聚酯膜及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種聚酯膜及其制備方法。更具體地，本發明涉及一種聚酯膜及其制 備方法，該聚酯膜具有優異的光學性能，具有可控的熱收縮率，在加熱過程中阻滯低聚物的 迀移，并且在加熱后具有低的霧度變化率，從而可以用于光學用途。
【背景技術】
[0002] 光學膜是一種用作顯示器的光學構件的膜，它用作IXD BLU的光學材料，或者用作 各種顯示器(例如LCD、PDP、觸摸屏等)的表面保護的光學構件。
[0003] 這種光學膜需要優異的透明度和可見度，并且使用具有優異的機械和電學性能的 雙向拉伸聚酯膜作為基底膜。
[0004] 然而，由于這種雙向拉伸聚酯膜表面硬度低，并且缺乏耐磨性或耐擦傷性，所以當 用作各種顯示器的光學構件時，由于與物體的摩擦或接觸它的表面容易發生損傷。為了避 免這種損傷，在待使用的膜的表面上層壓硬涂層，并且為了改善作為基膜的聚酯膜與硬涂 層之間的粘附性，可以形成底涂層作為中間層。
[0005] 用于顯示器的聚酯膜存在緣于低聚物迀移的質量方面的問題。因此，在其上涂布 粘合劑之后的后處理過程例如固化過程、老化過程等中，當聚酯膜暴露于高溫時，低聚物在 聚酯膜內迀移，從而由于熱變形而引起聚酯膜變白或卷曲。此外，會產生菱形痕跡，其中，在 制備聚酯膜之后的切割過程中所使用的菱形圖案輥的壓力下，形成菱形圖案。當出現這樣 的白化現象和菱形痕跡時，薄膜卷在該過程中受到污染，終產品的光學性能劣化。
[0006] -直試圖防止聚酯膜中低聚物的迀移。作為通過在聚酯膜上形成層壓膜來控制低 聚物迀移的專利文獻，日本專利特許公開No. 2007-253511 (2007年10月4日）公開了一種聚 酯膜，在該膜的至少一個表面上具有層壓膜，其中，當在150°C下對該膜加熱60分鐘時，在層 壓膜上析出的低聚物粒子的平均尺寸就面積而言為IOym 2以下，并且在IOOMiX 100μπι的視 野內粒子數目為100個以下。該發明意在控制低聚物迀移，然而，不能完全阻滯低聚物迀移。 并且，聚酯膜高溫老化并使用，或者使用高耐熱性聚合物例如聚鄰苯二甲酸乙二醇酯(PEN) 或聚酰亞胺(PI)。然而，在使用高溫下老化后的聚酯膜的情況下，膜的制備產率不足，發生 緣于水分等的變形，在高耐熱性聚合物的情況下，雖然不發生低聚物迀移，但是與聚酯相 比，制造成本顯著高，后處理困難。
[0007] 并且，除了阻滯低聚物迀移以外，觸摸屏面板產品實質上還需要確保后處理中的 加工性能。除了 ITO膜以外，觸摸屏面板產品通過層壓三層以上的膜例如用于ITO保護的耐 熱膜和用于硬涂層(在它的兩個表面上涂布降低拱形的底層）的聚酯膜來使用。因此，在三 層以上的膜的熱收縮率不同的情況下，在高溫下的后處理過程中緣于熱收縮率差異出現例 如卷曲、起皺等的問題，因此，產品的質量會降低。
[0008] 因此，改進工藝條件，以確保與顧客企業的工藝條件相匹配的不同熱收縮率(高的 熱收縮率和低的熱收縮率)也必不可少。
【發明內容】
[0009] 技術問題
[0010] 本發明的一個目的是提供一種聚酯膜，該聚酯膜完全阻滯低聚物迀移。
[0011] 此外，本發明的另一目的是提供一種聚酯膜，該聚酯膜具有高的熱性能和優異的 后處理性能，并且能夠顯著降低后處理中的熱收縮率。
[0012] 此外，本發明的另一目的是提供一種包括所述聚酯膜的光學膜。
[0013] 此外，本發明的另一目的是提供一種聚酯膜的制備方法，該聚酯膜在加熱后能夠 阻滯低聚物迀移，同時控制熱收縮率。
[0014] 此外，本發明的又一目的是提供一種聚酯多層膜，該聚酯多層膜適合于ITO工藝、 用于ITO的基膜，以及用于觸摸屏的硬涂層的基膜。
[0015]技術方案
[0016] 在一個總的方面，聚酯膜包括：由聚酯樹脂形成的聚酯基膜，以及底涂層，該底涂 層通過在所述聚酯基膜的一個或兩個表面上涂布水分散樹脂組合物來形成，其中，所述聚 酯膜滿足下面的公式1和2:
[0017] 〇< Smd <1.5 [公式 1]
[0018] 〇< Std <1.0 [公式2]
[0019] 其中，Smd和Std表示將尺寸為IOcm寬且IOcm長的聚酯膜在150°C下維持30分鐘之 后根據JIS C-2318測量的膜的熱收縮率（％ )，其中，所述熱收縮率（％ )=(在熱處理之前膜 的長度-在150°C下維持30分鐘之后膜的長度)/在熱處理之前膜的長度X100，Smd表示膜在 縱向(MD)上的收縮率（％ )，Std表示膜在橫向（TD)上的收縮率（％ )。
[0020] 根據本發明的一個示例性實施方案的聚酯膜可以滿足下面的公式3和4:
[0021] -0.2 < Vmd < 0.2 [公式3]
[0022] -0.2 < Vtd <0.2 [公式4]
[0023] 其中，Vmd和Vtd表示將尺寸為IOcm寬且IOcm長的聚酯膜在150°C下維持30分鐘之 后根據Jis C-2318測量的膜的熱收縮率（％ )，其中，所述熱收縮率（％ )=(在熱處理之前膜 的長度-在150°C下維持30分鐘之后膜的長度)/在熱處理之前膜的長度X 100，Vmd表示基于 膜的全寬，以50cm的間隔選擇的10個樣品在縱向上的熱收縮率的偏差（％ )，Vtd表示基于膜 的全寬，以50cm的間隔選擇的10個樣品在橫向上的熱收縮率的偏差（％ )。
[0024] 根據本發明的一個示例性實施方案的聚酯膜可以滿足下面的公式5至7:
[0025] 0<S(45) <1.0 [公式5]
[0026] 〇<S(135) <1.0 [公式6]
[0027] |S(135)-S(45)|<0.2 [公式 7]
[0028] 其中，S(45)和S( 135)表示將尺寸為IOcm寬且IOcm長的聚酯膜在150°C下維持30分 鐘之后根據JIS C-2318測量的膜的熱收縮率（％ )，其中，所述熱收縮率（％ )=(在熱處理之 前膜的長度-在150°C下維持30分鐘之后膜的長度)/在熱處理之前膜的長度X100，S(45)表 示基于膜的橫向（TD)的順時針45°角度上的對角線方向上的收縮率（％)，S(135)表示基于 膜的橫向（TD)的順時針135°角度上的對角線方向上的收縮率（％ )。
[0029]根據本發明的一個示例性實施方案的聚酯膜可以滿足下面的公式8和9:
[0030] 〇. 1590 < ns [公式8]
[0031] Hf < Hi X 2.5 [公式9]
[0032] 其中，ns為面取向系數，其中，ns= {(在縱向上的折射率+在橫向上的折射率)/2}-{(在縱向上的厚度的折射率+在橫向上的厚度的折射率)/2};并且
[0033] Hf表示在150°C下維持30分鐘之后膜的霧度;Hi表示在加熱之前膜的霧度。
[0034] 在根據本發明的一個示例性實施方案的聚酯膜中，所述聚酯基膜可以包括:基底 層，以及層壓在所述基底層的兩個表面上的至少兩個表層，形成所述表層的聚酯樹脂的低 聚物含量可以為〇. 3-0.6wt %，二甘醇含量可以為0.1 -1.2wt %。
[0035] 在根據本發明的一個示例性實施方案的聚酯膜中，所述聚酯基膜可以通過所述基 底層和表層的共擠出來形成，并且具有滿足下面的公式10的特性粘度：
[0036] l<Ns/Nc< 1.2 [公式 10]
[0037] 其中，Ns表示形成所述表層的聚酯樹脂的特性粘度;Nc表示形成所述基底層的聚 酯樹脂的特性粘度。
[0038] 在根據本發明的一個示例性實施方案的聚酯膜中，所述聚酯基膜中，形成所述基 底層的聚酯樹脂的特性粘度為0.5至1.0,形成所述表層的聚酯樹脂的特性粘度為0.6至 1.0。
[0039] 在根據本發明的一個示例性實施方案的聚酯膜中，所述底涂層的Tg可以為60°C以 上，溶脹率可以為30 %以下，凝膠分數可以為95 %以上，密度可以為1.3-1.4。
[0040] 根據本發明的一個示例性實施方案的聚酯膜根據下面的公式11的霧度變化率（Δ H)可以為0.1%以下：
[0041] ΔΗ( % ) =Hf-Hi [公式11]
[0042]其中，Hf表示在150°C下維持60分鐘之后膜的霧度;Hi表示在加熱之前膜的霧度。
[0043] 在根據本發明的一個示例性實施方案的聚酯膜中，所述水分散樹脂組合物可以包 含由(A)通過使含有縮水甘油基的可自由基聚合的不飽和單體共聚而形成的丙烯酸類樹脂 以及(B)水分散聚酯類樹脂所形成的粘合劑樹脂。所述(A)通過使含有縮水甘油基的可自由 基聚合的不飽和單體共聚而形成的丙烯酸類樹脂與所述(B)水分散聚酯類樹脂之間的固體 含量重量比可以為(A)/(B) =20-80/80-20。
[0044] 在根據本發明的一個示例性實施方案的聚酯膜中，所述水分散樹脂組合物的粘合 劑樹脂的固體含量可以為0.5-1 Owt %。
[0045] 在根據本發明的一個示例性實施方案的聚酯膜中，所述水分散樹脂組合物還可以 包含有機硅類潤濕劑。
[0046] 在根據本發明的一個示例性實施方案的聚酯膜中，所述水分散聚酯類樹脂可以通 過使包括磺酸堿金屬鹽化合物的二羧酸組分與包括二甘醇的二醇組分共聚來形成。
[0047] 在根據本發明的一個示例性實施方案的聚酯膜中，所述水分散聚酯類樹脂可以包 含全部二醇組分的20-80mol %的二甘醇。
[0048] 在根據本發明的一個示例性實施方案的聚酯膜中，所述水分散聚酯類樹脂可以包 含全部酸組分的6-20mol %的磺酸堿金屬鹽化合物。
[0049] 在根據本發明的一個示例性實施方案的聚酯膜中，所述丙烯酸類樹脂可以包含全 部單體組分的20-80mol %的含有縮水甘油基的可自由基聚合的不飽和單體，作為共聚單 體。
[0050] 在根據本發明的一個示例性實施方案的聚酯膜中，所述聚酯基膜可以為聚對苯二 甲酸乙二醇酯膜。
[0051] 在根據本發明的一個示例性實施方案的聚酯膜中，所述聚酯基膜的厚度可以為 25-250um〇
[0052] 在根據本發明的一個示例性實施方案的聚酯膜中，所述底涂層的干燥涂布厚度可 以為 20-150nm。
[0053] 在根據本發明的一個示例性實施方案的聚酯膜中，所述聚酯基膜可以包含70-90wt %的所述基底層，以及10-30wt %的所述表層。
[0054]根據本發明的一個示例性實施方案的聚酯膜的表面粗糙度(Ra)可以為IOnm以下。
[0055] 在根據本發明的一個示例性實施方案的聚酯膜中，所述表層可以包含IOOppm以下 的無機粒子。
[0056] 在根據本發明的一個示例性實施方案的聚酯膜中，所述無機粒子的平均粒徑可以 小于3ym〇
[0057] 在根據本發明的一個示例性實施方案的聚酯膜中，所述無機粒子可以為選自二氧 化硅、沸石和高嶺土中的任意一種或兩種或更多種的混合物。
[0058]在另一總的方面，一種光學膜具有選自硬涂層、粘合層、光漫射層、ITO層和印刷層 中的任意一種或多種功能涂層形成在上述聚酯膜上。
[0059] 在另一總的方面，制備聚酯膜的方法包括:a)制備在縱向（MD)上單向拉伸的聚酯 基膜；
[0060] b)在所述單向拉伸的聚酯基膜的一個或兩個表面上涂布具有低聚物阻滯性能的 水分散樹脂組合物，從而形成底涂層；
[0061] c)將其上形成有所述底涂層的單向拉伸的聚酯基膜在橫向（TD)上雙向拉伸；以及 [0062] d)對所述雙向拉伸的膜進行熱定型，并且在滿足下面的公式12的范圍內在MD上對 所述膜進行松弛：
[0063] 1.1 < 松弛率（％ H 2.5 [公式 12]
[0064]其中，所述松弛率（％ )=(在松弛處理段內膜的移動速度-在松弛處理段前膜的移 動速度)/在松弛處理段前膜的移動速度X100。
[0065] 在根據本發明的一個示例性實施方案的制備聚酯膜的方法中，步驟d)中在MD上的 松弛可以在滿足下面的公式13的溫度范圍內進行：
[0066] 拉伸溫度(°CH松弛溫度(°C)<熱定型溫度(°C) [公式13]
[0067] 在根據本發明的一個示例性實施方案的制備聚酯膜的方法中，所述水分散樹脂組 合物可以包含由(A)通過使含有縮水甘油基的可自由基聚合的不飽和單體共聚而形成的丙 烯酸類樹脂以及(B)水分散聚酯類樹脂所形成的粘合劑樹脂，并且所述(A)通過使含有縮水 甘油基的可自由基聚合的不飽和單體共聚而形成的丙烯酸類樹脂與所述(B)水分散聚酯類 樹脂之間的固體含量重量比為(A)/(B) =20-80/80-20。
[0068] 在根據本發明的一個示例性實施方案的制備聚酯膜的方法中，所述聚酯膜的熱收 縮率（％ )可以滿足下面的公式1至4:
[0069] 〇 < Smd < 1.0 [公式 1]
[0070] 〇< Std <0.5 [公式2]
[0071] -0.2 < Vmd < 0.2 [公式3]
[0072] -0.2 < Vtd <0.2 [公式4]
[0073] 其中，SmcUStcU Vmd和Vtd表示將尺寸為IOcm寬且IOcm長的聚酯膜在150°C下維持 30分鐘之后根據JIS C-2318測量的膜的熱收縮率（％ )，其中，所述熱收縮率（％ )=(在熱處 理之前膜的長度-在150°C下維持30分鐘之后膜的長度)/在熱處理之前膜的長度X 100, Smd 表示膜在縱向(MD)上的收縮率（％ )，Std表示膜在橫向（TD)上的收縮率（％ )，Vmd表示基于 膜的全寬，以50cm的間隔選擇的10個樣品在MD上的熱收縮率的偏差（％ )，Vtd表示基于膜的 全寬，以50cm的間隔選擇的10個樣品在TD上的熱收縮率的偏差（％ )。
[0074] 在根據本發明的一個示例性實施方案的制備聚酯膜的方法中，所述聚酯膜可以滿 足下面的公式5至7:
[0075] 0<S(45) <1.0 [公式5]
[0076] 〇<S(135) <1.0 [公式6]
[0077] |S(135)-S(45)|<0.2 [公式 7]
[0078] 其中，S(45)和S( 135)表示將尺寸為IOcm寬且IOcm長的聚酯膜在150°C下維持30分 鐘之后根據JIS C-2318測量的膜的熱收縮率（％ )，其中，所述熱收縮率（％ )=(在熱處理之 前膜的長度-在150°C下維持30分鐘之后膜的長度)/在熱處理之前膜的長度X100; S(45)表 示基于膜的橫向（TD)的順時針45°角度上的對角線方向上的收縮率（％);S(135)表示基于 膜的橫向（TD)的順時針135°角度上的對角線方向上的收縮率（％ )。
[0079] 在根據本發明的一個示例性實施方案的制備聚酯膜的方法中，所述底涂層的Tg可 以為60°C以上，溶脹率可以為30 %以下，凝膠分數可以為95 %以上，密度可以為1.3-1.4。
[0080] 在根據本發明的一個示例性實施方案的制備聚酯膜的方法中，所述聚酯膜根據下 面的公式11的霧度變化率（ΛΗ)可以為0.1%以下：
[0081] ΔΗ( % ) =Hf-Hi [公式11]
[0082]其中，Hf表示在150°C下維持60分鐘之后膜的霧度;Hi表示在加熱之前膜的霧度。 [0083]在另一總的方面，制備聚酯膜的方法包括：
[0084] a)將包含含有所述聚酯樹脂的0.3-0.6wt %的低聚物和0.1-1.2wt %的二甘醇的 第一聚酯樹脂的表層組合物，以及用于基底層的第二聚酯樹脂熔融擠出和共擠出，具有滿 足下面的公式10的特性粘度：
[0085] l<Ns/Nc< 1.2 [公式 10]
[0086] 其中，Ns表示形成所述表層的聚酯樹脂的特性粘度;Nc表示形成所述基底層的聚 酯樹脂的特性粘度；
[0087] b)對所述共擠出的薄片進行單向或雙向拉伸來制備膜;以及
[0088] c)對所述拉伸的膜進行熱定型，在滿足下面的公式14的范圍內在TD上對所述膜進 行松弛：
[0089] 2<TDr(%) < 11.5 [公式 14]
[0090] 其中，TDr表示在TD上的松弛率，其中，所述松弛率（％ ) = {(在松弛處理段之前膜 在TD上的最大寬度長度-在松弛處理段內膜在TD上的最小寬度長度)/在松弛處理段之前膜 的最大寬度長度} X 100。
[0091 ] 步驟a)中的表層組合物可以包含IOOp