的擴散PET薄膜。通過其較佳的涂布液配比、拉伸工藝所制備薄膜透明度高于92．0%，滿足高光學性能要求，工序簡便環保，生產成本低，工業化可操作性較強。

孫武［27］通過將質量比10∶1～20∶1水性樹脂（聚氨酯和／或丙烯酸）和聚噻吩、含量為103～108個／cm3微米級SiO2混成的涂布液涂覆于由第一聚酯層（含納米級SiO2）和第二聚酯層組成的聚酯疊層，其中納米級SiO2粒徑為0．01～0．05μm，微米級SiO2粒徑為0．1～0．7μm、含量0．05%～0．2%。雙向拉伸成型技術為：將共擠形成的兩或三層熔體在激冷鼓上鑄片，采用預熱溫度60～130℃且時間5～15s、拉伸溫度130～150℃且時間1．5～5s、冷卻溫度20～30℃及拉伸比為2．8～3．5∶1的縱向拉伸處理和預熱溫度70～110℃且時間3～8s、拉伸溫度90～130℃且時間5～30s、定型溫度180～240℃且時間5～10s、冷卻溫度45～160℃及拉伸比為3．3～4．3∶1的橫向拉伸處理，制得霧度＜1．2%、透光率＞88．0%且爽滑性好的光學領域用聚酯薄膜，工藝可操作性強，適用于工業化生產。

李超等［28］通過共擠、雙向拉伸制得底涂層的Tg為40～110℃、芯層PET、表層聚萘二甲酸乙二醇酯（PEN）且芯層與表層厚度比為（4～10）∶1的多層結構光學聚酯薄膜，其中底涂層由含水溶性聚酯樹脂5～50份、交聯劑0．5～5份、表面活性劑0．01～0．1份、納米粒子0．1～1．5份的涂布液固化形成。所涉及制造方法為：經260～290℃熔融擠出形成鑄片，并采用溫度80～120℃、拉伸比3．0～3．8的縱向拉伸工藝處理后進行涂布，再經溫度90～180℃、拉伸比3．0～4．0的橫向拉伸工藝和200～250℃熱定型及冷卻工藝處理即得所需薄膜。其通過選取不同表層材質得到的光學聚酯薄膜附著性好、光學性能優異，滿足平板顯示背光模組、太陽能電池背膜等產品的需要。

孫月等［29］將質量分數為63%～96%不含羧酸基水性紫外光固化聚氨酯樹脂、3%～30%惡唑啉交聯劑、1%～7%且粒徑為80～200nm抗粘連填料混合的涂布液，涂覆于經3．0～3．8倍縱向拉伸的聚酯膜片表面，并通過3．0～4．0倍橫向拉伸及熱定型、冷卻等工藝處理后制得透光率＞90．0%、霧度≤0．6%且抗粘連性優異的三層結構光學聚酯薄膜。其研究所得薄膜綜合性能優異，制造工藝簡單、工業化可操作性強，滿足液晶顯示器（LCD）、等離子顯示板（PDP）等顯示裝置中高端光學膜材料領域的應用。

木村秀孝等［30］設計了由表層聚酯層（A）、芯層聚酯層（B）及含0．05%～1．5%、平均粒徑3．0～7．0μm且不活潑有機顆粒的聚酯層（C）構成的雙向拉伸疊層聚酯薄膜，明確了層（A）具有碳－碳雙鍵部的聚氨酯樹脂易粘接涂布層、層（C）具有含主鏈且存在吡咯烷鎓環聚合物的抗靜電涂布層，其雙向拉伸成型技術為：70～145℃、2．7～5．0倍縱向拉伸，90～160℃、3～5倍橫向拉伸，210～240℃、10～600s熱處理及沿縱向和／或橫向松弛2%～20%并在熱處理的最高溫度區和／或熱處理出口進行冷卻處理，制得透光率＞88%、霧度6．0%～30．0%、縱向收縮率＜1．8%、面取向度＞0．161等綜合性能優異的薄膜。其通過對薄膜多層結構的設計，不僅品質提高，且成本得以控制，工業應用價值較高。

金相弼等［31－32］采用固含量為1%～20%水溶性或水分散性聚酯樹脂及丙烯酸樹脂涂布液分步涂覆于雙向拉伸聚酯基膜表面，制得涂布量0．01～1．00g／m2的含雙層黏合層光學用薄膜。其成型技術為：通過基膜原料熔融擠出、基膜熔體無定形鑄片、2．0～4．5倍縱向拉伸（70～120℃）、底涂層涂覆、2．5～5．0倍橫向拉伸（80～150℃）及150～250℃熱定型等工藝處理后獲取透光率＞90．0%、霧度＜2．0%薄膜產品。他們又采用固含量2%～10%氫化聚氨酯、氫化聚酯、氫化丙烯酰基樹脂等溶劑型、非溶劑型或水性涂布液分步涂覆于含有粒徑0．03～0．50μm、粒徑1．0～10．0μm填料的雙向拉伸聚酯基膜表面，并采用同樣的成型技術制得霧度＜1．5%且厚度≥25μm薄膜產品。其研究所得薄膜具有良好的雙層黏合性、透明度及透射性，可滿足光用于后加工的黏合性要求，操作工藝簡便，實用性較強。

Hiroshi等［33］選用以物質的量濃度為1%～10%具有磺酸金屬堿的芳香族二元羧酸聚合的水性聚酯樹脂與水溶性鈦螯合物或水溶性鈦?；餅橹饕煞謽嫵伤低坎家?，經涂布干燥、層疊、拉伸制得透光率＞85%的光學用易膠黏性薄膜，其中水性聚酯樹脂的Tg＞40℃，涂布液固含量為2%～35%且0．02～0．5g／m2。具體成型技術為：經280℃熔融擠出驟冷鑄片，后在80～120℃溫度下縱向拉伸2．5～5．0倍、在70～140℃溫度下橫向拉伸2．5～5．0倍，最后進行1～60s、160～240℃熱處理完成結晶取向。所研究光學用易膠黏性聚酯薄膜，可抑制外部光線入射、晃眼且虹彩狀色彩的防反射性優良，同時保證與硬涂層的密著性和耐濕熱性優良，制造工藝簡便，工業化可操作性強。

霍新莉等［34］將固含量為10%～100%可交聯樹脂涂布液涂覆于由雙向拉伸工藝得到的聚酯基材表面，涂層厚度為1～15μm。具體成型步驟為：（1）將干燥聚酯切片熔融擠出、冷卻鑄片；（2）鑄片預熱、3．0～3．8倍縱向拉伸；（3）縱拉膜片預熱、3．0～4．0倍橫向拉伸、熱定型處理；（4）橫拉膜片表面電暈處理；（5）熱定型薄膜的表面涂布可交聯樹脂層，經干燥和固化制得光學聚酯薄膜。其中熔融擠出溫度為260～300℃，薄膜熱定型溫度為200～250℃，可交聯樹脂層的干燥溫度為50～160℃。其制造工藝簡單，解決了現有方法生產的薄膜容易劃傷，收卷后存放中容易產生凸點和粘連等問題，同時降低了薄膜制造成本。

孫月等［35］將含黏合劑（聚酯、聚氨酯等樹脂）和粒徑20～100nm微粒（二氧化硅、硫酸鋇等）的涂布液涂覆于經3．0～3．8倍縱向拉伸（溫度80～120℃）的聚酯膜片表面（涂層厚度＜100nm），并通過3．0～4．0倍橫向拉伸（溫度90～180℃）及180～250℃溫度熱定型、冷卻等工藝處理后制得透光率＞90．0%、霧度＜1．0%且抗粘連性優異的光學聚酯薄膜。其中粘接改性層間的摩擦因數＜0．7且靜摩擦因數與動摩擦因數之差＜0．18。其研究所得薄膜綜合性能優異，制造工藝簡單、工業化可操作性強。

繆敬昌等［36］采用0．1%～0．3%固化劑（三聚氰胺、聚異氰酸酯）、2．4%～12．5%黏合劑（聚氨酯、聚丙烯酸樹脂）、0．4%～3．8%硅溶膠（粒徑30～110nm）、0．02%～0．1%表面活性劑（烷芳基聚醚醇、改性聚硅氧烷、有機氟碳化合物等）、0．5%～2．0%有機溶劑（異丙醇、N－甲基吡咯烷酮、丁基溶纖劑等）及0．2%～0．9%離子水等制得黏度＜10mPa·s且固含量為3%～12%的水性涂布液，將其涂布于經過縱向拉伸的膜片，膜片材料表層為含0．3%、粒徑30～50nm填料的3%～10%聚酯母料和90%～97%聚酯切片共混料，芯層為100%聚酯切片。具體成型技術為：原料經260～295℃熔融擠出為三層結構鑄片，通過60～80℃預熱、60%～80%紅外加熱、線速度25～75m／min、縱向拉伸比2．8～3．5進行縱向拉伸，而后將膜片表面進行涂布液均勻涂覆，再經100～130℃預熱、110～150℃且3～5倍橫向拉伸，并采用200～240℃熱定型、50～150℃冷卻處理后制得基材厚度0．075～0．350mm、涂層厚度0．02～0．3μm、透光率＞91．0%、霧度＜1．0%的BOPET薄膜。該工藝制備的薄膜綜合性能優異，工藝簡單、工業化可操作性強。

孫武等［37－38］采用2%～15%樹脂、0．01%～5%且粒徑60～150nm微粒（SiO2）、0．001%～0．05%潤濕劑、pH調節劑（2－氨基－2－甲基－1－丙醇、氨水、二乙醇胺等）及去離子水共混制得光學聚酯薄膜用高附著力水性涂布液，其中樹脂包括20%～90%水性聚氨酯、5%～50%水溶性聚酯樹脂、5%～30%氨基樹脂（脲醛樹脂、三聚氰胺甲醛樹脂或苯胺甲醛樹脂）等。其涂布成型技術為：經過縱向拉伸的PET薄膜通過在線勻化涂布，隨后進行橫向拉伸（3．5倍拉伸、220℃熱定型），在PET薄膜表面形成高分子聚合物層。其研究經涂布后可使PET薄膜具有優良的光學性能（透光率＞90%、霧度≤1．04%）、爽滑性和附著力，制造工藝簡便，適合應用于棱鏡膜、擴散膜、硬化膜、ITO膜等光學類應用。

葉俊杰［39］采用1%～50%的抗靜電劑（陽離子反應型、陰離子反應型兩性反應型）、30%～95%的水性樹脂（聚酯、聚氨酯樹脂、丙烯酸酯等）、1%～50%的交聯劑（異氰酸酯、三聚氰胺、噁唑啉等化合物）混合而成抗靜電水性涂布液。其成型技術為：先利用輥拉伸法將通過熔融擠出鑄片在70～145℃溫度拉伸至2～6倍，得到單軸拉伸膜片，然后沿與前面拉伸方向成直角的方向在80～160℃溫度拉伸至2～6倍，并進一步在150～250℃溫度進行1～600s熱處理制得BOPET薄膜，其涂布液在聚酯膜片上的涂布量控制在0．01～0．5g／m2。通過研究采用的反應型抗靜電劑以化學鍵和涂膜樹脂和／或交聯劑分子進行結合，制得耐水或溶劑擦拭且抗靜電效果穩定的產品。

謝嵩岳等［40］采用2%～40%的樹脂、0．05%～30%的表面改性微粒、0．05%～10%添加劑制得水性涂布液，其中樹脂包括20%～50%聚酯、10%～40%三聚氰胺或三聚氰胺變性樹脂、20%～80%聚甲基丙烯酸甲酯等，改性微粒為粒徑0．1～4μm、粒徑0．01～0．5μm組合的Al2O3、Al（OH）3、SiO2等無機填料。涂布成型技術為：水性涂布液均勻涂布于含300×10－6Al2O3的PET膜片上，經105℃加熱干燥去除涂布層水分后送入125℃加熱區進行3．5倍橫向拉伸，再將其通過235℃處理8s，制得透光率＞90%、霧度＜2．4%的涂布型聚酯薄膜。經涂布后的BOPET薄膜，具有高透明性、低霧度、優良的接著性及滑性等特性，適合應用于光學用途如LCD用擴散膜、增亮膜等基材。

3 結語

綜合考慮多種因素對光學級BOPET基膜的成型技術進行設計，通過精密制膜技術使其在不降低原有優異的力學性能的基礎上，改善光學性能。光學級BOPET基膜作為光學領域用基材的基本特性為：透光率≥88%、霧度≤1．0%、熱收縮率＜0．3%（150℃、30min測試）、靜、動摩擦因數≤0．4及表面高光潔性等。為滿足上述要求其今后發展方向主要為：①系統研究關鍵性成型技術（塑化擠出、拉伸比、拉伸溫度、拉伸速度等）指標對薄膜透光率、霧度等光學特性和微觀結構的影響；②對現有生產制造設備進行整體調整（同步雙向拉伸），改善光學級PET基膜的光學各向同性程度及嚴格控制表現弊??；③光學PET切片與PET母料共混技術及不同尺寸功能填料復配、分散技術的研究，精密控制分子量分布，降低切片低聚物含量；④優化在線多功能精密涂布成型技術，提升涂層設計及涂布液混成配方對薄膜光學性能的影響；⑤雙向拉伸生產線向高速寬幅、集成化、多功能化發展，降低能耗節約成本。

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Polyscope亮相CHINAPLAS2017推出XIBONDTM產品組合優化聚合物共混物

日前，世界領先的苯乙烯馬來酸酐（SMA）共聚物生產商Polyscope推出偶聯劑和擴鏈劑產品，進一步擴大其聚合物相容化技術產品范圍。新產品將以XIBONDTM商標在市場上銷售。Polyscope現有的XERAN產品已整合到XIBONDTM產品線中。XIBONDTM系列致力于滿足市場對于聚合物共混物和合金性能優化的需求。

在添加XIBONDTM之后，Polyscope的客戶顯著得益于苯乙烯聚合物性能優化后的表現。在PA／ABS和C／ABS共混物中，XIBONDTM相容劑有效改變了材料的界面張力，使其在高應力環境下具有更穩定的形態增強材料在固體狀態時相位間的附著力。因此，聚合物共混物的力學性能得到大幅改善。

如今，市場上對“定制化”具體應用聚合物解決方案的需求不斷涌現，因此共混物優化劑的需求也不斷上升。產品開發商始終在尋求具有性價比高的解決方案，以提高當前和未來聚合物共混物及合金產品的性能表現。XIBONDTM以低廉的成本協助未填充等級及含有填料（如玻璃）的產品進行偶聯及增容。Polyscope正不斷擴大其產品組合，以滿足聚苯醚（PPO）、聚苯乙烯（PS）、聚酰胺（PA）和聚乳酸（PLA）等其他材料與丙烯腈－丁二烯－苯乙烯共聚物（ABS）的共混物／合金對于相容性的市場要求。

在廣州舉行的2017中國國際橡塑展上，Polyscope聚合物私人有限公司業務部總監Ferdi Faas表示：“隨著越來越多的應用需要‘定制化’的聚合物解決方案，市場對于共混物優化劑的需求也日益上升。中國市場的發展趨勢也同樣如此。通過與客戶的緊密合作，我們的產品開發工程師不斷研究如何通過產品創新為客戶所面臨的挑戰提供解決方案。這也正是Polyscope的企業發展基因——創新思維，卓越產品?！?/p>

Research Progresses in Processing Technology of Optical Grade BOPET Films

HUANG Yongsheng，MA Yunhua，REN Xiaolong＊，TONG Bangyi，LI Xueming
（Guilin Electrical Equipment Scientific Research Institute Co，Ltd，Guilin 541004，China）

This article reviewed the recent research and manufacturing progresses of optical grade bioriented stretching poly（ethylene terephthalate）（BOPET）film，and intensively introduced two class optical grade BOPET films processed by biaxially oriented and coating technologies．Moreover，the biaxially oriented processing technology in the improvement of stretching temperature，stretching ratio，stretching rate and heat setting temperature as well as the introduction of surface coating technology for the preparation of optical grade BOPET film were also introduced．Finally，the development trend of optical grade BOPET film was prospected．

biaxially oriented polyester film；optical grade；coating；processing technology；research progress

TQ326．3

A

1001－9278（2017）07－0001－08

10．19491／j．issn．1001－9278．2017．07．001

2016－12－21

廣西科學研究與技術開發計劃項目（桂科合1599005－2－7）

＊聯系人，renxiaolong＿04＠sina．com