光学级双向拉伸聚酯薄膜点状弊病分析研究

王辉， 鲍时萍， 孙晶晶， 高青， 杨永宽

(1.昆山乐凯锦富光电科技有限公司，江苏 昆山 215300；2.合肥乐凯科技产业有限公司，安徽 合肥 230012)

0 引言

双向拉伸聚酯薄膜（BOPET）于20世纪50年代实现产业化生产，因其优异的机械性能和尺寸稳定性、良好的耐候性和耐化学腐蚀性、高绝缘特性以及高透光率等特性，被广泛应用于包装、电器、感光材料等领域［1］。随着平板显示产业，特别是液晶显示产业（LCD）的快速发展，高端光学级聚酯薄膜（如：棱镜膜基膜、扩散膜基膜、ITO导电膜基膜、触控屏用基膜、偏光片保护基膜、OCA光学胶保护基膜、替代TAC的偏光片用膜等）被广泛应用于液晶电视、平板电脑、手机等产品［2］。基于显示产品的特殊性，光学级聚酯薄膜除了要具备高透光率、低雾度、高清晰度等光学特性，同时还要具备优异的表观质量，常见表观质量问题可归纳为条道、气泡点、晶点、划伤、卷边、皱折、静电痕、凝胶点等近20项［3］，在生产实践中，针对具体问题的解决措施也有比较详细的研究［4］。

本文针对影响光学级聚酯薄膜质量的点状弊病进行分析和讨论。

1 实验部分

1.1 聚酯薄膜样品

型号FG22-188，合肥乐凯生产。

1.2 实验仪器

偏光显微镜、扫描电镜、阿贝比较仪、能谱仪

1.3 实验方法

（1） 取FG22型聚酯薄膜卷样，在检验室卤素灯下目视查找点状弊病做好标记，然后将弊病样品裁剪成5 cm×5 cm的试样待测。

（2） 在偏光显微镜下观察弊病形态，结合阿贝比较仪测量弊病外形尺寸，初步将发现的点状弊病归纳为压痕、表皮点、 纤维状点、气泡点、聚集点等。

（3） 针对聚集点，通过扫面电镜进一步观察其微观结构，借助能谱仪进行元素分析，重点对聚集点进行分类研究。

2 结果与讨论

2.1 压痕、表皮点、纤维状点和气泡点结果分析

压痕、表皮点、纤维状点和气泡点结果分析见表1。

表1 不同弊病结果分析表

2.2 聚集点结果分析

（1）杂质点

聚酯薄膜生产过程中，从聚酯切片等原料到熔融、挤出、拉伸、干燥等各工艺环节，均有可能引入杂质，从能谱分析可知其含有的元素为钙、钠、钾、氯、碳、氧等，可以推断这类杂质的组成以无机盐为主。

图1 杂质点偏光显微镜、电镜、能谱图片

（2）凝胶点

通过偏光显微镜和阿贝比较仪观察，这类点子的颜色有偏黄色和黑色；能谱仪分析可知其主要元素组成为碳和氧。

聚酯树脂形成凝胶的主要原因是氧化，在聚酯薄膜生产过程中，干燥、熔融、挤出等各环节的高温导致聚酯的氧化降解，再交联成网状树脂，随着氧化程度的加深，凝胶点可形成黄色直至黑色炭黑点［5］。

聚酯的降解按照自由基机理进行，降解产物主要有以下几种典型结构：

凝胶是由降解产物的自由基交联反应得到的网状 聚酯，典型结构如下所示：

图2 凝胶点偏光显微镜、电镜、能谱图片

（3） 二氧化硅（SiO2）聚集点

合成二氧化硅因其高透明度等特性，是光学级聚酯薄膜生产过程中理想的开口剂。纳米级二氧化硅在制备成母料的过程中，因表面能的作用聚集成微米级颗粒，具有多空隙、比表面积大、表面松软等特性［6］，通过减少大分子链的缠绕从而解决了开口问题，同时降低了薄膜表面摩擦系数，提高了爽滑性。SiO2聚集点产生的原因可能是因为其自身表面能引起的，也可能是SiO2的亲水性导致在潮湿环境下产生聚集。

图3 二氧化硅偏光显微镜、电镜、能谱图片

3 结语

（1）借助偏光显微镜、阿贝比较仪、扫面电镜等仪器，对合肥乐凯的光学级聚酯薄膜的点状弊病进行了分析，得到了压痕、表皮点、纤维状点、气泡点、聚集点等典型样本。

（2）通过能谱仪，对典型样本进行元素分析研究，从而确定了点状弊病的元素组成，进一步确定了杂质点、凝胶点和二氧化硅聚集点的特征。

（3）对杂质点、凝胶点和二氧化硅聚集点的成因进行了初步分析，为解决这类问题提供了依据。