一种薄型高清晰预涂基膜的制备方法

技术领域

本发明属于屏显设备用的聚酯保护膜生产技术领域，特别是涉及一种薄型高清晰预涂基膜的制备方法。

背景技术

该产品主要应用在屏显设备的保护，目前随着5G时代大数据的发展，一些通讯设备也发生了翻天覆地的变化，对企业内部而言，这有助于企业数据的聚合和共享，减少了数据重复采集、处理和存储，降低了成本。对行业生态而言，打造开放共享的大数据应用生态环境有助于大数据对外变现和产业合作能力，能让数据产生更大价值。从5G的产业链中可以看出，随着5G的到来，基础硬件设施、终端设备都会迎来改变，而随着数据传输速度的加快和终端设备的增多，直接产生数据量的增长，海量的联网终端意味着海量的数据。以智能手机为例，对于如今手机用户来讲:手机已达到普及,当今人们对手机的使用，已不仅仅局限在一种简单的通讯工具，随着人们对个性的追求，高清晰膜在显示设备中具有尤其在手机保护膜行业，拥有良好的发展趋势，已成为一个传统而又崭新的高分子新材料领域。但现有的高清晰预涂膜耐磨性较低，在运输和使用的过程中常常因为碰撞导致表面出现划痕或破损，影响了整体的美观程度，且随着使用时间的增加，这种预涂膜的表面易出现气泡或脱模的现象，降低了整体的使用寿命。

发明内容

本发明的目的在于提供一种薄型高清晰预涂基膜的制备方法，解决了预涂膜在使用过程中因表面产生气泡或脱模，导致整体使用寿命降低的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种薄型高清晰预涂基膜的制备方法，包括如下步骤：步骤一、挤出机：挤出机在挤出熔体时，保持挤出熔体压力均匀、稳定；

步骤二、挤出的熔体经过熔体粗过滤和熔体精过滤过程，过滤除去熔体中过分降解的产物及夹带的气泡、未熔物料或焦料等异物；

步骤三、经过熔体粗过滤后的熔体进入到计量装置，计量装置包括高精度的齿轮计量泵，计量出熔体排出的量；

步骤四、把上述处理后的熔体进入静态混合装置，使静态混合装置用对处理后的熔体进行二次融合；

步骤五、二次融合后的熔体会被模头进行铸片操作；

步骤六、将步骤五制造出来的铸片通过冷却转鼓，进行冷却处理；

步骤七、测厚仪通过厚度扫描系统控制，厚度扫描系统通过计算机控制系统对基膜的厚度进行监控。

可选的，基膜由下列原料按照百分比配制成，原材料为80-90%的树脂材料，5-10%的聚合物纳米复合材料、5-10%的塑料光亮剂。

可选的，80%-90%的树脂其分子量介于200-20000之间，密度1.45-1.55 g/cm3之间，且80%-90%的树脂由聚对苯二甲酸丁二醇酯、环氧树脂、聚芳酯、聚酰亚胺、聚酰胺中的一种或几种组合而成。

可选的，5-10%聚合物纳米复合材料由三氧化二铝，氧化铁、碳化硅、氮化硅、蒙脱土中的一种或几种组合而成。

可选的，预涂基膜分为三层结构，三层结构依次为A层、B层、A层，B层为芯层，A层为表层。

可选的，A层原材料配比为90份80%-90%的树脂:5份5-10%聚合物纳米复合材料:5份5-10%的塑料光亮剂，且A层的厚度为2-10um。

可选的，B层原材料配比为90份80%-90%的树脂:10份5-10%聚合物纳米复合材料，且B层的厚度为10-50um。

可选的，基膜表层的氧化层树脂涂层厚度为1-10um。

可选的，基膜的厚度为25-100um，润湿张力为42-56dyn/cm。

一种薄型高清晰预涂基膜的制备装置，包括：模头，模头的内部装设有管道，管道的一端装设有分层调节销，分层调节销的一侧装设有多个输料线管，多个输料线管的一端均装设有合流调节片，模头的顶部装设有排气罩。

本发明的实施例具有以下有益效果：

本发明的一个实施例通过模头采用自动调节挠性模唇的T型模头，用计算机控制厚度、测厚信号反馈到热膨胀螺栓，使其自动加热或冷却，确保厚片厚度均匀，厚度公差≦3%。全线控制采用所有驱动和工艺参数自动控制，电气传动控制精度＜1%。所有带厚度控制功能的模体都有配有弹性模唇与计算机的测厚系统相连，当调节单元接收到测厚系统，在模头下游所测到的产品厚度反馈信号时会下达指令，通过加热管的加热或断电来驱动膨胀块的膨胀、收缩行为，以控制模唇开口的大小。由于能够在不增加响应时间的前提下，提供更高的膨胀性能，模头能在自动模式下，更有效地调节挤出量，线速度，目标厚度和其它工艺参数的变化；通过生产的产品具有高清晰度，高透光率、低雾的优质性能，并有良好的附着性，满足下游产品工艺要求。预涂的配方开发来解决隔热层与黏贴胶的附着性，并赋予薄产品与下游加工时的贴合性与适应性。模唇调节系统其定型区（产品成型的最终区域）定位系统采用了单点调节机制，可在更改模唇间隙的同时，改变定型区的长度，以便在片材退出模头时为新调节的厚度提供最恰当的条件，以确保模头设置正确，从而在实现理想片材性能的同时，避免了耗费大量的时间，模唇调整系统可以轻松地完成在10.2mm内的膜厚调整，由于膜厚调整的模唇面和定型区保持平衡，还提高了产品质量的一致性，通过流延机急冷辊筒表面横向温度差小于±75℃，滚筒表面光洁度高，传动精度好，在纵向拉伸时，为确保表面光滑透明，流延机急冷辊筒表面温度偏差小，表面光洁度高，可采用单点或两点拉伸，拉伸比调节范围宽（1:1至1:6），温度控制精度高，最大偏差±1℃，电机直接驱动，传动精度好，横向拉伸链夹与轨道行走之间平稳，烘箱内热风横向温度小于±1℃，风压波动小于±3%，上下压力保持平稳。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一实施例的流程意图；

图2为本发明一实施例的模头剖面结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

合流调节片1，输料线管2，分层调节销3，模头4，排气罩5，管道6。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

为了保持本发明实施例的以下说明清楚且简明，本发明省略了已知功能和已知部件的详细说明。

请参阅图1-2所示，在本实施例中提供了一种薄型高清晰预涂基膜的制备方法，包括如下步骤：步骤一、挤出机：挤出机在挤出熔体时，保持挤出熔体压力均匀、稳定；

步骤二、挤出的熔体经过熔体粗过滤和熔体精过滤过程，过滤除去熔体中过分降解的产物及夹带的气泡、未熔物料或焦料等异物；

步骤三、经过熔体粗过滤后的熔体进入到计量装置，计量装置包括高精度的齿轮计量泵，计量出熔体排出的量，具体的，计量装置位于熔体粗过滤和熔体精过滤之间，；

步骤四、把上述处理后的熔体倒入静态混合装置，使静态混合装置用对处理后的熔体进行二次融合；

步骤五、二次融合后的熔体会被模头4进行制膜操作，具体的，模头4通过模头螺栓温度控制系统进行控制，模头螺栓温度控制系统通过计算机控制系统对模头4温度进行控制，制膜操作完成后，首先对膜进行附片处理，然后再进入到冷却处理工序；

步骤六、将步骤五制造出来的基膜通过冷却转鼓，进行冷却处理，具体的，冷却转鼓通过纵向厚度控制系统进行控制，厚度控制系统通过计算机控制系统对冷却转鼓表面的温度进行控制；

步骤七、测厚仪通过厚度扫描系统控制，厚度扫描系统通过计算机控制系统对基膜的厚度进行监控，具体的，经过测厚仪厚度测量合格后进行铸片收卷操作，对生产成形的基膜进行收卷打包。

本实施例一个方面的应用为：在预涂基膜生产的过程中，一台完善的挤出机，其传动系统应该能够保证挤出机机头的熔体压力始终处于基本稳定状态，从而实现基膜厚度均匀不变的目的，技术人员在研究发现，由于挤出系统都安装熔体过滤器，随着挤出时间的加长，熔体中的杂质在滤网上集聚量逐渐增多，过滤器的阻力就会愈来愈大，势必造成机头压力逐渐减少，挤出机压力逐渐增高并出现较大的波动，此外，在挤出过程中也会出现由于物料起始塑化点的变化，挤出机螺杆、计量泵等传动系统的波动引起机头压力变化，为了消除这些因素产生的不良影响，挤出机传动系统一定要适应这些变化，并及时的改变螺杆变动。滤网上的污染物积聚会导致压力过分增加，集成阀自动打开，以使压力保持在理想的范围内，当阀门接近其打开极限时，会自动警告，提升更换滤网，电动机，筛板组件，线性阀和落水管交换两个熔管，一层调节器可以切换产生多个共挤结构。

模头4是挤出加工的核心，而模头4涉及的进步对于提高产量，成本和废料以及提高产品质量至关重要，在不增加响应时间的前提下，模唇调节系统提高43%的膨胀性能，使其能适用更宽范围的加工变化。

维持模头4压力稳定不变采用压力反馈控制装置，它们相互之间存在以下关系：

计量泵出口压力是决定挤出压力稳定性最重要的因素，技术人员发现，只要泵前压力P2基本稳定，泵速稳定，那么进入机头的熔体压力P4的变化就十分缓慢，根据这一原理，生产中就可以通过检测P2压力值，反馈控制挤出机螺杆转速，实现稳定p4值的目的，也可以这样说，P2值降低时，应相应地加速螺杆转速，反之亦相反。然而在生产过程中，随着生产时间的加长，精过滤器前的阻力逐渐增大P3，压力P4必然逐渐缓慢下降，需要根据基膜（或挤出片的）厚度变化情况，利用生产系统中的测厚反馈系统，自动调节冷却转鼓的线速度或计量泵的转速，弥补上述变化引起基膜厚度变薄的不足，为了防止挤出机马达的过载引起电动机及螺杆的损坏，挤出机的电气与传动系统都有安装安全保护装置，如过流保护器，安全键等。需要注意的是，本申请中所涉及的所有用电设备均可通过蓄电池供电或外接电源。

通过模头4采用自动调节挠性模唇的T型模头，用计算机控制厚度、测厚信号反馈到热膨胀螺栓，使其自动加热或冷却，确保厚片厚度均匀，厚度公差≦3%。全线控制采用所有驱动和工艺参数自动控制，电气传动控制精度＜1%。所有带厚度控制功能的模体都有配有弹性模唇与计算机的测厚系统相连，当调节单元接收到测厚系统，在模头4下游所测到的产品厚度反馈信号时会下达指令，通过加热管的加热或断电来驱动膨胀块的膨胀、收缩行为，以控制模唇开口的大小。由于能够在不增加响应时间的前提下，提供更高的膨胀性能，模头4能在自动模式下，更有效地调节挤出量，线速度，目标厚度和其它工艺参数的变化；通过生产的产品具有高清晰度，高透光率、低雾的优质性能，并有良好的附着性，满足下游产品工艺要求。预涂的配方开发来解决隔热层与黏贴胶的附着性，并赋予薄产品与下游加工时的贴合性与适应性。模唇调节系统其定型区（产品成型的最终区域）定位系统采用了单点调节机制，可在更改模唇间隙的同时，改变定型区的长度，以便在片材退出模头4时为新调节的厚度提供最恰当的条件，以确保模头4设置正确，从而在实现理想片材性能的同时，避免了耗费大量的时间，模唇调整系统可以轻松地完成在10.2mm内的膜厚调整，由于膜厚调整的模唇面和定型区保持平衡，还提高了产品质量的一致性，通过流延机急冷辊筒表面横向温度差小于±75℃，滚筒表面光洁度高，传动精度好，在纵向拉伸时，为确保表面光滑透明，流延机急冷辊筒表面温度偏差小，表面光洁度高，可采用单点或两点拉伸，拉伸比调节范围宽（1:1至1:6），温度控制精度高，最大偏差±1℃，电机直接驱动，传动精度好，横向拉伸链夹与轨道行走之间平稳，烘箱内热风横向温度小于±1℃，风压波动小于±3%，上下压力保持平稳。

本实施例的基膜由下列原料按照百分比配制成，原材料为80-90%的树脂材料，5-10%的聚合物纳米复合材料、5-10%的塑料光亮剂。

本实施例的80%-90%的树脂其分子量介于200-20000之间，密度1.45-1.55 g/cm3之间，且80%-90%的树脂由聚对苯二甲酸丁二醇酯、环氧树脂、聚芳酯、聚酰亚胺、聚酰胺中的一种或几种组合而成。

本实施例的5-10%聚合物纳米复合材料由三氧化二铝，氧化铁、碳化硅、氮化硅、蒙脱土中的一种或几种组合而成。

本实施例的预涂基膜分为三层结构，三层结构依次为A层、B层、A层，B层为芯层，A层为表层。

本实施例的A层原材料配比为90份80%-90%的树脂:5份5-10%聚合物纳米复合材料:5份5-10%的塑料光亮剂，且A层的厚度为2-10um，B层原材料配比为90份80%-90%的树脂:10份5-10%聚合物纳米复合材料，且B层的厚度为10-50um，具体地，将三层原材料按照配方称重混合搅拌后分别进入第一挤出机、第二挤出机、第三挤出机，挤出机温度为220-260℃，精过滤后进入输送管线2，三条输送管线进入模头4进行三层共挤，由于熔体铸片在管道6中会出现拥挤堵塞的现象，有合流调节片1进行自动调节熔体铸片的速度，分层调剂销3使各层的厚片比较均匀流动，减少模头4出现震动的现象，模头4的顶部装有排气罩5，用于排除熔体释放的热量及低分子发挥物，排气管接到室外，防止污染环境。通过三层结构的模头4共挤，使熔体铸片的功能厚度达到70um，然后进行纵拉、预涂、横拉、热定型后，牵引、成型基膜。

本实施例的基膜表层的氧化层树脂涂层厚度为1-10um，具体的，通过涂布机将化学物品涂覆在薄膜上，以增强和提高薄膜的表面功能和特殊的物化制备，来达到特殊产品的使用要求，具体地，涂布前，先对从纵向拉伸出来的薄膜进行电晕处理，以提高薄膜的表面张力，增强润湿性能。所述涂布液按100g质量组份：在100g涂布液中加入环氧改性丙烯酸酯质量为40g、有机硅树脂15g、溶剂质量为25g、活性稀释剂15g、光引发剂质量为8g、固化剂质量为6g、调节剂2g，然后将环氧改性丙烯酸酯、有机硅树脂加入蒸馏水溶剂加入水中升温，用SXCL-3数显加热磁力搅拌器搅拌30min，待温度达到80-95℃时保温，让环氧改性丙烯酸酯、有机硅树脂充分溶解；待温度降至常温后加入聚乙烯醇调节剂，使上述溶液PH=9.5，搅拌下加入活性稀释剂环氧树脂活性稀释剂、光引发剂2,4-二羟基二苯甲酮、固化剂对羟基苯磺酸后进行搅拌，搅拌20min后使上述溶液PH=9.5，再搅拌15min，即制得硬化树脂涂布液。

本实施例的基膜的厚度为25-100um，润湿张力为42-56dyn/cm，具体的，基膜的各项指标为：透光率≥90%、雾度≦1.5%，拉伸强度MD≥150MPa、TD≥180MPa，断裂伸长率MD≥90%、TD≥60%，热收缩率MD≦1.5%、TD≦0.3%。

请参阅图2所示，一种薄型高清晰预涂基膜的制备装置，包括：模头4，模头4的内部装设有管道6，管道6的一端装设有分层调节销3，分层调节销3的一侧装设有多个输料线管2，多个输料线管2的一端均装设有合流调节片1，模头4的顶部装设有排气罩5。

实验检测器材：WGT-S透光率/雾度测定仪、UTM拉伸试验机、SXCL-3数显加热磁力搅拌器、SDH001FA低温恒温恒湿试验箱、GM-1摩擦系数测试仪、Sj210粗糙度测定仪、6W阿贝测长仪、涂层厚度测试仪。

实施例一

基膜透光率及雾度测试

本实验利用WGT-S型透光率/雾度测试仪，将带有涂层材料的聚酯基膜裁剪为50mm×50mm的正方形膜片，直接在透光率/雾度测试仪上进行测试，对比涂覆前后基膜透光率及雾度变化量。

实施例二

热收缩基膜收缩率实验测试

试样状态调节应按GB/T2918-1998的规定进行，湿度为（23±2）℃，调节时间不少于0.5h，并在此条件下进行试验。

实验器材和实验方法

实验器材：SDH001FA低温恒温恒湿试验箱、框架，钢直尺、刀片，用于盛装液体传热介质，容积应满足试验要求。

液体传热介质：传热介质选择导热油，以对试样无影响为原则。

框架：两个嵌有金属网的框架，金属网外形尺寸大于试样10mm以上。

两金属网间距为1mm-3mm，应不影响试样的自由收缩。

试样裁取：用精度为0.5mm的钢直尺、刀片或专用工具，裁取100mm×100mm的试样3块，标记基膜的纵、横方向。

试验步骤：将试样放入两框架之间，迅速浸入（140±2）℃恒温浴槽的介质中并开始计时，试验过程应保持试样均匀受热自由收缩，20s后取出试样，并浸入冷却用的常温浴槽介质中，冷却5s取出，水平静置10min，分别测量试样的纵、横向尺寸。

计算，按公式计算收缩率，结果取3块试样的算术平均值。

S=（L0—L）/L0 X100

S—收缩率%，

L0—加热前试样长度，单位为毫米（mm）；

L—收缩后试样长度，单位为毫米（mm）。

实施例三

拉伸性能实验

试验器材与实验方法

UTM拉伸试验机，试样形状及尺寸100×30mm、长度不小于150mm。

将试样装夹在夹具的两个夹头之间，两夹头做相对运动，通过位于动夹头上的力值传感器和机器内置的位移传感器，采集到试验过程中的力值变化和位移变化，从而计算出试样的拉伸、撕裂、变形率等性能指标。

试验速度1-500mm/min无级调速、位移误差±0.5%、测量误差0.5级、试验宽度30mm、行程1000mm、环境要求环境温度23±2℃、相对湿度最高80%，无凝露、工作电源 220V50Hz 。

试样数量

试样按每个试验方向为一组，每组试样不少于5个。

试验条件

试样状态调节和试验的标准环境

按GB2918中规定的标准环境正常偏差范围进行状态调节，时间不少于2h，并在此环境下进行试验。

实施例四

高温试验

试验仪器：SDH001FA低温恒温恒湿试验箱、

本实验要求的试样为50×300mm，将试样放置在仪器的试样台上，确保试样放置平衡，不产生皱纹和歪曲，把试样贴到研板表面，使用恒温恒湿箱，箱内温度为80±5℃使把试样放置箱内，恒温72h后取出，目测试样是否有气泡等缺陷。

高温高湿试验

仪器：SDH001FA低温恒温恒湿试验箱、

本试验要求的试样为50×300mm，把试样贴到研板表面，使用恒温恒湿箱，设定实验温度为60℃，湿度为90%，箱内温度为60±2℃，湿度为（90±3）%时放置试样，恒温恒湿72h后取出，目测试样是否有气泡等缺陷。

实施例五

粗糙度试验

检测器材和方法

检测器材：Sj210粗糙度测定仪

将样品制成100mm×100mm大小，然后将待测样品置于黑色玻璃上(粗糙度Ra＜2nm)，保证待测样品平整、 洁净、无残留空气聚集，使用Mahr粗糙度测试仪进行测定，平行测试10次，取Ra、Rz、Rmax平均值。

实例六

成品厚度实验

实验器材和方法

实验器材：6W阿贝测长仪、涂层厚度测试仪，样品1500×500 mm。

试样在（23±2）℃的状态下进行，试样和仪器表面无油污、灰尘等污染。

在GB/T分实验实验长度的方法以确定基膜厚度的位置点，方法如下：

a试样长度≦300mm，测10点;

b试样长度在300mm至1500mm之间测20点；

c试样长度≥1500mm至少测30点

精度:测量精度为0.1μm

所有检测数据用统计概率计算，得出相应的基膜厚度。

实施例七

粗糙度试验

检测器材和方法

检测器材：GM-1摩擦系数测试仪、Sj210粗糙度测定仪

将样品制成100mm×100mm大小，然后将待测样品置于黑色玻璃上(粗糙度Ra＜2nm)，保证待测样品平整、 洁净、无残留空气聚集，使用Mahr粗糙度测试仪进行测定，平行测试10次，取Ra、Rz、Rmax平均值

上述实施例可以相互结合。

需要注意的是，在本说明书的描述中，诸如“第一”、“第二”等的描述仅仅是用于区分各特征，并没有实际的次序或指向意义，本申请并不以此为限。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。