2016年12月7日，《一种高透明厚型聚酯薄膜》获得第十八届中国专利优秀奖。

• 实施例1

将含有1.8％间苯二甲酸（合成中占酸的摩尔含量）的共聚酯与平均粒径为0.007微米二氧化硅爽滑剂的聚酯母粒切片、平均粒径为0.110微米二氧化硅的聚酯母粒切片以及平均粒径为0.250微米二氧化硅聚酯母粒切片进行均匀混合，最终使平均粒径为0.007微米二氧化硅占总的聚酯切片的含量为60PPm，平均粒径为0.110微米二氧化硅占总的聚酯切片的含量为10PPm，平均粒径为0.250微米二氧化硅占总的聚酯切片的含量为10PPm。将这四种原料混合完毕后，作为芯层（B层）的原料在160℃结晶干燥，然后将物料送入单螺杆挤出机，在275℃的条件下熔融挤出。

将含有1.8％间苯二甲酸（合成中占酸的摩尔含量）的共聚酯，与平均粒径为0.007微米二氧化硅爽滑剂的聚酯母粒切片、平均粒径为0.110微米二氧化硅的聚酯母粒切片以及平均粒径为0.250微米二氧化硅聚酯母粒切片和含有平均粒径为2.5微米二氧化硅的聚酯母粒切片进行均匀混合，最终使平均粒径为0.007微米二氧化硅占总的聚酯切片的含量为800PPm，平均粒径为0.110微米二氧化硅占总的聚酯切片的含量为100PPm，平均粒径为0.250微米二氧化硅占总的聚酯切片的含量为30PPm。平均粒径为2.5微米的二氧化硅占总的聚酯切片的含量为50PPm，将这五种原料混合完毕后，作为表层（A层）的原料在160℃结晶干燥，然后将物料送入单螺杆挤出机，在275℃的条件下熔融挤出。

将上述两种熔融物料通过一共挤模头，将熔体流延到一转动的冷却辊上，成为无定型的A/B/A的三层结构厚片。

将此厚片预热到110℃，随后纵拉3.3倍，将纵拉伸的厚的片膜，送到横向拉伸机中，在120℃条件下，将片膜横向拉伸3.8倍，将在215℃的温度下热定型后，150℃松弛后，制成厚度为A/B/A结构125微米的膜，其A/B/A的厚度比为20/60/20。

• 实施例2～15

用类似实施例1的制备方法，根据表1中所述膜的层结构与厚度比，A、B聚酯成分的构成，添加剂的成分、粒径大小及含量，制备出不同厚度的厚型高透明聚酯薄膜。

• 比较例1

将纯的PET聚酯切片与含有平均粒径为0.080微米二氧化硅添加剂的聚酯母料切片混合均匀，使0.080微米二氧化硅的含量占聚酯含量110ppm，将这一物料为芯层（B层）原料，在170℃结晶干燥后，将物料送入单螺杆挤出机在280℃的条件下熔融挤出。

将纯的PET聚酯切片与含有平均粒径为0.080微米二氧化硅爽滑剂的聚酯母料切片，以及平均粒径为3.0微米二氧化硅的聚酯切片混合均匀，最终使0.080微米二氧化硅含量占聚酯切片含量600PPm，3.0微米二氧化硅含量占聚酯含量切片150PPm，将混合料为表层（A层）送入到双螺杆挤出机，在280℃的条件下熔融挤出。

将上述两种熔融物料通过共挤摸头，将熔体流延到一转动的冷却辊上，成为无定型的A/B/A的三层共挤结构的厚片，厚片采用与实施例一类似的制造工艺进行制备，制成厚度为150微米的厚膜，其A/B/A结构膜的厚度比例为18/64/18。

• 比较例2

用类似于比较例1的制备方法，根据表1中所述膜的结构、厚度，A、B聚酯成分的构成，及添加剂的成分、粒径大小及含量，制备出厚度为250微米的厚膜，其A/B/A结构的厚度比例为12/76/12。

• 比较例3

用类似于比较例1的制备方法，根据表1中所述膜的结构、厚度，A、B聚酯成分的构成，及添加剂的成分、粒径大小及含量，制备出厚度为450微米的厚膜，其A/B/A结构的厚度比例为7/86/7。

表1中：

1.聚酯熔点与玻璃化温度的测试：采用GB/T14190-2008测试法。

2.摩擦系数的测试：采用ASTMD1894的测试方法。

3.厚度的测试：采用ASTMD374的测试方法。

4.雾度、透光率、清晰度的测试：采用ASTMD1003的测试方法。

表1（续）：

表中：树脂种类：PET：聚对苯二甲酸乙二醇酯。

共聚酯：IPA：间苯二甲酸。

共聚酯：CHDM：环己酸二甲醇。

1.《一种高透明厚型聚酯薄膜》特征在于，所述聚酯薄膜由低结晶速率的共聚酯经双向拉伸而得到，所述薄膜的厚度为125微米～500微米，透光率≥88.0％，雾度≤2.4％，薄膜中含有纳米级、亚纳米级和微米级的添加剂，微米级添加剂占添加剂总重量的2～50％。

2.根据权利要求1所述聚酯薄膜，其特征在于，所述添加剂中0.001微米～0.02微米之间的粒子占添加剂总重量的30％～98％，0.1微米～0.50微米之间的粒子占添加剂总重量的0％～50％，0.8～3.0微米之间的粒子占添加剂总重量的2～50％。

3.根据权利要求1或2所述聚酯薄膜，其特征在于：所述低结晶速率的共聚酯为乙二醇、聚乙二醇、丙二醇、1，4-环己烷二甲醇中的一种或两种以上的醇与间苯二甲酸、对苯二甲酸、2，6-萘二甲酸中的一种或两种以上的酸共聚形成的共聚酯。

4.根据权利要求3所述聚酯薄膜，其特征在于：所述低结晶速率的共聚酯中的间苯二甲酸占二元酸摩尔含量为0.5mol％～15mol％。

5.根据权利要求4所述聚酯薄膜，其特征在于：所述低结晶速率的共聚酯中的1.4-环己烷二甲醇占二元醇的摩尔含量为0.5mol％～12mol％。

6.根据权利要求5所述聚酯薄膜，其特征在于：所述添加剂为二氧化硅、二氧化钛、三氧化二铝、高岭土、碳酸钙、硫酸钡、聚丙烯酸酯甲酯或聚苯乙烯。

《一种高透明厚型聚酯薄膜》涉及一种聚酯薄膜，特别涉及一种高透明、低雾度、厚度在125微米～500微米的高透明厚型聚酯薄膜。

一种高透明厚型聚酯薄膜专利目的

《一种高透明厚型聚酯薄膜》所要解决的技术问题是：提供一种厚度在125微米-500微米之间、具有高透明性、低雾度的、爽滑性好、易加工的高透明厚型聚酯薄膜。

一种高透明厚型聚酯薄膜技术方案

《一种高透明厚型聚酯薄膜》所述聚酯薄膜由低结晶速率的共聚酯经双向拉伸而得到，所述薄膜的厚度为125微米～500微米，透光率≥88.0％，雾度≤2.4％，薄膜中含有纳米级、亚纳米级和微米级的添加剂，微米级添加剂占添加剂总重量的2～50％。

上述高透明厚型聚酯薄膜，所述添加剂中0.001微米～0.02微米之间的粒子占添加剂总重量的30％～98％，0.1微米～0.50微米之间的粒子占添加剂总重量的0％～50％，0.8～3.0微米之间的粒子占添加剂总重量的2～50％。

上述高透明厚型聚酯薄膜，所述低结晶速率的共聚酯为乙二醇、聚乙二醇、丙二醇、1，4-环己烷二甲醇中的一种或两种以上的醇与间苯二甲酸、对苯二甲酸、2，6-萘二甲酸中的一种或两种以上的酸共聚形成的共聚酯。

上述高透明厚型聚酯薄膜，所述低结晶速率的共聚酯中的间苯二甲酸占二元酸摩尔含量为0.5mol％～15mol％。

上述高透明厚型聚酯薄膜，所述低结晶速率的共聚酯中的1.4-环己烷二甲醇占二元醇的摩尔含量为0.5mol％～12mol％。

上述高透明厚型聚酯薄膜，所述添加剂为二氧化硅、二氧化钛、三氧化二铝、高岭土、碳酸钙、硫酸钡、聚丙烯酸酯甲酯或聚苯乙烯。

聚酯薄膜由聚酯原料切片经过拉伸而得到，《一种高透明厚型聚酯薄膜》中，为了生产厚度为125微米～500微米的聚酯薄膜，并且保证这种厚型薄膜的透光率≥88.0％，雾度≤2.4％，如果使用普通PET聚酯切片，由于其结晶速率高而造成薄膜在铸片、拉伸后的透光率大大降低、雾度值大幅度提高，使膜的光学性能遭到很大的破坏，所以《一种高透明厚型聚酯薄膜》薄膜在生产时采用可降低PET结晶速率的共聚酯。

在《一种高透明厚型聚酯薄膜》中采用的可降低PET结晶速率的共聚酯，可以为乙二醇、聚乙二醇、丙二醇、1，4-环己烷二甲醇中的一种或两种以上的二元醇与间苯二甲酸、对苯二甲酸、2，6-萘二甲酸中的一种或两种以上的二元酸共聚形成的共聚酯。

在《一种高透明厚型聚酯薄膜》所选用的二元醇，可以是乙二醇、1.4-环己烷二甲醇、聚乙二醇、丙二醇中的一种或两中以上的醇，优选乙二醇和1.4-环己烷二甲醇。其中在乙二醇和1.4-环己烷二甲醇中，优选1.4-环己烷二甲醇占二元醇的摩尔含量为0.5％～12％，当1.4-环己烷二甲醇的摩尔含量大于12％时，使得薄膜的结晶性较差，不能保持结晶结构或结构不牢固，因而造成膜的耐热性差、热收缩偏大。

《一种高透明厚型聚酯薄膜》中，所采用的二元酸可以是间苯二甲酸、对苯二甲酸、2.6-萘二甲酸中的一种或两种以上的二元酸，优选间苯二甲酸与对苯二甲酸。随着间苯二甲酸含量的增加，共聚酯的玻璃化转变温度会降低.冷结晶温度会明显提高，熔点降低。这主要是由于分子链中引入了间苯二甲酸，使原有规整的PET大分子链的规整性降低，分子链段解冻所需的能量会降低，从而导致玻璃化转变温度降低。同时由于规整性降低，分子链排入晶格需要更多的活化能，只有在较高的温度下才能结晶，即结晶温度升高.并且所得到的结晶结构的规整度差.表现为结晶结构的墒值较高。间苯二甲酸的引入使共聚酯的结晶速率及球晶生长速率明显降低.但对球晶的形态及生长机理并无明显的影响。其中，间苯二甲酸占二元酸的摩尔含量为0.5～25％，当间苯二甲酸含量大于25％时，使得薄膜的结晶性较差，不能保持结晶结构或结构不牢固。因而膜的耐热性差，热收缩偏大。当间苯二甲酸含量低于0.5％时，共聚酯晶体内几乎没有间苯成分存在，起不到降低结晶速率的作用。

《一种高透明厚型聚酯薄膜》所采用的可降低结晶速率的共聚酯，可以是一种或几种低结晶速率共聚酯的混合物。例如可以是含有1.4-环己烷二甲醇（CHDM）低结晶速率的共聚酯或含有间苯二甲酸（IPA）低结晶速率的共聚酯单独使用也可以混合使用。随着具有环状结构和不同熔点的齐聚物含量的增加，共聚酯的熔融结晶温度向低温偏移，结晶温度区域逐渐变宽、半结晶周期增大，结晶速率降低。

《一种高透明厚型聚酯薄膜》所述低结晶速率的共聚酯的熔点为220℃～254.5℃，其冷结晶温度为150℃～200℃。采用这种共聚酯生产的厚度为125微米-500微米、透光率≥88.0％，雾度≤2.4％的厚型薄膜在应用于对光学性能要求较高的中大型平板显示屏中的保护膜、反射膜、扩散膜等时，需要是薄膜保持良好的运行性能和收卷性能。为使这种厚型薄膜达到良好的运行性能和收卷性能，需要增加薄膜的表面粗糙度，《一种高透明厚型聚酯薄膜》通过在膜中加入添加剂来增加膜的表面粗糙度，所述添加剂是由纳米级粒子、亚纳米级粒子和微米级粒子组成的混合添加剂，其中，微米级粒子占添加剂总重量的2～50％。

《一种高透明厚型聚酯薄膜》所采用的添加剂可以为二氧化硅、硫酸钡、碳酸钙、有机硅、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、二氧化钛、三氧化二铝、高岭土等爽滑粒子。优选二氧化硅、二氧化钛、三氧化二铝、高岭土、碳酸钙、硫酸钡、聚甲基丙烯酸甲酯或聚苯乙烯。

《一种高透明厚型聚酯薄膜》的厚型聚酯薄膜，可以是单层结构，也可以是包括基层和表层的二层/多层结构。

《一种高透明厚型聚酯薄膜》中，在单层结构薄膜、两层/多层结构薄膜的表层中含有粒径为0.001微米～5微米的一种或多种不同粒径、不同种类的添加剂粒子，其中0.001微米～0.02微米之间的粒子占添加剂总重量的30％～98％，0.1微米～0.50微米之间的粒子占添加剂总重量的0％～50％，0.8微米～3.0微米之间的粒子占添加剂总重量的2～50％。

《一种高透明厚型聚酯薄膜》中，在单层结构薄膜、两层/多层结构薄膜的表层中的添加剂的含量为80ppm～1500ppm，优选100ppm～1200ppm。在两层/多层结构薄膜的基层中，所有的添加剂为纳米级添加剂，含量为10ppm～800ppm，优选20ppm～600ppm。

《一种高透明厚型聚酯薄膜》中，在两层/多层结构薄膜的基层中应用纳米添加剂粒子，主要是因为纳米粒子比可见光的波长相对要小，它起不到遮光的效果，增加了聚酯薄膜的透光率，提高聚酯薄膜尺寸稳定性，使膜的表面细腻。但是它添加过多，由于纳米效应，聚酯的结晶度会提高，这又会造成厚型薄膜的雾度值提高。为了更好地控制厚型薄膜在加工过程中的结晶速率（膜的透光率与雾度值），《一种高透明厚型聚酯薄膜》中在添加纳米级添加剂粒子的同时，又添加了亚纳米级添加剂的粒子（0.1微米～0.50微米），这样既可以控制结晶速率，又在光线通过时，不会阻挡光的通过，同时使厚型薄膜具有高的透光率与清晰度。

《一种高透明厚型聚酯薄膜》所述厚型聚酯薄膜，可以通过下述方法来制备：

1.将混合好的基材层聚酯原料切片和表层聚酯原料切片，送入相应挤出系统熔融挤出；

2.基材层和表层熔体经共挤模头，在转动的冷却辊上形成多层的无定型的聚酯铸塑厚片；

3.将冷却后的厚片预热后，纵向拉伸3.0～4.0倍；

4.将纵向拉伸后的膜片预热后，横向拉伸3.0～4.5倍；

5.将拉伸后的薄膜热定型，冷却后收卷，得到厚型高透明聚酯薄膜。

上述制备方法的聚酯切片的熔融挤出温度可以为240℃～300℃，热定型温度可以为160℃～240℃。

一种高透明厚型聚酯薄膜改善效果

《一种高透明厚型聚酯薄膜》提供的厚型聚酯薄膜，厚度为150微米-500微米，透明度高（透光率≥88.5％，雾度≤2.4％），具有良好的尺寸稳定性、耐化学性以及很好的加工性，可以广泛应用于不同的行业，特别是对光学性能要求较高的中大型平板显示屏中的保护膜、反射膜、扩散膜等以及胶片、喷绘、标签、窗膜要求的膜。

聚酯薄膜由于具有优异的机械性能、良好的尺寸稳定性高透明以及耐化学性，大量的应用于不同的行业，特别是广泛应用于对光学性能要求较高的中大型平板显示屏中的保护膜、反射膜、扩散膜等。这些类型的膜要求聚酯薄膜既要有高透明、低雾度、爽滑性好，还要有厚度的要求，通常要在38微米-300微米之间。可在生产较厚的聚酯薄膜时，由于采用的聚酯的结晶速率较高，容易造成膜的透明度降低，雾度值增加，使之不能满足对光学性能要求较高的中大型平板显示屏中的保护膜、反射膜、扩散膜等光学膜的要求。

再者，由于聚酯薄膜本身具有自粘的特性，为聚酯薄膜的加工带来不便。为改善聚酯薄膜的自粘性，在聚酯薄膜的生产过程中，经常需要加入含有添加剂粒子的聚酯母料切片作为滑爽剂，以增加聚酯薄膜的表面粗糙程度，使聚酯薄膜达到良好的运行性能和收卷性能。但是添加剂的加入，使得聚酯薄膜的透明度在一定程度上遭到破坏，增加了聚酯薄膜的发雾程度，这在许多应用领域不希望的，尤其是在光学应用领域是致命的，增加了聚酯薄膜的浊度，降低了聚酯薄膜的清晰度。

申请号为02136917.8的中国专利公开了一种高透明聚酯薄膜及其生产方法，该薄膜涉及到的厚度为6～75微米，但它不适合厚度在125微米-500微米双向拉伸聚酯薄膜，且无法应用在对光学性能要求较高的显示器领域。

本发明公开了一种高透明PETG材料，通过去除PETG中催化剂的残留将PETG的透明性进一步提高。能够替代各种高透玻璃的应用领域，比如化妆品包装品，显微镜载玻片等光学领域。

根据生产聚酯薄膜的用料和生产工艺分类

根据生产聚酯薄膜所采用的原料和拉伸工艺不同可分为以下两种：

1、双向拉伸聚酯薄膜（简称BOPET），是利用有光料（也称大有光料，即是在原材料聚酯切片二氧化钛含量为0.1%，经过干燥、熔融、挤出、铸片和纵横拉伸的高档薄膜，用途广泛）。BOPET薄膜具有强度高、刚性好、透明、光泽度高等特点；无嗅、无味、无色、无毒、突出的强韧性；其拉伸强度是PC膜、尼龙膜的3倍，冲击强度是BOPP膜的3-5倍，有极好的耐磨性、耐折叠性、耐针孔性和抗撕裂性等；热收缩性极小，处于120℃下，15分钟后仅收缩1.25%；具有良好的抗静电性，易进行真空镀铝，可以涂布PVDC，从而提高其热封性、阻隔性和印刷的附着力；BOPET还具有良好的耐热性、优异的耐蒸煮性、耐低温冷冻性，良好的耐油性和耐化学品性等。 BOPET薄膜除了硝基苯、氯仿、苯甲醇外，大多数化学品都不能使它溶解。不过，BOPET会受到强碱的侵蚀，使用时应注意。BOPET膜吸水率低，耐水性好，适宜包装含水量高的食品。

2、单向拉伸聚酯薄膜（简称CPET）,是利用半消光料（原材料聚酯切片中添加钛白粉），经过干燥、熔融、挤出、铸片和纵向拉伸的薄膜，在聚酯薄膜中的档次和价格最低，主要用于药品片剂包装。由于使用量较少，厂家较少大规模生产，大约占聚酯薄膜领域的5%左右,我国企业也较少进口，标准厚度有150μm。

根据聚酯薄膜的用途分类

由于聚酯薄膜的特性决定了其不同的用途。不同用途的聚酯薄膜对原料和添加剂的要求以及加工工艺都有不同的要求，其厚度和技术指标也不一样；另外，只有BOPET才具有多种用途，因此根据用途分类的薄膜都是BOPET。可分为以下几种：

1、电工绝缘膜。由于其具有良好的电器、机械、热和化学惰性，绝缘性能好、抗击穿电压高，专用于电子、电气绝缘材料，常用标准厚度有：25μm、36μm、40μm、48μm、50μm、70μm、75μm、80μm、100μm和125μm（微米）。其中包括电线电缆绝缘膜（厚度为25-75μm）和触摸开关绝缘膜（50-75μm）。

2、电容膜。具有拉伸强度高、介电常数高，损耗因数低，厚度均匀性好、良好的电性能、电阻力大等特点，已广泛用于电容器介质和绝缘隔层。常用标准厚度有3.5μm、3.8μm、4μm、4.3μm、4.8μm、5μm、6μm、8μm、9μm、9.8μm、10μm、12μm。

3、护卡膜。具有透明度好、挺度高、热稳定好、表面平整优异的收卷性能、均匀的纵横向拉伸性能，并具有防水、防油和防化学品等优异性能。专用于图片、证件、文件及办公用品的保护包装，使其在作为保护膜烫印后平整美观，能保持原件的清晰和不变形。常用标准厚度有10.75μm、12μm、15μm、25μm、28μm、30μm、36μm、45μm、55μm、65μm、70μm，其中15μm以上的主要作为激光防伪基膜或高档护卡膜使用。

4、通用膜。具有优异的强度和尺寸稳定性、耐寒性及化学稳定性，广泛用于复合包装、感光胶片、金属蒸镀、录音录像等各种基材。具体有以下几种：

①半强化膜。最主要的特点是纵向拉伸强度大，在较大的拉力下不易断裂，主要用于盒装物品的包装封条等。常用标准厚度有20μm、28μm、30μm、36μm、50μm。

②烫金膜。最大特点是拉伸强度和透明度好，热性能稳定、与某些树脂的结合力较低。主要适合高温加工过程中尺寸变化小或作为转移载体的用途上。常规标准厚度为9μm、12μm、15μm、19μm、25μm、36μm。

③印刷复合包装膜。主要特点是透明性好、抗穿透性佳、耐化学性能优越、耐温、防潮。适用于冷冻食品及食品、药品、工业品和化妆品的包装。常用标准厚度为12μm、15μm、23μm、36μm。

④镀铝膜。主要特性是强度高、耐温和耐化学性能好、有良好的加工以及抗老化性能，适当的电晕处理，使得铝层和薄膜的附着更加牢固。用于镀铝后，可广泛用于茶叶、奶粉、糖果、饼干等包装，也可作为装饰膜如串花工艺品、圣诞树；同时还适用于印刷复合或卡纸复合。常规标准厚度有12μm、16μm、25μm、36μm。

⑤磁记录薄膜。具有尺寸稳定性好，厚度均匀，抗拉强度高等特点。适用于磁记录材料的基膜和特殊包装膜。包括录音录像带基（常用标准厚度有9-12μm）和黑色膜（常用标准厚度有35-36μm）。

5、纳米PET薄膜

高的透明度和光泽度：纳米粒子粒径在1～100nm之间，小于可见光的波长，对薄膜透明度影响较少。

高的阻隔性能和耐热性能：利用具有特殊性能的纳米材料和独特的加工工艺，使纳米材料呈纳米尺寸均匀分散PET基体中，在薄膜生产过程中通过拉伸取向，从而使PET 薄膜呈现极优异的阻隔性能，O、CO₂、H₂O透过率成倍下降，耐热性能也大幅度提高，可扩大PET的应用领域，大大延长被包装物的货架寿命，还可以用于需热灌装或消毒杀菌的场合。

根据聚酯薄膜的质量分类

不同厂家根据聚酯薄膜的质量可又不同的分类名称，我国厂家一般分为优等品、一级品和合格品，而国外厂家一般都分为A级品、B级品和C级品。一般厂家所销售的产品中A级品占97-98%，B级品只占2-3%，C级品即是不合格品，不上流通领域销售。主要原因是原料价格高，一般厂家将其回炉重新作为原料使用，或者将其作为短纤卖给纺织厂作纺织原料。国外厂家有时也将每季度或每半年的库存薄膜当B级品出售，此做法是东南亚国家一些厂家的一贯做法，目的是减少库存。