一种超薄高透明PET复合膜的共挤拉伸工艺的制作方法

本技术涉及pet复合膜，尤其是涉及一种超薄高透明pet复合膜的共挤拉伸工艺。

背景技术：

1、pet复合膜具有透明度高、机械强度好、尺寸稳定性高及耐热性良好等优点，广泛应用于光学保护、柔性电子、离型基膜、复合包装及真空镀膜等领域。随着终端产品轻量化和薄型化发展，pet薄膜厚度不断降低，超薄薄膜在共挤及双向拉伸过程中对层厚波动、界面稳定性和取向均匀性更为敏感。

2、现有超薄pet膜通常采用多层共挤、纵向拉伸、横向拉伸及热定型工艺。不同功能层所用聚酯的分子量、共聚组成及结晶性能存在差异，当相邻层熔体黏度不匹配时，容易产生界面波动、层间偏移及纵向条纹；低结晶表层与高结晶芯层直接复合时，又容易因拉伸响应不同而出现白化、翘曲、边裂及光学不均匀。为改善开口和收卷性能，现有技术通常将二氧化硅、高岭土或有机颗粒直接加入外表层，但颗粒裸露易造成光散射和应力集中，难以兼顾低雾度、高透明度与良好抗粘连性能。此外，固定的纵横向拉伸温度及倍率难以根据膜片横向取向差异进行调整，超薄状态下的厚度和光学偏差容易进一步放大。

技术实现思路

1、本技术提供一种超薄高透明pet复合膜的共挤拉伸工艺，以解决上述问题，所述方法包括：

2、s1、分别制备透明覆盖层用聚酯、颗粒支撑层用聚酯、第一过渡层用聚酯、第二过渡层用聚酯和芯层用聚酯；其中，所述颗粒支撑层用聚酯中分散有抗粘连颗粒，所述第一过渡层用聚酯和第二过渡层用聚酯均由所述透明覆盖层用聚酯与所述芯层用聚酯复配形成，且由透明覆盖层至芯层的结晶速率逐级提高；

3、s2、将各层聚酯分别熔融塑化，并调节对应聚酯熔体的温度、组分比例和/或输送流量，使任意相邻两层聚酯熔体在相同检测条件下的表观剪切黏度比为0.80～1.25；

4、s3、将完成流变匹配的各层聚酯熔体计量共挤，形成依次包括透明覆盖层、颗粒支撑层、第一梯度结晶过渡层、第二梯度结晶过渡层、芯层、第二梯度结晶过渡层、第一梯度结晶过渡层、颗粒支撑层和透明覆盖层的复合熔体，并对所述复合熔体进行冷却铸片；

5、其中，所述透明覆盖层不含抗粘连颗粒或其中抗粘连颗粒的质量含量不高于100ppm，所述透明覆盖层的成膜厚度t与所述抗粘连颗粒的平均粒径d50满足0.20≤t/d50≤0.90，以使所述抗粘连颗粒位于所述透明覆盖层内侧并支撑所述透明覆盖层形成表面微凸起；

6、s4、对所得铸片依次进行纵向预取向和纵向主拉伸，并在纵向主拉伸后检测膜片沿横向的厚度分布和光学延迟量分布，以确定膜片不同横向位置的取向差异；

7、s5、根据所述取向差异，分区调节横向拉伸预热温度和/或横向拉伸链轨的张开速率，并对膜片依次进行横向预取向和横向主拉伸；

8、s6、对横向拉伸后的膜片依次进行热定型、松弛、冷却和收卷，得到总厚度为3.5～8.0μm的超薄高透明pet复合膜。

9、可选的，所述透明覆盖层的单层厚度为0.05～0.35μm，所述颗粒支撑层的单层厚度为0.15～0.80μm；

10、所述第一梯度结晶过渡层的总厚度占所述pet复合膜总厚度的10%～30%，所述第二梯度结晶过渡层的总厚度占所述pet复合膜总厚度的16%～40%，所述芯层的厚度占所述pet复合膜总厚度的35%～65%。

11、可选的，所述透明覆盖层用聚酯为低结晶速率的共聚pet，所述芯层用聚酯为均聚pet；

12、所述第一过渡层用聚酯包括50～85质量份的所述透明覆盖层用聚酯和15～50质量份的所述芯层用聚酯，所述第二过渡层用聚酯包括15～50质量份的所述透明覆盖层用聚酯和50～85质量份的所述芯层用聚酯。

13、可选的，所述透明覆盖层用聚酯、颗粒支撑层用聚酯、第一过渡层用聚酯、第二过渡层用聚酯和芯层用聚酯的结晶半时间由外至内依次减小，任意相邻两层聚酯的结晶半时间之比为1.05～1.60。

14、可选的，步骤s2中，在270～290℃的检测温度及100～1000s-¹的剪切速率下获取各层聚酯熔体的表观剪切黏度，并使任意相邻两层聚酯熔体的表观剪切黏度比为0.88～1.15；

15、当所述表观剪切黏度比超出该范围时，先调节对应聚酯熔体的温度，再调节对应聚酯的组分比例和/或计量泵输送量。

16、可选的，所述抗粘连颗粒选自单分散二氧化硅颗粒、交联聚甲基丙烯酸甲酯颗粒、聚有机硅氧烷颗粒或具有聚酯相容壳层的有机—无机核壳颗粒中的至少一种；

17、所述抗粘连颗粒的平均粒径d50为0.12～0.50μm，粒径变异系数不大于25%，在所述颗粒支撑层用聚酯中的质量含量为200～2000ppm。

18、可选的，所述颗粒支撑层的成膜厚度为所述抗粘连颗粒平均粒径d50的1.0～4.0倍；

19、所述pet复合膜经拉伸后，所述透明覆盖层在与所述抗粘连颗粒对应的位置形成高度为0.01～0.20μm的微凸起，且所述抗粘连颗粒在膜表面的直接暴露面积不高于其投影面积的10%。

20、可选的，各层聚酯在熔融塑化前于140～175℃下干燥3～8h，使其水分含量不高于30ppm；

21、所述透明覆盖层用聚酯、颗粒支撑层用聚酯、第一过渡层用聚酯、第二过渡层用聚酯和芯层用聚酯的熔融塑化温度分别为270～282℃、270～284℃、274～286℃、276～288℃和278～292℃。

22、可选的，步骤s4中，所述纵向预取向的温度为75～92℃、拉伸倍率为1.2～2.0倍，所述纵向主拉伸的温度为88～112℃、拉伸倍率为1.8～3.0倍，纵向总拉伸倍率为3.0～4.5倍；根据膜片沿横向的厚度分布和光学延迟量分布，将膜片划分为边部过取向区、稳定区和欠取向区。

23、可选的，步骤s5中，所述横向预取向的温度为85～105℃、拉伸倍率为1.3～2.2倍，所述横向主拉伸的温度为98～125℃、拉伸倍率为1.7～2.8倍，横向总拉伸倍率为3.2～4.8倍；

24、对于所述边部过取向区，降低对应区域的横向拉伸预热温度和/或减小链轨张开速率，对于所述欠取向区，提高对应区域的横向拉伸预热温度和/或增大链轨张开速率；

25、步骤s6中的热定型温度为205～245℃，横向松弛率为1%～6%。

26、通过上述技术方案，本技术实现以下有益效果：

27、通过检测各层聚酯熔体在相同条件下的表观剪切黏度，并调节熔体温度、组分比例和/或输送流量，使相邻层熔体的流变性能保持匹配，能够减少多层共挤过程中的界面波动、层间偏移及表层包覆不完整，提高复合铸片的层厚稳定性和连续生产稳定性。

28、通过在低结晶速率的透明表层与高结晶速率的芯层之间设置第一梯度结晶过渡层和第二梯度结晶过渡层，使各层结晶速率由外至内逐级提高，从而缓解各层在拉伸和热定型过程中的取向及结晶差异，降低层间应力集中、拉伸白化、边裂、翘曲及热收缩不均。

29、通过将抗粘连颗粒设置于透明覆盖层内侧的颗粒支撑层中，并控制透明覆盖层厚度与颗粒粒径之间的比例，使颗粒在双向拉伸过程中支撑透明覆盖层形成连续、圆滑的表面微凸起，而不直接大量暴露于膜表面，由此减少颗粒引起的光散射、脱落和局部应力集中。

30、埋入式抗粘连结构能够在保持较高透光率和较低雾度的同时，赋予膜表面适宜的粗糙度和摩擦性能，改善膜层之间的开口性、收卷平整性及解卷稳定性，从而缓解高透明性能与抗粘连性能难以兼顾的问题。

31、通过对铸片依次进行纵向预取向和纵向主拉伸、横向预取向和横向主拉伸，使芯层、梯度结晶过渡层及表层按照各自适宜的温度窗口逐步发生取向，避免单阶段高倍率拉伸造成瞬时应变集中，有利于降低超薄膜的局部颈缩、白点、针孔和断膜风险。

32、通过在纵向拉伸后检测膜片沿横向的厚度分布和光学延迟量分布，并据此分区调节横向拉伸预热温度和/或链轨张开速率，能够对边部过取向和中部欠取向进行针对性修正，提高膜片横向厚度、光学取向及力学性能的均匀性。

33、通过预定型、主定型和松弛处理的配合，使高强度芯层获得稳定的结晶和尺寸定型，同时抑制透明表层过度结晶引起的雾度增加，并降低复合膜的残余内应力和纵横向热收缩差异。

34、本技术适用于制备厚度为3.5～8.0μm的超薄高透明pet复合膜，并可通过调整两侧透明覆盖层厚度、颗粒粒径和颗粒含量形成非对称功能表面，使复合膜的一侧适于印刷或涂布，另一侧具有良好的收卷和解卷性能，因而具有较好的工艺适应性和应用扩展性。