光学领域用双向拉伸聚酯基膜成型技术研究进展

黄永生，马云华，任小龙，童帮毅，李雪明

（桂林电器科学研究院有限公司，广西桂林541004）

综述

光学领域用双向拉伸聚酯基膜成型技术研究进展

黄永生，马云华，任小龙＊，童帮毅，李雪明

（桂林电器科学研究院有限公司，广西桂林541004）

介绍了国内外光学级双向拉伸聚酯（BOPET）基膜成型技术的研究现状，重点综述了拉伸成型、涂布成型两类光学级BOPET基膜的研究进展，包括通过改进拉伸温度、拉伸倍率、拉伸速度及热定型温度等双向拉伸成型技术和引入表面涂覆技术的方式制备光学级BOPET基膜。最后，对光学级BOPET基膜的研究趋势进行了展望。

双向拉伸聚酯；光学膜；涂布；成型技术；研究进展

0 前言

BOPET薄膜具有较高的力学、电学、热学及环保等特性，而作为光学级BOPET基膜除具备基本特性外兼有表观无缺陷、低雾度、高透光率、高洁净性、低厚度公差等优异的光学性能。BOPET基膜的科技含量高、附加值高，经过深加工可制成各种功能型光学薄膜，主要产品有反射膜、增透膜／减反射膜、滤光片、扩散膜／片、增亮膜／棱镜片／聚光片、遮光膜／黑白胶、铟锡氧化物（ITO）导电膜等，广泛应用于液晶显示面板、控制面板、柔性显示器、太阳能电池背板、汽车贴膜、建筑贴膜等领域［1］，具有广阔的市场前景和显著的经济效益。目前，光学薄膜成为我国聚酯（PET）薄膜行业产品结构调整的最佳选择，但因国内PET薄膜制造企业缺乏光学级BOPET基膜的核心成型技术，产品只能依赖于从日本、韩国、美国等国家进口。近年来，随着光学级BOPET基膜应用领域不断扩大，对其成型技术的开发和应用研究愈发引起国内外众多团队的重视。

1 BOPET薄膜的制造技术

1．1 生产工艺

PET作为具有结晶倾向的高分子化合物，其薄膜的拉伸成型过程［1－7］为：（1）结晶PET切片加热至熔点以上，其原有结晶逐渐消失成为黏流态的无定形熔体，经过滤、计量、挤出流延到铸片辊上，骤冷到玻璃化转变温度（Tg）以下，成为结晶度≤5%的无定形厚片；（2）厚片预热至85～90℃时进行纵向拉伸（内部微晶和分子沿纵向产生取向），之后再次迅速冷却到Tg以下，使结晶和分子取向定型（须严格控制结晶产生）；（3）经纵拉后的膜片再次进行预热，在100～105℃且张紧状态下进行横向拉伸（内部微晶和分子沿横向产生取向），之后在最大结晶速度温度下进行短时热处理（主要使分子沿取向方向快速结晶，提高结晶度，同时分子链段得到松弛，消除内应力），紧接着将其快速冷却至Tg以下（保持稳定的取向度和完整的结晶度），得到性能稳定、均匀的PET基膜。光学级PET基膜成型工艺流程如图1所示，通常需要在纵拉和横拉之间对薄膜单、双面进行涂布预处理，以满足后续生产和应用中的不同要求。

图1 光学薄膜双向拉伸成型工艺流程图Fig．1 Flow chart of biaxial orientation process

1．2 产品特点

采用双向拉伸成型技术制备的BOPET基膜，由于其在纵、横2个方向经过一定程度的拉伸，改变了分子或链段的排序，并经过不同的受热历程，其主要性能发生明显改变［1－2，5］：

（1）拉伸强度、断裂伸长率及拉伸模量等明显增大；（2）冲击强度和弯曲性能增强；（3）耐老化、电学等特性提高；（4）光学特性改善：折射率增大、光泽度提高、透明度增强；（5）阻隔性能好，水蒸气、氧气及其他气体的透过率降低；薄膜表面平滑性、尺寸稳定性、耐磨损性等提高；（6）薄膜厚度均匀性及成膜材料利用率提高。

2 BOPET基膜成型技术研究进展

2．1 拉伸成型技术

BOPET薄膜制程属于典型平面双向拉伸成型技术，即沿平面两个相互垂直方向进行拉伸的工艺，是一个通过力与热的作用改变高分子材料内分子聚集态的过程，通过拉伸成型使得材料的微观状态（主要是取向、结晶）改变，进而其性能得到不同程度改善，特别是拉伸强度、透明度及尺寸稳定性的提高，同时也可获得宽幅、超薄及高度均匀的薄膜［1－3］。

陈铸红等［8］将特性黏度为（0．68±0．01）dL／g、色度（B）值为－4～2的光学级PET和质量分数为40%～100%且含3．0%～10．0%（质量分数，下同）纳米级球形SiO2的PET母料与0～60%光学级PET的共混物通过270～290℃高温熔融挤出后，采用无辊式纵向拉伸和悬浮式横向拉伸工艺制得雾度为0～1．0%、透明度高于95%且光学均匀度高的3层结构BOPET基膜，其成型工艺为：（1）60～65℃两面骤冷形成铸片；（2）115～125℃无辊红外加热纵向拉伸；（3）130～140℃悬浮式热态横向拉伸且80～120℃横向张弛状态下热定型。另外，陈铸红等［9］又以80～100℃预热、120～130℃热态纵横双向同步拉伸且90～130℃热定型处理成型技术同样制得了上述性能优异的BOPET基膜。研究所采用双向拉伸成型过程不与任何机械物体接触，确保薄膜表面无划痕、擦痕等，工艺方法简单实用，产品综合性能优异，可应用于液晶显示器（LCD）、等离子显示板（PDP）等光学显示领域。

郭凤刚［10］通过分析拉伸工艺（拉伸／定型温度、处理时间等）对薄膜透明度的影响，表明横向拉伸定型工艺对薄膜的透明性影响非常高。依据薄膜在横拉区域所经过预热、拉伸、定型和冷却过程，提出了相应的参考工艺温度：预热80～110℃、拉伸100～130℃、定型200～250℃、冷却50～200℃；同时指出合适的热定型温度可避免形成球晶，随着结晶度的提高，薄膜雾度逐渐变大并趋于平缓，而透明度降低；另外，若拉伸工艺不当则会造成球晶和过结晶，导致薄膜呈现雾状、透明性较低且柔韧性差。其拉伸工艺对薄膜透明度影响规律的研究，给实际生产提供了参考。

滕岩等［11］通过对横向拉伸工艺进行调整、分析，其结果表明，拉伸温度较低，PET薄膜的透明度越高；定型温度较低，PET薄膜的透明度越高；冷却温度较低，PET薄膜的透明度越高。并依据薄膜的透明度分析提出了较佳横向拉伸工艺：拉伸90℃、热定型230℃、冷却40℃等。同时也提出了横向拉伸幅宽调整原则：预热段幅宽较横向拉伸入口幅宽逐渐递增；拉伸段宽度依据所需横向拉伸比逐渐增大；热定型段幅宽保持与拉伸段最后区域宽度一致；冷却段幅宽相对减少（给予薄膜定量松弛，降低横向热收缩率），并表明横向拉伸比参数仅影响薄膜生产效率及其横向热稳定性，对于PET薄膜的透明度影响较小。通过较佳拉伸工艺所制备的PET薄膜透明度高达99．5%，光学性能优异，工艺方法调整简单，工业化可操作性较强。

高宏保［12］通过对“一纵一横”逐次拉伸工艺研究，归纳出横向拉伸倍率与薄膜拉伸强度、伸长率及其横向厚度均匀性的相关性：随着横拉倍率的增加薄膜横向拉伸强度增大、断裂伸长率减小，适当提高横向拉伸倍率可提高薄膜的横向厚度均匀性；分析总结出横向拉伸温度（TTD，℃）与进入横拉前薄膜结晶度（Xc，%）的经验关系为：TTD＝80＋200·Xc，采用不同纵拉方式（低温单点拉伸、高温多点拉伸）和工艺（拉伸倍率）使进入横拉的薄膜结晶度不同，对应的横拉温度亦不同（横向拉伸温度随纵向拉伸倍率的提高而升高）；提出了热定型时间、温度的确定原则：不同热定型温度存在一个定型平衡时间（t0）和平衡收缩率，热定型时间选择在（1．2～1．5）t0；归纳出热定型松弛率与薄膜收缩率之间的关系：通过松弛、定长和张力热定型的方式组合改善薄膜内在分子链聚集态结构，优化薄膜热收缩率；提出了横向位伸与热定型过程中的弓曲现象对薄膜横向性能不均匀分布的影响及改善途径。其通过横向拉伸工艺对薄膜性能的影响规律研究，揭示了相关工艺参数与产品性能的关系，对实际生产具有一定的指导意义。

接道良［13］通过对无定形PET厚片的应力－应变曲线的研究发现，随着拉伸温度升高，材料由脆性断裂、无屈服的曲线变为韧性、有屈服的曲线，并且随温度继续升高，就变成如同橡胶无屈服点的曲线。同时建议PET的拉伸温度控制在85～100℃左右，纵向与横向拉伸比相匹配以保证薄膜在纵、横方向上均具有优良性能。另外，提出了横拉工艺参数的选定需考虑烘箱长度、传动速度及热风传导等因素，并确保吹至薄膜上下表面循环热风的风温、风压和风速一致。分析归纳出，经纵向拉伸薄膜的Xc＜12%，经双向拉伸和热处理薄膜的Xc为45%～55%。其对双向拉伸工艺的研究，给实际生产提供了参考。

高宏保［14－15］通过对纵向拉伸方式及预热技术的研究，提出了分别对应于小拉伸倍率、大拉伸倍率的低温单点大间隙拉伸和高温两点小间隙拉伸组合方式，并归纳出单点拉伸采用“S”形拉伸方式、两点拉伸采用“S”形和“一”字形组合拉伸方式，同时给出小拉伸间隙为35～50mm、大拉伸间隙100mm以上的建议；分析总结出单点拉伸适用低温拉伸（80℃左右）且拉伸倍率为2．5～3．5，两点和多点拉伸适用于高温拉伸（110～ 120℃）且拉伸倍率为4～6。在此基础上归纳总结：薄型膜多采用大纵拉倍率、小拉伸间隙、不使用或使用少量红外线辅助加热器；厚型膜多采用红外线辅助加热器、大纵向拉伸间隙、小拉伸倍率方式。其在纵向拉伸工艺方面的研究，对实际生产具有一定的指导意义。

滕岩［16］依据生产经验提出了纵向拉伸比需设定合适的结论，过低会降低薄膜的拉伸强度及增大纵向厚度公差，过高则在横向拉伸时破膜。另外，纵向预热温度和拉伸温度相对较低，拉伸后迅速冷却，可以提高薄膜的取向度（提高纵向拉伸强度、弹性模量等）、降低薄膜的结晶度。拉伸温度过高，会导致薄膜解取向。同时给出了拉伸温度为70～85℃、拉伸比为3．3～3．6及冷却定型温度为25～45℃等工艺参考。通过纵向拉伸工艺研究表明，拉伸温度对薄膜的透明度没有影响，拉伸比越大，薄膜的透明度越高，冷却温度越低，PET薄膜的透明度越高。所得的薄膜光学性能优异（透明度高达99．5%），工艺方法调整简单，产业化可操作性较强。

李超等［17］通过在双向拉伸工序之前对铸片进行底涂处理，制得透光率＞91．5%、雾度＜1．0%且干涉彩虹纹达到A级的BOPET薄膜，其中底涂溶液含折射率为1．55～2．50、粒径为0．02～0．5μm、固含量为5%～10%的无机填料，所采用成型技术为0．05～0．2μm涂层厚度、3．0～3．8倍纵向拉伸、3．0～4．0倍横向拉伸及190～210℃热定型温度双向拉伸工艺。其研究成果在保证高透明性的同时兼具有良好的黏附性和易收卷性，可广泛应用于各种LCD用光学功能薄膜及高档模内装饰技术（IMD）等高端膜材料领域。

赵烨［18－19］将92～97份（质量份）超有光PET切片、3～5份且SiO2含量为0．25‰的PET功能母料、0．5～3份非晶型共聚脂PETG等进行共混，经加热、塑化、铸片、纵向拉伸、横向拉伸等成型技术制得透光率为92%～94%、雾度为0．8%～0．9%的高透亮BOPET薄膜。双向拉伸成型工艺为：（1）挤出工序，采用双螺杆挤出，预热段253～257℃、输送段263～267℃、均化段273～277℃、熔体管263～267℃、模头263～267℃；（2）铸片工序，第一冷鼓温度27～29℃，第二冷鼓温度44～46℃；（3）纵向拉伸工序，预热区74～76℃、拉伸区81～83℃、冷却区19～21℃，入口张力180N，辅助加热功率34%～36%，纵向拉伸比3．1～3．3；（4）横向拉伸工序，预热区113～116℃、拉伸区126～130℃、定型区223～227℃、冷却区48～52℃等。通过以上工艺制备的PET薄膜具有高透光率、低雾度、高强度、耐高温、耐腐蚀且具有无毒、阻燃、安全环保等综合性能，广泛应用于液晶显示屏幕保护及发光二级管（LED）等行业。

周柯等［20］将混有粒径为2～4μm、含量为0．015%～0．12%的硫酸钡（表面处理）且特性黏度为0．60～0．88dL／g的共聚酯切片在160～190℃温度下干燥至含水率＜0．08‰后，经270～330℃熔融共挤在15～25℃冷鼓上铸片后，在100～150℃温度下同步进行2．5～4．5倍的纵横向拉伸和160～250℃温度下热定型处理，制得厚度为0．036～0．35mm、透光率为90%～95%、雾度为0．5%～1．0%、单层或3层结构的高透明薄膜。该方法制备工艺简单，工业化实用性强，产品应用领域广泛，特别适用于对光学性能要求较高的平板显示器组件制造。

陈铸红等［21］设计了一种芯层为光学级聚酯切片、上下表层含5%～10%有机氨类（硬脂酸酰胺）抗粘连剂和90%～95%光学级聚酯切片结构的复合PET薄膜，其上、下表层和芯层质量各占复合薄膜总质量的10%～15%和70%～80%。具体制作方法为：将芯层原料经流化床以135～160℃干燥处理3～5h后和上、下表层熔体经3层模头共挤（270～290℃），经激冷辊和水槽冷却形成铸片（冷却至30℃以下）后进行预热（80～100℃）、纵向拉伸和冷却定型（＜40℃），再经预热（80～120℃）、横向拉伸和热定型（160～200℃）处理，并经牵引（冷却）、电晕、分切、卷取制成雾度≤1．3%、透明度≥92%、光泽度≥140的高光亮薄膜。其所研究的制备方法可操作性强，可工业化趋势明显。

孙囡等［22］设计了由第一防刮层、第一扩散层、芯层、第二扩散层和第二防刮层复合构成的厚度为0．050～0．350mm的防刮光学扩散膜，其防刮层材料均由80%～95%的均或共聚酯与5%～20%的防刮硬质丙烯酸树脂组成，扩散层均由80%～95%的均或共聚酯与5%～20%、粒径2～20μm的扩散粒子组成，芯层材料为PET切片。原料共混干燥处理后在285℃温度下共挤，经冷鼓铸片并在100～130℃温度条件下同步纵、横双向拉伸（纵向拉伸比2．5～4．5、横向拉伸比2．5～4．5），后经150～230℃热定型、60～80℃冷却制得透光率≥90%、雾度≥90%、铅笔硬度≥3H的防刮光学扩散膜。其制备工艺简单，容易操作，成本降低，实用性强。

高青等［23］采用由低结晶速率间苯二甲酸物质的量浓度为0．5%～15%的共聚酯经双向拉伸制得厚度为125～500μm、透光率≥88．0%、雾度≤2．4%的高透明厚型薄膜。其中包括粒径0．001～0．02μm且含量30%～98%（相对于填料总量）纳米级、粒径0．1～ 0．50μm且含量0～50%亚纳米级和粒径0．8～3．0μm且含量2%～50%微米级的多种填料（SiO2、TiO2、Al2O3）。具体成型技术为：经共混的芯层和表层原料切片进行240～300℃熔融共挤，在冷却转鼓上形成多层无定形的聚酯铸片，并通过3．0～4．0倍纵向拉伸、3．0～4．5倍横向拉伸、160～240℃热定型、冷却得到厚型高透明薄膜。其成型技术简单，产品综合性能优异，满足对光学性能要求较高的中大型平板显示屏应用。

Kuwahara［24］采用熔点250～265℃、特性黏度0．60～0．85dL／g、羧基量5～20当量／吨且含有机螯合物钛络合物作为聚合催化剂的聚酯原料树脂在280～300℃熔融共挤，经铸片、双向拉伸制得层叠聚酯薄膜。其铸片冷却固化温度10～80℃，纵向拉伸温度70～140℃、拉伸比3．0～5．0、冷却温度20～50℃，横向拉伸温度80～150℃、拉伸比3．0～5．0，热定型温度150～250℃及可实施1%～12%的松弛和1～100℃／s的冷却处理。其研究虽要求原材料配方复杂，但所得薄膜产品综合性能优异。

王宝等［25］通过对不同热定型温度成型的BOPET薄膜结构、结晶度、热效应进行测试和评估，研究了热定型温度对改性薄膜性能的影响。结果表明，薄膜经不同温度热定型后，其化学组成未发生变化，但结晶状态发生变化，热定型温度的提高会导致薄膜结晶度降低；提高热定型温度对树脂Tg及熔点影响不大，而随着热定型温度的提高，冷结晶峰起始温度及峰顶温度向高温方向移动，提高热定型温度有利于抑制BOPET的二次结晶能力。

2．2 涂布成型技术

BOPET薄膜具有优异的光学、力学、电学等性能，同时兼具耐化学腐蚀、尺寸稳定等特性，但其存在表面能低、附着力差等缺陷，不能满足下游应用要求。尤其作为光学领域用基膜，为满足优异的光学性能及薄膜加工性要求，需要对PET薄膜进行预处理。目前应用较为广泛的形式为涂布法或电晕处理加涂布法，且更适用于在线涂布预处理方式。

秦志凤等［26］采用含量为25%～30%且粒径为3～5μm的聚氨酯树脂或／和聚丙烯酸树脂微球、纯度为9．9%～29．99%去离子水以及质量分数为0．01%～0．1%表面活性剂（烷芳基聚醚醇）等进行共混搅拌制得固含量为17．5%～27%的水性涂布液；将其均匀涂覆在经2．8～3．5倍纵向拉伸聚酯薄膜（含0～0．01%SiO2爽滑剂）的一面或两面，并通过90～130℃预热、100～150℃拉伸、190～240℃热定型、30～110℃冷却及3～5倍横向拉伸成型技术处理制得涂层厚度为3～5μm的扩散PET薄膜。通过其较佳的涂布液配比、拉伸工艺所制备薄膜透明度高于92．0%，满足高光学性能要求，工序简便环保，生产成本低，工业化可操作性较强。

孙武［27］通过将质量比10∶1～20∶1水性树脂（聚氨酯和／或丙烯酸）和聚噻吩、含量为103～108个／cm3微米级SiO2混成的涂布液涂覆于由第一聚酯层（含纳米级SiO2）和第二聚酯层组成的聚酯叠层，其中纳米级SiO2粒径为0．01～0．05μm，微米级SiO2粒径为0．1～0．7μm、含量0．05%～0．2%。双向拉伸成型技术为：将共挤形成的两或三层熔体在激冷鼓上铸片，采用预热温度60～130℃且时间5～15s、拉伸温度130～150℃且时间1．5～5s、冷却温度20～30℃及拉伸比为2．8～3．5∶1的纵向拉伸处理和预热温度70～110℃且时间3～8s、拉伸温度90～130℃且时间5～30s、定型温度180～240℃且时间5～10s、冷却温度45～160℃及拉伸比为3．3～4．3∶1的横向拉伸处理，制得雾度＜1．2%、透光率＞88．0%且爽滑性好的光学领域用聚酯薄膜，工艺可操作性强，适用于工业化生产。

李超等［28］通过共挤、双向拉伸制得底涂层的Tg为40～110℃、芯层PET、表层聚萘二甲酸乙二醇酯（PEN）且芯层与表层厚度比为（4～10）∶1的多层结构光学聚酯薄膜，其中底涂层由含水溶性聚酯树脂5～50份、交联剂0．5～5份、表面活性剂0．01～0．1份、纳米粒子0．1～1．5份的涂布液固化形成。所涉及制造方法为：经260～290℃熔融挤出形成铸片，并采用温度80～120℃、拉伸比3．0～3．8的纵向拉伸工艺处理后进行涂布，再经温度90～180℃、拉伸比3．0～4．0的横向拉伸工艺和200～250℃热定型及冷却工艺处理即得所需薄膜。其通过选取不同表层材质得到的光学聚酯薄膜附着性好、光学性能优异，满足平板显示背光模组、太阳能电池背膜等产品的需要。

孙月等［29］将质量分数为63%～96%不含羧酸基水性紫外光固化聚氨酯树脂、3%～30%恶唑啉交联剂、1%～7%且粒径为80～200nm抗粘连填料混合的涂布液，涂覆于经3．0～3．8倍纵向拉伸的聚酯膜片表面，并通过3．0～4．0倍横向拉伸及热定型、冷却等工艺处理后制得透光率＞90．0%、雾度≤0．6%且抗粘连性优异的三层结构光学聚酯薄膜。其研究所得薄膜综合性能优异，制造工艺简单、工业化可操作性强，满足液晶显示器（LCD）、等离子显示板（PDP）等显示装置中高端光学膜材料领域的应用。

木村秀孝等［30］设计了由表层聚酯层（A）、芯层聚酯层（B）及含0．05%～1．5%、平均粒径3．0～7．0μm且不活泼有机颗粒的聚酯层（C）构成的双向拉伸叠层聚酯薄膜，明确了层（A）具有碳－碳双键部的聚氨酯树脂易粘接涂布层、层（C）具有含主链且存在吡咯烷鎓环聚合物的抗静电涂布层，其双向拉伸成型技术为：70～145℃、2．7～5．0倍纵向拉伸，90～160℃、3～5倍横向拉伸，210～240℃、10～600s热处理及沿纵向和／或横向松弛2%～20%并在热处理的最高温度区和／或热处理出口进行冷却处理，制得透光率＞88%、雾度6．0%～30．0%、纵向收缩率＜1．8%、面取向度＞0．161等综合性能优异的薄膜。其通过对薄膜多层结构的设计，不仅品质提高，且成本得以控制，工业应用价值较高。

金相弼等［31－32］采用固含量为1%～20%水溶性或水分散性聚酯树脂及丙烯酸树脂涂布液分步涂覆于双向拉伸聚酯基膜表面，制得涂布量0．01～1．00g／m2的含双层黏合层光学用薄膜。其成型技术为：通过基膜原料熔融挤出、基膜熔体无定形铸片、2．0～4．5倍纵向拉伸（70～120℃）、底涂层涂覆、2．5～5．0倍横向拉伸（80～150℃）及150～250℃热定型等工艺处理后获取透光率＞90．0%、雾度＜2．0%薄膜产品。他们又采用固含量2%～10%氢化聚氨酯、氢化聚酯、氢化丙烯酰基树脂等溶剂型、非溶剂型或水性涂布液分步涂覆于含有粒径0．03～0．50μm、粒径1．0～10．0μm填料的双向拉伸聚酯基膜表面，并采用同样的成型技术制得雾度＜1．5%且厚度≥25μm薄膜产品。其研究所得薄膜具有良好的双层黏合性、透明度及透射性，可满足光用于后加工的黏合性要求，操作工艺简便，实用性较强。

Hiroshi等［33］选用以物质的量浓度为1%～10%具有磺酸金属碱的芳香族二元羧酸聚合的水性聚酯树脂与水溶性钛螯合物或水溶性钛酰化物为主要成分构成水系涂布液，经涂布干燥、层叠、拉伸制得透光率＞85%的光学用易胶黏性薄膜，其中水性聚酯树脂的Tg＞40℃，涂布液固含量为2%～35%且0．02～0．5g／m2。具体成型技术为：经280℃熔融挤出骤冷铸片，后在80～120℃温度下纵向拉伸2．5～5．0倍、在70～140℃温度下横向拉伸2．5～5．0倍，最后进行1～60s、160～240℃热处理完成结晶取向。所研究光学用易胶黏性聚酯薄膜，可抑制外部光线入射、晃眼且虹彩状色彩的防反射性优良，同时保证与硬涂层的密着性和耐湿热性优良，制造工艺简便，工业化可操作性强。

霍新莉等［34］将固含量为10%～100%可交联树脂涂布液涂覆于由双向拉伸工艺得到的聚酯基材表面，涂层厚度为1～15μm。具体成型步骤为：（1）将干燥聚酯切片熔融挤出、冷却铸片；（2）铸片预热、3．0～3．8倍纵向拉伸；（3）纵拉膜片预热、3．0～4．0倍横向拉伸、热定型处理；（4）横拉膜片表面电晕处理；（5）热定型薄膜的表面涂布可交联树脂层，经干燥和固化制得光学聚酯薄膜。其中熔融挤出温度为260～300℃，薄膜热定型温度为200～250℃，可交联树脂层的干燥温度为50～160℃。其制造工艺简单，解决了现有方法生产的薄膜容易划伤，收卷后存放中容易产生凸点和粘连等问题，同时降低了薄膜制造成本。

孙月等［35］将含黏合剂（聚酯、聚氨酯等树脂）和粒径20～100nm微粒（二氧化硅、硫酸钡等）的涂布液涂覆于经3．0～3．8倍纵向拉伸（温度80～120℃）的聚酯膜片表面（涂层厚度＜100nm），并通过3．0～4．0倍横向拉伸（温度90～180℃）及180～250℃温度热定型、冷却等工艺处理后制得透光率＞90．0%、雾度＜1．0%且抗粘连性优异的光学聚酯薄膜。其中粘接改性层间的摩擦因数＜0．7且静摩擦因数与动摩擦因数之差＜0．18。其研究所得薄膜综合性能优异，制造工艺简单、工业化可操作性强。

缪敬昌等［36］采用0．1%～0．3%固化剂（三聚氰胺、聚异氰酸酯）、2．4%～12．5%黏合剂（聚氨酯、聚丙烯酸树脂）、0．4%～3．8%硅溶胶（粒径30～110nm）、0．02%～0．1%表面活性剂（烷芳基聚醚醇、改性聚硅氧烷、有机氟碳化合物等）、0．5%～2．0%有机溶剂（异丙醇、N－甲基吡咯烷酮、丁基溶纤剂等）及0．2%～0．9%离子水等制得黏度＜10mPa·s且固含量为3%～12%的水性涂布液，将其涂布于经过纵向拉伸的膜片，膜片材料表层为含0．3%、粒径30～50nm填料的3%～10%聚酯母料和90%～97%聚酯切片共混料，芯层为100%聚酯切片。具体成型技术为：原料经260～295℃熔融挤出为三层结构铸片，通过60～80℃预热、60%～80%红外加热、线速度25～75m／min、纵向拉伸比2．8～3．5进行纵向拉伸，而后将膜片表面进行涂布液均匀涂覆，再经100～130℃预热、110～150℃且3～5倍横向拉伸，并采用200～240℃热定型、50～150℃冷却处理后制得基材厚度0．075～0．350mm、涂层厚度0．02～0．3μm、透光率＞91．0%、雾度＜1．0%的BOPET薄膜。该工艺制备的薄膜综合性能优异，工艺简单、工业化可操作性强。

孙武等［37－38］采用2%～15%树脂、0．01%～5%且粒径60～150nm微粒（SiO2）、0．001%～0．05%润湿剂、pH调节剂（2－氨基－2－甲基－1－丙醇、氨水、二乙醇胺等）及去离子水共混制得光学聚酯薄膜用高附着力水性涂布液，其中树脂包括20%～90%水性聚氨酯、5%～50%水溶性聚酯树脂、5%～30%氨基树脂（脲醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂或苯胺甲醛树脂）等。其涂布成型技术为：经过纵向拉伸的PET薄膜通过在线匀化涂布，随后进行横向拉伸（3．5倍拉伸、220℃热定型），在PET薄膜表面形成高分子聚合物层。其研究经涂布后可使PET薄膜具有优良的光学性能（透光率＞90%、雾度≤1．04%）、爽滑性和附着力，制造工艺简便，适合应用于棱镜膜、扩散膜、硬化膜、ITO膜等光学类应用。

叶俊杰［39］采用1%～50%的抗静电剂（阳离子反应型、阴离子反应型两性反应型）、30%～95%的水性树脂（聚酯、聚氨酯树脂、丙烯酸酯等）、1%～50%的交联剂（异氰酸酯、三聚氰胺、噁唑啉等化合物）混合而成抗静电水性涂布液。其成型技术为：先利用辊拉伸法将通过熔融挤出铸片在70～145℃温度拉伸至2～6倍，得到单轴拉伸膜片，然后沿与前面拉伸方向成直角的方向在80～160℃温度拉伸至2～6倍，并进一步在150～250℃温度进行1～600s热处理制得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。通过研究采用的反应型抗静电剂以化学键和涂膜树脂和／或交联剂分子进行结合，制得耐水或溶剂擦拭且抗静电效果稳定的产品。

谢嵩岳等［40］采用2%～40%的树脂、0．05%～30%的表面改性微粒、0．05%～10%添加剂制得水性涂布液，其中树脂包括20%～50%聚酯、10%～40%三聚氰胺或三聚氰胺变性树脂、20%～80%聚甲基丙烯酸甲酯等，改性微粒为粒径0．1～4μm、粒径0．01～0．5μm组合的Al2O3、Al（OH）3、SiO2等无机填料。涂布成型技术为：水性涂布液均匀涂布于含300×10－6Al2O3的PET膜片上，经105℃加热干燥去除涂布层水分后送入125℃加热区进行3．5倍横向拉伸，再将其通过235℃处理8s，制得透光率＞90%、雾度＜2．4%的涂布型聚酯薄膜。经涂布后的BOPET薄膜，具有高透明性、低雾度、优良的接着性及滑性等特性，适合应用于光学用途如LCD用扩散膜、增亮膜等基材。

3 结语

综合考虑多种因素对光学级BOPET基膜的成型技术进行设计，通过精密制膜技术使其在不降低原有优异的力学性能的基础上，改善光学性能。光学级BOPET基膜作为光学领域用基材的基本特性为：透光率≥88%、雾度≤1．0%、热收缩率＜0．3%（150℃、30min测试）、静、动摩擦因数≤0．4及表面高光洁性等。为满足上述要求其今后发展方向主要为：①系统研究关键性成型技术（塑化挤出、拉伸比、拉伸温度、拉伸速度等）指标对薄膜透光率、雾度等光学特性和微观结构的影响；②对现有生产制造设备进行整体调整（同步双向拉伸），改善光学级PET基膜的光学各向同性程度及严格控制表现弊病；③光学PET切片与PET母料共混技术及不同尺寸功能填料复配、分散技术的研究，精密控制分子量分布，降低切片低聚物含量；④优化在线多功能精密涂布成型技术，提升涂层设计及涂布液混成配方对薄膜光学性能的影响；⑤双向拉伸生产线向高速宽幅、集成化、多功能化发展，降低能耗节约成本。

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Polyscope亮相CHINAPLAS2017推出XIBONDTM产品组合优化聚合物共混物

日前，世界领先的苯乙烯马来酸酐（SMA）共聚物生产商Polyscope推出偶联剂和扩链剂产品，进一步扩大其聚合物相容化技术产品范围。新产品将以XIBONDTM商标在市场上销售。Polyscope现有的XERAN产品已整合到XIBONDTM产品线中。XIBONDTM系列致力于满足市场对于聚合物共混物和合金性能优化的需求。

在添加XIBONDTM之后，Polyscope的客户显著得益于苯乙烯聚合物性能优化后的表现。在PA／ABS和C／ABS共混物中，XIBONDTM相容剂有效改变了材料的界面张力，使其在高应力环境下具有更稳定的形态增强材料在固体状态时相位间的附着力。因此，聚合物共混物的力学性能得到大幅改善。

如今，市场上对“定制化”具体应用聚合物解决方案的需求不断涌现，因此共混物优化剂的需求也不断上升。产品开发商始终在寻求具有性价比高的解决方案，以提高当前和未来聚合物共混物及合金产品的性能表现。XIBONDTM以低廉的成本协助未填充等级及含有填料（如玻璃）的产品进行偶联及增容。Polyscope正不断扩大其产品组合，以满足聚苯醚（PPO）、聚苯乙烯（PS）、聚酰胺（PA）和聚乳酸（PLA）等其他材料与丙烯腈－丁二烯－苯乙烯共聚物（ABS）的共混物／合金对于相容性的市场要求。

在广州举行的2017中国国际橡塑展上，Polyscope聚合物私人有限公司业务部总监Ferdi Faas表示：“随着越来越多的应用需要‘定制化’的聚合物解决方案，市场对于共混物优化剂的需求也日益上升。中国市场的发展趋势也同样如此。通过与客户的紧密合作，我们的产品开发工程师不断研究如何通过产品创新为客户所面临的挑战提供解决方案。这也正是Polyscope的企业发展基因——创新思维，卓越产品。”

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

广西科学研究与技术开发计划项目（桂科合1599005－2－7）

＊联系人，renxiaolong＿04＠sina．com