光學級雙向拉伸聚酯薄膜點狀弊病分析研究

王輝， 鮑時萍， 孫晶晶， 高青， 楊永寬

(1.昆山樂凱錦富光電科技有限公司，江蘇 昆山 215300；2.合肥樂凱科技產業有限公司，安徽 合肥 230012)

0 引言

雙向拉伸聚酯薄膜（BOPET）于20世紀50年代實現產業化生產，因其優異的機械性能和尺寸穩定性、良好的耐候性和耐化學腐蝕性、高絕緣特性以及高透光率等特性，被廣泛應用于包裝、電器、感光材料等領域［1］。隨著平板顯示產業，特別是液晶顯示產業（LCD）的快速發展，高端光學級聚酯薄膜（如：棱鏡膜基膜、擴散膜基膜、ITO導電膜基膜、觸控屏用基膜、偏光片保護基膜、OCA光學膠保護基膜、替代TAC的偏光片用膜等）被廣泛應用于液晶電視、平板電腦、手機等產品［2］。基于顯示產品的特殊性，光學級聚酯薄膜除了要具備高透光率、低霧度、高清晰度等光學特性，同時還要具備優異的表觀質量，常見表觀質量問題可歸納為條道、氣泡點、晶點、劃傷、卷邊、皺折、靜電痕、凝膠點等近20項［3］，在生產實踐中，針對具體問題的解決措施也有比較詳細的研究［4］。

本文針對影響光學級聚酯薄膜質量的點狀弊病進行分析和討論。

1 實驗部分

1.1 聚酯薄膜樣品

型號FG22-188，合肥樂凱生產。

1.2 實驗儀器

偏光顯微鏡、掃描電鏡、阿貝比較儀、能譜儀

1.3 實驗方法

（1） 取FG22型聚酯薄膜卷樣，在檢驗室鹵素燈下目視查找點狀弊病做好標記，然后將弊病樣品裁剪成5 cm×5 cm的試樣待測。

（2） 在偏光顯微鏡下觀察弊病形態，結合阿貝比較儀測量弊病外形尺寸，初步將發現的點狀弊病歸納為壓痕、表皮點、 纖維狀點、氣泡點、聚集點等。

（3） 針對聚集點，通過掃面電鏡進一步觀察其微觀結構，借助能譜儀進行元素分析，重點對聚集點進行分類研究。

2 結果與討論

2.1 壓痕、表皮點、纖維狀點和氣泡點結果分析

壓痕、表皮點、纖維狀點和氣泡點結果分析見表1。

表1 不同弊病結果分析表

2.2 聚集點結果分析

（1）雜質點

聚酯薄膜生產過程中，從聚酯切片等原料到熔融、擠出、拉伸、干燥等各工藝環節，均有可能引入雜質，從能譜分析可知其含有的元素為鈣、鈉、鉀、氯、碳、氧等，可以推斷這類雜質的組成以無機鹽為主。

圖1 雜質點偏光顯微鏡、電鏡、能譜圖片

（2）凝膠點

通過偏光顯微鏡和阿貝比較儀觀察，這類點子的顏色有偏黃色和黑色；能譜儀分析可知其主要元素組成為碳和氧。

聚酯樹脂形成凝膠的主要原因是氧化，在聚酯薄膜生產過程中，干燥、熔融、擠出等各環節的高溫導致聚酯的氧化降解，再交聯成網狀樹脂，隨著氧化程度的加深，凝膠點可形成黃色直至黑色炭黑點［5］。

聚酯的降解按照自由基機理進行，降解產物主要有以下幾種典型結構：

凝膠是由降解產物的自由基交聯反應得到的網狀 聚酯，典型結構如下所示：

圖2 凝膠點偏光顯微鏡、電鏡、能譜圖片

（3） 二氧化硅（SiO2）聚集點

合成二氧化硅因其高透明度等特性，是光學級聚酯薄膜生產過程中理想的開口劑。納米級二氧化硅在制備成母料的過程中，因表面能的作用聚集成微米級顆粒，具有多空隙、比表面積大、表面松軟等特性［6］，通過減少大分子鏈的纏繞從而解決了開口問題，同時降低了薄膜表面摩擦系數，提高了爽滑性。SiO2聚集點產生的原因可能是因為其自身表面能引起的，也可能是SiO2的親水性導致在潮濕環境下產生聚集。

圖3 二氧化硅偏光顯微鏡、電鏡、能譜圖片

3 結語

（1）借助偏光顯微鏡、阿貝比較儀、掃面電鏡等儀器，對合肥樂凱的光學級聚酯薄膜的點狀弊病進行了分析，得到了壓痕、表皮點、纖維狀點、氣泡點、聚集點等典型樣本。

（2）通過能譜儀，對典型樣本進行元素分析研究，從而確定了點狀弊病的元素組成，進一步確定了雜質點、凝膠點和二氧化硅聚集點的特征。

（3）對雜質點、凝膠點和二氧化硅聚集點的成因進行了初步分析，為解決這類問題提供了依據。