擴(kuò)散膜用基膜表觀弊病影響因素及解決措施

杜世梅，周正發(fā)

（1.合肥樂凱科技產(chǎn)業(yè)有限公司，安徽合肥 230041；2.合肥工業(yè)大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院，安徽合肥 230009）

傳統(tǒng)的聚酯（PET）薄膜主要應(yīng)用在證卡、印刷、珠片、板材上光、絕緣包裝等行業(yè)，對薄膜的光學(xué)性能和表觀要求不甚嚴(yán)格。電腦、電視機(jī)、車載顯示、手機(jī)等平板液晶顯示領(lǐng)域則需要大量光學(xué)性能優(yōu)異的聚酯薄膜，且隨著光電產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，具有輕薄化、功能性的聚酯薄膜被開發(fā)和運(yùn)用。涂覆是獲得各種功能性聚酯薄膜的有效方法。

擴(kuò)散膜是液晶顯示屏面板中背光源模組的重要組成部件，它能確保背光源發(fā)出的光均勻地?cái)U(kuò)散在顯示屏幕上，目視舒服且柔和。背光源一般由上擴(kuò)散片、增亮片、下擴(kuò)散片組合使用，均為使用了聚酯薄膜作為基膜進(jìn)行功能性涂布后的產(chǎn)品。

擴(kuò)散膜的正面涂層由高度分散的不同粒徑的聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）樹脂粒子組成，背層是具有防靜電效果的防粘層，涂層厚度約25～30μm，擴(kuò)散膜的結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 擴(kuò)散膜結(jié)構(gòu)示意圖

根據(jù)擴(kuò)散膜的涂層厚度，基膜的表觀質(zhì)量對涂布性能和質(zhì)量影響很大。因涂布中樹脂微粒直徑處于微米級，如果基膜表面上存在的點(diǎn)、線、變形等缺陷尺寸超過微米級，涂布后就將無法被遮蓋，進(jìn)而產(chǎn)生亮點(diǎn)、暗紋、線紋等弊端。點(diǎn)亮背光源模組時(shí)，屏幕上目測可見這些弊病。

擴(kuò)散膜用基膜主要為聚酯薄膜，需經(jīng)過表面電暈處理或在線預(yù)涂底層進(jìn)行表面改性，使其更容易進(jìn)行后續(xù)涂布。本文主要分析基膜點(diǎn)、線、膜面變形三大表觀弊病產(chǎn)生原因和解決措施，為提高聚酯薄膜表觀質(zhì)量和擴(kuò)散膜等基膜的生產(chǎn)管控提供借鑒。

1 擴(kuò)散膜用基膜的點(diǎn)弊病

點(diǎn)弊病分為膜內(nèi)點(diǎn)和膜表面點(diǎn)。膜內(nèi)點(diǎn)是薄膜內(nèi)部缺陷，主要由生產(chǎn)線上的設(shè)備造成，產(chǎn)生透光點(diǎn)和有色點(diǎn)；膜表面上的點(diǎn)缺陷種類比較多，主要是附著于膜上的低聚物、雜質(zhì)等物質(zhì)。

（1）膜內(nèi)點(diǎn)。膜內(nèi)點(diǎn)人眼在日光燈下很難發(fā)現(xiàn)，需要用強(qiáng)光手電或取片在顯微鏡下觀察。當(dāng)膜內(nèi)點(diǎn)超過一定的尺寸，在下游涂布時(shí)難以被遮蓋。

膜內(nèi)點(diǎn)產(chǎn)生的第一種情況：生產(chǎn)過程中，聚酯熔體局部溫度超過300℃，或者熔體在流道中出現(xiàn)滯留，便會(huì)出現(xiàn)聚酯降解、炭化，導(dǎo)致過濾效率降低，此時(shí)生產(chǎn)設(shè)備的過濾系統(tǒng)里集聚大量的黑色和有色粒，有的像沙粒一樣卡在碟片金屬氈內(nèi)，很難自身清除；雜質(zhì)和炭化物產(chǎn)生累計(jì)，容易污染聚酯熔體，鑄片后形成各種膜內(nèi)點(diǎn)缺陷。解決措施：①通過定期記錄過濾系統(tǒng)的壓力數(shù)據(jù)，觀察過濾系統(tǒng)壓力變化，制定過濾系統(tǒng)碟片更換和清洗周期；②制定標(biāo)準(zhǔn)化碟片清洗流程，通過高溫下拆卸、三甘醇高溫浸泡清洗、冷卻沖洗、敲擊碟片、再堿洗、水洗、超聲波清洗，直至碟片完全清潔合格為止。圖2為清洗合格的碟片及過濾器。

膜內(nèi)點(diǎn)產(chǎn)生的第二種情況：模頭流延處的靜電壓膜位置、電流電壓設(shè)置不合理，環(huán)境溫濕度波動(dòng)會(huì)產(chǎn)生膜內(nèi)靜電點(diǎn)或氣泡點(diǎn)。解決措施：①一旦發(fā)現(xiàn)有靜電點(diǎn)或氣泡點(diǎn)，需及時(shí)在線調(diào)整壓膜線位置與電流電壓值；②需監(jiān)控模頭處的溫度、濕度，保持環(huán)境溫度、濕度穩(wěn)定。

圖2 清洗合格的碟片（a）及過濾器（b）

（2）膜表面點(diǎn)。膜表面點(diǎn)一般人眼在日光燈下就可發(fā)現(xiàn)，發(fā)生位置主要有橫拉箱出口、電暈輥、分切收卷膜端面。

膜表面點(diǎn)產(chǎn)生的第一種情況：聚酯薄膜加工過程中，經(jīng)受不同程度的高溫和機(jī)械剪切力作用，使PET大分子發(fā)生高溫氧化降解和力學(xué)降解，在橫拉工序經(jīng)受大幅拉伸和升溫、降溫后，出口處聚積了大量的低聚物。當(dāng)膜隨著鏈夾運(yùn)行到橫拉出口時(shí)，低聚物因靜電作用將被吸附至膜上，在未及時(shí)將橫拉箱體進(jìn)行衛(wèi)生清理的情況下，極易發(fā)生污染。解決措施：制定維護(hù)保養(yǎng)計(jì)劃，定期清理橫拉箱，利用干冰徹底清洗橫拉鏈夾和箱體,消除低聚物粉塵，避免箱體內(nèi)粉塵擴(kuò)散。

膜表面點(diǎn)產(chǎn)生的第二種情況：電暈輥輥面吸附污染物，薄膜與橡膠輥剝離時(shí)以及薄膜與薄膜之間的運(yùn)行摩擦?xí)l(fā)生靜電，靜電對輕質(zhì)、漂浮的絮狀物產(chǎn)生吸附并傳遞到運(yùn)行的膜面上。解決措施：通過靜電消除和定期擦輥清除電暈輥輥面吸附的污染物，制定標(biāo)準(zhǔn)擦拭方向和位置。

膜表面點(diǎn)產(chǎn)生的第三種情況：分切刀口深度位置不合理，刀刃不整齊產(chǎn)生粉塵吸附。因分切機(jī)刀具的深度和角度設(shè)置不合理，膜與切刀接觸面積增大，摩擦增大。通過跟蹤發(fā)現(xiàn)，使用的圓形切刀在使用一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)切出的膜卷端面有粉塵、毛刺。在顯微鏡下觀察刀刃口已成鋸齒狀，不平整。解決措施：定期對刀具使用進(jìn)行管控，監(jiān)控使用時(shí)間和分切米數(shù)，對其壽命進(jìn)行監(jiān)控，定期更換；尋求上下圓切刀的合理深度位置和壓力；減少膜與刀口的摩擦，減少粉塵產(chǎn)生。

膜表面點(diǎn)產(chǎn)生的第四種情況：環(huán)境潔凈度不達(dá)標(biāo)。解決措施：定時(shí)對分切和收卷的大環(huán)境內(nèi)的潔凈度進(jìn)行塵埃粒子含量測試，超標(biāo)時(shí)，需做好環(huán)境衛(wèi)生和大環(huán)境內(nèi)排風(fēng)壓力的調(diào)整，增大送風(fēng)壓力，使其大于排風(fēng)壓力，將大量潔凈空氣輸送到環(huán)境中并將留存在空氣中的漂浮物排出，達(dá)到潔凈度要求。

2 擴(kuò)散膜用基膜的線弊病

線弊病根據(jù)發(fā)生特點(diǎn)分為連續(xù)性、間隔規(guī)律、無間隔規(guī)律等。

（1）連續(xù)性劃傷。主要產(chǎn)生原因?yàn)闄M拉箱內(nèi)發(fā)生卡膜；輥筒與膜面、牽引片膜除塵設(shè)備、電暈蓋板之間存在碎膜。解決措施：巡檢設(shè)備是否有異常。

（2）間隔規(guī)律的劃傷。主要產(chǎn)生原因?yàn)榻佑|膜的輥面有異物。解決措施：可根據(jù)間隔長度確認(rèn)接觸輥的衛(wèi)生狀況。

（3）無間隔規(guī)律劃傷。主要產(chǎn)生原因?yàn)闄M拉箱內(nèi)部有廢膜，隨著熱風(fēng)上下飄動(dòng)蹭到膜面。解決措施：確認(rèn)橫拉箱鏈夾和箱體內(nèi)狀況是否正常。

3 膜面變形弊病

主要發(fā)生在基膜厚度低于50 μm時(shí)，分為氣筋、張力線。

（1）氣筋。產(chǎn)生原因：在膜分切過程中，隨著分切機(jī)的卷軸快速旋轉(zhuǎn)，卷膜與膜層間的間隙總是無法避免地進(jìn)入空氣，當(dāng)卷膜外層包裝套入筒膜，倉儲(chǔ)在高溫、高濕并反復(fù)經(jīng)歷早晚較大溫差時(shí)，膜層間空氣逐漸匯聚，使得膜面局部形成線條狀鼓起。隨著放置時(shí)間的延長，鼓起逐步由內(nèi)向外加深，形成氣筋。解決措施：優(yōu)化分切收卷參數(shù)，避免因溫差造成空氣大量進(jìn)入，緩解氣筋的產(chǎn)生。

（2）張力線。產(chǎn)生原因：大寬幅卷軸進(jìn)行分切收卷后產(chǎn)生，收卷后基膜內(nèi)部應(yīng)力未得到完全釋放而在軸的邊部收卷松軟硬度不夠而產(chǎn)生。收卷速度增量引起薄膜彈性伸長，只有保持適當(dāng)?shù)膹埩?，基膜才能平展卷曲。張力線的發(fā)生會(huì)導(dǎo)致擴(kuò)散膜涂布后局部產(chǎn)生涂布條紋。解決措施：薄膜生產(chǎn)時(shí)控制厚度均一性，合理設(shè)置收卷張力和壓力，減少長期存放。

4 結(jié)束語

擴(kuò)散膜用基膜除了通過上述措施消除點(diǎn)、線、面弊病外，其他細(xì)節(jié)方面也不容忽視?；て焚|(zhì)提升是個(gè)系統(tǒng)工程，包含工作人員潔凈意識、進(jìn)出門控制措施、標(biāo)準(zhǔn)方法建立等，對配套生產(chǎn)類似擴(kuò)散膜基膜等產(chǎn)品均有舉一反三的實(shí)踐借鑒作用。