低热膨胀系数聚酯薄膜与其形成方法技术

本发明专利技术提供一种低热膨胀系数聚薄膜以及其形成方法，所述方法包括：提供95至55重量％的结晶性聚酯与5至45重量％的非结晶性聚酯混合；熔融押出结晶性聚酯与该非结晶性聚酯的混掺物，形成薄板；双轴延伸薄板，形成薄膜；以及热定型处理薄膜。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及聚酯薄膜，更具体地，本专利技术涉及一种聚酯薄膜的组成与形成方法。
技术介绍
通常，显示器与各类电子组件多使用透明玻璃基板作为基材材料，但随着电子产品普及化与对于电子产品的依赖提升，显示器与各类电子组件朝向轻量化与薄型化已是主流趋势。进一步要求携带方便、可挠曲、可穿戴、耐冲击等优越性能的软性显示器与软性电子组件。含薄膜晶体管(TFT)的软性显示器(或软性电子组件)的制造技术，有批次式(batch type)与卷到卷(Roll_to-Roll)两种方式进行TFT制作。若采用批次方式进行TFT制作，可利用目前厂商旧有设备来制造，相当具有成本优势，不过采用批次式必须应用所谓转移(transfer)或离型(release)技术。离型技术即软板/玻璃载板离型工艺技术，是将软性基板固定于硬质玻璃载板上来进行TFT制作，制作完成之后再将软性显示器(或软性电子组件)由硬质玻璃载板下剥离下来，详细
技术实现思路
可参照TW201106447。若选用的软性基板是塑料基板，则需特别考虑耐热性、尺寸稳定性与热膨胀系数。依据相关技术如US20090298211，为使塑料基板在制作过程中不致因热膨胀系数与硬质玻璃载板不匹配而导致形变或翘曲，塑料基板需与硬质玻璃载板的热膨胀系数接近。一般玻璃的热膨胀系数约4ppm/°C，若可降低塑料基板材料的热膨胀系数，更接近玻璃的热膨胀系数，将有利于降低塑料基板与玻璃间热膨胀系数差异产生的界面应力问题。本专利技术提供低热膨胀系数与高透光度的塑料薄膜的新组成及对应的工艺方法。
技术实现思路
本专利技术一实施例提供一种低热膨胀系数聚酯薄膜，所述薄膜由95至55重量％的结晶性聚酯与5至45重量％的非结晶性聚酯混掺而成。 本专利技术一实施例提供一种低热膨胀系数聚酯薄膜的形成方法，包括:提供95至55重量％的结晶性聚酯与5至45重量％的非结晶性聚酯混合；熔融押出结晶性聚酯与该非结晶性聚酯的混掺物，形成薄板；双轴延伸薄板，形成薄膜；以及热定型处理薄膜。具体实施例方式本专利技术提供的低热膨胀系数聚酯薄膜由95至55重量％的结晶性聚酯，与5至45重量％的非结晶性聚酯组成。上述结晶性聚酯与非结晶性聚酯彼此混掺。若结晶性聚酯的比例过高，则影响薄膜双轴延伸加工性，无法实施高双轴延伸倍率处理。若结晶性聚酯的比例过低，则薄膜玻璃转换温度过低，无法提供足够的热稳定性。在此必需注意的是，本专利技术的聚酯薄膜只含结晶性聚酯与非结晶性聚酯，而不另外添加其它无机粒子或有机粒子，以节省成本并简化工艺。在本专利技术一实施例中，结晶性聚酯(在DSC热差分析可以观察到结晶熔融峰)为2，6-萘二甲酸二甲酯、乙二醇、与三环癸二甲醇缩合共聚形成的聚萘二羧酸乙二酯(PEN)，其重均分子量约介于10000至50000之间。若PEN的重均分子量过高，则可能融熔黏度过高，不利于融熔押出加工工艺，并且可能无法与聚对苯二甲酸乙二醇酯(PETG)混掺形成完全兼容相。若PEN的重均分子量过低，则可能无法得到良好的机械强度。在本专利技术一实施例中，非结晶性聚酯(在DSC热差分析无法观察到结晶熔融峰)为对苯二甲酸、乙二醇、与环己烷二甲醇缩合共聚形成的环己烷二甲醇改质的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PETG)，其重均分子量约介于10000至50000之间。若PETG的重均分子量过高，则可能融熔黏度过高，不利于融熔押出加工工艺，并且可能无法与PEN混掺形成完全兼容相。若PETG的重均分子量过低，则可能无法得到良好的机械强度。环己烷二甲醇包括1，3-环己烷二甲醇、1，4-环己烷二甲醇或上述的组合。PETG中的对苯二甲酸占双酸含量的100摩尔％ (即不含其它双酸)，而环己烷二甲醇占双醇含量约40摩尔％至20摩尔％，乙二醇占双醇含量约50摩尔％至80摩尔％，且环己烷二甲醇与乙二醇相加占双醇含量的100摩尔％。若环己烷二甲醇占双醇的比例过低，则PETG无法形成非结晶相。若环己烷二甲醇占双醇的比例过高，则PETG可能无法形成非结晶相。将结晶性聚酯如PEN与非结晶性聚酯如PETG除湿干燥后均匀混合。在后续的高温工艺中，若聚酯的水气含量太高会造成高分子降解，这会对于产品物性有不良影响。若采用循环气流来除湿干燥，干燥温度介于90°C至120°C之间，且干燥时间约为36小时以上。若以真空干燥，干燥温度约为60°C至90°C之间，且干燥时间约介于4至8小时之间，或者时间更长更佳。完成除湿干燥后，依不同混掺组成比例预先将两种聚酯塑料粒均匀混合。若干燥温度过低和/或干燥时间过短，则无法有效去除聚酯中的水气含量。接着，熔融押出该结晶性聚酯与该非结晶性聚酯的混掺物，形成一薄板。熔融加工可采用双螺杆押出机或塑谱仪，其工艺温度约介于260°c至330°C之间。若熔融加工的工艺温度过高，则融熔黏度可能过低，不利后续T型模头押出薄板，并且在加工过程时融熔态混掺物可能会因高温而发生裂解。若熔融加工的工艺温度过低，则融熔黏度可能过高，使得转矩值过高，无法顺利进行熔融混掺加工。上述双螺杆押出机的转速约介于200rpm至800rpm之间。若转速过高，则可能使得双螺杆压出机转矩值过高，无法顺利进行熔融混掺加工。若转速过低，则可能无法有效地将该结晶性聚酯与该非结晶性聚酯均匀混掺。熔融后的混掺聚酯透过T型模头押出，接着再经由铸模轮(casting drum)将薄板成形，以得到均勻厚度的薄板。铸膜温度通常低于玻璃转移温度(Tg)以确保高分子在熔融时快速冷却。接着双轴延伸薄板，形成薄膜。双轴延伸加工是在薄膜材料的玻璃转换温度以上进行预热持温后，再同时或依序在平行薄膜平面的两个垂直方向以特定速率进行延伸，以提升薄膜的热性质、机械性质、平整度与尺寸稳定性。在本专利技术一实施例中，双轴延伸程序可以是在循环热风烘箱内进行同步延伸或逐步延伸。在本专利技术另一实施例中，双轴延伸程序是连续式两阶段延伸，例如先以加热滚轮的方式纵向延伸，以增进机械方向(MDdirection)的抗拉性质，再进热烘箱内进行横向延伸(TD direction),即试片先经均勻循环热风加热后进行横向延伸。上述双轴延伸程序可采用Bruckner KARO IV批次式双轴延伸机进行同步延伸。在延伸过程中分子定向(orientation)排列，形成非等向性(anisotropic)薄膜。 此外，可采用热风循环马达，以适当转速提供适当风速，可将其转速调整约介于1400rpm至1800rpm之间。在本专利技术一实施例中，双轴延伸的速度约介于1% /sec至40% /sec之间。若双轴延伸的速度过高,则延伸所造成的应力过大,薄膜容易在加工过程中破裂。若双轴延伸的速度过低，则可能无法利用双轴延伸加工而有效提升薄膜性质。在本专利技术一实施例中，双轴延伸的延伸温度约介于120°C至160°C之间。若双轴延伸的温度过高，则可能因过高温度而过度软化，无法延伸出均匀的薄膜，甚至在薄膜中心区域形成凹陷。若双轴延伸的温度过低，则无法软化材料进行延伸，薄膜可能会在加工过程中破裂。双轴延伸的延伸倍率约在3.5X3.5倍以上或约介于3.5X3.5至9X9倍或约介于3.5X3.5至6X6倍。一般来说，延伸倍率越高，薄膜产品的热膨胀系数越低。但若双轴延伸的延伸倍率过高，可能会造成薄膜碎裂。在双轴延伸结束后，进一步热定型处理薄膜。在经过双轴延本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低热膨胀系数聚酯薄膜，由95至55重量％的结晶性聚酯；以及5至45重量％的非结晶性聚酯组成，其中该结晶性聚酯与该非结晶系聚酯彼此混掺。

【技术特征摘要】
2011.12.13 TW 1001458941.一种低热膨胀系数聚酯薄膜，由95至55重量％的结晶性聚酯；以及5至45重量％的非结晶性聚酯组成，其中该结晶性聚酯与该非结晶系聚酯彼此混掺。2.如权利要求1所述的低热膨胀系数聚酯薄膜，其中该结晶性聚酯是2，6_萘二甲酸二甲酯、乙二醇与三环癸二甲醇缩合共聚形成的聚萘二羧酸乙二酯。3.如权利要求1所述的低热膨胀系数聚酯薄膜，其中该非结晶性聚酯是对苯二甲酸、乙二醇、与环己烷二甲醇缩合共聚形成的环己烷二甲醇改质的聚对苯二甲酸乙二醇酯，其中乙二醇与环己烷二甲醇的摩尔比介于50: 50至80: 20之间，且环己烷二甲醇包括I，3-环己烷二甲醇、I， 4-环己烷二甲醇或上述的组合。4.如权利要求1所述的低热膨胀系数聚酯薄膜，其热膨胀系数为lppm/°C 12.4ppm/°C ο5.一种低热膨胀系数聚酯薄膜的形成方法，包括: 提供95至55重量％的结晶性聚酯与5至45重量％的非结晶性聚酯，除湿干燥后混合； 熔融押出该结晶性聚酯与该非结晶性聚酯的混掺物，形成一薄板； 双轴延伸该薄板，形成一薄膜；以及 热定型处理该薄膜。6.如权利要求5所述的低热膨胀系数聚酯薄膜...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑力诚，阮至正，吕铭聪，时国诚，吴志宏，范正欣，
申请(专利权)人：财团法人工业技术研究院，
类型：发明
国别省市：