PET光學薄膜涂層技術研究進展
PET光學薄膜涂層技術研究進展
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上海卷柔新技術光電有限公司是一家專業研發生產光學儀器及其零配件的高科技企業,公司2005年成立在上海閔行零號灣創業園區,專業的光電鍍膜公司,技術背景依托中國科學院,卷柔產品主要涉及光學儀器及其零配件的研發和加工;光學透鏡、反射鏡、棱鏡,平板顯示,安防監控等光學鍍膜產品的開發和生產,為全球客戶提供上等的產品和服務。
PET光學薄膜

PET 聚酯薄膜是指聚酯家族中的聚對苯二甲酸乙二醇酯聚合物經雙向拉伸制成的薄膜。光學級PET 聚酯薄膜具有透光率高、霧度低、亮度高、不泛黃、附著力好、平整度好、無明暗紋、耐高溫和紫外線照射、挺度佳、抗燒裂、不易破損等特點,近年來得到了廣泛應用。特別是LCD 生產領域中更是必不可少的原輔材料,例如液晶顯示屏,*少可以用到7-8 張具有不同功能的PET 型光學膜(2張光擴散膜,1 張增亮膜,2 張相位差膜,1 張防眩光膜,1 張屏蔽導電膜)。這些功能性PET 型光學膜主要是通過在PET 聚酯薄膜表面涂覆各種功能性涂層所得。因此,研制液晶顯示領域中的PET 型光學膜用各種功能性涂層是光學膜研究的重要方向之一。
一般要求光學膜基材應表觀平整無缺陷、光澤度和透光率高、霧度低、涂布性能好等。然而,若基材表觀平整無缺陷,則涂層與膜基材表面之間接觸的活性點較少,導致涂層液體不易滲入,難以與其形成吸附;若基材光澤度和透光率高,則基材表面粗糙度較低,導致涂層液體與膜基材表面粘結點少。同時,PET 聚酯膜本身具有的特點,如PET 膜表面結晶高度取向,導致的涂層分子難以滲透入PET膜內,也使其不易與涂層形成良好的界面粘接。因此在制備PET 光學膜時,解決基材膜與涂層的界面粘接問題,成為光學膜研究的又一重要方向。
PET 型光學薄膜的涂層技術是光學膜的關鍵技術。根據涂層所起的作用,可將涂層分為三類,即保護用涂層、裝飾用涂層和功能性涂層。在PET 聚酯膜上涂覆不同的涂層,便可制得不同功能的薄膜。例如在PET 聚酯膜表面涂布上抗劃傷、抗靜電(106~108Ω)涂層,制成屏幕保護膜,用于手機或電腦屏幕表面的保護;在PET 聚酯膜上,涂布含有光學粒子或者玻璃微珠的涂層,可制成光學擴散膜,將其用于LCD 面板背光模塊,能有效消除明暗交錯或者網點現象,提升光線亮度,使導光板射出的光線柔散化,為LCD 面板提供均勻的面光源;在PET聚酯膜表面涂布具有顆粒成分的樹脂體系,可制成防眩光膜,將其用于液晶顯示屏,具有利用反射光的散射和由硬涂樹脂與粒子的折射率差產生的內部散射來防止畫面拖尾的作用等等。與涂層相關的技術主要有涂層配方技術、涂層固化技術和涂布工藝技術等。

PET 型光學薄膜涂層配方技術
LCD 領域用PET 型光學薄膜涂層按其所用主體樹脂分,主要有有機硅類涂層、聚氨酯類涂層和丙烯酸酯類涂層或它們的改性衍生物。
1)有機硅類涂層
有機硅材料一般由硅氧鏈節作為基本結構單元構成,側鏈可通過硅原子與其他各種有機基團相連,因此結構中既含有“有機基團”,又含有“無機結構”,這種特殊的組成和分子結構使它兼有機物的特性與無機物的功能。有機硅涂層由于透光性好,常作為透明耐磨涂層的材料。該種涂層具有充分的柔韌性,與基體材料具有良好的結合性能;主鏈中**鍵存在,因此,不易被紫外光和臭氧分解,即使長期暴露在室外或臭氧濃度很高的環境中,也不會發生龜裂和黏性蠕變,物理性能和電性能基本無變化;樹脂型有機硅涂層材料即使在紫外線強烈照射下,也不會黃變,其色彩可保持多年不變,因而很多科技工作者開展了這方面的研究。
據了解,若在涂層中引入多種納米顆粒作為增強體,可進一步提高涂層的耐磨性和致密性。以甲基丙烯酰氧基丙基**氧基硅烷(KH570) 水解聚合產物作為主要成膜物質,引入正硅酸乙酯(TEOS) 水解產物硅溶膠作為無機增強物,調節兩種混合溶液的pH 值,利用兩者羥基之間的共縮聚反應在基材表面制備有機/ 無機復合透明耐磨涂層。對使用γ- 環氧丙氧基丙基**氧基硅烷(KH- 560,工業級)、正硅酸乙酯(TEOS,CP 級)和二乙醇胺為主要原料制得有機硅防霧耐磨涂料,并進行性能研究。
結果表明:所得涂層的霧性、耐磨性、透明性、粘接性和抗破裂性優良。表面均一、平整,鉛筆硬度可達3H~4H,與水的接觸角為10°左右。在透明薄膜基材上涂覆一層含有氟- 硅氧烷接枝聚合物與紫外線固化樹脂的硬涂層,氟- 硅氧烷接枝聚合物與紫外線固化樹脂的重量比例優選為0.05∶100~5.00∶100,并對該硬涂層進行堿皂化處理。經性能測試,其鉛筆硬度可達到2H~8H。該涂層選用高折射率的硅氧烷時,可用作防反射膜的底涂層。向醋酸鈉、四乙氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、異丙醇和乙醇的組合物中加入硝酸,進行催化反應2h,得到硅石溶膠,可將其作耐磨抗劃傷涂層使用。
2)聚氨酯類涂層
聚氨酯涂層分子中除了含有相當數量的聚氨基甲酸酯鍵,還含有脲鍵、醚鍵、酯鍵、脲基甲酸酯鍵,其固化后的涂膜具有良好的耐磨性、耐腐蝕性、耐化學品性、耐溫性及彈性等優點,是一種性能優良、應用廣泛的涂層材料。
用二甲苯溶解浸透彈性粉,然后加入丁酯、二丙酮醇、環己酮、消光粉、手感彈性漿和防沉劑,再加入彈性樹脂和流平劑,經涂布后可制得一種涂層,并進行性能測試。
結果表明:該涂層具有附著力佳、手感細膩滑爽、抗劃傷力強及優異的耐腐蝕等性能。在涂層中加入不同的顆粒,就可制備擴散膜或增亮膜。將聚醚二元醇在高溫下脫水,然后加入TDI 和催化劑,可得到一種聚氨酯預聚體;再依次加入二甲基硅油、環氧樹脂、擴鏈劑、交聯劑、增塑劑、消泡劑和填料,可以得到有機硅和環氧樹脂復合改性的聚氨酯涂料。該涂料的涂膜具有較高的力學強度、良好的附著力、較低的吸水率、較好的熱穩定性和耐酸堿性能。采用丙烯酸羥乙酯(HEA)和自制的雙羥基丙烯酸酯為原料,把丙烯酸酯基團引入到聚氨酯側鏈中,制備出可UV 固化的丙烯酸酯聚氨酯,與未加入丙烯酸酯單體的聚氨酯涂膜相比,該涂膜的耐熱性、耐溶劑性、擺桿硬度和機械性能更佳。在PET 薄膜等基材上涂布一層樹脂涂層可制備擴散膜。該涂層使用聚氨酯樹脂,并向其中添加一種或多種具有單粒徑分布的有機或無機顆粒作為擴散顆粒,擴散顆粒的粒徑在1~50μm,為提高分散效果,使用改性的聚硅氧烷(polysiloxane)或聚羧酸(polycarboxylic)。
3)丙烯酸類涂層
光學薄膜用丙烯酸酯類涂層一般采用紫外光固化(簡稱UV 固化涂層)。紫外光固化涂層材料(Ultraviolet Curing Coatings) 作為一種高效節能環保型現代化綠色涂料,一直保持快速增長的勢頭。與傳統的自然干燥或熱固化涂層相比,UV 固化涂層除了具有交聯密度高、固化速度快、節省能源、涂膜性能優良、對基材的適用范圍廣等優點外,還有一個優點就是不含揮發性大的溶劑,從而有利于消除VOC(Volatile Organic Compound)對環境的污染,而且也節省了大量的有機溶劑,降低了生產費用,成為光學薄膜制作的重要固化工藝。近些年國內外有很多相關研究報告指出丙烯酸類樹脂除了具有較高的交聯密度,還對無機納米金屬氧化物和有機聚合物微粒有良好的潤濕分散性能。
涂布工藝技術
不同于普通的保護膜或膠帶,光學膜必須厚薄均勻,表面要求無塵、少晶點,這對涂布技術提出了更高的要求,要求制得的膜厚薄更均勻。
因此,精密涂布工藝也逐漸發展起來并不斷地完善。光學膜涂層傳統上采用真空蒸鍍、化學沉積、等離子聚合等方法制備,這些方法難以實現卷式薄膜基材的大規模生產;在現代涂布工藝中,常用的涂布方式有浸涂、輥涂、坡流式擠壓涂布、落簾涂布等。這些涂布方式各適用于不同性能的物料和涂層厚度,有各自的優缺點。如浸涂的涂布量不易控制,受物料的特性和溫度影響較大;輥涂涂布的涂層的厚度便于控制,涂布量比較容易控制,均勻度較好,但受物料特性影響較大,適應物料黏度范圍較窄;坡流式擠壓涂布雖然涂布量容易控制,但適應物料黏度范圍較窄,涂布量太小時不易涂布,并且不能涂到邊緣,造成基材浪費;落簾涂布是一種預計量涂布方式,其操作簡易,縱向、橫向涂層厚度都非常均勻,涂層沒有刮痕、條痕、橘皮紋,但落簾容易受車速等因素影響,因此,穩定落簾是一個大問題。當前使用的涂層的厚度變化范圍大,有的涂層很薄,表面要求均勻、平滑。為了提高生產能力,涂布速度要高,所以有的研究機構開始研究微凹版輥涂布和條縫式涂布。
微凹版輥涂布具有容易操作,涂布量范圍寬,節省基材,基材的厚薄適應范圍廣,涂布表觀現性好,表面平滑、有光澤等優點。條縫式涂布是一種預計量的涂布方式,涂層均勻,可實現大尺寸涂布,超薄層涂布。這兩種涂布方式是繼一次多層坡流擠壓涂布和落簾涂布等精密涂布工藝技術后發展起來的新的精密涂布工藝技術,逐漸在平板顯示、光電子產品、鋰電池等相關產品制備中應用起來。
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上海卷柔新技術光電有限公司是一家專業研發生產光學儀器及其零配件的高科技企業,公司2005年成立在上海閔行零號灣創業園區,專業的光電鍍膜公司,技術背景依托中國科學院,卷柔產品主要涉及光學儀器及其零配件的研發和加工;光學透鏡、反射鏡、棱鏡,平板顯示,安防監控等光學鍍膜產品的開發和生產,為全球客戶提供上等的產品和服務。
采用德國薄膜制備工藝,形成了一套具有嚴格工藝標準的閉環式流程技術制備體系,能夠制備各種超高性能光學薄膜,包括紅外薄膜、增透膜,ARcoating,激光薄膜、特種薄膜、紫外薄膜、x射線薄膜,應用領域涉及激光切割、激光焊接、激光美容、醫用激光器、光學科研,紅外制導、面部識別、VR/AR應用,博物館,低反射櫥窗玻璃,畫框,工業燈具照明,廣告機,點餐機,電子白板,安防監控等。卷柔新技術擁有自主知識產權的全自動生產線【sol-gel溶膠凝膠法鍍膜線】,這條生產線能夠生產全球先進的減反射玻璃。鍍膜版面可達到2440*3660mm,玻璃厚度從0.3mm到12mm都可以,另外針對PC,PMMA方面的增透膜也具有量產生產能力。ARcoating減反膜基本接近無色,色彩還原性好,并且可以避免了磁控濺射的缺點,鍍完增透膜后玻璃可以做熱彎處理和鋼化處理以及DIP打印處理。這個難度和具有很好的應用性,新意突出,實用性突出,濕法鍍膜在價格方面也均優于真空磁控的干法。
卷柔減反射(AR)玻璃的特點:高透,膜層無色,膜硬度高,抗老化性強(耐候性強于玻璃),玻璃長期使用存放不發霉,且有一定的自潔效果.AR增透減反膜玻璃產品廣泛應用于**文博展示、低反射幕墻、廣告機玻璃、節能燈具蓋板玻璃、液晶顯示器保護玻璃等多行業。
我們的愿景:卷柔讓光學更具價值!
我們的使命:有光的地方就有卷柔新技術!
我們的目標:以高質量的產品,優惠的價格,貼心的服務,為客戶提供優良的解決方案。
上海卷柔科技以現代鍍膜技術為核心驅動力,通過鍍膜設備、鍍膜加工、光學鍍膜產品服務于客戶,努力為客戶創造新的利潤空間和競爭優勢,為中國的民族制造業的發展貢獻力量。